TWI529570B

TWI529570B - 光學導航感測器、具有光學導航功能的電子裝置及其運作方法

Info

Publication number: TWI529570B
Application number: TW104121347A
Authority: TW
Inventors: 秀晶李; 偉斌李
Original assignee: 原相科技（檳城）有限公司
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2016-04-11
Also published as: TW201638734A; US20160321810A1; CN106201021A

Description

光學導航感測器、具有光學導航功能的電子裝置及其運作方法

本發明係關於一種光學導航感測器，且特別是一種具有邊緣偵測功能的光學導航感測器、具有此光學導航感測器的電子裝置以及其運作方法。

隨著科技的進步，越來越多的電子裝置具有光學導航功能。此類電子裝置通常會設置光學導航感測器，以實現光學導航功能。除了最為常見的光學滑鼠外，光學導航感測器目前更廣泛地被應用於其他電子裝置，例如音響的音量控制旋鈕。

光學導航感測器藉由發光二極體向物體(如桌面、轉盤等)的表面照射光束，並根據物體之表面反射的光束獲取影像。接著，光學導航感測器再根據當前獲取的影像與先前獲取的影像進行比較，並基於比較結果來計算位移量。

然而，傳統的光學導航感測器存在著一個問題：若光學導航感測器之畫素陣列不能精準地感測影像，則光學導航感測器計算出的位移量往往與實際位移量間存在著誤差。因此，如何提高光學導航感測器計算位移量時的精準度一直都是本領域的一大課題。

本發明實施例提供一種光學導航感測器。所述光學導航感測器用以感測迴轉單元之表面。所述光學導航感測器包括畫素陣列、導航單元以及邊緣偵測單元。導航單元耦接於畫素陣列。邊緣偵測單元耦接於畫素陣列以及導航單元。畫素陣列用以每隔一擷取間隔時間擷取一影像。導航單元用以根據該些影像產生導航信號。導航信號指示迴轉單元的迴轉方向。邊緣偵測單元用以根據該些影像以及導航信號產生邊緣偵測信號。邊緣偵測信號指示經過畫素陣列的感測區之識別塊的數量。當迴轉單元執行迴轉動作時，光學導航感測器之畫素陣列開始擷取表面之影像。在收到至少二個影像後，導航單元根據該些影像中識別塊的位置變化判斷迴轉單元的迴轉方向，以產生導航信號。邊緣偵測單元接收導航信號以及該些影像，並根據迴轉方向以及該些影像中經過感測區之識別塊的數量來產生邊緣偵測信號。

本發明實施例提供一種具有光學導航功能的電子裝置。所述電子裝置包括迴轉單元以及光學導航感測器。迴轉單元包括一表面。表面上交替設置了至少一識別塊。識別塊與表面的光反射率不同。光學導航感測器用以感測迴轉單元之表面。所述光學導航感測器包括畫素陣列、導航單元以及邊緣偵測單元。導航單元耦接於畫素陣列。邊緣偵測單元耦接於畫素陣列以及導航單元。畫素陣列用以每隔一擷取間隔時間擷取一影像。導航單元用以根據該些影像產生導航信號。導航信號指示迴轉單元的迴轉方向。邊緣偵測單元用以根據該些影像以及導航信號產生邊緣偵測信號。邊緣偵測信號指示經過畫素陣列的感測區之識別塊的數量。當迴轉單元執行迴轉動作時，光學導航感測器之畫素陣列開始擷取表面之影像。在收到至少二個影像後，導航單元根據該些影像中識別塊的位置變化判斷迴轉單元的迴轉方向，以產生導航信號。邊緣偵測單元接收導航信號以及該些影像，並根據迴轉方向以及該些影像中經過感測區之識別塊的數量來產生邊緣偵測信號。

本發明實施例提供一種電子裝置的運作方法。所述電子裝置包括迴轉單元以及光學導航感測器。光學導航感測器包括畫素陣列、導航單元以及邊緣偵測單元。所述運作方法包括以下步驟：步驟A：迴轉單元執行迴轉動作，其中迴轉單元包括一表面。表面上交替設置了至少一識別塊。識別塊與表面的光反射率不同。步驟B：畫素陣列感測表面，並每隔一擷取間隔時間擷取表面之一影像。步驟C：在收到至少二個影像後，導航單元根據該些影像中識別塊於該些影像內的位置變化判斷迴轉單元的迴轉方向，以產生導航信號。導航信號指示迴轉單元的迴轉方向。步驟D：邊緣偵測單元接收導航信號與該些影像，並根據迴轉方向以及該些影像中經過畫素陣列的感測區之識別塊的數量來產生邊緣偵測信號。邊緣偵測信號指示經過畫素陣列的感測區之識別塊的數量。步驟E：根據導航信號以及邊緣偵測信號判斷迴轉單元的迴轉狀態。迴轉狀態包括迴轉單元於迴轉動作間的迴轉方向以及經過畫素陣列之感測區的識別塊的數量。

