專利名稱：光學跟蹤設備中的抓起高度調整的制作方法
光學跟蹤設備中的抓起高度調整背景諸如鼠標等計算機輸入設備已經成為大多數用戶與計算系統(tǒng)進行交互的主要設 備。作為主要的計算導航設備，鼠標在近幾年已經從使用表面接觸球的基本的有繩單功能 機械定點設備發(fā)展成當今的可使用激光/LED光源和圖像傳感器的無線光學多功能輸入設 備。對滾動球鼠標而言，對無意指針跟蹤的控制是用直接方式來解決的，因為在用戶從跟蹤 表面抓起鼠標時，跟蹤球簡單地落下從而遠離內部的接觸驅動的線性跟蹤機構。然而，這一 光學“復雜性”伴有另外的問題，如處理從各種不同的導航(跟蹤)表面反射的光并在鼠標 離開跟蹤表面時控制跟蹤。抓起高度是為了光學鼠標中的控制而必須解決的參數。在從跟蹤表面抬起鼠標 時，在到達指定距離之后停止鼠標跟蹤是合乎需要的。換言之，用戶不想看到鼠標指針在顯 示器上隨機移動。對在將鼠標移開跟蹤表面時需要精確的跟蹤控制的計算機用戶而言，如 對例如計算機游戲者、CAD操作者而言，這一問題變得尤其尖銳。

發(fā)明內容
下面提供了簡化的概述，以便提供對此處所描述的一些新穎實施例的基本理解。 本概述不是詳盡的綜述，并且它不旨在標識關鍵/重要元素或描繪本發(fā)明的范圍。其唯一 的目的是以簡化形式提出一些概念，作為稍后提出的更詳細描述的序言。所公開的體系結構包括用于通過設置關于抓起高度(clutch height)的閾值來調 整設備相對于跟蹤表面的抓起高度的光學、電學、機械和/或軟件技術。在一個實現(xiàn)中，公 開了用于通過將入射光發(fā)射在跟蹤表面上并使用圖像傳感器來感測從跟蹤表面接收到的 反射光來跟蹤該設備相對于跟蹤表面的移動的跟蹤組件。模糊組件響應于該設備被抓離跟 蹤表面來減少圖像傳感器所感測到的反射光的量。在一個示例中，模糊組件提供被機械地 構造成遮擋到達圖像傳感器的反射光的一部分的光圈。固件元件提供軟件和算法，其中可 以改變該算法的一個或多個參數來調整抓起高度閾值。還公開了便于用戶經由例如用戶界 面來自定義抓起高度參數的其他技術。為了實現(xiàn)上述及相關目的，本文結合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面。 這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，所有方面及其等效方面旨在落入 所要求保護的主題的范圍內。結合附圖閱讀下面的詳細描述，其他優(yōu)點和新穎特征將變得 顯而易見。附圖簡述

圖1示出了根據所公開的體系結構的抓起高度調整系統(tǒng)。圖2示出了在設備被抬離跟蹤表面期間采用光圈來減少圖像傳感器上的反射光 的設備中的抓起高度調整系統(tǒng)的替換實施例。圖3示出抓起高度調整系統(tǒng)的替換實施例，其中可以在入射光路徑中采用模糊元 件以基于抬離跟蹤表面來修整入射光。圖4示出源光路徑中的模糊元件的側視圖和斜視圖。
圖5示出可在固件元件中提供的支持抓起高度調整的一個或多個算法。圖6示出在該設備被抬離鏡面時照明點的一組圖像傳感器視圖。圖7示出一個實施例，其中鼠標的底部包括“D形”光圈，其中入射光和反射光兩者 都穿過該光圈以便于鼠標跟蹤。圖8示出用于與導航設備算法進行交互來調整參數的一個或多個軟件界面。圖9示出一種管理導航設備的抓起高度的方法。圖10示出一種使用板載算法來管理抓起高度的方法。圖11示出使用可調整光圈來管理抓起高度的方法。圖12示出采用本文公開的各抓起高度實施例的導航設備。圖13示出可用于與根據所公開體系結構的具有可調整抓起高度的設備通過接口 連接的計算系統(tǒng)的框圖。詳細描述本發(fā)明的體系結構公開了用于管理諸如計算機鼠標等光學導航設備中的抓起高 度的技術。在一種用于鼠標的特定技術中，通過遮擋從跟蹤表面接收到的、圖像傳感器上的 反射光的各部分來限制抓起高度的一個或多個功能部件，例如“D形”光學端口，可被模制在 鼠標的底座中。在另一實現(xiàn)中，入射光的各部分可被遮擋。應當理解，本文使用的術語“遮 擋”及其各種形式旨在表示光線中的“部分或全部”可被阻擋。另外，鼠標可包括用于改變 自相關或交叉相關閾值高度的固件控制的算法調整。在采用D形端口(或光圈)時，可使 用諸如刀刃(“D”形光圈的平直部分)等機械部件來設置關于ζ軸高度跟蹤距離的閾值， 以跨鼠標圖像傳感器施加陰影。光圈可以被自定義設計成遮擋從例如LED發(fā)出的光的一部 分。該機械部件可被制作成是可調整的，以便機械地容許光學設備當在表面上時保持 跟蹤并且當離開表面時停止跟蹤。提供了一種以在設備抬離時停止跟蹤的方式來修整發(fā)射 光的照明透鏡設計?？烧{節(jié)底座光圈(即“縫隙寬度”)允許用戶可通過調大光圈或調小光 圈來機械地調整抓起高度。尤其是在游戲鼠標產品中，這是相關的。另外，促進了軟件可調 自相關高度閾值，它對一些表面上的跟蹤性能進行折衷或限制以換取其他表面上的用戶可 調抓起高度?