11、1112、1113、1114、1115、1116
[0060]感應(yīng)元1121、1122、1123、1124
[0061]感應(yīng)元組合1211、1212、1213、1214、1215、1216
[0062]平均電壓信號(hào)Vavg方向X、Y
[0063]第一時(shí)間t0第二時(shí)間tl
[0064]感應(yīng)元組合131、132
[0065]步驟S801?S813 指示方法步驟流程
[0066]步驟S901?S911 尋跡步驟流程
【具體實(shí)施方式】
[0067]本說明書描述一種具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置與指示方法，其中移動(dòng)裝置上所設(shè)的光學(xué)指示器的光感測技術(shù)特別具有以陣列排列的感應(yīng)元組成的傳感器陣列，形成一個(gè)光感測單元，作為接收外部光信號(hào)而轉(zhuǎn)換為可以判斷移動(dòng)的能量的電路。實(shí)施例之一用以接收來自一外部對(duì)象表面反射的光線，進(jìn)而根據(jù)多個(gè)感應(yīng)元所接收的反射光能量來判斷反射光中的建設(shè)性或破壞性干涉圖像，通過前后時(shí)間判斷能量變化來判斷一個(gè)移動(dòng)向量。
[0068]根據(jù)實(shí)施例之一，說明書所披露的移動(dòng)裝置的背面即設(shè)有前述光學(xué)指示器的感測元件，舉例來說，若用于電腦系統(tǒng)光標(biāo)控制的應(yīng)用上，使用者可以手持此移動(dòng)裝置在一平面(如桌面)上移動(dòng)，背面朝下，可以感測到來自平面所反射的光線，平面有一定的粗糙面，經(jīng)反射光線而進(jìn)入此光學(xué)指示器后，由前述多個(gè)感應(yīng)元接收可以計(jì)算出干涉圖像，進(jìn)而計(jì)算出一定時(shí)間內(nèi)的能量變化，可判斷其相對(duì)表面的移動(dòng)方向。前述光源優(yōu)選可采用同調(diào)光(coherent light)或說是一種空間同調(diào)性(spatial coherence)良好的光線作為光源，藉此檢測移動(dòng)方向，并可結(jié)合靈敏度補(bǔ)償(sensitivity compensat1n)的方式,利用一種光線尋跡算法(movement recognit1n algorithm),同時(shí)能夠降噪，因此相關(guān)采用此技術(shù)的裝置可以適用于各種形式的平面上。
[0069]在一實(shí)施例中，說明書中所提出的移動(dòng)裝置內(nèi)的光學(xué)指示器內(nèi)可以采用一種同調(diào)光源整合型封裝技術(shù)(coherent light source package integrat1n),采用此類技術(shù)的裝置并無需安裝額外的光學(xué)透鏡或特定圖像傳感器，如一種互補(bǔ)式金氧半場效晶體管圖像傳感器(CMOS image sensor，CIS)，也無需在光線路徑上裝設(shè)任何光學(xué)元件(如透鏡、反射鏡等)，而直接由光感應(yīng)元接收反射光源，并計(jì)算一段時(shí)間前后的能量變化，藉此檢測移動(dòng)裝置移動(dòng)的動(dòng)作。
[0070]另外，本說明書提出設(shè)置于移動(dòng)裝置內(nèi)的光學(xué)指示器可搭配激光等空間同調(diào)性(spatial coherence)良好的光源，并通過其中包括多個(gè)以陣列形式排列的感應(yīng)芯片以及對(duì)應(yīng)的尋跡算法，達(dá)到有效尋跡的目的。
[0071]首先，圖2所示為由一特定光源裝置(未顯示于此圖中)產(chǎn)生入射光(201)射向一平面再反射(203)形成多個(gè)反射光徑的示意圖，光源特別是采用一種如激光的同調(diào)光(coherent light)，此處所描述的“同調(diào)光”是指一種空間同調(diào)性良好的光線。
[0072]此圖顯示的多個(gè)光徑包括入射光201射向一個(gè)具有表面結(jié)構(gòu)205的平面，再反射形成反射光203。由于微觀上表面結(jié)構(gòu)205為不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，因此反射光203形成如圖所示有不同射向的光線。
[0073]光源裝置連續(xù)產(chǎn)生入射光201射向平面，并反射形成反射光203，過程中反射光203經(jīng)由傳感器(未顯示于此圖中)接收，各種光徑中產(chǎn)生了光建設(shè)性和破壞性干涉的圖像(pattern ),此處特別使用同調(diào)光源的入射光可以增進(jìn)此干涉效應(yīng)(interferenceeffect)。
[0074]當(dāng)載有執(zhí)行此尋跡方法的相關(guān)電路的裝置相對(duì)于感測平面(X-Y平面)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，其中光傳感器接收到反射光203的信息，再依據(jù)采集時(shí)間間隔(time slot)采集(sampling)其中的信息數(shù)據(jù)，以及取得平均能量值(反射光)，并計(jì)算不同時(shí)間、不同位置的能量差異。本說明書所披露的光學(xué)指示器采用傳感器陣列(sensor array)以取得不同位置能量，以及與平均能量值的差異，即能判斷出移動(dòng)軌跡。其中平均值的計(jì)算可以采用全部感應(yīng)元取得的能量的統(tǒng)計(jì)平均值，或是部分感應(yīng)元取得的能量平均值，比如以行(如圖11的X方向)平均值或列(如圖11的Y方向)平均值為平均值的計(jì)算參考；也可能采取外圍或中間部分的能量平均值作為參考平均值。
[0075]根據(jù)采用上述傳感器陣列的實(shí)施例之一，若以同調(diào)光為光源，可以增進(jìn)反射光線的干涉效應(yīng)。同調(diào)光為一種在一波包(wave envelope)中具有非常小的相位延遲(phasedelay)的光源，其中激光即是一種同調(diào)光，不同于太陽光或LED光等非同調(diào)光。
