光学传感器及其数据处理装置及方法制造方法及图纸

一种光学传感器，包括传感元件、时序控制单元以及傅利叶转换单元。传感元件根据调变信号感测相对移动的物体，并据此输出传感信号。传感信号包括对应第一时序期间的第一部份传感信号以及对应第二时序期间的第二部份传感信号。时序控制单元接收传感信号，并捕获第一部份传感信号以及第二部份传感信号进行信号处理，以输出数据信号，其中数据信号包括具有相同时序且分别对应第一部份传感信号及第二部份传感信号的第一数字数据信号及第二数字数据信号。傅利叶转换单元接收数据信号并同时对第一数字数据信号以及第二数字数据信号进行傅利叶转换，以产生所需的信号分析频谱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种使用快速傅利叶转换(Fast Fourier Transfer)的自混合(Self Mixing)。
技术介绍
传统的自混合光学传感器，例如是指针器或鼠标等，是利用比 较器及脉波计数器来计算每一个调变信号上所搭载的载波波数，进 而推算相对应的传感信号频率。然而由于光学传感器所产生的传感 信号存在着光斑(Speckle )、模拟信号匹配不良以及低信噪比等问 题，z使得上述推算传感信号频率的方式有着相当大的困难度。为了解决上述问题，现有技术是利用快速傅利叶转换来处理自 混合光学传感器的数据，以减少上述因光斑、模拟信号匹配及低信 噪比等所造成的干扰及误判。然而，由于一般应用于消费性电子产 品的光学传感器所需处理的信号数据量相当庞大，使得傅利叶转换 的凄t据处理速度往往无法满足消费者的需求。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种光学传感器及 其数据处理装置及方法。对光学传感器与物体相对移动时在移动坐 标轴的相反两个方向上所感测的两组不同数据同时进行快速傅利叶转换，以加快数据处理的速度，满足消费者对光学传感速度的要求。根据本专利技术的目的，提供了一种数据处理装置，应用于光学传 感器。光学传感器根椐调变信号感测相对移动的物体，并据此输出 传感信号。传感信号包括对应第一时序期间的第一部份传感信号以 及对应第二时序期间的第二部份传感信号。数据处理装置包括时序 控制单元以及傅利叶转换单元。时序控制单元用于接收传感信号， 并捕获第一部々分传感信号以及第二部份传感信号来进4于信号处理， 以输出数据信号。数据信号包括具有相同时序且分别对应第 一部份 传感信号及第二部份传感信号的第一数字数据信号及第二数字数 据信号。傅利叶转换单元耦接时序控制单元，用于接收数据信号并 同时对第 一数字数据信号以及第二数字数据信号进行傅利叶转换， 以产生所需的信号分析频i普。根据本专利技术的另一目的，提供了一种光学传感器，包括第一传 感元件、第一时序控制单元以及傅利叶转换单元。第一传感元件根 据第 一调变信号感测相对移动的物体，并椐此输出第 一传感信号。 第 一传感信号包括对应第 一 时序期间的第 一部份传感信号以及对 应第二时序期间的一第二部份传感信号。第一时序控制单元耦接第一传感元件，用于接收第一传感信号，并捕获第一部份传感信号以 及第二部份传感信号进行信号处理，以输出第一数据信号，其中第一数据信号包括具有相同时序且分别对应第一部份传感信号及第 二部份传感信号的第 一数字数据信号及第二数字数据信号。傅利叶 转换单元耦接第一时序控制单元，用于接收第一数据信号并同时对 第 一数字数据信号以及第二数字数据信号进行傅利叶转换，以产生 所需的信号分析频谱。根据本专利技术的又一目的，提供了一种数据处理方法，应用于光 学传感器。光学传感器根据调变信号感测相对移动的物体，并据此输出传感信号。传感信号包括对应第 一时序期间的第 一部份传感信 号以及对应第二时序期间的第二部份传感信号。凄t据处理方法包括分别捕获传感信号的第一部份传感信号以及第二部^分传感信号；冲艮 据第二部份传感信号的第二时序期间延迟第一部份传感信号的第一时序期间，并据此得到延迟信号；以及对延迟信号以及第二部份 传感信号进行傅利叶转换，以产生所需的信号分析频语。综上所述，根据本专利技术的光学传感器及其数据处理装置及方 法，由于采用先捕获传感信号中对应光学传感器相对待测物体移动 的相反两个方向的两个部^f分传感信号，进行时序调整4吏两个部个分传 感信号具有相同时序后，再进行傅利叶转换产生具有两个以上波峰 的信号分析频语，因此不仅可避免激光光斑、模拟信号匹配不良及 低信噪比所产生的问题，还可以加快数据处理的速度，满足消费者 对光学传感速度的要求。附图说明图1示出根据本专利技术优选实施例的一种光学传感器的结构框图。图2示出才艮据本专利技术优选实施例的图。图3A示出图1的数据处理装置中第一时序控制单元的结构框图。图3B示出本专利技术的数据处理装置中延迟元件与信号放大器的 一种可行电路的结构连接图。图4示出根据本专利技术优选实施例的一种数据处理方法的流程图。图5示出现有技术与本专利技术光学传感器的数据处理速度比较示 意图。^M^实施方式为进一步了解本专利技术的上述目的、特征及优点，下面参照附图 对优选实施例进行如下详细说明请参照图1，其示出根据本专利技术优选实施例的一种光学传感器 的结构框图。光学传感器IOO例如是鼠标，用于感测与例如是桌面 的物体0产生的相对移动。光学传感器100包括第一传感元件110、 第一调变单元112、第二传感元件120、第二调变单元122以及凄t 据处理装置130。数据处理装置130包括第一时序控制单元140、 第二时序控制单元150以及傅利叶转换单元160。第一传感元件110 及第二传感元件120例如是分别感测X-方向移动及Y-方向移动的 传感元件，且使用半导体边射型激光或半导体面射型激光，来产生 激光光源Ll及L2射向待测的相对移动物体0。