TW201346516A - 具省電功能之感測模組及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種具省電功能之感測模組，包括有光源、第一感測器、第一偵測單元、第二感測器、第二偵測單元以及一控制器。第一感測器偵測外部物件之觸碰，以產生相應觸碰之第一感測訊號；第一偵測單元回應第一感測訊號以產生相應於第一感測訊號之一觸碰訊號；第二感測器回應光源提供之光線以感測相應於外部物件之第二感測訊號；當觸碰訊號大於觸碰臨界值時，第二偵測單元輸出相應於第二感測訊號之位移訊號；控制器則回應第一偵測單元之觸控訊號以及觸碰臨界值以輸出控制訊號，俾使第二偵測單元回應控制訊號而操作於休眠狀態或感測狀態。

Description

具省電功能之感測模組及其方法

本發明係關於具省電功能之感測模組，特別是一種可感測觸控訊號以決定是否進入省電功能的感測模組。

電腦在現今人類生活中所扮演的角色愈來愈重要且多樣化，從過去工作上作為文書處理或程式運算之工具，到今日複雜的影音視訊及電玩娛樂。擔負起介面控制重任的滑鼠，也隨著電腦功能之增強而逐漸更新進步，其感應技術從應用傳統的滾球、滑輪及發光二極體元件，已進一步使用產生同調性(coherent)光線之雷射光元件。因此滑鼠之功能從單純之游標控制，逐漸擴展至具有畫面縮放、指紋辨識等各種附加功能，讓使用者可以更輕鬆地操控電腦。

一般的滑鼠設計上大致上都會有一滾輪，主要用來控制作用中視窗的捲軸，以使作用中的畫面上下移動。目前已有滑鼠將傳統滾輪改為觸控面板，透過觸控面板來操作水平捲動與垂直捲動網頁的功能。因此滑鼠上的觸控偵測的技術發展越來越重要。

關於偵測觸控的技術中，在習知的光學滑鼠中的光學模組，其偵測是否有手指或者物件接觸的方法，是利用手指接觸時，光強度的改變或者是否出現指紋的方式來判斷是否有接觸動作產生。但是當環境中光強度變化時會引起誤動作，因此訊號的偵測運作並不穩定。另外一種方式則是偵測是否有移動訊號或者是否有影像差異的變化產生。而利用手指指紋的方式，當手指指紋變化不明顯的時候，會有可能無法喚醒滑鼠。

而目前的滑鼠或者其他的電腦周邊裝置，一般均會設計有省電的功能，以在經過一段時間沒有操作的時候進入省電模式以節省電源的消耗，因此在前述的偵測觸控的技術中，均有可能無法使在省電模式的滑鼠順利地回復到操作狀態。

有鑑於以上的問題，本發明提出一種具省電功能之感測模組及其感測方法，以應用於滑鼠或者觸控板或其類似之周邊裝置。

根據本發明之實施例所揭露之具省電功能之感測模組，包括有一光源、一第一感測器、一第一偵測單元、一第二感測器、一第二偵測單元以及一控制器。其中，光源用以提供一光線；第一感測器用以偵測一外部物件之觸碰，以產生相應該觸碰之一第一感測訊號；第一偵測單元用以回應該第一感測訊號以產生相應於該第一感測訊號之一觸碰訊號；第二感測器用以回應該光線以感測相應於該外部物件之一第二感測訊號；當該觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，第二偵測單元輸出一相應於該第二感測訊號之一位移訊號；控制器則回應該第一偵測單元之該觸控訊號以及一觸碰臨界值以輸出一控制訊號，俾使該第二偵測單元回應該控制訊號而操作於一休眠狀態或一感測狀態。

根據本發明之所揭露之具省電功能之感測方法，方法包括有下列步驟：週期性地開啟或關閉一光源，俾使該光源產生一光線；偵測一外部物件之觸碰，以產生相應該觸碰之一第一感測訊號；回應該第一感測訊號以產生相應於該第一感測訊號之一觸碰訊號；回應該光線以感測相應於該外部物件之一第二感測訊號；當該觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，輸出一相應於該第二感測訊號之一位移訊號；比較該觸控訊號以及一觸碰臨界值以輸出一控制訊號，以致能或失能產生該位移訊號之步驟。

本發明具省電功能之感測模組及其感測方法，利用偵測電容或電阻改變的方式來偵測是否有外部物件接觸到滑鼠，以決定是否輸出移動訊號或者進入省電狀態，以減少誤動作產生，並提昇系統的穩定性。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考『第1圖』，係為本發明所揭露之具省電功能之感測方法之流程圖，其係可應用於滑鼠或者觸控板或其類似之周邊裝置。

首先，週期性地開啟或關閉一光源，俾使光源產生一光線(步驟10)。接著偵測一外部物件之觸碰，以產生相應外部物件觸碰之一第一感測訊號(步驟11)。這個外部物件通常為使用者的手指。當然實際上可以以類似的操作物件代替，例如觸控筆，只要可以由第一感測器感測其操作的物件都可以利用，此類操作物件的功用在於當其靠近感測器時，可以被第一感測器感測。

