[发明专利]具有目标检测的光学导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学导航系统。

背景技术

光学导航传感器通常在输入装置(例如光学鼠标)中用于表面导航。常规输入装置跟踪导航表面和输入装置内的图像传感器之间的相对运行。光源向导航表面或目标对象照射光。通常，受照射的导航表面的图像或受照射的目标对象的数字图像数据的多个帧被传感器捕捉，随后经过处理，并进一步转变为输入装置上的光标移动。

最近，光学手指导航装置已经广泛地用于很多便携式手持设备(例如，手机)中。光学手指导航装置使得用户能够通过简单地在这样的便携式设备的手指接口表面(finger interface surface)上移动手指来操纵导航功能。与常规光学鼠标系统相对，光学手指导航装置使用光源来照射用户的手指。除了为进行手指导航而结合的传感器通常定位成从光学手指导航装置面向上方而非下方之外，该光学手指导航装置的一般操作概念与常规光学鼠标类似。此外，光学手指导航系统的跟踪表面是用户的手指，而不是桌面工作表面。

采用手动操纵的光学手指导航装置，需要识别手指何时被提离导航表面。为了节省电力、以及防止光标发飘，重要的是在手指被提离导航表面时暂时中止导航操作。存在有常规的提离检测系统或目标检测系统，该提离检测系统或目标检测系统可以基于图像离焦或图像表面质量值来实现阻止输入装置跟踪。但是，这些系统通常涉及复杂的设计，并且在芯片设计过程中通常集成作为导航系统的一部分。此外，一些目标检测系统会需要传感器捕捉多个图像以进行对比，而这将需要LED始终被打开。

对于很多手指导航装置的另一已知限制是：当手指初始放置在导航表面上时或者手指被提离导航表面时非预期的光标移动。这样放置和提离手指会引起非预期的光标抖动、非预期的光标移动或光标突然跳动。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种光学导航系统，包括：光源，其构造成发出光；传感器，其构造成捕捉开灯帧和关灯帧，其中，所述开灯帧和关灯帧是以快门值来捕捉的；目标检测引擎，其联接到所述传感器，所述目标检测引擎构造成确定在获取所述开灯帧时所使用的光敏像素元件的第一设定数量、以及在获取所述关灯帧时所使用的光敏像素元件的第二设定数量，所述目标检测引擎构造成通过将按比例放大的像素值与阈值进行比较来报告运动数据。

在另一个方面，本发明提供了一种光学导航方法，包括如下步骤：以相同的快门值捕捉开灯帧和关灯帧；确定在获取所述开灯帧时所使用的光敏像素元件的第一设定数量、以及在获取所述关灯帧时所使用的光敏像素元件的第二设定数量；通过将按比例放大的像素值与阈值进行比较，在确定存在目标时报告运动数据。

在另一个方面，本发明提供了一种光学导航设备，包括：光源，其构造成发出光；传感器，其构造成捕捉开灯帧和后续的关灯帧，其中，所述开灯帧和关灯帧是以相同的快门值捕捉的；导航引擎，其构造成提供导航操作；目标检测引擎，其联接到所述传感器和所述导航引擎，所述目标检测引擎构造成确定在获取所述开灯帧时所使用的光敏像素元件的第一设定数量、以及在获取所述关灯帧时所使用的光敏像素元件的第二设定数量，所述目标检测引擎构造成通过将按比例放大的像素值与阈值进行比较来报告用于导航操作的运动数据；其中，所述目标检测引擎构造成使用所述第一设定数量、所述第二设定数量和所述快门值来计算所述按比例放大的像素值。

附图说明

在整个说明书和附图中，类似的附图标记可以用于标识类似的元件。

图1示出具有目标检测的光学导航系统的一个实施例的示意性框图；

图2示出具有目标检测的光学导航系统的另一实施例的示意性框图；

图3示出目标检测操作的方法的流程图；和

图4示出光学手指导航系统的一个实施例的示意性框图。

具体实施方式