TW200300907A - Method and sensing device for motion detection in an optical pointing device, such as an optical mouse - Google Patents

Description

200300907 A7 五、發明説明（1 ) 發明領域 廣義言之，本發明與指向裝置有關，特別是與控制游 標在螢幕上之位置的裝置有關，諸如個人電腦的顯示器、 具有圖形使用者介面的工作站或其它電腦裝置。這些指向 裝置例如包括滑鼠、軌跡球、及其它用以控制游標在顯示 幕上之位置的其它電腦周邊。 更明確地說，本發明與光學指向裝置的領域有關，包 括光學偵測裝置，該裝置包括光檢知器陣列，用以量測被 輻射照射之部分表面光強度樣式的變化，並擷取光檢知器 陣列與被照射之部分表面間相對運動相關的資訊。 發明背景 光學指向裝置已見於美國專利5,28 8,993 (文倂入本文參 考），例如揭示一款利用光檢知器陣列與具有隨機散布之斑 點之被照目標球的游標指向裝置。美國專利5,7 03,3 5 6(與上 述美國專利5,2 8 8,99 3相關，也倂入本文參考）進一步揭示（ 參考本文件之附圖23 A及23B)—款滑鼠型式的光學指向裝 置，它不需要球，且其中的光線直接從指向裝置在其上移 動的表面反射。 爲擷取與運動相關的資訊，上述美國專利5,2 8 8,9 93及 5 5 7 0 3,3 5 6所使用的成像技術是根據所謂的“邊緣移動偵測” 技術。此“邊緣移動偵測”技術基本上是決定光檢知器陣列 所偵測到之影像中之邊緣的移動（即像素對間強度的差）。邊 緣的定義是光檢知器陣列之兩像素間空間’強度的差。這些 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝- 訂 經濟部智慈財產局員工消费合作社印製 - 5- 200300907 ΑