TWI231454B - Method for calculating movement value of optical mouse and optical mouse using the same - Google Patents

Description

1231454 五、發明說明α) 本申請主張2002年11月15日申請的韓國專利申請號 2002 - 711 84和2003年11月7日申請的韓國專利號 "』 2003-78558的優先權，它們的公開文件在這裏全文併 為參考。 王入作 [發明所屬之技術領域] 本發明是有關於一種光學滑鼠’且特別是有關於— 計算光學滑鼠的移動值之方法以及使用此方法的光學滑 鼠，該方法利用增加光學滑鼠能找到的移動值的區^ β、 進行感測。 / ，以 [先前技術] 如第1圖所示，通常在光學滑鼠丨中，從光源8發出的 光7在工作臺表面2上被反射，並且反射光6穿過鏡頭5輪 到具有成百個像素的影像感測器3中。表面的形狀通過&比 較影像感測器3的像素中的差異被檢測。接著，通過^在 一個在先取樣周期中做出的圖案相比較，計算光學滑、 移動值。 ⑺鼠的 總之’為了计算光學滑鼠的移動值，在一個完整的框 中没置一個參考區域，該框被選擇並被保存為一個參 框。 由一個像素單元從取樣框的左上角向右下角以鋸齒 的方向掃描每個像素，同時當前輸入取樣框和參考區/ 間的相關性被計算。 相關性最高的取樣框的位置被找到，從而計算在 單元中移動的方向和距離V (χ，y ) 。 h Η 第6頁 12620pif.ptd 1231454 五、發明說明（2) 但是，光學滑鼠實際上由人作為操作 先學滑鼠能夠以小角度移動。 因而，光學滑鼠移動小於一個像素單元時，計算移動 值的相關性實際上通過比較輸入取樣框和參考框獲得，所 2 ’如果光學滑鼠移動大於〇.5像素，計算移動值為被移 =個像素’而如果光學滑鼠移動小於〇 5像素，計算移 動值為沒有被移動。 袖A而且，S光學滑鼠發生移動時，當前輸入取樣框的整 ::感測器的像素值保存在記憶體中，並且像素值被更 考^ 考框，在下一次取樣時，更新的參考框用作一個參 圖。第2圖疋說明計算第丨圖的光學滑鼠的移動值的方法的 假定第2圖的光學滑鼠每個取樣周期期間在+ χ方向 移動〇,3 ,在+Υ方向上移動3。 風#為了計算在第一取樣周期期間光學滑鼠的移動值，光 二^鼠選擇前一個取樣周期期間通過12，12影像感測器 ^盔二個第N個框U，設置第N個框11的區域中心的6，6區 魯 史二、考區域12a ’並選擇第一取樣周期期間通過12 ’ 12 衫像感，器獲得的第N+1個框12作為一個取樣框。 w：著，獲得與第N個框11的參考區域12a具有最高相關 性的第N +1個框12的位置。 結果’如圖所示，第N + 1個框12的（〇· 3，3 )像素位 b與第N個框的參考區域1 2a具有最高的相關性。

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12620pif.ptd 第7頁 1231454 五、發明說明（3) 從而，光學滑鼠計算相關性為在第一取樣周期期間在 X方向被移動0像素，在γ方向被移動3個像素，並且按照相 關性運算式輸出（〇，3)像素作為移動值。 然而，在第一取樣周期期間，光學滑鼠實際上在+χ 方向移=0. 3個像素，在+Υ方向上移動3個像素，所以， 不能計算出實際移動值和計算移動值之間在+χ方向上 動了 0. 3個像素。 7 為了什算第二取樣周期期間光學滑鼠的移動值，光學 =更新在第一取樣周期期間獲得的第N+1個框12為一個 ^考框，並重新設置更新的參考框區域的中心區域為參考 區域1 3 a。 每樣，在第二取樣周期期間通過影像感測器獲得的第 猶ί 1 3被選為取樣框1 3，它被保存在記憶體中，接著 =個框12的更新的參考區域⑴有最高相關性 的位置，移動值從該位置計算。 參者=’/::1個框12的（0.3，3)像素位置顯示出與 ΠΓ Λ考區域13a的最高相關性，並且光學滑鼠輸 出（〇，3)像素作為移動值。 f句：說’象第一取樣周期期間光學滑鼠的移動值一 ί苴樣周期期間光學滑鼠的移動值在實際移動值和 δ十异移動值之間在+Χ方向上也具有0.3像素的誤差。 移動：Ά管第一和第二取樣周期期間光學滑鼠的實際 )彳t I 处▲ ’ ^ )像素，但是計算的移動值輸出（0，6 '、不此叶算出實際移動值和計算移動值之間在+ χ

