[發明專利]用微細結構導航技術對表面進行預測性脈沖化的照明

無效

• 申請號: 00126075.8
• 申請日: 2000-08-28
• 公開（公告）號: CN1294367A
• 公開（公告）日: 2001-05-09
• 發明（設計）人: T·C·奧利弗;K·W·奈;B·L·哈斯廷斯
• 申請（專利權）人: 惠普公司
• 主分類號: G06K7/015
• 分類號: G06K7/015;G06K7/10;G06K9/20;G06K9/22;G06K11/20;H04N1/024;H04N1/04;H04N1/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,陳景峻

本發明的主題涉及到以下公開內容，名稱為NAVIGATIONTECHNIQUE?FOR?DETECTING?MOVEMENT?OF?NAVIGATION?SENSORSRELATIVE?TO?AN?OBJECT(1997年7月1日授權)的美國專利US5644，139，名稱為METHOD?AND?DEVICE?FOR?TRACKING?RELATIVEMOVEMENT?BY?CORRELATING?SIGNALS?FROM?AN?ARRAY?OF?PHOTOELEMENTS(1998年3月17日授權)的美國專利US5729，008，名稱為“SEEING?EYE”MOUSE?FOR?A?COMPUTER?SYSTEM(1998年3月30日提交)的美國專利申請09／052，046，以及和前一件申請同日提交的發明人是Thomas?C．Oliver和Brian?L．Hastings并且轉讓給Hewlett-Packard?Co．的名稱為EXPOSURE?SERVO?FOR?OPTICALNAVIGATION?OVER?MICRO-TEXTURED?SURFACES(S／N還不知道)的申請。為了簡明起見，可以將美國專利US5644，139，美國專利申請09／052，046，和EXPOSURE?SERVO?FOR?OPTICAL?NAVIGATION?OVERMICRO-TEXTURED?SURFACES作為本申請的參考資料。

利用諸如一張紙片中的纖維的表面微細結構的前一個圖象和新的圖象的移動樣品之間的關系來跟蹤運動并且累計位置的先進技術提供了使用上的便利和杰出的精度。在參考的專利文獻中公開了此類的裝置。這種技術一般被稱為“光學導航”，在可以預見的將來，隨著人們對它逐漸廣泛的認知，這種技術會得到更廣泛的應用。在適合采用光學導航的設備中都會有功率消耗的問題。例如，作為用電池供電的設備的手持掃描儀比采用AC電源供電的設備更加優越。用采用光學導航技術的鼠標來操作的電池供電的計算機是另一個例子。

光學導航技術取決于亮度。用來捕捉圖象的光敏元件具有一個“電子快門”，它們可以對發光的圖象連續曝光，不需要借助于機械快門。理想的光敏元件應該能累計電荷或者是僅僅響應一個信號才把光轉換成一個電量值。遺憾的是，有些光敏設備具有偏移現象，在光被關閉后脈沖地接通時會干擾測量工作。這些設備也可以被認為是具有電子快門，但是設備的特性需要光源一直保持接通。然而，能夠布置成適用于光學導航的陣列的一類光敏設備既具有電子快門又對偏移現象不太敏感(例如數字攝像機中使用的光電晶體管)，可以節省脈沖發光操作的功率。本發明的目的就是要提供一種具有這樣的傳感器陣列的光學導航系統。

因此，早期的光學導航系統需要直接提供連續的照明，即使是僅僅有百分之五到十的時間需要照明。另外還要以最高的速率連續采樣。一般來說，復雜系統的簡化所是一種有益的性質，并且在這種情況下不一定需要連續的照明和最高采樣速率；但是，如果能做到當然更好。遺憾的是，表面照明是用IR(Infra?Red)LED執行的，它肯定會消耗有限的電池功率。如果能配合著在按需照明的同時又不會干擾對位置保持可靠跟蹤的能力對光學導航技術進行改進，則是一種理想的方式。在有可能的情況下降低采樣速率也是有利的，因為消耗的功率主要用于提取采樣。

一種光學導航系統是通過僅僅在需要時提供脈沖的表面照明光源而節省功率。可以用一個監視數據相關度和平均亮度的伺服機構來控制光的等級，并且在滿足需要和安全工作的條件下改變控制的等級。為了產生不同的照明等級，可以采用：(1)接通脈沖的光，然后在脈沖期間的一定周期內打開電子快門(選通光)；(2)打開快門，然后改變光的脈沖寬度(選通LED)；(3)打開快門，然后按照不同的強度用脈沖驅動LED；以及(4)組合(2)和(3)。另外，導航電路在表面上的速度是可以確定的(反之亦然)，并且，在能夠確保有限的加速度時(例如是手持掃描儀)，為了降低獲取數據的速率，需要降低速度，以便削減脈沖的光源并且節省功率。在實際需要再次采樣時可以根據浪費的加速度預先計算出這種降低，或者是直接采取一種保守的估算方式，抑制正常的預定脈沖，并且其他不變。

圖1是一個用來表示配備光學導航的一個系統中各個方面的簡化框圖，通過控制一個脈沖光源的曝光而實現降低功率消耗的目的；

圖2是一個簡化的波形圖，在圖中表示依靠調節LED驅動脈沖高度來改變圖1的光學導航電路曝光的方法；

圖3是一個簡化的波形圖，在圖中表示依靠調節LED驅動脈沖寬度來改變圖1的光學導航電路曝光的方法；