具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置與指示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置與指示方法，特別涉及一種設(shè)有一光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置，以及通過(guò)虛擬按鍵的軟件方式的指示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光傳感器為通過(guò)如CMOS (互補(bǔ)式金氧半場(chǎng)效晶體管)、CXD (電荷耦合元件)等感測(cè)元件將接受的光線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，一般技術(shù)可以通過(guò)這類元件取得特定光源的強(qiáng)度(能量)，據(jù)此可以判斷距離(作為距離傳感器)、隨著時(shí)間的能量變化，甚至作為圖像獲取的元件。
[0003]光學(xué)指示裝置如電腦鼠標(biāo)，可利用光傳感器作為軌跡移動(dòng)的判斷，當(dāng)產(chǎn)生的光線射向一操作平面，可以通過(guò)前后時(shí)間接收的能量變化、圖像處理判斷一個(gè)移動(dòng)向量。如圖1所不的光學(xué)鼠標(biāo)10的內(nèi)部電路不意圖，光學(xué)鼠標(biāo)10在一表面11上移動(dòng)，鼠標(biāo)外殼12的內(nèi)部電路的主要元件除了一些光學(xué)元件外，電路部分設(shè)有一電路板14，電路板14上設(shè)有一控制、運(yùn)算發(fā)射及感測(cè)光的控制器18，以及一光源16和傳感器19。
[0004]在此光學(xué)鼠標(biāo)10的外殼12上有一個(gè)朝向外部表面11的開(kāi)槽17,此電路板14即設(shè)置于此開(kāi)槽(aperture) 17附近，電路板14上設(shè)有如激光或是發(fā)光二極管(LED)的光源16。當(dāng)此光學(xué)鼠標(biāo)10操作時(shí)，光源16連續(xù)產(chǎn)生發(fā)射光，以特定角度射向表面11，如圖中虛線表示，經(jīng)傳感器19取得反射光的信號(hào)，或是取得反射光強(qiáng)度的圖像分布(如傳感器19可為CMOS或CXD圖像傳感器)，控制器18即分析出光學(xué)鼠標(biāo)10的移動(dòng)方向。
[0005]在前述的已知光學(xué)鼠標(biāo)10的軌跡判斷的技術(shù)中，相當(dāng)依賴由表面11取得的反射光的信號(hào)，因此一般光學(xué)鼠標(biāo)10的效能將會(huì)隨著表面11的形式而有不同的表現(xiàn)。
[0006]在光線尋跡的目的中，一般技術(shù)將會(huì)因?yàn)楸砻娼Y(jié)構(gòu)為透明或是不易反光的材質(zhì)產(chǎn)生判斷失敗的問(wèn)題，造成無(wú)法尋跡，也就可能使得相關(guān)裝置(如光學(xué)鼠標(biāo))無(wú)法順利操作。
[0007]已知技術(shù)中，若要讓光線尋跡的裝置在不同平面上仍保有一定尋跡的效能，在取得光線移動(dòng)路徑的方式多使用額外的外部定位感測(cè)或是一些復(fù)雜的運(yùn)算，但這些定位感測(cè)或是運(yùn)算因?yàn)殪`敏度的限制、高耗能以及復(fù)雜的算法等的原因而僅適用于有限的平面樣態(tài)上。這些已知的光傳感器并非能適用于所有高反射或是很低反射率的平面上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明披露一種裝置，即在具有觸控顯示器的移動(dòng)裝置上設(shè)有一光學(xué)指示器，此光學(xué)指示器有別于已知采用一般光傳感器的裝置，如光學(xué)鼠標(biāo)，已知的光學(xué)鼠標(biāo)并非能適用于所有高反射或是很低反射率的平面上，本說(shuō)明書(shū)所提出的光學(xué)指示器中設(shè)有一種光傳感器陣列，其中包括多個(gè)以陣列形式排列的感應(yīng)元，利用該以陣列形式排列的感應(yīng)元以及對(duì)應(yīng)的尋跡算法，達(dá)到有效尋跡的目的，而且藉此應(yīng)用的光標(biāo)控制裝置并無(wú)需復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)，而其中實(shí)施例可搭配激光光等空間同調(diào)性(spatial coherence)良好的光源,據(jù)此提供如光學(xué)鼠標(biāo)等光線尋跡裝置良好的尋跡能力。此光標(biāo)的控制方法主要應(yīng)用表面(比如手指表皮)反射的光與原發(fā)射光之間的光建設(shè)性和破壞性干涉的圖像，作為尋跡識(shí)別的依據(jù)。
[0009]根據(jù)實(shí)施例之一，具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置主要包括一光學(xué)指示模塊和一移動(dòng)裝置信號(hào)處理模塊。
[0010]其中光學(xué)指示模塊包括整合內(nèi)部電路信號(hào)的控制單元，其目的之一為產(chǎn)生移動(dòng)信號(hào)；發(fā)光單元提供一光源發(fā)出光線，光線經(jīng)移動(dòng)裝置殼體上的一光線通道射出；光感測(cè)單元包括由多個(gè)以陣列形式排列的感應(yīng)元組成的一傳感器陣列，用以接收經(jīng)光線通道進(jìn)入移動(dòng)裝置的光線；再有一運(yùn)算單元，用以運(yùn)算各個(gè)感應(yīng)元在一采集時(shí)間前后所接收的能量后，得出采集時(shí)間前后形成的空間干擾的能量差異，以判斷一移動(dòng)方向。之后，控制單元即產(chǎn)生移動(dòng)信號(hào)。
[0011]移動(dòng)裝置信號(hào)處理模塊包括產(chǎn)生模擬控制界面的界面模擬單元，控制界面比如可為軟件模擬產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)控制按鍵和/或滾輪；產(chǎn)生顯示于顯示屏幕上的畫(huà)面的觸控顯示單元，此單元用以檢測(cè)觸控事件以產(chǎn)生觸控信號(hào)；此外還有信號(hào)處理單元，可以根據(jù)上述觸控顯示單元所產(chǎn)生的觸控信號(hào)以及對(duì)應(yīng)到控制界面上的視覺(jué)圖形而產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0012]移動(dòng)裝置可以包括一通信單元，為的是提供移動(dòng)裝置連接到一電腦主機(jī)，用以傳遞由移動(dòng)信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換的指示信號(hào)。
