TWI518559B - 次畫面累計方法以及用以維持光學導航感測器在所有畫面更新率的回報錯誤一致的裝置 - Google Patents

Description

次畫面累計方法以及用以維持光學導航感測器在所有畫面更 新率的回報錯誤一致的裝置

本發明關於用於電腦滑鼠之光學導航感測器的回報錯誤，特指一方法可維持在不同畫面更新率時的回報錯誤一致。

當電腦滑鼠被使用者用在二維平面上移動時，二維平面的資訊將被光學導航感測器在不同時間間隔被擷取，得到一個位移量(位置的改變)，並且送入光學導航感測器中的一個累計器。資訊被擷取並被送至累計器的速率被稱作為光學導航感測器的畫面更新率。光學導航感測器中的累計器會被一主控裝置(例如，微控制器)，透過序列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)，在一定時間間隔被存取，並且之後傳送至一電腦。如此一來，電腦可以決定電腦滑鼠的當前位置，並將這個資訊轉換為螢幕上的一個鼠標位置。累計器被存取的速率被稱作為光學導航感測器的輪詢率(polling rate)或者是回報率(reporting rate)。當電腦滑鼠的實際位置與透過電腦決定的位置有所出入時，便產生回報錯誤。在固定的輪詢率下，回報/輪詢錯誤在高畫面更新率時會比低畫面更新率時來得少。這是因為電腦有更多的可用資訊來進行判斷。

請參考第1A圖與第1B圖，其繪示一光學導航感測器不同的畫面 更新率以及在一固定輪詢率下的回報錯誤。第1A圖繪示12KHz的畫面更新率(即，83.33微秒(μs)長的畫面間隔)，第1B圖繪示4KHz的畫面更新率(亦即，250微秒長的畫面間隔)。在兩圖中，平均的輪詢率約為1KHz，或者是說，約1毫秒(ms)的輪詢間隔(圖中亦同時繪出在輪詢間隔為1.01ms與0.99ms的回報錯誤)。在第1A圖之中，當輪詢間隔為1.01ms時，蒐集到的畫面的總數為12或13，當輪詢間隔為0.99ms時，蒐集到的畫面的總數為11或12。分別的錯誤為1/12(8.3%)。在第1B圖之中，當輪詢間隔為1.01ms時，蒐集到的畫面的總數為4或5，當輪詢間隔為0.99ms時，蒐集到的畫面的總數為3或4。分別的錯誤為1/4(25%)。如圖所示，較高畫面更新率將會造成較低的回報錯誤。

當使用者使用不同速度來操作電腦滑鼠時(如進行電腦遊戲)，光學導航感測器的畫面更新率會隨著使用者的操作速度來改變。換言之，畫面更新率是隨著滑鼠的使用而變的。在其他系統中，光學導航感測器的畫面更新率將隨著滑鼠置放的表面不同而變，在較暗的表面上，滑鼠有較低的畫面更新率，在較亮的表面上，滑鼠有較高的畫面更新率。如此一來，由於不同的畫面更新率所致，使用者將會面對不一致的回報錯誤。這不只影響滑鼠的追蹤能力，也造成使用者進行遊戲時的感受不佳。

因此，本發明之一目的在於提供一種方法可以在不同畫面更新率下，維持回報錯誤的一致。

一種用以將具有一較低畫面更新率的一光學導航感測器偽裝成具有一較高畫面更新率的光學導航感測器的方法，包含：接收該光學導航感測器在該較低畫面更新率的一位移差量；將該位移差量區分成多個部分；分割該較低畫面更新率之一時間間隔，以產生一時間臨界值，該時間臨界值比該 較低畫面更新率之該時間間隔短；接收一時脈訊號來更新一計數器；以及當該計數器計數至該時間臨界值時，輸出該位移差量的一第一部分給一累計器。

一種用以將具有一較低畫面更新率的一光學導航感測器偽裝成具有一較高畫面更新率的光學導航感測器的裝置，包含：一後內插電路，用以將該光學導航感測器在該較低畫面更新之一位移差量輸出；一分割器，耦接於該後內插電路，用以接收該位移差量以及根據一控制訊號將該位移差量區分成多個部分；一累計更新編程計數器，耦接於該分割器，用來接收一時脈訊號，以更新該計數器，以及當該計數器計數至一時間臨界值時，輸出該位移差量的一第一部分，其中該時間臨界值短於該較低畫面更新率的時間間隔；以及一累計器，用以接收已分割的位移差量。

