專利名稱：用于光耦合檢測的電路和過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及光耦合檢測，更具體地，涉及創(chuàng)建用于正確檢測光耦合的參考信號(hào)。
背景技術(shù)：
光耦合信號(hào)檢測廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)接口。例如，用于移動(dòng)在計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)的滾球鼠標(biāo)，其一般包括兩組或三組光電二極管-光電晶體管組合。每組通常包括一個(gè)光電二極管和兩個(gè)光電晶體管。機(jī)械連接到滾球的光柵輪(grid wheel)將每組光電二極管-光電晶體管組合中的光電晶體管與光電二極管分開。當(dāng)鼠標(biāo)在一表面上移動(dòng)時(shí)，滾球轉(zhuǎn)動(dòng)光柵輪。轉(zhuǎn)動(dòng)的光柵輪交替地阻擋和讓出從光電二極管到相應(yīng)的光電晶體管的光路，從而斷開和導(dǎo)通光電晶體管，以生成波信號(hào)。信號(hào)處理電路檢測和處理光電晶體管的波信號(hào)，以確定鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。
信號(hào)處理電路通常將在光電晶體管的輸出端的電壓電平與參考電壓電平相比較，以確定光電晶體管是導(dǎo)通的還是斷開的。由于制造過程的偏差，光電二極管的輸出電平和光電晶體管的靈敏度常常變化范圍很大。該偏差可能造成錯(cuò)誤信號(hào)檢測，例如，當(dāng)鼠標(biāo)未移動(dòng)時(shí)檢測到鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)，或者當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)未檢測到鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)。該不一致性可能造成用戶沒有移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)光標(biāo)移動(dòng)，或用戶移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)光標(biāo)不移動(dòng)。
為了獲得一致和可靠的性能，選擇和匹配光電二極管和光電晶體管，使得高輸出光電二極管與低靈敏度光電晶體管配對以及低輸出光電二極管與高靈敏度光電晶體管配對。另外，應(yīng)該調(diào)整或校準(zhǔn)光電二極管與光電晶體管之間的距離以及它們的相對方位，以獲得一致和可靠的性能。
這些匹配和調(diào)整過程耗時(shí)且成本低效。而且，器件參數(shù)，諸如光電二極管的輸出電平和光電晶體管的靈敏度可能隨著器件年齡而改變。因此，鼠標(biāo)的操作條件和性能將變差，即使對于最優(yōu)匹配和調(diào)整過的器件也是如此。
檢測鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的另一種方法是通過光電晶體管的輸出端在測量時(shí)間間隔上的電壓電平來檢測波信號(hào)的前沿和后沿。該方法不必將光電晶體管輸出電壓電平與參考電壓比較。然而，用于檢測波沿的電路復(fù)雜且能量低效。
因此，如果具有一種電路和過程用于檢測發(fā)光器件與感光器件之間的耦合狀態(tài)，這將是有利的。人們期望檢測電路簡單和省電。人們還期望檢測過程能夠一致和可靠地檢測在具有變化的輸出電平的發(fā)光器件與具有變化的靈敏度的感光器件之間的光耦合狀態(tài)。如果電路能夠?qū)Χ嘟M發(fā)光和感光器件檢測光耦合，這也是有利的。


圖1、圖2、和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的光耦合檢測電路的示意圖；以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的光耦合檢測過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，附圖中用相同參考數(shù)字表示圖中相似結(jié)構(gòu)或功能的部分。應(yīng)該注意，附圖的目的僅僅是幫助描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。它們的目的不是無遺漏地描述本發(fā)明或?qū)Ρ景l(fā)明的范圍加以限制。而且，圖不一定按比例畫出。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光耦合檢測電路10的示意圖。舉例來說，可使用光耦合檢測電路10用于檢測滾球鼠標(biāo)內(nèi)的光耦合。光耦合檢測電路10包括發(fā)光器件11和感光器件12，這兩個(gè)器件被柵14分開。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光器件11是光電二極管，感光器件12是光電晶體管，以及柵14是機(jī)械連接到通常稱作鼠標(biāo)(未示出)的計(jì)算機(jī)指示器件中的滾球的旋轉(zhuǎn)柵輪。光電晶體管12與電阻器18串聯(lián)在電源電壓VCC和地16之間。光電晶體管12的導(dǎo)電電極，例如發(fā)射極，連接到比較器22的輸入端，例如非反相輸入端。比較器22的輸出端連接到光耦合檢測電路10的輸出端25。比較器22的輸出端也連接到信號(hào)電平邏輯電路24。信號(hào)電平邏輯電路24也連接到信號(hào)電平寄存器庫(signal levelregister bank)26。信號(hào)電平寄存器庫26還經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)28連接到比較器22的另一輸入端，例如反相輸入端。
在操作中，光電二極管11向光電晶體管12發(fā)射光束，可以是可見光、紅外線光、紫外線光等。柵輪14位于從光電二極管11到光電晶體管12的光路上。當(dāng)柵輪14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它交替地阻擋和讓出光路。根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫26具有三個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，每個(gè)寄存器存儲(chǔ)相應(yīng)的信號(hào)電平。舉例來說，三個(gè)信號(hào)電平被稱作最大電壓寄存器(Vmax)、最小電壓寄存器(Vmin)、和參考電壓寄存器(Vref)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，最大電壓寄存器Vmax具有低初始值，例如零，最小電壓寄存器Vmin具有高初始值，例如VCC，以及參考電壓寄存器Vref的初始值是Vmin和Vmax中存儲(chǔ)的高電壓值和低電壓值的平均值。根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫26具有存儲(chǔ)最大電壓寄存器(Vmax)和最小電壓寄存器(Vmin)的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器。在該實(shí)施例中，參考電壓寄存器(Vref)被動(dòng)態(tài)地計(jì)算為Vmax和Vmax的平均值。
當(dāng)柵輪14讓開光電二極管11與光電晶體管12之間的光路時(shí)，來自光電二極管11的光束照射到光電晶體管12。該照射使光電晶體管12導(dǎo)通。在比較器22的非反相輸入端的電壓被拉升到高電壓值。實(shí)際電壓值取決于光電晶體管12的導(dǎo)通電阻，該電阻又取決于光電二極管11的功率、光電晶體管12的靈敏度、光電二極管11與光電晶體管12之間的距離、以及它們的相對方位。信號(hào)電平寄存器庫26在三個(gè)時(shí)鐘信號(hào)階段中順序地向DAC 28傳送Vref、Vmax、和Vmin。將高電壓與經(jīng)由DAC 28所順序地施加在比較器22的反相輸入端的Vref、Vmax、和Vmin相比較。
在第一時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的高電壓輸出與Vref相比較。如上所述，Vref可以是存儲(chǔ)在信號(hào)電平寄存器庫26中或根絕要求由Vmax和Vmin計(jì)算出。響應(yīng)于非反相輸入端處的高電壓高于反相輸入端處的Vref，比較器22在光耦合檢測電路10的輸出端25生成邏輯高信號(hào)。邏輯高信號(hào)表示在光電二極管11和光電晶體管12之間創(chuàng)建了光耦合狀態(tài)。
在第二時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的高電壓輸出與初始設(shè)置為零的Vmax相比較。響應(yīng)于非反相輸入端處的高電壓高于反相輸入端處的Vmax值，比較器22生成邏輯高信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路24將信號(hào)電平寄存器庫26中的Vmax的設(shè)置值增加預(yù)定值，例如0.05伏特。
在第三時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的高電壓輸出與初始設(shè)置為VCC的Vmin相比較。響應(yīng)于非反相輸入端處的高電壓低于反相輸入端處的Vmin值，比較器22生成邏輯低信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路24將信號(hào)電平寄存器庫26中的Vmin的設(shè)置值減少預(yù)定值，例如0.05伏特。
當(dāng)柵輪14阻擋光電二極管11與光電晶體管12之間的光路時(shí)，光電晶體管12斷開且不導(dǎo)電。在比較器22的非反相輸入端的電壓被拉低到接近地電壓電平的低電壓值。實(shí)際電壓值取決于光電晶體管12的斷開電阻。如上所述，信號(hào)電平寄存器庫26在三個(gè)時(shí)鐘信號(hào)階段中順序地向DAC 28傳送Vref、Vmax、和Vmin。低電壓與經(jīng)由DAC 28所順序地施加在比較器22的反相輸入端的Vref、Vmax、和Vmin相比較。