[0076]在本說明書所披露的光學(xué)指示器中應(yīng)用同調(diào)光，同調(diào)光可以改善感測反射光干擾的光學(xué)傳感器的靈敏度。因?yàn)橥{(diào)光具有相位差(phase difference)很小的特性，相對(duì)于非同調(diào)光的反射光所產(chǎn)生的空間干擾(spatial interference),同調(diào)光會(huì)有較小的相位延遲(phase delay)現(xiàn)象。因此，采用同調(diào)光可以加強(qiáng)反射光空間干擾的優(yōu)點(diǎn)，前述傳感器陣列(針對(duì)光線)可以取得經(jīng)一個(gè)平面反射光的空間干擾差異。
[0077]傳感器陣列可參閱圖3所示本發(fā)明移動(dòng)裝置內(nèi)光學(xué)指示器中封裝于一集成電路(IC)內(nèi)的傳感器陣列的實(shí)施例之一。根據(jù)發(fā)明實(shí)施例之一，傳感器陣列以及相關(guān)控制器電路可集成于一半導(dǎo)體電路，而光線尋跡裝置的光源裝置、集成的傳感器陣列以及控制器可封裝于此尋跡裝置內(nèi)的一電路板上，因此，本發(fā)明無需特制光學(xué)采集裝置，如特定透鏡和特殊的半導(dǎo)體工藝(如CIS)來提髙感光靈敏度。
[0078]圖中顯示在光傳感器陣列裝置內(nèi)的電路板30上的傳感器陣列32，可應(yīng)用于如本說明書所披露的用于移動(dòng)裝置上的光學(xué)指示器或特定指示裝置上，傳感器陣列32包括有陣列形式排列的多個(gè)感應(yīng)元301，可通過這個(gè)整合型封裝的技術(shù)封裝于一集成電路內(nèi)(integrated optical sensor array on IC),包括在一實(shí)施例中，同時(shí)制作傳感器陣列32和電路集成的控制器36。傳感器陣列32上多個(gè)感應(yīng)元301 (特別是非虛擬感應(yīng)元，如圖
11所示)之間具有固定的間距和均勻的相對(duì)位置，以平均接收經(jīng)特定表面/平面反射的光線。如圖中所示，由一光源裝置34發(fā)射光線到一個(gè)平面上的照射范圍303，之后光線經(jīng)平面反射后射向傳感器陣列32，其中各感應(yīng)元301分別接收到不同方向的反射光，通過適當(dāng)?shù)墓怆娦盘?hào)轉(zhuǎn)換，裝置內(nèi)的控制電路36和相關(guān)電路取得信號(hào)后可以計(jì)算出加總每個(gè)感應(yīng)元301接收到的能量的平均值，再接著計(jì)算各個(gè)感應(yīng)元301與平均值的差異，相關(guān)控制電路將據(jù)以判斷得出由一表面或平面反射形成的空間干擾的能量差異(spatial interferencedifference),控制電路36根據(jù)每個(gè)采集時(shí)間間隔(time slot)前后累積計(jì)算的能量差異判斷出移動(dòng)方向。
[0079]上述實(shí)施例所披露的光傳感器陣列裝置，所謂的空間干擾是因?yàn)?，?dāng)光線(特別是同調(diào)光，但發(fā)明不限于同調(diào)光)射向有不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)的表面后又反射產(chǎn)生不同方向的反射光而產(chǎn)生的光線干擾(interference),此光線經(jīng)反射后產(chǎn)生建設(shè)性或破壞性的干擾圖案，之后，由傳感器陣列取得因?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)(裝置與平面的相對(duì)運(yùn)動(dòng))平面反射的空間信息后，建立在X-Y平面上的移動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0080]特別在一實(shí)施例中，說明書所披露的應(yīng)用光傳感器陣列裝置的載體如設(shè)有以激光為光源的光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置，其中主要電路元件包括設(shè)置于一電路板(30)上的光源裝置(34)，用以產(chǎn)生一入射表面的光線，包括有傳感器陣列(32)，其中有以陣列形式排列的多個(gè)感應(yīng)元(301)，以及包括有前述的控制電路(36 )，控制電路(36 )耦接光源裝置(34 )與傳感器陣列(32)，用以取得多個(gè)感應(yīng)元(301)內(nèi)多個(gè)感應(yīng)像素所接收的光信號(hào)，并計(jì)算能量狀態(tài)，以及計(jì)算采集時(shí)間前后的能量狀態(tài)變化。
[0081]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)施例概圖。此概圖顯示有一移動(dòng)裝置40，特別是具有觸控顯示器的電子裝置，如智能型手機(jī)、平板電腦等，光學(xué)指示器的感測部分即設(shè)置于移動(dòng)裝置40的背面，如圖中顯示背面上有一個(gè)開口 401，此為裝置40內(nèi)光學(xué)指示器對(duì)外的一個(gè)光線通道，此光學(xué)指示器使得移動(dòng)裝置40可以如光學(xué)鼠標(biāo)一樣操作。
[0082]具有光學(xué)指示器的移動(dòng)裝置實(shí)施例也可參考圖5所示的概圖。此例顯示具有觸控顯示器的移動(dòng)電話40，所示的觸控顯示屏幕402上顯示模擬的控制界面，優(yōu)選通過執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用軟件，如APP，啟始模擬出如一般電腦鼠標(biāo)上的功能按鍵，常見的如左右按鍵(第一按鍵501、第二按鍵502)，或甚可輔助一個(gè)模擬滾輪503。