TW201335802A - 光學導航裝置 - Google Patents

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Yu-Hao Huang
Ren-Hau Gu
Hsin-Chia Chen
Ming-Tsan Kao
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Abstract

一種光學導航裝置，包含至少一光源、一影像感測器及一處理單元。該光源以一第一亮度及一第二亮度照明一工作表面。該影像感測器接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框。該處理單元計算該第一影像圖框與該第二影像圖框之一差分影像圖框，並根據該差分影像圖框判斷一操作狀態。

Description

光學導航裝置
本發明係關於一種互動裝置，特別係關於一種光學導航裝置。
習知光學滑鼠通常包含一光源、一影像感測器以及一處理單元，並供一使用者操控於一工作表面上。該光源用以照明該工作表面；該影像感測器接收來自該工作表面之反射光以輸出影像圖框；該處理單元則根據該影像感測器所輸出之影像圖框計算該光學滑鼠相對於該工作表面之一位移量，例如根據影像圖框間之相關性(correlation)計算該位移量。
上述習知光學滑鼠中，當該處理單元判斷該影像感測器所擷取之影像圖框的影像品質不佳時，則停止輸出該位移量以避免所操控之游標發生抖動或誤動作的情形，例如當該光學滑鼠被使用者從該工作表面提起時，將導致該影像品質降低。然而，該影像品質通常會受到雜訊干擾或環境光干擾而降低，可能導致該處理單元無法輸出使用者所期望的滑鼠軌跡，甚至可能出現無法進入休眠模式的情形。換句話說，單純地根據影像品質判斷是否終止位移量的輸出可能無法達到期望的精確度。
有鑑於此，本發明另提出一種光學導航裝置，其可有效消除雜訊及環境光的干擾，而且即使***作於反射係數較低之工作表面，仍能夠正確計算出操作狀態，可有效增加光學導航裝置之操作精確度。
本發明之一目的在提供一種用以操作於一工作表面上之光學導航裝置，其可正確判斷是否已從該工作表面被提起，以順利進入休眠模式。
本發明之另一目的在提供一種用以操作於一工作表面上之光學導航裝置，即使操作於反射係數較低之工作表面，仍能夠正確判斷操作狀態。
本發明提供一種光學導航裝置，包含至少一光源、一光源控制單元、一影像感測器及一處理單元。該光源用以照明一工作表面。該光源控制單元控制該光源以一第一亮度及一第二亮度發光。該影像感測器接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框。該處理單元計算該第一影像圖框與該第二影像圖框之一平均強度差，並根據該平均強度差與至少一門檻值之一比較結果判斷一操作狀態。
本發明另提供一種光學導航裝置，包含至少一光源、一影像感測器及一處理單元。該光源以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面。該影像感測器接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出複數第一影像圖框並相對該第二亮度輸出複數第二影像圖框。該處理單元控制該光源照明該工作表面並計算相鄰的該第一影像圖框及該第二影像圖框之差分影像圖框以根據該差分影像圖框計算一位移量，並根據該差分影像圖框之一平均強度判斷一操作狀態。
本發明另提供一種光學導航裝置，包含至少一光源、一影像感測器及一處理單元。該光源以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面。該影像感測器接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框。該處理單元控制該光源照明該工作表面並計算該第一影像圖框及該第二影像圖框之一差分影像圖框，並根據該差分影像圖框之一平均強度控制該光學導航裝置進入一休眠模式。
一種實施例中，該處理單元另以一曝光參數歸一化該平均強度差(或該差分影像圖框)，其中該曝光參數例如為一光源驅動強度、一曝光時間及一影像增益至少其中之一，藉以增加判斷精確度。
一種實施例中，該處理單元另根據相對不同特性的光源操作時之平均強度差與門檻值判斷該操作狀態，藉以增加判斷精確度；其中，所述不同特性例如為不同波長，或一光源為同調(coherent)光源而另一光源為不同調(incoherent)光源。
一種實施例中，該處理單元(或透過該光源控制單元)控制一個光源單調改變其發光亮度之值，並判斷該平均強度差(或平均強度)是否相應該發光亮度之值而改變，透過重複確認以增加判斷精確度；其中，當該處理單元判斷該平均強度差未相應該發光亮度之值而改變，則判斷該操作狀態為一提起狀態。
