光学鼠标装置以及使用在光学鼠标装置的数据压缩方法

摘要

本发明公开了一种光学鼠标装置和使用在光学鼠标装置的数据压缩方法。该光学鼠标装置包含光源电路、传感电路及处理电路，光源电路产生发射光学信号，该光学信号被发射至表面上而产生光学反射信号，传感电路根据光学反射信号，估算光学鼠标装置的图像位移，以及处理电路耦接至光源电路与传感电路，并用以根据传感电路所输出的图像位移，产生并输出控制信号至主机端，其中传感电路感应光学鼠标装置的图像位移的移动速度、位移方向的其中之一，动态决定是否压缩输出至处理电路的图像位移的数据量，可以降低处理电路所需要读取的数据量，节省数据读取时间，达到省电的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学鼠标机制，特别有关于一种光学鼠标装置以及使用 在光学鼠标装置的数据压缩方法。

背景技术

一般来说，目前现有技术中，光学鼠标包括了一传感单元用以感应光学 反射所产生的图像位移，该传感单元会通过固定个数的数据位将所产生的图 像位移传输至后续的处理单元或控制单元，之后由处理单元或控制单元将该 图像位移的数据转换并传输至一主机端，因此，对于现有技术中的传感单元 来说，即使光学鼠标实质上移动的位移相当小或实质上为零，现有技术的传 感单元仍然会将所感应到的图像位移以固定个数的数据位，传输一定程度的 数据量至后续的处理单元或控制单元，所以，对于后续的处理单元或控制单 元，其必需启动以接收/读取来自于传感单元的数据，因此，当光学鼠标实质 上移动的位移相当小或实质上为零时，仍然需要运行接收/读取来自于传感单 元的数据，耗费光学鼠标的电力，如果该光学鼠标是无线光学鼠标，则如何 设计该无线光学鼠标以减少现有技术的图像位移数据读取操作所耗费的电 力，将会是相当大的考虑。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于公开一种光学鼠标装置以及使用在光学鼠 标装置的数据压缩方法，以解决上述现有技术所遇到的难题，达到省电的功 效。

根据本发明的实施例，公开了一种光学鼠标装置，光学鼠标装置包含有 一光源电路、一传感电路及一处理电路，光源电路用以产生发射一光学信号， 该光学信号被发射至一表面上而产生一光学反射信号，传感电路用以根据光 学反射信号，估算光学鼠标装置的一图像位移，以及处理电路耦接至光源电 路与传感电路，并用以根据传感电路所输出的图像位移，产生并输出一控制 信号至主机端，其中传感电路感应光学鼠标装置的图像位移的一移动速度、 一位移方向的至少其中之一，以动态地决定是否压缩输出至处理电路的图像 位移的数据量，来降低处理电路所读取的数据量。

根据本发明的实施例，公开了一种使用在光学鼠标装置的数据压缩方法， 包含有：产生发射一光学信号，光学信号被发射至一表面上而产生一光学反 射信号；根据光学反射信号，估算光学鼠标装置的一图像位移；感应光学鼠 标装置的图像位移的一移动速度、一位移方向的至少其中之一，以动态地决 定是否压缩所输出的图像位移的数据量，来降低后续处理电路所读取的数据 量；以及根据所估算的图像位移，产生并输出一控制信号至主机端。

再者，本发明的实施例的优点在于通过感应光学鼠标装置的图像位移的 移动速度或位移方向的至少其中之一来动态地决定是否压缩输出至处理电路 的图像位移的数据量，当光学鼠标装置在低速移动时或是并未具有某特定方 向的位移量时，可以压缩图像位移的数据量﹙通过减少传输用的数据位数﹚， 来降低处理电路所需要读取的数据量，节省数据读取时间，达到省电的目的。

附图说明

图1是本发明优选实施例光学鼠标装置的方块示意图。

图2A~图2H分别是图1所示的传感电路与处理电路之间的数据内容的不同 实施例示意图。

图3A~图3D分别是相应于图2A、图2C、图2E与图2G的平行数据传输实 施例示意图。

图4是图1所示的光学鼠标装置在高/低速移动时所采用的不同感应窗口大小 的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100光学鼠标装置

