具高追踪速度的光学导航装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用以控制显示装置上游标运作的光学导航装置。所述光学导航装置包括本体、基板、发光源、影像传感器以及处理模块，其中发光源、影像传感器以及处理模块分别设置于基板上。所述本体具有设有一开口的壳体，且该壳体内设有一容置空间。基板是设置于壳体的容置空间内。发光源用以产生一光线经由壳体的开口照射一导航平面。影像传感器与本体的长轴线成一预设角度的固定方向，并用以提取导航平面的多张影像，据以产生多张影像框架。处理模块根据所提取的该些影像框架的至少其中之一产生该光学导航装置相对于导航平面的移动信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种光学滑鼠装置，且特别是一种具高追踪速度的光学导航装置。
技术介绍
光学导航装置，例如光学滑鼠，可通过追踪内建于光学导航装置的影像传感器与一导航平面(例如滑鼠垫或桌面)之间的相对移动来检测光学导航装置的移动信息，并将检测到的移动信息传送至一显示器的图形化使用者界面(graphical user interface)。更详细地说，光学导航装置一般包括用以照亮位于光学导航装置下的导航平面的发光源，例如发光二极管(light emitting diode，LED)或是雷射二极管(laser diode，LD)，以供产生影像以及用以提取被发光源照射的导航平面的影像传感器。于光学导航装置因使用者操作而于导航平面移动时，发光源会依据光学导航装置内建的影像传感器的一影像提取频率以一固定频率开启照射导航平面。影像传感器则会感测导航平面反射光源照射的光线所产生的反射光线，据以提取对应导航平面的多张影像，以供光学导航装置追踪判断其相对于导航平面的位移量，据以控制显示屏幕上游标的运作。于实务上，光学导航装置一般是由电池来供应运作所需的工作电力，故于设计光学导航装置时通常需要在追踪效益以及功耗之间做取舍。举例来说，当影像传感器的影像取样频率增加(亦即增加每秒提取影像的数量)时，光学导航装置越能快速提供精确的追踪结果，然而增加影像取样频率同时代表发光源开启的频率亦会随之增加，且亦会增加影像处理分析的运算负担，进而需消耗更多电力。因此，目前业界迫切需要一种可于多种不同类型的导航平面同时提供高精准度、高反应速度以及广泛围追踪速度且低功耗的光学导航装置设计。专利技术内容有鉴于此，本专利技术实施例提供一种简单且低成本的光学导航装置改良设计，可有效提升光学导航装置的追踪速度。本专利技术实施例提供一种用以控制显示装置上游标运作的光学导航装置。光学导航装置包括本体、基板、发光源、影像传感器以及处理模块。发光源、影像传感器以及处理模块分别设置于基板的下表面上。处理模块耦接于发光源以及影像传感器。本体具有设有一开口的壳体，且壳体内设有一容置空间。基板是设置于壳体的容置空间内。发光源用以产生一光线经由壳体的开口照射光学导航装置的导航平面。影像传感器用以根据影像提取频率提取导航平面反射光线所产生的反射光线的多张影像，以依序产生多张影像框架。影像传感器是以与本体的长轴线成一预设角度的固定方向所设置的。处理模块用以根据所提取的影像框架的至少其中之一产生光学导航装置相对于导航平面的移动信息。本专利技术实施例提供一种光学滑鼠，包括滑鼠本体、基板、发光源、影像传感器以及处理模块。滑鼠本体具有一壳体，壳体具有一开口，且壳体内设有一容置空间。基板具有一下表面，且基本是设置于容置空间内。发光源、影像传感器以及处理模块分别设置于基板的下表面上。处理模块耦接于发光源以及影像传感器。发光源用以产生一光线经由壳体的开口照射光学导航装置的导航平面。影像传感器用以根据影像提取频率提取导航平面反射光线所产生的反射光线的多张影像，以依序产生多张影像框架。影像传感器是以与滑鼠本体的长轴线成一预设角度的固定方向所设置的。处理模块用以根据所提取的影像框架的至少其中之一产生光学导航装置相对于导航平面的移动信息。根据上述本专利技术实施例，其中影像传感器是以与滑鼠本体的长轴线实质上成45度的固定方向所设置的。综上所述，本专利技术实施例提供一种用以控制显示装置上游标的运作的光学导航装置，例如为光学滑鼠。光学导航装置的内部有与光学导航装置的长轴线成一预设角度的固定方向所设置的影像传感器，以使光学导航装置能够达到高追踪速度。旋转后的影像传感器可以较低影像提取频率达到
