TWI414971B - 光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠 - Google Patents

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Description

光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠
本發明係關於一種光學滑鼠，特別是一種光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠。
隨著個人電腦的日益普及，各式各樣的電腦周邊產品也針對消費者不同需求而推陳出新。其中，最廣為使用的就是能夠控制電腦螢幕上游標之移動的滑鼠。滑鼠依其偵測移動的方式可分為兩大類：非光學機制及光學機制。非光學機制是利用滑鼠底部內球狀滾輪的滾動來偵測移動。而光學機制則是利用影像感測器來擷取由桌面反射的影像而偵測移動。
採用光學機制的滑鼠一般則稱之為光學滑鼠。光學滑鼠係透過由滑鼠本體內部底側開口的光源，例如：發光二極體(light emitting diode，LED)，照射於桌面上，以二維影像感測器(image sensor)擷取桌面的微觀紋理(micro texture)因光源照射所形成的特殊圖案，藉由相對應的影像處理機制，將滑鼠移動所造成擷取影像圖案的變化，轉換成位移量，而適當的反應於電腦螢幕上游標的移動量及方向。
當光學滑鼠被抬離工作平面時，有可能會發生誤動作。也就是說，當非活動狀態的光學滑鼠被抬離工作平面時，影像感測器可能會檢測到由外部光源形成的與光學滑鼠的移動無關的影像，進而根據與移動無關的影像計算出錯誤的移動值。再者，還會因為感測到此與光學滑鼠的移動無關的影像，因而錯誤喚醒於省電狀態的光學滑鼠，進而造成了不必要的耗電。
在目前光學滑鼠的提起偵測設計中，有些設計係於原有的光學模組位置附近再額外設置一個光源以及光感測器，來偵測光學滑鼠與工作平面間的距離，藉以判斷光學滑鼠是否被抬離工作平面。但上述的設計方式需要額外增加一組光學感測模組，如此將導致光學滑鼠的製造成本上升，且所增加的光學感測模組大部份由電子零件所構成，故在使用壽命上亦受到限制，因此仍有可改善的空間。
鑒於以上的問題，本發明在於提供一種光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠，藉以解決先前技術所存在的問題。
本發明所揭露之光學滑鼠的提起偵測方法，適用於一光學滑鼠。
光學滑鼠包括一光源及一影像感測器。影像感測器具有由N個感測單元所構成的一感測面，並且影像感測器用以利用光源所產生的光線連續地掃描擷取對應於感測面的一光場的影像。其中，N係為大於1的整數。
此光學滑鼠的提起偵測方法包括：計算N個感測單元中之K個感測單元於第i次掃描中所擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到一第一平均亮度值；計算K個感測單元於第i+1次掃描中擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到一第二平均亮度值；以及根據第一平均亮度值和第二平均亮度值確認第i次掃描與第i+1次掃描所擷取得的二影像中K個像素的亮度變化，並且當亮度變化為由暗變亮時，輸出用以表示光學滑鼠的擺置狀態為提起狀態之一第一信號。
其中，K係為小於N的正整數，且i係為正整數。
本發明所揭露之具有提起偵測的光學滑鼠包括光源、影像感測器以及處理模組。
影像感測器具有由N個感測單元所構成的感測面。其中，N係為大於1的整數。
影像感測器可利用光源所產生的光線連續地掃描擷取對應於感測面的一光場的多個影像。
處理模組可根據影像感測器的第i次掃描與第i+1次掃描所擷取得的二影像之間的對應N個感測單元中之K個感測單元的亮度變化選擇性輸出第一信號和第二信號。其中，K係為小於N的正整數，且i係為正整數。
於此，當亮度變化為由暗變亮時，處理模組輸出表示光學滑鼠的擺置狀態為提起狀態的第一信號；而當亮度變化為由亮變暗時，處理模組則輸出表示光學滑鼠的擺置狀態恢復為正常使用狀態的第二信號。
綜上所述，根據本發明之光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠利用部分的感測單元的感測值來進行光學滑鼠是否提起的判斷。並且，進一步於偵測得光學滑鼠為提起狀態時，可透過產生第一信號，致使光學滑鼠禁止位移軌跡的輸出；而於偵測得光學滑鼠恢復為正常使用狀態時，可透過產生第二信號，致使光學滑鼠回復位移軌跡的輸出。如此一來，即可在不增加硬體成本的情況下，達到光學滑鼠是否提起的判斷，並避免因光學滑鼠被提起所造成的誤判現象的發生。