第一传感元件110 根据第一调变单元112所提供的调变信号Ml,例如是三角波信号， 以及由待测物体O所反射的激光光源Ll,而产生所需的第一传感 信号S1。同样地，第二传感元件120根据第二调变单元122所提供 的调变4言号M2，例如是三角波4言号，以及由4寺测物体0所反射的 激光光源L2，而产生所需的第二传感信号S2。上述第一调变单元110同时提供第一致能信号El以及第二致 能信号E2至数据处理装置130的第一时序控制单元140，且上述第 二调变单元120也同时提供第三致能信号E3以及第四致能信号E4 至^t据处理装置130的第二时序控制单元150。如图2所示，第一调变信号M1具有第一时序期间Pl,例如是 三角波信号的前半周期，以及第二时序期间P2，例如是三角波信号的后半周期。第二调变信号M2具有第三时序期间P3,例如是三角 波信号的前半周期，以及第四时序期间P4，例如是三角波信号的后 半周期。第一传感信号Sl包括对应第一时序期间Pl的第一部份传 感信号Sll (上升载波)以及对应第二时序期间P2的第二部份传感 信号S12(下降载波)。第一、第二部份传感信号Sll及S12例如是 分别对应鼠标相对桌面在X-方向移动的+X及-X相反两个方向。第 二传感信号S2包括对应第三时序期间P3的第三部份传感信号S23 (上升载波)以及对应第四时序期间P4的第四部份传感信号S24 (下降载波)。第三、第四部份传感讯号S23及S24例如是分别对 应鼠标相对桌面在Y-方向移动的+Y及-Y相反两个方向。另外，第一致能信号E1为对应第一时序期间Pl的方形脉波信 号，且第二致能信号E2为对应第二时序期间P2的方形脉波信号。 同样地，第三致能信号E3为对应第三时序期间P3的方形脉波信号， 且第四致能信号E4为对应第四时序期间P4的方形脉波信号。如图1所示，第一时序控制单元140耦接第一传感元件110， 用于接收第一传感信号Sl,并根据第一致能信号E1以及第二致能 信号E2,分别捕获第一部份传感信号Sll以及第二部份传感信号 S12并进行信号处理，以输出第一数据信号D1，其中第一数据信号 Dl包括具有相同时序且分别对应第一部份传感信号Sll及第二部 份传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理装置，应用于光学传感器，所述光学传感器根据调变信号感测相对移动的物体，并据此输出传感信号，所述传感信号包括对应第一时序期间的第一部份传感信号以及对应第二时序期间的第二部份传感信号，所述数据处理装置包括：时序控制单元，用于 接收所述传感信号，并捕获所述第一部份传感信号以及所述第二部份传感信号进行信号处理，以输出数据信号，其中所述数据信号包括具有相同时序且分别对应所述第一部份传感信号及所述第二部份传感信号的第一数字数据信号及第二数字数据信号；以及傅利叶转 换单元，耦接所述时序控制单元，用于接收所述数据信号并同时对所述第一数字数据信号以及所述第二数字数据信号进行傅利叶转换，以产生所需的信号分析频谱。

【技术特征摘要】
1.一种数据处理装置，应用于光学传感器，所述光学传感器根据调变信号感测相对移动的物体，并据此输出传感信号，所述传感信号包括对应第一时序期间的第一部份传感信号以及对应第二时序期间的第二部份传感信号，所述数据处理装置包括时序控制单元，用于接收所述传感信号，并捕获所述第一部份传感信号以及所述第二部份传感信号进行信号处理，以输出数据信号，其中所述数据信号包括具有相同时序且分别对应所述第一部份传感信号及所述第二部份传感信号的第一数字数据信号及第二数字数据信号；以及傅利叶转换单元，耦接所述时序控制单元，用于接收所述数据信号并同时对所述第一数字数据信号以及所述第二数字数据信号进行傅利叶转换，以产生所需的信号分析频谱。2. 根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述时序控制单 元还包括延迟元件，用于根据所述第二时序期间延迟所述第一 部份传感信号，并据此输出延迟信号。3. 根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述时序控制单 元还包括第一致能元件及第二致能元件，用于分别根据第一致 能信号以及第二致能信号致能所述传感信号，并据此输出所述 第一部份传感信号及所述第二部份传感信号。4. 根据权利要求3所述的数据处理装置，其中，所述时序控制单 元还包括信号放大元件，耦接所述延迟元件，用于将所述延迟信 号放大，并据此输出放大信号； 第 一模拟/数字转换器及第二模拟/数字转换器，分别耦接 至所述信号放大元件及所述第二致能元件，用于将所述放大信 号及所述第二部份传感信号分别转换为所述第一数字数据信号以及所述第二数字数据信号；以及与门电路，用于对所述第一数字数据信号及所述第二数 字数据信号进行加法运算，并据此输出所述数据信号。5. 根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述第一致能信 号为对应所述第 一时序期间的方形月永波信号，且所述第二致能 信号为对应所述第二时序期间的方形脉波信号。6. 根据权利要求4所述的数据处理装置，其中，所述信号放大元 件为阻抗转换器、微分器或放大器。7. 根据权利要求4所述的数据处理装置，其中，所述信号分析频 语包括分别对应所述第一部份传感信号以及所述第二部份传 感信号的第 一峰值以及第二峰值，且所述第 一峰值大于所述第 二峰值。8. 根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述数据处...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国栋，
申请(专利权)人：明基电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]