專利名稱：控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)輸入裝置，特別是涉及一種光學(xué)輸入設(shè)備，該光學(xué)輸入設(shè)備在借助收集光源光線從而獲得圖像以便檢測移動時，根據(jù)快門的開/閉時間活動地設(shè)定光源開/閉時間。
背景技術(shù)：
人機(jī)接口設(shè)備(human interface device，HID)一般指一切能夠支持便于人與計算機(jī)或其外圍設(shè)備接口的設(shè)備。HID可以放置于鍵盤、鼠標(biāo)、遙控器、手機(jī)鍵盤、計算機(jī)、數(shù)字相機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備中。
特別是，本發(fā)明旨在HID中的光學(xué)輸入設(shè)備，其收集來自光源的光線，獲得一幅圖像，計算移動值，并輸出計算結(jié)果。
代表上述光學(xué)輸入設(shè)備的光電鼠標(biāo)被設(shè)計為用光源照亮與該鼠標(biāo)接觸對象(工作臺表面)，然后由圖像傳感器讀取反射光的移動，從而移動光標(biāo)。
此類光電鼠標(biāo)有許多種形式。第一種是有線光電鼠標(biāo)，采用計算機(jī)電源和PS2/USB(通用串行總線)傳送數(shù)據(jù)。
第二種是RF(射頻)光電鼠標(biāo)，采用自身內(nèi)置電池作為電源和附加的RF發(fā)送器傳送數(shù)據(jù)。
第三種是IR(紅外線)光電鼠標(biāo)，在IR機(jī)制基礎(chǔ)下，采用自身內(nèi)置電池作為電源和借助附加的數(shù)據(jù)傳送光源和傳送模塊利用IR傳送數(shù)據(jù)。
請參閱圖1所示，采用此種方式的各類光電鼠標(biāo)被設(shè)計為由光源8發(fā)出的光線7被工作臺表面2反射，反射光6穿過透鏡5后被輸入圖像傳感器3。
光電鼠標(biāo)1利用圖像傳感器3收集的一定量的光線6獲得工作臺表面2的一幅圖像，并通過將獲得的圖像與前一采樣周期內(nèi)形成的圖像進(jìn)行比較，計算出該光電鼠標(biāo)的移動。
在這種情況下，當(dāng)感測到移動時，光電鼠標(biāo)無條件地將光源8保持在打開的狀態(tài)，如圖2所示。但是，當(dāng)沒有感測到移動時，光電鼠標(biāo)將使光源8以一定的間隔被開/關(guān)。
并且，請參閱圖3A和3B所示，為了精確讀取工作臺表面圖像，該光電鼠標(biāo)根據(jù)工作臺表面的亮度控制快門打開時間。當(dāng)圖像傳感器3在明亮的工作臺表面上快門打開時減少快門打開時間，在黑暗的工作臺表面上快門打開時增加快門打開時間，光電鼠標(biāo)借助上述方式使一定量的光線入射到圖像傳感器3并始終保持一恒定值。
在圖3A和3B中，快門打開期指圖像傳感器3通過入射光通量讀取工作臺表面2的圖像的期間；而快門關(guān)閉期指圖像傳感器3不讀取工作臺表面2的圖像的期間。
如此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)在感測到移動時就會無任何條件地打開光源。
因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)即使在沒有必要執(zhí)行光源的打開操作從而使光電鼠標(biāo)開始操作的期間，如圖像傳感器不讀取工作臺表面圖像的快門關(guān)閉期間，仍然執(zhí)行光源的打開操作使光電鼠標(biāo)開始操作，從而導(dǎo)致了不希望出現(xiàn)的電能浪費(fèi)和能量效率降低。
由于上述原因，不論是對于與諸如筆記本電腦等對能耗敏感的設(shè)備有線連接的光電鼠標(biāo)，還是使用自帶內(nèi)置電池的紅外線或射頻光電鼠標(biāo)，都會產(chǎn)生不希望的電能消耗，以及頻繁更換電池所帶來的麻煩。
由此可見，上述現(xiàn)有的光學(xué)輸入設(shè)備在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決光學(xué)輸入設(shè)備存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的光學(xué)輸入設(shè)備存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的光學(xué)輸入設(shè)備，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的光學(xué)輸入設(shè)備存在的缺陷，而提供一種新的控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠根據(jù)快門打開時間主動設(shè)定消耗大量電能的光源的打開時間，從而增加能量效率，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備，所要解決的技術(shù)問題是使其通過允許在快門關(guān)閉期將數(shù)據(jù)通過光源傳送，能夠增加光源及其電流的有效性，從而更加適于實(shí)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的控制光源的方法包括利用經(jīng)由圖像傳感器獲取的圖像的統(tǒng)計數(shù)值設(shè)定圖像傳感器的快門打開時間；和根據(jù)該快門打開時間設(shè)定一光源打開時間并響應(yīng)該設(shè)定的光源打開時間和該設(shè)定的快門打開時間打開/關(guān)閉光源和快門。