200‧‧‧光學導航感測器

210‧‧‧後內插電路

220‧‧‧累積更新編程計數器

225‧‧‧畫面緩衝器

230‧‧‧分割器

240‧‧‧累計器

310‧‧‧序列周邊介面讀取指令

第1A圖繪示在12kHz的畫面更新率下的光學導航裝置的回報錯誤。

第1B圖繪示在4kHz的畫面更新率以及具有相同於第1A圖的輪詢率下的光學導航裝置的回報錯誤。

第2圖繪示本發明之一實施例的光學導航感測器。

第3圖繪示第2圖所示之光學導航感測器的序列周邊介面讀取。

如前所述，光學導航感測器蒐集關於電腦滑鼠的位移差量的資訊，並將這些資訊傳送給累計器，其中一段特定時間內所累計的資料量，係根據光學導航感測器的畫面更新率而定。位移差量通常包含有滑鼠在x軸方向以及y軸方向的位置變化，並且可以被表示成delta_x以及delta_y。在各種不同的時間間隔內(即不同的輪詢率下)，根據光學導航感測器的輪詢率，在累計器 中所有的delta_x與delta_y資訊將會被主控裝置透過序列周邊介面所讀取。

在輪詢率固定的情況下，具有較高畫面更新率的感測器，比具有較低畫面更新率者，更頻繁地更新累計器。例如，具有12kHz的畫面更新率的感測器，更新累計器的次數將會是具有4kHz的畫面更新率的感測器的三倍。如果兩個感測器都以固定的每秒1英吋的恆定速度移動一英吋，並且假設兩者均具12,000pci，那麼在這段距離內將會有12,000次的回報。12kHz的感測器將會在每個畫面偵測到一次的位移差量，並且將這個位移差量更新至累計器，而4kHz的感測器將會在每個畫面偵測到三次的位移差量，並且將這位移差量更新至累計器。假設輪詢率為1ms，主控裝置將會從累計器中讀取到12次，對兩個感測器均如此。然而，這12次對應於12kHz的感測器的12個畫面的移動資料，但僅對應於4kHz的感測器的4個畫面的移動資料。由於主控裝置的輪詢率並未與感測器的畫面更新率同步，所以造成讀取到的移動資料的不一致，導致回報錯誤。4kHz畫面更新率的感測器的移動資料的變動將會是12kHz畫面更新率的感測器的三倍，如第1A圖與第1B圖所示。

因此，本發明提供一種方法與裝置，可用來當光學導航感測器操作於一較低畫面更新率時，偽裝成較高畫面更新率。如此一來，便可使回報錯誤在不同畫面更新率下維持一致。

請參考第2圖，該圖繪示本發明方法相對的硬體架構，其為一光學導航感測器200。光學導航感測器200包含有一後內插電路210，用以蒐集delta_x與delta_y，並將delta_x與delta_y傳送至一累計更新編程計數器220。累計更新編程計數器包含一畫面緩衝器225，其中，delta_x與delta_y先被緩衝。累計更新編程計數器220還包含有一個分割器230，分割器230具有一控制訊號輸入接口。當delta_x與delta_y被緩衝於畫面緩衝器225之中後， delta_x與delta_y會再被輸入至分割器230，並且根據控制訊號被分割為多個部分。時脈訊號被輸入累計更新編程計數器220，進而更新計數器。當累計更新編程計數器220達到一個特定數值時，分割delta_x與delta_y後所得到的第一部分會被傳送到累計器240，其可透過主機經由一個序列周邊介面讀取指令所存取。第3圖中繪示了光學導航感測器200的序列周邊介面讀取指令310。

本發明的目的在於使得具有較低畫面更新率的光學導航感測器可以偽裝成一個具有較高畫面更新率的光學導航感測器，進而維持在所有畫面更新率之下的回報錯誤一致。以第1A圖與第1B圖所示的畫面更新率為例，較低畫面更新率者(4kHz)為較高畫面更新率(12kHz)的三倍慢。