根據以上所述，相較於傳統的光學導航感測器，本發明實施例提供之光學導航感測器、電子裝置及其運作方法利用導航單元判斷迴轉單元的位移量，並透過邊緣偵測單元偵測迴轉單元之表面上設置的識別塊。透過導航單元與邊緣偵測單元，本發明實施例提供之光學導航感測器可以更加精準地計算迴轉單元的位移量，使得後端電路可以根據計算出的迴轉單元的位移量實現對應的動作。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1、2A、2B‧‧‧電子裝置

5‧‧‧主機

10、20A、20B、80‧‧‧光學導航感測器

11、11’、11”、11A、11B、11C、11D、21A、21B‧‧‧迴轉單元

100、800‧‧‧發光單元

101、801‧‧‧畫素陣列

102、802‧‧‧導航單元

103、803‧‧‧邊緣偵測單元

104、804‧‧‧處理單元

805‧‧‧影像處理單元

BK、BK’、BK”、BK_2A、BK_2B‧‧‧識別塊

SA、SA’、SA”‧‧‧感測區

S901~S905‧‧‧步驟流程

S1001~S1007‧‧‧步驟流程

圖1是本發明實施例提供之具有光學導航功能的電子裝置的示意圖。

圖2A~2B是本發明其他實施例提供之具有光學導航功能的電子裝置的示意圖。

圖3A~3D是本發明實施例提供之迴轉單元上的識別塊的分布示意圖。

圖4是本發明實施例提供之光學導航感測器的結構方塊圖。

圖5A~5B是本發明實施例提供之迴轉單元的示意圖。

圖6A~6D是本發明實施例提供之迴轉單元於執行迴轉動作時的示意圖。

圖7A~7D是本發明其他實施例提供之迴轉單元於執行迴轉動作時的示意圖。

圖8是本發明其他實施例提供之光學導航感測器的結構方塊圖。

圖9是本發明實施例提供之電子裝置的運作方法的方法流程圖。

圖10是本發明實施例提供之電子裝置產生邊緣偵測信號的方法流程圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但此等元件或信號不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。

請參閱圖1，圖1是本發明實施例提供之具有光學導航功能的電子裝置的示意圖。電子裝置1包括光學導航感測器10與迴轉單元11。光學導航感測器10相對於迴轉單元11的表面而設置，用以感測迴轉單元11的表面，並擷取對應的影像。

迴轉單元11的表面上設置了至少一個識別塊BK。識別塊BK與表面的光反射率不同。迴轉單元11可以執行迴轉動作，例如繞其圓心旋轉。

以本實施例來說，迴轉單元11係一圓環結構。識別塊BK設置於迴轉單元11的外表面，且光學導航感測器10係相對於迴轉單元11的外表面而設置。

由於識別塊BK與迴轉單元11之外表面的光反射率不同，造成外表面反射至光學導航感測器10的反射光的光強度有所變化。光學導航感測器10可以根據反射光的光強度來擷取影像，並判斷迴轉單元11在執行迴轉動作時所經過的識別塊BK的數量。接著，光學導航感測器10根據獲取的影像與所經過的識別塊BK的數量來計算迴轉單元11的位移量。

請參閱圖2A~2B，圖2A~2B是本發明其他實施例提供之具有光學導航功能的電子裝置的示意圖。圖2A之電子裝置2A同樣是圓環結構。與圖1之電子裝置1不同的是，圖2A之電子裝置2A中的識別塊BK_2A係設置於迴轉單元21A的內表面，且光學導航感測器20A係相對於迴轉單元21A的內表面而設置。當迴轉單元21A執行迴轉動作時，光學導航感測器20A感測迴轉單元21A的內表面，並擷取對應的影像。

與圖1之電子裝置1與圖2A之電子裝置2A不同的是，圖2B 之電子裝置2B之迴轉單元21B係一碟型結構。於圖2B中，識別塊BK_2B係設置於迴轉單元21B的下表面，且光學導航感測器20B係相對於迴轉單元21B的下表面而設置。如此一來，當迴轉單元21B執行迴轉動作時，光學導航感測器20B感測迴轉單元21B的下表面，並擷取對應的影像。附帶一提，於其他實施例中，識別塊BK_2B亦可設置於迴轉單元21B的上表面，且光學導航感測器20B係相對於迴轉單元21B的上表面而設置。

