[发明专利]光学指点设备及其自动增益控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学指点设备(optical pointing apparatus)，且更明确地说，特别是涉及一种根据入射光的强度而限制图像信号的强度并控制所述图像信号的电压增益以便响应于具有至少预定的光强度的输入信号而获得精确图像的光学指点装置，以及其自动增益控制(automatic gaincontrol，AGC)方法。

背景技术

鼠标作为一种光学指点设备，是计算机的基本外围装置。近些年来，使用光学传感器芯片(optical sensor chip)的光学鼠标(optical mouse)比滚球鼠标(ball mouse)更广泛地被使用，所述光学传感器芯片从工作表面的图像数据高速计算出方向和速度以找到光学鼠标的坐标。

光学鼠标的运动信息是基于上面放置有所述光学鼠标的工作表面上的当前与先前图像数据之间的相关性，且所述图像数据由图像传感器循序地收集。

为了获得上面放置有光学鼠标的工作表面上的图像数据，以光的形式接收图像，产生并接收模拟信号且将其转换成数字信号，计算运动信息，且输出数字信号。

图1是常规光学指点设备的框图。

参看图1，所述常规光学指点设备包含光学单元10、图像传感器(imagesensor)20、模拟-数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)30和运动值计算器(motion value calculator)40。所述图像传感器20由多个像素组成，且所述光学单元10由光源和透镜组成。

现将参看图1来描述常规光学指点设备的操作。

光学单元10使用光源将光辐射到工作表面上，且将由工作表面反射的光穿过透镜传输到图像传感器20。图像传感器20接收穿过透镜的反射光，并感测光数据。ADC 30接收从图像传感器20输出的模拟信号，并将所述模拟信号转换成数字信号。运动值计算器40基于从ADC 30输出的数字信号而计算当前图像数据与先前图像数据之间的相关性值，基于所述相关性值而计算光学指点设备的坐标运动值V(MOV)，且输出所述运动值V(MOV)。

一般来说，光学指点设备的ADC 30具有固定的输入范围。在此情况下，可响应于光强度在预定范围内的输入信号而获得相对较精确的图像，而难以响应于光强度在所述预定范围外的输入信号而获得精确图像。

为了弥补这些弱点，已经采用一种用于根据入射光的强度而限制信号强度的自动增益控制(AGC)单元。所述AGC单元估计从ADC 30接收到的数字数据，控制光学指点感测单元(optical pointing sensing unit)中所包含的快门的速度和增益，且防止图像传感器20所捕获的图像的饱和以及曝光不足(underexposure)。

然而，无线光学指点设备执行快门开启控制(shutter-on control)和灯开启控制，以便减少功率消耗。当将无线光学指点设备放置在白色或浅色工作表面上时，快门开启时间和灯开启时间较短；另一方面，当将无线光学指点设备放置在黑色或深色工作表面上时，必须使快门开启时间增到最大，使得灯开启时间也被延长，且光源的功率消耗增加。

在此情况下，当放置在深色工作表面上的光学指点设备的快门开启时间过短时，可使用增加ADC 30的增益的方法，以便确保所需的光强度。然而，由于必须增加帧速率以使光学指点设备的运动速度增到最大，所以对增加快门开启时间存在特定的技术限制。

明确地说，当将光学指点设备放置在深色工作表面上时，不可避免的情况是由于帧速率上升而显著减少快门开启时间。因此，当光学指点设备低速移动时，可减小帧速率以确保足够的快门开启时间，且当光学指点设备高速移动时，可能的情况是当运动超过像素搜索窗口(pixel searchwindow)乘以帧速率时，无法检测到光学指点设备的运动。因此，有必要恰当控制光学指点设备的运动速度和快门开启时间。

由此可见，上述现有的光学指点设备在产品结构、制造方法以及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的光学指点设备及其自动增益控制方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。