，F(xiàn)在將參考附圖，全部附圖中相同的附圖標記用于表示相同的元件。在下面的描 述中，為了進行說明，闡述了很多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的全面理解。然而，顯而易見， 可以沒有這些具體細節(jié)的情況下實施各新穎實施例。在其他情況下，以框圖形式示出了公 知的結構和設備以便于描述它們。本發(fā)明將涵蓋落入所要求保護的主題的精神和范圍內的 所有修改、等效方案和替換方案。圖1示出了根據所公開的體系結構的抓起高度調整系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括用于 將入射光104發(fā)射到跟蹤表面106上的光源組件102和用于接收來自跟蹤表面106的反射 光110的感光組件108。光源組件102和感光組件108被用在一設備(例如，鼠標)中，例 如用于跟蹤該設備相對于跟蹤表面106的移動。系統(tǒng)100還包括用于響應于該設備被抓離跟蹤表面106而減少感光組件108所感 測到的光的量的模糊元件112。模糊元件112可包括底座光圈、底座部件、衍射光學照明透 鏡、或具有全內反射幾何的照明透鏡中的至少一個。
用于經由模糊元件112來減少感光組件108感測到的光的技術可以是用于遮擋反 射光(以在感光組件108上施加陰影)的機械裝置，如其中采用系統(tǒng)100的設備的底部外 殼上的光圈構造。光圈可以是外殼中的光學端口，通過該端口入射光104被發(fā)射在跟蹤表 面106上并且通過該端口反射光110被接收到感光組件108上。換言之，可以根據以下尺 寸來設計光圈在該設備被抬離跟蹤表面106時開始部分遮擋到達感光組件108的反射光 110，從而在感光組件108上施加陰影。模糊元件112還可用作為用于獲得在設備相對于跟蹤表面106的高度增加時減少 到達感光組件108的反射光110的量的類似效果的、設備外殼內部的適當設計的機械式突 出部(tab)或其他類似類型的扁圓片(oblation)。光源組件102可包括諸如LED (發(fā)光二極管)、激光源等發(fā)光元件，以及一個或多個 透鏡和/或其他光學組件、將發(fā)光元件打開或關閉的電源開關組件(例如，電路)等等，以 將入射光104定向到跟蹤表面106。感光組件108可包括圖像傳感器(例如，CCD——電荷耦合器件或CMOQ以及用于 將反射光110定向到圖像傳感器的一個或多個透鏡和/或其他光學組件。系統(tǒng)100還可包括固件元件114，它用于與圖像傳感器上的光積分相關的板載運 算以與抓起高度閾值設置進行比較，控制發(fā)光元件的電源，支持有線/無線通信，支持其中 采用系統(tǒng)100的設備的多功能按鈕和命令，等等。換言之，系統(tǒng)100可以使用光-電-機械 元件、固件控制、和/或便于供應商可調整以及用戶可自定義的系統(tǒng)常數的軟件界面來獲 得所需功能和控制。圖2示出了在設備從跟蹤表面106抬起期間采用光圈204來減少圖像傳感器206 上的反射光110的設備202中的抓起高度調整系統(tǒng)的替換實施例200。系統(tǒng)200包括用于 通過將入射光104發(fā)射在跟蹤表面106上并使用作為感光組件108的一部分的圖像傳感器 206感測從跟蹤表面106接收到的反射光110來跟蹤設備202相對于跟蹤表面106的移動 的跟蹤組件208。在此，光源組件102、感光組件108以及固件元件114被示為跟蹤組件208 的一部分?；蛘?，模糊元件112也可被認為是跟蹤組件208的一部分。光源組件102可包括作為光源210的LED。使用LED具有優(yōu)于激光源的性能優(yōu)點。 例如，LED照明發(fā)出比激光寬得多(更聚焦)的光束，從而便于使用光-電-機械設備部件 來控制并雕刻(sculpt)(入射和/或反射)光以控制抓起高度的能力。提供模糊元件112以響應于設備202被抓離跟蹤表面106而減少圖像傳感器206 所感測到的反射光Iio的量。在此，模糊元件112包括被機械地構造成遮擋反射到圖像傳 感器206的反射光110的一部分的光圈204。跟蹤組件208還可包括用于調整被用來計算 抓起高度閾值的算法的一個或多個參數的固件元件114。跟蹤高度(TH)被示為設備(例如，外殼底部)與跟蹤表面106之間的距離。這可 意味著設備202在跟蹤模式下操作時與表面106接觸或貼近表面106。抓起高度(CH)被示 為跟蹤高度加上某一附加距離D，從而在設備202被抬離跟蹤表面106時，提供了在關閉跟 蹤模式之前到達抓起高度要行進的附加距離D。這便于更從容地使用設備202，并且因此便 于更積極的用戶體驗，其中平均用戶不需要對維持設備202與跟蹤表面106相接觸過度關 心。另一方面，高級用戶(例如，游戲者)可能想要更嚴格(降低)的抓起高度以便在玩游 戲期間消除無意的離開表面(off-surface)跟蹤。