105光源电路

110传感电路

115处理电路

120主机端

401主窗口

402副窗口

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明优选实施例光学鼠标装置100的方块示意图， 光学鼠标装置100包含有一光源电路105、一传感电路110及一处理电路115， 光学鼠标装置100另连接至一主机端120，光源电路105用以产生并发射一 光学信号至一表面上而产生一光学反射信号S_ref，传感电路110耦接至光源 电路105并用以根据该光学反射信号S_ref估算光学鼠标装置100的图像位 移，处理电路115则耦接至光源电路105与传感电路110，并用以根据传感电 路110所输出的图像位移，产生并输出一控制信号S_c至主机端120。此外， 本实施例中，传感电路110感应光学鼠标装置100的图像位移的一移动速度、 一位移方向的至少其中之一，以动态地决定是否压缩输出至处理电路115的 该图像位移的一数据量，来降低处理电路115所需要读取的数据量，处理电 路115则用以转换读取到的数据量的格式为PS/2或USB格式，产生并输出 该控制信号至主机端120。具体来说，上述动态决定的数据压缩操作是由传 感电路110感应、分析对该图像位移的数据内容，并将感应、分析的结果告 知处理电路115，使处理电路115得知接下来所读取的数据内容为何，减少不 必要的数据读取。举例来说，传感电路110会产生一相应的传感结果，并将 该传感结果输出至处理电路115，所以处理电路115可得知后续所读取的数据 内容的顺序以及内容为何，因此，传感电路110可根据该相应的传感结果，

丢弃该图像位移的部分数据来压缩该图像位移的数据以产生一压缩后的数据 量，或是忽略该图像位移的部分数据来产生该压缩后的数据量，并将该压缩 后的数据量输出至处理电路115，达到降低处理电路115所需要读取的数据量 的效果，而通过由传感电路110告知处理电路115该相应的传感结果，处理 电路115在接收/读取数据可获知后续数据的顺序及相应的内容为何，使得接 收/读取数据时并不会出错。因此，由上可知，光学鼠标装置100在不同的操 作情况中，传感电路110输出至处理电路115的不同笔图像位移数据的数据 量会有所不同，也就是，不同笔图像位移数据的数据位数目会有所不同，降 低处理电路115整体所需要读取的数据量，节省处理电路115的整体数据读 取时间，达到省电的功效。

具体来说，传感电路110根据该光学反射信号S_ref估算光学鼠标装置 100的图像位移时，通过对图像位移中的多张图像进行取样以估算一位移量， 于取样估算位移量时通过一预先设定的取样精确度进行，该取样精确度以每 一英吋的测量次数﹙count per inch,CPI﹚表示之，也就是光学鼠标装置100 在每一英吋长度上的取样精度，举例来说，以每英吋的测量次数为400来说， 当光学鼠标装置100移动了一英吋时，传感电路110对图像位移会取样到400 次，如果鼠标装置100移动超过或少于一英吋，则取样次数会分别大于400 次或小于400次，因此，一单位时间内传感电路110的取样次数多寡可以表 示出光学鼠标装置100的移动距离或是移动速度，也就是说，在单位时间内， 传感电路110的取样次数愈高，代表光学鼠标装置100的移动距离愈长或是 正在高速移动，反过来说，传感电路110的取样次数愈低，代表光学鼠标装 置100的移动距离较短或是在低速移动，所以，通过取样次数的多寡，传感 电路110可估算出单位时间内相应的移动速度，之后，将所估算出的移动速 度与一速度门限值进行比较，可以判断出光学鼠标装置100是在高速移动或 是低速移动，当判定移动速度大于速度门限值，表示在高速移动，当判定移 动速度小于速度门限值，表示在低速移动，对于高速移动来说，传感电路110 的取样次数较多，而较多的取样次数数值需要使用较多的数据位来表示，反 过来说，对于低速移动来说，传感电路110的取样次数较少，而较少的取样 次数数值并不需要使用过多的数据位来表示，因此，如果传感电路110所产 生的一图像位移的数据是由一低字节数据与一高字节数据所组成，当传感电 路110感应到该移动速度小于该速度门限值时，低速移动不会产生过高的取 样次数数值，为了减少与处理电路115之间的数据位传输量，传感电路110 丢弃该高字节数据以压缩该图像位移的数据量，或是忽略该高字节数据以压 缩该图像位移的数据量，而仅输出该低字节数据至处理电路115﹙也就是不 输出该高字节数据至处理电路115﹚，降低处理电路115所读取的数据量。反 过来说，当传感电路110感应到该移动速度大于该速度门限值时，高速移动 会产生一定程度以上的取样次数数值，此时传感电路110并不会丢弃该高字 节数据﹙也不会忽略该高字节数据﹚来压缩该图像位移的数据量，后续会将 该高字节数据与该低字节数据﹙完整的该图像位移的数据量﹚输出至处理电 路115。