同時，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的控制光源的方法包括通過圖像傳感器獲取的一幅圖像的統(tǒng)計值為該圖像傳感器設(shè)定快門打開時間；根據(jù)快門打開時間設(shè)定光源打開時間并響應(yīng)該設(shè)定的光源打開時間和該設(shè)定的快門打開時間打開/關(guān)閉該光源和快門。當(dāng)圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并存在待傳送的數(shù)據(jù)時，控制該光源以便傳送該數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的光學(xué)輸入設(shè)備包括一圖像傳感器，當(dāng)變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時收集入射光線；一移動值計算器，利用該圖像傳感器上收集的光通量計算并輸出移動值；一快門控制器，根據(jù)對象的亮度設(shè)定快門打開時間并根據(jù)該設(shè)定的快門打開時間控制該圖像傳感器；和一光源控制器，設(shè)定光源打開時間與快門控制器的快門打開時間對應(yīng)，根據(jù)該設(shè)定的光源打開時間控制該光源，并且當(dāng)該圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并且接收到來自該移動值計算器的該移動值時，控制該光源以便傳送該移動值。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的光學(xué)輸入設(shè)備包括一圖像傳感器，當(dāng)變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時收集入射光線；一移動值計算器，利用該圖像傳感器上收集的光通量計算并輸出移動值；一快門控制器，根據(jù)對象的亮度設(shè)定快門打開時間并根據(jù)該設(shè)定的快門打開時間控制該圖像傳感器；一光源控制器，設(shè)定光源打開時間與快門控制器的快門打開時間對應(yīng)，根據(jù)該設(shè)定的光源打開時間控制該光源；一傳送光源控制器，當(dāng)該圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并且接收到來自該移動值計算器的移動值時傳送該移動值；和一傳送光源，響應(yīng)由該傳送光源控制器傳送的傳送光源控制信號執(zhí)行打開/關(guān)閉操作。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。綜上所述，本發(fā)明控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價值，并在同類產(chǎn)品及方法中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計及方法公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的光學(xué)輸入設(shè)備具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)的光源打開時間的簡圖。
圖3A是當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)處于黑暗區(qū)域時的快門打開時間的簡圖。
圖3B是當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的光電鼠標(biāo)處于明亮區(qū)域時的快門打開時間的簡圖。
圖4是本發(fā)明的圖像傳感器的簡圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例控制圖像傳感器快門時間的方法的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例控制圖像傳感器快門時間的方法的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例控制圖像傳感器快門時間的方法的流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例控制光源打開時間的方法的簡圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例控制光源的方法的流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例利用光源傳送數(shù)據(jù)的方法的簡圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例控制光源的方法的流程圖。
圖12是根據(jù)本明的一個實(shí)施例的光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖13是根據(jù)本明的另一個實(shí)施例的光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖4所示，是本發(fā)明的圖像傳感器。
如圖4所示，本發(fā)明的圖像傳感器由具有n行和m列的的象素陣100組成。象素陣100的每個象素101在快門打開期積累在其表面的入射光線，并在快門打開期轉(zhuǎn)變?yōu)榭扉T關(guān)閉期時生成并輸出一與積累光通量對應(yīng)的電信號。
