具有熱感應器的導航裝置制造方法
【專利摘要】一種導航裝置，包含熱感應器以及處理單元。所述熱感應器用以輸出工作表面的溫度讀值。所述處理單元用以根據所述溫度讀值判斷提起事件。
【專利說明】具有熱感應器的導航裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明有關一種輸入裝置，更特別有關一種具有熱感應器的導航裝置。

【背景技術】
[0002]光學導航裝置通常置放于工作表面操作，用以根據CXD圖像傳感器所獲取的圖像幀檢測相對于所述工作表面的位移量。為了增加操作便利性，所述光學導航裝置可利用無線傳輸技術與主機(host)相耦接，所述主機則根據所述位移量進行相對應動作。
[0003]為了延長所述光學導航裝置中電池模組的使用壽命，所述光學導航裝置可具備有根據所述CCD圖像傳感器所獲取的圖像幀檢測提起事件的功能。例如，當所述光學導航裝置檢測其被使用者提起時，則關閉部份元件以節(jié)省整體耗能。然而，為了判斷所述提起事件，所述光學導航裝置必須后處理(post-process)所述圖像幀。換句話說，所述CXD圖像傳感器所獲取的圖像幀除了用以計算位移量外，同時還用以判斷所述提起事件是否發(fā)生。然而，根據所述CCD圖像傳感器所獲取的圖像幀判斷提起事件并不容易而需要復雜的運算。


【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明另提出一種導航裝置，其可另外使用熱感應器來檢測所述提起事件是否發(fā)生。
[0005]本發(fā)明提供一種具有熱感應器的導航裝置，其根據反射光圖像執(zhí)行追蹤操作(tracking operat1n)并根據溫度讀值判斷提起事件(lift event)。
[0006]本發(fā)明提供一種具有熱感應器的導航裝置，其被操作于工作表面，用以檢測相對所述工作表面的位移量并判斷提起事件。
[0007]本發(fā)明提供一種導航裝置，包含圖像傳感器、熱感應器以及至少一個處理單元。所述圖像傳感器用以獲取所述工作表面的反射光圖像。所述熱感應器用以輸出所述工作表面的溫度讀值。所述處理單元用以根據所述反射光圖像進行追蹤操作并根據所述溫度讀值判斷提起事件。
[0008]本發(fā)明還提供一種導航裝置，包含光源、圖像傳感器、熱感應器以及至少一個處理單元。所述光源用以發(fā)出主光束至所述工作表面，所述工作表面反射所述主光束產生主反射光路。所述圖像傳感器位于所述主反射光路上或所述主反射光路外，用以獲取所述工作表面的反射光圖像。所述熱感應器用以輸出所述工作表面的溫度讀值。所述處理單元用以根據所述反射光圖像進行追蹤操作并根據所述溫度讀值判斷提起事件。
[0009]本發(fā)明還提供一種導航裝置，包含紅外光源、熱感應器及處理單元。所述紅外光源用以照明所述工作表面。所述熱感應器用以輸出所述工作表面的溫度讀值。所述處理單元用以根據所述溫度讀值判斷提起事件。
[0010]一實施例中，所述處理單元根據所述溫度讀值計算溫度值，并根據所述溫度值或所述溫度值的溫度變化判斷所述提起事件。例如，當所述溫度值小于等于溫度閾值和/或所述溫度變化大于等于變化閾值時，所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生；其中，所述溫度讀值例如可為電壓信號。
[0011]一實施例中，當所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生時，所述導航裝置可進入休眠模式或懸浮模式；其中，所述休眠模式下所述圖像傳感器停止運作而所述熱感應器持續(xù)運作；而所述懸浮模式下，所述導航裝置可根據加速度計(accelerometer)或第二圖像傳感器進行懸浮操作。
[0012]一實施例中，所述熱感應器可為微機電熱感應器、熱感應器陣列、紅外光檢測器或熱像傳感器等用以檢測熱能量的傳感器。
[0013]本發(fā)明實施例的導航裝置，可根據熱感應器所輸出的溫度讀值檢測提起事件或提起高度，并可據以進入休眠模式(sleep mode)或懸浮模式(hoveringmode)。
[0014]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，于本發(fā)明的說明中，相同的構件以相同的符號表示，于此先述明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A為本發(fā)明實施例的導航裝置的示意圖，其中所述導航裝置未被提起；
