本發(fā)明涉及一種光學編碼器的工作模式控制方法，且特別是涉及一種可根據目前環(huán)境調整工作模式的工作模式控制方法，以及使用其的光學編碼器。

背景技術：

隨著科技的進步，光學編碼器的使用也越來越普及。最為常見的光學編碼器便是光學鼠標。使用者可以通過操作光學鼠標來控制電子裝置(例如臺式計算機或筆記本計算機)上的光標。

光學編碼器通常包括用以照射一工作平面的一發(fā)光電路以及具微型數(shù)字相機功能的圖像傳感器。圖像傳感器包括圖像感測陣列，而圖像感測陣列中包括了多個像素單元，以提取發(fā)光電路所照射的工作表面的圖像。根據提取到的圖像，光學編碼器的控制電路輸出控制信號給電子裝置，使得電子裝置實現(xiàn)對應的功能。

為了節(jié)省光學編碼器的電量消耗，目前已經開始出現(xiàn)可以根據環(huán)境調整工作模式的光學編碼器。然而，目前的光學編碼器并無法精準地判斷各種環(huán)境，以控制光學編碼器節(jié)省電量消耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光學編碼器的工作模式控制方法。所述工作模式控制方法包括以下步驟。步驟A：每隔一段固定時間提取圖像數(shù)據。步驟B：根據所述圖像數(shù)據判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量。快門時間相關于光學編碼器提取所述圖像數(shù)據的頻率。平均光亮度相關于光學編碼器所感測到的環(huán)境光的光亮度。圖像質量相關于所述圖像數(shù)據的清晰度。步驟C：根據快門時間、平均光亮度以及圖像質量調整光學編碼器的工作模式。步驟D：當快門時間高于第一門坎值、平均光亮度高于第二門坎值，且圖像質量低于 第三門坎值時，控制光學編碼器進入休息模式。

優(yōu)選地，工作模式控制方法還包括以下步驟。步驟E：比較所述圖像數(shù)據以獲得環(huán)境光的一波峰-波谷差值。步驟F：當環(huán)境光的波峰-波谷差值超過一預設范圍時，控制光學編碼器進入休息模式。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于一非正常工作狀態(tài)，快門時間高于第一門坎值、平均光亮度高于第二門坎值，且影像質量低于第三門坎值，其中非正常操作狀態(tài)代表光學編碼器的一圖像感測陣列直接面對環(huán)境光而設置。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)時，圖像感測陣列僅能提取模糊的圖像數(shù)據，使得影像質量下降。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)時，環(huán)境光直接照射于圖像感測陣列，使得光學編碼器調高快門時間，且圖像感測陣列感測到的平均光亮度上升。

本發(fā)明提供一種光學編碼器。所述光學編碼器包括圖像感測陣列、判斷電路以及控制電路。判斷電路耦接于圖像感測陣列。控制電路耦接于判斷電路。圖像感測陣列用以每隔一段固定時間提取圖像數(shù)據。判斷電路用以接收所述圖像數(shù)據，并根據所述圖像數(shù)據判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量?？扉T時間相關于光學編碼器提取所述圖像數(shù)據的頻率。平均光亮度相關于光學編碼器所感測到的環(huán)境光的光亮度。圖像質量相關于所述圖像數(shù)據的清晰度?？刂齐娐酚靡愿鶕扉T時間、平均光亮度以及圖像質量調整光學編碼器的工作模式。當快門時間高于第一門坎值、平均光亮度高于第二門坎值，且圖像質量低于第三門坎值時，控制電路控制光學編碼器進入休息模式。

優(yōu)選地，判斷電路還比較所述圖像數(shù)據以獲得環(huán)境光的一波峰-波谷差值。當環(huán)境光的所述波峰-波谷差值超過一預設范圍時，控制電路控制光學編碼器進入休息模式。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于一非正常操作狀態(tài)，快門時間高于第一門坎值、平均光亮度高于第二門坎值，且圖像質量低于第三門坎值，其中非正常操作狀態(tài)代表光學編碼器的圖像感測陣列直接面對環(huán)境光而設置。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)時，圖像感測陣列僅能提取模糊的圖像數(shù)據，使得圖像質量下降。