一種實施例中，該處理單元另單調改變該影像感測器之一曝光參數(例如曝光時間)，並判斷該平均強度差(或平均強度)是否相應該曝光參數而改變，透過重複確認以增加判斷精確度；其中，當該處理單元判斷該平均強度差未相應該曝光參數而改變，則判斷該操作狀態為一提起狀態。
本發明之光學導航裝置中，當該處理單元判斷該平均強度差低於該至少一門檻值時，表示該光學導航裝置有可能已被使用者提起，因而控制光學導航裝置進入一休眠模式以抑制輸出可能的錯誤結果。此外，為了進一步增加判斷精確度，另外可利用一不同光源、單調改變光源亮度或者單調改變曝光參數等方式，以重複確認操作狀態。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。於本發明之說明中，相同的構件係以相同的符號表示，於此合先敘明。
請參照第1圖所示，其顯示本發明實施例之光學導航裝置之示意圖。光學導航裝置1係用以供一使用者操作於一工作表面S上，以偵測相對於該工作表面S之一動作，例如一位移量或一移動速度。該動作將被傳送至包含一顯示器之一電子裝置9，用以操控該電子裝置9所執行之一軟件或者控制顯示於該顯示器上之一游標的動作。
該光學導航裝置1包含至少一光源11、一影像感測器13及一處理單元15。其他實施例中，該光學導航裝置1可另包含至少一光學元件18以調整該光源11之一照明範圍以及一光學元件19以調整該影像感測器13之感光效率，其中該等光學元件18及19之結構並無特定限制。該光源11例如可為發光二極體或雷射二極體，用以發出預設中心波長的光，較佳為紅外光或不可見光。該影像感測器13例如可為一CCD影像感測器、一CMOS影像感測器或其他用以感測影像之感測器。該處理單元15只要是能夠處理影像資料之處理器即可，並無特定限制。
請參照第1及2圖所示，第2圖顯示本發明實施例之光學導航裝置之方塊示意圖。該光學導航裝置1包含一第一光源11、一第二光源12、該影像感測器13、該處理單元15及一傳輸介面17。本實施例中，根據不同實施方式，該光學導航裝置1可能僅包含一個光源，例如該第一光源11。
該等光源11及12以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面S，其中該第一亮度不同於該第二亮度，例如該第一亮度大於該第二亮度，且該第二亮度可為零亮度或非零亮度。本實施例中，該第一光源11及該第二光源12具有不同的發光特性，例如該第一光源11及該第二光源12具有不同波長；或者，該第一光源11及該第二光源12其中之一為同調光源而另一為非同調光源。
該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框I1並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框I2；較佳地，當影像感測器13連續操作時，則依序輪流地輸出該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2。
該處理單元控制等光源11及12照明該工作表面S並計算相鄰的該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框以及該差分影像圖框之一平均強度(即該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一平均強度差)，並根據該差分影像圖框計算一位移量(例如根據兩張差分影像圖框之相關性計算位移量)以及根據該差分影像圖框之該平均強度判斷一操作狀態(例如根據平均強度的數值大小或平均強度差與至少一門檻值之一比較結果進行判斷)，其中該操作狀態例如包括置放於工作表面S之一正常狀態以及被使用者提起之一提起狀態。
一種實施例中，該處理單元15判斷該平均強度(或平均強度差)與至少一門檻值之該比較結果以判斷該操作狀態，例如當該平均強度高於該門檻值時則判斷為正常狀態，表示該影像感測器13仍接收足夠的來自該工作表面S之反射光；而當該平均強度低於該門檻值時則判斷為提起狀態，表示該影像感測器13接收不足的反射光。當該處理單元15判斷為提起狀態時，則可控制該光學導航裝置1進入一休眠模式並抑制輸出一位移量D。該位移量D經由該傳輸介面17有線或無線地被傳送至電子裝置9，其中該傳輸介面17可為習知有線或無線傳輸介面。
另一實施例中，該處理單元15另以一曝光參數歸一化該平均強度(或平均強度差)以增加判斷精確度，其中該曝光參數為一光源驅動強度、一曝光時間及一影像增益至少其中之一。一種實施例中，該光源驅動強度例如為光源之一驅動電流或一驅動電壓。該處理單元15判斷該歸一化平均強度(或歸一化平均強度差)與該至少一門檻值之該比較結果以判斷該操作狀態。本實施例中，歸一化(normalization)係將該平均強度(或平均強度差)除以該曝光參數。
