位移检测装置制造方法及图纸

一种位移检测装置，包含光源、图像感测器及处理单元。所述光源用于照明工作表面。所述图像感测器用于获取所述工作表面的反射光以输出图像帧。所述处理单元在所述图像帧中选择图像特征值最大的可设定取样范围，并根据所述可设定取样范围来计算所述位移检测装置的位移量。

【技术实现步骤摘要】
位移检测装置
本专利技术涉及一种互动装置，特别涉及一种可动态选择图像帧中有效像素范围以计算位移量的位移检测装置。
技术介绍
已知光学鼠标通常包含光源、图像感测器以及处理单元，并供使用者在工作表面上操控。所述光源用于照明所述工作表面；所述图像感测器接收来自所述工作表面的反射光以输出图像帧；所述处理单元则根据所述图像感测器输出的图像帧来计算所述光学鼠标相对于所述工作表面的位移量，例如根据图像帧间的相关性（correlation）来计算所述位移量。已知光学鼠标中，由于由所述图像感测器来获取所述工作表面的反射光，则当所述图像感测器所获取的图像帧的图像品质不佳时，可能出现无法正确计算所述位移量的情形。例如参照图1所示，一般光学鼠标例如包含光源81，光源81通过透镜82照明工作表面9，所述工作表面9的反射光通过另一透镜83被图像感测器84所接收。光学鼠标在组装时，所述图像感测器84可能并非精确地被设置于期望位置，例如当所述图像感测器84被设置于84′的位置时，所述图像感测器84获取所述工作表面9的反射光所形成的图像帧的图像品质可能不佳，因而导致误运算的情形。另外，即使所述图像感测器84正确地被设置于期望位置，当所述光学鼠标被操作于不同的工作表面时，仍然可能出现成像位置偏移的情形。例如参照图2A所示，其示出光学鼠标操作于玻璃表面的示意图，此时所述工作表面9的反射光仍然能够被所述图像感测器84所接收；然而，当光学鼠标操作于具有较大厚度的另一玻璃表面时，如图2B所示，所述图像感测器84则无法正确接收来自所述工作表面9的反射光，图像品质降低而导致误运算的情形。鉴于此，本专利技术还提出一种位移检测装置，其可操作于各种表面并可有效克服组装误差所导致的图像品质降低的情形。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种位移检测装置，其可克服组装误差所导致的计算精确度降低的情形。本专利技术的另一目的是提供一种位移检测装置，其可根据不同的工作表面来调整图像帧的可设定取样范围（windowofinterest），以增加计算精确度。本专利技术提供一种位移检测装置，包含光源、图像感测器以及处理单元。所述光源以一投射方向照明工作表面。所述图像感测器用于获取所述工作表面的反射光以输出图像帧。所述处理单元在所述图像帧中选择至少一个可设定取样范围，并分别根据两个所述图像帧的所述可设定取样范围来计算所述位移检测装置的位移量。本专利技术还提供一种位移检测装置，包含光源、图像感测阵列、加法单元、模拟/数字单元以及处理单元。所述光源以一投射方向照明工作表面。所述图像感测阵列用于获取所述工作表面的反射光以输出第一模拟图像帧。所述加法单元将所述第一模拟图像帧减去直流值以输出第二模拟图像帧。所述模拟/数字单元放大所述第二模拟图像帧并转换为数字图像帧。所述处理单元在所述数字图像帧中选择至少一个可设定取样范围，并根据所述可设定取样范围计算所述位移检测装置的位移量。本实施方式可用于当图像帧的图像特征较不明显时，用于增加图像特征值。本专利技术还提供一种位移检测装置，包含光源、图像感测器及处理单元。所述光源以一投射方向照明工作表面。所述图像感测器用于获取所述工作表面的反射光以输出图像帧。所述处理单元在所述图像帧中选择图像特征值最大的可设定取样范围，并根据所述可设定范围计算所述位移检测装置的位移量。本专利技术的位移检测装置中，通过使用具有较大面积（例如32×128）的图像感测阵列以完整接收来自所述工作表面的反射光，其中所述图像感测阵列优选为长方形且其长度优选向所述光源投射方向的水平分量的方向延伸。本专利技术还通过在所述图像感测器所获取的图像帧中选择至少一个可设定取样范围或图像特征值最大的可设定取样范围，以根据图像特征较明显的像素范围来正确计算位移量；其中，所述图像特征值最大指图像特征超过预设特征值的像素范围中，平均图像特征值最大者，例如平均图像品质的数值最大或平均图像亮度最大。附图说明图1示出已知光学鼠标的示意图，其示出图像感测器的组装偏差。图2A和2B示出已知光学鼠标操作于不同厚度的玻璃表面的操作示意图。图3示出本专利技术实施方式的位移检测装置的示意图，其示出图像感测器的组装偏差。图4示出本专利技术实施方式的位移检测装置的操作示意图。图5A和5B示出本专利技术实施方式的位移检测装置操作在不同厚度的玻璃表面的操作示意图。图6示出本专利技术实施方式的位移检测装置的方块示意图。附图标记说明1位移检测装置11、81光源13、13′、13"图像感测器130、130′可设定取样范围131图像感测阵列133加法单元135模拟/数字单元15处理单元16数字/模拟单元17、19光学元件S、9工作表面P投射方向PX投射方向水平分量PY投射方向垂直分量LX图像感测阵列长度方向IF图像帧DAC直流值DX平均亮度AX、Ay亮度特征变化T1、T2玻璃厚度82、83光学元件V84、84′图像感测器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，下文将配合附图作详细说明。在本专利技术的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此先说明。参照图3所示，其示出本专利技术实施方式的位移检测装置1的示意图。位移检测装置1包含光源11、图像感测器13及处理单元15；有些实施方式中所述位移检测装置1还可包含光学元件17（例如透镜），用于调整所述光源11的投射范围以及光学元件19（例如透镜），用于增加所述图像感测器13的感光效率。所述位移检测装置1用于检测相对于工作表面S的位移量，并将所述位移量输出至电子装置（未示出）以进行相对应控制。必须说明的是，图3中所述位移检测装置1实际上仅包含一个图像感测器13、13′或13"，此处示出三个图像感测器用于表示组装偏差，亦即所述图像感测器可能位于13、13′或13"其中一个位置，并非表示所述位移检测装置1包含三个图像感测器。所述光源11例如可为发光二极管或雷射二极管，用于发出红外光或不可见光以提供所述图像感测器13获取图像时所需的光。所述光源11以一投射方向P照明所述工作表面S，其中所述投射方向P可分解为平行于所述工作表面S的水平分量PX以及垂直于所述工作表面的垂直分量PY。所述图像感测器13优选为CMOS图像感测器或其他主动式图像感测器，用于获取所述工作表面S的反射光以持续输出图像帧IF；其中，所述图像帧IF为数字图像帧。所述图像感测器13优选包含长方形的图像感测阵列131；所述图像感测阵列131的长度方向LX大致向所述投射方向P的水平分量PX的方向延伸，而且所述图像感测阵列131例如具有像素尺寸32×128，但本专利技术并不限于此。藉此，如图所示不论所述图像感测器13在组装时被设置于13、13′或13"的位置，所述图像感测器13均得以检测来自所述工作表面S的反射光。可以了解的是，13、13′或13"的位置偏移量实际上非常小，为了表示的目的图3中放大了空间比例。所述处理单元15例如可以是数字信号处理器（DSP），用于在所述图像感测器13输出的所述图像帧IF中选择至少一个可设定取样范围130，并根据所述可设定取样范围130来计算所述位移检测装置1的位移量，例如分别根据两个图像帧IF的可设定取样范围130间的相关性（correlation）来计算所述位移量。一种实施方式中，所述至少一个可设定取样范围130定义为所述图像帧IF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移检测装置，该位移检测装置包含：光源，用于以一投射方向照明工作表面；图像感测器，用于获取所述工作表面的反射光以输出图像帧；以及处理单元，在所述图像帧中选择至少一个可设定取样范围，并分别根据两个所述图像帧的所述可设定取样范围来计算所述位移检测装置的位移量。