優(yōu)選地，當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)時，環(huán)境光直接照射于圖像 感測陣列，使得光學編碼器調高快門時間，且圖像感測陣列感測到的平均光亮度上升。

綜上所述，本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法以及使用其的光學編碼器，可以精確地判斷光學編碼器目前的操作狀態(tài)。當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)，光學編碼器會被切換至休息模式，以降低電力消耗。

為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖說明書附圖僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利范圍作任何的限制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器于非正常操作狀態(tài)時的示意圖。

圖3是本發(fā)明實施方式所提供的圖像感測陣列所感測到的環(huán)境光的光亮度波形圖。

圖4是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法的流程圖。

圖5是本發(fā)明其它實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法的流程圖。

具體實施方式

在下文將參看隨附附圖更充分地描述各種例示性實施方式，在隨附附圖中展示一些例示性實施方式。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應解釋為限于本文中所闡述的例示性實施方式。確切而言，提供此等例示性實施方式使得本發(fā)明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發(fā)明概念的范疇。在諸附圖中，可為了清楚而夸大示出層及區(qū)的大小及相對大小。類似數(shù)字始終指示類似組件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種組件或信號等，但此等組件或信號不應受此等術語限制。此等術語乃用以區(qū)分一組件與另一組件，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(lián)的列出項目中的任一者或者多者的所有組合。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的結構示意圖。光學編碼器1包括發(fā)光電路10、圖像感測陣列11、判斷電路12以及控制電路13。圖像感測陣列11耦接于判斷電路12。判斷電路12耦接于控制電路13?？刂齐娐?3又以無線方式或有線方式連接于其它電子裝置(例如臺式計算機或筆記本計算機)。

光學編碼器1例如為光學鼠標、智能型手表或是游戲桿。使用者可以操作光學編碼器1來控制與光學編碼器1相耦接的電子裝置，或是控制光學編碼器1產生相應的結果。在本實施方式中，光學編碼器1是一種光學鼠標。

發(fā)光電路10例如為發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)，包含適當?shù)倪壿嫛㈦娐坊蚓幋a，用以提供光束照射光學編碼器1所處工作平面。

圖像感測陣列11包括多個像素。圖像感測陣列11一般相對于工作平面而設置。圖像感測陣列11接收工作平面反射所述光束所產生的反射光束，并在每一提取間隔時間依據接收的反射光束提取工作平面一部分的圖像數(shù)據。

判斷電路12包含適當?shù)倪壿?、電路或編碼，用以接收圖像感測陣列11輸出的圖像數(shù)據，并根據所述圖像數(shù)據判斷圖像感測陣列11目前的操作狀態(tài)。

具體來說，判斷電路12根據所述圖像數(shù)據判斷圖像感測陣列11的快門時間、照射于圖像感測陣列11的光束的平均光亮度以及所述圖像數(shù)據各自的圖像質量?？扉T時間代表圖像感測陣列11開啟并開始提取所述圖像數(shù)據的開啟時間。換句話說，快門時間相關于工作平面反射多少光束給圖像感測陣列11。工作平面的亮度越高，例如工作平面為白色平面，工作平面反射的光束越多。此時快門時間越短。相反地，工作平面的亮度越低，例如工作平面為黑色平面，大部分的光束會被工作平面所吸收。此時光學編碼器1會增加快門時間?；蛘?，光學編碼器1被懸空時，圖像感測陣列11僅能接收少量的反射光束，同樣會造成快門時間增加。

判斷電路12可以利用第一門坎值來判斷目前的快門時間是高或是低。當快門時間高于第一門坎值，則判斷電路12判斷目前的快門時間為高，并輸出邏輯高電平的第一判斷信號。反之，當快門時間低于第一門坎值，則判斷電路12判斷目前的快門時間為低，并輸出邏輯低電平的第一判斷信號。

