TWI393031B - 用於適調光學導航裝置用於在透明結構上導航之方法及光學導航裝置 - Google Patents

用於適調光學導航裝置用於在透明結構上導航之方法及光學導航裝置 Download PDF

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Description

用於調適光學導航裝置用於在透明結構上導航之方法及光學導航裝置
此申請案係2006年12月29日申請之申請案序號11/618,427與2007年4月1日申請之申請案序號11/734,244之一部分延續，二者均以引用的方式併入本文內。
一光學導航裝置(諸如一光學滑鼠)一般包括一用以照明一導航表面之光源與一影像感測器，該影像感測器用作一微型數位相機以不斷收集所照明導航表面之影像並藉由比較依序記錄的影像資訊圖框來決定正橫跨該表面移動該裝置之速度與方向。影像圖框係以一極高速率來加以收集且該影像感測器之解析度係高得足以偵測該裝置相對於該導航表面之極小移動。
當在大多數不透明表面(諸如桌面)上使用一光學滑鼠時，所收集的影像圖框具有足夠特徵來決定影像圖框之間的相對移動。然而，在一透明表面(諸如位於一桌面上的一玻璃板)上使用一光學滑鼠提出獨特的挑戰。特定言之，該玻璃板之頂部表面一般太平滑，使得其在該等收集影像圖框中提供很少(若有的話)可區別特徵且該玻璃之厚度可改變光源、影像感測器及下面桌面之間的幾何學，使得一不充分數量的光從桌面反射至影像感測器。
一光學滑鼠可設計以專用於一由一已知厚度玻璃板覆蓋之桌面上。儘管此一應用特定設計係可行，但其並不實際，因為一光學滑鼠可能在其使用期限內同時用於透明與不透明表面上且因為覆蓋桌面之玻璃板之厚度難以預測並 可能在板之間變化。
一種用於調適一光學導航裝置用於諸如一玻璃板之一透明結構上導航之技術涉及建立一導航視窗用於導航追蹤；在該導航視窗內偵測反射光；回應該偵測光產生一輸出信號；及回應該輸出信號來調整該導航視窗之一特性。在一具體實施例中，調整該導航視窗之一特性以最佳化影像感測器輸出用於導航追蹤。例如，在從該不透明表面所反射之偵測光之數量係大於從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量的情況下，調整該導航視窗之一特性以主要偵測從該不透明表面所反射之光。同樣地，在從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量係大於從該不透明表面所反射之偵測光之數量(例如，因為玻璃板之厚度)的情況下，調整該導航視窗之一特性以主要偵測從該玻璃板之頂部表面所反射之光。回應該輸出信號來調整該導航視窗致能該光學導航裝置以調適操作條件，使得其可在一不透明表面上以及在具有不同厚度之透明表面上有效地工作。
在一具體實施例中，一種用於調適一光學導航裝置用於一透明結構(其中該透明結構覆蓋一不透明表面)上導航之方法涉及建立一導航視窗；朝該透明結構與該不透明表面輸出光；在該導航視窗內偵測反射光；以及回應該偵測光來調整該導航視窗之一特性以選擇該導航視窗是否偵測主要來自該透明結構之一表面或主要來自該不透明表面之反射光。
在另一具體實施例中，一種光學導航裝置包括一照明系統，其係經組態用以輸出光；一影像感測器，其係經組態用以產生關於該光之一偵測部分的一輸出信號；及一透明結構調適器模組，其係經組態用以回應該輸出信號來調整該影像感測器之一導航視窗以調適該光學導航裝置直接用於一不透明表面上或用於位於該光學導航裝置與該不透明表面之間的一透明結構上。
結合附圖，從以下藉由本發明之原理之範例解說的詳細說明將會明白本發明之具體實施例的其他態樣及優點。
圖1描述一光學導航系統100之一具體實施例之一示意性方塊圖。光學導航系統100包括一光學導航裝置102與一導航表面104。光學導航裝置102發射一光束106，其係由導航表面104所反射。光學導航裝置102偵測反射光108之一部分並處理該偵測光以產生關於該光學導航裝置相對於該導航表面之移動的移動資訊。如本文中所使用，反射光可能係鏡面光及/或漫射或散射光，取決於反射表面。