此外，在上述实施例中，传感电路110通过取样次数数值来估算移动速 度、并比较移动速度与速度门限值来判断是高速移动或是低速移动，在其它 实施例变型中，传感电路110也可以直接比较取样次数数值与一取样次数门 限值﹙该取样次数门限值相应于上述的速度门限值﹚来判断是高速移动或是 低速移动，换句话说，对本发明来说，任何一种判断光学鼠标装置100是在 高速移动或是低速移动的操作机制均适用在本发明中用以达到动态决定压缩 传感电路110的图像位移数据量的操作，因此，任何判断移动速度的机制来 动态决定压缩传感电路110的图像位移数据量的操作，均符合本发明的精神， 而属于本发明的范畴。

再者，对于感应光学鼠标装置100的图像位移的位移方向来动态地决定 是否压缩输出至处理电路115的该图像位移的数据量，传感电路110根据该 光学反射信号S_ref估算光学鼠标装置100的图像位移时，可以感应出该图像 位移在水平方向与垂直方向上的不同位移分量，对于由低字节数据与高字节 数据所组成的图像位移数据来说，如果该图像位移在水平方向与垂直方向上 均分别具有位移分量，则该低字节数据、该高字节数据均分别包含有水平方 向与垂直方向上的位移分量，因此，如果传感电路110感应到图像位移中仅 包含垂直方向的位移分量而并没有包含水平方向的位移分量时，表示光学鼠 标装置100目前只具有垂直移动、没有水平移动，水平方向的位移分量为零， 为了减少与处理电路115之间的传输数据量，此时因为水平方向的位移分量 为零的关系，实际上不需要将代表水平方向的位移分量为零的数据传输至处 理电路115，因此，实作上，传感电路110并不会将代表水平方向的位移分量 为零的数据传输给处理电路115，而仅将代表垂直方向的位移分量数据传输 至处理电路115，换句话说，此时传感电路110丢弃或忽略代表水平方向的位 移分量的数据﹙也就是丢弃或忽略该图像位移的部分数据﹚，以压缩该图像 位移的整体数据量。另一方面，如果传感电路110感应到图像位移中仅包含 有水平方向的位移分量、并没有包含垂直方向的位移分量时，表示光学鼠标 装置100目前只具有水平移动、没有垂直移动，垂直方向的位移分量为零， 为了减少与处理电路115之间的传输数据量，此时因为垂直方向的位移分量 为零的关系，实际上不需要将代表垂直方向的位移分量为零的数据传输至处 理电路115，因此，实作上，传感电路110并不会将代表垂直方向的位移分量 为零的数据传输给处理电路115，而仅将代表水平方向的位移分量数据传输 至处理电路115，换句话说，此时传感电路110丢弃或忽略代表垂直方向的位 移分量的数据﹙也就是丢弃或忽略该图像位移的部分数据﹚，以压缩该图像 位移的整体数据量。需注意，上述传感电路110判断水平方向或垂直方向上 的位移分量是否为零的操作，也可通过比较位移分量与一门限值来判断实质 上位移分量是否为零。

此外，需注意的是，传感电路110所产生的相应传感结果可以通过一移 动字节﹙motion byte﹚的不同数据位表示之，传感电路110传输该数据位至 处理电路115，以告知处理电路115所产生的相应传感结果为何，举例来说， 高/低速移动的传感结果可以通过一特定位LS表示之，当位LS为‘0’，表 示高速移动，反过来说，则表示低速移动，水平方向的位移分量是否为零可 以通过一特定位X0表示之，当位X0为‘1’，表示没有水平方向的位移分 量，反过来说，则表示有水平方向的位移分量，垂直方向的位移分量是否为 零可以通过一特定位Y0表示之，当位Y0为‘1’，表示没有垂直方向的位 移分量，反过来说，则表示有垂直方向的位移分量。请参照图2A~图2H，图 2A~图2H分别是图1所示的传感电路110与处理电路115之间的数据内容的 不同实施例示意图。如图2A所示，传感电路110感应并判断出光学鼠标装置 100是高速移动并且仅具有垂直方向位移分量、而没有水平方向位移分量， 传感电路110输出位LS为‘0’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’的传感 结果至处理电路115，并且在输出该传感结果之后，接续输出垂直方向位移 分量的数据﹙分别由低字节数据位L1、高字节数据位H1表示之﹚，低字节 数据位L1、高字节数据位H1均并未包含水平方向位移分量的数据，处理电 路115在读取位LS为‘0’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’的传感结果 之后，可以得知传感电路110只会传输垂直方向位移分量并分别具有高、低 字节位的数据至处理电路115本身，因此，在数据接收读取时不会出错；其 中0x02、0x04、0x0x是分别代表不同的地址数据，0x02用以定位出上述移 动字节的数据，0x04是用以定位出垂直方向位移分量的低字节数据，而0x0x 是用以定位出垂直方向位移分量的高字节数据。由于处理电路115在读取上 述移动字节的数据之后可确定后续将接收到的数据格式，因此，在另一实施 例中，也可省略上述的部分地址数据，举例来说，如图2B所示，当位LS为 ‘0’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’时，处理电路115可以得知所接收 到的是垂直方向位移分量的低字节数据与高字节数据，所以，可以省略0x04、 0x0x的地址数据，直接接收读取上述的低字节数据位L1、高字节数据位H1。