另一實施例中，該光學導航裝置1可另包含一光源控制單元151用以控制該等光源11及/或12以該第一亮度及該第二亮度發光，其中該光源控制單元151可包含於該處理單元15內(如第2圖所示)或獨立於該處理單元15外，並無特定限制。換句話說，本實施例中該處理單元15可直接或透過該光源控制單元151控制該等光源11及/或12之動作。
請參照第3圖所示，其顯示該光學導航裝置1於不同操作狀態之操作示意圖；第3A圖顯示該影像感測器13擷取影像之示意圖，例如以一固定的取樣頻率進行影像擷取；第3B圖顯示該第一光源11之點亮示意圖；第3C圖顯示另一實施例中該第一光源11及該第二光源12之點亮示意圖；第3D圖顯示另一實施例中該第一光源11之點亮示意圖；第3E圖顯示另一實施例中該第一光源11之點亮以及該影像感測器13擷取影像之示意圖；其中，該第一光源11及該第二光源12之點亮係同步於該影像感測器13之影像擷取。
請參照第3A、3B及4圖所示，此實施例中，該光學導航裝置1僅包含一光源(該第一光源11或該第二光源12)，例如此處以該第一光源11為例。該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第一光源11以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面S。該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2。該處理單元15計算相鄰的該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框(I1-I2)以根據該差分影像圖框(I1-I2)計算一位移量，並根據該差分影像圖框(I1-I2)之一平均強度(B1-B2)判斷一操作狀態，其中平均強度(或平均強度差)之計算方式例如可為：(1)先分別計算該第一影像圖框I1之一第一強度B1及該第二影像圖框I2之一第二強度B2後，再計算該第一強度B1及該第二強度B2之差(或平均強度差)；(2)先計算出該差分影像圖框(I1-I2)後，再直接計算該差分影像圖框(I1-I2)之平均強度(B1-B2)。當該平均強度(B1-B2)低於一預設門檻值時，則判定該操作狀態為提起狀態，該處理單元15則控制該光學導航裝置1進入休眠模式及/或抑制輸出該位移量D。
上述實施例中，由於環境光及雜訊的影響已透過計算差分圖框影像而排除，因此可增加判斷精確度。接著，為了進一步增加判斷精確度，本發明另提供各種實施例以重複確認該光學導航裝置1是否被提起；所述重複確認的時機例如包括，該平均強度(或該歸一平均強度)低於該門檻值、正常狀態下每隔一預設時間、或者該平均強度(或該歸一平均強度)小於一重複確認門檻值時，其中該重複確認門檻值例如可大於該門檻值以界定可能存在不確定的提起狀態。下述各實施例的優點在於，由於不同工作表面對於光源的反射係數不同，可能導致反射光的強度不足而降低平均強度而導致誤判，透過下述各實施例則可進而提高操作狀態之判斷精確度。
請參照第3A、3C及4圖所示，此實施例中，該光學導航裝置1包含該第一光源11及該第二光源12。於正常操作下，該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第一光源11以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面S；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2；該處理單元15計算該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一第一差分影像圖框(I1-I2)及一第一平均強度(B1-B2)，並判斷該第一平均強度(或第一強度差)是否低於一第一門檻值。於上述重複確認時機時(例如該第一平均強度低於該第一門檻值)，該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第二光源12以一第三亮度及一第四亮度照明該工作表面S；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第三亮度輸出第一影像圖框I1 '並相對該第四亮度輸出第二影像圖框I2 '；該處理單元15計算該第一影像圖框I1 '及該第二影像圖框I2 '之一第二差分影像圖框(I1 '-I2 ')及一第二平均強度(B1-B2)，並判斷該第二平均強度(B1-B2)是否低於一第二門檻值。當該第二平均強度(或第二強度差)低於該第二門檻值，則判定該操作狀態為提起狀態，該處理單元15則控制該光學導航裝置1進入休眠模式及/或抑制輸出該位移量D；當該第二平均強度(或第二強度差)仍高於該第二門檻值，則維持為正常模式，例如可仍然維持利用該第一光源11進行運作，或改變為利用該第二光源12進行運作。