[0016]圖1B為本發(fā)明實施例的導航裝置的示意圖，其中所述導航裝置已被提起；
[0017]圖2A-2C為本發(fā)明實施例的導航裝置的不同配置的示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實施例的導航裝置的提起事件判斷方法的流程圖。
[0019]附圖標記說明
[0020]1、I' 導航裝置
[0021]11光源
[0022]12加速度計
[0023]13圖像傳感器
[0024]14第二圖像傳感器
[0025]15熱感應器
[0026]17處理單元
[0027]19導光件
[0028]S工作表面
[0029]If反射光圖像
[0030]It溫度讀值
[0031]Li主光束
[0032]Lr主反射光路
[0033]Sf散射光場
[0034]D提起高度
[0035]T溫度讀值
[0036]Δ T溫度變化
[0037]Tth溫度閾值
[0038]ATth 變化閾值
[0039]S21-S25 步驟

【具體實施方式】
[0040]請參照圖1A和IB所示，其顯示本發(fā)明實施例的具有熱感應器的導航裝置I的示意圖；圖1A顯示所述導航裝置I未被使用者(未繪示)提起而圖1B顯示所述導航裝置I已被使用者提起(例如高度D)。本實施例中，當所述導航裝置I被操作于工作表面S時可用以檢測相對所述工作表面S的位移量或移動向量；而當所述導航裝置I被提起時可進入休眠模式(sleep mode)或懸浮模式(hovering mode);其中，所述休眠模式下可關閉或減緩所述導航裝置I部份元件的活動；所述懸浮模式下所述導航裝置I可通過例如加速度計(accelerometer)或第二圖像傳感器的檢測結果來運作。所述第二圖像傳感器可為(XD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器或其他光傳感器。
[0041]本實施例中，所述導航裝置I包含光源11、圖像傳感器13、熱感應器15、處理單元17以及導光件19。一實施例中，所述導航裝置I可為光學鼠標，且所述導航裝置I所包含的上述各元件則設置于鼠標殼體內，但本發(fā)明并不以此為限。
[0042]所述光源11例如可為單一紅外光源或由多個紅外光源排列而成，用以照明所述工作表面S。例如，所述光源11用以發(fā)出主光束Li至所述工作表面S，所述工作表面S反射所述主光束Li產生主反射光路Lr (如圖2A-2C);其中，由于所述工作表面S通常并非完美鏡面，因此會于所述主反射光路Lr以外形成散射光場Sf (scattered field)。假設所述光源11以相同亮度發(fā)光，當所述工作表面S越平坦(smooth)，所述主反射光路Lr的光強度越高而所述散射光場Sf的光強度越低；反之，當所述工作表面S越粗糙(rough)，所述主反射光路Lr的光強度越低而所述散射光場Sf的光強度越高。根據所述圖像傳感器13及所述熱感應器15的設置位置,可分別形成所謂的亮場(bright field)配置或暗場(dark field)配置(舉例詳述于后)。當所述導航裝置I被提起時，所述光源11所發(fā)出的光能量則無法有效的被所述圖像傳感器13及所述熱感應器15所接收。
[0043]所述圖像傳感器13例如可為CXD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器或其他用以將光能量轉換為電信號的傳感裝置。所述圖像傳感器13用以獲取并輸出所述工作表面S的反射光圖像If，其中，所述反射光圖像If為數位圖像。
[0044]所述熱感應器15例如可為微機電熱感應器(MEMS thermal sensor)、熱感應器陣列(bolometer array)、紅外光檢測器(infrared photo detector)以及熱像傳感器(microbolometer)等用以檢測熱能量的傳感器。所述熱感應器15用以獲取并輸出所述工作表面S的溫度讀值It ;其中，所述溫度讀值It例如可為電壓信號。
[0045]所述處理單元17例如為數位處理器(DSP)，其耦接所述圖像傳感器13及所述熱感應器15。所述處理單元17用以根據所述反射光圖像If進行追蹤操作，例如根據連續(xù)反射光圖像If間的相關性(correlat1n)來持續(xù)計算所述導航裝置I相對于所述工作表面S的位移量或移動向量(moving vector);其中,根據圖像間的相關性計算位移量或移動向量的方式已為已知，故于此不再贅述。
