[发明专利]光学指向装置及其电源半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学指向装置及其电源半导体装置。

背景技术

一般来说，光学指向装置包含光学单元、图像传感器、运动值计算器和模拟-数字(analog-to-digital，A/D)转换器。由于用于光学指向装置的半导体装置是系统集成芯片(system-on-chip，SOC)，所以内部块所需的最佳操作电压都不同。明确地说，光学单元的操作电压很可能是阈值电压或更高(此处，红色发光二极管(light emitting diode，LED)的阈值电压为2.7V，且蓝色LED的阈值电压为3.2V)。图像传感器在高电压下操作，使得耗尽区域增加以提升光学效率。例如运动值计算器的逻辑单元可在相比而言较低的电压下操作，且A/D转换器的操作电压在图像传感器的操作电压与逻辑单元的操作电压中间，使得A/D转换器可在图像传感器和逻辑单元的两个操作电压下操作。

同时，由于应用在无线光学指向装置的半导体装置所输出的射频(radio-frequency，RF)信号基本上取决于电源电压，所以可能有必要使RF电路块按用户的要求而适于各种操作电压。并且，通常针对无线光学指向装置使用便携式电池来作为电源，且因此，最近低功率便携式电子器具的普及程度的增加已导致强烈需要，使得半导体装置的电源管理完备。

类似地，随着半导体微处理技术的快速发展，用于有线光学指向装置的半导体装置的电源电压不断降低，以便达到耐受最大容许内部电压。并且，为了满足所需的高速系统(例如，高速数字通信系统、高分辨率高速显示器装置和高容量存储装置)的规范，高速系统中包含的模拟和数字块正展示出使用多个电源电压的趋势。

因此，当一些半导体装置或半导体装置的一些内部电路由于其操作特性的缘故而需要高操作电压时，需要进行电压管理。

图1是常规光学指向装置的方块图。

参看图1，常规光学指向装置包含光学单元40、运动传感器50、微控制器60、无线数据收发器70和电源(power supply)20。运动传感器50包含图像传感器51、A/D转换器52和运动值计算器53。

现将描述图1所示的各个块的功能。

光学单元40包含光源、透镜和其它附件。光源照射的光由物体反射并通过透镜入射到图像传感器51。

运动传感器50以光学单元40接收光学图像，并使用所述光学图像计算运动值V(MOV)。图像传感器51接收通过透镜反射的光并读出(sense)图像数据。A/D转换器52从图像传感器51接收模拟信号并将模拟信号转换为数字信号。运动值计算器53基于作为A/D转换器52的输出信号的图像数据来计算运动值V(MOV)，并输出运动值V(MOV)。

微控制器60不仅接收从运动传感器50输出的运动值V(MOV)，而且接收其它外部输入信息，例如光学指向装置的按钮输入值和滚动输入值，并根据主机计算机(未图示)所要求的规范将运动值V(MOV)和外部输入信息传输到主机计算机。

当光学指向装置是无线装置时，进一步在微控制器60的后端准备无线数据收发器70。无线数据收发器70通过天线80以无线方式从主机计算机接收传输光学指向装置的运动数据的请求，从微控制器60接收运动值，将运动值转换为模拟信号，并通过天线80以无线方式将模拟信号传输到主机计算机。

电源20施加光学指向装置的所有内部块执行各自功能所需的固定电源电压V_fix。

现将参看图1描述常规光学指向装置的操作。

当光学单元40使用光源向物体照射光且物体所反射的光通过透镜入射在图像传感器51上时，图像传感器51接收所述光，读出物体的图像数据，并输出对应于所接收光的量的光电压(或光电流)。

A/D转换器52接收从图像传感器51输出的光电压(或光电流)的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号。运动值计算器53接收作为A/D转换器52的输出信号的图像数据，计算光学鼠标的运动值V(MOV)，并输出运动值V(MOV)。

电源20施加光学指向装置的内部块(即，光学单元40、运动传感器50、微控制器60和无线数据收发器70)执行功能所需的固定电源电压V_fix。

在此情况下，在任意表面上移动的光学指向装置将获得不连续的图像帧并对所述图像帧进行比较和分析以便计算运动值。因此，电路的操作速度(例如，获得图像帧的速率)应赶上光学指向装置的操作速度，使得光学指向装置可获得适当的运动值。

如上所述，即使常规光学指向装置以最高速度操作，也将对应于最高操作速度的固定电源电压施加到其内部电路而不会引发任何问题。