再者，如图2C所示，传感电路110感应并判断出光学鼠标装置100是低 速移动并且仅具有垂直方向位移分量、而没有水平方向位移分量，传感电路 110输出位LS为‘1’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’的传感结果至处 理电路115，并且在输出该传感结果之后，接续输出垂直方向位移分量的数 据﹙此时因为是低速移动，所以只具有低字节数据位L1，并没有高字节数据 位H1﹚，低字节数据位L1并未包含水平方向位移分量的数据，处理电路115 在读取位LS为‘1’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’的传感结果之后， 可以得知传感电路110只会传输垂直方向位移分量并只具有低字节数据位的 数据至处理电路115本身，因此，在数据接收读取时不会出错；其中0x02、 0x04是分别代表不同的地址数据，0x02是用以定位出上述移动字节的数据， 0x04是用以定位出垂直方向位移分量的低字节数据，由于处理电路115在读 取上述移动字节的数据之后可确定后续将接收到的数据格式，因此，在另一 实施例中，也可省略上述的部分地址数据，举例来说，如第2D图所示，当 位LS为‘1’、位X0为‘1’以及位Y0为‘0’时，处理电路115可以得 知所接收到的是垂直方向位移分量的低字节数据，所以，可以省略0x04的地 址数据，直接接收读取上述代表垂直方向位移分量的低字节数据位L1。

此外，如图2E所示，传感电路110感应并判断出光学鼠标装置100是高 速移动并且仅具有水平方向位移分量、而没有垂直方向位移分量，传感电路 110输出位LS为‘0’、位X0为‘0’以及位Y0为‘1’的传感结果至处 理电路115，并且在输出该传感结果之后，接续输出水平方向位移分量的数 据﹙分别由低字节数据位L2、高字节数据位H2表示之﹚，低字节数据位L2、 高字节数据位H2均并未包含垂直方向位移分量的数据，处理电路115在读取 位LS为‘0’、位X0为‘0’以及位Y0为‘1’的传感结果之后，可以得 知传感电路110只会传输水平方向位移分量并分别具有高、低字节位的数据 至处理电路115本身，因此，在数据接收读取时不会出错；其中0x02、0x03、 0x0x是分别代表不同的地址数据，0x02是用以定位出上述移动字节的数据， 0x03是用以定位出水平方向位移分量的低字节数据，而0x0x是用以定位出 水平方向位移分量的高字节数据。由于处理电路115在读取上述移动字节的 数据之后可确定后续将接收到的数据格式，因此，在另一实施例中，也可省 略上述的部分地址数据，举例来说，如图2F所示，当位LS为‘0’、位X0 为‘0’以及位Y0为‘1’时，处理电路115可以得知所接收到的是水平方向 位移分量的低字节数据与高字节数据，所以，可以省略0x03、0x0x的地址数 据，直接接收读取上述的低字节数据位L2、高字节数据位H2。

再者，如图2G所示，传感电路110感应并判断出光学鼠标装置100是低 速移动并且仅具有水平方向位移分量、而没有垂直方向位移分量，传感电路 110输出位LS为‘1’、位X0为‘0’以及位Y0为‘1’的传感结果至处 理电路115，并且在输出该传感结果之后，接续输出水平方向位移分量的数 据﹙此时因为是低速移动，所以只具有低字节数据位L2，并没有高字节数据 位H2﹚，低字节数据位L2并未包含垂直方向位移分量的数据，处理电路115 在读取位LS为‘1’、位X0为‘0’以及位Y0为‘1’的传感结果之后， 可以得知传感电路110只会传输水平方向位移分量并只具有低字节数据位的 数据至处理电路115本身，因此，在数据接收读取时不会出错；其中0x02、 0x03是分别代表不同的地址数据，0x02是用以定位出上述移动字节的数据， 0x03是用以定位出水平方向位移分量的低字节数据，由于处理电路115在读 取上述移动字节的数据之后可确定后续将接收到的数据格式，因此，在另一 实施例中，也可省略上述的部分地址数据，举例来说，如第2H图所示，当 位LS为‘1’、位X0为‘0’以及位Y0为‘1’时，处理电路115可以得 知所接收到的是水平方向位移分量的低字节数据，所以，可以省略0x03的地 址数据，直接接收读取上述代表水平方向位移分量的低字节数据位L2。

