光學指向裝置以及使用于光學指向裝置的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光學指向架構，尤其涉及一種光學指向裝置以及用于所述光學指向裝置的方法。
【背景技術】
[0002]—般而言,現(xiàn)有技術的光學鼠標具有傳感器來接收反射自其所在的表面的光，并且傳感產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。在實際操作上，現(xiàn)有技術的光學鼠標必須開啟其內(nèi)的一發(fā)光二極管(light emitting d1de, LED)兩次,使所述發(fā)光二極管分別發(fā)光兩次,例如，當所述光學鼠標第一次開啟所述發(fā)光二極管時，一對應的功率控制操作會被執(zhí)行；當所述光學鼠標第二次開啟所述發(fā)光二極管時，針對所述光學鼠標的軌跡(navigat1n)的一圖像獲取操作會基于功率控制操作的結果而被執(zhí)行。對所述光學鼠標而言，用來執(zhí)行功率控制操作所占用的時段(time per1d)會比起用來執(zhí)行所述圖像獲取操作所占用的時間稍微來得長。此夕卜，不但所述圖像獲取操作是基于所述功率控制操作來執(zhí)行，上述兩種操作都是通過所述光學鼠標中同樣的畫素單元來執(zhí)行的，這就是所述光學鼠標必須開啟發(fā)光二極管兩次的原因。然而，使所述光學鼠標進行兩次發(fā)光會造成所述光學鼠標有更多的電源消耗，尤其是對于無線光學鼠標而言，在使用上會帶來更大的不便。因此，有需要提供一種新的架構來降低光學鼠標的電源消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一在于公開一種光學指向裝置以及用于光學指向裝置的方法以解決上述問題。
[0004]本發(fā)明的一實施例公開一種光學指向裝置，包括一發(fā)光單元、一畫素數(shù)組、一增益控制電路以及一處理電路。所述發(fā)光單元是用來發(fā)光至一表面，所述畫素數(shù)組是用來傳感反射自一表面的光以產(chǎn)生至少一傳感結果信號，所述增益控制電路是耦接于所述畫素數(shù)組來針對所述至少一傳感結果信號來控制一增益值，以避免信號所述至少一傳感結果信號飽和，所述處理電路是耦接于所述增益控制電路以對所述光學指向裝置的一軌跡執(zhí)行一圖像獲取，其中所述增益控制電路以及所述處理電路同時控制所述增益值以及執(zhí)行所述圖像獲取。
[0005]本發(fā)明的另一實施例公開一種使用于一光學指向裝置的方法，包括:使用一畫素數(shù)組來傳感反射自一表面的光，以產(chǎn)生至少一傳感結果信號；針對所述至少一傳感結果信號來控制一增益值，以避免所述至少一傳感結果信號飽和；以及對所述光學指向裝置的一軌跡進行圖像獲??；其中控制所述增益值的步驟以及進行圖像獲取的步驟是同時被執(zhí)行。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于所述功率控制操作以及所述對于光學指向裝置的軌跡的圖像獲取操作是同時執(zhí)行，因此不需要針對所述功率控制操作以及圖像獲取操作來分別開啟光學指向裝置的發(fā)光二極管兩次，進而可節(jié)省電源消耗。
【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的光學指向裝置的示意圖。
[0008]圖2為圖1所示的增益控制電路以及處理電路的時序圖。
[0009]圖3為圖1所示的畫素數(shù)組的畫素的示意圖。
[0010]圖4為圖3所示的虛設畫素的簡化電路的示意圖。
[0011]其中，附圖標記說明如下:
[0012]100光學指向裝置
[0013]105發(fā)光單元
[0014]110畫素數(shù)組
[0015]115增益控制電路
[0016]120處理電路
[0017]1051電阻單元
[0018]1052發(fā)光二極管
[0019]1053發(fā)光二極管驅(qū)動器
[0020]VRST、TAVG_EN、S_SHUTTER、信號
[0021]LED_0N、LED ON/OFF、ADC_clock
[0022]TAVG脈沖寬度調(diào)變信號
[0023]V_threshold電壓臨界值
[0024]CAP電容
[0025]VDDA電壓電平
[0026]T1、T2時段
【具體實施方式】