12620pif.ptd ΙΜ 第8頁 1231454 五'發明购⑷ ____ to向6上t動了〇.6像素。因而，光學滑鼠不能計算語& •6, 6)的小角度移動。 τ鼻諸如 域，C鼠在每個取樣時間改變參考框和參考Γ 會產生超過預定值的運動，並舍 4参考區 此光學滑鼠的移動值，所以計算光學# 素單元計算 方法不能在小角度中進行計算十异先〜月鼠的移動值的傳統 光學滑鼠不能計算小角度中的移動時，伞A、 不正確的移動值。 、光予滑鼠輸出 為了計算小角度中的移動，傳統的典 ^把那就是傳統的光學滑鼠應當增加光與I=鼠有一個問 素數和記憶體容量。 予α鼠所需要的像 [發明内容] 因此，本發明的一個目的是提供一 移動值的方法和使用_彳法的光學滑气十异光學滑鼠的 s己憶體’就能夠計算小角度的移動。鼠’不增加像素數和 值的方法特徵:於明光學滑鼠 考區域，並找出當前從參考框中設置一個參 關性；並重新設置參考=，σ 框的參考區域之間的相 驟是根據在計算移動值ϋ驟中二設置參考區域的步 框的參考區域，以設置-個新的參考區^動值’移動參考 為了達到上述目的’根據本發明：另 滑鼠的移動值的方法特徵在於包括3另：：面計算光學 /驟·根據光學滑鼠的 12620pif.ptd 第9頁 1231454 五、發明說明（5) 移動逮度調整參考框更新速度並更新參考框；計算第一移 動值，其中計算第一移動值的步驟在更新的參考框中設置 一個參考區域，並找到當前輸入框和參考框的參考區域之 間的相關性以計算移動值；和重新設置一個參考區域，其 ^ f新設置參考區域的步驟是根據調整的參考框更新速度 計算的移動值，移動參考框的參考區域，以設置一個新的 參考框。 *更新參考框的步驟包括步驟··通過計算移動值的步驟 ;f的移動值小於或大於對應於調整的參考框速度的估計 時，保持調整的參考框更新速度，光學滑鼠計算的移動 = 值時減小參考框更新速度，並且光學滑鼠計算 、動值大於估汁值時增加參考框更新速度。 重新設置參考區域的步驟是當 ::動“其中,是整數）像素，在γ方向移動；；：=了 整數）像素時，把參考框的參考區域、疋 (其中P是整數）像素，在γ方 )像素，以設置-個新的參考區域，。，、中q疋整數 命，馒付取樣框的表面影像並用像 :|个现W 區域之間的相關性以計算移動考框的參考 該參考框，以設置新的參考區域。 β异的移動值移動 當移動值被計算為在Χ方向移如（其中以整數 J了達到上述目的’光學滑鼠包括： 器’獲得取樣框的表面影像並用 ::像感測 1/D轉換恶，桩朌影你Α,η·, » . 京輸出表面影像；一個 Ι1Η 12620pi f.ptd 第10頁 1231454 五、發明說明（6) 素’在Y方向移動η (其中η是整數）像素時，影像資料處 理器把參考框的參考區域在在X方向移動—Ρ (其中Ρ是整數 )像素’在Υ方向移動-q (其中Q是整數）像素，以重新設 置一個新的參考區域。m的絕對值大於或等於p的絕對值叹 並且η的絕對值大於或等於q的絕對值，m和p不具有互相不 同的符號，η和Q也不具有互相不同的符號。 影像資料處理器根據光學滑鼠的移動速度設置 更新速度，並且在更新第一框時，更新參考裡，在 王 =時：根據前-個移動值移動該參考框，以設置新的ί 影像資料處理器當計算的移動值小於 ϊ = = :值時保持調整的參考框更新：度 ί; “先子…异的移動值大於估計值時增加參考框 為讓本發明之上述和其他、 顯易懂，下文特舉較佳實施例 合點：更明 說明如下·· ϋ 口 ^附圖式，作詳細 [實施方式] 一在下文中本發明將參照附圖更全 中示出I本發明的較佳實施例。但是=說明’附圖 的形式實現並不被解釋為受限於二可以用不同 這些實施例，從而該公 ^晨^出的實施例。提出 域技術人員全面傳遞10疋：和元備的，並將象本領 傳遞本發明的範圍。在附圖中，為了j楚 12620pif.ptd 1231454 五、發明說明（7) 起見，層和區域的厚度被誇大。整個說明書中相同的附圖 標記指相同的部件。 第3圖是用於說明根據本發明的計算光學滑鼠的移動 值的方法的實施例的圖。 第3圖的光學滑鼠被假定與第2圖中的光學滑鼠一樣， 在每個取樣周期在+ X方向移動〇·3像素，在γ方向移動3像 素0 為了計算第一取樣周期期間光學滑鼠的移動值，本發 明的光學滑鼠選擇前一個取樣周期期間從丨2，1 2影像感測 器獲得的第N個框21作為1 2，1 2參考框並把第N個框保存到 化憶體中’設置第N個框21區域的中心區域的6，6區域作 為參考區域22a，並選擇第一取樣周期期間從12，12影像 感測器獲得的第N + 1個框22作為一個丨2，1 2取樣框並把取 樣框保存到記憶體中。 接著，獲得與參考框21的參考區域22a有最高相關性 的第N + 1個框2 2的位置。 娜盘\果^如91圖所示第N+1個框22的（0·3 ,3)像素位置 /、考框21的參考區域22a具有最高相關性。 二著移，動光零學像骨辛鼠計在為在第一取樣周期期間^ 性運算式輸出零(I素3)在作Υ::=^ 際移動值和外算的蔣勒:3像素’從而不能計算出實 。异的移動值之間在X方向上移動了 〇·3像素。 1231454 —1,1 _____ 五、發明說明（8) 另外’為了計算第二取樣周期期間的移動值，光學滑 鼠通過不更新參考框而根據第一取樣周期期間的移動=⑺ 重新设置保存在記憶體中的第Ν個框21的參考區域。