這里，相應(yīng)的象素由Aij表示。例如，位于第1列第3行的象素101表示為A13。
請參閱圖5所示，是本根據(jù)發(fā)明的一個實(shí)施例控制圖像傳感器快門時間的方法。
首先，在本發(fā)明的控制快門時間的方法開始時，光電鼠標(biāo)執(zhí)行初始化工作，以便設(shè)定光電鼠標(biāo)正常操作所需要的象素陣的平均值(NA)(S11)
初始化工作完成后，圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)，接收由象素陣相對應(yīng)的象素Aij輸出的mxn個電信號，并計算接收到的mxn電信號的平均值SA(S12)。
接著檢查計算出的平均值SA是否大于初始化時設(shè)定的平均值NA(S13)。按照步驟S13的檢查結(jié)果，當(dāng)計算平均值SA大于設(shè)定平均值NA時，圖像傳感器確定當(dāng)前的快門打開時間過長，因而減少快門打開時間(S14)。反之，按照步驟S13的檢查結(jié)果，當(dāng)計算平均值SA小于設(shè)定平均值NA時(S15)，圖像傳感器確定當(dāng)前的快門打開時間不夠，因而增加快門打開時間(S16)。當(dāng)計算平均值SA等于設(shè)定平均值NA時，圖像傳感器確定當(dāng)前快門打開時間是合適的，因而保持該快門打開時間(S17)。
在以上述內(nèi)容中，圖像傳感器的快門打開時間是利用象素陣100的相應(yīng)象素輸出的電信號的平均值計算出來的。
但是，如有必要，可以利用位于象素陣100某一特定位置的一個象素或位于每個特定位置選定的至少一個象素計算圖像傳感器的快門打開時間。
請參閱圖6所示，是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例控制圖像傳感器快門時間的方法。
首先，在開始執(zhí)行控制本發(fā)明的快門時間的方法時，任何顯示為過飽和的象素所累計的過飽和光量的一參考值P以及任何顯示為次飽和的象素所累計的次飽和光量的一參考值Q二者被設(shè)定。設(shè)定光電鼠標(biāo)正常操作所需要的過飽和和次飽和象素ND和N1的數(shù)量。執(zhí)行初始化工作，分別將取得的過飽和和次飽和象素SD和S1的數(shù)量設(shè)定為零(0)，并分別將象素i和j的行數(shù)和列數(shù)設(shè)定為一(1)(S21)。
當(dāng)初始化完成后，檢查象素Aij的電信號的值SAij是否大于過飽和光通量參考值P(S22)。當(dāng)象素Aij的電信號的值SAij大于該過飽和光通量參考值P時，獲得的過飽和象素SD的數(shù)量增加1(S23)，并隨后進(jìn)入步驟S26。
相反地，當(dāng)象素Aij的電信號的值SAij小于過飽和光通量參考值P時，檢查象素Aij的電信號的值SAij是否小于過飽和光通量參考值Q(S24)。當(dāng)象素Aij的電信號的值SAij小于過飽和光通量參考值Q時，獲得的過飽和象素S1的數(shù)量增加1(S25)，并隨后進(jìn)入步驟S26。否則不作任何改變直接進(jìn)入步驟S26。
列數(shù)j增加1后(S26)，檢查增加后的列數(shù)j是否大于象素陣100提供的列數(shù)n(S27)。當(dāng)增加后的列數(shù)j大于列數(shù)n時，那么將列數(shù)j設(shè)為1并將行數(shù)i增加1(S28)，然后檢查增加后的行數(shù)i是否大于象素陣100提供的行數(shù)m(S29)。
根據(jù)步驟S29的檢查結(jié)果，增加的行數(shù)i不大于行數(shù)m，確定存在有尚未讀取電信號值SAij的象素Aij。這樣，為了讀取具有增加行或列數(shù)i或j的象素Aij的電信號值SAij，進(jìn)入步驟S21。
根據(jù)步驟S29的檢查結(jié)果，當(dāng)增加行數(shù)i大于行數(shù)m時，則確定象素陣100所有象素的電信號值SAij被讀取。當(dāng)取得的過飽和與次飽和象素SD和SI的數(shù)量多于設(shè)定的過飽和與次飽和象素ND和NI的數(shù)量(S210)時，或者當(dāng)取得的過飽和象素SD的數(shù)量多于設(shè)定的過飽和象素ND的數(shù)量并且取得的次飽和象素SI的數(shù)量小于設(shè)定的次飽和象素NI的數(shù)量時(S211)，那么減少當(dāng)前的快門打開時間(S212)。
相反地，當(dāng)取得的過飽和象素SD的數(shù)量少于設(shè)定的過飽和象素ND的數(shù)量并且取得的次飽和象素SI的數(shù)量大于設(shè)定的次飽和象素NI的數(shù)量(S213)，那么增加當(dāng)前的快門打開時間(步驟S214)。否則保持當(dāng)前的快門打開時間(S215)。
請參閱圖7所示，是根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的控制圖像傳感器快門時間的方法的流程圖。
圖7所示的控制圖像傳感器快門時間的方法采用的原則是快門打開時間不足或過長時，減少由一幅圖像中提取的邊緣的數(shù)量。
首先，在本發(fā)明的快門時間控制方法在開始時執(zhí)行一初始化工作，設(shè)定光電鼠標(biāo)正常操作所需要的邊緣RS的數(shù)量(S31)。
當(dāng)初始化工作完成后，使用邊緣探測技術(shù)僅提取在當(dāng)前采樣期間取得的圖像邊緣，并計算圖像邊緣的數(shù)量(S32)。
計算步驟S32中算出的邊緣數(shù)量的累積平均值R(n)和前次采樣期間取得的多幅圖像的邊緣數(shù)量(S33)。
