光学导航系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术提出一种光学导航系统，该光学导航系统包含光源、第一感光单元、第二感光单元、控制单元和处理单元。所述光源用以发出预设波长的光。所述第一感光单元用以接收工作表面反射所述预设波长的反射光。所述第二感光单元覆盖有镀膜以滤除所述预设波长的光。所述控制单元用以控制所述光源、所述第一感光单元和所述第二感光单元以在所述光源开启时同时曝光所述第一感光单元和所述第二感光单元。所述处理单元用以从所述第一感光单元和所述第二感光单元分别读取第一图像数据和第二图像数据并据此判断环境光模式或提起模式。

Optical navigation system and its detection methods

The invention provides an optical navigation system, which comprises a light source, a first photosensitive unit, a second photosensitive unit, a control unit and a processing unit. The light source is used to emit a predetermined wavelength of light. The first photosensitive unit is used to receive reflected light reflected by the working surface reflecting the preset wavelength. The second photosensitive unit is covered with a coating to filter out the preset wavelength. The control unit is used to control the light source, the first photosensitive unit and the second light sensing unit to expose the first photosensitive unit and the second photoreceptor unit at the same time when the light source is opened. The processing unit reads the first image data and the second image data from the first photosensitive unit and the second photoreceptor unit, and then judges the environmental light mode or the lifting mode accordingly.

【技术实现步骤摘要】
光学导航系统及其检测方法本申请是申请号为201310659068.6、申请日为2013年12月09日、名称为“适于环境光与提起检测的光学导航系统及其检测方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术关于一种光学导航系统，特别关于一种可检测环境光和提起的光学导航系统及其检测方法。
技术介绍
已知光学导航系统中，例如光学鼠标通常具有光源、图像感测器和处理单元。当使用者在工作表面上操作所述光学鼠标时，所述光源发光至所述工作表面且所述图像感测器接收所述工作表面的反射光。所述光学鼠标的所述处理单元可根据所述图像感测器所连续获取的图像计算对应所述使用者操作的移动数值并转换所述移动数值为电子信号。主机则根据所述电子信号相对控制光标动作。然而，所述光学鼠标在运作时，可能会因为所述使用者的操作而离开所述工作表面，若所述光学鼠标仍持续获取所述工作表面的不精确的图像，所述处理单元则会计算出一个不正确的移动数值而造成误操作(misoperation)，例如所述光标抖动(cursorjitter)。为了在所述光学导航系统离开所述工作表面时停止计算位移并降低功率损耗，美国专利第8,044,936号，标题为“光学导航装置及其操作方法(OPTICALNAVIGATIONDEVICEANDMETHODOFOPERATINGTHESAME)”，披露一种光学导航装置，其可检测所述光学导航装置是否离开工作表面以防止误操作并减少不必要的功率损耗。图1为所述现有技术所提出的时序图，其时序控制由有效帧Fa和暗帧Fd依次重复组成，其中，所述有效帧Fa包含第一区间P1和第二区间P2；所述暗帧Fd包含第三区间P3和第四区间P4。所述第一区间P1为亮曝光区间(也即光源开启时曝光感光单元)；所述第二区间P2为读出亮图像区间；所述第三区间P3为暗曝光区间(也即光源关闭时曝光所述感光单元)以及计算位移区间；所述第四区间P4为读出暗图像区间。所述现有技术在所述有效帧Fa的后插入所述暗帧Fd以得到暗图像亮度，并利用所述暗图像亮度与所述有效帧Fa的亮图像亮度作比较来检测所述光学导航装置是否被抬起。然而，光学导航系统根据连续的亮图像来计算位移，所述现有技术通过在两张亮图像之间插入一张暗图像来检测提起的方法会造成两张亮图像的时间间距拉长而造成频率(或频宽)降低的问题。高速光学导航系统中(例如游戏鼠标)，为了同时支援提起检测并维持相同频宽，便需要一个相对高的有效帧频率。因此，若使用前述已知方法并欲维持相同追踪速度，则会增加所述光学导航系统的功率损耗。有鉴于此，本专利技术提出一种通过改进感光元件时序控制以检测环境光和提起的光学导航系统及其检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种可检测环境光和提起的光学导航系统及其检测方法，其可在维持原有光学导航系统的追踪帧率(trackingframerate)的前提下达成环境光和提起检测的目的。本专利技术另一目的在提供一种可检测环境光和提起的光学导航系统及其检测方法，其具有防止光学导航系统误操作的功效。本专利技术另一目的在提供一种可检测环境光和提起的光学导航系统及其检测方法，其具有减少光学导航系统的功率消耗的功效。为达上述目的，本专利技术提供一种光学导航系统的检测方法，其利用感光单元的多个像素重复地获取图像帧，且相对每一个所述图像帧具有第一期间和第二期间。所述检测方法包含下列步骤：在第一图像帧的所述第一期间开启光源并曝光所述感光单元的所述多个像素；在所述第一图像帧的所述第二期间从所述感光单元读取第一图像数据，其中所述第一图像数据具有第一光强度；在所述第一图像帧的所述第二期间关闭所述光源并曝光所述感光单元的部分像素；在第二图像帧的所述第一期间从所述感光单元的所述部分像素读取第二图像数据，其中所述第二图像数据具有第二光强度；计算所述第一光强度与所述第二光强度的差异值；以及当所述差异值小于阈值时，进入提起模式，其中，所述第二图像帧为所述第一图像帧的接续图像帧。本专利技术还提供一种光学导航系统，该光学导航系统用以在工作表面上操作并包含光源、感光单元、控制单元和处理单元。所述光源用以在每一个图像帧期间依次启闭。所述感光单元用以接收所述工作表面反射所述光源的光。所述控制单元用以控制所述光源和所述感光单元以在所述光源开启时曝光所述感光单元的全部像素阵列并在所述光源关闭时仅曝光所述感光单元的部分像素阵列。所述处理单元用以在所述光源关闭时从所述感光单元的全部像素阵列读取第一图像数据并在曝光所述部分像素阵列后从所述感光单元的所述部分像素阵列读取第二图像数据，其中，在所述处理单元读取所述第一图像数据的同时，所述控制单元曝光所述感光单元的所述部分像素阵列。所述第一图像数据具有第一光强度且所述第二图像数据具有第二光强度，当所述处理单元判断所述第一光强度与所述第二光强度的差异值小于阈值时，进入提起模式。一实施例中，处理单元可连续读取所述第一图像数据和所述第二图像数据。一实施例中，读取所述感光单元的第一部分的所述第一图像数据的同时暗曝光所述感光单元的第二部分，以缩短数据读取所需的总时间。一实施例中，所述第一感光单元和所述第二感光单元耦接相同或不同的驱动电路和读取电路。当以不同驱动电路或读取电路耦接所述第一感光单元和所述第二感光单元时，所述第一感光单元和所述第二感光单元可同时或依次动作。此外，所述第一感光单元和所述第二感光单元可具有共平面或彼此独立的感光面。本专利技术实施例的光学导航系统可通过感光元件和控制时序的改进以检测环境光和提起，在不降低所述光学导航系统的追踪帧率的前提下达到抑制误判位移输出的效果。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1显示已知光学导航装置的时序图；图2显示本专利技术一实施例的光学导航装置的示意图；图3显示本专利技术第一实施例的感光单元的示意图；图4显示本专利技术第一实施例的光学导航系统的检测方法的时序图；图5显示本专利技术第一实施例的光学导航系统的检测方法的流程图；图6显示本专利技术第二实施例的感光单元的示意图；图7显示本专利技术第二实施例的光学导航系统的检测方法的时序图；图8显示本专利技术第二实施例的光学导航系统的检测方法的流程图。附图标记说明1光学导航系统10光源12、12’感光单元121第一感光单元122第二感光单元14控制单元15导航单元16处理单元F1第一图像帧F2第二图像帧Fa有效帧Fd暗帧Iref参考光强度Lthr阈值P1、T1第一区间P2、T2第二区间P3第三区间P4第四区间G1、G3像素阵列G2部分像素阵列G4未覆膜像素阵列G5覆膜像素阵列S工作表面S01-S54步骤。具体实施方式为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本专利技术的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此提前说明。下列说明中，将以实施例说明本专利技术的光学导航系统。然而，本专利技术的实施例并不限定在任何特定环境、应用或实施方式。因此，下列各实施例的说明仅为用以说明，并非用以限定本专利技术。可以了解的是，与本专利技术不直接相关的构件已省略而未显示在下列实施例和图示中。图2显示本专利技术一实施例的光学导航系统1的示意图。所述光学导航系统1用以在工作表面S上操作。所述光学导航系统1包含光源10、感光单元12、控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学导航系统的检测方法，该检测方法利用感光单元的多个像素重复地获取图像帧，且相对每一个所述图像帧具有第一期间和第二期间，所述检测方法包含：在第一图像帧的所述第一期间开启光源并曝光所述感光单元的所述多个像素；在所述第一图像帧的所述第二期间从所述感光单元读取第一图像数据，其中所述第一图像数据具有第一光强度；在所述第一图像帧的所述第二期间关闭所述光源并曝光所述感光单元的部分像素；在第二图像帧的所述第一期间从所述感光单元的所述部分像素读取第二图像数据，其中所述第二图像数据具有第二光强度；计算所述第一光强度与所述第二光强度的差异值；以及当所述差异值小于阈值时，进入提起模式，其中，所述第二图像帧为所述第一图像帧的接续图像帧。