接著，將就識別塊BK的分布方式作進一步介紹。請參閱圖3A~3D，圖3A~3D是本發明實施例提供之迴轉單元上的識別塊的分布示意圖。以圖3A來說，圖3A之迴轉單元11A僅包括一個識別塊BK，此識別塊BK可設置於迴轉單元11A之表面的任一位置。以圖3B來說，圖3B之迴轉單元11B包括兩個識別塊BK。該些識別塊BK彼此相隔180度角(如圖3B中的箭頭所示)。以圖3C來說，圖3C之迴轉單元11C包括三個識別塊BK。相鄰的兩個識別塊BK彼此相隔120度角(如圖3C中的箭頭所示)。以圖3D來說，圖3D之迴轉單元11D包括四個識別塊BK。相鄰的兩個識別塊BK彼此相隔90度角(如圖3D中的箭頭所示)。

需注意的是，圖3A~3D所示之識別塊BK的分布示意圖僅為舉例說明，並非用以限制本發明。舉例來說，若迴轉單元11上設置了N個識別塊BK，各識別塊BK彼此將相隔360/N度角。所屬技術領域具有通常知識者可依實際情況與需求自行設計識別塊BK的數量，只要每相鄰的兩個識別塊BK相隔的角度相同即可，於此不再多加冗述。

接著，將就光學導航感測器10做進一步介紹。請參閱圖4，圖4是本發明實施例提供之光學導航感測器的結構方塊圖。光學導航感測器10包括發光單元100、畫素陣列101、導航單元102、邊緣偵側單元103以及處理單元104。畫素陣列101耦接於導航單元102以及邊緣偵側單元103。導航單元102耦接於邊緣偵側單元 103與處理單元104。邊緣偵側單元103耦接於處理單元104。

發光單元100例如為發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)，用以提供光束照射迴轉單元(圖4未繪示，例如圖1之迴轉單元11)之表面。

畫素陣列101包括複數個畫素單元，其相對於迴轉單元11之表面而設置。畫素陣列101接收迴轉單元11之表面反射光束所產生的反射光束，並在每一擷取間隔時間依據接收的反射光束擷取迴轉單元11之表面一部份之影像。

導航單元102用以根據畫素陣列101所擷取的多個影像來判斷迴轉單元11於執行迴轉動作時的迴轉方向，並產生導航信號。導航信號指示了迴轉單元11的迴轉方向。

邊緣偵側單元103用以接收該些影像以及導航單元102輸出的導航信號，並根據該些影像以及導航信號產生邊緣偵測信號。邊緣偵測信號指示了迴轉單元11在執行迴轉動作時，有多少識別塊BK經過畫素陣列11提供的感測區。簡而言之，邊緣偵測信號指示了經過畫素陣列11提供的感測區之識別塊BK的數量。

處理單元104接收導航信號以及邊緣偵測信號，並根據導航信號以及邊緣偵測信號判斷迴轉單元11的迴轉狀態以產生迴轉狀態信號。接著處理單元104輸出迴轉狀態信號至主機5。迴轉狀態包括迴轉單元11於迴轉動作間的迴轉方向以及經過畫素陣列101之感測區的識別塊BK的數量。主機5可以是桌上型電腦、筆記型電腦等電子裝置，其透過有線傳輸或無線傳輸與光學導航感測器10建立連線。主機5接收迴轉狀態信號後，再根據迴轉狀態信號中指示的迴轉單元11的迴轉方向以及經過畫素陣列101之感測區的識別塊BK的數量來實現對應的功能。或者，主機5可以是設置於電子裝置1的嵌入式控制器，嵌入式控制器可根據迴轉狀態信號產生控制信號以控制相關的電路。

值得一提的是，於其他實施例中，光學導航感測器10亦可不包括處理單元104。導航單元102與邊緣偵測單元103透過有線傳輸或無線傳輸直接與主機5建立連線。導航單元102輸出導航信號至主機5，且邊緣偵測單元103輸出邊緣偵測信號至主機5。主機5根據導航信號以及邊緣偵測信號判斷迴轉單元11的迴轉狀態。迴轉狀態包括迴轉單元11於迴轉動作間的迴轉方向以及經過畫素陣列101之感測區的識別塊BK的數量。判斷完迴轉單元11的迴轉狀態後，主機5再根據迴轉狀態實現對應的功能。