未旋转的影像传感器的追踪速度，因此有效降低光学导航装置的功率消耗。此外，影像传感器的旋转处理可以于光学导航装置的组装过程中完成，从而不需额外增加制造成本或其他设计成本。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与所附附图仅系用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1A为本专利技术实施例提供的光学导航装置的透视示意图。图1B为图1A的光学导航装置的影像传感器固定方向的俯视图。图2为本专利技术实施例提供的光学导航装置的方块示意图。图3为传统光学滑鼠的透视示意图。图4为光学导航系统中传统光学滑鼠的操作示意图。图5A与图5B分别为本专利技术实施例提供的光学导航装置的影像传感器与光学导航装置的长轴线成一预设角度的固定方向所设置的影像矩阵示意图。图6为本专利技术实施例提供的处理模块的示意图。其中，附图标记说明如下：1：光学导航装置 11：本体 111：壳体 12：基板 13：发光源 14、IM：影像传感器 141：感测阵列 143：感测电路 15：处理模块 151：影像处理单元 153：坐标转换单元 16：存储单元 17：通讯单元LA：长轴线SA：短轴线F：特征θ：角度R：滚轮P：按键c：最大追踪距离A1：影像感测阵列的X轴向A2：影像感测阵列的Y轴向DE1、DE2：方向M、N：像素数量具体实施方式本专利技术实施例的附图是用以说明本专利技术的一般结构。然而，为了说明的目的，附图中部分结构的尺寸大小相较于其他结构被进行夸饰放大。本领域普通技术人员应了解相对性的术语或词汇如「上」或「之上」，如附图所示在本文中是用于描述结构或部分结构相对于另一结构的关系。应理解的是，这些相对性的术语涵盖除了附图中描述的面向外的不同的其他面向。例如，如果附图中的元件或装置被翻转和/或旋转，结构或描述的「上」或「之上」的结构或部分结构将变成「下」、「之下」、「左」、「右」、「前」或「后」等等。本文中所使用的技术用语，如「在一角度」、「成某一角度」、「倾斜」的语词应解释为某一所述的参考点或物件成任何角度，其并非与该参考点或物见完全平行或完全垂直。本专利技术实施例提供一种崭新的、简单及低成本的光学导航装置(例如光学滑鼠)的结构设计，其可以提高和增加光学导航装置于各种不同的导航平面的追踪效能，同时将执行跟踪功能时所消耗的功率最小化。关于光学导航装置的实际结构以及基本操作方式与原理包含影像提
取与分析运作、位移计算与游标控制等为本专利技术所属
的技术人员所熟知的技术且并非本专利技术所着重的部分，故于本文中不再赘述，其后仅针对与本案专利技术核心概念相关技术部分进行说明。请同时参阅图1A与图1B，图1A绘示本专利技术实施例提供的光学导航装置的透视图，图1B绘示图1A的光学导航装置的影像传感器固定方向的俯视图。光学导航装置1，例如光学滑鼠或其他光学动作追踪器，用以控制一显示装置(图未示)上所显示的游标运作或图形化使用者界面。具体来说，光学导航装置1是操作于导航平面(例如为滑鼠垫或桌面)，并检测光学导航装置1相对于导航平面的移动运作。光学导航装置1会将检测到的动作传送至显示装置，据以控制显示装置上所显示的游标的运作或图形化使用者界面的操作。光学导航装置1包括本体11(例如为光学滑鼠的滑鼠本体)、基板12。本体11具有一长轴线LA以及一短轴线SA，其中长轴线LA与短轴线SA相互垂直。本体11的长轴线LA平行于光学导航装置1的移动方向。本体11进一步包括具有一开口的壳体111，其中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学导航装置，用以控制一显示装置上一游标的运作，其特征在于，该光学导航装置包括：一本体，具有一壳体，该壳体具有一开口，该壳体内设有一容置空间；一基板，该基板具有一下表面，且该基板是设置于该容置空间内；一发光源，设置于该基板的该下表面，该发光源用以产生一光线经由该壳体上该开口照射该光学导航装置所运作的一导航平面；一影像传感器，设置于该基板的该下表面，该影像传感器用以根据一影像提取频率提取该导航平面反射该光线所产生的一反射光线的多张影像，以依序产生多张影像框架，其中该影像传感器是以与该本体的一长轴线成一预设角度的固定方向所设置的；以及一处理模块，设置于该基板的该下表面，该处理模块耦接于该发光源及该影像传感器，且该处理模块用以根据所提取的所述多张影像框架的至少其中之一产生该光学导航装置相对于该导航平面的一移动信息。