將步驟S33中算出的當(dāng)前累積平均值R(n)與前次采樣期間得到的前次累積平均值R(n-1)進(jìn)行比較，檢查其中哪一個累積平均值更大(S34)。
根據(jù)步驟S34的比較結(jié)果，當(dāng)當(dāng)前累積平均值R(n)小于前次累積平均值R(n-1)時，確定快門打開時間被過度調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)快門打開時間已經(jīng)被預(yù)先增加時(S35)，將快門打開時間減少(S36)。但是，當(dāng)快門打開時間已經(jīng)被預(yù)先減少時(S37)，將快門打開時間增加(S38)。
相反，根據(jù)步驟34的比較結(jié)果，當(dāng)當(dāng)前累積平均值R(n)大于前次累積平均值R(n-1)時，當(dāng)前累積平均值R(n)被再次與初始化中設(shè)定的邊緣數(shù)量RS比較，檢查其中哪一個值更大(S39)。當(dāng)當(dāng)前累積平均值R(n)小于初始化中設(shè)定的邊緣數(shù)量RS時，確定快門打開時間的調(diào)節(jié)仍然不充分。因此，當(dāng)快門打開時間已經(jīng)預(yù)先被增加時(S310)，繼續(xù)增加快門打開時間(S311)。但是，當(dāng)快門打開時間已經(jīng)預(yù)先被減少時(S312)，繼續(xù)減少快門打開時間(S313)。
但是，當(dāng)當(dāng)前累積平均值R(n)大于初始化中設(shè)定的邊緣數(shù)量RS時，保持當(dāng)前快門打開時間(S314)。
請參閱圖8所示，是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的控制光源打開時間的方法的簡圖。
如圖8所示，本發(fā)明的光源打開時間根據(jù)快門打開時間被主動地設(shè)定。因此，在快門打開期間光源被打開，在快門關(guān)閉期間光源被關(guān)閉。
圖8所示的標(biāo)記(10)所代表的光源打開期總是被調(diào)節(jié)為長于標(biāo)記(20)所代表的快門打開期。
這是因?yàn)榭紤]到光電鼠標(biāo)的操作特點(diǎn)，為了讓圖像傳感器讀取精確的光通量，圖像傳感器變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時光源總是處于打開狀態(tài)。
這時，快門打開時間是被圖5、6和7所示控制圖像傳感器的快門時間的方法控制的。
請參閱圖9所示，是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例控制光源的方法的流程圖。
首先，光電鼠標(biāo)檢查工作臺表面的亮度，并設(shè)定圖像傳感器的快門打開時間，使圖像傳感器上的入射光通量能夠保持在一個恒定值，同時，通過使快門打開時間與光源打開時間重疊并同時使光源打開時間長于快門打開時間來設(shè)定光源打開時間(S41)。
根據(jù)設(shè)定的快門打開時間和光源打開時間，當(dāng)光源打開時間來到時，光源被打開。并且根據(jù)快門打開時間，當(dāng)快門打開時間來到時，圖像傳感器變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)，通過透鏡讀取入射光通量，并利用讀取的光通量獲取工作臺表面的圖像。
當(dāng)快門打開期根據(jù)設(shè)定的快門打開時間和光源打開時間終止并由此到達(dá)快門關(guān)閉時間時，圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)光源打開期被終止以便到達(dá)光源關(guān)閉時間時，光源被關(guān)閉(S43)。
采用上述方式，本發(fā)明的光源打開時間響應(yīng)快門打開時間被主動地設(shè)定，其根據(jù)物件(例如工作臺表面)的亮度，如果需要時就被設(shè)定。
因此，本發(fā)明通過允許將為快門打開時間將光源打開來防止不希望的電能消耗。當(dāng)光電鼠標(biāo)在一明亮的工作臺表面上工作時增加了快門關(guān)閉時間，使這一效果更為提高。
請參閱圖10所示，是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例利用光源傳送數(shù)據(jù)的方法的簡圖。
圖10中所示的本發(fā)明是用于通過響應(yīng)快門打開時間主動設(shè)定光源打開時間并同時利用如圖5所示快門關(guān)閉期的光源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
通常，來自光電鼠標(biāo)光源的光線以傾斜角度照亮工作臺表面，這樣就會生成工作臺表面突起的陰影。圖像傳感器利用該陰影確定光電鼠標(biāo)的移動值。但是，照亮工作臺表面的光線是傾斜地照向工作臺表面的，因此光線發(fā)生全反射。這樣，大部分光線被散失，沒有被入射到圖像傳感器。
由于上面的原因，圖10所示的本發(fā)明打開光源，以便允許圖像傳感器在快門打開期間讀取入射光通量并利用全反射光作為在快門關(guān)閉期間數(shù)據(jù)傳送源，從而將光電鼠標(biāo)生成的各種數(shù)據(jù)向外部傳送。
接著，請參閱圖10的標(biāo)記(30)，可以看出根據(jù)本發(fā)明的利用光源傳送數(shù)據(jù)的方法向外部傳送數(shù)值為101101的光電鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)，在快門關(guān)閉期間利用光源打開傳送“H”數(shù)據(jù)，光源關(guān)閉傳送“L”數(shù)據(jù)。