在第一時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的低電壓輸出與Vref相比較。如上所述，Vref可以是存儲(chǔ)在信號(hào)電平寄存器庫26中或根絕要求由Vmax和Vmax計(jì)算出。響應(yīng)于非反相輸入端處的低電壓低于反相輸入端處的Vref，比較器22在光耦合檢測電路10的輸出端25生成邏輯低信號(hào)。邏輯低信號(hào)表示在光電二極管11和光電晶體管12之間的光路被阻擋。
在第二時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的低電壓輸出與初始設(shè)置為零的Vmax相比較。響應(yīng)于非反相輸入端處的低電壓高于反相輸入端處的Vmax值，比較器22生成邏輯高信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路24將信號(hào)電平寄存器庫26中的Vmax的設(shè)置值增加預(yù)定值，例如0.05伏特。
在第三時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器22將光電晶體管12的低電壓輸出與初始設(shè)置為VCC的Vmin比較。響應(yīng)于非反相輸入端處的低電壓低于反相輸入端處的Vmin值，比較器22生成邏輯低信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路24將信號(hào)電平寄存器庫26中的Vmin的設(shè)置值減少預(yù)定值，例如0.05伏特。
這三步信號(hào)檢測和調(diào)整過程按以時(shí)鐘信號(hào)的頻率所確定的速率重復(fù)。對于每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)周期，將在比較器22的非反相輸入端的電壓電平與存儲(chǔ)在信號(hào)電平寄存器庫26中的Vmax和Vmin相比較。如果在比較器22的非反相輸入端的電壓電平高于Vmax，則信號(hào)電平寄存器庫26中的設(shè)置值Vmax被向上調(diào)整。同樣，如果在比較器22的非反相輸入端的電壓電平低于Vmin，則信號(hào)電平寄存器庫26中的設(shè)置值Vmin被向下調(diào)整。另一方面，如果在比較器22的非反相輸入端的電壓電平高于Vmin且低于Vmax，則設(shè)置值Vmin和Vmax保持不被調(diào)整。每次Vmin或Vmax被調(diào)整時(shí)，設(shè)置值Vref被更新到新設(shè)置值Vmin和Vmax的平均值。
根據(jù)本發(fā)明，使用光電晶體管12的實(shí)際最大電壓電平和最小電壓電平來調(diào)整信號(hào)電平寄存器庫26中的參考電壓設(shè)置值Vref，該最大和最小電壓電平可取決于如下因素光電二極管11的功率、光電晶體管12的靈敏度、光電晶體管12與光電二極管11之間的距離、光電晶體管12相對于光電二極管11的方位、光電晶體管12的導(dǎo)通電阻和斷開電阻。所以，光耦合檢測電路10的信號(hào)電平寄存器庫26中的參考電壓設(shè)置值Vref為檢測光電二極管11和光電晶體管12的光耦合和去耦狀態(tài)提供了可靠的參考信號(hào)。該檢測可靠性不受器件參數(shù)和裝置幾何形狀變化的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路24周期性地或在某些預(yù)定條件下重新初始化信號(hào)電平寄存器庫26中的設(shè)置值Vmix和Vmin。例如，根據(jù)一實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路24在每次光耦合檢測電路10被導(dǎo)通時(shí)重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。根據(jù)另一實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路24每十萬個(gè)時(shí)鐘信號(hào)周期重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，Vmax重新初始化后的值低于重新初始化之前的Vmax值，而Vmin重新初始化后的值高于重新初始化之前的Vmin值。根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，Vmax和Vmin重新初始化后的值分別為零和VCC。重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin使得即使器件參數(shù)和電路特性隨時(shí)間漂移，光耦合檢測電路10也能夠可靠地檢測光耦合狀態(tài)和去耦狀態(tài)。
應(yīng)該注意，緊接著初始化之后，比較器22可能生成相對于光耦合和去耦狀態(tài)而言是不正確的數(shù)字信號(hào)，這是因?yàn)橛尚鲁跏蓟腣max和Vmin計(jì)算出的參考信號(hào)設(shè)置值Vref可能在導(dǎo)通狀態(tài)會(huì)高于光電晶體管12的輸出電壓電平，或在斷開狀態(tài)會(huì)低于光電晶體管12的輸出電壓電平。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，在每次初始化之后忽略比較器22預(yù)定數(shù)量的時(shí)鐘信號(hào)周期，例如五個(gè)周期的輸出數(shù)字信號(hào)，因此避免了可能生成不正確的光耦合檢測信號(hào)。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的多通道光耦合檢測電路30的示意圖。舉例來說，光耦合檢測電路30是滾球鼠標(biāo)中使用的四通道光耦合檢測電路。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，四個(gè)通道跟蹤鼠標(biāo)滾球在表面上的運(yùn)動(dòng)，其被稱作通道X1、X2、Y1、和Y2。具體而言，鼠標(biāo)內(nèi)的滾球機(jī)械連接到兩個(gè)柵輪，一個(gè)用于檢測鼠標(biāo)在+x和-x方向上的運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)用于檢測鼠標(biāo)在+y和-y方向上的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，兩個(gè)柵輪基本上相互垂直。發(fā)光器件，例如紅外線光電二極管，位于每個(gè)柵輪的一邊。在每個(gè)光柵輪的另一邊，存在兩個(gè)相互靠近的感光器件，例如光電晶體管。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光器件和感光器件以及柵輪的布置類似于上面參照圖1所述的布置。
當(dāng)柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它交替地阻擋和讓開從光電二極管到兩個(gè)光電晶體管的光路。當(dāng)柵輪朝一個(gè)方向例如+x方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)光電晶體管被按一種順序或次序照射。當(dāng)柵輪朝相反方向例如-x方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)光電晶體管被按相反順序或次序照射。光耦合檢測電路30檢測四個(gè)光電晶體管被照射的順序，以確定鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。
如圖2所示，光耦合檢測電路30包括經(jīng)由信號(hào)通道X1、X2、Y1、和Y2連接到四個(gè)感光器件例如光電晶體管(未示出)的多路復(fù)用器31。多路復(fù)用器31的輸出端連接到比較器32的輸入端，例如非反相端。輸出控制邏輯電路模塊35連接到比較器32的輸出端。比較器32的輸出端還連接到四通道信號(hào)電平邏輯電路34。信號(hào)電平寄存器庫36連接到信號(hào)電平邏輯電路34。DAC 38的輸入端連接到信號(hào)電平寄存器庫36，而其輸出端連接到比較器32的另一輸入端，例如反相輸入端。有限狀態(tài)機(jī)(finite state machine)39被連接用于向多路復(fù)用器31、輸出邏輯電路模塊35、通道信號(hào)電平邏輯電路34、以及通道信號(hào)電平寄存器庫36發(fā)送通道輪轉(zhuǎn)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫36具有至少十二個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，為每個(gè)通道存儲(chǔ)代表三個(gè)信號(hào)電平的數(shù)據(jù)。舉例來說，三個(gè)信號(hào)電平被稱作最大電壓寄存器(Vmax)、最小電壓寄存器(Vmin)、和參考電壓寄存器(Vref)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，最大電壓寄存器Vmax具有低初始值，例如零，最小電壓寄存器Vmin具有高初始值，例如VCC，以及參考電壓寄存器Vref具有等于Vmin和Vmax中存儲(chǔ)的高電壓值和低電壓值的平均值的初始值。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫36具有至少八個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，為每個(gè)通道存儲(chǔ)代表兩個(gè)信號(hào)電平的數(shù)據(jù)，例如最大電壓寄存器(Vmax)和最小電壓寄存器(Vmin)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，最大電壓寄存器Vmax具有低初始值，例如零，最小電壓寄存器Vmin具有高初始值，例如VCC。在該實(shí)施例中，參考電壓寄存器Vref被計(jì)算為Vmin和Vmax中存儲(chǔ)的電壓值的平均值。
有限狀態(tài)機(jī)39生成通道輪轉(zhuǎn)信號(hào)，以使多路復(fù)用器31、輸出控制邏輯電路模塊35、通道信號(hào)電平邏輯電路34、以及信號(hào)電平寄存器庫36同步。在操作中，有限狀態(tài)機(jī)39的通道輪轉(zhuǎn)信號(hào)順序地將多路復(fù)用器31、輸出控制邏輯電路模塊35、通道信號(hào)電平邏輯電路34、以及信號(hào)電平寄存器庫36置于四個(gè)通道狀態(tài)X1、X2、Y1、和Y2之一中。在每個(gè)通道內(nèi)，光耦合檢測電路30以類似上面參照圖1所述的方式操作并調(diào)整信號(hào)電平寄存器數(shù)據(jù)。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的光耦合檢測過程40的流程圖。舉例來說，光耦合檢測過程40描述可以在圖2所示的光耦合檢測電路30上實(shí)施的，用于檢測滾球鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的四通道光耦合檢測過程。