可以了解的是，該處理單元15控制該第一光源11及該第二光源12之順序亦可相反。換句話說，此實施例中，該處理單元15計算相對該第一光源11操作時之一第一平均強度差及相對該第二光源12操作時之一第二平均強度差，並根據該第一平均強度差與一第一門檻值及該第二平均強度差與一第二門檻值之比較結果判斷該操作狀態；或者該處理單元15計算相對該第一光源11操作時之一第一差分影像圖框以及相對該第二光源12操作時之一第二差分影像圖框，並根據該第一差分影像圖框及該第二差分影像圖框之平均強度判斷該操作狀態。本實施例中，該第一門檻值可相同或不同於該第二門檻值；該第一亮度可相同或不同於該第三亮度；該第二亮度可相同或不同於該第四亮度。
請參照第3A、3D及4圖所示，此實施例中，該光學導航裝置1僅包含一光源(該第一光源11或該第二光源12)，例如此處以該第一光源11為例。於正常操作下，該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第一光源11以一第一亮度及一第二亮度發光以照明該工作表面S；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2；該處理單元15計算該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框(I1-I2)及其平均強度(B1-B2)，並判斷該平均強度(B1-B2)是否低於一第一門檻值。於上述重複確認時機時(例如該平均強度低於該預設門檻值)，該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第一光源11單調改變該第一亮度(例如此處第一亮度值B係單調增加，其他實施例亦可為單調減少)；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1 "並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2；該處理單元15計算該第一影像圖框I1 "及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框(I1 "-I2)及其平均強度(B1-B2)，並判斷該平均強度(B1-B2)是否相應該第一亮度值B而改變。當該平均強度(B1-B2)未相應該第一亮度值B而改變，則判定該操作狀態為提起狀態，該處理單元15則控制該光學導航裝置1進入休眠模式及/或抑制輸出該位移量D。另一實施例中，該處理單元另可單調改變該光源之該第二亮度(若該第一亮度低於該第二亮度)，並判斷該差分影像圖框之平均強度是否相應該第二亮度而改變。
請參照第3E及4圖所示，此實施例中，該光學導航裝置1僅包含一光源(該第一光源11或該第二光源12)，例如此處以該第一光源11為例。於正常操作下，該處理單元15(或透過該光源控制單元151)控制該第一光源11以一第一亮度及一第二亮度照明該工作表面S；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2；該處理單元15計算該第一影像圖框I1及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框(I1-I2)及其平均強度(B1-B2)，並判斷該平均強度(B1-B2)是否低於一第一門檻值。於上述重複確認時機時(例如該平均強度低於該預設門檻值)，該處理單元15控制該影像感測器13單調改變一曝光參數(例如此處一曝光時間t係單調增加，其他實施例亦可為單調減少)，且此時該第一光源11之第一亮度的發光時間較佳被控制為同步改變或者該第一光源11之第一亮度的發光時間始終比該曝光時間t長；該影像感測器13接收來自該工作表面S之反射光，相對該第一亮度輸出第一影像圖框I1 "並相對該第二亮度輸出第二影像圖框I2；該處理單元15計算該第一影像圖框I1 "及該第二影像圖框I2之一差分影像圖框(I1 "-I2)及其平均強度(B1-B2)，並判斷該平均強度(B1-B2)是否相應該曝光參數而改變。當該平均強度(B1-B2)未相應該曝光參數而改變，則判定該操作狀態為提起狀態，該處理單元15則控制該光學導航裝置1進入休眠模式及/或抑制輸出該位移量D。
前述實施例中，舉例而言，可施予光源依序增加的電流，若平均強度亦是相對應的依序增加，便可判斷該光學導航裝置並未被抬起，此時無論是否低於門檻值，該光學導航裝置均可繼續工作而不會進入休眠模式。前述實施例中，亦可固定光源強度，但依序增加曝光參數，若平均強度是相對應的依序增加，便可判斷該光學導航裝置並未被抬起，此時無論是否低於門檻值，該光學導航裝置均可繼續工作而不會進入休眠模式。上述方式可應用於包含單光源或者複數光源的光學導航裝置。
