適于環(huán)境光與提起檢測(cè)的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，特別關(guān)于一種可檢測(cè)環(huán)境光和提起的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)中，例如光學(xué)鼠標(biāo)通常具有光源、圖像感測(cè)器和處理單元。當(dāng)使用者在工作表面上操作所述光學(xué)鼠標(biāo)時(shí)，所述光源發(fā)光至所述工作表面且所述圖像感測(cè)器接收所述工作表面的反射光。所述光學(xué)鼠標(biāo)的所述處理單元可根據(jù)所述圖像感測(cè)器所連續(xù)獲取的圖像計(jì)算對(duì)應(yīng)所述使用者操作的移動(dòng)數(shù)值并轉(zhuǎn)換所述移動(dòng)數(shù)值為電子信號(hào)。主機(jī)則根據(jù)所述電子信號(hào)相對(duì)控制光標(biāo)動(dòng)作。
[0003]然而，所述光學(xué)鼠標(biāo)在運(yùn)作時(shí)，可能會(huì)因?yàn)樗鍪褂谜叩牟僮鞫x開(kāi)所述工作表面，若所述光學(xué)鼠標(biāo)仍持續(xù)獲取所述工作表面的不精確的圖像，所述處理單元?jiǎng)t會(huì)計(jì)算出一個(gè)不正確的移動(dòng)數(shù)值而造成誤操作(misoperat1n),例如所述光標(biāo)抖動(dòng)(cursorjitter)。
[0004]為了在所述光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)離開(kāi)所述工作表面時(shí)停止計(jì)算位移并降低功率損耗，美國(guó)專(zhuān)利第8，044, 936號(hào)，標(biāo)題為“光學(xué)導(dǎo)航裝置及其操作方法(OPTICAL NAVIGAT1N DEVICEAND METHOD OF OPERATING THE SAME)”，披露一種光學(xué)導(dǎo)航裝置，其可檢測(cè)所述光學(xué)導(dǎo)航裝置是否離開(kāi)工作表面以防止誤操作并減少不必要的功率損耗。圖1為所述現(xiàn)有技術(shù)所提出的時(shí)序圖，其時(shí)序控制由有效幀F(xiàn)a和暗幀F(xiàn)d依次重復(fù)組成，其中，所述有效幀F(xiàn)a包含第一區(qū)間Pl和第二區(qū)間P2 ;所述暗幀F(xiàn)d包含第三區(qū)間P3和第四區(qū)間P4。所述第一區(qū)間Pl為亮曝光區(qū)間(也即光源開(kāi)啟時(shí)曝光感光單元)；所述第二區(qū)間P2為讀出亮圖像區(qū)間；所述第三區(qū)間P3為暗曝光區(qū)間(也即光源關(guān)閉時(shí)曝光所述感光單元)以及計(jì)算位移區(qū)間；所述第四區(qū)間P4為讀出暗圖像區(qū)間。所述現(xiàn)有技術(shù)在所述有效幀F(xiàn)a的后插入所述暗幀F(xiàn)d以得到暗圖像亮度，并利用所述暗圖像亮度與所述有效幀F(xiàn)a的亮圖像亮度作比較來(lái)檢測(cè)所述光學(xué)導(dǎo)航裝置是否被抬起。
[0005]然而，光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)連續(xù)的亮圖像來(lái)計(jì)算位移，所述現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)在兩張亮圖像之間插入一張暗圖像來(lái)檢測(cè)提起的方法會(huì)造成兩張亮圖像的時(shí)間間距拉長(zhǎng)而造成頻率(或頻寬)降低的問(wèn)題。高速光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)中(例如游戲鼠標(biāo))，為了同時(shí)支援提起檢測(cè)并維持相同頻寬，便需要一個(gè)相對(duì)高的有效幀頻率。因此，若使用前述已知方法并欲維持相同追蹤速度，則會(huì)增加所述光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的功率損耗。
[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出一種通過(guò)改進(jìn)感光元件時(shí)序控制以檢測(cè)環(huán)境光和提起的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在提供一種可檢測(cè)環(huán)境光和提起的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，其可在維持原有光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的追蹤巾貞率(tracking frame rate)的前提下達(dá)成環(huán)境光和提起檢測(cè)的目的。
[0008]本發(fā)明另一目的在提供一種可檢測(cè)環(huán)境光和提起的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，其具有防止光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)誤操作的功效。
[0009]本發(fā)明另一目的在提供一種可檢測(cè)環(huán)境光和提起的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，其具有減少光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的功率消耗的功效。
[0010]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其利用感光單元重復(fù)的獲取圖像幀且相對(duì)每一個(gè)所述圖像幀具有第一期間和第二期間。所述檢測(cè)方法包含下列步驟:在第一圖像幀的所述第一期間開(kāi)啟光源并曝光所述感光單元；在所述第一圖像幀的所述第二期間從所述感光單元讀取第一圖像數(shù)據(jù)；在所述第一圖像幀的所述第二期間關(guān)閉所述光源并曝光所述感光單元的部分；以及在第二圖像幀的所述第一期間從所述感光單元的所述部分讀取第二圖像數(shù)據(jù)，其中，所述第一圖像數(shù)據(jù)具有第一光強(qiáng)度且所述第二圖像數(shù)據(jù)具有第二光強(qiáng)度，所述第二圖像幀為所述第一圖像幀的接續(xù)圖像幀。
