專利名稱：可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，特別是一種以脈寬調(diào)制控制方式調(diào)制光源強度的光學(xué)指針裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)滾球式鼠標(biāo)，藉由滾輪接觸滾球表面的滾動動作，以檢測坐標(biāo)位置變化，長期使用后，滾輪與滾球難免會沾附灰塵或油污，甚而造成磨損，嚴(yán)重影響鼠標(biāo)操作品質(zhì)，雖可藉由清理而去除附著的污垢，然而，一但滾球或滾輪表面遭受磨損后，鼠標(biāo)靈敏度也會隨的下降，換言之，清除污垢雖可改善操作品質(zhì)，但仍無法恢復(fù)最佳操作品質(zhì)，因此必須定期汰換。
有鑒于滾球式鼠標(biāo)的弊端，因此光學(xué)鼠標(biāo)于市面上逐漸受到歡迎，請參閱圖1，該傳統(tǒng)光學(xué)鼠標(biāo)10具有一殼體11，于殼體11內(nèi)設(shè)有檢測用的光源12、光學(xué)感應(yīng)模塊13、中央處理器14等構(gòu)件，該光源12一般采用發(fā)光二極管，將光學(xué)鼠標(biāo)10設(shè)置于工作表面(桌面或鼠標(biāo)墊)上使用，光源12發(fā)出光線透過殼體11至一工作表面，經(jīng)由該工作表面反射形成一反射光，再由光學(xué)感應(yīng)模塊13接收此反射光以擷取一影像(image)，并與其先前所接收的另一影像加以比較，再根據(jù)這兩個影像的差異性以產(chǎn)生一對應(yīng)的移動信號；而后，該移動信號被送入中央處理器14中加以分析，并產(chǎn)生一相對的計算機光標(biāo)控制信號至計算機20，再由計算機20的屏幕呈現(xiàn)同步光標(biāo)的移動變化；由于光學(xué)鼠標(biāo)10的感應(yīng)不與工作表面直接接觸，因此不會沾附污垢或磨損，可保持鼠標(biāo)靈敏度，延長使用壽命。
據(jù)上所述可知，光學(xué)鼠標(biāo)10是利用光線反射，以擷取影像的原理制成，由于工作表面材料或顏色不同，因此工作表面的反射率(Refractive index)也有所不同，而其所擷取的影像，更常常會有曝光不足或是曝光過度的現(xiàn)象產(chǎn)生，故為了維持光學(xué)鼠標(biāo)的操作品質(zhì)(即影像的擷取品質(zhì))，必須于持續(xù)地隨時修正。按，現(xiàn)行的修正方式有兩種，一是調(diào)整幀速率(frame rate)，一是調(diào)整快門模式(shutter mode)，其中，幀速率的定義為單位時間內(nèi)影像擷取的次數(shù)；而快門模式的定義為每一幀速率中影像擷取的時間長度。其中，在每一個時鐘頻率(clock frequency)下，幀速率與快門模式互呈反比的關(guān)系。而傳統(tǒng)光學(xué)鼠標(biāo)10的適應(yīng)系統(tǒng)是同時采用調(diào)整幀速率與調(diào)整快門模式兩種方式；其中，快門模式是由光學(xué)感應(yīng)模塊13內(nèi)的一微處理器(圖中未示出)所控制，而幀速率則是由光學(xué)鼠標(biāo)10內(nèi)的中央處理器14所掌控，但亦可視實際需要，將所有可改變的因素集中控制于中央處理器14。由于上述的控制方式，并非本實用新型解決的問題，故在此不加贅述。藉由上述的方式，使得光學(xué)感應(yīng)模塊13所擷取的影像，盡可能地不致于有曝光過度，或是曝光不足的現(xiàn)象產(chǎn)生，以維持一定的影像擷取品質(zhì)。
例如，以玻璃材質(zhì)而言，大部份光線會透射過玻璃，只有極少數(shù)光線會反射回鼠標(biāo)，所以光學(xué)鼠標(biāo)10無法在玻璃材質(zhì)工作表面上工作；而對于同一材料具有不同表面顏色的工作表面而言，由于反射率大小的不同，亦會面臨上述操作不易的問題。若是工作表面的反射率很大時，將使得反射光過強(譬如類似鏡面的工作表面)，因此習(xí)知利用固定強度的檢測光源，不僅耗費電力降低光學(xué)鼠標(biāo)電池使用時間，更易產(chǎn)生光標(biāo)移動不順暢或完全無法作動的情事。雖然光學(xué)鼠標(biāo)10可依靠現(xiàn)行調(diào)整幀速率(frame rate)，及調(diào)整快門模式(shutter mode)的方式來取得較佳的擷取影像，然而光學(xué)指針裝置30于操作過程中并非絕對能夠維持于一均質(zhì)材料的工作表面，因此該工作表面的反射率也可能在鼠標(biāo)的操作過程中隨時改變。