圖1之光學導航裝置102包括一照明系統110，其具有一光源112與一光學元件114；一光學導航電路116；一光學元件118；及一微控制器120。該光學導航裝置之其他具體實施例可能包括更少或更多的組件。在一具體實施例中，該等光學元件114與118係透鏡，但可利用其他類型及/或組合的光學元件。透鏡114引導光至該導航表面而透鏡118引導反射光至該光學導航電路。
在一具體實施例中，照明系統110之光源112係一雷射，諸如一垂直腔表面發射雷射(VCSEL)，而在另一具體實施例中，該光源係一發光二極體(LED)。或者，該光源可能係另一類型的光源。該照明系統產生光束106，其係用以在導航表面104上照明一光點。
光學導航電路116包括一影像獲取系統122、一數位信號處理器(DSP)124及一驅動器126。在一具體實施例中，該光學導航電路之驅動器(例如，使用一或多個驅動器信號)控制照明系統110之操作以產生入射在導航表面104上的光束106。入射在該導航表面上的光束係從該導航表面反射且反射光108之一部分穿過光學元件118並係由影像獲取系統122所偵測。
影像獲取系統122包括一影像感測器128與一類比至數位轉換器(ADC)130。該影像感測器包括一像素陣列132，各像素係一不同光感測器或其他感光裝置。一範例性影像感測器包括一30 x 30像素陣列，各像素大約測量50 um×50 um。在一具體實施例中，該影像感測器係一互補金氧半導體(CMOS)感測器。該影像感測器在該像素陣列之各像素處產生對應於該入射光之輸出信號並提供該等輸出信號至該類比至數位轉換器。該類比至數位轉換器將來自類比信號之該等輸出信號轉換成數位信號並接著傳遞該等已轉換數位信號至數位信號處理器124作為(例如)數位影像資訊，本文中稱為影像資料或影像感測器輸出。在一具體實施例中，該影像感測器以每秒800至8,000個圖框之一速率來捕 捉影像資料圖框。
在數位信號處理器124從類比至數位轉換器130接收該影像資料之後，該數位信號處理器使用該影像資料來執行額外處理。例如，該數位信號處理器交叉關聯連續影像資料圖框以決定在光學導航裝置102與導航表面104之間的相對移動。該數位信號處理器接著發送代表該相對移動的一或多個信號至微控制器120。範例性光學導航追蹤技術之說明係提供於美國專利第5,644,139號，標題為"NAVIGATION TECHNIQUE FOR DETECTING MOVEMENT OF NAVIGATION SENSORS RELATIVE TO AN OBJECT(用於偵測導航感測器相對於物件之移動的導航技術)"與美國專利第6,222,174號，標題為"METHOD OF CORRELATING IMMEDIATELY ACQUIRED AND PREVIOUSLY STORED FEATURE INFORMATION FOR MOTION SENSING(關聯立即獲取與先前儲存特徵資訊用於運動感測之方法)"，二者均以引用的方式併入本文內。
諸如圖1所描述之光學導航裝置102的一光學導航裝置可直接用於一不透明表面(諸如一桌面)上或一覆蓋一桌面之透明結構(諸如一玻璃板)上。參考圖2A及2B來說明相關聯於一透明結構上導航的一些問題。
圖2A解說一光學導航裝置102，其係直接用於一不透明表面140(諸如一桌面)上。在圖2A中，該光學導航裝置係與該不透明表面分離一分離距離z，其中z＝z0 且照明光源110係相對於透鏡118與影像感測器128組態使得由該影像 感測器捕捉到從該不透明表面所反射之光108之一相對較大部分。該偵測光產生具有一相對較強信號的一影像感測器輸出。在圖2A中，光束106(相對於對齊該影像感測器之中心與透鏡118之中心之一光軸142)的入射角θ係使得將一高密度的反射光導向該影像感測器。