【技术特征摘要】
2015.01.15 US 14/597,5921.一种光学导航装置，用以控制一显示装置上一游标的运作，其特征在于，该光学导航装置包括：一本体，具有一壳体，该壳体具有一开口，该壳体内设有一容置空间；一基板，该基板具有一下表面，且该基板是设置于该容置空间内；一发光源，设置于该基板的该下表面，该发光源用以产生一光线经由该壳体上该开口照射该光学导航装置所运作的一导航平面；一影像传感器，设置于该基板的该下表面，该影像传感器用以根据一影像提取频率提取该导航平面反射该光线所产生的一反射光线的多张影像，以依序产生多张影像框架，其中该影像传感器是以与该本体的一长轴线成一预设角度的固定方向所设置的；以及一处理模块，设置于该基板的该下表面，该处理模块耦接于该发光源及该影像传感器，且该处理模块用以根据所提取的所述多张影像框架的至少其中之一产生该光学导航装置相对于该导航平面的一移动信息。2.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该影像传感器与该本体的该长轴线成非零角度的固定方向。3.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该预设角度是界于0至90度之间。4.如权利要求3所述的光学导航装置，其中该影像传感器以与该本体的该长轴线实质上成45度的固定方向所设置的。5.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该处理模块还包括：一坐标转换单元，用以对计算所获取该光学导航装置相对于该导航平面的一第一位移向量进行坐标转换，以产生一第二位移向量；其中该光学导航装置的该移动信息是依据该第二位移向量所产生的。6.如权利要求5所述的光学导航装置，其中该坐标转换单元是通过一旋转矩阵来对该第一位移向量进行坐标转换，以产生该第二位移向量，其中该旋转矩阵是依据该影像传感器与该本体的该长轴线之间所成的该预设角度固定方向来设定的。7.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该影像传感器依据该影像
\t传感器与该本体的该长轴线的间的该预设角度反转所提取的所述多张影像，以产生所述多张影像框架。8.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该影像传感器具有M×M有源影像感测阵列，其中M为正整数。9.如权利要求8所述的光学导航装置，其中该影像传感器为一电荷耦合元件影像传感器或是一互补金属氧化半导体影像传感器。10.如权利要求1所述的光学导航装置，还包括：一透镜，设置于该影像传感器与该导航装置之间，该透镜用以将该反射光线自该导航平面导引至该影像传感器。11.如权利要求1所述的光学导航装置，还包括：一传感器放置座，固定于该基板，且该传感器放置座是以与该本体的该长轴线成该预设角度的固定方向所设置的；其中该影像传感器是通过固定设置于该传感器放置座，而与该本体的该长轴线之间成该预设角度。12.如权利要求1所述的光学导航装置，其中该光学导航装置将该移动信息传送至该显示装置，以控制该显示装置上该游标的运作。13.一种光学滑鼠，其特征在于，包括：一滑鼠本体，具有一壳体，该壳体具有一开口，该壳体内设有一容置空间；一基板，该基板具有一下表面，且该基板是设置于该容置空间内；一发光源，设置于该基板的该下表面，该发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋威昱，陈子豪，李永作，
申请(专利权)人：原相科技槟城有限公司，
类型：发明
国别省市：马来西亚;MY