這襄重新設置的參考區域的位置23a成為第—取樣周 期期間根據移動值（〇，3 )像素現有參考框的參 22a被移動（〇，-3 )像素的位置。 S 接著’光學滑鼠選擇第二取樣周期期間通過影 器獲得的第N +2個框23為取樣框，把第N +2個框保存^記 憶體中並獲得與重新設置的參考區域23a有最大相 ° 第N+2個框23的位置。 的 結果，如圖所示，第N+2個框的（〇·6，3 )像素位置 23b與重新設置的參考區域23a具有最高相關性，並且 相關性運算式光學滑鼠計算移動值為（1，3 )像素。乂 換句話說，第二取樣周期期間在X方向上的移動值還 包括第一取樣周期期間X方向的移動值〇· 3像素，結果為^ 6像素’它根據相關性運算式被計算為一個像素。 … :因此，在第一和第二取樣周期，光學滑鼠的實際移動 值最後為（0.6, 6)，而計算的移動值為（丨，6)像素， 從而實際移動值的〇· 6像素被反映為計算的移動值。 同樣，設置參考框和參考區域的方法和計算使用該 法的光學滑鼠的移動值的方法重新設置已經保存在記情體 :的參考框的參考區域，從而計算小角度的移動，^: 算（〇·6，6 )像素，而它從〇·6像素到〇·4像素不能通過筻 2圖的方法被計算。 弟 12620pif.ptd 第13頁 1231454 五、發明說明（9) 另外在第一和第二取樣周期期 • 一 個取樣時刻移動（〇· 4 , 1 )德冬 ^ 田先學α鼠在母 像素時，這時使用計算光學JL;最後移動（U，2) 學滑鼠輸出（〇，”像㈡==傳統方法，光 用本發明的計算光學滑鼠的移動值的但是’當使 出（1，2)像素作為計算的移動方法時’光學滑鼠輸 因此’本發明的計算弁整、、典 算比用於計算光學滑鼠的移動：夠計 動值。 得統方法更小角度的移 第4圖是用於說明使用根據本發 滑鼠的移動值的方法的光學滑鼠的實施第例二的计异光學 參照第4圖，本發明的光學、、典 ' A/D轉換器20和影像資料處理=鼠包括影像感測器1〇， 影像感測器10由成百個像辛° 刻積累的信號獲得工作臺表的1 f，匕們從一個預定時 數位信號。 、°的輸出並把輸出轉換為 在第一取樣中，影傻咨 周期獲得的取樣框作為參考框处J f 30更新在前一個取樣 心區域為參考區域。 ’並设置更新的參考框的中 A/D #Vll20 ^ ^ ^ ^ Γ.1 ^ 取樣框和參考框的參考區^ ‘，、、新= 取樣周期期間，當取樣柜=參 12620pif.ptd 第14頁 1231454 五、發明說明（10) 考區域在X方向被移動m (其中m是一個整數）並在γ方向移 動η (其中η是一個整數）時，參考框的參考區域在X方向 移動m (其中m是一個整數）並在Υ方向移動一η (其中η是一 個整數）的區域被重新設置為一個新的參考區域。 並且在第二周期期間，從A/D轉換器20接收的工作臺 影像被選為新的取樣框，並且取樣框和重新設置的參考區 域之間的相關性被找到用來計算移動值。 第5Α圖和第5Β圖是表示設置參考框和參考區域的方法 的圖，這裏第3圖的計算光學滑鼠的移動值的方法和設置 參考框更新速度的方法一起應用。 參照第5 Α圖，光學滑鼠的參考框更新速度按照以下方 法被確定。 當參考框在每個框被更新時，參考框更新速度被確定 為S/1 (取樣/框），每四個框被更新是s/4，每16個框被 更新是S/16。 繼續參照第5 A圖，當光學滑鼠的參考框更新速度被設 為S /1時，光學滑鼠計算移動值，並且如果計算的移動值 不小於一個對應於光學滑鼠的速度S/ 1的估計值時，當前 设置的參考框更新速度被保持，而光學滑鼠計算的移動值 小於估計值，參考框更新速度被重新設置為S/4。另外， 如果光學滑鼠計算的移動值也小於估計值，參考框更新速 度被重新設置為S/16。 這時，估計值可以是前一個取樣周期期間或一個預定 時刻的計算的移動值的平均值。