圖2B解說在一透明結構144(諸如一玻璃板)上而不是直接在一不透明表面140(諸如一桌面)上使用圖2A之光學導航裝置102，該透明結構覆蓋該不透明表面。在圖2B中，該玻璃板具有一厚度p且在該光學導航裝置與該不透明表面之間的分離距離z係識別為z＝z1 ，其中z0 <z1 。在圖2B之範例中，該光學導航裝置仍組態以在一分離距離z＝z0 下最佳地操作。然而，因為光束106相對於光軸142之非零入射角並因為玻璃板144之厚度，在不透明表面140上的照明光點之位置係相對於圖2A中的照明光點橫向偏移。雖然大多數光均穿過該玻璃板並從該不透明表面反射，但一更少數量的光146可能從該玻璃板之頂部表面反射。對於相對較小偏離(例如，相對較薄的玻璃板)而言，從該不透明表面所反射之偵測光之數量係相對於從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量較大。當從該不透明表面所反射之偵測光之數量係相對於從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量較大時，需要使用獲得自從該不透明表面所反射之偵測光的影像資訊來執行導航追蹤。然而，隨著該分離距離z(例如)由於一更厚玻璃板而增加，從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量可能變得大於從該不透明 表面所反射之偵測光之數量。在此情況下，可能需要使用獲得自從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光的影像資訊而非獲得自從該不透明表面所反射之偵測光的影像資料來執行導航追蹤。
在一具體實施例中，一導航視窗係由一影像感測器中的一組像素來加以定義，該影像感測器係由一光學導航電路用以產生移動資訊。即，產生用於影像關聯之輸出信號的該組像素定義該導航視窗。該導航視窗之一特性可藉由改變在該影像感測器內的像素啟動狀態來加以改變。如下面所更詳細說明，可改變像素啟動狀態以改變該導航視窗之位置、大小及/或形狀以最佳化來自該影像感測器之輸出。圖3A描述一影像感測器128，諸如來自圖1、2A及2B之影像感測器，其包括一像素陣列，各像素150係一不同光感測器元件，其產生代表接收光之強度的一不同輸出信號。在一具體實施例中，可啟動像素使得將其包括於該導航視窗內或停用使得其不包括於該導航視窗內。在一具體實施例中，可經由一軟體介面來選擇性啟動/停用像素。在圖3A中，所有像素均啟動使得該導航視窗包括所有像素。可停用該影像感測器之一些像素以改變該導航視窗之一特性(例如，位置、大小、形狀)。圖3B解說已藉由停用該導航感測器之左及右側上像素行所建立的一導航視窗152。特定言之，停用線156之左邊與線158之右邊的像素。圖3C解說已藉由停用該導航視窗上像素行及列所建立之一導航視窗。特定言之，停用線156之左邊、線158之右 邊、線160上方及線162下方的像素。
依據本發明之一具體實施例，一種光學導航裝置可藉由建立一導航視窗用於導航追蹤，在該導航視窗內偵測反射光，回應該偵測光來產生一輸出信號並回應該輸出信號來調整該導航視窗之一特性來調適用於在一玻璃板上導航。在一具體實施例中，調整該導航視窗之一特性以最佳化用於導航追蹤之影像感測器輸出。例如，在從該不透明表面所反射之偵測光之數量係大於從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量的情況下，調整該導航視窗之一特性以主要偵測從該不透明表面所反射之光。同樣地，在從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量係大於從該不透明表面所反射之偵測光之數量(例如，因為玻璃板之厚度)的情況下，調整該導航視窗之一特性以主要偵測從該玻璃板之頂部表面所反射之光。
現在參考圖4A至4D說明如何可調整該導航視窗之一特性之一範例以調適一光學導航裝置用於在一玻璃板上之導航追蹤。圖4A解說該光學導航裝置直接位於如圖2A所示之一不透明表面上(例如，其中z＝z0 )之情況下在一影像感測器128上反射光之一光點166。在此情況下，一相對較大數量的反射光在一集中光點由該影像感測器偵測，從而從該影像感測器產生較強輸出信號。在此情況下，可使該導航視窗處於一預設狀態，其中(例如)該影像感測器之所有像素均活動。
