光学鼠标及其抬起状态判断方法与流程

1.本发明为一种光学鼠标，特指关于判断光学鼠标是否为抬起状态的技术。


背景技术：

2.光学鼠标为常见搭配电子装置使用的输入装置，请参阅图14所示，当光学鼠标90使用时，置于工作表面91上移动，光学鼠标90的内部光源所发射的光线92照射到工作表面91的对应位置93，光线92相对于该对应位置93所产生的反射光94反射进入光学鼠标90，再由光学鼠标90内部的感测单元获取对应位置93的图像，通过分析图像来判断光学鼠标90的移动路径，以对应控制电子装置所显示的游标位置。
3.然而，请参阅图15所示，当使用者在移动过程中抬起光学鼠标90而使其底面未贴附于工作表面91时，光源所发射的光线92将随着光学鼠标90被抬起的角度发散无法聚焦于一处，而非聚焦照射到工作表面91上对应于光学鼠标90之处，此时感测单元受限于其角度及对应位置限制，所获取到的图像模糊或亮度下降，容易导致电子装置误判该光学鼠标90的移动路径，而使所显示的游标产生非使用者所控制的移动。因此，如何判断光学鼠标为抬起状态，而使得电子装置能排除在抬起状态下所获取到的图像，来避免造成移动路径的误判，为现有技术的光学鼠标的必备功能。然而，现有技术的光学鼠标用以判断抬起状态的检测方法各有其缺点。
4.在其中一现有技术中，为利用所获取到的图像的亮度变化来判断是否为抬起状态，但若光学鼠标所依附移动的工作表面为对比度较高的表面以黑白相间的桌面为例，当由白色处移动到黑色处时，亮度同样会急剧下降，此时光学鼠标将可能因为所获取到的图像的亮度下降而误判为抬起状态，导致使用者所进行的鼠标移动无法即时反应在电子装置的游标上。
5.在另一现有技术中，利用所获取到的图像模糊特征来判断是否为抬起状态，但若光学鼠标所依附移动的工作表面为纹理特征较为明显的表面时，光学鼠标须抬高到一定程度才能得到模糊的图像；又若光学鼠标所依附移动的工作表面为纹理特征较不明显的表面时，则无论是否抬高均有可能获得模糊的图像，导致难以判断是否为抬起状态。
6.又在另一现有技术中，于现有技术的光学鼠标设有一距离感测器(proximity sensor)，距离感测器独立发射光线至工作表面而产生反射光，借由发射光线及接收反射光的时间来判断光学鼠标与工作表面之间的距离，以所判断的距离即可得知鼠标是否为抬起状态。然而，增设距离感测器虽能准确检测是否抬起，但增加额外元件将导致此技术的光学鼠标的制造成本将大幅提升。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明针对现有技术中判断不够精准或成本过高的缺点加以改进。
8.为达到前述的发明目的，本发明提供一种光学鼠标的抬起状态判断方法，其包含至少一发光周期，其中：
9.在各所述发光周期中，发射一第一光信号以获得一第一反射图像，以及一第二光信号以获得一第二反射图像，所述第一光信号的大小与所述第二光信号的大小不同；
10.计算所述第一反射图像的一第一照度参考值以及所述第二反射图像的一第二照度参考值且获得一比对结果；及
11.依据该比对结果判断该光学鼠标是否为抬起状态。
12.本发明另提供一种光学鼠标，其包括：
13.一壳体；
14.一光源，其设置于该壳体中并朝该壳体外提供光信号；
15.一感测单元，其设置于该壳体中并接收所述光信号的反射光信号；
16.一控制单元，其设置于该壳体中，该控制单元控制该光源提供该光信号，并依据该感测单元所接收到的该反射光信号产生对应的反射图像，其中该控制单元执行至少一发光周期，其中该控制单元执行前述的控制方法。
17.本发明的优点在于，借由在发光周期中发射具有不同大小的光信号，则将对应不同大小的光信号所获取到的反射图像的照度参考值加以比对，所获得的比对结果可加以判断此时该光学鼠标是否为抬起状态，则本发明可在不额外增加元件成本的前提下，仍能维持抬起状态判断的准确度。
18.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
19.图1为本发明的光学鼠标在未抬起状态的侧视剖面示意图；
20.图2为本发明的光学鼠标的部分元件方块图；
21.图3为本发明的光学鼠标的控制方法的第一实施例的发光时序图；
22.图4为本发明的光学鼠标的控制方法的第二实施例的发光时序图；
23.图5为本发明的光学鼠标的控制方法的第三实施例的发光时序图；
24.图6为本发明的光学鼠标的控制方法的第四实施例的发光时序图；
25.图7为本发明的光学鼠标在未抬起状态下的其中一实施方式的发光时序及反射图像对照示意图；
26.图8为本发明的光学鼠标在抬起状态的侧视剖面示意图；
27.图9为本发明的光学鼠标在抬起状态下的其中一实施方式的发光时序及反射图像对照示意图；
28.图10至图13为本发明所获取的反射图像的各像素照度示意图；
29.图14为现有技术的光学鼠标在未抬起状态的侧视剖面示意图；
30.图15为现有技术的光学鼠标在抬起状态的侧视剖面示意图。
31.其中，附图标记：
32.10:外壳
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20:光源
33.21:光线
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30:控制单元
34.40:感测单元
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50:工作表面
35.t:发光周期
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、s