[0046]所述處理單元17還用以根據所述溫度讀值It判斷提起事件。一實施例中，所述處理單元17根據所述溫度讀值It計算溫度值T，并根據所述溫度值T或所述溫度值的溫度變化AT判斷所述提起事件是否發(fā)生；其中，所述溫度值T可為平均溫度或最高溫度。例如，當所述溫度值T小于等于溫度閾值Tth和/或所述溫度變化AT(例如降低量)大于等于變化閾值△ Tth時，表示所述導航裝置I被提起超過預設高度而使得所述熱感應器15無法有效感測所述工作表面S的熱能量。因而，所述處理單元17則可判斷所述提起事件發(fā)生；其中，所述預設高度根據不同實施方式決定。
[0047]當所述處理單元17判斷提起事件發(fā)生時，可根據不同應用執(zhí)行相對應動作。例如一實施例中，當所述處理單元17判斷所述提起事件發(fā)生時，控制所述導航裝置I進入休眠模式或懸浮模式。所述休眠模式下，所述處理單元17可關閉或降低部份元件的活動量以節(jié)省耗能，例如停止所述圖像傳感器13的運作；然而，為了能夠持續(xù)檢測所述導航裝置I是否回到所述工作表面S上，所述休眠模式下所述熱感應器15較佳持續(xù)運作。另一實施例中，當所述處理單元17判斷所述提起事件發(fā)生時，所述處理單元17可執(zhí)行懸浮操作，例如所述導航裝置I可還包含加速度計12 (圖1B)用以操作于所述懸浮模式，或者包含第二圖像傳感器14(圖1B)用以獲取至少一個預設物體的圖像(例如，參考光源圖像)，以根據物件圖像間的圖像變化進行懸浮操作。
[0048]一實施例中，當所述導航裝置I被提起時，包括所述圖像傳感器13的大部分元件可被關閉以大幅降低總功率消耗；在提起狀況下，僅所述熱感應器15及其檢測電路(例如所述處理單元17)仍運作。當所述導航裝置I回到所述工作表面S時，所述熱感應器15檢測到溫度躍升，致使所述處理單元17能夠據以喚醒所述導航裝置I。
[0049]例如一實施例中，所述處理單元17可根據所述溫度值T或所述溫度值的溫度變化Λ T判斷所述休眠模式或懸浮模式是否結束。例如，所述休眠模式或懸浮模式下，當所述溫度值T大于等于第一溫度閾值Tth'和/或所述溫度變化AT(例如增加量)大于等于第一變化閾值ATth'時，表示所述導航裝置I回到所述工作表面S而結束所述休眠模式或懸浮模式；其中，所述溫度閾值Tth與所述第一溫度閾值Tth'可根據實際應用決定(例如靈敏度)且可彼此相等或相異；所述變化閾值ATth與所述第一變化閾值ATth'也可根據實際應用決定(例如靈敏度)且可彼此相等或相異。
[0050]所述導光件19用以引導所述光源11所發(fā)出的光，例如將所述光源11所發(fā)出的光引導至所述工作表面S并將所述工作表面S的反射光引導至所述圖像傳感器13和所述熱感應器15。必須說明的是，所述導光件19的形狀及結構并無特定限制，只要能夠將所述光源11所發(fā)出的光依序引導至所述工作表面S以及所述圖像傳感器13和所述熱感應器15即可。此外，若所述光源11所發(fā)出的光因各元件的配置位置而能夠直接被所述圖像傳感器13和所述熱感應器15接收，所述導光件19也可不予實施，或可由透鏡或透鏡組代替即可。此外，所述導光件19可僅用以引導所述光源11所發(fā)出的光至所述工作表面S或僅用以引導所述工作表面S的反射光至所述圖像傳感器13和所述熱感應器15。
[0051]參照圖2A-2C所示，接著說明根據所述圖像傳感器13以及所述熱感應器15相對所述光源11的設置位置所形成的亮/暗場配置。
[0052]圖2Α中，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15可同時設置于所述主反射光路Lr上，以同時形成亮場配置；其中，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15用以檢測主反射光路Lr的光能量。
[0053]圖2Β中，所述圖像傳感器13設置于所述主反射光路Lr上而所述熱感應器15則設置于所述主反射光路Lr外；也即，所述圖像傳感器13為亮場配置而所述熱感應器15則為暗場配置?；蛘?，所述圖像傳感器13設置于所述主反射光路Lr外而所述熱感應器15則設置于所述主反射光路Lr上；也即，所述圖像傳感器13為暗場配置而所述熱感應器15則為亮場配置。