圖4B至4D解說當分離距離z從z＝z0 增加至z＝z3 時在影像 感測器128上所偵測之光之不同範例，其中由於增加厚度的玻璃板，z0 <z1 <z2 <z3 。圖4B解說由設定分離距離在z＝z1 的一玻璃板厚度所產生之偵測光之一光點168。該偵測光之光點包括從該玻璃板之頂部表面所反射之光與從該不透明表面所反射之光之一混合。在此情況下，來自該影像感測器中所有像素之影像資訊係滿足於導航追蹤並因此不調整該導航視窗。儘管在此範例中不調整該導航視窗，但在另一具體實施例中可能調整該導航視窗。
圖4C解說設定分離距離在z＝z2 之一玻璃板厚度所產生之反射光。在此情況下的偵測光包括從該玻璃板之頂部表面所反射之光的一相對較弱光點170與從該不透明表面所反射之光之一相對較強光點172。在此情況下，調整該導航視窗之位置與大小以偵測主要來自該不透明表面之反射光。該導航視窗係以此方式調整以隔離從該不透明表面所反射之光之相對較強光點並減少從該玻璃板之頂部表面所反射之相對較弱光所貢獻之干擾之數量。在某點，若該玻璃板過厚，則從該玻璃板所反射之偵測光之數量將會比較從該不透明表面所反射之偵測光之數量相對較大。在此情況下，調整該導航視窗以偵測主要來自該玻璃板之頂部表面之反射光。圖4D解說該玻璃板太厚使得從該玻璃板之頂部表面所反射之偵測光之數量(即光點174)比較從該不透明表面所反射之偵測光之數量相對較大之情況。如圖4D所解說，已調整該導航視窗以偵測主要來自該玻璃板之表面之反射光。在此情況下，調整該導航視窗以偵測主要來該玻 璃板之表面之反射光會減少從該不透明表面所反射之光的干擾。
在一具體實施例中，調整該導航視窗以最佳化導航追蹤。一般而言，在具有最可區別影像特徵之影像資訊上執行影像關聯時實現最佳導航追蹤。在一具體實施例中，回應該影像感測器輸出來決定產生最可區別影像特徵之導航視窗之特性。例如，監控該影像感測器輸出並調整該導航視窗直至獲得一可接收影像感測器輸出。
圖5描述一種用於調適一光學導航裝置用於在一覆蓋一不透明結構之透明結構上導航之方法之一程序流程圖。在步驟502，建立一導航視窗。例如，在一初始預設設定下設定該導航視窗，該初始預設設定包括啟動的所有影像感測器像素。在步驟504，使用目前導航視窗特性來操作該光學導航裝置。在步驟506，監控該影像感測器輸出。在一具體實施例中，藉由觀察該等像素之快門時間或藉由監控影像資料之品質來監控該影像感測器輸出。在決策點508，決定目前導航視窗特性是否可接受。若目前導航視窗特性係可接受，則該程序返回至步驟504，其中該光學導航裝置繼續使用目前導航視窗特性來操作。若目前導航視窗特性不可接受，則在步驟510，調整該導航視窗之一特性。例如，藉由啟動/停用影像感測器像素來調整該導航視窗之位置、大小及/或形狀。在調整該導航視窗之一特性之後，該程序返回至步驟506，其中監控該影像感測器輸出。調整該導航視窗之一特性並監控該影像感測器輸 出之程序繼續直至建立可接受的導航視窗特性。
如上所說明，調整該導航視窗之一特性以調適該光學導航裝置用於在一覆蓋一不透明表面之玻璃板上導航。除了調整該導航視窗之一特性，可藉由調整一光學導航裝置之照明特性來調適該光學導航裝置用於在一玻璃板上導航。例如，可調整該照明系統之某態樣來改變該光束之一特性，進而改變由該影像感測器所偵測之反射光之一特性。在一具體實施例中，該照明系統包括多個光源，其可個別控制以改變該光束之一特性。圖6描述一照明系統110，其包括多個個別可控制光源112A至112C，諸如多個個別可控制雷射。在一具體實施例中，該等光源係經組態使得可改變所得組合光束之位置、大小、形狀及/或強度分佈以改變在該玻璃板之表面及/或該不透明表面之頂部表面上照明之位置、大小、形狀及/或強度。
現在參考圖7A至7C說明如何可調整一照明特性之一範例以調適一光學導航裝置用於在一玻璃板上之導航追蹤。圖7A解說該光學導航裝置直接位於如圖2A所解說之一不透明表面(例如，其中z＝z0 )上之情況下在一影像感測器128上反射光之一光點176。在此情況下，該光點係集中成一相對較緊密光點並產生一相對較強影像感測器。