例如當(dāng)光學(xué)指針裝置30意外地滑出操作墊外，抑或工作表面具有些微地材質(zhì)表面的紋理變化，或是色調(diào)的微小改變時，則容易引起光學(xué)指針裝置30指針移動不順的狀況，故即使利用上述的調(diào)整方式，常常不能得到令人滿意的影像品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的是提供一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，由微控制器讀取并比較相鄰前后兩次參數(shù)值大小，并對應(yīng)產(chǎn)生一回饋控制信號至脈寬調(diào)制控制器，據(jù)以反向或同向調(diào)整光源亮度，藉此，可依不同材質(zhì)或顏色的工作表面而自動地調(diào)整光源亮度，達(dá)到指標(biāo)移動順暢的功效。
本實用新型的次要目的是提供一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，使得無線光學(xué)指針裝置不致過度耗電，并可延長無線光學(xué)指針裝置電池的使用時間。
本實用新型的另一目的是提供一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，使得光學(xué)指針裝置除了調(diào)整幀速率及調(diào)整快門模式外，還可同時調(diào)整光照度，可大幅提升光學(xué)指針裝置亮度控制品質(zhì)。
本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的，一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，置放于一工作表面上使用，包括一光源，發(fā)射一光線至一工作表面，并由該工作表面產(chǎn)生一反射光；一光學(xué)感應(yīng)模塊，用以接收該反射光，并產(chǎn)生一參數(shù)值；一微控制器，連接光學(xué)感應(yīng)模塊，用以讀取由該光學(xué)感應(yīng)模塊所產(chǎn)生的參數(shù)值，并對應(yīng)產(chǎn)生一反饋控制信號；一脈寬調(diào)制控制器，設(shè)置于微控制器與光源之間，用以接收由微控制器產(chǎn)生的反饋控制信號，藉此控制該光源的亮度。
以下結(jié)合附圖以具體實例對本實用新型進行詳細(xì)說明。


圖1是習(xí)用光學(xué)鼠標(biāo)的架構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的硬件架構(gòu)方塊圖；圖3是本實用新型的控制流程圖。
附圖標(biāo)記說明10-光學(xué)鼠標(biāo)；11-殼體；12-光源；13-光學(xué)感應(yīng)模塊；14-中央處理器；20-計算機；30-光學(xué)指針裝置；31-殼體；32-光源；33-光學(xué)感應(yīng)模塊；331-緩存器；34-微控制器；36-連接端口接口；37-按鍵或/及滾輪；41~47-本實用新型的方法步驟。
具體實施方式
首先，請參閱圖2，本實用新型的一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置30具有一殼體31，于殼體31內(nèi)設(shè)有一檢測用的光源32，該光源32一般采用發(fā)光二極管，亦可采用其它可發(fā)光裝置，如激光器裝置；光源32所發(fā)出的光線透過殼體31發(fā)射至工作表面(圖中未示出)，經(jīng)由工作表面反射形成一反射光；該光源32連接一光學(xué)感應(yīng)模塊33，于光學(xué)感應(yīng)模塊33內(nèi)設(shè)有一緩存器331；該光學(xué)感應(yīng)模塊33可接收由工作表面反射所形成的反射光，以擷取一影像及一可與該影像對應(yīng)的參數(shù)，并將參數(shù)儲存于緩存器331內(nèi)；此參數(shù)可為一表面品質(zhì)數(shù)值(Surface quality value，SQUAL)，用以表示該工作表面的可被辨視效果(Visible effect)；譬如，經(jīng)實驗后的設(shè)定，當(dāng)該工作表面為完全反光時(譬如類似鏡面具高反射率的材質(zhì)時)，可設(shè)定其SQUAL值為255；而當(dāng)該工作表面為完全不反光時(譬如玻璃或深色具低反射率的材質(zhì)時)，則可設(shè)定其SQUAL值為0。故當(dāng)使用者操作該指針裝置30于一工作表面移動時，該緩存器331內(nèi)的SQUAL值，會隨著工作表面的材質(zhì)、紋理、或顏色的不同而持續(xù)地有所變化。