綜上所述，習知光學滑鼠雖然可利用一影像品質作為判斷光學滑鼠是否被使用者提起的依據，然而該影像品質容易受到雜訊及環境光的影響而導致誤判斷的情形。本發明另提出一種光學導航裝置(第1及2圖)，其可透過計算差分影像圖框排除環境光的影響，而且即使操作於反射係數較低之工作表面，仍能夠透過改變曝光參數或利用一第二光源以正確判斷出操作狀態。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．光學導航裝置
11、12．．．光源
13．．．影像感測器
15．．．處理單元
151．．．光源控制單元
17．．．傳輸介面
18、19．．．光學元件
9．．．電子裝置
S．．．工作表面
I1、I1 '、I1 "．．．第一影像圖框
I2．．．第二影像圖框
I1-I2、I1 '-I2 '．．．差分影像圖框
B1、B2．．．平均強度
B1-B2．．．差分影像圖框之平均強度
第1圖顯示本發明實施例之光學導航裝置之示意圖。
第2圖顯示本發明實施例之光學導航裝置之方塊示意圖。
第3A~3E圖顯示本發明實施例之光學導航裝置於不同操作狀態之操作示意圖。
第4圖顯示本發明實施例之光學導航裝置所計算之差分影像圖框之示意圖。
1．．．光學導航裝置
11．．．光源
13．．．影像感測器
15．．．處理單元
18、19．．．光學元件
9．．．電子裝置
S．．．工作表面

Claims (20)

  1. 一種光學導航裝置，用以操作於一工作表面上，該光學導航裝置包含：至少一光源，用以照明該工作表面；一光源控制單元，控制該光源以一第一亮度及一第二亮度發光；一影像感測器，接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框；以及一處理單元，計算該第一影像圖框與該第二影像圖框之一平均強度差，並根據該平均強度差與至少一門檻值之一比較結果判斷一操作狀態。
  2. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中該第一亮度大於該第二亮度，且該第二亮度可為零亮度或非零亮度。
  3. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中該處理單元另以一曝光參數歸一化該平均強度差，該曝光參數為一光源驅動強度、一曝光時間及一影像增益至少其中之一。
  4. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中該光學導航裝置包含一第一光源及一第二光源，該處理單元計算相對該第一光源操作時之一第一平均強度差及相對該第二光源操作時之一第二平均強度差，並根據該第一平均強度差與一第一門檻值及該第二平均強度差與一第二門檻值之比較結果判斷該操作狀態，該第一門檻值相同或不同於該第二門檻值。
  5. 依申請專利範圍第4項之光學導航裝置，其中該第一光源與該第二光源具有不同波長，或者其一光源為一同調光源而另一光源為一非同調光源。
  6. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中當該處理單元判斷該平均強度差低於該至少一門檻值，該光學導航裝置進入一休眠模式。
  7. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中該處理單元另透過該光源控制單元控制該光源單調改變該第一亮度之值，並判斷該平均強度差是否相應該第一亮度之值而改變。
  8. 依申請專利範圍第7項之光學導航裝置，其中當該處理單元判斷該平均強度差未相應該第一亮度之值而改變，判斷該操作狀態為一提起狀態。
  9. 依申請專利範圍第1項之光學導航裝置，其中該處理單元另單調改變該影像感測器之一曝光參數，並判斷該平亮度差是否相應該曝光參數而改變。
  10. 依申請專利範圍第9項之光學導航裝置，其中當該處理單元判斷該平均強度差未相應該曝光參數而改變，判斷該操作狀態為一提起狀態。
  11. 一種光學導航裝置，用以操作於一工作表面上，該光學導航裝置包含：至少一光源，以一第一亮度及一第二亮度照明該工作表面；一影像感測器，接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出複數第一影像圖框並相對該第二亮度輸出複數第二影像圖框；一處理單元，控制該光源照明該工作表面並計算相鄰的該第一影像圖框及該第二影像圖框之差分影像圖框以根據該差分影像圖框計算一位移量，並根據該差分影像圖框之一平均強度判斷一操作狀態。
  12. 依申請專利範圍第11項之光學導航裝置，其中該第一亮度不同於該第二亮度。
  13. 依申請專利範圍第11項之光學導航裝置，其中該處理單元另以一曝光參數歸一化該差分影像圖框，該曝光參數為一光源驅動強度、一曝光時間及一影像增益至少其中之一。