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。
「第1圖」係為根據本發明第一實施例之光學滑鼠的提起偵測方法的流程圖。「第2圖」係為根據本發明第一實施例之具有提起偵測的光學滑鼠的示意圖。
參照「第1及2圖」，光學滑鼠的提起偵測方法適用於一光學滑鼠200。
光學滑鼠200包括一光源210及一影像感測器220。
影像感測器220具有由N個感測單元所構成的一感測面，並且影像感測器220用以利用光源210所產生的光線連續地掃描擷取對應於感測面的一光場的影像。其中，N係為大於1的整數。
並且，光學滑鼠200還包括一處理模組230。此處理模組230可由一個或多個處理器實現。
於影像感測器220進行每一次掃描後，處理模組230會計算N個感測單元中之K個感測單元所擷取得的K個像素的亮度的平均值(步驟110及步驟120)，並且比較相鄰二次掃描所得到之二平均亮度值，藉以確認於每次掃描中所擷取得的影像中於相同位置上的K個像素的亮度變化(步驟130)。其中，處理模組230是計算在每次掃描所擷取得的影像中相同位置上的K個像素的亮度平均值。再者，此K個感測單元可位於同一條感測線上。
並且，當亮度變化為由暗變亮時，處理模組230會輸出用以表示光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態之第一信號(步驟140)。
換言之，處理模組230會計算N個感測單元中之K個感測單元於第i次掃描中所擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到第一平均亮度值(步驟110)，並且計算相同之K個感測單元於第i+1次掃描中擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到第二平均亮度值(步驟120)。於得到第一平均亮度值和第二平均亮度值之後，處理模組230會根據第一平均亮度值和第二平均亮度值確認第i次掃描與第i+1次掃描所擷取得的二影像中位於相同對應位置上之K個像素的亮度變化(步驟130)，並且當亮度變化為由暗變亮時，輸出用以表示光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態之第一信號(步驟140)。
其中，K係為小於N的正整數，且i係為正整數。
再者，光學滑鼠200還包括一位移計算器240。在正常運作下，位移計算器240可接收影像感測器220所擷取到的影像，並根據此些影像計算出對應於的每次掃描所擷取得的影像的位移量，即光學滑鼠200的位移量。
而當光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態時，則根據第一信號控制位移計算器240的運作，以使光學滑鼠200不輸出對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量(步驟182)，如「第3圖」所示。於此，可根據第一信號暫停位移計算器240的運作，以使位移計算器240不產生對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量，進而使得光學滑鼠200不輸出對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量。或者是，根據第一信號中斷位移計算器240的輸出，以使光學滑鼠200不輸出對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量。
換言之，前述之K個感測單元除了可用於偵測光學滑鼠200之提起狀態是否發生，還可用於偵測光學滑鼠200之位移。
然而，亦可將前述之K個感測單元特別設計為特用於偵測光學滑鼠200之提起狀態是否發生，而不用於偵測光學滑鼠200之位移。此時，可將特用於偵測光學滑鼠200之提起狀態是否發生的K個感測單元配置於N個感測單元的配置區域中的邊緣。
其中，參照「第4圖」，光學滑鼠200可具有一暫存器250。暫存器250可記錄光學滑鼠200的擺置狀態。換言之，暫存器250儲存有一旗標信號，旗標信號用以表示光學滑鼠200的擺置狀態。舉例來說，當光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態時，旗標信號為1；而當光學滑鼠200的擺置狀態為正常使用狀態時，旗標信號為0。
請參照「第5圖」，在取得每次掃描所擷取得的K個像素的亮度的平均值(步驟110及步驟120)，處理模組230根據計算得的平均亮度值確認K個像素的亮度變化，藉以得知光學滑鼠的擺置狀態(步驟130)。