該光學(xué)感應(yīng)模塊33與一微控制器(Micro control Unit，MCU)34連接，該微控制器34亦連接一脈寬調(diào)制控制器35，且該脈寬調(diào)制控制器35的另一端連接光源32；其中，該脈寬調(diào)制控制器35可外接或內(nèi)建于微控制器34；該微控制器34可讀取緩存器331所儲存的相鄰前后兩次參數(shù)值，經(jīng)過一特定的比較運算后，可對應(yīng)產(chǎn)生一回饋控制信號至脈寬調(diào)制控制器(Pulse widthmodulation，PWM)35，以微調(diào)該光源32的單位時間內(nèi)的通電時間長度，藉此調(diào)整光源32的亮度強弱。即，當(dāng)工作表面的反射率高時，脈寬調(diào)制控制器35即減少該光源的單位時間內(nèi)通電時間，調(diào)弱光源32的亮度，以避免所擷取的影像曝光過度；反之，當(dāng)工作表面的反射率低時，脈寬調(diào)制控制器35即增加該光源的單位時間內(nèi)通電時間，調(diào)高光源32的亮度，以避免影像有曝光不足的現(xiàn)象產(chǎn)生。
此外，該微控制器34連接一連接端口接口36；若為有線傳輸時，該連接端口接口36可為通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)或并行端口(PS2)接口，并利用一條連接線，以供連接計算機20；其次，微控制器34可連接按鍵或/及滾輪37，該按鍵或/及滾輪37設(shè)置于殼體31上，以產(chǎn)生一控制信號至該計算機20。此外，若為無線傳輸時，該連接端口接口36則為一無線發(fā)射模塊，以發(fā)射一無線信號，并可被一與計算機20相連的無線接收器所接收。
請同時參閱圖2及圖3，說明本實用新型微調(diào)脈寬調(diào)制控制器35的信號寬度以調(diào)整光源32亮度的流程步驟41首先由微控制器34讀取光學(xué)感應(yīng)模塊33內(nèi)的緩存器331的一SQUAL值作為初始值(為一默認(rèn)值)，先作為初始第一參數(shù)值；接著，微控制器34以正方向調(diào)整光源32的亮度。
步驟42由于微控制器34在指針裝置30的使用過程中，不論是靜止或是移動狀態(tài)下，均持續(xù)地讀取光學(xué)感應(yīng)模塊33內(nèi)的緩存器331的SQUAL的數(shù)值，因此微控制器34所讀取的下一SQUAL值，即令其作為第二參數(shù)值。
步驟43隨及由微控制器34比較第一參數(shù)值與第二參數(shù)值大小。
步驟44保留第一參數(shù)值。
步驟45當(dāng)?shù)诙?shù)值小于第一參數(shù)值時，表示該工作表面的反射率變低，因此該微控制器34對應(yīng)產(chǎn)生一回饋控制信號至脈寬調(diào)制控制器35，以反方向調(diào)整光源32的亮度。此處由于步驟41第一次的調(diào)整為正方向調(diào)亮，則本次調(diào)整便由負(fù)方向調(diào)暗；反之，在持續(xù)的調(diào)整過程的中，若前一次的調(diào)整為負(fù)方向時，則本步驟必須作正方向的調(diào)整。
步驟46當(dāng)?shù)诙?shù)大于第一參數(shù)時，表示該工作表面的反射率增高，故將第二參數(shù)值取代第一參數(shù)值。
步驟47由于步驟45所讀取的第二參數(shù)值為一較佳值，因此該微控制器34對應(yīng)產(chǎn)生一回饋控制信號至脈寬調(diào)制控制器35，以同方向調(diào)整光源32的亮度。此處由于步驟41第一次的調(diào)整為正方向調(diào)亮，則本次調(diào)以正方向調(diào)亮；反之，在持續(xù)的調(diào)整過程中，若前一次的調(diào)整為負(fù)方向調(diào)暗時，則本步驟亦必須向負(fù)方向調(diào)整。
步驟45或是步驟47結(jié)束的后，皆重復(fù)到步驟42，以便微控制器34能再一次重新讀取一新的第二參數(shù)(即下一個參數(shù)值)進行比對。
值得注意的是，本實用新型中的光學(xué)指針裝置30，不僅可隨工作表面材質(zhì)或色調(diào)不同而改變光源32的亮度，更可同時搭配傳統(tǒng)的調(diào)整幀速率與調(diào)整快門模式，并以一算法(Algorism)在三者間作選擇性的適當(dāng)調(diào)整。