請參閱圖5A~5B，圖5A~5B是本發明實施例提供之迴轉單元的示意圖。圖5A之迴轉單元11係圓環結構，而圖5B之迴轉單元11’係碟型結構。如同前述，迴轉單元11、11’之表面上交替設置了識別塊BK、BK’。舉例來說，迴轉單元11、11’之表面上分別交替設置了三個識別塊BK、BK’。

當迴轉單元11、11’開始執行迴轉動作後，識別塊BK、BK’的位置會改變，並經過畫素陣列(如圖4之畫素陣列101)之感測區SA、SA’。也就是說，畫素陣列101係對應於迴轉單元11、11’之表面而設置，以感測識別塊BK、BK’的位置變化。

識別塊BK、BK’的寬度小於感測區SA、SA’的寬度。如此一來，導航單元102可以根據識別塊BK、BK’於感測區SA、SA’間的位置變化判斷迴轉單元11、11’的迴轉方向。邊緣偵測單元103可以根據識別塊BK、BK’於感測區SA、SA’間的位置變化計算經過感測區SA、SA’之識別塊BK、BK’的數量。

於其他實施例中，識別塊BK、BK’的寬度亦可大於感測區SA、SA’的寬度。此時，光學導航感測器10需要另外的速度感測器(圖未繪示)，以感測迴轉單元11、11’的迴轉速率。處理單元(如圖4之處理單元2)或主機(如圖4之主機5)再根據迴轉速率、導航信號以及邊緣偵測信號判斷迴轉單元11、11’的迴轉狀態。然而，較佳地，識別塊BK、BK’的寬度被設計為小於感測區SA、SA’的寬度。

接著，將進一步介紹光學導航感測器10判斷迴轉單元11之迴轉狀態的細部過程。圖6A~6D是本發明實施例提供之迴轉單元於執行迴轉動作時的示意圖。於本實施例中，迴轉單元11係設計成僅包括一個識別塊BK。然而，此設計並非用以限制本發明，僅係為了方便說明。所屬技術領域具有通常知識者在參閱本實施例後，應能根據本發明之精神自行設計迴轉單元11上識別塊BK的數量。

於本實施例中，迴轉單元11係由右至左執行迴轉動作。也就是說，光學導航感測器10將由右至左定義為第一方向。相對地，光學導航感測器10將由左至右定義為第二方向。請先參閱圖6A，於圖6A中，識別塊BK的初始位置位在感測區SA的右方。當迴轉單元11開始執行迴轉動作後，識別塊BK的位置會開始向左移動。同時，畫素陣列101開始擷取迴轉單元11之表面一部份的影像。

請參閱圖6B，根據畫素陣列101所擷取的影像，導航單元102與邊緣偵測單元103判斷識別塊BK的位置已移動至感測區SA內。進一步說，導航單元102與邊緣偵測單元103透過搜索法(search-based method)或零交叉法(zero-crossing method)對接收到的影像進行邊緣檢測，以獲得識別塊BK於此影像中的位置。利用搜索法或零交叉法進行邊緣檢測為所屬技術領域具通常知識者，在影像處理領域中常用的技術，故在此不再贅述。

請參閱圖6C，迴轉單元11持續執行迴轉動作，使得識別塊BK的位置又再往左移動。導航單元102與邊緣偵測單元103接收圖6C對應的影像後，再次對接收到的影像進行邊緣檢測。根據圖6B與圖6C中識別塊BK的位置變化，導航單元102可以判斷出迴轉單元11目前係以第一方向執行迴轉動作。在判斷出迴轉單元11的迴轉方向後，導航單元102產生導航信號，並將導航信號輸出至邊緣偵測單元103與處理單元104。

根據圖6A~6C所對應的影像，邊緣偵測單元103可以判斷識別塊BK進入了感測區SA。當邊緣偵測單元103收到圖6D所對應的影像後，邊緣偵測單元103判斷識別塊BK已通過感測區SA。接著，邊緣偵測單元103根據導航信號中所指示的迴轉方向對應地調整一邊緣計數器(圖未繪示)中記錄的邊緣計數。邊緣計數器之邊緣計數相關於經過畫素陣列101之感測區SA之識別塊BK的數量。邊緣計數的初始值為0。