相反，在設備202被降到更接近跟蹤表面106時，一旦到達抓起高度，跟蹤模式就恢復。為了支持對抓起高度的定制調整，固件元件114經由用戶界面展示用于調整的一 個或多個相關參數。這還可包括針對不同的跟蹤表面(例如，地毯、較具反射性的表面、較 不具反射性的表面、游戲表面，等等)來調整參數。固件元件114還可向單用途應用(例如， 小配件)報告跟蹤數據(例如，自相關數據、交叉相關數據，等等)、抓起高度數據(例如，閾 值水平)、以及其他信息(例如，型號、固件版本，等等)，以進行呈現(xiàn)并由用戶查看。光圈204可包括隨著距跟蹤高度的距離D的增加而越來越多地遮擋反射到圖像傳 感器206的反射光110的邊緣(例如，“D”形光圈的直邊)。在距離D到達抓起高度閾值 時，跟蹤組件208禁用對設備移動的跟蹤。一般而言，模糊元件112隨著設備與跟蹤表面106之間的距離(從表面接觸位置 開始)增大越來越多地遮擋反射光110，并且隨著設備與跟蹤表面106之間的距離減小越來 越少地遮擋反射光110。換言之，模糊元件112隨著設備跟蹤高度與跟蹤表面106之間的 距離D (從表面接觸位置開始)增大越來越多地遮擋反射光110，并且隨著設備與跟蹤表面 106之間的距離的減小越來越少地遮擋反射光110。如上所示，感光組件108在逐漸增大的 距離超過抓起高度閾值時禁用跟蹤模式，并且在逐漸減小的距離小于或等于抓起高度閾值 時啟用跟蹤模式。圖3示出抓起高度調整系統(tǒng)的替換實施例300，其中可以在入射光路徑中采用模 糊元件112以基于抬離跟蹤表面106來修整入射光104。例如，可以使用機械傾斜組件來基 于設備離開跟蹤表面106的移動可變地以及部分地遮擋入射光104。反射光110的量隨后 通過對入射光104的部分遮擋而減少，從而減少到達感光組件108(例如，圖像傳感器)的 光的總量。例如，在感測到的反射光110的量降至一閾值之下時，確定已經達到抓起高度并 且關閉跟蹤功能。這可使用帶有固件控制的光-電-機械元件以及用戶可調整的軟件界面 來實現(xiàn)。這一替換實施例還可包括入射路徑透鏡中包含的部件。例如，在設備被抬離跟蹤 表面106時，模糊元件112包括入射路徑中的透鏡、衍射光學元件或全內反射幾何結構，從 而減少感光組件108感測到的反射光110的量，其包括基于抬起距離的對應增加而將所發(fā) 出光的各部分可變地轉移離開跟蹤表面106的部件。在感光組件108感測到的光的量降至 預定閾值之下時，禁用跟蹤模式。一個這樣的部件可以是設計透鏡來將入射光的照明剖面 整形成D形而非圓形，以使在抬離期間，所發(fā)出的光越來越多地定向到該“D”的直線垂直部 分，從而使對應量的入射光104轉移離開感光組件108。同樣，在感光組件108感測到的光 的量降至預定閾值之下時，禁用跟蹤模式。與系統(tǒng)100和系統(tǒng)200類似，系統(tǒng)300還可包括固件元件114，它用于與圖像傳感 器上的光積分相關的板載運算以與抓起高度閾值設置進行比較，控制發(fā)光元件的電源，支 持有線/無線通信，支持其中采用系統(tǒng)100的設備的多功能按鈕和命令，等等。換言之，系 統(tǒng)100可以使用光-電-機械元件、固件控制、和/或用戶可調整的軟件界面來獲得所需功 能和控制。圖4示出源光路徑中的模糊元件的側視圖和斜視圖400。在此，光源組件102是通 過端口 204發(fā)出光104的LED，并且在感光組件206上捕捉反射光。然而，光隔板402 (作為 一種形式的模糊元件)從底部垂直地伸展以部分地阻擋所發(fā)出的光104的一部分來在感光組件206上形成相對靜態(tài)的陰影。在設備被抓起時，由于焦點未對準，該靜態(tài)陰影使得圖像 的一部分顯得固定(不動)并且相對“更軟”地與圖像的其余部分進行組合，圖像的自相關 被計算得更低(更軟)，并且跟蹤停止。上述固件可以采用關于相關的可調整閾值來調節(jié)該 系統(tǒng)如所需要的那樣操作。圖5示出可在固件元件114中提供的支持抓起高度調整的一個或多個算法500。 固件元件414可包括在設備朝抓起高度移動時提供諸如圖像傳感器光的自相關和/或交叉 相關等相關處理的相關組件502。閾值停止元件504便于調整抓起高度閾值和相關的參數， 如相關組件502的相關參數。用戶界面(UI)元件506包括諸如例如向UI展示固件數據和 指令的API等軟件，用戶可經由該UI進行交互以操縱設置和參數。對于相關，在設備與跟蹤表面接觸時，在圖像傳感器上捕捉圖像。照明中可存在可 由圖像傳感器捕捉的照明和其他方面的漸變，如與跟蹤表面相關的對比度。一般而言，圖像 傳感器上的反射光源圖像形成照明圓頂(illumination dome)(朝著圖像傳感器的相對于 傳感器邊緣滾動的中心的明亮斑點)。在鼠標相對于跟蹤表面移動時，圖像傳感器上的圖像 也移動，但該圓頂保持一定程度的靜止。換言之，圖像可以在傳感器的一側，移動到該圓頂 區(qū)域，并隨后離開該圓頂區(qū)域朝著圖像傳感器的較暗角落移動。