同時(shí)參照圖2和圖3，在有限狀態(tài)機(jī)39的控制下，光耦合檢測過程40順序地進(jìn)入步驟41、42、43、和44，以檢測相應(yīng)通道X1、X2、Y1、和Y2中的光耦合狀態(tài)。在步驟41、42、43、和44中的每一步驟中，過程40執(zhí)行子過程50。
在子過程50的步驟51中，有限狀態(tài)機(jī)39進(jìn)入通道，例如通道X1。多路復(fù)用器31將通道X1光電晶體管的電壓信號(hào)發(fā)送給比較器32的非反相輸入端。有限狀態(tài)機(jī)39還將輸出控制邏輯電路模塊35、信號(hào)電平邏輯電路34、以及信號(hào)電平寄存器庫36置于通道X1的相關(guān)聯(lián)信號(hào)的處理狀態(tài)中。
在子過程50中步驟51之后的步驟52中，比較器32將來自通道X1的電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫36經(jīng)由DAC 38發(fā)送的X1參考電壓電平相比較。如上面參照圖1所述，X1參考電壓電平被設(shè)置為X1最大電壓電平和X1最小電壓電平的平均值。另外，X1參考電壓電平可以是存儲(chǔ)在信號(hào)電平寄存器庫36中或可以由X1最大電壓電平和最小電壓電平動(dòng)態(tài)地計(jì)算出。X1最大電壓電平的初始值被設(shè)置為低電壓電平，例如零，以及X1最小電壓電平的初始值被設(shè)置為高電壓電平，例如電源電壓電平VCC。響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)高于X1參考電壓電平，比較器32在步驟53中生成邏輯高數(shù)字信號(hào)，表示通道X1的光耦合狀態(tài)。另一方面，響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)低于X1參考電壓電平，比較器32在步驟53中生成邏輯低數(shù)字信號(hào)，表示通道X1的光去耦狀態(tài)。比較器32的數(shù)字信號(hào)輸出被發(fā)送到輸出控制邏輯電路模塊35。
子過程50下一步前進(jìn)到步驟54。比較器32將來自通道X1的電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫36經(jīng)由DAC 38發(fā)送的X1最大電壓電平相比較。如上面參照圖1所述，X1最大電壓電平的初始值被設(shè)置為低電壓電平，例如零。響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)高于X1最大電壓電平，比較器32生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。在步驟55中，響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路34將信號(hào)電平寄存器庫36中的X1最大電壓電平的設(shè)置值增加預(yù)定值，例如0.1伏特。另一方面，響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)低于X1最大電壓電平，比較器32生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。在步驟55中，響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路34保持X1最大電壓電平的設(shè)置值不變。在步驟54中，輸出控制邏輯電路模塊35忽略比較器32的數(shù)字信號(hào)輸出。
在子過程50中的步驟54和55之后的步驟56中，比較器32將來自通道X1的電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫36經(jīng)由DAC 38發(fā)送的X1最小電壓電平相比較。如上面參照圖1所述，X1最小電壓電平的初始值被設(shè)置為高電壓電平，例如電源電壓電平VCC。響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)高于X1最小電壓電平，比較器32生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。在步驟57中，響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路34將信號(hào)電平寄存器庫36中的X1最小電壓電平的設(shè)置值保持不變。另一方面，響應(yīng)于比較器32的非反相輸入端處的X1電壓信號(hào)低于X1最小電壓電平，比較器32生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路34將在步驟57中不變的X1最小電壓電平的設(shè)置值減少預(yù)定值，例如0.1伏特。在步驟56中，輸出控制邏輯電路模塊35忽略比較器32的數(shù)字信號(hào)輸出。
在步驟42中，光耦合檢測過程40針對通道X2中的信號(hào)執(zhí)行子過程50。接下來，有限狀態(tài)機(jī)39在步驟43中切換到通道Y1以及在步驟44中切換到通道Y2。在步驟43中，光耦合檢測過程40針對通道Y1中的信號(hào)執(zhí)行子過程50。同樣，在步驟44中，光耦合檢測過程40針對通道Y2中的信號(hào)執(zhí)行子過程50。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，子過程50中的步驟52、53、54、55、56、和57在有限狀態(tài)機(jī)39前進(jìn)到下一步驟(例如步驟42)以處理與下一通道(例如通道X2)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)之前，被重復(fù)地執(zhí)行多次，例如五次、十次、二十次等。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，有限狀態(tài)機(jī)39在子過程50一旦完成用于通道的相關(guān)聯(lián)信號(hào)的步驟52、53、54、55、56、和57一次時(shí)，就進(jìn)入切換到下一通道。
輸出邏輯電路模塊35處理比較器32的數(shù)字信號(hào)輸出，確定鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的方向、距離、和速度。處理過的信號(hào)被傳送到主機(jī)，以控制計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，過程40在每個(gè)通道駐留的持續(xù)時(shí)間可以為幾微秒到幾毫秒的范圍。持續(xù)時(shí)間短一般導(dǎo)致對鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的變化方向作出快速響應(yīng)。另一方面，持續(xù)時(shí)間長一般導(dǎo)致功率效率高。一般地，少于一毫秒的響應(yīng)時(shí)間對于鼠標(biāo)應(yīng)用而言，足夠快了。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路34周期性地或在某些預(yù)定條件下重新初始化信號(hào)電平寄存器庫36中的設(shè)置值Vmax和Vmin。例如，根據(jù)一實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路34每當(dāng)光耦合檢測電路30導(dǎo)通時(shí)，就重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。根據(jù)另一實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路34每一萬個(gè)時(shí)鐘信號(hào)周期，就重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。如上面提到的，根據(jù)本發(fā)明，Vmax重新初始化的值優(yōu)選地低于重新初始化之前的Vmax值，以及Vmin重新初始化的值優(yōu)選地高于重新初始化之前的Vmin值。Vmax和Vmin重新初始化的值分別為零和VCC，也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin使得即使器件參數(shù)和電路特性隨時(shí)間漂移，光耦合檢測電路30也能夠可靠地檢測光耦合狀態(tài)和去耦狀態(tài)。
應(yīng)該注意，緊接著初始化之后，比較器32可能生成相對于光耦合和去耦狀態(tài)而言是不正確的數(shù)字信號(hào)，這是因?yàn)橛沙跏蓟腣max和Vmin計(jì)算出的參考信號(hào)設(shè)置值Vref可能在導(dǎo)通狀態(tài)高于光電晶體管的輸出電壓電平，或在斷開狀態(tài)低于光電晶體管的輸出電壓電平。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，輸出控制電路模塊35在每次初始化之后，忽略比較器32預(yù)定數(shù)量的時(shí)鐘信號(hào)周期，例如五個(gè)周期的輸出數(shù)字信號(hào)，因此避免了可能生成不正確的光耦合檢測信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，將Vmax的值重新初始化到一個(gè)較低的值，但不是像零一樣低，以及將Vmin的值重新初始化到一個(gè)較高的值，但不是像VCC一樣高，這是因?yàn)樗鼈兪沟帽容^器32能夠更快地生成對應(yīng)于光耦合和去耦狀態(tài)的正確數(shù)字信號(hào)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的多通道光耦合檢測電路60的示意圖。舉例來說，光耦合檢測電路60是滾球鼠標(biāo)中使用的六通道光耦合檢測電路。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，六個(gè)通道中的四個(gè)通道用于檢測鼠標(biāo)滾球在表面上的運(yùn)動(dòng)，并被稱作X1、X2、Y1、和Y2；六個(gè)通道中剩余的兩個(gè)通道用于檢測鼠標(biāo)上的跟蹤輪(tracking wheel)向上和向下的轉(zhuǎn)動(dòng)，并被稱作Z1和Z2。特別地，鼠標(biāo)內(nèi)的滾球機(jī)械連接到兩個(gè)基本上相互垂直的柵輪，一個(gè)柵輪用于檢測鼠標(biāo)在+x和-x方向上的運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)柵輪用于檢測鼠標(biāo)在+y和-y方向上的運(yùn)動(dòng)，以及跟蹤輪機(jī)械連接到第三柵輪，用于檢測跟蹤輪向上和向下的轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。一個(gè)發(fā)光器件，例如紅外線發(fā)光二極管或光電二極管，位于每個(gè)柵輪的一邊。在每個(gè)柵輪的另一邊，存在兩個(gè)相互接近的感光器件，例如兩個(gè)光電晶體管。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光器件和感光器件以及柵輪的布置類似于上面參照圖1所示的光耦合檢測電路10所述的布置。