以本實施例來說，邊緣偵測單元103判斷識別塊BK已通過感測區SA，且迴轉單元11的迴轉方向為第一方向時，邊緣計數器之邊緣計數增加，例如邊緣計數加1。邊緣偵測單元103接著根據邊緣計數器之邊緣計數產生邊緣偵測信號，並將邊緣偵測信號輸出至處理單元104。也就是說，邊緣偵測單元103可以根據畫素陣列101所擷取的影像判斷有多少個識別塊BK經過感測區SA，並產生邊緣偵測信號。

請參閱圖7A~7D，圖7A~7D是本發明其他實施例提供之迴轉單元於執行迴轉動作時的示意圖。與前述實施例相同，圖7A~7D之迴轉單元11”係設計成僅包括一個識別塊BK”。與圖6A~6D之實施例不同的是，圖7A~7D之實施例中的迴轉單元11”係由左至右執行迴轉動作。亦即，迴轉單元11”的迴轉方向係第二方向。

請先參閱圖7A，於圖7A中，識別塊BK”的初始位置位在感測區SA”的左方。當迴轉單元11”開始執行迴轉動作後，識別塊BK的位置會開始向右移動。同時，畫素陣列101”開始擷取迴轉單元11”之表面一部份的影像。

請參閱圖7B，根據畫素陣列101”所擷取的影像，導航單元102”與邊緣偵測單元103”同樣透過搜索法或零交叉法對接收到的影像進行邊緣檢測，以獲得識別塊BK”於此影像中的位置。

請參閱圖7C，迴轉單元11”持續執行迴轉動作，使得識別塊 BK”的位置又再往右移動。導航單元102”與邊緣偵測單元103”接收圖7C對應的影像後，再次對接收到的影像進行邊緣檢測。根據圖7B與圖7C中識別塊BK”的位置變化，導航單元102可以判斷出迴轉單元11”目前係以第二方向執行迴轉動作。在判斷出迴轉單元11”的迴轉方向後，導航單元102”產生導航信號，並將導航信號輸出至邊緣偵測單元103”與處理單元104”。

根據圖7A~7C所對應的影像，邊緣偵測單元103”可以判斷識別塊BK”進入了感測區SA”。當邊緣偵測單元103”收到圖7D所對應的影像後，邊緣偵測單元103”判斷識別塊BK”已通過感測區SA”。接著，邊緣偵測單元103”根據導航信號中所指示的迴轉方向對應地調整一邊緣計數器(圖未繪示)中記錄的邊緣計數。

以本實施例來說，邊緣偵測單元103”判斷識別塊BK”已通過感測區SA”，且迴轉單元11”的迴轉方向為第二方向時，邊緣計數器之邊緣計數減少，例如邊緣計數減1。邊緣偵測單元103”接著根據邊緣計數器之邊緣計數產生邊緣偵測信號，並將邊緣偵測信號輸出至處理單元104”。

附帶一提，本發明實施例定義由右至左為第一方向且由左至右為第二方向僅為舉例說明，並非用以限制本發明。所屬技術領域具有通常知識者應能依實際需求與情況自行定義第一方向與第二方向。

值得一提的是，處理單元(例如前述之處理單元104、104”)更具有將邊緣計數器之邊緣計數歸零的功能。當邊緣計數達到特定值時，處理單元104、104”判斷迴轉單元11、11”已迴轉了一圈並回到初始位置。處理單元104、104”將邊緣計數器之邊緣計數歸零，接著邊緣偵測單元(例如前述之邊緣偵測單元103、103”)重新開始計算經過感測區SA、SA”之識別塊BK、BK”的數量。

特定值相關於迴轉單元11、11”上設置了多少個識別塊BK、BK”。當迴轉單元11、11”之表面上設置了N個識別塊BK、BK” 時，特定值為+N或-N。

舉例來說，當迴轉單元11之表面上僅設置了1個識別塊BK時，特定值為+1或-1。當迴轉單元11以第一方向開始執行迴轉動作，且識別塊BK經過感測區SA時，邊緣計數器之邊緣計數加1。此時，邊緣計數由0變為1。處理單元104收到邊緣偵測單元103輸出的邊緣偵測信號後，會判斷迴轉單元11以第一方向迴轉了一圈。接著，處理單元104命令邊緣偵測單元103將邊緣計數器之邊緣計數歸零。

另一方面，當迴轉單元11以第二方向開始執行迴轉動作，且識別塊BK經過感測區SA時，邊緣計數器之邊緣計數減1。此時，邊緣計數由0變為-1。處理單元104收到邊緣偵測單元103輸出的邊緣偵測信號後，會判斷迴轉單元11以第二方向迴轉了一圈。接著，處理單元104命令邊緣偵測單元103將邊緣計數器之邊緣計數歸零。