圖7B解說在設定分離距離在z＝z1 之一玻璃板位於該光學導航裝置與該不透明表面之間時所產生之反射光之一光點178。在此情況下，該光點係比圖7A中的光點更廣泛地散射並可能包括來自該不透明表面之反射光與來自該玻璃板 之頂部表面的反射光。依據本發明之一具體實施例，調整一照明特性以改變該照明光點之一特性。圖7C解說在調整一照明特性之後所產生之反射光之一光點180。在此情況下，調整該照明以增加來自該不透明表面之反射光之強度並減少反射自該玻璃板之頂部表面之偵測光之數量。在一具體實施例中，該調整涉及在不同強度位準下驅動該等光源之一不同組合。
圖8描述另一種用於調適一光學導航裝置用於在一覆蓋一不透明結構之透明結構上導航之方法之一程序流程圖。該方法係類似於圖5之方法，只是除調整該導航視窗外，該方法還包括調整一照明特性。在步驟802，建立一導航視窗並產生一光束。在步驟804，使用目前導航視窗特性與目前照明特性來操作該光學導航裝置。在步驟806，監控該影像感測器輸出。在決策點808，決定目前導航視窗特性與目前照明特性是否可接受。若目前導航視窗特性與目前照明特性係可接受，則該程序返回至步驟804，其中該光學導航裝置繼續使用目前導航視窗特性與目前照明特性來操作。若目前導航視窗特性與目前照明特性不可接受，則在步驟810，調整該導航視窗之一特性並在步驟812調整一照明特性。例如，藉由啟動/停用影像感測器像素來調整該導航視窗之位置、大小及/或形狀並藉由驅動該等光源之一不同組合來改變光束。在調整該導航視窗之一特性與一照明特性之後，該程序返回至步驟806，其中監控該影像感測器輸出。在一替代性具體實施例中，在該程 序之一迭代中調整該導航視窗之一特性或一照明特性，但不同時調整。即，一第一迭代可能涉及僅該導航視窗之一調整而一第二迭代可能涉及僅該照明系統之一調整。
圖9描述一透明結構調適器模組182，其可併入圖1之光學導航裝置102之光學導航電路116內。該透明結構調適器模組包括一監控模組184、一視窗控制模組186及一照明控制模組188。該監控模組執行以上說明的監控功能。例如，該監控模組監控來自影像感測器128之回授以決定目前影像感測器輸出是否可接受用於導航追蹤。該視窗控制及照明控制模組回應該監控模組進行導航視窗控制與照明控制決策。例如，該視窗控制模組產生一視窗控制信號，其係用以調整該導航視窗之一特性而該照明控制模組來產生一照明控制信號，其係用以調整一照明特性。
圖10係一種用於調適一光學導航裝置用於在一透明結構上導航之方法之一程序流程圖，其中該透明結構覆蓋一不透明表面。在步驟1002，建立一導航視窗用於導航追蹤。在步驟1004，在該導航視窗內偵測反射光。在步驟1006，回應該偵測光產生一輸出信號。在步驟1008，回應該輸出信號來調整該導航視窗之一特性。
針對一玻璃板覆蓋一桌面之一情形說明以上說明之技術。應注意，在一不覆蓋一不透明表面(例如，一玻璃桌)上使用該光學導航裝置時可運用用於調適一光學導航裝置以在一透明結構上操作之相同技術。在此情況下，從該玻璃桌之頂部表面所反射之光將有可能係產生任一可用影像 資料之唯一光，故調整該導航視窗之一特性及/或一照明特性以回應來自該玻璃桌之頂部表面之反射光來最佳化該影像感測器輸出。
儘管以上說明導航視窗位置、大小及形狀之一些範例，但應注意該導航視窗之各種不同位置、大小及形狀均可行。例如，可使用產生可接受影像資料之位置、大小及形狀之任一組合。在一具體實施例中，選擇該導航視窗之位置、大小及形狀以產生一影像資料改良而在另一具體實施例中選擇該導航視窗之位置、大小及形狀以產生最佳影像資料。
儘管作為可調整以調適一光學導航裝置用於一透明結構上之一導航視窗之特性之範例來說明位置、大小及形狀，但可調整一導航視窗之其他特性以調適一光學導航裝置用於一透明結構上。在一範例中，可藉由調整一些或全部像素之敏感度來調整該導航視窗之一特性。在另一範例中，可藉由阻擋反射光之一部分，重新引導反射光或另外在光反射之前及/或之後操縱來自該照明系統之光來調整該導航視窗之一特性。
儘管本文中的該(等)方法之操作係以一特定順序顯示並說明，但可改變各方法之操作的順序以使得可以一反轉順序執行特定操作或使得可至少部分地與其他操作同時執行特定操作。在另一具體實施例中，可以一間歇及/或交替方式來實施不同操作的指令或子操作。