12620pif.ptd 第15頁 1231454 五、發明說明（11) 為了光學滑鼠正 由應用該方法到其他 動速度被可變地設置 繼續參照第5B圖 移動值的方法，本發 速度更新參考框，更 框，而更新第二參考 間光學滑鼠的移動值 例如，在上下文 它在第1、第9、第17 記憶體中，同時重新 經保存在第5、第1 3 這樣的方法也應 中。 確的追蹤移動，參考框更新速度根據 參考框更新速度被設置的情況下的移 〇 ’通過應用第3圖的計算光學滑鼠的 明的光學滑鼠根據設置的參考框更新 新第一參考框時，光學滑鼠更新參考 框時’光學滑鼠根據前一取樣周期期 只重新設置參考區域。 中光學滑鼠有S/4參考框更新速度， 、第2 5取樣更新參考框並再次保存在 設置參考框的參考區域，該參考框已 、第21、第2 9取樣的記憶體中。 用到具有其他參考框更新速度的情況 如上所述’當重新設置參考框的參考區域時，本發明 通過把參考區域向相反方向移動等於計算的移動值的值， 重新設置新的參考區域。但是，新參考區域可以通過把參 考區域向相反方向移動小於或大於計算移動值的值被重新 設置。 儘管本發明的較佳實施例已經在上文中被說明，但是 對本領域普通技術人員來說在不脫離在隨後的申請專利範 圍中描述的本發明的意圖和範圍的情況下能夠作出各種修 改和變化。 如上所述，根據計算光學滑鼠的移動值的方法和使用

12620pif.ptd 第16頁 1231454 五、發明說明（12) ___—— 該方法的光學滑鼠，當計算光學滑鼠的 域根據光學滑鼠的移動被重新設置，狁動值時’參考區 動。 楗而計算小角度的移 ，然本發明已以較佳實施例揭露如 發明：任何熟習此技藝者，在不脫離：ί非用以 t^内，當可作些許之更動與潤飾，因此本I明之精神 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者以本發明之保護 1231454 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1圖是說明根據習知技術的光學滑鼠結構的例子的 圖。 第2圖是說明根據習知技術的計算光學滑鼠的移動值 的方法的例子的圖。 第3圖是用於說明根據本發明的計算光學滑鼠的移動 值的方法的實施例的圖。 第4圖是用於說明使用根據本發明第3圖的計算光學滑 鼠的移動值的方法的光學滑鼠的實施例的圖。 第5A圖疋用於說明本發明的設置參考框更新速度的方 法的圖。 第5B圖是表示設置參考框和參考區域的方法的圖，兩 個方法中都應用了第3圖的計算光學滑鼠的移動值的方法 和第5 A圖的設置參考框更新速度的方法。 [圖式標示說明] 1 :光學滑鼠，2 :工作臺表面，3 :影像感測器， 5:鏡頭，6:反射光，7:光，8:光源， 1 〇 ··影像感測器，11 :第N個框， 12:第N+1個框，12a:參考區域， 13:取樣框’ 13a:參考區域，20:A/D轉換器， 21 :第N個框，22:第N +1個框， 22a:參考區域’22b:像素位置， 23:第N+2個框，23a:參考區域， 2 3 b :像素位置，3 0 :影像資料處理器。