  14. 依申請專利範圍第11項之光學導航裝置，其中該光學導航裝置包含一第一光源及一第二光源，該處理單元計算相對該第一光源操作時之一第一差分影像圖框以及相對該第二光源操作時之一第二差分影像圖框，並根據該第一差分影像圖框及該第二差分影像圖框之平均強度判斷該操作狀態。
  15. 依申請專利範圍第11項之光學導航裝置，其中該處理單元另單調改變該光源之該第一亮度或該第二亮度，以判斷該差分影像圖框之該平均強度是否相應該第一亮度或該第二亮度而改變。
  16. 依申請專利範圍第11項之光學導航裝置，其中該處理單元另單調改變該影像感測器之一曝光參數，以判斷該差分影像圖框之該平均強度是否相應該曝光參數而改變。
  17. 一種光學導航裝置，用以操作於一工作表面上，該光學導航裝置包含：至少一光源，以一第一亮度及一第二亮度照明該工作表面；一影像感測器，接收來自該工作表面之反射光，相對該第一亮度輸出一第一影像圖框並相對該第二亮度輸出一第二影像圖框；一處理單元，控制該光源照明該工作表面並計算該第一影像圖框及該第二影像圖框之一差分影像圖框，並根據該差分影像圖框之一平均強度控制該光學導航裝置進入一休眠模式。
  18. 依申請專利範圍第17項之光學導航裝置，其中該光學導航裝置包含一第一光源及一第二光源，該處理單元計算相對該第一光源操作時之一第一差分影像圖框之一第一平均強度並計算相對該第二光源操作時之一第二差分影像圖框之一第二平均強度，當該第一平均強度低於一第一門檻值及該第二平均強度低於一第二門檻值時，控制該光學導航裝置進入該休眠模式，其中該第一門檻值相同或不同於該第二門檻值。
  19. 依申請專利範圍第17項之光學導航裝置，其中當該處理單元判斷該平均強度低於一門檻值，該處理單元另單調改變該第一亮度之值，且當該平均強度未相應該第一亮度之值而改變，控制該光學導航裝置進入該休眠模式。
  20. 依申請專利範圍第17項之光學導航裝置，其中當該處理單元判斷該平均強度低於一門檻值，該處理單元另單調改變該影像感測器之一曝光參數，且當該平均強度未相應該曝光參數而改變，控制該光學導航裝置進入該休眠模式。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI478834B (zh) * 2012-04-13 2015-04-01 Pixart Imaging Inc 雨刷控制裝置、光學雨滴偵測裝置及其偵測方法
US9329702B2 (en) * 2013-07-05 2016-05-03 Pixart Imaging Inc. Navigational device with adjustable tracking parameter
TW201520832A (zh) * 2013-11-28 2015-06-01 Pixart Imaging Inc 適於偵測環境光與提起之光學導航系統及其偵測方法
CN104699325B (zh) * 2013-12-09 2018-03-30 原相科技股份有限公司 适于环境光与提起检测的光学导航***及其检测方法
US20150212598A1 (en) * 2014-01-28 2015-07-30 Pixart Imaging Inc. Dual mode optical navigation device and mode switching method thereof
US9767560B2 (en) * 2015-10-16 2017-09-19 Pixart Imaging (Penang) Sdn. Bhd. Work mode control method and optical encoder using the same
WO2018184919A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 Philips Lighting Holding B.V. Optical wake-up detection for a user interface device
US11821985B2 (en) 2017-06-02 2023-11-21 Pixart Imaging Inc. Mobile robot performing multiple detections using image frames of same optical sensor
US11691264B2 (en) 2017-06-02 2023-07-04 Pixart Imaging Inc. Mobile robot performing multiple detections using image frames of same optical sensor
US10627518B2 (en) * 2017-06-02 2020-04-21 Pixart Imaging Inc Tracking device with improved work surface adaptability