請參閱圖11所示，是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例控制光源方法的流程圖。
首先，光電鼠標(biāo)檢查工作臺表面的亮度并設(shè)定圖像傳感器的快門打開時間，使圖像傳感器上的入射光通量能夠保持在一個平均值，同時還通過使快門打開時間與光源打開時間重疊并同時使光源打開時間長于快門打開時間設(shè)定光源打開時間(S51)。
當(dāng)光源打開時間根據(jù)設(shè)定的快門打開時間和光源打開時間來到時，光源被打開。并且當(dāng)快門打開時間根據(jù)快門打開時間來到時，圖像傳感器變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)，通過透鏡讀取入射光通量，并利用讀取的入射光通量獲取工作臺表面的一幅圖像。(S52)。
當(dāng)快門打開期根據(jù)設(shè)定的快門打開時間和光源打開時間結(jié)束并到達(dá)快門關(guān)閉時間時，圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)。并且當(dāng)光源打開期被終止而到達(dá)光源關(guān)閉時間時，光源被關(guān)閉(S53)。
當(dāng)快門關(guān)閉期到來時，確定待傳送的數(shù)據(jù)是否存在(S54)。
根據(jù)步驟S54的確定結(jié)果，當(dāng)存在待傳送數(shù)據(jù)時，利用光源打開傳送“H”數(shù)據(jù)和光源關(guān)閉傳送“L”數(shù)據(jù)的方式將該數(shù)據(jù)傳送到外部(S55)。
請參閱圖12所示，是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖產(chǎn)。
請參閱圖12，該光電鼠標(biāo)包括一圖像傳感器10、一移動值計算器20、一快門控制器30、一光源控制器40、一透鏡50和一光源60。
響應(yīng)快門控制器30傳送的快門打開控制信號接收快門打開控制信號時，圖像傳感器10變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)并讀取由透鏡入射的工作臺表面反射光線；當(dāng)接收快門關(guān)閉控制信號時，圖像傳感器10變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，不讀取由透鏡入射的工作臺表面反射光線。
移動值計算器20計算圖像傳感器10上收集的光通量以獲得與光電鼠標(biāo)接觸的工作臺表面的一幅圖像，并將獲取的工作臺表面圖像設(shè)定為樣本幀，將該獲取圖像的緊前一幀獲取圖像設(shè)定為參考幀。
移動值計算器20在被選定并存儲為參考幀的整幀圖像上設(shè)定一參考區(qū)域，并從當(dāng)前幀的左上角起直到右下角以單個象素為單位按之字形掃描方式計算當(dāng)前輸入樣本幀與參考幀的參考區(qū)域的相互關(guān)系。
在計算出的相互關(guān)系值中，找到與參考幀具有最高相關(guān)的樣本幀的位置，從而獲得光電鼠標(biāo)的移動值。獲得的移動值被輸出到外部。
快門控制器30根據(jù)與光電鼠標(biāo)接觸的工作臺表面亮度設(shè)定快門打開時間，使移動值計算器20能夠獲得一幀工作臺表面的精確圖像。接著，當(dāng)根據(jù)設(shè)定的快門打開時間到達(dá)快門打開時間時，快門控制器30生成快門打開控制信號并將其傳送給圖像傳感器10。當(dāng)快門關(guān)閉時間到達(dá)時，快門控制器30生成一快門關(guān)閉控制信號并將其傳送給圖像傳感器10。
進(jìn)一步地，快門控制器30向光源控制器40提供設(shè)定的快門打開時間的信息。
光源控制器40設(shè)定光源打開時間，使快門打開時間與光源打開時間重疊，并響應(yīng)由快門控制器40傳送的快門打開時間信息使光源打開時間長于快門打開時間。
接著，當(dāng)根據(jù)設(shè)定的光源打開時間光源打開時間到達(dá)時，光源控制器40生成光源打開信號并將其傳送到光源60。當(dāng)光源關(guān)閉時間到達(dá)時，光源控制器40生成光源關(guān)閉控制信號并將其傳送到光源60。
此時，圖8中標(biāo)記(10)所代表的光源打開期總是被調(diào)節(jié)為長于圖8中標(biāo)記(8)所代表的快門打開期。
這是因?yàn)?，考慮到光電鼠標(biāo)的操作特點(diǎn)，為了讓圖像傳感器讀取精確的光通量，圖像傳感器10變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時光源60總是處于打開狀態(tài)。
還有，光源控制器40接收由移動值計算器20輸出的光電鼠標(biāo)移動值，并生成光源打開或關(guān)閉控制信號用于向外部傳送對應(yīng)快門關(guān)閉期接收到的來自移動值計算器20的移動值，如圖10所示，并將該生成的控制信號傳送光源60。
當(dāng)然，光源控制器40能夠接收各種由其他設(shè)備(圖中未示)的數(shù)據(jù)，如按鈕按動信息和鼠標(biāo)滾動信息，并隨之打開/關(guān)閉電源60，以便按照與上述方法類似的方法將接收數(shù)據(jù)傳送到外部。
光源60可以是紅外線LED(發(fā)光二極管)，響應(yīng)由光源控制器40傳送的光源打開或關(guān)閉控制信號被打開/關(guān)閉。