簡而言之，不論迴轉單元11係以第一方向還是第二方向執行迴轉運動，每當迴轉單元11迴轉一圈後，邊緣計數器之邊緣計數會被歸零。透過將邊緣計數歸零，光學導航感測器10可以減少在計算迴轉單元11的位移量的過程中，因累積計算誤差所造成光學導航感測器10計算出經過感測區SA的識別塊BK的數量與實際識別塊BK的數量有落差的問題。

舉例來說，上述的光學導航感測器10可以被應用於音響的音量控制旋鈕。迴轉單元11以第一方向執行迴轉動作代表音量調大，而迴轉單元11以第二方向執行迴轉動作代表音量調小。迴轉單元11之表面上設置的識別塊BK相關於音量變化。使用者可透過轉動迴轉單元11來調整音響的音量。根據識別塊BK經過光學導航感測器10之感測區SA的數量，光學導航感測器10之處理單元104可以產生音量控制信號，使得後端電路(例如主機5)實現音量調整。

請參閱圖8，圖8是本發明其他實施例提供之光學導航感測器的結構方塊圖。圖8所提供之光學導航感測器80包括發光單元800、畫素陣列801、導航單元802、邊緣偵側單元803以及處理單元804。各元件的功能與連接關係大至上與圖4所提供之光學導航感測器10相同。於此不再多加冗述，以下僅針對不同處進行介紹。

與圖4之光學導航感測器10不同的是，光學導航感測器80更包括影像處理單元805。影像處理單元805設置於畫素陣列801與導航單元802、邊緣偵側單元803之間。畫素陣列801耦接於影像處理單元805。影像處理單元805耦接於導航單元802、邊緣偵側單元803。

影像處理單元805用以接收畫素陣列801輸出的影像，並對影像進行影像處理以產生第二影像。影像處理例如為影像亮度補償、影像格式轉換等。影像處理單元805接著將第二影像輸出至導航單元802與邊緣偵側單元803。如此一來，導航單元802與邊緣偵側單元803可以根據第二影像分別產生導航信號以及邊緣偵測信號。

透過影像處理單元805先對畫素陣列801所擷取的影像進行處理，光學導航感測器80可以減少產生導航信號以及邊緣偵測信號所花費的時間，並提高計算迴轉單元之位移量時的精準度。

請參閱圖9，圖9是本發明實施例提供之電子裝置的運作方法的方法流程圖。所述之運作方法適用於前述的電子裝置1、2A、2B。於步驟S901，迴轉單元執行迴轉動作。迴轉單元包括一表面，表面上交替設置了至少一識別塊，識別塊與表面的光反射率不同。於步驟S902，畫素陣列感測迴轉單元之表面，並每隔一段擷取間隔時間擷取表面之一影像。

於步驟S903，導航單元接收畫素陣列輸出的影像。在收到至少二個影像後，導航單元根據該些影像中識別塊於該些影像內的位置變化判斷迴轉單元的迴轉方向，以產生導航信號。導航信號指示了迴轉單元的迴轉方向。於步驟S904，邊緣偵測單元接收導航信號與該些影像，並根據迴轉方向以及該些影像中經過該畫素陣列的感測區之識別塊的數量來產生邊緣偵測信號。邊緣偵測信號指示經過畫素陣列的感測區之識別塊的數量。於步驟S905，電子裝置之處理單元根據導航信號以及邊緣偵測信號判斷迴轉單元的迴轉狀態。迴轉狀態包括迴轉單元於迴轉動作間的迴轉方向以及經過畫素陣列之感測區的識別塊的數量。

請參閱圖10，圖10是本發明實施例提供之電子裝置產生邊緣偵測信號的方法流程圖。圖10所提供的方法適用於前述邊緣偵測單元103、803。於步驟S1001，邊緣偵測單元接收畫素陣列輸出的影像以及導航單元輸出的導航信號。於步驟S1002，邊緣偵測單元根據影像進行邊緣偵測，以獲得識別塊的位置。

於步驟S1003，邊緣偵測單元判斷是否有識別塊經過畫素陣列之感測區。若偵測到識別塊經過感測區，進入步驟S1004。反之，則回到步驟S1001，以繼續接收影像與導航信號。於步驟S1004，邊緣偵測單元根據導航信號判斷迴轉單元的迴轉方向。若導航信號指示迴轉方向為第一方向，進入步驟S1005。若導航信號指示迴轉方向為第二方向，進入步驟S1006。