再者，需注意的是，上述传感电路110的数据压缩操作是本发明的一个 优选实施方式，其它的实施设计变型也可以适用在本发明中，举例来说，传 感电路110也可以只根据所判断出的移动速度或是位移方向的其中之一来运 行是否决定对图像位移的数据量进行压缩的操作，而这也有助于降低处理电 路115的整体数据读取时间，达到省电的功效。此外，对于使用者的使用行 为而言，使用者一般在操作鼠标装置时极大部份时间均操作于低速中，而不 是操作高速中，因此，前述实施例中根据移动速度来动态降低图像位移传输 位数据的操作可大幅降低当光学鼠标装置100操作在低速时的图像位移数据 量，达到大幅降低数据读取时间、提升省电效果的目的。

再者，虽然前述图2A至图2H是绘示出序列传输的方式，然而，在其它 实施例中，传感电路110与处理电路115之间的数据传输也可以采用是并行 传输的方式。举例来说，请参照图3A~图3D，图3A~图3D分别相应于图2A、 图2B、图2E与图2F，图2A、图2B、图2E与图2F中传感电路110与处理 电路115之间的图像位移数据传输是通过序列传输方式进行，也就是说，先 传输低字节的数据位，之后再传输高字节的数据位，而图3A~图3D中传感 电路110与处理电路115之间的图像位移数据传输是通过并行传输方式进行， 高、低字节的数据位是同时传输的，其它操作则可以参照前述段落的说明， 在此为了避免说明书过于冗长，不另赘述。

再者，其它实施例中，为了达到省电的效果，上述通过感应光学鼠标装 置100操作在高速移动或是低速移动以判断是否减少与处理电路115之间的 数据位传输量的操作也可结合传感电路110的感应窗口的动态调整。请参照 图4，图4是图1所示的光学鼠标装置100在高/低速移动时所采用的不同感 应窗口大小的示意图。如前所述，传感电路110估算出单位时间内相应的移 动速度，接着将所估算出的移动速度与该速度门限值进行比较，判断出光学 鼠标装置100是在高速移动或是低速移动，当判定移动速度大于速度门限值 时，表示在高速移动，当判定移动速度小于速度门限值时，表示在低速移动， 对于高速移动来说，传感电路110会使用较大感应窗口大小来进行图像位移 的感应，如图4所示，当光学鼠标装置100操作在高速移动中时，传感电路 110是使用较大的感应窗口401﹙可称为主窗口﹚来感应图像位移，而当光学 鼠标装置100操作在低速移动中时，传感电路110调整感应窗口的大小，改 为使用较小的感应窗口402﹙可称为副窗口﹚来感应图像位移，通过上述根 据移动速度动态调整感应窗口大小的方式，可因为副窗口的感应窗口尺寸较 小，而达到省电的目的，再者，上述动态调整感应窗口大小的操作也可以达 到前述动态地决定是否压缩输出至处理电路115的该图像位移的数据量，来 降低处理电路115所需要读取的数据量的目的，举例来说，使用较小的感应 窗口402来感应图像位移能够降低或减少图像位移的数据量，达到压缩输出 至处理电路115的图像位移数据量的效果。再者，在另一实施例中，光学鼠 标装置100可操作在一正常模式与一睡眠模式，当光学鼠标装置100操作在 正常模式中且高速移动时，传感电路110是通过主窗口401来感应图像位移， 而当光学鼠标装置100操作在正常模式中但低速移动时，传感电路110通过 副窗口402来感应图像位移，因此可在正常模式具备省电效果，另外，当光 学鼠标装置100没有位移而操作在睡眠模式中时，传感电路110通过副窗口 402来感应图像位移，因感应窗口较小而可以省电，当传感电路110感应到 位移时，光学鼠标装置100由睡眠模式切换到正常模式，传感电路110则改 用主窗口401来感应图像位移，之后根据移动速度的不同来决定使用主窗口 401或副窗口402来感应图像位移。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。