請參閱圖13所示，是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖。
與圖12的光電鼠標(biāo)相比，圖13所示的光電鼠標(biāo)包括一分開的傳送器，以傳送數(shù)據(jù)。
因此，圖13所示的光電鼠標(biāo)包括一圖像傳感器10、移動值計算器20、快門控制器30、光源70、透鏡50和光源60，如圖12中所示的光電鼠標(biāo)，并進(jìn)一步包括一傳送光源控制器80和一傳送光源90。因此，對于與圖12中相同結(jié)構(gòu)和操作的電路，采取相同的附圖標(biāo)記，不再對其詳細(xì)說明。
光源控制器70響應(yīng)由快門控制器30傳送的快門打開時間信息設(shè)定光源打開時間，就象圖8中的光源控制器40，根據(jù)設(shè)定的光源打開時間生成光源打開或關(guān)閉控制信號使光源60被打開/關(guān)閉，并將生成的控制信號傳送給光源60。
傳送光源控制器80接收到移動值計算器20輸出的光電鼠標(biāo)的移動值，并生成光源打開或關(guān)閉控制信號用于向外傳送與快門關(guān)閉期接收的來自移動值計算器20的移動值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，如圖10所示，并將生成的控制信號傳送給光源60。
傳送光源90可以是紅外線LED(發(fā)光二極管)，響應(yīng)由傳送光源控制器80傳送的光源打開或關(guān)閉控制信號被打開/關(guān)閉。
盡管以上通過光學(xué)輸入設(shè)備的一個實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，除了上述光電鼠標(biāo)，本發(fā)明同樣還可以用于任何其他能夠由光源收集光線、獲取圖像、計算并輸出移動值的光學(xué)輸入設(shè)備。
因此，根據(jù)本發(fā)明的光源控制方法和使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備阻止不希望的光源耗電藉由主動設(shè)定光源打開時間，以增加能源效率，光源根據(jù)快門打開時間，具有電流最大消耗值還有，根據(jù)本發(fā)明的光源控制方法和使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備，通過控制快門關(guān)閉期的光源和允許光源作為數(shù)據(jù)傳送源而增加了光源及其電流的有效性。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制光學(xué)輸入設(shè)備中的光源以便控制圖形顯示上的指示位置的方法，其特征在于其包括以下步驟利用經(jīng)由圖像傳感器獲取的圖像的統(tǒng)計數(shù)值設(shè)定圖像傳感器的快門打開時間；和根據(jù)該快門打開時間設(shè)定一光源打開時間并響應(yīng)該設(shè)定的光源打開時間和該設(shè)定的快門打開時間打開/關(guān)閉光源和快門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的打開/關(guān)閉光源包括按照快門打開時間和光源打開時間首先打開光源然后打開快門；和快門被關(guān)閉后關(guān)閉光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間利用經(jīng)由圖像傳感器獲取的圖像的平均值作為設(shè)定工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括為要求獲得一幅精確圖像的圖像傳感器的輸出信號設(shè)定一平均值；計算當(dāng)前正在輸出的該圖像傳感器的輸出信號平均值，并將計算平均值與設(shè)定的平均值比較；和當(dāng)該計算平均值大于該設(shè)定的平均值時減少快門打開時間，并在當(dāng)該計算平均值小于該設(shè)定的平均值時增大快門打開時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的每一個象素輸出的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的象素陣的一部分輸出的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的一個或多指定象素輸出的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間是利用具有由圖像傳感器獲取的圖像的值中的最大和最小值的數(shù)量，作為設(shè)定快門打開時間的工具。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括設(shè)定要求獲得一幅精確圖像的圖像傳感器輸出信號的最大和最小值、一大于該最大值的輸出信號的第一允許數(shù)量，和一小于該最小值的輸出信號的第二允許數(shù)量；將該設(shè)定的最大和最小值與該圖像傳感器內(nèi)每個象素的輸出信號相比較，并計算具有大于該最大值的該輸出信號的第一數(shù)量和具有小于該最小值的該輸出信號的第二數(shù)量；和當(dāng)該計算出的第一數(shù)量大于該第一允許數(shù)量并且該第二數(shù)量大于該第二允許數(shù)量時，或者當(dāng)計算出的第一數(shù)量大于第一允許數(shù)量并且第二數(shù)量小于該第二允許數(shù)量時，減少快門打開時間；當(dāng)計算出的第一數(shù)量小于該第一允許數(shù)量并且該第二數(shù)量大于該第二允許數(shù)量時增大快門打開時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制光源的方法，其中該設(shè)定快門打開時間利用了圖像傳感器獲取的圖像邊緣的數(shù)量作為設(shè)定該快門打開時間的工具。