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Claims (1)

1231454 六、申請專利範圍 1. 一種計算光學滑鼠的移動值之方法，包括步驟： 計算移動值，其中計算移動值的步驟是選擇一個參考 框，從該參考框中設置一個參考區域，並找出當前一輸入 框和該參考框的參考區域之間的相關性；和 重新設置一個參考區域，其中重新設置參考區域的步 驟是根據在計算移動值的步驟中計算的移動值，將該參考 框的參考區域移動以設置一個新的參考區。 2·如申請專利範圍第1項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法，其中當移動值被計算為在X方向移動11](其中m 是整數）像素，在γ方向移動^ (其中n是整數）像素時， 重新設置參考區域的步驟是把該參考框的參考區域在X方 向上移動-ρ (其中Ρ是整數）像素，在Υ方向上移動一 q (其中q是整數）像素以設置一個新的參考區域。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法，其中m的絕對值大於或等於p的絕對值，並且η 的絕對值大於或等於q的絕對值，m和0具有相的符號，η和 q也具有相同的符號。 4 · 一種計算光學滑鼠的移動值之方法，包括步驟： 根據光學滑鼠的移動速度調整一參考框更新速度並 新一參考框； 計算第一移動值，其中計算第一移動值的步驟是在更 ft:參考框中設置一個參考區▲，並找到當前-輸入框 和h參考框的參考區域之間的相關性用來計算一移動值； 和 ，

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^新設置-個參考區域’其中重新設置—個參考區 = 據調整的該參考框更新速度計算的該移動值： 移動該參考框的參考區域，以設置一個新的參考框。 5.如申請專利範圍第4項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法，更新參考框的步驟包括步驟： 通過計算移動值的步驟計算的該移動值小於或大於對 應於調整的一參考框速度的估計值時，保持調整的該參 框更新速度， 光學滑鼠計算的該移動值小於該估計值時減小該參 框更新速度，和 光學滑鼠計算的該移動值大於該估計值時增加該參 框更新速度。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法，其中該估計值被設為之前的該移動值的平均 值0 7 ·如申請專利範圍第5項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法’其中在計算移動值的步驟中，當該移動值被計 算為在X方向移動!!！（其中m是整數）像素，在γ方向移動^ (其中η是整數）像素時，重新設置參考區域的步驟是把 5亥參考框的參考區域在X方向上移動（其中是整數）傻 素，在γ方向上移動其中q是整數）像其素中，：設置一： 新的參考區域。 8 ·如申凊專利範圍第7項所述之計算光學滑鼠的移動 值之方法，其中m的絕對值大於或等於p的絕對值，並且η

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的絕對值大於或等於q的絕對值，ffl和P具有相同的符號，n 和Q也具有相同的符號。 9· 一種光學滑鼠，包括： 一個影像感測器，獲得一取樣框的表面影像並用像素 輸出表面影像； μ 一個A/D轉換器，接收一影像感測器的輸出並轉換輸 出為數位信號；和 一個影像資料處理器，找出該取樣框和一參考框的參 考區域之間的相關性以計算一移動值並根據計算的該移& 值，移動該參考框的參考區域，以設置新的參考區域。 I 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之光學滑鼠，其中當 該移動值被計算為在X方向移動m (其中m是整數）像素， 在Y方向移動η (其中n是整數）像素時，影像資料處理器 把該參考框的參考區域在$方向移動—ρ (其中ρ是整數）像 素，在Υ方向移動-q (其中q是整數）像素，以重新設置一 個新的參考區域。 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之光學滑鼠，其中m 的絕對值大於或等於p的絕對值，並且n的絕對值大於或等 於q的絕對值，m和p具有相同的符號，η和q也具有相同的 符號。 1 2·如申請專利範圍第9項所述之光學滑鼠，其中影 像資料處理器根據光學滑鼠的一移動速度設置一參考框更 新速度，並且在更新一第一框時，更新參考框，在更新一 第二框時，根據前一個移動值移動該參考框，以設置一個

1231454 六、申請專利範圍 —---- 新的參考框。 次1 3·如申請專利範圍第9項所述之光學滑鼠，其中影 像資料處理器當計算的該移動值小於或大於對應於調整的 一參考框速度的估計值時，保持調整的該參考框更新速 度’當光學滑鼠計算的該移動值小於估計值時，減小該參 考框更新速度’當光學滑鼠計算的該移動值大於該估計值 時，增加該參考框更新速度。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之光學滑鼠，其中該 估計值被設為之前該移動值的平均值。

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