[发明专利]光学鼠标

说明书

背景

光学计算机鼠标使用光源和图像传感器来检测鼠标相对于底下的跟踪表面的移动以允许用户操纵虚拟指针在计算设备显示器上的位置。当今使用的有两种一般类型的光学鼠标体系结构：倾斜-LED架构和激光架构。这些架构中的每一个使用光源将光定向到底下的跟踪表面上，并使用图像传感器来获取跟踪表面的图像。移动是通过获取该表面的一系列图像并经由控制器跟踪在图像中标识的一个或多个表面特征的位置变化来跟踪的。

倾斜-LED光学鼠标以倾斜的入射角将来自发光二极管(LED)的不相干光朝向跟踪平面引导，并且从跟踪表面散射出来的光由与反射光程倾斜角度放置的图像检测器来检测。表面图像的对比度由表面高度变化创建的阴影增强，以便允许区分表面上的跟踪特征。

相反，激光光学鼠标通过将一般在红外或红色波长范围内的一束相干光定向到跟踪表面上来运作。跟踪表面的图像以镜面反射或近镜面反射角来检测。由于低频表面变化，表面图像的对比度是作为镜面反射的结果实现的。某些对比度也可以从反射激光中的干涉图案产生。

虽然这些架构的每一个一般在一定范围的表面上提供令人满意的性能，但每一个也可以在特定表面类型和纹理上显示出不令人满意的性能。例如，倾斜-LED光学鼠标在诸如纸张和马尼拉信封等粗糙平面上起到很好的作用，因为存在从这些平面上散射的、可以由倾斜放置的检测器检测到的大量散射光。然而，倾斜-LED光学鼠标在诸如白板、釉面陶瓷砖、大理石、抛光的/涂色的金属等光滑平面上可能不能也起到很好的作用，因为多数的入射光以镜面反射角反射掉，而少量的光达到检测器。

同样地，激光鼠标可能不能也在粗糙平面上起到很好的作用，尤其是在诸如常在办公室环境中找到的白色复印机纸等纤维性平面上。因为激光以不同的深度与纸纤维相互作用，所得的导航图像可能包含导致具有较短的相干长度的图像特征的干涉图案，并且可能导致去相关的较差的鼠标跟踪。

概述

因此，此处描述了被配置成很好地在各种各样表面上跟踪的光学鼠标的实施例。在一个所公开的实施例中，光学鼠标包括光源，该光源被配置成向跟踪表面发射具有在蓝色可见光谱的范围内的或近蓝色可见光谱的范围的波长的光；图像传感器，该图像传感器相对于光源放置以使得来自由跟踪表面反射的光的分布中的镜面部分的光被该图像传感器检测到；以及控制器，该控制器被配置成从图像传感器接收图像数据以及标识图像数据中的跟踪特征。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题并不限于解决本发明的任何部分中提出的任一或所有缺点的实现。

附图简述

图1示出了光学鼠标的一个实施例。

图2示出了有关图1的光学鼠标的光学架构的一个实施例。

图3示出了例示从表面反射的光的分布的镜面和漫射分量的一个示例的图示。

图4例示了入射在透明介质板上的光的反射和透射。

图5示出了作为介质板集合的跟踪表面的示意性模型。

图6例示了入射在金属表面上的光束的穿透深度。

图7示出了有和没有荧光增白剂的白纸的反射率的比较的图形。

图8例示了从一张纸的多个纤维层反射的入射光束的反射的简化模型。

图9示出了随着鼠标移过白纸表面，通过激光鼠标图像检测器的图像的相关的示意性描述。

图10示出了随着鼠标移过白纸表面，通过不相干蓝光鼠标图像检测器的图像的相关的示意性描述。

图11示出了描述跟踪光学鼠标在跟踪表面上的运动的方法的流程图。

详细描述

图1示出了光学鼠标100，而图2例示了有关光学鼠标100的光学架构的一个实施例。光学架构200包括被配置成向跟踪表面206发射光束204以使得光束204入射在跟踪表面上的位置210处的光源202。光束204相对于跟踪表面206的法线208具有入射角θ。光学架构200还包括放置在光源202和跟踪表面206之间用于校准光束204的准直透镜。

光源202被配置成发射蓝色可见光谱范围内或近蓝色可见光谱范围的光。此处所使用的术语“蓝色可见光谱范围内或近蓝色可见光谱范围”以及“蓝”、“蓝光”等描述了包括在例如400-490nm范围内的蓝色可见光谱范围内或近蓝色可见光谱范围的一个或多个发射谱线或发射带的光。这些术语也可以描述能够激活荧光增白剂的近UV到近绿光范围内的光，如以下更详细描述的。