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括設(shè)定需要獲取精確圖像的圖像傳感器的圖像的邊緣數(shù)量；計算通過該圖像傳感器輸入的當(dāng)前圖像的邊緣數(shù)量，按累積平均值得到計算邊緣數(shù)量并將該當(dāng)前累積平均值與上一累積平均值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，當(dāng)該當(dāng)前累積平均值大于該上一累積平均值時，改變并控制該當(dāng)前快門打開時間的控制狀態(tài)，并且當(dāng)該當(dāng)前累積平均值小于該上一累積平均值時，將該當(dāng)前累積平均值與該設(shè)定的邊緣數(shù)量進(jìn)行比較；和根據(jù)該比較的結(jié)果，當(dāng)該當(dāng)前累積平均值大于該設(shè)定邊緣數(shù)量時，保持該當(dāng)前快門打開時間，并且當(dāng)該當(dāng)前累積平均值小于該設(shè)定邊緣數(shù)量時，保持該當(dāng)前快門打開時間的控制狀態(tài)
12.一種為控制圖形顯示上的指示位置而控制光學(xué)設(shè)備中光源的方法，其特征在于其包括以下步驟通過圖像傳感器獲取的一幅圖像的統(tǒng)計值為該圖像傳感器設(shè)定快門打開時間；根據(jù)快門打開時間設(shè)定光源打開時間并響應(yīng)該設(shè)定的光源打開時間和該設(shè)定的快門打開時間打開/關(guān)閉該光源和快門；當(dāng)圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并存在待傳送的數(shù)據(jù)時，控制該光源以便傳送該數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的打開/關(guān)閉光源包括按照快門打開時間和光源打開時間首先打開光源然后打開快門；和快門被關(guān)閉后關(guān)閉光源。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間利用該圖像傳感器獲取的圖像的平均值作為設(shè)定工具。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括為要求獲得一幅精確圖像的圖像傳感器的輸出信號設(shè)定一平均值；計算當(dāng)前正在輸出的該圖像傳感器的輸出信號平均值，并將計算平均值與設(shè)定的平均值比較；和當(dāng)該計算平均值大于該設(shè)定的平均值時減少快門打開時間，并在當(dāng)該計算平均值小于該設(shè)定的平均值時增大快門打開時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的每一個象素輸出的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的象素陣的一部分輸出的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的輸出信號是由該圖像傳感器內(nèi)的一個或多指定象素輸出的。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間是利用具有由圖像傳感器獲取的圖像的值中的最大和最小值的數(shù)量，作為設(shè)定快門打開時間的工具。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括設(shè)定要求獲得一幅精確圖像的圖像傳感器輸出信號的最大和最小值、一大于該最大值的輸出信號的第一允許數(shù)量，和一小于該最小值的輸出信號的第二允許數(shù)量；將該設(shè)定的最大和最小值與該圖像傳感器內(nèi)每個象素的輸出信號相比較，并計算具有大于該最大值的該輸出信號的第一數(shù)量和具有小于該最小值的該輸出信號的第二數(shù)量；和當(dāng)該計算出的第一數(shù)量大于該第一允許數(shù)量并且該第二數(shù)量大于該第二允許數(shù)量時，或者當(dāng)計算出的第一數(shù)量大于第一允許數(shù)量并且第二數(shù)量小于該第二允許數(shù)量時，減少快門打開時間；當(dāng)計算出的第一數(shù)量小于該第一允許數(shù)量并且該第二數(shù)量大于該第二允許數(shù)量時增大快門打開時間。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制光源的方法，其中該設(shè)定快門打開時間利用了圖像傳感器獲取的圖像邊緣的數(shù)量作為設(shè)定該快門打開時間的工具。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制光源的方法，其特征在于其中所述的設(shè)定快門打開時間包括設(shè)定需要獲取精確圖像的圖像傳感器的圖像的邊緣數(shù)量；計算通過該圖像傳感器輸入的當(dāng)前圖像的邊緣數(shù)量，按累積平均值得到計算邊緣數(shù)量并將該當(dāng)前累積平均值與上一累積平均值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，當(dāng)該當(dāng)前累積平均值大于該上一累積平均值時，改變并控制該當(dāng)前快門打開時間的控制狀態(tài)，并且當(dāng)該當(dāng)前累積平均值小于該上一累積平均值時，將該當(dāng)前累積平均值與該設(shè)定的邊緣數(shù)量進(jìn)行比較；和根據(jù)該比較的結(jié)果，當(dāng)該當(dāng)前累積平均值大于該設(shè)定邊緣數(shù)量時，保持該當(dāng)前快門打開時間，并且當(dāng)該當(dāng)前累積平均值小于該設(shè)定邊緣數(shù)量時，保持該當(dāng)前快門打開時間的控制狀態(tài)