[0011]本發(fā)明還提供一種光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其利用第一感光單元和被鍍膜覆蓋的第二感光單元重復(fù)的獲取圖像幀且相對(duì)每一個(gè)所述圖像幀具有第一期間和第二期間。所述檢測(cè)方法包含下列步驟:在第一圖像幀的所述第一期間開(kāi)啟光源并同時(shí)曝光所述第一感光單元和所述第二感光單元；在所述第一圖像幀的所述第二期間關(guān)閉所述光源并從所述第一感光單元讀取第一圖像數(shù)據(jù)；以及在所述第一圖像幀的所述第二期間或第二圖像幀的所述第一期間從所述第二感光單元讀取第二圖像數(shù)據(jù)，其中，所述第一圖像數(shù)據(jù)具有第一光強(qiáng)度且所述第二圖像數(shù)據(jù)具有第二光強(qiáng)度，所述第二圖像幀為所述第一圖像幀的接續(xù)圖像幀。
[0012]本發(fā)明還提供一種光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，所述光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)用以在工作表面上操作并包含光源、第一感光單元、第二感光單元、控制單元和處理單元。所述光源用以發(fā)出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光。所述第一感光單元用以接收所述工作表面反射所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的反射光。所述第二感光單元覆蓋有鍍膜以濾除所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光。所述控制單元用以控制所述光源、所述第一感光單元和所述第二感光單元以在所述光源開(kāi)啟時(shí)同時(shí)曝光所述第一感光單元和所述第二感光單元。所述處理單元用以從所述第一感光單元和所述第二感光單元分別讀取第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)。
[0013]本發(fā)明還提供一種光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，所述光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)用以在工作表面上操作并包含光源、感光單元、控制單元和處理單元。所述光源用以在每一個(gè)圖像幀期間依次啟閉。所述感光單元用以接收所述工作表面反射所述光源的反射光。所述控制單元用以控制所述光源和所述感光單元以在所述光源開(kāi)啟時(shí)曝光所述感光單元的全部像素陣列并在所述光源關(guān)閉時(shí)僅曝光所述感光單元的部份像素陣列。所述處理單元用以在所述光源關(guān)閉時(shí)從所述感光單元的全部像素陣列讀取第一圖像數(shù)據(jù)并在所述光源開(kāi)啟時(shí)從所述感光單元的所述部份像素陣列讀取第二圖像數(shù)據(jù)，其中，在所述處理單元讀取所述第一圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，所述控制單元曝光所述感光單元的所述部分像素陣列。
[0014]一實(shí)施例中，處理單元可連續(xù)讀取所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)。
[0015]一實(shí)施例中，讀取所述感光單元的第一部分的所述第一圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)暗曝光所述感光單元的第二部分，以縮短數(shù)據(jù)讀取所需的總時(shí)間。
[0016]一實(shí)施例中，所述第一感光單元和所述第二感光單元耦接相同或不同的驅(qū)動(dòng)電路和讀取電路。當(dāng)以不同驅(qū)動(dòng)電路或讀取電路耦接所述第一感光單元和所述第二感光單元時(shí)，所述第一感光單元和所述第二感光單元可同時(shí)或依次動(dòng)作。此外，所述第一感光單元和所述第二感光單元可具有共平面或彼此獨(dú)立的感光面。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)可通過(guò)感光元件和控制時(shí)序的改進(jìn)以檢測(cè)環(huán)境光和提起，在不降低所述光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的追蹤幀率的前提下達(dá)到抑制誤判位移輸出的效果。
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1顯示已知光學(xué)導(dǎo)航裝置的時(shí)序圖；
[0020]圖2顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航裝置的示意圖；
[0021]圖3顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的感光單元的示意圖；
[0022]圖4顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法的時(shí)序圖；
[0023]圖5顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法的流程圖；
[0024]圖6顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的感光單元的示意圖；
[0025]圖7顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法的時(shí)序圖；
[0026]圖8顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢測(cè)方法的流程圖。
[0027]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0028]I光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)
[0029]10光源
[0030]12、12’感光單元
[0031]121第一感光單元
[0032]122第二感光單元
[0033]14控制單元
[0034]15導(dǎo)航單元
[0035]16處理單元
[0036]Fl第一圖像幀
[0037]F2第二圖像幀
[0038]Fa有效幀
[0039]Fd暗幀
[0040]Il第一光強(qiáng)度
[0041]12第二光強(qiáng)度
[0042]Iref參考光強(qiáng)度
[0043]Lthr閾值
[0044]PUTl第一區(qū)間
[0045]P2、T2第二區(qū)間
[0046]Ρ3第三區(qū)間
[0047]Ρ4第四區(qū)間
[0048]G1、G3像素陣列
[0049]G2部分像素陣列
[0050]G4未覆膜像素陣列
[0051]G5覆膜像素陣列
[0052]S工作表面
[0053]S01-S54步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)