當(dāng)柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它交替地阻擋和讓開從光電二極管到兩個(gè)光電晶體管的光路。當(dāng)柵輪朝一個(gè)方向，例如對應(yīng)于跟蹤輪向上轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的+z方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)光電晶體管被按一種順序或次序照射。當(dāng)光柵輪朝相反方向，例如對應(yīng)于跟蹤輪向下轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的-z方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)光電晶體管被按相反順序或次序照射。光耦合檢測電路60檢測六個(gè)光電晶體管被照射的順序，以確定鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)和鼠標(biāo)上跟蹤輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖4所示，光耦合檢測電路60包括經(jīng)由信號(hào)通道X1、Y1、和Z1連接到三個(gè)光電晶體管(未示出)的三通道多路復(fù)用器61。多路復(fù)用器61的輸出端連接到比較器62的輸入端，例如非反相端。輸出控制邏輯電路模塊65連接到比較器62的輸出端。比較器62的輸出端還連接到三通道信號(hào)電平邏輯電路64。信號(hào)電平寄存器庫66連接到信號(hào)電平邏輯電路64。DAC 68的輸入端連接到信號(hào)電平寄存器庫66，其輸出端連接到比較器62的另一輸入端，例如反相輸入端。
光耦合檢測電路60還包括另一經(jīng)由信號(hào)通道X2、Y2和、Z2連接到三個(gè)光電晶體管(未示出)的三通道多路復(fù)用器71。多路復(fù)用器71的輸出端連接到比較器72的輸入端，例如非反相端。輸出控制邏輯電路模塊75連接到比較器72的輸出端。比較器72的輸出端還連接到三通道信號(hào)電平邏輯電路74。信號(hào)電平寄存器庫76連接到信號(hào)電平邏輯電路74。DAC 78的輸入端連接到信號(hào)電平寄存器庫76，其輸出端連接到比較器72的另一輸入端，例如反相輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫66和67中的每個(gè)信號(hào)電平寄存器庫具有至少九個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，為三個(gè)通道中的每個(gè)通道存儲(chǔ)代表三個(gè)信號(hào)電平的數(shù)據(jù)。舉例來說，三個(gè)信號(hào)電平被稱作最大電壓電平(Vmax)、最小電壓電平(Vmin)、和參考電壓電平(Vref)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，最大電壓電平Vmax具有低初始值，例如零，最小電壓電平Vmin具有高初始值，例如VCC，以及參考電壓電平Vref具有等于Vmin和Vmax中存儲(chǔ)的高電壓值和低電壓值的平均值的初始值。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例，信號(hào)電平寄存器庫66和67中的每個(gè)信號(hào)電平寄存器庫具有至少六個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，存儲(chǔ)代表兩個(gè)信號(hào)電平例如最大電壓電平(Vmax)和最小電壓電平(Vmin)的數(shù)據(jù)。在該實(shí)施例中，一旦需要，參考電壓寄存器Vref可隨時(shí)被動(dòng)態(tài)地計(jì)算為最大電壓電平(Vmax)和最小電壓電平(Vmin)的平均值。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，最大電壓寄存器Vmax具有低初始值，例如零，最小電壓寄存器Vmin具有高初始值，例如VCC。
有限狀態(tài)機(jī)69被耦合，以發(fā)送通道輪轉(zhuǎn)信號(hào)給多路復(fù)用器61和71、輸出控制邏輯電路模塊65和75、通道信號(hào)電平邏輯電路64和74、以及通道信號(hào)電平寄存器庫66和76。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，輸出電路模塊65和75被并入導(dǎo)通電路模塊中。在操作中，有限狀態(tài)機(jī)69順序地使多路復(fù)用器61和71、輸出控制邏輯電路模塊65和75、通道信號(hào)電平邏輯電路64和74、以及通道信號(hào)電平寄存器庫66和76輪流經(jīng)過三個(gè)狀態(tài)。在第一狀態(tài)中，多路復(fù)用器61、輸出控制邏輯電路模塊65、通道信號(hào)電平邏輯電路64、以及通道信號(hào)電平寄存器庫66處理通道X1中的信號(hào)；以及多路復(fù)用器71、輸出控制邏輯電路模塊75、通道信號(hào)電平邏輯電路74、以及通道信號(hào)電平寄存器庫76處理通道X2中的信號(hào)。在第二狀態(tài)中，多路復(fù)用器61、輸出控制邏輯電路模塊65、通道信號(hào)電平邏輯電路64、以及通道信號(hào)電平寄存器庫66處理通道Y1中的信號(hào)；以及多路復(fù)用器71、輸出控制邏輯電路模塊75、通道信號(hào)電平邏輯電路74、以及通道信號(hào)電平寄存器庫76處理通道Y2中的信號(hào)。在第三狀態(tài)中，多路復(fù)用器61、輸出控制邏輯電路模塊65、通道信號(hào)電平邏輯電路64、以及通道信號(hào)電平寄存器庫66處理通道Z1中的信號(hào)；以及多路復(fù)用器71、輸出控制邏輯電路模塊75、通道信號(hào)電平邏輯電路74、以及通道信號(hào)電平寄存器庫76處理通道Z2中的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，時(shí)鐘信號(hào)控制光耦合檢測電路60的各個(gè)部件的操作，所以多路復(fù)用器61、通道信號(hào)電平邏輯電路64、通道信號(hào)電平寄存器庫66分別與多路復(fù)用器71、通道信號(hào)電平邏輯電路74、通道信號(hào)電平寄存器庫76基本同步。時(shí)鐘信號(hào)優(yōu)選地具有至少三個(gè)階段。
在第一時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器62將來自通道X1、Y1、或Z1的光電晶體管輸出電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫66經(jīng)由DAC68發(fā)送的相應(yīng)的通道參考電壓電平相比較。另外，比較器72將來自通道X2、Y2、或Z2的電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫76經(jīng)由DAC 78發(fā)送的相應(yīng)的通道參考電壓電平相比較。如上面所述，通道參考電壓電平被設(shè)置為相應(yīng)的通道最大電壓電平和相應(yīng)的通道最小電壓電平的平均值。另外，根據(jù)一實(shí)施例，參考電壓電平是存儲(chǔ)在信號(hào)電平寄存器庫66中，以及根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其根據(jù)要求來計(jì)算。最大電壓電平的初始值被設(shè)置為低電壓電平，例如零，最小電壓電平的初始值被設(shè)置為高電壓電平，例如電源電壓電平VCC。
如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道參考電壓電平，則比較器62生成邏輯高數(shù)字信號(hào)，表示通道X1、Y1、或Z1的光耦合狀態(tài)。另一方面，如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道參考電壓電平，則比較器62生成邏輯低數(shù)字信號(hào)，表示相應(yīng)的通道X1、Y1、或Z1的光去耦狀態(tài)。比較器62的數(shù)字信號(hào)輸出被發(fā)送到輸出控制邏輯電路模塊65。
如果在比較器72的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道參考電壓電平，則比較器72生成邏輯高數(shù)字信號(hào)，表示通道X2、Y2、或Z2的光耦合狀態(tài)。另一方面，如果響應(yīng)于比較器72的非反相輸入端處的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道參考電壓電平，則比較器72生成邏輯低數(shù)字信號(hào)，表示相應(yīng)的通道X2、Y2、或Z2的光去耦狀態(tài)。比較器72的數(shù)字信號(hào)輸出被發(fā)送到輸出控制邏輯電路模塊75。