再回應第一感測訊號以產生相應於第一感測訊號之一觸碰訊號(步驟12)；其中第一感測訊號係由一電容式感測器或一電阻式感測器產生，以電容式感測器為例，當操作物件改變該電容式感測器的電容值時，便能產生該第一感測訊號。

接著回應光線以感測相應於外部物件之一第二感測訊號；其中第二感測訊號係由一影像感測器產生(步驟13)。當觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，輸出一相應於第二感測訊號之一位移訊號(步驟14)。意即當該操作物件接近該第二感測器時，該操作物件能夠反射該光線，以使得該第二感測器能夠偵測到該反射的光線，進而產生該第二感測訊號。當操作物件移動時，該第二感測器也能相應地輸出位移訊號。此處的位移訊號係由第二感測器感測反射光的移動所產生，由於反射光在第二感測器上所形成的是感測器受光後所產生的亮暗資料，因此該位移訊號可以由第二感測器直接轉換該亮暗資料而得，或者由其他處理單元處理該亮暗資料而得。

最後，比較觸控訊號以及一觸碰臨界值以輸出一控制訊號，以致能或失能產生位移訊號之步驟(步驟15)。而在一實施例中，當連續兩個觸碰訊號之時間間隔小於一第一觸控臨界值時，且位移訊號小於一位移臨界值時，輸出一單擊訊號。在另一實施例中，當連續三個觸碰訊號之時間間隔小於一第二觸控臨界值時，且位移訊號小於一位移臨界值時，輸出一雙擊訊號。進一步以操作物件為手指為例說明，當使用者想要進行單擊點選時，其意圖可理解為操作手指在接觸點附近進行一次點擊，因此手指將會快速觸碰感測器兩次，而且兩次觸碰的位置約略在同一點上，因此當觸碰訊號與位移訊號的改變，同時滿足上述條件時，才會被判定為單擊。類似的狀況也適用於雙擊或者多擊選擇。

在另一實施例中，位移訊號係根據第二感測訊號之一特徵值產生。

以下說明應用前述方法的硬體架構。請參考『第2圖』，係為本發明所揭露之具省電功能之感測模組之系統方塊圖，包括有一光源20、一第一感測器21、一第一偵測單元22、一第二感測器23、一第二偵測單元24、以及一控制器25。

光源20用以提供一光線，以作為感測用，以將光成像至後續將說明的第二感測器23，以使得第二感測器23可以感測影像。應用於滑鼠時，一般實施例可採用發光二極體或雷射二極體作微光源。在另一實施例中，感測模組更包括有一光源控制器26，用以控制光源20之開啟或關閉。控制光源在適當的時機，例如有位移產生時才開啟，可以節省電力損耗。

第一感測器21用以偵測一外部物件之觸碰，以產生相應該觸碰之一第一感測訊號。這個外部物件通常為使用者的手指。當然實際上可以以類似的操作物件代替，例如觸控筆，只要可以由第一感測器感測其操作的物件都可以利用。而第一偵測單元22則回應該第一感測訊號以產生相應於該第一感測訊號之一觸碰訊號。

在一實施例中，第一感測器21係為一電容式感測器。電容式感測器主要其上的電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化，從所產生之誘導電流來偵測外部物件的觸碰。在另一實施例中，第一感測器21係為一電阻式感測器。電阻式感測器主要是透過手指按壓使其電極導通，透過壓力的變化而來偵測外部物件的觸碰。

第二感測器23，回應光源20產生的光線以感測相應於該外部物件之一第二感測訊號。而當該觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，第二偵測單元24輸出一相應於該第二感測訊號之一位移訊號。在一實施例中，第二感測器24係為一影像感測器，例如CMOS影像感測器。這個位移訊號將會用來對應產生滑鼠指標的位移。

在本發明中，係利用手指移動偵測演算法來計算移動向量，亦即前述的位移訊號。在一實施例中，第二偵測單元24係根據第二感測訊號之一特徵值產生位移訊號。

控制器25，回應第一偵測單元22產生的觸控訊號以及一觸碰臨界值以輸出一控制訊號，俾使第二偵測單元24回應控制訊號而致使感測模組操作於一休眠狀態或一感測狀態。亦即，當觸控訊號的值大於一觸碰臨界值時，則執行移動向量的計算，輸出移動向量，亦即前述之移動訊號。當觸控訊號的值小於一觸碰臨界值時，則進入休眠狀態，不執行移動向量之計算。當然應用於滑鼠時，也可利用控制器25所產生的控制訊號，以使整個系統回應該控制訊號而休眠狀態或感測狀態。

在一般的電腦系統中，系統待命狀態是關閉監視器和硬碟的電源，但不關機也不將記憶體的資料儲存到硬碟，等使用者按下任一鍵，便回復至待命前的狀態。而系統休眠狀態則是將記憶體的資料儲存到硬碟，然後關機並關閉電源，等重新開機後，再從硬碟讀取資料回復至休眠前的狀態。但一般的滑鼠中，並不特別作這樣的區分。此處的休眠狀態也可以是待命狀態，指得是將大部分模組的電源供應關閉，只對維持感測所需要的元件進行供電，以節省電源，也是一般所稱的省電狀態。當然感測狀態指的是一般正常操作狀態。