相關元件502包括逐部分地處理一塊圖像片內的相對對比度并將該相對對比度 而非實際絕對強度進行相關的一個或多個算法。因此，隨著例如圖像平穩(wěn)地從亮滾降到暗， 這一(些)算法能夠在紋理移動跨過圖像傳感器時跟隨并注意該同一紋理的運動。考慮在沒有實際打印或紋理細節(jié)的相當精細的表面(例如，白色材料或一張紙) 上進行跟蹤的另一場景。被聚焦到圖像傳感器上的圖像的性質相對精細，但仍然可以使用 所公開的算法來檢測。在并未使用所公開的體系結構的情況下，在圖像被移動到傳感器上 時，光的量開始減少并且照明圓頂的形狀可轉變。此外，跟蹤表面上的可觀察細節(jié)失去對比 度，并且因為圖像傳感器上的圖像移出焦點而消失。所公開的相關元件502跟蹤圖像(自 相關)中有多少總體對比度(內在細節(jié))。在總體對比度降至某一對比度閾值水平之下時， 這一(些)算法將跟蹤解釋成已丟失，并且跟蹤被掛起，直至對比度得到改進為止。對比度可以與跟蹤表面成直接關系地變化。這還指示對于相應不同的跟蹤表面而 言抓起高度可以不同。例如，在非?！皬姟钡母櫛砻嫔希褂酶邎D像對比度(如使用典型 的辦公室桌面)，可以有足夠的對比度來將抓起高度設定得比諸如紙等不提供很大對比度 的“弱”表面高得多。很好理解，在其上使用該設備的客戶表面廣泛變化。因此，制造商使 用適應大多數表面的固定設置來設計設備，以使客戶在使用該設備時將具有積極體驗。然而，高級用戶(例如，游戲者)卻為這些供應商設置感到沮喪。固件元件114包 括允許專業(yè)用戶通過“旋”低抓起高度閾值來規(guī)定使用多少自相關的可調整“旋鈕”。換言 之，這可以基于跟蹤表面和客戶正在使用的特定應用來調整。圖6示出在設備(例如，鼠標)被抬離鏡面時照明點的一組圖像傳感器視圖600。 初始跟蹤視圖602示出圖像傳感器206和基本上處于傳感器視野中心的照明圓頂604(大 體由圓圈指示)。ζ軸高度是或大致是0。在第二視圖606中，在導航設備(例如，鼠標)從跟蹤表面抬離并逼近抓起高度 (例如，ζ = 2. 0毫米)時，圓頂中心604大致轉移了傳感器陣列的一半長度。跟蹤的程度 取決于表面對比度，并且在人工大理石桌面和暗表面上尤其敏銳。在此，模糊元件(例如，光圈設計、內部突出部(tab)、光取消/重定向技術，等等)所造成的陰影608開始在傳感器 206上蠶食，從而影響總體對比度。如果達到了抓起高度，則可以設置陰影608的量(或大 小)來確保跟蹤模式被禁用。情況可以是這樣第二視圖606不表示抓起高度。在第三視圖610中，隨著照明圓頂604繼續(xù)移動離開傳感器206，陰影608消耗越 來越多的傳感器206，從而使得自相關算法(以及可能其他算法)得到指示已達到抓起高度 閾值的期望結果。因此，所公開的體系結構將機械技術與算法進行組合以在一定范圍的可能表面和 環(huán)境(例如，游戲、通用用途，等等)上提供各種抓起高度調整。在更具體的操作描述中，操作傳感器來及時地拍攝一系列照片。這一(些)算法 逐照片地將各特征進行相關。在時刻T-I，對與某一表面高度粗糙度相對應的表面特征進行 成像。在時刻T-2，所成像的表面特征已經移動。可以測量兩個圖像之間的時間差以獲知速 度和距離。成像發(fā)生得比設備高度的垂直變化快得多。因此，在第二視圖606中，圖像傳感 器捕捉表面特征和陰影608，表面特征和陰影608相對于圖像捕捉和相關過程而言顯得根 本沒有改變。換言之，設備可不再跟蹤，因為時刻T-I和T-2的圖像感測圖片包括不動的黑 色陰影圖案。即使在圖像傳感器206的下半部分某些特征內容中存在改變的情況下，主圖 像內容是不動的靜態(tài)陰影。作為響應，該設備停止跟蹤，因為它不能將圖像內容的移動的一 小部分與不動的相對較大的黑色陰影區(qū)分開。在操作中，在用戶將該設備抬離表面時，陰影開始在圖像傳感器上更多地蠶食。該 陰影(在該示例中，是從直邊遮擋形成的)移動越過各行像素，直至總體對比度觸發(fā)對跟蹤 模式的禁用?？梢悦靼?，可在例如有策略地放置陰影特征的鼠標的底座的開口中使用其他光圈 形狀。在鼠標被抬起時，光的幾何形狀的體系結構改變，以使陰影從傳感器上挪開，以便不 影響跟蹤。圖7示出一個實施例，其中鼠標的底部包括“D形”光圈，其中入射光和反射光兩者 都穿過該光圈以用于鼠標跟蹤。在鼠標被抬離表面時，鼠標傳感器記錄跨像素陣列移動的 陰影，如圖6所示。陰影使得圖像傳感器上的大量像素“變暗”，從而有效地終止鼠標跟蹤。 這一(些)算法被圖像流中存在的黑色的、不動的、固定圖案噪聲淹沒，并且作為響應終止 跟蹤模式。換言之，由于焦點未對準，相對固定的陰影使得圖像的一部分顯得固定(不動) 并且“更軟”地與圖像的其余部分進行組合，圖像的自相關被計算得更低(更軟)，并且跟蹤 停止。圖8示出用于與導航設備算法進行交互來調整參數的一個或多個軟件界面800。 