[0054]圖2C中，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15可同時設置于所述主反射光路Lr夕卜，以同時形成暗場配置；其中，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15用以檢測散射光場Sf的光能量。
[0055]必須說明的是，圖2A-2C中，所述主光束Li和所述主反射光路Lr可經由至少一個導光件或透鏡所引導，為簡化圖式，圖2A-2C中并未繪示所述導光件或透鏡。此外，亮/暗場配置下根據所述圖像傳感器13所獲取的反射光圖像If計算位移量的方式已為已知，故于此不再贅述。本發(fā)明主要在于根據熱感應器15所輸出的溫度讀值It判斷所述導航裝置I是否被提起。
[0056]請參照圖3，其顯示本發(fā)明實施例的導航裝置的提起事件判斷方法的流程圖，包含下列步驟:以熱感影器輸出溫度讀值(步驟S21);計算相對所述溫度讀值的溫度值T或溫度變化λ T (步驟S22)；比較所述溫度值T與溫度閾值Tth和/或所述溫度變化Λ T與變化閾值Λ Tth (步驟S23)；當所述溫度值T大于所述溫度閾值Tth和/或所述溫度變化Λ T小于所述變化閾值ATth時，判斷未發(fā)生提起事件并回到步驟S21 ;當所述溫度值T小于等于所述溫度閾值Tth和/或所述溫度變化AT大于等于所述變化閾值ATth時，判斷提起事件發(fā)生(步驟S24);當所述提起事件發(fā)生時，可選擇進入休眠模式(步驟S25)或懸浮模式(步驟S26);其中，所選擇進入的模式則根據不同應用決定。必須說明的是，步驟S23中，處理單元17可選擇僅比較溫度值T或溫度變化AT其中之一，并不需要兩者均進行比較；也即，若溫度值T過低表示熱感應器15無法有效檢測所述工作表面S的熱能量；溫度變化Λ T表示兩個或預設數目溫度讀值間的熱能量變化，其中所述預設數目可根據靈敏度而事先設定。此外，本實施例的判斷方法的詳細實施方式已描述于圖1A-2C及其相關說明，故于此不再贅述。
[0057]另一實施例中，所述導航裝置I還可包含存儲單元用以儲存至少一個溫度閾值或至少一個溫度變化閾值。例如，當所述存儲單元儲存有多個閾值時，所述處理單元17還可根據溫度值與所述閾值的比較結果判斷提起高度，并根據不同高度執(zhí)行不同懸浮操作。如前所述，所述導航裝置I可還包含操作于所述懸浮模式的加速度計或第二圖像傳感器，當所述提起事件發(fā)生且位于不同高度時，則可根據不同操作特性進行懸浮操作。
[0058]此外，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15可分別以不同采樣頻率(samplingfrequency)進行資料獲取。例如當所述導航裝置I進入休眠模式時，所述熱感應器15可以較低的采樣頻率獲取溫度讀值。
[0059]其他實施例中，所述處理單元17可根據溫度讀值It產生熱圖像，并根據連續(xù)熱圖像計算相對所述工作表面S的位移量。因此，所述圖像傳感器13則可不予實施。換句話說，此時所述處理單元17可根據連續(xù)熱圖像間的溫度分布變化來計算位移量及進行導航操作。
[0060]此外，雖然圖1A-2C中顯示所述圖像傳感器13和所述熱感應器15分享相同光源11，但本發(fā)明并不以此為限。只要適當設計導光件及元件位置，所述圖像傳感器13和所述熱感應器15也可使用不同光源。
[0061]上述本發(fā)明的各實施例中，所述圖像傳感器13、所述熱感應器15和所述處理單元17可形成于同一基板，例如形成單晶片結構。另一實施例中，第一處理單元可用以處理所述圖像傳感器13所獲取的反射光圖像；第二處理單元則用以處理所述熱感影器15所輸出的溫度讀值。所述第二處理單元另可用以通知所述第一處理單元控制所述圖像感器13的運作(例如停止運作)或直接控制所述圖像傳感器13的運作；也即，本發(fā)明的導航裝置可包含兩個處理單元以分別耦接所述圖像傳感器13和所述熱感應器15。
[0062]綜上所述，已知光學鼠標通過分析圖像傳感器所獲取的反射光圖像來判斷提起事件是否發(fā)生，而且正確進行判斷通常需要復雜的運算。因此，本發(fā)明另提供一種具有熱感應器的導航裝置(圖1A-2C)，其中圖像傳感器所獲取的工作表面圖像僅用以進行追蹤操作，而根據熱感應器所輸出的溫度讀值判斷導航裝置是否被提起。所述導航裝置分別根據所述圖像傳感器和所述熱感應器的輸出執(zhí)行相對應動作。