[0013]根據(jù)再一實(shí)施例，應(yīng)用具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置的指示方法包括，先通過(guò)軟件程序啟始一模擬控制界面，此模擬控制界面即可如在觸控顯示屏幕上模擬顯示的一個(gè)或多個(gè)控制按鍵和/或滾輪，提供使用者觸按作為控制的界面；同時(shí)還啟動(dòng)移動(dòng)裝置的光學(xué)指示模塊，利用此光學(xué)指示模塊執(zhí)行尋跡的程序，比如:自光學(xué)指示模塊內(nèi)的一發(fā)光單元發(fā)射光線，經(jīng)移動(dòng)裝置殼體上的一光線通道射出；由光感測(cè)單元接收來(lái)自一外部對(duì)象反射的光線，特別是由其中多個(gè)以陣列形式排列的感應(yīng)元所接收的信號(hào)，藉此計(jì)算各個(gè)感應(yīng)元在一采集時(shí)間前后所接收的光能量，可以得出采集時(shí)間前后形成的空間干擾的能量差異，之后根據(jù)累積計(jì)算的能量差異判斷出外部對(duì)象的移動(dòng)方向。
[0014]上述光學(xué)指示模塊將可根據(jù)移動(dòng)方向產(chǎn)生移動(dòng)信號(hào)，模擬控制界面則根據(jù)使用者觸按的動(dòng)作產(chǎn)生控制信號(hào)，因此可以將移動(dòng)信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為一指示信號(hào)。這個(gè)指示信號(hào)比如可以用以控制電腦主機(jī)的光標(biāo)移動(dòng)。
[0015]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)既定目的所采取的技術(shù)、方法以及效果，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明、附圖，相信本發(fā)明的目的、特征以及特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)可由此得以深入且具體的了解，然而附圖和附件僅提供參考與說(shuō)明，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1顯示已知的光學(xué)鼠標(biāo)內(nèi)部電路的示意圖；
[0017]圖2顯示入射平面和反射光的反射光徑的示意圖；
[0018]圖3所示為本發(fā)明光標(biāo)控制裝置內(nèi)的光傳感器陣列裝置中封裝于一集成電路內(nèi)的傳感器陣列的示意圖；
[0019]圖4示意顯示本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置實(shí)施例的概圖之一；
[0020]圖5示意顯示本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置實(shí)施例的概圖之二 ；
[0021]圖6為顯示本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置的實(shí)施例的示意圖；
[0022]圖7顯示為本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置的實(shí)施例的電路方框圖；
[0023]圖8顯示為本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置的指示方法的實(shí)施例的流程圖；
[0024]圖9顯示為應(yīng)用于本發(fā)明具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置的指示方法的尋跡流程圖；
[0025]圖10顯示為本發(fā)明裝置采用的傳感器陣列的實(shí)施例的示意圖；
[0026]圖11顯示本發(fā)明光傳感器陣列裝置的感應(yīng)元的布局示意圖；
[0027]圖12顯示為本發(fā)明光傳感器陣列裝置中各感應(yīng)元執(zhí)行光線尋跡方法的示圖之
[0028]圖13顯示為本發(fā)明光傳感器陣列裝置中各感應(yīng)元執(zhí)行光線尋跡方法的示圖之
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[0029]【符號(hào)說(shuō)明】
[0030]光學(xué)鼠標(biāo)10表面11
[0031]鼠標(biāo)外殼12電路板14
[0032]控制器18光源16
[0033]傳感器19開(kāi)槽17
[0034]入射光201表面結(jié)構(gòu)205
[0035]反射光203
[0036]電路板30傳感器陣列32
[0037]感應(yīng)元301光源裝置34
[0038]照射范圍303控制電路36
[0039]移動(dòng)裝置40開(kāi)口 401
[0040]觸控顯示屏幕402 第一按鍵501
[0041]第二按鍵502滾輪503
[0042]移動(dòng)裝置殼體60 電路板61
[0043]控制單元601光源603
[0044]傳感器陣列605 移動(dòng)裝置信號(hào)處理模塊607
[0045]表面64光線通道602
[0046]電腦主機(jī)62
[0047]移動(dòng)裝置70界面單元701
[0048]光學(xué)指示模塊71 控制單元711
[0049]發(fā)光單元712光感測(cè)單元713
[0050]運(yùn)算單元714移動(dòng)裝置信號(hào)處理模塊72
[0051]觸控顯示單元721 界面模擬單元722
[0052]信號(hào)處理單元723 通信單元724
[0053]存儲(chǔ)單元725電力管理單元726
[0054]光學(xué)指示模塊81 模擬控制界面82
[0055]感應(yīng)元101、102、103、104、105
[0056]比較器 121、122、123、124、125
[0057]加總器111增益放大器112
[0058]計(jì)算器113輸出電壓Vout
[0059]虛擬感應(yīng)元11