例如，計算機桌面804上呈現(xiàn)的單用途應用802(也被稱為小配件、窗口小部件等)可被用 來讀取并呈現(xiàn)當前設置和其他設備信息或接收這些設置和其他設備信息?；蛘?，或與其相結合，可以使用便于用戶對一個或多個設備設置808進行自定義 的設備控制UI 806。例如，用戶可以創(chuàng)建直觀地描述該設置所用作的目的的簡檔名稱，如用 于第一游戲應用程序(游戲1)或文字處理應用程序(例如，文字處理應用程序1)。簡檔名 稱隨后可被報告給小配件802以呈現(xiàn)給設備的當前狀態(tài)。另外，控制UI 806可以允許用戶設置光圈遮擋，其中提供了可調整光圈?？烧{整 光圈方法可以使用不同大小的阻擋器的電動-機械驅動的旋轉設置，以使用戶可以通過計劃使阻擋器(即，突出部)之一旋轉到光圈的一部分上方來定制抓起高度。這可以經由例 如作為光圈遮擋設置、作為百分比的控制UI 806來進行控制?？刂芔I 806還可提供抓起 高度設置，其中每一設置用將抓起高度自動設置成所選設置(例如，用于游戲的較嚴格的 高度、用于文字處理的較不嚴格的高度)的參數來自動配置固件算法?？刂芔I 806還可便 于基于跟蹤表面來設置抓起高度，例如對高反射性表面使用諸如高之類的設置。所公開的體系結構還構想了小配件可被用來選擇簡檔名稱，這一選擇隨后將相關 聯(lián)的設置推送到固件元件以用于配置相關算法等，這可以在進行中完成。在更穩(wěn)健的實現(xiàn) 中，控制UI 806可以呈現(xiàn)用戶可以旋轉來獲得給定應用程序或該應用程序的一部分的所 需抓起高度的虛擬旋鈕。該旋鈕也可作為例如動態(tài)游戲小配件810來呈現(xiàn)，用戶可以在計 算機游戲期間操縱該小配件810來適合用戶的定制需求。操縱自動地改變抓起高度設置來 獲得所需結果。另一替換實施例可包括例如調整景深的透鏡組合，而非具體設計的光圈或可調整 光圈。窄景深將響應于設備的離開表面的活動而快速地離焦。在又一替換實施例中，抓起高度處理可以基于該設備的第二圖像傳感器，或使用 適當角度的頂LED*^接收器設置。在又一替換實施例中，可以結合光電晶體管使用模數 轉換器(ADC)來撥入光在何處減少，并使用該設置作為抓起高度的基線。又一實施例可以 采用對該設備何時離開表面以及離開表面有多遠進行感測的接觸傳感器(例如，鄰近度)。此處所包括的是一組代表用于執(zhí)行所公開的體系結構的新穎方面的示例性方法 的流程圖。盡管出于解釋簡明的目的，此處例如以流圖或流程圖形式示出的一個或多個方 法被示出并描述為一系列動作，但是可以理解和明白，各方法不受動作的次序的限制，因為 根據本發(fā)明，某些動作可以按與此處所示并描述的不同的次序和/或與其他動作同時發(fā) 生。例如，本領域技術人員將會明白并理解，方法可被替換地表示為一系列相互關聯(lián)的狀態(tài) 或事件，諸如以狀態(tài)圖的形式。此外，并非在一方法中示出的所有動作都是新穎實現(xiàn)所必需 的。圖9示出一種管理導航設備的抓起高度的方法。在902，在跟蹤模式期間基于進入 到圖像傳感器的反射光來跟蹤設備相對于跟蹤表面的移動。在902，將被自動地解釋為禁用 跟蹤模式的抓起高度的陰影施加到圖像傳感器。陰影是通過遮擋(或模糊)圖像傳感器上 的反射光的一部分來施加的。隨后(從固件)運行一個或多個算法來對圖像和陰影執(zhí)行相 關操作。圖10示出一種使用板載算法來管理抓起高度的方法。在1000，在跟蹤模式期間基 于進入到圖像傳感器的反射光來跟蹤設備相對于跟蹤表面的移動。在1002，將一個或多個 算法作為固件存儲在設備上。在1004，經由用戶界面展示算法設置，該用戶界面便于操縱 影響抓起高度并且禁用跟蹤模式的算法參數。在1006，將被自動地解釋為禁用跟蹤模式的 抓起高度的陰影施加到圖像傳感器。在1008，將跟蹤表面圖像的變化和陰影進行相關(例 如，自相關)。在1010，在相關失敗時，禁用設備上的跟蹤模式。圖11示出使用可調整光圈來管理抓起高度的方法。在1100，在跟蹤模式期間基于 進入到圖像傳感器的反射光來跟蹤設備相對于跟蹤表面的移動。在1102，使用設備底部的 可調整光圈來遮擋反射光的一部分以在圖像傳感器上創(chuàng)建陰影。在1104，與光圈相關聯(lián)地 應用一組阻擋構件，每一構件具有不同的大小。在1106，切入(switch in)阻擋構件以基于圖像傳感器上的阻擋的量來調整抓起高度。圖12示出使用本文公開的各抓起高度實施例的導航設備1200。設備1200可包括 光源組件1202，光源組件1202可包括諸如一個或多個LED等光源。光源組件1202還可包 括諸如透鏡、準直儀等被用來實現(xiàn)所需跟蹤和切換模式的光學元件。設備1200還包括用于 檢測從跟蹤表面反射的光以用于跟蹤和切換這兩種功能的光檢測組件1204。光檢測組件 1204可包括被用于跟蹤的圖像傳感器(例如，(XD、CMOS)。切換組件1206包括用于基于超過抓起高度閾值和低于該閾值來接收信號并根據 該信號的狀態(tài)在各模式之間切換的邏輯。