[发明专利]指点装置及其运动值计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指点装置，特别是涉及一种用于通过感测物体的运动变化来计算运动值的方法和一种用于根据运动值来跟踪物体的移动位置的设备。 

背景技术

一般来说，指点装置的类型包含光学指点装置、机械指点装置、使用人体的人机接口装置(human interface device)等。光学指点装置的代表性实例是光学鼠标，机械指点装置的代表性实例是滚球鼠标，且人机接口装置的代表性实例是触摸屏。 

在光学鼠标中，从光源辐射的光从物体反射并由图像传感器所感测到。用检测数据来配置物体的图像。将在多个时间段中配置的图像进行比较。通过跟踪物体的移动来计算移动的方向和距离。 

在滚球鼠标中，从旋转滚球的旋转距离和方向来计算移动的方向和距离。 

(电阻性)触摸屏通过在屏幕表面上安装对压力敏感的传感器线来在施加手指压力时检测位置，且通过跟踪移动路径来计算移动方向和距离。 

图1是使用图像传感器的常规光学指点装置的实例的框图。图1中所示物体10、光学指点装置11和控制装置21。光学指点装置11包含传感器13、运动值计算器14和接口15。控制装置21包含接口22、应用程序单元23和输出单元24。 

将描述图1的使用图像传感器的常规光学指点装置的操作。 

传感器13通过使用图像传感器(未图示)接收从物体10反射的光来基于光的量而产生模拟信号。 

运动值计算器14包含模拟-数字(A/D)转换器(未图示)、输入帧存储器(未图示)、参考帧存储器(未图示)和图像处理器(未图示)。 

A/D转换器将从传感器13接收到的模拟信号转换成数字信号。输入帧存储器存储从A/D转换器输出的数字信号。参考帧存储器存储当前帧数据之前的先前帧数据。图像处理器通过接收并比较来自参考帧存储器的参考帧数据与来自输入帧存储器的当前帧数据来计算并输出一运动值Vg。 

光学指点装置11的接口15从运动值计算器14接收该运动值Vg， 并将接收到的运动值Vg传输到外部控制装置(例如，计算机)。 

控制装置21的接口22从光学指点装置11接收运动值Vg。 

应用程序单元23从控制装置21的接口22接收运动值Vg，且将运动值Vg直接输出到输出单元24。应用程序单元23可包括存储一应用程序的存储器。 

输出单元24将从应用程序单元23输入的运动值Vg输出到监视器(未图示)，使得用户可读取该运动值Vg。 

图2A是用于阐释图1的运动值计算器14的图像映射方法的图，且是一种用于将参考帧数据31与输入帧数据32进行比较的方法。 

将参看图2A来描述用于从物体的图像计算该运动值Vg的图像映射方法。 

参考帧数据31是在当前步骤输入帧数据32前面一个步骤的图像数据，且存储在参考帧存储器中。将该参考帧数据31的一部分设置为遮掩窗口数据(mask window data)38。用作当前步骤中的图像数据的输入帧数据32存储在输入帧存储器中。 

在遮掩窗口单元中将该参考帧数据31的遮掩窗口数据38与输入帧数据32进行比较。遮掩窗口数据38在全体输入帧数据上逐个像素地移动，并与输入帧数据进行比较以计算相关值。也就是说，通过将参考帧数据31的遮掩窗口数据38与输入帧数据32的第一区域进行比较来计算相关值。在移位一个像素之后，通过与输入帧数据32的第二区域进行比较来计算相关值。重复进行此过程直到输入帧数据32的第N区域为止。相对于相关值最大的位置而产生关于X和Y轴的运动值Vg，且经由接口15而将运动值Vg传输到控制装置21。 

图2B是常规光学指点装置的操作区域的曲线图。在图2B中，实际运动曲线图36和运动值曲线图37。 

实际运动曲线图36将物体运动表示为X-Y坐标系统中的X轴和Y轴位移。运动值曲线图37在X-Y坐标系统中表示通过使用图1的光学指点装置11来感测物体的运动的图像而计算出的运动值。 

如图2B的实际运动曲线图36和运动值曲线图37所示，当使用常规光学指点装置的运动值计算方法时，物体的实际运动与由常规光学指点装置计算出的运动相同。