TWI815244B - 指向裝置之位移的感測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及諸如滑鼠之類的指向裝置(200)的感測裝置(100)。所述指向裝置(200)包含配置成照亮表面(900)的至少一個光源(110)、至少一個第一次級光電檢測器(121)、至少一個第二次級光電檢測器(122)和至少一個初級光電檢測器(123)。光電檢測器的每個單獨儲存元件被加權(530)和比較(550)，以便感測指向裝置(200)的所述位移。

Description

指向裝置之位移的感測裝置
本發明一般涉及指向裝置，特別是用於控制螢幕(諸如個人電腦、工作站或具有圖形使用者介面的其它計算裝置的顯示器)上的游標的位置。這種指向裝置可以例如包含滑鼠、軌跡球和其它用於控制顯示螢幕上的游標的位置的電腦周邊裝置。 本發明更具體地涉及光學指向裝置的領域，所述光學指向裝置包含光學運動感測裝置，所述光學運動感測裝置包括光電檢測器陣列，其用於測量被光源輻射照射的表面的一部分的變化強度圖案並用於提取關於光電檢測器陣列與表面被照射部分之間的相對運動。
結合有光源的光學指向裝置在本領域中是已知的。這種光源允許諸如滑鼠之類的光學指向裝置在更廣泛種類的表面上工作。然而，光致使尤其包含通常高的空間頻率的接收影像。由於過度欠取樣(在空間域中)，這種高頻內容會致使空間混疊。這種混疊會致使多種不良影響，諸如解析度下降或明顯的「反向」運動(「動畫中的車輪」效果)。處理較高空間頻率內容的一種替代方法是建立較小的像素(成像器中的較高空間能力)。然而，較小的像素會出現兩個主要問題，即較低的滑鼠速度/加速能力和較低的光敏感度(像素中的收集區域較小)。
一種指向裝置的感測裝置；所述感測裝置包含至少一個配置成照亮表面的光源、接地： 複數個光電檢測器；所述複數個光電檢測器包含至少一個第一次級光電檢測器、至少一個第二次級光電檢測器和至少一個初級光電檢測器；以及， 複數個儲存元件；所述複數個儲存元件包含至少一個第一次級儲存元件、至少一個第二次級儲存元件和至少一個初級儲存元件； 其特徵在於 所述複數個光電檢測器係配置成測量由所述表面反射的光並將所測量的反射光儲存在所述複數個儲存元件中。 由於所述佈置，當表面局部不均勻性小於點梯度時，所述方法可以揭示令人感到有興趣的資訊，並且可以產生動態邊緣，諸如識別移動的影像，從而改進滑鼠位移評估。 根據實施例，所述複數個儲存元件包含複數個主要開關元件和複數個輔助開關元件；所述複數個主要開關元件係配置成將所述複數個儲存元件連接到所述複數個光電檢測器，而所述複數個輔助開關元件係配置成將所述複數個儲存元件連接到所述接地。 由於這種佈置，所述複數個儲存元件可以被設置為接地。 根據實施例，所述複數個主要開關元件包含至少一個第一主要開關元件、至少一個第二主要開關元件和至少一個第三主要開關元件，其配置成分別在所述至少一個第一次級光電檢測器、所述至少一個第二次級光電檢測器、所述至少一個初級光電檢測器、所述至少一個第一次級儲存元件、所述至少一個第二次級儲存元件和所述至少一個初級儲存元件之間連接。 由於這種佈置，所述複數個儲存元件可以連接到所述複數個光電檢測器。 根據實施例，所述複數個輔助開關元件包含至少一個第一輔助開關元件、至少一個第二輔助開關元件和至少一個第三輔助開關元件，其配置成分別在所述至少一個第一次級儲存元件、所述至少一個第二次級儲存元件、所述至少一個初級儲存元件和所述接地之間連接。 由於這種佈置，所述複數個儲存元件可以被設置為接地。 根據實施例，所述至少一個初級儲存元件為所述至少一個第一次級儲存元件和/或所述至少一個第二次級儲存元件的倍數。 由於那些實施例中的一個，所述方法可以產生動態邊緣並且可以在沒有校準或時間濾波的情況下移除梯度。
本發明涉及一種指向裝置 200 ，其包含至少一個配置成照亮表面 900的光源 110和複數個光電檢測器 120，也稱為複數個像素 120。所述複數個光電檢測器 120可以包含至少一個第一次級光電檢測器 121、至少一個第二次級光電檢測器 122和至少一個初級光電檢測器 123，更具體地，如圖1所示，所述至少一個初級光電檢測器 123包含在所述至少一個第一次級光電檢測器 121和所述至少一個第二次級光電檢測器 122之間。換言之，所述至少一個初級光電檢測器 123可以被所述至少一個第一次級光電檢測器 121和所述至少一個第二次級光電檢測器 122圍繞。 