必須說明的是，傳統(tǒng)光學(xué)指針裝置的光源具有在待命狀態(tài)時會稍暗，而在工作狀態(tài)時則恢復(fù)原來亮度的現(xiàn)象；然此傳統(tǒng)技術(shù)，主要是為了省電，或稱為睡眠模式(sleeping mode)；也就是說，傳統(tǒng)技術(shù)的光學(xué)指針裝置在正常工作狀態(tài)下，無論工作表面的性質(zhì)或是顏色為何，其光源的發(fā)光亮度始終保持固定，故與本實用新型可變的光源強度的技術(shù)有所不同。
綜上所述，本實用新型以脈寬調(diào)制控制方式調(diào)制光源強度，光學(xué)指針裝置可依不同材質(zhì)或顏色的工作表面而調(diào)整電流高低，達(dá)到指標(biāo)移動順暢的目的，使光學(xué)指針裝置不致過度耗電，并可延長無線光學(xué)指針裝置電池使用時間，另可配合調(diào)整幀速率與調(diào)整快門模式，并以一算法在三者間作適當(dāng)調(diào)整適應(yīng)，可大幅提升光學(xué)指針裝置亮度控制品質(zhì)。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，不能以此限制本實用新型的范圍。因此凡依本實用新型權(quán)利要求所做的均等變化及修飾，將不失本實用新型的要義所在，亦不脫離本實用新型的精神和范圍，故都應(yīng)視為本實用新型的進一步實施。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，置放于一工作表面上使用，其特征在于包括一光源，發(fā)射一光線至一工作表面，并由該工作表面產(chǎn)生一反射光；一光學(xué)感應(yīng)模塊，用以接收該反射光，并產(chǎn)生一參數(shù)值；一微控制器，連接光學(xué)感應(yīng)模塊，用以讀取由該光學(xué)感應(yīng)模塊所產(chǎn)生的參數(shù)值，并對應(yīng)產(chǎn)生一反饋控制信號；一脈寬調(diào)制控制器，設(shè)置于微控制器與光源之間，用以接收由微控制器產(chǎn)生的反饋控制信號，藉此控制該光源的亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該光學(xué)感應(yīng)模塊還包括一緩存器，該緩存器儲存由光學(xué)感應(yīng)模塊所產(chǎn)生的參數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該光學(xué)感應(yīng)模塊所產(chǎn)生的參數(shù)值為一表面可見特性參數(shù)值。
4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該光源為發(fā)光二極管或激光器。
5.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該微控制器連接一通用串行總線或并行端口接口，以供連接計算機。
6.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該脈寬調(diào)制控制器內(nèi)置于微控制器中。
7.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其特征在于，該光學(xué)指針裝置為一有線或無線光學(xué)鼠標(biāo)。
專利摘要本實用新型是一種可調(diào)光照度的光學(xué)指針裝置，其主要由光源、光學(xué)感應(yīng)模塊、微控制器、脈寬調(diào)制控制器構(gòu)成，由光源發(fā)射光線至工作表面并產(chǎn)生一反射光，再由光學(xué)感應(yīng)模塊接收反射光并產(chǎn)生一參數(shù)值，該光學(xué)感應(yīng)模塊還包括一緩存器以儲存參數(shù)值，由微控制器讀取并比較相鄰前后兩次參數(shù)值大小，對應(yīng)產(chǎn)生一回饋控制信號至脈寬調(diào)制控制器，據(jù)以反向或同向調(diào)整光源亮度；藉此，可依不同材質(zhì)或顏色的工作表面而調(diào)整不同的光源亮度，達(dá)到指標(biāo)移動順暢的目的。同時，由于光源的亮度受到控制，使得無線的光學(xué)指針裝置不致過度耗電，并可延長無線光學(xué)指針裝置電池的使用時間。
文檔編號G06F3/033GK2643394SQ0326681
公開日2004年9月22日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者林宗熙 申請人:昆盈企業(yè)股份有限公司