儘管已說明並解說本發明之特定具體實施例，但本發明 並不限於如此說明及解說的零件之特定形式或配置。本發明之範疇係藉由其隨附申請專利範圍及其等效內容來定義。
100‧‧‧光學導航系統
102‧‧‧光學導航裝置
104‧‧‧導航表面
106‧‧‧光束
108‧‧‧反射光
110‧‧‧照明系統
112‧‧‧光源
112A至112C‧‧‧個別可控制光源
114‧‧‧光學元件/透鏡
116‧‧‧光學導航電路
118‧‧‧光學元件/透鏡
120‧‧‧微控制器
122‧‧‧影像獲取系統
124‧‧‧數位信號處理器(DSP)
126‧‧‧驅動器
128‧‧‧影像感測器
130‧‧‧類比至數位轉換器(ADC)
132‧‧‧像素陣列
140‧‧‧不透明表面
142‧‧‧光軸
144‧‧‧透明結構/玻璃板
146‧‧‧光
150‧‧‧像素
152‧‧‧導航視窗
156‧‧‧線
158‧‧‧線
160‧‧‧線
162‧‧‧線
166‧‧‧光點
168‧‧‧光點
170‧‧‧光點
172‧‧‧光點
174‧‧‧光點
176‧‧‧光點
178‧‧‧光點
180‧‧‧光點
182‧‧‧透明結構調適器模組
184‧‧‧監控模組
186‧‧‧視窗控制模組
188‧‧‧照明控制模組
圖1描述一光學導航系統之一具體實施例之一示意性方塊圖。
圖2A解說直接用於一不透明表面(諸如一桌面)上之一光學導航裝置。
圖2B解說用於一透明表面(諸如一玻璃板)上而不是直接在一不透明表面(諸如一桌面)上之圖2A之光學導航裝置，該透明表面覆蓋該不透明表面。
圖3A描述一影像感測器，諸如來自圖1、2A及2B之影像感測器，其包括一像素陣列，各像素係一不同光感測器元件，其產生代表接收光之強度的一不同輸出信號。
圖3B解說已藉由停用在來自圖3A之導航感測器之左及右側上之像素行來建立的一導航視窗。
圖3C解說已藉由停用來自圖3A之導航感測器上像素行及列所建立的一導航視窗。
圖4A解說該光學導航裝置直接位於如圖2A所解說之一不透明表面上之情況下在一影像感測器上反射光之一光點。
圖4B至4D解說在分離距離z由於增加厚度的玻璃板而增加時在該影像感測器上偵測光之不同範例。
圖5描述一種用於調適一光學導航裝置用於在一覆蓋一 不透明結構之透明結構上導航之方法之一程序流程圖。
圖6描述包括多個個別可控制光源之一照明系統。
圖7A至7C解說調整一照明特性以調適一光學導航裝置用於一玻璃板上導航追蹤之一範例。
圖8描述另一種用於調適一光學導航裝置用於在一覆蓋一不透明結構之透明結構上導航之方法之一程序流程圖。
圖9描述可併入來自圖1之光學導航電路內之一透明結構調適器模組。
圖10係一種用於調適一光學導航裝置用於在一透明結構上導航之方法之一程序流程圖，其中該透明結構覆蓋一不透明表面。
在整個說明書中，可使用類似參考數字來識別類似元件。
100‧‧‧光學導航系統
102‧‧‧光學導航裝置
104‧‧‧導航表面
106‧‧‧光束
108‧‧‧反射光
110‧‧‧照明系統
112‧‧‧光源
114‧‧‧光學元件/透鏡
116‧‧‧光學導航電路
118‧‧‧光學元件/透鏡
120‧‧‧微控制器
122‧‧‧影像獲取系統
124‧‧‧數位信號處理器(DSP)
126‧‧‧驅動器
128‧‧‧影像感測器
130‧‧‧類比至數位轉換器(ADC)
132‧‧‧像素陣列

Claims (21)

  1. 一種用於調適一光學導航裝置用於在一透明結構上導航之方法，其中該透明結構覆蓋一不透明表面，該方法包含：建立一導航視窗用於導航追蹤；在該導航視窗內偵測反射光；回應偵測光來產生一輸出信號；以及回應該輸出信號來調整該導航視窗之一特性，其中調整該導航視窗之一特性包含：當反射來自該不透明表面之經偵測光的量大於反射來自該透明結構之一頂部表面之偵測光的量時，調整該導航視窗之一特性以偵測主要反射來自該不透明表面之光；以及當反射來自該透明結構之該頂部表面之偵測光的量大於反射來自該不透明表面之經偵測光的量時，調整該導航視窗之一特性以偵測主要反射來自該透明結構之該頂部表面之光。
  2. 如請求項1之方法，其中調整該導航視窗以最佳化該輸出信號。