此外，所述複數個像素 120可以連接到至少一個第一次級儲存元件 131、至少一個第二次級儲存元件 132和至少一個初級儲存元件 133。實際上，所述複數個光電檢測器 120可以感測由所述表面 900反射的光，並且可以測量所述反射光以便將其儲存到所述至少一個第一次級儲存元件 131、所述至少一個第二次級儲存元件 132和所述至少一個初級儲存元件 133中。由於所述至少一個初級光電檢測器 123可以被所述至少一個第一次級光電檢測器 121和所述至少一個第二次級光電檢測器 122圍繞，因此所述至少一個初級儲存元件 133可以是所述至少一個第一次級儲存元件 131和/或所述至少一個第二次級儲存元件 132的倍數。更具體地，所述複數個光電檢測器 120減去所述至少一個初級光電檢測器 123的總和可用於劃分所述至少一個初級儲存元件 133的電容，從而給出所述至少一個第一次級儲存元件 131和/或所述至少一個第二次級儲存元件 132的電容。例如，例如，如果所述複數個光電檢測器 120的數目可以等於3、5或9，則所述複數個光電檢測器 120減去所述至少一個初級光電檢測器 123的總和可以分別等於2、4或8，並且例如，如果所述至少一個初級儲存元件 133的電容例如等於16，則所述至少一個第一次級儲存元件 131和/或所述至少一個第二次級儲存元件 132的電容可以分別等於8、4或2。 此外，所述指向裝置 200可透過切換複數個主要開關元件 140和複數個輔助開關元件 150來重置所述複數個儲存元件 130。如圖1所示，所述複數個主要開關元件係配置成將所述複數個儲存元件連接到所述複數個光電檢測器 120，而所述複數個輔助開關元件 150係配置成將所述複數個儲存元件 130連接到所述接地 199。 更準確地，所述複數個主要開關元件 140包含至少一個第一主要開關元件 141、至少一個第二主要開關元件 142和至少一個第三主要開關元件 143，其分別配置成在所述至少一個第一次級光電檢測器 121、所述至少一個第二次級光電檢測器 122、所述至少一個初級光電檢測器 123、所述至少一個第一次級儲存元件 131、所述至少一個第二次級儲存元件 132和所述至少一個初級儲存元件 133之間連接，使得所述指向裝置 200可將電荷從所述複數個光電檢測器 120傳送至所述複數個儲存元件 130。 為了對所述複數個儲存元件放電，所述至少一個第一次級儲存元件 131、所述至少一個第二次級儲存元件 132和所述至少一個初級儲存元件 133可以分別經由所述至少一個第一輔助開關元件 151、所述至少一個第二輔助開關元件 152和所述至少一個第三輔助開關元件 153連接到所述接地 199。 所述複數個主要開關元件 140和所述複數個輔助開關元件 150的切換結果是所述至少一個初級儲存元件 133和所述至少一個第一次級儲存元件 131與所述至少一個第二次級儲存元件 132之間的比較，使得如果所述至少一個初級儲存元件 133的電荷高於所述至少一個第一次級儲存元件 131和所述至少一個第二次級儲存元件 132的電荷，則結果可能為正，並且如果所述至少一個初級儲存元件 133的電荷低於所述至少一個第一次級儲存元件 131和所述至少一個第二次級儲存元件 132的電荷，則結果可能為負。在所述至少一個初級儲存元件 133的電荷低於所述至少一個第一次級儲存元件 131和所述至少一個第二次級儲存元件 132的電荷的情況下，結果可以是中性的。根據本發明的一些態樣，所述複數個儲存元件 130可以包含至少一個第一初級儲存元件 134，其係配置成調整所述至少一個初級儲存元件 133的電荷，因為所述至少一個第一初級儲存元件 134可以經由至少一個第四主要開關元件 144連接到所述至少一個初級光電檢測器 123，而至少一個第二初級儲存元件 135係配置成經由連接到偏移源的至少一個第五主要開關元件 145設置所述至少一個初級儲存元件 133的偏移。 所述至少一個第一初級儲存元件 134和所述至少一個第二初級儲存元件 135可以分別經由所述至少一個第四輔助開關元件 154和所述至少一個第五輔助開關元件 155和所述至少一個第三輔助開關元件 153連接到所述接地 199。