例如，如果該信號的狀態(tài)是邏輯高，則這可對應于 超過抓起高度閾值，從而指示設備1200跟蹤模式要被禁用。設備1200還可包括諸如電池和/或用于使用線路電力的功率轉換器等電源1208。 無線收發(fā)器子系統(tǒng)1210便于無線通信(例如，藍牙)，諸如例如處于鼠標模式。程序邏輯 1212向設備1200提供操作軟件以用于與例如計算機系統(tǒng)或其他系統(tǒng)進行交互，用于該設 備功能的板載控制，以及用于處理圖像相關、跟蹤、和跟蹤模式管理?？扇芜x地，可以提供外 部指示器1214以向用戶給出諸如電源、模式操作等功能的反饋?？梢蕴峁L輪1216以用 于滾動和通常與滾輪鼠標相關聯(lián)的其他導航操作。設備按鈕1218便于操作設備1200(例 如，作為鼠標)。這些可以是按鈕的可編程功能。如在本申請中所使用的，術語“組件”和“系統(tǒng)”旨在表示計算機相關的實體，其可 以是硬件、硬件和軟件的組合、軟件、或者執(zhí)行中的軟件。例如，組件可以是，但不僅限于，在 處理器上運行的進程、處理器、硬盤驅動器、多個存儲驅動器(光學和/或磁存儲介質)、對 象、可執(zhí)行件、運行的線程、程序，和/或計算機。作為例示，在服務器上運行的應用程序和 服務器兩者都可以是組件。一個或多個組件可以駐留在進程和/或執(zhí)行的線程內，且組件 可以位于一臺計算機上和/或分布在兩臺或更多的計算機之間。詞語“示例性”此處可用 于表示用作示例、實例或說明。在此被描述為“示例性”的任何方面或設計并不一定要被解 釋為相比其他方面或設計更優(yōu)選或有利。現(xiàn)在參考圖13，示出了可用于與根據所公開的體系結構的具有可調整抓起高度的 設備進行接口的計算系統(tǒng)1300的框圖。為了提供用于其各方面的附加上下文，圖13及以 下討論旨在提供對其中可實現(xiàn)各方面的合適的計算系統(tǒng)1300的簡要概括描述。盡管以上 描述是在可在一個或多個計算機上運行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中進行的，但是 本領域的技術人員將認識到，新穎實施例也可結合其他程序模塊和/或作為硬件和軟件的 組合來實現(xiàn)。用于實現(xiàn)各方面的計算系統(tǒng)1300包括計算機1302，其具有處理單元1304、系統(tǒng)存 儲器1306、以及系統(tǒng)總線1308。處理單元1304可以是各種市場上可買到的處理器中的任 一種，包括單處理器、多處理器、單核單元以及多核單元。此外，本領域的技術人員可以理 解，各新穎方法可用其他計算機系統(tǒng)配置來實施，包括小型機、大型計算機、以及個人計算 機(例如、臺式、膝上型等)、手持式計算設備、基于微處理器的或可編程消費電子產品等， 其每一個都可在操作上耦合到一個或多個相關聯(lián)的設備。系統(tǒng)存儲器1306可包括易失性(VOL)存儲器1310 (例如，隨機存取存儲器(RAM)) 和非易失性存儲器(NON-VOL) 1312(如R0M、EPR0M、EEPR0M等)?；据斎?輸出系統(tǒng)(BIOS) 可被存儲在非易失性存儲器1312中，并且包括諸如在啟動期間便于在計算機1302內的組件之間傳遞數據和信號的基本例程。易失性存儲器1310還可包括諸如靜態(tài)RAM等高速RAM 來用于高速緩存數據。系統(tǒng)總線1308提供了用于包括，但不限于存儲器子系統(tǒng)1306的系統(tǒng)組件到處理 單元1304的接口。系統(tǒng)總線1308可以是若干種總線結構中的任一種，這些總線結構還可 使用各類可購買到的總線體系結構中的任一種互連到存儲器總線(帶有或沒有存儲器控 制器)以及外圍總線(例如，PCI、PCIe、AGP、LPC等)。計算機1302還包括存儲子系統(tǒng)1314以及用于將存儲子系統(tǒng)1314接口到系統(tǒng)總 線1308和其他所需計算機組件的存儲接口 1316。存儲子系統(tǒng)1314可包括例如硬盤驅動器 (HDD)、磁軟盤驅動器(FDD)和/或光盤存儲驅動器(例如，⑶-ROM驅動器、DVD驅動器)中 的一種或多種。存儲接口 1316可包括諸如，例如EIDE、ATA、SATA和IEEE 1394等接口技 術。一個或多個程序和數據可被存儲在存儲器子系統(tǒng)1306、可移動存儲器子系統(tǒng) 1318(例如，閃存驅動器形狀因子技術)和/或存儲子系統(tǒng)1314，包括操作系統(tǒng)1320、一個 或多個應用程序1322、其他程序模塊13M以及程序數據13沈。一般而言，程序包括執(zhí)行 特定任務或實現(xiàn)特定抽象數據類型的例程、方法、數據結構、其他軟件組件等等。操作系統(tǒng) 1320、應用程序1322、模塊13M和/或數據13 的全部或部分也可被高速緩存在諸如易失 性存儲器1310等存儲器中。