12
:第一光信号
36.s
21
、s
22
:第二光信号
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t
11
、t
12
:第一时间
37.t
21
、t
22
:第二时间
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φ
11
、φ
12
:第一光通量
38.φ
21
、φ
22
:第二光通量
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀi11
、i
12
:第一反射图像
39.i
21
、i
22
:第二反射图像
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90:光学鼠标
40.91:工作表面
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92:光线
41.93:对应位置
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94:反射光
具体实施方式
42.以下配合附图及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段，其中附图为了说明目的而已被简化，并通过描述本发明的元件和组件之间的关系来说明本发明的结构或方法发明，因此，图中所示的元件不以实际数量、实际形状、实际尺寸以及实际比例呈现，尺寸或尺寸比例已被放大或简化，借此提供更好的说明，已选择性地设计和配置实际数量、实际形状或实际尺寸比例，而详细的元件布局可能更复杂。
43.请参阅图1及图2所示，本发明的光学鼠标1包含有一壳体10、一光源20、一控制单元30及一感测单元40。该光源20、该控制单元30及该感测单元40均设置于该壳体10中，该光源20及该感测单元40电连接于该控制单元30，该光源20所发射的光线21朝向该壳体10外，亦即该光源20朝该壳体10外提供光信号，当光线21照射到该壳体10的底面所放置的工作表面50后，反射光由该感测单元40接收，进而产生对应的反射图像，借由该反射图像判断该光学鼠标1的移动行程。
44.请参阅图2及图3所示，该控制单元30控制该光源20执行至少一发光周期t，在各所述发光周期t中，该光源20发射多个第一光信号s
11
及至少一第二光信号s
21
，其中发射该第一光信号s
11
的时间长度为一第一时间t
11
，且该第一光信号s
11
具有一第一光通量φ
11
，发射该第二光信号s
21
的时间长度为一第二时间t
21
，且该第二光信号s
21
具有一第二光通量φ
21
。又，该第一光信号s
11
的大小与该第二光信号s
21
的大小不同，在一实施例中，该大小指光信号的光能，亦即光信号的光通量与发射时间的乘积，该第一光信号s
11
的光能等于该第一时间t
11
与该第一光通量φ
11
的乘积，该第二光信号s
21
的光能等于该第二时间t
21
与该第二光通量φ
21
的乘积。请参阅如图3所示的实施例，该第一光通量φ
11
等于该第二光通量φ
21
，但由于该第一时间t
11
大于该第二时间t
21
，故该第一时间t
11
与该第一光通量φ
11
的乘积大于该第二时间t
21
与第二光通量φ
21
的乘积，因此该第一光信号s
11
的大小与该第二光信号s
21
的大小不同。请参阅如图4所示的实施例，该第一时间t
12
等于该第二时间t
22
，但该第一光通量φ
12
大于该第二光通量φ
22
，故该第一时间t
12
与该第一光通量φ
12
的乘积大于该第二时间t
22
与第二光通量φ
22
的乘积，因此该第一光信号s
12
的大小与该第二光信号s
22
的大小不同。在其余实施例中，亦可使该第一时间不同于该第二时间、该第一光通量不同于该第二光通量，但使该第一时间与该第一光通量的乘积大于或小于该第二时间与该第二光通量的乘积，即可符合该第一光信号的大小与该第二光信号的大小不同。
45.进一步而言，在各所述发光周期t中，发射该第一光信号及第二光信号的次数及方式可有不同实施方式。请参阅如图3所示的实施例，发射多次第一光信号s
11
及多次第二光信号s
21
(如图3所示为两次第一光信号s
11
及两次第二光信号s
21
)，且所述第一光信号s
11
与所述第二光信号s
12
交替发射。请参阅如图5所示的实施例，发射多次第一光信号s
11
及一次第二
光信号s
21
(如图5所示为三次第一光信号s
11
及一次第二光信号s
21
)。请参阅如图6所示的实施例，发射多次第二光信号s
21
及一次第一光信号s
11
(如图6所示为一次第一光信号s
11
及三次第二光信号s
21
)。
46.请参阅图1及图7所示，当光学鼠标1正常放置于工作表面50使用时，当光源20发射该第一光信号s
11
时，对应的反射光由该感测单元40接收产生一第一反射图像i
11
；当光源20发射该第二光信号s
21
时，对应的反射光由该感测单元40接收产生一第二反射图像i
21
。由于该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
具有不同大小，故当照射到工作表面50时，该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
所对应的反射光也会有不同大小，则所产生的该第一反射图像i
11
与该第二反射图像i
21
将具有不同的照度参考值。以图7为例，该第一光信号s
