一种测量物体位移的方法，产生变频驱动讯号以发出一激光束。变频驱动讯号包括不同频率的第一子及第二子成分，其分别包括上升阶段及下降阶段。接着，投射激光束于一物体的表面并反射接收一混合讯号，其中，对应于第一子成分的上升与下降阶段，混合讯号具有第一与第二子讯号；对应于第二子成分的上升与下降阶段，混合讯号具有第三与第四子讯号。接着，接收混合讯号，并输出分别对应于第一至第四子讯号的第一至第四脉冲数，并依据至少第一与第二脉冲数之差以及第三波与第四脉冲数之差之一而决定物体的位移。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量物体的位移的装置，特别是涉及一种利用激光测量物体的位移的装置。
技术介绍
市面上有很多利用光学特性以检测位移的输入装置，例如应用于计算机的光学鼠标。光学鼠标底部有一光学传感器，在每隔一定时间撷取多个影像，并藉由处理器比较所撷取的影像图片的差异来决定鼠标的位移。光学鼠标的普遍，是因为其准确度较佳于利用鼠标球(mouse ba11)的机械式鼠标。另外，若应用于便携式电子产品中，例如PDA，使用者在移动中并无平坦表面以供光学鼠标运行，因此并不适用光学鼠标。飞利浦的美国专利US 6,707,027揭示了一种量测位移的输入装置，其利用激光的多普勒效应(Doppler shift)而检测手指的位移，所需的面积很小，适合用于可携式电子装置上。然而，在手指快速移动时，此种输入装置并无法精确的检测位移，使得坐标在屏幕看似反应迟钝而造成使用上的不便。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种有效检测物体的快速及慢速移动以正确判定物体的位移。根据本专利技术的目的，提出一种测量物体位移的方法，产生变频驱动讯号以发出一激光束。变频驱动讯号包括不同频率的第一子成分及第二子成分，其分别包括上升阶段及下降阶段。接着，投射激光束于一物体的表面并反射接收一混合讯号，其中，对应于第一子成分的上升与下降阶段，混合讯号具有第一与第二子讯号；对应于第二子成分的上升与下降阶段，混合讯号具有第三与第四子讯号。接着，接收混合讯号，并输出分别对应于第一至第四子讯号的第一至第四脉冲数，并依据至少第一与第二脉冲数之差以及第三波与第四脉冲数之差之一而决定物体的位移。根据本专利技术的目的，提出一种光学测量一物体的位移的装置，包括驱动单元、激光二极管及光传感器。驱动单元产生一变频驱动讯号。变频驱动讯号包括不同频率的第一子成分及第二子成分，第一子成分及该第二子成分分别包括一上升阶段及一下降阶段。激光二极管接收变频驱动讯号以发出一激光束，其中，激光束投射于该物体的表面并经其所反射。光传感器依据反射的该激光接收一混合讯号，其中，对应于第一子成分的上升阶段与下降阶段，混合讯号具有一第一与一第二子讯号，对应于第二子成分的上升与下降阶段，混合讯号具有一第三与一第四子讯号，光传感器并输出分别对应于第一至第四子讯号的第一至第四脉冲数。其中，驱动单元依据第一脉冲数与第二脉冲数之差产生第一脉冲差，依据第三脉冲数与第四脉冲数之差产生第二脉冲差，并由驱动单元依据至少第一与第二脉冲差之一而决定物体的位移。为使本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。附图说明图1示出了依照本专利技术较佳实施例的一种测量物体的位移的输入装置的方块图。图2A示出了变频驱动讯号波形图。图2B中示出了混合讯号的波形图。图3示出了混合讯号脉冲的波形图。图4示出了依照本专利技术的另一实施例的一种测量物体的位移的输入装置的方块图。图5示出了依照本专利技术较佳实施例的一种测量物体的位移的方法的流程图。附图符号说明100、400输入装置110驱动单元120激光二极管130光传感器 410变频驱动单元Obj物体LB激光束10、12、14、22、30、32、34波形P1、P2第一子成分、第二子成分H1、H2上升阶段L1、L2下降阶段R1、R2、R3、R4第一、第二、第三、第四子讯号Im混合讯号Id变频驱动讯号具体实施方式飞利浦的美国专利US 6,707,027揭示的量测位移的输入装置，其使用固定频率的驱动讯号以驱动激光二极管，此方式仅适合检测特定的物体移动速度，当速度过快时会发生检测不准确的现象。请参照图1，其示出了依照本专利技术的一种测量物体的位移的输入装置的方块图。输入装置100包括驱动单元110、激光二极管120及光传感器130。驱动单元110产生一变频驱动讯号Id以驱动激光二极管120。本实施例使用具有不同频率的驱动讯号Id以驱动激光二极管，因此当物体的速度快或慢时都可准确的检测。图2A为变频驱动讯号Id波形图。