圖像感測陣列11所感測到的光束可能為工作平面提供的反射光束。或者，隨著光學編碼器1的操作狀態(tài)變化，圖像感測陣列11所感測到的光束也可能是其它光源提供的環(huán)境光，其中光學編碼器1的操作狀態(tài)相關于使用者如何使用光學編碼器1。根據所述圖像數(shù)據，判斷電路12可以計算目前圖像感測陣列11所感測到的光束的平均光亮度。判斷電路12可以利用第二門坎值來判斷目前的平均光亮度是高或是低。當平均光亮度高于第二門坎值，則判斷電路12判斷目前的平均光亮度為高，并輸出邏輯高電平的第二判斷信號。反之，當平均光亮度低于第二門坎值，則判斷電路12判斷目前的平均光亮度為低，并輸出邏輯低電平的第二判斷信號。

一般來說，快門時間與照射于圖像感測陣列11感測到的平均光亮度成反比。當圖像感測陣列11感測到的平均光亮度越低，控制電路13會將快門時間調高。由于圖像感測陣列11有更多時間收集光束，圖像感測陣列11可以提取亮度更高的圖像數(shù)據。

圖像質量代表所述圖像數(shù)據的清晰度。圖像數(shù)據越清晰，則圖像質量越高。判斷電路12可以利用第三門坎值來判斷目前的圖像質量是高或是低。當圖像數(shù)據的清晰度高于第三門坎值，則判斷電路12判斷目前的圖像質量為高，并輸出邏輯高電平的第三判斷信號。反之，當圖像數(shù)據的清晰度低于第三門坎值，則判斷電路12判斷目前的圖像質量為低，并輸出邏輯低電平的第三判斷信號。

此外，判斷電路12可以比較相鄰的兩個像素提取到的圖像數(shù)據來判斷圖像質量。當相鄰的兩個像素提取到的圖像數(shù)據的亮度成強烈的對比，例如一個像素提取到亮度高的圖像數(shù)據，而另一個像素提取到亮度低的圖像數(shù)據，代表環(huán)境光有正確地聚焦在圖像感測陣列11，所述相鄰的兩個像素所提取的圖像數(shù)據才能清楚地呈現(xiàn)出光亮度差異。據此，判斷電路12將輸出邏輯高電平的第三判斷信號。

總而言之，判斷電路12可以根據接收到的圖像數(shù)據判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量，接著輸出對應的判斷信號給控制電路13。

控制電路13包含適當?shù)倪壿嫛㈦娐坊蚓幋a，用以接收判斷電路12輸出的判斷信號，并對應地控制光學編碼器1的工作模式。舉例來說，若第一、第二、第三判斷信號皆為邏輯高電平，則控制電路13判斷光學編碼器1目 前正常運作中。接著，控制電路13控制光學編碼器1進入活動(Active)模式，并供電給光學編碼器1內的各個組件。反之，根據光學編碼器1目前所處的狀態(tài)變化，控制電路13也可控制光學編碼器1進入休息(Rest)模式，并選擇性地停止供電給光學編碼器1內的部分組件。如此一來，光學編碼器1可以節(jié)省電量消耗。

具體來說，請參閱圖2，圖2是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器于非正常操作狀態(tài)時的結構示意圖。當使用者沒有要繼續(xù)使用光學編碼器1時，光學編碼器1可以被倒置而形成圖2所示的模樣。此時，光學編碼器1的模樣類似于翻面的烏龜，故以下將以烏龜狀態(tài)稱呼此非正常操作狀態(tài)。

當光學編碼器1處于烏龜狀態(tài)時，圖像感測陣列11將直接面對環(huán)境光而設置。換句話說，圖像感測陣列11直接受到環(huán)境光照射，而不是接收工作平面提供的反射光束。由于環(huán)境光直接照射于圖像感測陣列11，光學編碼器1調高圖像感測陣列11的快門時間。此時，判斷電路12將輸出邏輯高電平的第一判斷信號。

另一方面，圖像感測陣列11直接接受環(huán)境光，使得圖像感測陣列11感測到的平均光亮度提高，且圖像感測陣列11所提取的圖像數(shù)據的亮度同樣提高。此時，判斷電路12將輸出邏輯高電平的第二判斷信號。

附帶一提，平均光亮度也相關于工作平面的材質。當光學編碼器1被正常地使用而不是處于烏龜狀態(tài)時，圖像感測陣列11接收工作平面提供的反射光束。當工作平面的顏色過淺，或是工作平面容易反射光，反射光束的光亮度將因此提高，使得圖像感測陣列11感測到的平均光亮度上升。