當本發明所揭露的感測模組應用在滑鼠上時，需要可以偵測出滑鼠常用的單擊或雙擊操作。因此本發明判斷的準則如下，當該第一偵測單元22連續輸出兩個觸碰訊號之時間差小於一第一觸控臨界值時，且第二偵測單元24輸出之位移訊號小於一位移臨界值時，第二偵測單元24輸出一單擊訊號。而當第一偵測單元22連續輸出三個觸碰訊號之時間差小於一第二觸控臨界值時，且第二偵測單元輸出之該位移訊號小於一位移臨界值時，第二偵測單元24輸出一雙擊訊號。

雖然前述的實施例指出本發明可應用於光學滑鼠，但實際上並不以此為限，具有類似於滑鼠功能的觸控板也可應用本發明揭露的感測模組，因此只要是用來控制螢幕游標的操作的周邊裝置均可應用本發明所揭露的感測模組。

本發明具省電功能之感測模組及其感測方法，利用偵測電容或電阻改變的方式來偵測是否有外部物件接觸到滑鼠，以決定是否輸出移動訊號或者進入省電狀態。本發明所揭露的技術手段解決了先前技術使用亮度改變或者是否有出現指紋來判斷是否有觸控的技術手段所產生的問題，本發明可以以減少誤動作產生，並提昇系統的穩定性。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

20．．．光源

21．．．第一感測器

22．．．第一偵測單元

23．．．第二感測器

24．．．第二偵測單元

25．．．控制器

26．．．光源控制器

第1圖，係為本發明所揭露之具省電功能之感測方法之流程圖。

第2圖，係為本發明所揭露之具省電功能之感測模組之系統方塊圖。

20．．．光源

21．．．第一感測器

22．．．第一偵測單元

23．．．第二感測器

24．．．第二偵測單元

25．．．控制器

26．．．光源控制器

Claims (14)

1. 一種具省電功能之感測模組，包括有：一光源，提供一光線；一第一感測器，偵測一外部物件之一觸碰，以產生相應該觸碰之一第一感測訊號；一第一偵測單元，回應該第一感測訊號以產生相應於該第一感測訊號之一觸碰訊號；一第二感測器，回應該光線以感測相應於該外部物件之一第二感測訊號；一第二偵測單元，當該觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，輸出相應於該第二感測訊號之一位移訊號；以及一控制器，回應該第一偵測單元之該觸碰訊號以及該觸碰臨界值以輸出一控制訊號，俾使該第二偵測單元回應該控制訊號而操作於一休眠狀態或一感測狀態。
2. 如請求項第1項所述之感測模組，其中當該第一偵測單元連續輸出兩個該觸碰訊號之時間差小於一第一觸控臨界值時，且該第二偵測單元輸出之該位移訊號小於一位移臨界值時，該第二偵測單元輸出一單擊訊號。
3. 如請求項第1項所述之感測模組，其中當該第一偵測單元連續輸出三個該觸碰訊號之時間差小於一第二觸控臨界值時，且該第二偵測單元輸出之該位移訊號小於一位移臨界值時，該第二偵測單元輸出一雙擊訊號。
4. 如請求項第1項所述之感測模組，其中該第二偵測單元係根據該第二感測訊號之一特徵值產生該位移訊號。
5. 如請求項第1項所述之感測模組，其中該光源係為一發光二極體或一雷射二極體。
6. 如請求項第1項所述之感測模組，更包括有一光源控制器，用以控制該光源之開啟或關閉。
7. 如請求項第1項所述之感測模組，其中該第一感測器係為一電容式感測器或一電阻式感測器。
8. 如請求項第1項所述之感測模組，其中該第二感測器係為一影像感測器。
9. 一種具省電功能之感測方法，該方法包括有：週期性地開啟或關閉一光源，俾使該光源產生一光線；偵測一外部物件之一觸碰，以產生相應該觸碰之一第一感測訊號；回應該第一感測訊號以產生相應於該第一感測訊號之一觸碰訊號；回應該光線以感測相應於該外部物件之一第二感測訊號；當該觸碰訊號大於一觸碰臨界值時，輸出相應於該第二感測訊號之一位移訊號；以及比較該觸碰訊號以及該觸碰臨界值以輸出一控制訊號，以致能或失能產生該位移訊號之步驟。
10. 如請求項第9項所述之感測方法，其中當連續兩個該觸碰訊號之時間間隔小於一第一觸控臨界值時，且該位移訊號小於一位移臨界值時，輸出一單擊訊號。
11. 如請求項第9項所述之感測方法，其中當連續三個該觸碰訊號之時間間隔小於一第二觸控臨界值時，且該位移訊號小於一位移臨界值時，輸出一雙擊訊號。
12. 如請求項第9項所述之感測方法，其中該位移訊號係根據該第二感測訊號之一特徵值產生。
13. 如請求項第9項所述之感測方法，其中該第一感測訊號係由一電容式感測器或一電阻式感測器產生。
14. 如請求項第9項所述之感測方法，其中該第二感測訊號係由一影像感測器產生。