[0063]雖然本發(fā)明已通過前述實例披露，但是其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬【技術領域】中具有通常知識的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與修改。因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種導航裝置，用以操作于工作表面，所述導航裝置包含: 圖像傳感器，用以獲取所述工作表面的反射光圖像； 熱感應器，用以輸出所述工作表面的溫度讀值；以及 至少一個處理單元，用以根據所述反射光圖像進行追蹤操作并根據所述溫度讀值判斷提起事件。
2.根據權利要求1所述的導航裝置，其中所述圖像傳感器為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
3.根據權利要求1所述的導航裝置，該導航裝置還包含用以照明所述工作表面的光源。
4.根據權利要求3所述的導航裝置，該導航裝置還包含至少一個用以引導所述光源所發(fā)出的光的導光件。
5.根據權利要求1所述的導航裝置，其中所述處理單元根據所述溫度讀值計算溫度值，并根據所述溫度值或所述溫度值的溫度變化判斷所述提起事件。
6.根據權利要求5所述的導航裝置，其中當所述溫度值小于等于溫度閾值或所述溫度變化大于等于變化閾值時，所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生。
7.根據權利要求1-6中任意一項權利要求所述的導航裝置，其中當所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生時，所述導航裝置進入休眠模式或懸浮模式。
8.根據權利要求7所述的導航裝置，其中在所述休眠模式下，所述圖像傳感器停止運作而所述熱感應器持續(xù)運作。
9.一種導航裝置，用以操作于工作表面，所述導航裝置包含: 光源，用以發(fā)出主光束至所述工作表面，所述工作表面反射所述主光束并產生主反射光路； 圖像傳感器，位于所述主反射光路上或所述主反射光路外，用以獲取所述工作表面的反射光圖像； 熱感應器，用以輸出所述工作表面的溫度讀值；以及 至少一個處理單元，用以根據所述反射光圖像進行追蹤操作并根據所述溫度讀值判斷提起事件。
10.根據權利要求9所述的導航裝置，其中所述圖像傳感器為(XD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
11.根據權利要求9所述的導航裝置，其中所述處理單元根據所述溫度讀值計算溫度值，并根據所述溫度值或所述溫度值的溫度變化判斷所述提起事件。
12.根據權利要求11所述的導航裝置，其中當所述溫度值小于等于溫度閾值或所述溫度變化大于等于變化閾值時，所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生。
13.根據權利要求9-12中任意一項權利要求所述的導航裝置，其中當所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生時，所述導航裝置進入休眠模式或懸浮模式。
14.根據權利要求13所述的導航裝置，其中在所述休眠模式下，所述圖像傳感器停止運作而所述熱感應器持續(xù)運作。
15.一種導航裝置，用以操作于工作表面，所述導航裝置包含: 紅外光源，用以照明所述工作表面； 熱感應器，用以輸出所述工作表面的溫度讀值；以及 處理單元，用以根據所述溫度讀值判斷提起事件。
16.根據權利要求15所述的導航裝置，其中所述處理單元根據所述溫度讀值計算溫度值，并根據所述溫度值或所述溫度值的溫度變化判斷所述提起事件。
17.根據權利要求16所述的導航裝置，其中當所述溫度值小于等于溫度閾值或所述溫度變化大于等于變化閾值時，所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生。
18.根據權利要求15-17中任意一項權利要求所述的導航裝置，其中當所述處理單元判斷所述提起事件發(fā)生時，所述導航裝置進入休眠模式或懸浮模式。
19.根據權利要求18所述的導航裝置，其中在所述休眠模式下，所述熱感應器持續(xù)運作。
20.根據權利要求18所述的導航裝置，該導航裝置還包含用以在所述懸浮模式下運作的加速度計。
【文檔編號】G06F3/01GK104281256SQ201410295569
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2013年7月8日
【發(fā)明者】謝晉偉 申請人:原相科技股份有限公司