接著，由于環(huán)境光直接照射于圖像感測陣列11，環(huán)境光無法聚焦于圖像感測陣列11上。圖像感測陣列11僅能提取模糊的圖像數(shù)據，即所述圖像數(shù)據的清晰度很低。此時，判斷電路12將輸出邏輯低電平的第三判斷信號。

在接收邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號后，控制電路13判斷光學編碼器1處于圖2所示的烏龜狀態(tài)，并控制光學編碼器1進入休息模式。簡而言之，只要使用者將光學編碼器1放置成烏龜狀態(tài)，控制電路13將自動地控制光學編碼器1進入休息模式以節(jié)省電力。

在本實施方式中，控制電路13在接收邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號后，控制光學編碼器1進入休息模式。然 而，本發(fā)明并不以此為限。本領域的技術人員可依實際情況與需求自行設計控制電路13切換光學編碼器1進入休息模式的條件。舉例來說，當控制電路13接收到邏輯低電平的第一、第二、第三判斷信號時，控制電路13控制光學編碼器1進入休息模式。

在所述實施方式中，判斷電路12根據圖像感測陣列11所提取的圖像數(shù)據來判斷光學編碼器1是否處于非正常操作狀態(tài)。值得一提的是，在其它實施方式中，判斷電路12還可以檢測環(huán)境光的光亮度并獲得環(huán)境光的光亮度波形圖，并根據光亮度波形圖協(xié)助判斷光學編碼器1是否處于非正常操作狀態(tài)。

請參閱圖3，圖3是本發(fā)明實施方式所提供的圖像感測陣列所感測到的環(huán)境光的光亮度波形圖。在圖3中，縱軸代表環(huán)境光的光亮度(Brightness)，橫軸代表圖像感測陣列11所提取的圖像數(shù)據數(shù)量。舉例來說，圖像傳感器11每秒可以提取2000張圖像數(shù)據，并根據所述圖像數(shù)據獲得環(huán)境光的光亮度波形圖。

環(huán)境光并非是保持在相同光亮度，而是會以人眼無法察覺的形式進行閃爍。因此，環(huán)境光的光亮度波形圖類似于弦波的波形圖。根據圖像傳感器11提取的圖像數(shù)據，判斷電路12可以判斷環(huán)境光的光亮度的波峰值與波谷值，進而計算出環(huán)境光的波峰-波谷差值。

判斷電路12會先依照所述步驟判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量，以產生第一、第二、第三判斷信號(例如邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號)。接著，判斷電路12計算環(huán)境光的波峰值與波谷值，并根據波峰值與波谷值獲得環(huán)境光的波峰-波谷差值。若環(huán)境光的波峰-波谷差值并未超過一預設范圍(例如圖3所示的預設范圍)時，代表環(huán)境光的光亮度還不夠高，判斷電路12輸出邏輯低電平的第四判斷信號給控制電路13。根據接收到的邏輯低電平的第四判斷信號，控制電路13還不會控制光學編碼器1進入休息模式。

反之，當環(huán)境光的波峰-波谷差值超過預設范圍時，代表環(huán)境光的光亮度過大，判斷電路12輸出邏輯高電平的第四判斷信號給控制電路13?？刂齐娐?3將判斷光學編碼器1處于非正常操作狀態(tài)(如圖2所示的烏龜狀態(tài))。接著，控制電路13控制光學編碼器1進入休息模式，以節(jié)省電力消耗。

附帶一提，在本實施方式中，計算環(huán)境光的波峰-波谷差值是由判斷電路12來執(zhí)行。在其它實施方式中，判斷電路12也可直接將環(huán)境光的波峰值與波谷值輸出至控制電路13，控制電路13再根據接收到的波峰值與波谷值獲得環(huán)境光的波峰-波谷差值，以將光學編碼器1切換至適當?shù)墓ぷ髂Ｊ健?/p>