在第二時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器62將來自通道X1、Y1、或Z1的光電晶體管輸出電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫66經(jīng)由DAC68發(fā)送的相應(yīng)的通道最大電壓電平相比較。另外，比較器72將來自通道X2、Y2、或Z2的光電晶體管輸出電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫76經(jīng)由DAC 78發(fā)送的相應(yīng)的通道最大電壓電平相比較。如上面所述，最大電壓電平的初始值被設(shè)置為低電壓電平，例如零。
如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道最大電壓電平，則比較器62生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路64將信號(hào)電平寄存器庫66中的相應(yīng)的通道X1、Y1、或Z1最大電壓電平的設(shè)置值增加預(yù)定值，例如0.02伏特。另一方面，如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道最大電壓電平，則比較器62生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路64保持相應(yīng)的通道最大電壓電平的設(shè)置值不變。在第二時(shí)鐘信號(hào)階段中，輸出控制邏輯電路模塊65忽略比較器62的數(shù)字信號(hào)輸出。
如果在比較器72的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道最大電壓電平，則比較器72生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路74將信號(hào)電平寄存器庫76中的相應(yīng)的通道X2、Y2、或Z2最大電壓電平的設(shè)置值增加預(yù)定值，例如0.02伏特。另一方面，如果在比較器72的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道最大電壓電平，則比較器72生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路74保持相應(yīng)的通道最大電壓電平的設(shè)置值不變。在第二時(shí)鐘信號(hào)階段中，輸出控制邏輯電路模塊75忽略比較器72的數(shù)字信號(hào)輸出。
在第三時(shí)鐘信號(hào)階段中，比較器62將來自通道X1、Y1、或Z1的光電晶體管輸出電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫66經(jīng)由DAC68發(fā)送的相應(yīng)的通道最小電壓電平相比較。另外，比較器72將來自通道X2、Y2、或Z2的光電晶體管輸出電壓信號(hào)與從信號(hào)電平寄存器庫76經(jīng)由DAC 78發(fā)送的相應(yīng)的通道最小電壓電平相比較。如上面所述，最小電壓電平的初始值被設(shè)置為高電壓電平，例如電源電壓電平VCC。
如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道最小電壓電平，則比較器62生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路64將信號(hào)電平寄存器庫66中的相應(yīng)的通道X1、Y1、或Z1最小電壓電平的設(shè)置值減少預(yù)定值，例如0.02伏特。另一方面，如果在比較器62的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道最小電壓電平，則比較器62生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路64保持相應(yīng)的通道最小電壓電平的設(shè)置值不變。在第三時(shí)鐘信號(hào)階段中，輸出控制邏輯電路模塊65忽略比較器62的數(shù)字信號(hào)輸出。
如果在比較器72的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)低于相應(yīng)的通道最小電壓電平，則比較器72生成邏輯低數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯低信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路74將信號(hào)電平寄存器庫76中的相應(yīng)的通道X2、Y2、或Z2最小電壓電平的設(shè)置值減少預(yù)定值，例如0.02伏特。另一方面，如果在比較器72的非反相輸入端的光電晶體管輸出電壓信號(hào)高于相應(yīng)的通道最小電壓電平，則比較器72生成邏輯高數(shù)字信號(hào)。響應(yīng)于該邏輯高信號(hào)，信號(hào)電平邏輯電路74保持相應(yīng)的通道最小電壓電平的設(shè)置值不變。在第三時(shí)鐘信號(hào)階段中，輸出控制邏輯電路模塊75忽略比較器72的數(shù)字信號(hào)輸出。
輸出邏輯控制電路模塊65和75處理比較器62和72的數(shù)字信號(hào)輸出，以確定鼠標(biāo)和跟蹤輪的運(yùn)動(dòng)的方向、距離和速度。處理過的信號(hào)被傳送到主計(jì)算機(jī)，以控制計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)移動(dòng)和屏幕的上下滾動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，有限狀態(tài)機(jī)69以預(yù)定的速率例如幾微秒到幾毫秒的速率切換通道?？焖俚那袚Q率一般導(dǎo)致對鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的變化方向作出快速響應(yīng)。另一方面，緩慢的轉(zhuǎn)換率一般導(dǎo)致高功率效率。一般地，少于一毫秒的響應(yīng)時(shí)間對于鼠標(biāo)應(yīng)用而言足夠快了。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路64和74周期性地或在某些預(yù)定條件下重新初始化信號(hào)電平寄存器庫66和76中的設(shè)置值Vmax和Vmin。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每當(dāng)光耦合檢測電路60導(dǎo)通時(shí)，信號(hào)電平邏輯電路64和74就重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。根據(jù)另一實(shí)施例，信號(hào)電平邏輯電路64和74每一萬個(gè)時(shí)鐘信號(hào)周期，就重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin。如上面討論的，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，Vmax重新初始化的值低于重新初始化之前的設(shè)置值Vmax，以及Vmin重新初始化的值高于重新初始化之前的設(shè)置值Vmin。重新初始化設(shè)置值Vmax和Vmin使得即使器件參數(shù)和電路特性隨時(shí)間漂移，光耦合檢測電路60也能夠可靠地檢測光耦合狀態(tài)和去耦狀態(tài)。
應(yīng)該注意，緊接著初始化之后，比較器62和72可能生成相對于光耦合狀態(tài)和去耦狀態(tài)而言是不正確的數(shù)字信號(hào)，這是因?yàn)橛尚鲁跏蓟淖畲笮盘?hào)設(shè)置值Vmax和最小信號(hào)設(shè)置值Vmin計(jì)算出的參考信號(hào)設(shè)置值Vref可能在導(dǎo)通狀態(tài)高于相應(yīng)的光電晶體管的輸出電壓電平，或在斷開狀態(tài)低于相應(yīng)的光電晶體管的輸出電壓電平。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，在每次初始化之后忽略比較器62和72預(yù)定數(shù)量的時(shí)鐘信號(hào)周期，例如五個(gè)周期的輸出數(shù)字信號(hào)，從而避免了可能生成不正確的光耦合檢測信號(hào)。
光耦合檢測電路60具有兩個(gè)比較器62和72，用于同時(shí)處理與一個(gè)柵輪相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)通道例如X1和X2、通道Y1和Y2，以及通道Z1和Z2內(nèi)的信號(hào)。這種布置使得即使當(dāng)用戶高速地移動(dòng)鼠標(biāo)或旋轉(zhuǎn)跟蹤輪時(shí)，電路60也能夠正確和可靠地檢測鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)，而不用增加通道輪換速率。這在多通道和高速光耦合檢測應(yīng)用中是有利的和能量高效的。對于多通道低速光耦合檢測來說，具有一個(gè)比較器的電路，如圖2所示的光耦合檢測電路30，由于它的簡單，所以是有利的。應(yīng)該明白，根據(jù)本發(fā)明，光耦合檢測電路不局限于具有一個(gè)比較器，類似于如圖2所示的電路30，或具有兩個(gè)比較器，類似于如圖4所示的電路60。根據(jù)本發(fā)明，多通道光耦合檢測電路可以具有任意數(shù)量的比較器，以及每個(gè)比較器可以處理任意數(shù)量的通道內(nèi)的信號(hào)。例如，六通道光耦合檢測電路可以具有六個(gè)比較器以及同時(shí)處理所有六個(gè)通道內(nèi)的信號(hào)。在這樣的電路中，不需要通道輪轉(zhuǎn)。另一方面，六通道光耦合檢測電路可以僅包括一個(gè)比較器以及具有類似于圖2所示的光耦合檢測電路30的結(jié)構(gòu)。