  3. 如請求項1之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該導航視窗之一位置。
  4. 如請求項3之方法，其中改變該導航視窗之該位置包含改變該光學導航裝置之一影像感測器中之像素啟動狀態。
  5. 如請求項1之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該導航視窗之一大小。
  6. 如請求項5之方法，其中改變該導航視窗之該大小包含改變該光學導航裝置之一影像感測器中之該像素啟動狀態。
  7. 如請求項1之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該導航視窗之形狀。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含在該光學導航裝置與該不透明表面之間的距離從一第一距離改變時調整該光學導航裝置之一照明特性。
  9. 如請求項8之方法，其中調整一照明特性包含改變一照明光點之一特性。
  10. 如請求項1之方法，其中該導航視窗包含在一影像感測器中的一組像素，該影像感測器捕捉影像資料，其係交叉關聯以產生移動資訊。
  11. 如請求項10之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該光學導航裝置之該影像感測器中之該像素啟動狀態。
  12. 一種用於調適一光學導航裝置用於在一透明結構上導航之方法，其中該透明結構覆蓋一不透明表面，該方法包含：建立一導航視窗；朝該透明結構與該不透明表面輸出光；在該導航視窗內偵測反射光；以及 回應該偵測光來調整該導航視窗之一特性以選擇該導航視窗是否偵測主要來自該透明結構之一表面或主要來自該不透明表面之反射光。
  13. 如請求項12之方法，其中該導航視窗包含在一影像感測器中的一組像素，該影像感測器捕捉影像資料，其係交叉關聯以產生移動資訊。
  14. 如請求項13之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該影像感測器中之該像素啟動狀態。
  15. 如請求項14之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該導航視窗之一大小。
  16. 如請求項14之方法，其中調整該導航視窗之一特性包含改變該導航視窗之一位置。
  17. 如請求項11之方法，其中改變該導航視窗之一特性以最佳化來自該光學導航裝置之一影像感測器之信號強度。
  18. 如請求項11之方法，其中改變該導航視窗之一特性以對齊該導航視窗與主要來自該不透明表面上一照明光點之反射光。
  19. 一種光學導航裝置，其包含：一照明系統，其係經配置用以輸出光；一影像感測器，其係經組態用以產生關於該光之一偵測部分的一輸出信號；以及一透明結構調適器模組，其係經組態用以回應該輸出信號來調整該影像感測器之一導航視窗以調適該光學導航裝置直接用於一不透明表面上或用於一透明結構上， 該透明結構係位於該光學導航裝置與該不透明表面之間，其中該透明結構調適器模組包含一視窗控制模組，其經組態以回應來自該影像感測器之回授來調整該導航視窗之一特性，其中調整該導航視窗之一特性包含：當反射來自該不透明表面之經偵測光的量大於反射來自該透明結構之一頂部表面之偵測光的量時，調整該導航視窗之一特性以偵測主要反射來自該不透明表面之光；以及當反射來自該透明結構之該頂部表面之偵測光的量大於反射來自該不透明表面之經偵測光的量時，調整該導航視窗之一特性以偵測主要反射來自該透明結構之該頂部表面之光。
  20. 如請求項19之光學導航裝置，其中調整該導航視窗之一特性係藉由改變該影像感測器中之該像素啟動狀態來加以調整。
  21. 如請求項19之光學導航裝置，其中該透明結構調適器模組包含一照明控制模組，其係經組態用以回應來自該影像感測器之該回授來調整該不透明表面之照明。
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