11
的大小大于该第二光信号s
21
的大小，故预设所对应产生的第一反射图像i
11
的第一照度参考值将大于第二反射图像i
21
的第二照度参考值。此时，将该第一反射图像i
11
的第一照度参考值与该第二反射图像i
21
的第二照度参考值加以运算后获得一比对结果，该比对结果倘若符合第一反射图像i
11
的第一照度参考值大于第二反射图像i
21
的第二照度参考值的结果，则可判断该光学鼠标1放置于工作表面50，而非抬起状态。纵使工作表面50的对比度较大、或工作表面50的纹理特征不明显，但由于该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
的大小已有所不同，故当光学鼠标1所获取到的反射图像的照度参考值仍会受到该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
的大小影响，来产生符合于预设结果的差异。
47.请参阅图8及图9所示，当光学鼠标1被抬起而并非贴附于工作表面50时，因为该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
已发散且未形成反射光，使得该第一光信号s
11
与该第二光信号s
21
的大小不影响该该第一反射图像i
12
及该第二反射图像i
22
的照度参考值，故无论是对应该第一光信号s
11
所产生的该第一反射图像i
12
、或对应该第二光信号s
21
所产生该第二反射图像i
22
，照度参考值仅对应当下工作表面50上对应位置的亮度。因此，此时将该第一反射图像i
12
的第一照度参考值与该第二反射图像i
22
的第二照度参考值加以运算后所获得的比对结果，其二者会得到相近的照度参考值，无法符合该第一反射图像i
12
的第一照度参考值大于第二反射图像i
22
的第二照度参考值的结果，故可判断该光学鼠标1当下离开工作表面50，呈抬起状态。
48.所述照度参考值可指与所述反射图像中所有或部分像素的照度有关的运算数值，举例而言，若图7中所示的第一反射图像i
11
中各像素的照度如图10所示、若图7中所示的第二反射图像i
21
中各像素的照度如图11所示、若图9中所示的第一反射图像i
12
中各像素的照度如图12所示、若图9中所示的第二反射图像i
22
中各像素的照度如图13所示，图10至13中所示的照度仅为例示说明用，而非用以限制本发明。
49.在一实施例中，所述照度参考值为该反射图像的所有像素的照度总和，该比对结果可为所述第一反射图像的所有像素的照度总和与所述第二反射图像的所有像素的照度总和的差值或比值，若判断该比对结果小于一门槛值，则判断该光学鼠标为抬起状态。假设差值的门槛值为5000、比值的门槛值为5，以光学鼠标1于图1及图7状态下所获得反射图像来看，该第一反射图像i
11
的所有像素的的照度总和为60649(如图10所示)、该第二反射图像i
21
的所有像素的的照度总和为6164(如图11所示)，则其差值为54485，其比值为9.84，显示两者的照度总和差异相当大，其比对结果大于所预设的门槛值，则判断光学鼠标1并非抬起状态；以光学鼠标1于图8及图9状态下所获得反射图像来看，该第一反射图像i
12
的所有像素
的的照度总和为17844(如图12所示)、该第二反射图像i
22
的所有像素的的照度总和为16942(如图13所示)，则其差值为902，其比值为1.05，显示两者的照度总和差异极微，其比对结果小于所预设的门槛值，则判断光学鼠标1为抬起状态。
50.在一实施例中，所述照度参考值为该反射图像的所有像素的照度平均值，该比对结果可为所述第一反射图像的所有像素的照度总和与所述第二反射图像的所有像素的照度平均值的差值或比值，若判断该比对结果小于一门槛值，则判断该光学鼠标为抬起状态。假设差值的门槛值为500、比值的门槛值为2，以光学鼠标1于图1及图7状态下所获得反射图像来看，该第一反射图像i
11
的所有像素的照度平均值为6738.78(如图10所示)、该第二反射图像i
21
的所有像素的照度平均值为684.89(如图11所示)，则其差值为6053.89，其比值为9.84，显示两者的照度平均值差异相当大，其比对结果大于所预设的门槛值，则判断光学鼠标1并非抬起状态；以光学鼠标1于图8及图9状态下所获得反射图像来看，该第一反射图像i
12
的所有像素的照度平均值为1982.67(如图12所示)、该第二反射图像i
22
的所有像素的照度总和为1882.44(如图13所示)，则其差值为100.23，其比值为1.05，显示两者的照度平均值差异极微，其比对结果小于所预设的门槛值，则判断光学鼠标1为抬起状态。
51.在一实施例中，所述照度参考值可为该反射图像的部分像素的照度总和或照度平均值，而该比对结果亦可随之调整。
52.在一实施例中，所述比对结果可比对相邻时序所发射的第一光信号及第二光信号、或比对同一周期中的任一第一光信号与任一第二光信号、或比对不同周期中的第一光信号与第二光信号。
53.综上所述，借由比对相对于不同大小的光信号的反射图像的照度参考值，来判断其是否符合预设的比对结果，若符合，则判断该光学鼠标并非在抬起状态，而为正常贴附于工作表面的使用状态；若不符合，则判断该光学鼠标为抬起状态，此时可进一步忽略所获取到的反射图像，以避免误判光学鼠标的移动轨迹。因此，在无须增加额外的检测元件下，本发明的光学鼠标仍可准确的判断是否为抬起状态，也不受工作表面的对比度及纹理的影响。
54.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。