US11752635B2 (en) 2017-06-02 2023-09-12 Pixart Imaging Inc. Mobile robot performing multiple detections using image frames of same optical sensor
US10976560B2 (en) 2018-07-26 2021-04-13 Pixart Imaging Inc. Navigation device, illumination system and light beam shaping optics thereof
JP7202156B2 (ja) * 2018-11-30 2023-01-11 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 情報処理装置、情報処理システム、位置姿勢取得用デバイス、およびデバイス情報取得方法
TWI734465B (zh) * 2020-02-11 2021-07-21 勝薪科技股份有限公司 光學導航裝置
US11029765B1 (en) * 2020-06-03 2021-06-08 Pixart Imaging Inc. Lift detection method for mouse and apparatus thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280099B2 (en) * 2004-01-28 2007-10-09 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd Regulating a light source in an optical navigation device
US7091471B2 (en) * 2004-03-15 2006-08-15 Agilent Technologies, Inc. Using eye detection for providing control and power management of electronic devices
US7439954B2 (en) * 2004-04-15 2008-10-21 Logitech Europe S.A. Multi-light-source illumination system for optical pointing devices
US7057148B2 (en) * 2004-07-29 2006-06-06 Ami Semiconductor, Inc. Optical tracking sensor method
US7220956B2 (en) * 2004-08-13 2007-05-22 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical mouse with reduced power consumption
US7643056B2 (en) * 2005-03-14 2010-01-05 Aptina Imaging Corporation Motion detecting camera system
TWI397003B (zh) * 2008-10-23 2013-05-21 Pixart Imaging Inc 位移偵測裝置之影像處理方法及使用該方法之位移偵測裝置
CN102854997B (zh) * 2008-12-23 2015-12-16 原相科技股份有限公司 位移检测装置的图像处理方法
US8525777B2 (en) * 2009-08-25 2013-09-03 Microsoft Corporation Tracking motion of mouse on smooth surfaces
TW201115403A (en) * 2009-10-21 2011-05-01 Kye Systems Corp Selection method for wavelenght section of pen-shaped optical input device, and its pen-shaped optical input
US8358271B2 (en) * 2010-06-22 2013-01-22 Avago Technologies Ecbu (Singapore) Pte. Ltd. Optical navigation system with lift detection

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