到現(xiàn)在應(yīng)該理解已提供了用于檢測光耦合的電路和過程。根據(jù)本發(fā)明，光耦合檢測電路具有可調(diào)整的參考電壓電平，以檢測感光器件的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的光耦合檢測過程連續(xù)和動(dòng)態(tài)地更新分別表示感光器件的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的最大電壓電平和最小電壓電平。已更新的最大電壓電平和最小電壓電平用于計(jì)算參考電壓電平。因此，本發(fā)明的光耦合檢測電路可以提供可靠的參考電壓電平，而不管發(fā)光功率和感光器件的靈敏度如何變化。所以，不必根據(jù)器件的功率和靈敏度來選擇和匹配發(fā)光器件和感光器件。此外，不必消耗時(shí)間調(diào)整發(fā)光器件與感光器件之間的距離和相對方位。根據(jù)本發(fā)明，這些優(yōu)點(diǎn)將極大地降低光耦合檢測電路的制造和裝配費(fèi)用。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，過程有時(shí)例如周期性地或響應(yīng)預(yù)定條件而重新初始化最大電壓電平和最小電壓電平的設(shè)置值。最大電壓電平和最小電壓電平的重新設(shè)置使得即使電路器件的特性發(fā)生漂移，光耦合檢測電路也能夠可靠地檢測光耦合狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的光耦合檢測電路簡單且省電。它可用于檢測單通道或多通道光耦合。對于多通道光耦合檢測，來自不同通道的信號(hào)可以同時(shí)處理或順序地處理。
雖然上面已描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是它們的目的不是對本發(fā)明的范圍加以限制。本發(fā)明包括那些對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的對所述實(shí)施例的更改和變化。例如，雖然本說明書將光電晶體管描述為光耦合檢測電路中的上拉晶體管，但是它的目的不是對本發(fā)明加以限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光耦合檢測電路具有一個(gè)或多個(gè)下拉光電晶體管。在該實(shí)施例中，低電壓信號(hào)表示光耦合狀態(tài)，高電壓信號(hào)表示光去耦狀態(tài)。同樣地舉例來說，光耦合檢測電路中的發(fā)光器件不局限于是上面所述的光電二極管。根據(jù)本發(fā)明，其他種類的發(fā)光器件可以用于光耦合檢測電路。而且，參考信號(hào)電平不局限于是最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平的平均值。根據(jù)本發(fā)明，參考信號(hào)電平的值可以處于清楚而可靠地表示感光器件的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平之間。另外，光耦合檢測電路的應(yīng)用不局限于檢測鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)。例如，根據(jù)本發(fā)明的光耦合檢測電路可以用于檢測光路上的障礙物。在另一實(shí)例中，光耦合檢測電路可以用于檢測發(fā)光器件的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)。在又一實(shí)例中，類似于本說明書中所述的電路但不包括光柵或發(fā)光器件的電路可以用于檢測環(huán)境的照明狀況，例如房間內(nèi)的燈是開的還是關(guān)的。
權(quán)利要求
1.一種光耦合檢測電路，包括第一感光器件，其具有輸出端；信號(hào)電平寄存器庫，其具有存儲(chǔ)與所述第一感光器件相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)電平的第一寄存器、以及存儲(chǔ)與所述第一感光器件相關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)電平的第二寄存器；比較器，其具有連接到所述第一感光器件的所述輸出端的第一輸入端、連接到所述信號(hào)電平寄存器庫的第二輸入端、以及輸出端，所述比較器將在所述第一輸入端的電壓電平與所述第一信號(hào)電平相比較以生成第一數(shù)字信號(hào)、將在所述第一輸入端的電壓電平與所述第二信號(hào)電平相比較以生成第二數(shù)字信號(hào)、以及將在所述第一輸入端的電壓電平與在所述第一信號(hào)電平和所述第二信號(hào)電平之間的第三信號(hào)電平相比較以生成第三數(shù)字信號(hào)；以及信號(hào)電平邏輯電路，其具有連接到所述比較器的所述輸出端的第一接線端、以及連接到所述信號(hào)電平寄存器庫的第二接線端，所述信號(hào)電平邏輯電路用于響應(yīng)于具有第一邏輯值的所述第一數(shù)字信號(hào)，增大與所述第一感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第一信號(hào)電平，以及響應(yīng)于具有第二邏輯值的所述第二數(shù)字信號(hào)，減小與所述第一感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第二信號(hào)電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合檢測電路，其中，所述比較器的所述第二輸入端經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接到所述信號(hào)電平寄存器庫，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有連接到所述信號(hào)電平寄存器庫的輸入端、和連接到所述比較器的所述第二輸入端的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合檢測電路，還包括第一發(fā)光器件，其朝向所述感光器件放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合檢測電路，還包括第一光柵輪，其位于所述第一發(fā)光器件與所述感光器件之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光耦合檢測電路，還包括多路復(fù)用器，其連接于所述第一感光器件與所述比較器的所述第一輸入端之間；第二感光器件，其鄰近所述第一感光器件，并連接到所述多路復(fù)用器；有限狀態(tài)機(jī)，其連接到所述多路復(fù)用器、連接到所述信號(hào)電平邏輯電路、以及連接到所述信號(hào)電平寄存器庫，所述有限狀態(tài)機(jī)控制所述多路復(fù)用器、所述信號(hào)電平邏輯電路、和所述信號(hào)電平寄存器庫，以順序地處理與所述第一感光器件和所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光耦合檢測電路，其中所述信號(hào)電平寄存器庫還具有分別存儲(chǔ)與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)電平和第二信號(hào)電平的第三寄存器和第四寄存器；所述比較器還將在所述第一輸入端的且與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的電壓電平和與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第一信號(hào)電平相比較以生成第四數(shù)字信號(hào)、將在所述第一輸入端的且與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的電壓電平和與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第二信號(hào)電平相比較以生成第五數(shù)字信號(hào)、以及將在所述第一輸入端的且與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述電壓電平和在與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第一信號(hào)電平和所述第二信號(hào)電平之間的第三信號(hào)電平相比較以生成第六數(shù)字信號(hào)；以及所述信號(hào)電平邏輯電路用于響應(yīng)于具有所述第一邏輯值的所述第四數(shù)字信號(hào)，增大與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第一信號(hào)電平，以及響應(yīng)于具有所述第二邏輯值的所述第五數(shù)字信號(hào)，減小與所述第二感光器件相關(guān)聯(lián)的所述第二信號(hào)電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光耦合檢測電路，還包括第二發(fā)光器件；第三感光器件，其與所述第二發(fā)光器件相對，并連接到所述多路復(fù)用器；第四感光器件，其與所述第二發(fā)光器件相對，與所述第三感光器件相鄰，并連接到所述多路復(fù)用器；第二光柵輪，其位于從所述第二發(fā)光器件到所述第三感光器件和所述第四感光器件的光路上；以及其中所述信號(hào)電平寄存器庫還具有存儲(chǔ)與所述第三感光器件相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)電平的第五寄存器、存儲(chǔ)與所述第三感光器件相關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)電平的第六寄存器、存儲(chǔ)與所述第四感光器件相關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)電平的第七寄存器、以及存儲(chǔ)與所述第四感光器件相關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)電平的第八寄存器；以及所述有限狀態(tài)機(jī)控制所述多路復(fù)用器、所述信號(hào)電平邏輯電路、和所述信號(hào)電平寄存器庫，以順序地處理與所述第一感光器件、所述第二感光器件、所述第三感光器件、和所述第四感光器件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光耦合檢測電路，還包括第一多路復(fù)用器，其連接于所述第一感光器件與所述比較器的所述第一輸入端之間；第二感光器件，其與所述第一感光器件相鄰；第二發(fā)光器件；第三感光器件，其與所述第二發(fā)光器件相對，并連接到所述第一多路復(fù)用器；第四感光器件，其與所述第二發(fā)光器件相對，并與所述第三感光器件相鄰；第二光柵輪，其位于從所述第二發(fā)光器件到所述第三感光器件和所述第四感光器件的光路上；第二多路復(fù)用器，其連接到所述第二感光器件和所述第四感光器件；第二比較器，其具有連接到所述第二多路復(fù)用器的第一輸入端、第二輸入端、以及輸出端；第二信號(hào)電平邏輯電路，其連接到所述第二比較器的所述輸出端；第二信號(hào)電平寄存器庫，