應該明白，所公開的體系結構可以用各種市場上可購得的操作 系統(tǒng)或操作系統(tǒng)的組合(例如，作為虛擬機)來實施。存儲子系統(tǒng)1314和存儲器子系統(tǒng)(1306和1318)用作用于數據、數據結構、計算 機可執(zhí)行指令等的易失性和非易失性存儲的計算機可讀介質。計算機可讀介質可以是可 由計算機1302訪問的任何可用介質，且包括易失性和非易失性介質、可移動和不可移動介 質。對于計算機1302，介質以任意適當的數字格式容納數據的存儲。本領域的技術人員應 當理解，可使用其他類型的計算機可讀介質，如zip驅動器、磁帶、閃存卡、磁帶盒等來存儲 用于執(zhí)行所公開的體系結構的新穎方法的計算機可執(zhí)行指令。用戶可以使用諸如鍵盤和鼠標等外部用戶輸入設備13 來與計算機1302、程序 和數據交互。其他外部用戶輸入設備13 可包括話筒、IR(紅外)遙控器、操縱桿、游戲手 柄、照相機識別系統(tǒng)、指示筆、觸摸屏、姿勢系統(tǒng)(例如，眼移動、頭移動等)和/或類似物。 在計算機1302是例如便攜式計算機的情況下，用戶可以使用諸如觸摸墊、話筒、鍵盤等板 載用戶輸入設備1330來與計算機1302、程序和數據交互。這些和其他輸入設備通過輸入/ 輸出(I/O)設備接口 1332經由系統(tǒng)總線1308連接到處理單元1304，但也可通過其他接口 連接，如并行端口、IEEE 1394串行端口、游戲端口、USB端口、頂接口等等。I/O設備接口 1332還便于使用輸出外圍設備1334，如打印機、音頻設備、照相機設備等，如聲卡和/或板 載音頻處理能力。一個或多個圖形接口 1336(通常也稱為圖形處理單元(GPU))提供計算機1302和 外部顯示器1338(例如，LCD、等離子)和/或板載顯示器1340(例如，對于便攜式計算機) 之間的圖形和視頻信號。圖形接口 1336也可作為計算機系統(tǒng)板的一部分來制造。計算機1302可以使用經由有線/無線通信子系統(tǒng)1342到一個或多個網絡和/或 其他計算機的邏輯連接在聯(lián)網環(huán)境(例如，IP)中操作。其他計算機可包括工作站、服務器、 路由器、個人計算機、基于微處理器的娛樂設備、對等設備或其他常見的網絡節(jié)點，并且通常包括以上相對于計算機1302描述的許多或所有元件。邏輯連接可包括到局域網(LAN)、 廣域網(WAN)、熱點等的有線/無線連接。LAN和WAN聯(lián)網環(huán)境常見于辦公室和公司，并且 方便了諸如內聯(lián)網等企業(yè)范圍計算機網絡，所有這些都可連接到例如因特網等全球通信網當在聯(lián)網環(huán)境中使用時，計算機1302經由有線/無線通信子系統(tǒng)1342(例如，網 絡接口適配器、板載收發(fā)機子系統(tǒng)等)連接到網絡來與有線/無線網絡、有線/無線打印 機、有線/無線輸入設備1344等通信。計算機1302可包括用于通過網絡建立通信的調制 解調器或其他裝置。在聯(lián)網環(huán)境中，相對于計算機1302的程序和數據可被存儲在遠程存儲 器/存儲設備中，如與分布式系統(tǒng)相關聯(lián)。應該理解，所示網絡連接是示例性的，并且可以 使用在計算機之間建立通信鏈路的其他手段。計算機1302可用于使用諸如IEEE 802. xx標準家族等無線電技術來與有線/無 線設備或實體通信，例如在操作上安置在與例如打印機、掃描儀、臺式和/或便攜式計算 機、個人數字助理(PDA)、通信衛(wèi)星、任何一件與無線可檢測標簽相關聯(lián)的設備或位置(例 如，電話亭、報亭、休息室)以及電話的無線通信(例如，IEEE 802. 11空中調制技術)中 的無線設備。這至少包括用于熱點的Wi-Fi (即無線保真)、WiMax和藍牙 無線技術。由 此，通信可以是如對于常規(guī)網絡那樣的預定義結構，或者僅僅是至少兩個設備之間的自組 織(ad hoc)通信。Wi-Fi網絡使用稱為IEEE 802. llx(a、b、g等等)的無線電技術來提供 安全、可靠、快速的無線連接。Wi-Fi網絡可用于將計算機彼此連接、連接到因特網以及連接 到有線網絡(使用IEEE 802. 3相關介質和功能)。上面描述的包括所公開的體系結構的各示例。當然，描述每一個可以想到的組件 和/或方法的組合是不可能的，但本領域內的普通技術人員應該認識到，許多其他組合和 排列都是可能的。因此，該新穎體系結構旨在涵蓋所有這些落入所附權利要求書的精神和 范圍內的更改、修改和變化。此外，就在說明書或權利要求書中使用術語“包括”而言，這一 術語旨在以與術語“包含”在被用作權利要求書中的過渡詞時所解釋的相似的方式為包含 性的。
權利要求