标号1表示频率较快的子成份，标号2次之，标号3最慢。驱动讯号Id可以为波形10、12或14之一。波形10具有交替为快、快、慢、慢(1、1、3、3)频率的子成分；波形12具有交替为慢、快、慢、快(3、1、3、1)频率的子成分；波形14具有快、中、慢(1、2、3)频率的子成分。以波形12为例，于2B图中所示，变频驱动讯号Id包括较慢频率的第一子成分P1及较快频率的第二子成分P2，第一子成分P1具有上升阶段H1及下降阶段L1，第二子成分具有上升阶段H2及下降阶段L2。激光二极管120用以接收由驱动单元110所产生的变频驱动讯号Id，受其所驱动，并据以发出一激光束LB以传播至物体Obj，例如为使用者的手指。当激光束LB投射于物体Obj的表面时，经由反射，并以原激光束LB的传播路径传回，使得反射激光，与原有的激光LB自我混合(self-mixing)，成为一混合讯号Im。如第2B图中，混合讯号Im为波形22，具有一第一子讯号R1与一第二子讯号R2，对应于第一子成分P1的上升阶段H1与下降阶段L1，还具有一第三子讯号R3与一第四子讯号R4，对应于第二子成分P2的上升阶段H2与下降阶段L2。当物体Obj为静止不动时，第一子讯号R1与第二子讯号R2的波数为相等，而第三子讯号R3与第四子讯号R4的波数亦为相等。当物体Obj朝向或远离激光束LB的方向移动时，反射光束经历多普勒效应，因而导致频移，使得混合讯号Im呈现图3波形上的讯号脉冲。当混合讯号Im如波形32所示，其表示物体Obj往前移动(朝向激光束LB所行径的方向)，混合讯号的子讯号R1及R3的波数分别大于其子讯号R2及R4的波数。而当物体Obj往后移动时(远离激光束LB所行径的方向)，混合讯号Im将呈现如波形34，与物体Obj往前移动时相反的结果。而脉冲数与物体的行径速度更有密切关系。因此，在充分的利用两者之间的关系，便能由观察脉冲数得知物体Obj的行径速度快慢与方向。藉由此，当光传感器130接收混合讯号Im后，即计算其频率以输出分别对应于第一子讯号R1、第二子讯号R2、第三子讯号R3及第四子讯号R4的第一脉冲数C1、第二脉冲数C2、第三脉冲数C 3及第四脉冲数C4。驱动单元110则依据第一脉冲数C1与第二脉冲数C2之差计算而产生第一脉冲差D1，并依据第三脉冲数C3与第四脉冲数C4之差计算而产生第二脉冲差D2。理论上，第一脉冲差D1以及第二脉冲差D2应相同，不受驱动讯号Id的频率变化所影响。然而，受到物体Obj的移动速度的影响而产生的误差，使得第一脉冲差D1常不等于第二脉冲差D2。当物体Obj快速移动时，利用低频(较慢)的第一子成分P1，可能无法明显分辨上升周期与下降周期之间脉冲差D1。此时，便需通过较高频的第二子成分P2，来检测脉冲差D2。举例说明，当第一子成分P1的频率为1kHz时，对应的R1及R2的第一脉冲数C1及第二脉冲数C2例如分别为100与99，第二子成分P2的频率为10kHz时，而对应的R3及R4的第三脉冲数C3及第四脉冲数C4为10与4。因此，D1等于100-99＝1而D2等于10-4＝6。因此，相对于D1，藉由D2可较清楚的得知于上升周期的第三脉冲数C3大于下升周期的第四脉冲数C4，代表物体的移本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量一物体位移的方法，包括：产生一变频驱动讯号以驱动一激光二极管，以发出一激光束，该变频驱动讯号包括不同频率的第一子成分及第二子成分，该第一子成分及该第二子成分各别包括一上升阶段及一下降阶段；投射该激光束于该物体的表面并经其所反射；依据反射的该激光接收一混合讯号，其中，对应于该第一子成分的该上升阶段与该下降阶段，该混合讯号具有一第一子讯号与一第二子讯号；对应于该第二子成分的该上升阶段与该下降阶段，该混合讯号具有一第三子讯号与一第四子讯号；利用一光传感器接收该混合讯号，并输出分别对应于该第一子讯号、该第二子讯号、该第三子讯号及该第四子讯号的一第一脉冲数、一第二脉冲数、一第三脉冲数及一第四脉冲数；依据该第一脉冲数与该第二脉冲数之差产生一第一脉冲差，依据该第三脉冲数与该第四脉冲数之差产生一第二脉冲差；以及依据至少该第一脉冲差与该第二脉冲差之一而决定该物体的位移。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马国栋，廖炳谦，李建兴，
申请(专利权)人：达方电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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