其具有連接到所述第二信號(hào)電平邏輯電路的第一端、和連接到所述第二比較器的所述第二輸入端的第二端；數(shù)字信號(hào)輸出控制電路模塊，其連接到所述比較器的所述輸出端、和連接到所述第二比較器的所述輸出端；以及有限狀態(tài)機(jī)，其連接到所述第一和第二多路復(fù)用器、連接到所述信號(hào)電平邏輯電路和所述第二信號(hào)電平邏輯電路、以及連接到所述信號(hào)電平寄存器庫和所述第二信號(hào)電平寄存器庫，所述有限狀態(tài)機(jī)在同時(shí)處理與所述第一和第二感光器件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第一狀態(tài)和同時(shí)處理與所述第三和第四感光器件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第二狀態(tài)之間輪轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光耦合檢測電路，還包括滾球，機(jī)械連接到所述第一光柵輪和所述第二光柵輪，其中所述第一光柵輪和所述第二光柵輪基本上相互垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光耦合檢測電路，其中響應(yīng)于計(jì)算機(jī)指示器件在表面上移動(dòng)，所述滾球滾動(dòng)；響應(yīng)于所述滾球沿第一維滾動(dòng)，所述第一光柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以及響應(yīng)于所述滾球沿基本上垂直于所述第一維的第二維滾動(dòng)，所述第二光柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)；以及響應(yīng)于所述第一光柵輪和所述第二光柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述數(shù)字信號(hào)輸出控制電路模塊處理所述比較器和所述第二比較器的數(shù)字信號(hào)輸出，以生成用于移動(dòng)在計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)的控制信號(hào)。
11.一種計(jì)算機(jī)指示器件，包括滾球，其響應(yīng)于所述器件在表面上移動(dòng)而滾動(dòng)；第一光電二極管，其被連接用于發(fā)射光束；第一對光電晶體管，其彼此相鄰，用于接收所述第一光電二極管的所述光束；第一光柵輪，其機(jī)械連接到所述滾球，并位于所述第一光電二極管與所述第一對光電晶體管之間的光路上；第二光電二極管，其被連接用于發(fā)射光束；第二對光電晶體管，其彼此相鄰，用于接收所述第二光電二極管的所述光束；第二光柵輪，其機(jī)械連接到所述滾球、基本上垂直于所述第一光柵輪，并位于所述第二光電二極管與所述第二對光電晶體管之間的光路上；感光電路，其連接到所述第一和第二對光電晶體管，并包括至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫，其存儲(chǔ)用于所述第一和第二對光電晶體管中的每個(gè)光電晶體管的最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平；至少一個(gè)比較器，其具有連接到所述第一和第二對光電晶體管的第一輸入端、連接到所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫的第二輸入端、以及輸出端；以及至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路，其連接到所述至少一個(gè)比較器以及連接到所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫，所述至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路控制所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫，以更新所述最大信號(hào)電平和所述最小信號(hào)電平、以及計(jì)算參考信號(hào)電平為相應(yīng)的光電晶體管的所述最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平的平均值；以及輸出控制電路模塊，其連接到所述感光電路中所述至少一個(gè)比較器的所述輸出端，處理所述至少一個(gè)比較器的數(shù)字輸出信號(hào)，以生成用于控制計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)的數(shù)字信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)指示器件，所述感光電路還包括至少一個(gè)多路復(fù)用器，其連接到所述第一和第二對光電晶體管；以及有限狀態(tài)機(jī)，其連接到所述至少一個(gè)多路復(fù)用器、所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫、以及所述至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路，所述有限狀態(tài)機(jī)順序地將所述至少一個(gè)多路復(fù)用器、所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫、以及所述至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路置于處理來自所述第一和第二對光電晶體管中的不同光電晶體管的信號(hào)的不同狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)指示器件，其中所述至少一個(gè)多路復(fù)用器包括一個(gè)連接到所述第一和第二對光電晶體管的多路復(fù)用器；所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫包括一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫，其具有至少八個(gè)存儲(chǔ)對應(yīng)于所述第一和第二對光電晶體管中四個(gè)光電晶體管的所述最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平的寄存器；所述至少一個(gè)比較器包括一個(gè)比較器，其具有連接到所述一個(gè)多路復(fù)用器的第一輸入端、連接到所述一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫的第二輸入端、以及輸出端；所述至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路包括一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路，其連接到所述一個(gè)比較器的所述輸出端、和連接到所述一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫；以及所述有限狀態(tài)機(jī)順序地將所述一個(gè)多路復(fù)用器、所述一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫、以及所述一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路置于處理與所述第一對光電晶體管中第一光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第一狀態(tài)、置于處理與所述第一對光電晶體管中第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第二狀態(tài)、置于處理與所述第二對光電晶體管中第一光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第三狀態(tài)、以及置于處理與所述第二對光電晶體管中第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第四狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)指示器件，其中所述至少一個(gè)多路復(fù)用器包括第一多路復(fù)用器，其連接到所述第一對光電晶體管中第一光電晶體管、和連接到所述第二對光電晶體管中第一光電晶體管；以及第二多路復(fù)用器，其連接到所述第一對光電晶體管中第二光電晶體管、和連接到所述第二對光電晶體管中第二光電晶體管；所述至少一個(gè)信號(hào)電平寄存器庫包括第一信號(hào)電平寄存器庫，其具有至少六個(gè)存儲(chǔ)對應(yīng)于所述第一和第二對光電晶體管中所述第一光電晶體管的最大、最小、和參考信號(hào)電平的寄存器；以及第二信號(hào)電平寄存器庫，其具有至少六個(gè)存儲(chǔ)對應(yīng)于所述第一和第二對光電晶體管中所述第二光電晶體管的最大、最小、和參考信號(hào)電平的寄存器；所述至少一個(gè)比較器包括第一比較器，其具有連接到所述第一多路復(fù)用器的第一輸入端、連接到所述第一信號(hào)電平寄存器庫的第二輸入端、以及輸出端；以及第二比較器，其具有連接到所述第二多路復(fù)用器的第一輸入端、連接到所述第二信號(hào)電平寄存器庫的第二輸入端、以及輸出端；所述至少一個(gè)信號(hào)電平邏輯電路包括第一信號(hào)電平邏輯電路，其連接到所述第一比較器的所述輸出端、和連接到所述第一信號(hào)電平寄存器庫；以及第二信號(hào)電平邏輯電路，其連接到所述第二比較器的所述輸出端、和連接到所述第二信號(hào)電平寄存器庫；以及所述有限狀態(tài)機(jī)順序地將所述第一和第二多路復(fù)用器、所述第一和第二信號(hào)電平寄存器庫、以及所述第一和第二信號(hào)電平邏輯電路置于同時(shí)處理與所述第一對光電晶體管中所述第一和第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第一狀態(tài)、以及置于同時(shí)處理與所述第二對光電晶體管中所述第一和第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第二狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)指示器件，還包括第三光電二極管，其被連接用于發(fā)射光束；第三對光電晶體管，其彼此相鄰，用于接收所述第三光電二極管的光束；跟蹤輪、和第三光柵輪，所述第三光柵輪位于所述第三光電二極管與所述第三對光電晶體管之間的光路上，并機(jī)械連接到所述跟蹤輪；以及其中所述第一和第二多路復(fù)用器還分別連接到所述第三對光電晶體管中第一和第二光電晶體管；所述第一信號(hào)電平寄存器庫具有至少九個(gè)存儲(chǔ)對應(yīng)于所述第一、第二、和第三對光電晶體管中所述第一光電晶體管的最大、最小、和參考信號(hào)電平的寄存器；所述第二信號(hào)電平寄存器庫具有至少九個(gè)存儲(chǔ)對應(yīng)于所述第一、第二、和第三對光電晶體管中所述第二光電晶體管的最大、最小、和參考信號(hào)電平的寄存器；以及所述有限狀態(tài)機(jī)順序地將所述第一和第二多路復(fù)用器、所述第一和第二信號(hào)電平寄存器庫、以及所述第一和第二信號(hào)電平邏輯電路置于同時(shí)處理與所述第一對光電晶體管中所述第一和第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第一狀態(tài)、置于同時(shí)處理與所述第二對光電晶體管中所述第一和第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第二狀態(tài)、以及置于同時(shí)處理與所述第三對光電晶體管中所述第一和第二光電晶體管相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的第三狀態(tài)。