【技术特征摘要】
1.一种光学导航系统的检测方法，该检测方法利用感光单元的多个像素重复地获取图像帧，且相对每一个所述图像帧具有第一期间和第二期间，所述检测方法包含：在第一图像帧的所述第一期间开启光源并曝光所述感光单元的所述多个像素；在所述第一图像帧的所述第二期间从所述感光单元读取第一图像数据，其中所述第一图像数据具有第一光强度；在所述第一图像帧的所述第二期间关闭所述光源并曝光所述感光单元的部分像素；在第二图像帧的所述第一期间从所述感光单元的所述部分像素读取第二图像数据，其中所述第二图像数据具有第二光强度；计算所述第一光强度与所述第二光强度的差异值；以及当所述差异值小于阈值时，进入提起模式，其中，所述第二图像帧为所述第一图像帧的接续图像帧。2.根据权利要求1所述的检测方法，该检测方法还包含：当所述第二光强度大于参考光强度时，进入环境光模式。3.根据权利要求1和2中任一项权利要求所述的检测方法，其中每一个所述图像帧中，所述第一期间在所述第二期间之前。4.根据权利要求1所述的检测方法，其中所述第一光强度为所述第一图像数据的最大灰阶值或平均灰阶值；所述第二光强度为所述第二图像数据的最大灰阶值或平均灰阶值。5.根据权利要求1所述的检测方法，该检测方法还包含：以处理单元连续读取所述第一图像数据和所述第二图像数据。6.根据权利要求1所述的检测方法，其中读取所述部分像素以外的所述感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育儒，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71