[0027]請參考圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的光學指向裝置100的示意圖。如圖1所不，光學指向裝置100可例如是一光學鼠標，其包括一發(fā)光單兀105、一畫素數(shù)組110、一增益控制電路115以及一處理電路120。發(fā)光單元105包括一電阻單元1051、一發(fā)光二極管(light emitting d1de, LED) 1052以及一發(fā)光二極管驅(qū)動器1053，且發(fā)光單元105是用來發(fā)光至光學指向裝置100所在的表面。畫素數(shù)組110包括多個畫素，且被使用作為一傳感器來傳感反射自所述表面的光，以產(chǎn)生并輸出至少一傳感結果信號(sense resultantsignal)至后續(xù)的電路(例如增益控制電路115或處理電路120)。所述至少一傳感結果信號是用以觸發(fā)(trigger)增益控制電路115的操作以及處理電路120的操作。增益控制電路115是用以針對所述至少一傳感結果信號來控制一增益值，尤其是增益控制電路115可通過一自動增益控制器(auto-gain controller, AGC)來實現(xiàn),所述自動增益控制器是用來為所述至少一傳感結果信號決定出適當?shù)脑鲆嬷担苑乐顾鲋辽僖粋鞲薪Y果信號飽和(saturate)。當決定出適當?shù)脑鲆嬷岛?，處理電?20會基于所述適當?shù)脑鲆嬷祦磉M行圖像獲取，以使取得的光學指向裝置100的軌跡具有較佳的圖像質(zhì)量。增益控制電路115以及處理電路120同時地分別控制增益值以及對光學指向裝置100的軌跡進行圖像獲取，尤其是增益控制電路115會在一時段(time per1d)內(nèi)決定所述增益值，其中處理電路120是在所述時段中開啟(turn on)發(fā)光單元105以進行發(fā)光，并且開啟一快門以對光學指向裝置100的軌跡執(zhí)行進行圖像獲取。
[0028]此外，發(fā)光單元105、畫素數(shù)組110以及增益控制電路115是由處理電路120來控制，尤其是，處理電路120是用以通過傳送一信號LED_0N來啟用(enable)發(fā)光單元105以啟用發(fā)光二極管驅(qū)動器1053，并通過傳送一信號S_SHUTTER來對光學指向裝置100進行圖像獲取以觸發(fā)畫素數(shù)組110，以及通過傳送一信號TAVG_EN來進行自動增益控制以觸發(fā)畫素數(shù)組110以及增益控制電路115。在本實施例中，在發(fā)光單元105被啟用以進行發(fā)光的一連續(xù)(consecutive)時段中，對光學指向裝置100所進行的圖像獲取操作以及自動增益控制的操作是同時被觸發(fā)且被進行/執(zhí)行。所述自動增益控制的操作是對畫素數(shù)組110所傳感到的光信號的數(shù)據(jù)較為敏感，以快速地產(chǎn)生并且輸出一脈沖寬度調(diào)變信號(pulse-width-modulated signal) TAVG至處理電路120,以使處理電路120可基于脈沖寬度調(diào)變信號TAVG而在發(fā)光單元105被啟用以進行發(fā)光的所述連續(xù)時段中來對光學指向裝置100的軌跡數(shù)據(jù)進行圖像獲取。因此，相較于現(xiàn)有技術的架構，本發(fā)明的光學指向裝置100并不需要在所述連續(xù)時段的前就為了自動增益控制而啟用發(fā)光單元105來進行發(fā)光，也就是說，通過將發(fā)光二極管于一連續(xù)時段中開啟一次，自動增益控制的操作以及對于所述軌跡數(shù)據(jù)的圖像獲取的操作便都可被進行并完成，而不需要為了自動增益控制以及圖像獲取而開啟發(fā)光二極管兩次。因此，由于本實施例可大幅降低發(fā)光二極管被開啟的時間，故可進而降低光學指向裝置100的電源消耗。
[0029]請參考圖2，圖2為圖1所示的增益控制電路115以及處理電路120的時序圖。在本實施例中，在發(fā)光二極管被開啟的時段中，增益控制電路115以及處理電路120是同時地分別對光信號進行自動增益控制以及對光學指向裝置100的軌跡進行圖像獲取。如圖2所示，在信號LED 0N/0FF的時序中，高邏輯電平表示發(fā)光二極管1052是持續(xù)開啟一時段Tl，而低邏輯電平則表示發(fā)光二極管1052為關閉。同理，在信號TAVG_EN的時序中，時段T2的上升邊緣(assert1n)表示開始進行自動增益控制，而在時段T2的下降邊緣(de-assert1n)表示結束自動增益控制，也就是說，信號TAVG_EN由低位準至高位準的轉(zhuǎn)變表示開始進行自動增益控制，而增益控制電路115會于開始進行自動增益控制時，為光信號決定出一個適當?shù)脑鲆嬷担欢盘朤AVG_EN由高位準至低位準的轉(zhuǎn)變則表示結束自動增益控制，此時增益控制電路115會停止進行自動增益控制。信號SHUTTER的高邏輯電平即表示處理電路120針對光學指向裝置100的軌跡進行圖像獲取所使用的時段Tl，而信號SHUTTER的低邏輯電平則表示快門并未開啟。
[0030]信號VRST為表不重置電容(reset capacitor)進行放電的一范例。處理電路120是用以在時段Tl中開啟快門，其中發(fā)光二極管1052會于時段Tl被處理電路120啟用以進行發(fā)光，而與此同時，