16.一種光耦合檢測過程，所述光耦合檢測過程包括以下步驟存儲(chǔ)第一信號(hào)電平和第二信號(hào)電平；生成第三信號(hào)電平，其值處于所述第一信號(hào)電平和所述第二信號(hào)電平之間；將來自第一感光器件的電壓信號(hào)與第一、第二、和第三信號(hào)電平相比較；響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第一信號(hào)電平，增大所述第一信號(hào)電平；響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第二信號(hào)電平，減小所述第二信號(hào)電平；響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第三信號(hào)電平，生成具有第一邏輯值的第一數(shù)字輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第三信號(hào)電平，生成具有第二邏輯值的第一數(shù)字輸出信號(hào)；以及重新生成所述第三信號(hào)電平，其值處于所述第一信號(hào)電平和所述第二信號(hào)電平之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光耦合檢測過程，其中所述生成第一數(shù)字輸出信號(hào)的步驟包括響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第三信號(hào)電平，表示光耦合狀態(tài)，以及響應(yīng)于來自所述第一感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第三信號(hào)電平，表示光去耦狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光耦合檢測過程，還包括以下步驟將所述第一信號(hào)電平重新初始化為較低值；以及將所述第二信號(hào)電平重新初始化為較高值。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光耦合檢測過程，還包括以下步驟創(chuàng)建第一光路，其從第一發(fā)光器件到彼此相鄰的所述第一感光器件和第二感光器件；將第一柵輪置于第一光路上；存儲(chǔ)第四信號(hào)電平和第五信號(hào)電平；生成第六信號(hào)電平，其等于所述第四信號(hào)電平和所述第五信號(hào)電平的平均值；將來自所述第二感光器件的電壓信號(hào)與所述第四、第五、和第六信號(hào)電平相比較；響應(yīng)于來自所述第二感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第四信號(hào)電平，增大所述第四信號(hào)電平；響應(yīng)于來自所述第二感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第五信號(hào)電平，減小所述第五信號(hào)電平；響應(yīng)于來自所述第二感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第六信號(hào)電平，生成具有所述第一邏輯值的第二數(shù)字輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于來自所述第二感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第六信號(hào)電平，生成具有所述第二邏輯值的第二數(shù)字輸出信號(hào)；重新生成所述第六信號(hào)電平，其等于所述第四信號(hào)電平和所述第五信號(hào)電平的平均值；以及通過處理所述第一數(shù)和第二數(shù)字輸出信號(hào)，生成表示所述第一柵輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光耦合檢測過程，還包括以下步驟創(chuàng)建第二光路，其從第二發(fā)光器件到彼此相鄰的第三感光器件和第四感光器件；將第二柵輪置于第二光路上、且基本上垂直于所述第一柵輪；將所述第一柵輪和所述第二柵輪機(jī)械連接到計(jì)算機(jī)指示器件中的滾球；存儲(chǔ)第七信號(hào)電平和第八信號(hào)電平；生成第九信號(hào)電平，其等于所述第七信號(hào)電平和所述第八信號(hào)電平的平均值；存儲(chǔ)第十信號(hào)電平和第十一信號(hào)電平；生成第十二信號(hào)電平，其等于所述第十信號(hào)電平和所述第十一信號(hào)電平的平均值；將來自所述第三感光器件的電壓信號(hào)與所述第七、第八、和第九信號(hào)電平相比較；響應(yīng)于來自所述第三感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第七信號(hào)電平，使所述第七信號(hào)電平增大預(yù)定值；響應(yīng)于來自所述第三感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第八信號(hào)電平，使所述第八信號(hào)電平減小預(yù)定值；響應(yīng)于來自所述第三感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第九信號(hào)電平，生成具有所述第一邏輯值的第三數(shù)字輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于來自所述第三感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第九信號(hào)電平，生成具有所述第二邏輯值的第三數(shù)字輸出信號(hào)；重新生成所述第九信號(hào)電平，其等于所述第七信號(hào)電平和所述第八信號(hào)電平的平均值；將來自所述第四感光器件的電壓信號(hào)與所述第十、第十一、和第十二信號(hào)電平比較；響應(yīng)于來自所述第四感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第十信號(hào)電平，使所述第十信號(hào)電平增大預(yù)定值；響應(yīng)于來自所述第四感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第十一信號(hào)電平，使所述第十一信號(hào)電平減小預(yù)定值；響應(yīng)于來自所述第四感光器件的所述電壓信號(hào)高于所述第十二信號(hào)電平，生成具有所述第一邏輯值的第四數(shù)字輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于來自所述第四感光器件的所述電壓信號(hào)低于所述第十二信號(hào)電平，生成具有所述第二邏輯值的第四數(shù)字輸出信號(hào)；重新生成所述第十二信號(hào)電平，其等于所述第十信號(hào)電平和所述第十一信號(hào)電平的平均值；通過處理所述第三和第四數(shù)字輸出信號(hào)，生成表示所述第二柵輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)；以及通過結(jié)合所述第一和第二數(shù)字轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，生成表示所述計(jì)算機(jī)指示器件在表面上移動(dòng)的數(shù)字滾動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)內(nèi)的光耦合信號(hào)檢測電路(30)，其包括比較器(32)、信號(hào)電平邏輯電路(34)、以及信號(hào)電平寄存器庫(36)。比較器(32)將光電晶體管電壓信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以生成表示鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的數(shù)字信號(hào)。比較器(32)還將光電晶體管電壓信號(hào)與信號(hào)電平寄存器庫(36)內(nèi)存儲(chǔ)的相應(yīng)的最大信號(hào)和最小信號(hào)相比較。如果電壓信號(hào)超出該范圍，則信號(hào)電平邏輯電路(34)調(diào)整相應(yīng)的最大信號(hào)電平或最小信號(hào)電平。那么，相應(yīng)的參考信號(hào)電平被更新和計(jì)算為最大信號(hào)電平和最小信號(hào)電平的平均值。具有光耦合檢測信號(hào)電路(30)的鼠標(biāo)可以高度可靠地操作而無須匹配的光電二極管和光電晶體管。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101019093SQ200580013931
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者馬青江, 梁少峰, 李碧洲, 歐召輝 申請人:埃派克森微電子有限公司