於步驟S1005，邊緣偵測單元之邊緣計數器記錄的邊緣計數增加。於步驟S1006，邊緣偵測單元之邊緣計數器記錄的邊緣計數減少。於步驟S1007，邊緣偵測單元根據邊緣計數器記錄的邊緣計數產生邊緣偵測信號。

以上所述，僅為本發明最佳之具體實施例，惟本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

5‧‧‧主機

10‧‧‧光學導航感測器

100‧‧‧發光單元

101‧‧‧畫素陣列

102‧‧‧導航單元

103‧‧‧邊緣偵測單元

104‧‧‧處理單元

Claims

一種光學導航感測器，用以感測一迴轉單元之一表面，該表面上交替設置了至少一識別塊，所述光學導航感測器包括：一畫素陣列，用以每隔一擷取間隔時間擷取一影像；一導航單元，耦接於該畫素陣列，用以根據該些影像產生一導航信號，其中該導航信號指示該迴轉單元的一迴轉方向；以及一邊緣偵測單元，耦接於該畫素陣列以及該導航單元，用以根據該些影像以及該導航信號產生一邊緣偵測信號，其中該邊緣偵測信號指示經過該畫素陣列的一感測區之該識別塊的一數量；其中，當該迴轉單元執行一迴轉動作時，該光學導航感測器之該畫素陣列開始擷取該表面之該影像；在收到至少二個影像後，該導航單元根據該些影像中該識別塊的位置變化判斷該迴轉單元的該迴轉方向，以產生該導航信號；該邊緣偵測單元接收該導航信號以及該些影像，並根據該迴轉方向以及該些影像中經過該感測區之該識別塊的數量來產生該邊緣偵測信號。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中當該邊緣偵測單元判斷該識別塊經過該感測區，且該迴轉方向為一第一方向時，該邊緣偵測單元之一邊緣計數增加，且該邊緣偵測單元根據該邊緣計數產生該邊緣偵測信號；當該邊緣偵測單元判斷該識別塊經過該感測區，且該迴轉方向為一第二方向時，該邊緣偵測單元之該邊緣計數減少，且該邊緣偵測單元根據該邊緣計數產生該邊緣偵測信號。
如請求項第2項所述的光學導航感測器，其中該邊緣偵測單元接收該些影像後，利用一搜索法或一零交叉法對該些影像進行邊緣檢測，以獲得該識別塊於該些影像的多個位置，並透過該識別塊於該些影像的該些位置判斷該識別塊是否經過該感測區。
如請求項第2項所述的光學導航感測器，其中當該邊緣計數到達一特定值，所產生的該邊緣偵測信號指示該迴轉單元迴轉一圈後，且該邊緣計數被重置，其中該特定值相關於該識別塊的數量。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中該識別塊的一寬度小於該畫素陣列的該感測區。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中該光學導航感測器之一處理單元接收該導航信號以及該邊緣偵測信號，並根據該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的一迴轉狀態以產生一迴轉狀態信號，接著該處理單元輸出該迴轉狀態信號至一主機，其中該迴轉狀態包括該迴轉單元於該迴轉動作間的該迴轉方向以及經過該畫素陣列之該感測區的該識別塊的數量。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中一主機接收該導航信號以及該邊緣偵測信號，並根據該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的一迴轉狀態，該迴轉狀態包括該迴轉單元於該迴轉動作間的該迴轉方向以及經過該畫素陣列之該感測區的該識別塊的數量。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中該光學導航感測器更包括一影像處理單元，該影像處理單元耦接於該畫素陣列，用以對該畫素陣列所擷取的該些影像進行影像處理並對應地輸出多個第二影像，接著該導航單元以及該邊緣偵測單元再根據該些第二影像分別產生該導航信號以及該邊緣偵測信號。
如請求項第1項所述的光學導航感測器，其中該光學導航感測器更包括一速度感測器，該速度感測器用以感測該迴轉單元的一迴轉速率，並將感測到的結果輸出至一主機，該主機再根據該迴轉速率、該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的一迴轉狀態。