請參閱圖4，圖4是本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法的流程圖。圖4所提供的工作模式控制方法適用于所述光學編碼器。在步驟S401，光學編碼器的圖像感測陣列每隔一段固定時間提取圖像數(shù)據，并將提取到的圖像數(shù)據輸出至光學編碼器的判斷電路。在步驟S402，判斷電路根據所述圖像數(shù)據判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量，并對應地產生第一、第二、第三判斷信號。

在步驟S403，光學編碼器的控制電路根據快門時間、平均光亮度以及圖像質量調整光學編碼器的工作模式。當控制電路接收到邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號，控制電路判斷光學編碼器目前處于非正常操作狀態(tài)(例如圖2所示的烏龜狀態(tài))，則進入步驟S404。反之，當?shù)谝弧⒌诙?、第三判斷信號的邏輯電平并非所述組合，則進入步驟S405。

在步驟S404，控制電路控制光學編碼器進入休息模式，并選擇性地停止供電給光學編碼器內的部分組件。接著，回到步驟S401，以繼續(xù)提取圖像數(shù)據并檢測光學編碼器目前的操作狀態(tài)。

在步驟S405，控制電路控制光學編碼器進入活動模式，并正常地供電給光學編碼器內的組件。接著，回到步驟S401，以繼續(xù)提取圖像數(shù)據并檢測光學編碼器目前的操作狀態(tài)。

需注意的是，在本實施方式中，控制電路僅在接收到邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號時，將光學編碼器切換至休息模式。然而，本發(fā)明并不限定于此。本領域的技術人員可自行設計第一、第二、第三判斷信號的組合，以判斷其它種非正常操作狀態(tài)。

請參閱圖5，圖5是本發(fā)明其它實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法的流程圖。圖5所提供的工作模式控制方法同樣適用于所述光學編碼器。在步驟S501，圖像感測陣列每隔一段固定時間提取圖像數(shù)據，并將提取到的圖像數(shù)據輸出至判斷電路。在步驟S502，判斷電路根據所述圖像數(shù)據判斷快門時間、平均光亮度以及圖像質量，并對應地輸出第一、第二、第 三判斷信號。

在步驟S503，控制電路根據快門時間、平均光亮度以及圖像質量調整光學編碼器的工作模式。當控制電路接收到邏輯高電平的第一、第二判斷信號以及邏輯低電平的第三判斷信號，控制電路判斷光學編碼器目前可能處于非正常操作狀態(tài)(例如圖2所示的烏龜狀態(tài))，則進入步驟S504，以進一步確認光學編碼器目前的操作狀態(tài)。反之，當?shù)谝?、第二、第三判斷信號的邏輯電平并非所述組合，則進入步驟S507。

在步驟S504，判斷電路比較所述圖像數(shù)據，以獲得環(huán)境光的光亮度的波峰值與波谷值，進而計算出環(huán)境光的波峰-波谷差值。在步驟S505，控制電路接收環(huán)境光的波峰-波谷差值，并判斷環(huán)境光的波峰-波谷差值是否超過預設范圍(例如圖3所示的預設范圍)。當環(huán)境光的波峰-波谷差值超過一預設范圍時，進入步驟S506。當環(huán)境光的波峰-波谷差值并未超過預設范圍時，進入步驟S507。

在步驟S506，控制電路控制光學編碼器進入休息模式，并選擇性地停止供電給光學編碼器內的部分組件。接著，回到步驟S501，以繼續(xù)提取圖像數(shù)據并檢測光學編碼器目前的操作狀態(tài)。

在步驟S507，控制電路控制光學編碼器進入活動模式，并正常地供電給光學編碼器內的組件。接著，回到步驟S501，以繼續(xù)提取圖像數(shù)據并檢測光學編碼器目前的操作狀態(tài)。

綜上所述，本發(fā)明實施方式所提供的光學編碼器的工作模式控制方法以及使用其的光學編碼器，可以精確地判斷光學編碼器目前的操作狀態(tài)。當光學編碼器處于非正常操作狀態(tài)，光學編碼器會被切換至休息模式，以降低電力消耗。

以上所述，僅為本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方式，而本發(fā)明的特征并不局限于此，本領域的技術人員在本發(fā)明的領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在本權利要求書中。