100:感測 110:光源 120:光電檢測器 121:第一次級光電檢測器 122:第二次級光電檢測器 123:初級光電檢測器 130:儲存元件 131:第一次級儲存元件 132:第二次級儲存元件 133:初級儲存元件 134:第一初級儲存元件 135:第二初級儲存元件 140:主要開關元件 141:第一主要開關元件 142:第二主要開關元件 143:第三主要開關元件 144:第四主要開關元件 145:第五主要開關元件 150:輔助開關元件 151:第一輔助開關元件 152:第二輔助開關元件 153:第三輔助開關元件 154:第四輔助開關元件 155:第五輔助開關元件 199:接地 200:指向裝置 500:方法 900:表面
本發明的前述和其它目的、特徵、態樣和優點將透過以下透過舉例說明而非限制的方式參考附圖給出的實施例的詳細描述而變得顯而易見，其中[圖1]舉例說明了用於感測 100指向裝置 200之位移的方法 500。
100:感測
110:光源
120:光電檢測器
121:第一次級光電檢測器
122:第二次級光電檢測器
123:初級光電檢測器
130:儲存元件
131:第一次級儲存元件
132:第二次級儲存元件
133:初級儲存元件
134:第一初級儲存元件
135:第二初級儲存元件
140:主要開關元件
141:第一主要開關元件
142:第二主要開關元件
143:第三主要開關元件
144:第四主要開關元件
145:第五主要開關元件
150:輔助開關元件
151:第一輔助開關元件
152:第二輔助開關元件
153:第三輔助開關元件
154:第四輔助開關元件
155:第五輔助開關元件
199:接地
200:指向裝置
900:表面

Claims (4)

  1. 一種指向裝置(200)的感測裝置(100)，所述感測裝置(100)包含至少一個配置成照亮表面(900)的光源(110)、接地(199)；複數個光電檢測器(120)；所述複數個光電檢測器(120)包含至少一個第一次級光電檢測器(121)、至少一個第二次級光電檢測器(122)和至少一個初級光電檢測器(123)；以及複數個儲存元件(130)；所述複數個儲存元件(130)包含至少一個第一次級儲存元件(131)、至少一個第二次級儲存元件(132)和至少一個初級儲存元件(133)；所述複數個儲存元件(130)連接到所述複數個光電檢測器(120)；其中，所述至少一個初級光電檢測器(123)被所述至少一個第一次級光電檢測器(121)和所述至少一個第二次級光電檢測器(122)圍繞，其中所述複數個儲存元件包含複數個主要開關元件(140)和複數個輔助開關元件(150)；所述複數個主要開關元件係配置成將所述複數個儲存元件連接到所述複數個光電檢測器(120)，而所述複數個輔助開關元件(150)係配置成將所述複數個儲存元件(130)連接到所述接地(199)；其中，經由所述複數個主要開關元件(140)，所述至少一個初級儲存元件(133)耦接至所述至少一個初級光電檢測器(123)，所述至少一個第一次級儲存元件(131) 耦接至所述至少一個第一次級光電檢測器(121)，以及所述至少一個第二次級儲存元件(132)耦接至至少一個第二次級光電檢測器(122)；以及其中，所述複數個光電檢測器(120)係配置成測量由所述表面(900)反射的光並將所測量的反射光儲存在所述複數個儲存元件(130)中，使得當表面局部不均勻性小於點梯度時，所述感測裝置(100)揭示令人感到有興趣的資訊，並且可以產生動態邊緣，諸如識別移動的影像，從而改進滑鼠位移評估。
  2. 如請求項1的感測裝置(100)，其中所述複數個主要開關元件(140)包含至少一個第一主要開關元件(141)、至少一個第二主要開關元件(142)和至少一個第三主要開關元件(143)，其配置成分別在所述至少一個第一次級光電檢測器(121)、所述至少一個第二次級光電檢測器(122)、所述至少一個初級光電檢測器(123)、所述至少一個第一次級儲存元件(131)、所述至少一個第二次級儲存元件(132)和所述至少一個初級儲存元件(133)之間連接。
  3. 如請求項1或2的感測裝置(100)，其中所述複數個輔助開關元件(150)包含至少一個第一輔助開關元件(151)、至少一個第二輔助開關元件(152)和至少一個第三輔助開關元件(153)，其配置成分別在所述至少一個第一次級儲存元件(131)、所述至少一個第二次級儲存元件(132)、所述至少一個初級儲存元件(133)和所述接地 (199)之間連接。
  4. 如請求項1所述的感測裝置(100)，其中所述至少一個初級儲存元件(133)的電容值為所述至少一個第一次級儲存元件(131)的電容值和/或所述至少一個第二次級儲存元件(132)的電容值的倍數。
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