於得知光學滑鼠的擺置狀態後，處理模組230再根據所得到的光學滑鼠200的擺置狀態設定暫存器250的旗標信號(步驟170)，並且根據暫存器250所記錄的旗標信號控制位移計算器240的運作，以控制對應各影像的位移量的輸出(步驟180)。
以下述設定為例，當光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態時，旗標信號為1；而當光學滑鼠200的擺置狀態為正常使用狀態時，旗標信號為0。
請參照「第6圖」，當亮度變化為由暗變亮時，處理模組230輸出用以表示光學滑鼠200的擺置狀態為提起狀態之第一信號(步驟140)，並且根據第一信號將暫存器250中的旗標信號設定為1(步驟172)。此時，處理模組230則根據旗標信號控制控制位移計算器240的運作，以使光學滑鼠200不輸出對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量(步驟182)。
請參照回「第1圖」，再者，當亮度變化為由亮變暗時，處理模組230則輸出表示光學滑鼠200的擺置狀態恢復為正常使用狀態之第二信號(步驟150)。
請搭配參照「第7圖」，此時，處理模組230會根據第二信號將暫存器250中的旗標信號設定為0(步驟174)，並且根據旗標信號控制位移計算器240的運作，以使光學滑鼠200輸出對應第i+1次掃描所擷取得的影像的位移量(步驟184)。
請再參照回「第1圖」，而當亮度變化為無改變時，則會維持先前的光學滑鼠200的擺置狀態的對應設定，即不重新設定暫存器250中的旗標信號(步驟160)。
其中，步驟130可藉由預設閥值來進行光學滑鼠200的擺置狀態的判斷。
請參照「第8圖」，處理模組230可包括計算單元232、第一比較單元234以及第二比較單元236。計算單元232電性連接至第一比較單元234和第二比較單元236。此外，處理模組230亦包括有控制單元(圖中未繪製出)，以控制內部元件與外部元件的運作。
請搭配參照「第9圖」，計算單元232可計算每一次掃描所擷取得的K個像素的亮度的平均值(步驟110及步驟120)，並且計算得相鄰二次掃描所得到之二平均亮度值之差值(步驟132)。換言之，計算單元232可計算N個感測單元中之K個感測單元於第i次掃描中所擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到第一平均亮度值(步驟110)，並且計算相同之K個感測單元於第i+1次掃描中擷取得的K個像素的亮度的平均值，以得到第二平均亮度值(步驟120)。然後，計算單元232再計算第一平均亮度值與第二平均亮度值之間的差值(步驟132)。
第一比較單元234將計算單元232計算得的差值與預設好的第一閥值相比較(步驟134)，並且於差值大於第一閥值時，輸出第一信號(步驟140)。再者，第二比較單元236則會將計算單元232計算得的差值與預設好的第二閥值相比較(步驟134)，並且於差值小於第二閥值時，輸出第二信號(步驟150)。反之，則維持先前的光學滑鼠200的擺置狀態的對應設定。
於此，雖然是先述及進行第一閥值的比較，於不大於第一閥值時才進行第二閥值的比較，然而此判斷順序並非本發明之限制。換言之，亦可先進行第二閥值的比較，於不小於第二閥值時才進行第一閥值的比較。或者是，二者同時進行比較。同樣地，於「第1圖」中所顯示之亮度變化的判斷順序亦並非本發明之限制。其亦可視實際情況而改變其判斷的先後順序。
綜上所述，根據本發明之光學滑鼠的提起偵測方法及具有提起偵測的光學滑鼠利用部分的感測單元的感測值來進行光學滑鼠是否提起的判斷。並且，進一步於偵測得光學滑鼠為提起狀態時，可透過產生第一信號，致使光學滑鼠禁止位移軌跡的輸出；而於偵測得光學滑鼠恢復為正常使用狀態時，可透過產生第二信號，致使光學滑鼠回復位移軌跡的輸出。如此一來，即可不增加硬體組件，但仍可達到光學滑鼠是否提起的判斷，藉以在不增加硬體成本的情況下，避免因光學滑鼠被提起所造成的誤判現象的發生。
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。
200‧‧‧光學滑鼠
210‧‧‧光源
220‧‧‧影像感測器
230‧‧‧處理模組
232‧‧‧計算單元
234‧‧‧第一比較單元
236‧‧‧第二比較單元
240‧‧‧位移計算器
250‧‧‧暫存器
第1圖係為根據本發明第一實施例之光學滑鼠的提起偵測方法的流程圖。
第2圖係為根據本發明第一實施例之具有提起偵測的光學滑鼠的示意圖。
第3圖係為根據本發明第二實施例之光學滑鼠的提起偵測方法的局部流程圖。
第4圖係為根據本發明第二實施例之具有提起偵測的光學滑鼠的示意圖。