因此，該控制訊號要求該分割器230，將在畫面緩衝器225內緩衝的delta_x與delta_y，分割為三個部分。這三個分割部分被傳送至累計器240的速率，也由透過分割原始畫面更新率為三個部分來決定。換言之，當時脈訊號更新累計更新編程計數器220達250/3微秒時，亦即，在83μs後，已分割的位移差量的第一部分將被直接輸出至累計器240。累計更新編程計數器220之後被重置，並且當時脈訊號更新累計更新編程計數器220再次達83微秒時，控制訊號會命令分割器230再次輸出位移差量delta_x與delta_y的又一部分，以此類推。如此一來，被分割的位移差量將會以一個固定的子畫面間隔被輸出至累計器240。當下一個畫面的位移差量delta x與delta_y被緩衝至畫面緩衝器225時，上述流程將會重新開始。

請注意，位移差量可能分割為更小的部分，並且以更頻繁的次畫面更新率被傳送至累計器240，更進一步改善回報錯誤。在這種情形下，被提供至分割器230的控制訊號將會反映出位移差量所被分割的數量。控制訊 號可能依據滑鼠200的最高畫面更新率以及當前的畫面更新率來產生，從而使回報錯誤在滑鼠200所有的畫面更新率下維持一致。而且控制訊號也會影響累計更新編程計數器220輸出被分割之delta_x與delta_y的時間間隔。

請注意，光學導航感測器200會有小量的時間延遲，這是因為在將delta_x與delta_y進行緩衝以及將其分割需要一定的時間。然而，這樣的時間延遲並不明顯。以前述的4kHz畫面更新率為例，最大的時間延遲為250微秒。

將該差量根據一控制訊號分割為較小的部分，並且將每個分割後的差量部分，以一個固定的次畫面間隔傳送給累計器240，該次畫面間隔也被控制訊號所決定。由主控裝置之序列周邊讀取指令250所感知的位移差量的畫面更新率，可被偽裝成較高的畫面更新率。如此一來，在滑鼠200所有畫面更新率之間的回報錯誤便可被維持一致。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

200‧‧‧光學導航感測器

210‧‧‧後內插電路

220‧‧‧累積更新編程計數器

225‧‧‧畫面緩衝器

230‧‧‧分割器

240‧‧‧累計器

Claims (10)

1. 一種用以將具有一較低畫面更新率的一光學導航感測器偽裝成具有一較高畫面更新率的光學導航感測器的方法，包含：接收該光學導航感測器在該較低畫面更新率的一位移差量；分割該位移差量；分割該較低畫面更新率之一時間間隔，以產生一時間臨界值，該時間臨界值比該較低畫面更新率之該時間間隔短；接收一時脈訊號來更新一計數器；以及當該計數器計數至該時間臨界值時，輸出該位移差量的一部分給一累計器。
2. 如請求項2所述之方法，另包含：在該位移差量的該第一部分輸出給該累計器之後，重置該計數器；以及每當該計數器計數至該時間臨界值時，將該位移差量的一部分輸出給該累計器。
3. 如請求項1之方法，其中接收該光學導航感測器的該位移差量的步驟包含：將所接收之該位移差量的一畫面進行緩衝。
4. 如請求項1之方法，其中該位移差量被分割的數量相同於該較高畫面更新率與該較低畫面更新率之間的一比例。
5. 如請求項4之方法，其中該時間間隔被除以該比例來產生該時間臨界值。
6. 一種用以將具有一較低畫面更新率的一光學導航感測器偽裝成具有一較 高畫面更新率的光學導航感測器的裝置，包含：一後內插電路，用以將該光學導航感測器在該較低畫面更新之一位移差量輸出；一分割器，耦接於該後內插電路，用以接收該位移差量以及根據一控制訊號分割該位移差量；一累計更新編程計數器，耦接於該分割器，用來接收一時脈訊號，以更新該計數器，以及當該計數器計數至一時間臨界值時，輸出該位移差量的一部分，其中該時間臨界值短於該較低畫面更新率的時間間隔；以及一累計器，用以接收已分割的位移差量。
7. 如請求項6所述之裝置，另包含：一畫面緩衝器，耦接於該分割器與該後內插電路之間，用來緩衝所接收之該位移差量的一畫面。
8. 如請求項6所述之裝置，其中當該位移差量的第一部分被輸出至該累計器之後，該計數器被重置，以及每當該計數器計數至該時間臨界值時，該累計更新編程計數器將該位移差量的一部分輸出給該累計器。
9. 如請求項6所述之裝置，其中該位移差量被分割的數量相同於該較高畫面更新率與該較低畫面更新率之間的一比例。
10. 如請求項9所述之裝置，其中該時間間隔被除以該比例來產生該時間臨界值。