23.一種使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其包括一圖像傳感器，當(dāng)變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時收集入射光線；一移動值計算器，利用該圖像傳感器上收集的光通量計算并輸出移動值；一快門控制器，根據(jù)對象的亮度設(shè)定快門打開時間并根據(jù)該設(shè)定的快門打開時間控制該圖像傳感器；和一光源控制器，設(shè)定光源打開時間與快門控制器的快門打開時間對應(yīng)，根據(jù)該設(shè)定的光源打開時間控制該光源，并且當(dāng)該圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并且接收到來自該移動值計算器的該移動值時，控制該光源以便傳送該移動值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的光源打開時間被設(shè)定為在該快門打開時間稍稍之前打開該光源，并在快門打開時間結(jié)束后關(guān)閉該電源。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的光源使用一紅外線發(fā)光二極管。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器的輸出信號的平均值被設(shè)定。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器的輸出信號的分散被設(shè)定。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器獲取的一幅圖像的若干個邊緣被設(shè)定。
29.一種使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其包括一圖像傳感器，當(dāng)變?yōu)榭扉T打開狀態(tài)時收集入射光線；一移動值計算器，利用該圖像傳感器上收集的光通量計算并輸出移動值；一快門控制器，根據(jù)對象的亮度設(shè)定快門打開時間并根據(jù)該設(shè)定的快門打開時間控制該圖像傳感器；一光源控制器，設(shè)定光源打開時間與快門控制器的快門打開時間對應(yīng)，根據(jù)該設(shè)定的光源打開時間控制該光源；一傳送光源控制器，當(dāng)該圖像傳感器變?yōu)榭扉T關(guān)閉狀態(tài)并且接收到來自該移動值計算器的移動值時傳送該移動值；和一傳送光源，響應(yīng)由該傳送光源控制器傳送的傳送光源控制信號執(zhí)行打開/關(guān)閉操作。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的光源打開時間被設(shè)定為在該快門打開時間稍稍之前打開該光源，并在快門打開時間結(jié)束后關(guān)閉該電源。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器的輸出信號的平均值被設(shè)定。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器的輸出信號的分散被設(shè)定。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的使用一控制光源方法的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于其中所述的快門打開時間是利用該圖像傳感器獲取的一幅圖像的若干個邊緣被設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種控制光源的方法及使用該方法的光學(xué)輸入設(shè)備。該光源控制方法包括利用通過圖像傳感器獲取的圖像的統(tǒng)計數(shù)值設(shè)定圖像傳感器的快門打開時間，并根據(jù)該快門打開時間設(shè)定光源打開時間并響應(yīng)該設(shè)定的光源打開時間和該設(shè)定的快門打開時間打開/關(guān)閉該光源和快門。由此可以根據(jù)快門打開/關(guān)閉周期主動地設(shè)定光學(xué)輸入設(shè)備中光源消耗最大電流的打開/關(guān)閉周期，從而防止不希望的光源對電能的消耗。還有，通過控制光源快門關(guān)閉周期和允許將光源作為數(shù)據(jù)傳送源，加強(qiáng)光源及其電流的有效性。
文檔編號G06F3/042GK1648839SQ20051000292
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月26日
發(fā)明者李芳遠(yuǎn), 申榮昊 申請人:艾勒博科技股份有限公司