第5圖係為根據本發明第三實施例之光學滑鼠的提起偵測方法的局部流程圖。
第6圖顯示「第5圖」中步驟170與步驟180的一實施例。
第7圖顯示「第5圖」中步驟170與步驟180的另一實施例。
第8圖顯示「第2及4圖」中處理模組的一實施例。
第9圖顯示步驟130的一實施例。

Claims (10)

  1. 一種光學滑鼠的提起偵測方法，適用於一光學滑鼠，該光學滑鼠包括一光源及一影像感測器，該影像感測器具有由N個感測單元所構成的一感測面，該影像感測器用以利用該光源所產生的光線連續地掃描擷取對應於該感測面的一光場的複數個影像，其中該N係為大於1的整數，該光學滑鼠的提起偵測方法包括：於第i次掃描中，以該N個感測單元中的K個感測單元擷取K個第一像素，其中該K係為小於該N的正整數，且該i係為正整數；計算該第i次掃描中，該K個第一像素的亮度的平均值，以得到一第一平均亮度值；於第i+1次掃描中，以該K個感測單元擷取K個第二像素；計算該第i+1次掃描中，該K個第二像素的亮度的平均值，以得到一第二平均亮度值；以及根據該第一平均亮度值和該第二平均亮度值確認該第i次掃描與該第i+1次掃描所擷取得的二該影像中該K個像素的亮度變化，並且當該亮度變化為由暗變亮時，輸出一第一信號，其中該第一信號用以表示該光學滑鼠的擺置狀態為一提起狀態。
  2. 如請求項1所述之光學滑鼠的提起偵測方法，其中確認該亮度變化的步驟包括：計算該第一平均亮度值和該第二平均亮度值的差值； 比較該值與一第一閥值，以判斷該差值是否大於該第一閥值；以及當該差值大於該第一閥值時，輸出該第一信號。
  3. 如請求項1所述之光學滑鼠的提起偵測方法，更包括：根據相應於該光學滑鼠的該擺置狀態設定一旗標信號；以及根據該旗標信號控制對應各該影像的位移量的輸出；其中，當該光學滑鼠的該擺置狀態為該提起狀態時，根據該第一信號設定該旗標信號，以使該光學滑鼠不輸出對應該第i+1次掃描所擷取得的該影像的位移量。
  4. 如請求項1所述之光學滑鼠的提起偵測方法，更包括：當該光學滑鼠的該擺置狀態為該提起狀態時，根據該第一信號不產生對應該第i+1次掃描所擷取得的該影像的位移量。
  5. 如請求項1所述之光學滑鼠的提起偵測方法，更包括：根據該光學滑鼠的該擺置狀態設定一旗標信號；以及根據該旗標信號控制對應各該影像的位移量的輸出；其中，當該光學滑鼠的該擺置狀態為該提起狀態時，根據該第一信號設定該旗標信號，以使該光學滑鼠不輸出對應該第i+1次掃描所擷取得的該影像的位移量。
  6. 如請求項5所述之光學滑鼠的提起偵測方法，其中當該亮度變化為由亮變暗時，輸出一第二信號，該第二信號用以表示該光學滑鼠的該擺置狀態恢復為一正常使用狀態，並根據該第二信號設定該旗標信號，以使該光學滑鼠輸出對應該第i+1次掃描 所擷取得的該影像的位移量。
  7. 如請求項1所述之光學滑鼠的提起偵測方法，其中當該亮度變化為無改變時，維持先前的該光學滑鼠的該擺置狀態的對應設定。
  8. 一種具有提起偵測的光學滑鼠，包括：一光源，用以產生光線；一影像感測器，具有由N個感測單元所構成的一感測面，該影像感測器用以利用該光源所產生的光線連續地掃描擷取對應於該感測面的一光場的複數個影像，其中該N係為大於1的整數；以及一處理模組，對應該N個感測單元中之K個感測單元，用以根據該影像感測器的第i次掃描與第i+1次掃描所擷取得的二影像之間，該K個感測單元中每個感測單元所偵測到的二亮度的一亮度變化選擇性輸出一第一信號和一第二信號，其中該K係為小於該N的正整數，且該i係為正整數；其中，當該亮度變化為由暗變亮時，該處理模組輸出表示該光學滑鼠的擺置狀態為一提起狀態的該第一信號；其中，當該亮度變化為由亮變暗時，該處理模組輸出表示該光學滑鼠的該擺置狀態恢復為一正常使用狀態的該第二信號。
  9. 如請求項8所述之具有提起偵測的光學滑鼠，其中該處理模組包括：一計算單元，用以取得一第一平均亮度值與一第二平均亮 度值之間的一差值，其中該第一平均亮度值係為該N個感測單元中之該K個感測單元於該第i次掃描中所擷取得的K個第一像素的亮度的平均值，且該第二平均亮度值係為該N個感測單元中之該K個感測單元於該第i+1次掃描中所擷取得的K個第二像素的亮度的平均值；一第一比較單元，用以比較該差值與一第一閥值，並且於該差值大於該第一閥值時，輸出該第一信號；以及一第二比較單元，用以比較該差值與一第二閥值，並且於該差值小於該第二閥值時，輸出該第二信號。
  10. 如請求項8所述之具有提起偵測的光學滑鼠，更包括：一暫存器，用以響應該第一信號設定一旗標信號，以使該光學滑鼠不輸出對應該第i+1次掃描所擷取得的該影像的位移量。
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