1.一種抓起高度調整系統(tǒng)(100)，包括用于將入射光發(fā)射在跟蹤表面上的光源組件(10 和用于接收來自所述跟蹤表面的 光以跟蹤設備相對于所述跟蹤表面的移動的感光組件；以及用于響應于所述設備被抓離所述跟蹤表面而減少所述感光組件所感測到的光的量的 模糊元件(112)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述設備被抓起，所述模糊元件被置 于所述入射光的路徑中，以減少到達所述跟蹤表面的入射光的量。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊元件包括底座光圈、底座部件、衍 射光學照明透鏡、或具有全內反射幾何結構的照明透鏡中的至少一個。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述設備被抓起，所述模糊元件被置 于反射光的路徑中，以減少反射到達感光組件的反射光的量。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊元件包括光圈，穿過該光圈將所述 入射光施加到所述跟蹤表面并且穿過該光圈從所述跟蹤表面接收所述反射光，該光圈被機 械地構造成遮擋反射到所述感光組件的反射光。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光圈包括隨著距所述跟蹤表面的距離 的增大而越來越多地遮擋所述感光組件的圖像傳感器上的反射光的邊緣。
7.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光圈可調整來改變對所述感光組件的 圖像傳感器上的反射光的遮擋。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊元件隨著所述設備距所述跟蹤表 面的距離增大而越來越多地遮擋反射光，并且在所述距離達到抓起高度閾值時所述感光組 件禁用跟蹤模式。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于調整被用來計算抓起高度閾值 的相關參數并且展示可經由軟件界面定制的抓起高度參數的固件。
10.一種管理抓起高度的方法，包括在跟蹤模式期間基于進入圖像傳感器的反射光來跟蹤設備相對于跟蹤表面的移動 (900)；以及將被自動地解釋為禁用所述跟蹤模式的抓起高度的陰影施加到圖像傳感器(902)。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括使用在所述設備的底部形成的光 圈來遮擋反射光的一部分以創(chuàng)建所述陰影，入射光和反射光都穿過所述光圈，所述光圈包 括在所述設備被抬離所述跟蹤表面并達到所述抓起高度時遮擋反射光的所述一部分的阻 擋構件。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括使用在所述設備的底部形成的可 調整光圈來遮擋反射光的一部分以創(chuàng)建所述陰影，入射光和反射光都穿過所述光圈，所述 可調整光圈與一組阻擋構件相關聯(lián)，每一阻擋構件具有不同的阻擋大小，以使在所述設備 被抬離所述跟蹤表面時在該構件被切入到所述光圈中的情況下以相應不同的量來部分地 遮擋反射光。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括將跟蹤表面圖像的變化與所述陰影進行相關；以及在所述相關失敗時禁用所述設備的跟蹤模式。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括經由便于操縱影響所述抓起高度 的算法參數的用戶界面展示所述設備的算法設置。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括機械地容許所述設備當在所述跟 蹤表面上時保持跟蹤并且當離開所述跟蹤表面預定距離時禁用所述跟蹤，所述設備是光學 鼠標。
全文摘要
一種用于管理諸如計算機鼠標等光學導航設備中的抓起高度的體系結構。在關于鼠標的一個實施例中，一部件可被模制到底座，該底座通過在將設備從跟蹤表面抬離時遮擋反射到圖像傳感器的反射光來限制抓起高度。在超過抓起高度閾值時禁用跟蹤，并且在設備低于抓起高度閾值距離時重新啟用跟蹤。該設備包括對一個或多個相關參數的固件控制的算法調整。在采用D形光圈時，可使用諸如刀刃(“D”形光圈的直線部分)等經整形光圈的尺寸特征來設置關于z軸高度跟蹤距離的閾值，以跨圖像傳感器施加陰影。該光圈可以被自定義設計成遮擋從LED發(fā)出的光的一部分。
文檔編號G06F3/033GK102144204SQ200980135830
公開日2011年8月3日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權日2008年9月5日
發(fā)明者B·L·黑斯廷斯, D·D·伯恩, D·M·萊恩, M·T·德普, S·E·克萊恩 申請人:微軟公司