一種具有光學導航功能的電子裝置，包括：一迴轉單元，包括一表面，該表面上交替設置了至少一識別塊，該識別塊與該表面的光反射率不同；以及一光學導航感測器，用以感測該迴轉單元之該表面，所述光學導航感測器包括：一畫素陣列，用以每隔一擷取間隔時間擷取一影像；一導航單元，耦接於該畫素陣列，用以根據該些影像產生一導航信號，其中該導航信號指示該迴轉單元的一迴轉方向；以及一邊緣偵測單元，耦接於該畫素陣列以及該導航單元，用以根據該些影像以及該導航信號產生一邊緣偵測信號，其中該邊緣偵測信號指示經過該畫素陣列的一感測區之該識別塊的一數量；其中，當該迴轉單元執行一迴轉動作時，該光學導航感測器之該畫素陣列開始擷取該表面之該影像；在收到至少二個影像後，該導航單元根據該些影像中該識別塊的位置變化判斷該迴轉單元的該迴轉方向，以產生該導航信號；該邊緣偵測單元接收該導航信號以及該些影像，並根據該迴轉方向以及該些影像中經過該感測區之該識別塊的數量來產生該邊緣偵測信號。
如請求項第10項所述的電子裝置，其中該迴轉單元為一碟型結構或一圓環結構。
一種電子裝置的運作方法，所述電子裝置包括一迴轉單元以及一光學導航感測器，且該光學導航感測器包括一畫素陣列、一導航單元以及一邊緣偵測單元，所述運作方法包括以下步驟：步驟A：該迴轉單元執行一迴轉動作，其中該迴轉單元包括一表面，該表面上交替設置了至少一識別塊，該識別塊與該表面的光反射率不同；步驟B：該畫素陣列感測該表面，並每隔一擷取間隔時間擷取該表面之一影像；步驟C：在收到至少二個影像後，該導航單元根據該些影像中該識別塊於該些影像內的位置變化判斷該迴轉單元的一迴轉方向，以產生一導航信號，其中該導航信號指示該迴轉單元的該迴轉方向；步驟D：該邊緣偵測單元接收該導航信號與該些影像，並根據該迴轉方向以及該些影像中經過該畫素陣列的一感測區之該識別塊的數量來產生一邊緣偵測信號，其中該邊緣偵測信號指示經過該畫素陣列的該感測區之該識別塊的數量；步驟E：根據該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的一迴轉狀態，該迴轉狀態包括該迴轉單元於該迴轉動作間的該迴轉方向以及經過該畫素陣列之該感測區的該識別塊的數量。
如請求項第12項所述的運作方法，其中於步驟D中，當該邊緣偵測單元判斷該識別塊經過該感測區，且該迴轉方向為一第一方向時，該邊緣偵測單元之一邊緣計數增加，且該邊緣偵測單元根據該邊緣計數產生該邊緣偵測信號；當該邊緣偵測單元判斷該識別塊經過該感測區，且該迴轉方向為一第二方向時，該邊緣偵測單元之該邊緣計數減少，且該邊緣偵測單元根據該邊緣計數產生該邊緣偵測信號。
如請求項第13項所述的運作方法，其中該邊緣偵測單元接收該些影像後，利用一搜索法或一零交叉法對該些影像進行邊緣檢測，以獲得該識別塊於該些影像的多個位置，並透過該識別塊於該些影像的該些位置判斷該識別塊是否經過該感測區。
如請求項第13項所述的運作方法，其中當該邊緣計數到達一特定值，所產生的該邊緣偵測信號指示該迴轉單元迴轉一圈後，且該邊緣計數被重置，其中該特定值相關於該識別塊的數量。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該識別塊的一寬度小於該畫素陣列的該感測區。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該迴轉單元為一碟型結構或一圓環結構。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該運作方法更包括：步驟F：該光學導航感測器之一處理單元接收該導航信號以及該邊緣偵測信號，並根據該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的該迴轉狀態以產生一迴轉狀態信號，接著該處理單元輸出該迴轉狀態信號至一主機，其中該迴轉狀態信號包括該迴轉單元於該迴轉動作間的該迴轉方向以及經過該畫素陣列之該感測區的該識別塊的數量。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該運作方法更包括：步驟F’：一主機接收該導航信號以及該邊緣偵測信號，並根據該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的該迴轉狀態。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該步驟B更包括：步驟B-1：該光學導航感測器之一影像處理單元對該畫素陣列所擷取的該些影像進行影像處理並對應地輸出多個第二影像，接著該導航單元以及該邊緣偵測單元再根據該些第二影像分別產生該導航信號以及該邊緣偵測信號。
如請求項第12項所述的運作方法，其中該步驟E更包括：步驟E-1：該光學導航感測器之一速度感測器感測該迴轉單元的一迴轉速率，並將感測到的結果輸出至一主機，該主機再根據該迴轉速率、該導航信號以及該邊緣偵測信號判斷該迴轉單元的該迴轉狀態。