【技术特征摘要】
1.一种位移检测装置，该位移检测装置包含：光源，用于以一投射方向照明工作表面；图像感测器，用于获取所述工作表面的反射光以输出图像帧；以及处理单元，在所述图像感测器输出的所述图像帧中根据图像特征超过预设特征值的一个或多个像素范围选择至少一个可设定取样范围，忽略所述图像感测器输出的所述图像帧中所述可设定取样范围以外的像素范围，根据所述图像感测器输出的两个所述图像帧中分别选择的所述可设定取样范围间的相关性来计算所述位移检测装置的位移量，其中，所述位移检测装置根据不同的工作表面调整所述图像帧的所述可设定取样范围的位置。2.根据权利要求1所述的位移检测装置，其中所述图像特征为图像品质或图像亮度。3.根据权利要求1所述的位移检测装置，其中当所述图像帧的所述图像特征均小于所述预设特征值时，所述图像感测器还执行将模拟图像帧扣除直流值并将经扣除所述直流值的所述模拟图像帧进行放大的步骤，再输出所述图像帧。4.根据权利要求1所述的位移检测装置，其中所述图像感测器包含长方形的图像感测阵列，所述图像感测阵列的长度方向向所述投射方向的水平分量的方向延伸。5.根据权利要求1所述的位移检测装置，其中所述处理单元还对根据不同的所述可设定取样范围计算的所述位移量的一致性进行比较。6.一种位移检测装置，该位移检测装置包含：光源，用于以一投射方向照明工作表面；图像感测器，包含图像感测阵列、加法单元及模拟/数字单元，所述图像感测阵列，用于获取所述工作表面的反射光以输出第一模拟图像帧；所述加法单元，将所述第一模拟图像帧减去直流值以输出第二模拟图像帧；及所述模拟/数字单元，放大所述第二模拟图像帧并将所述第二模拟图像帧转换为数字图像帧；以及处理单元，在所述图像感测器输出的所述数字图像帧中根据图像特征超过预设特征值的一个或多个像素范围选择至少一个可设定取样范围，忽略所述图像感测器输出的所述数字图像帧中所述可设定取样范围以外的像素范围，并根据所述图像感测器输出的两个所述数字图像帧中分别选择的所述可设定取样范围间的相关性来计算所述位移检测装置的位移量，其中，所述位移检测装置根据不同的工作表面调整所述图像帧的所述可设定取样范围的位置。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高铭璨，古人豪，黄昱豪，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：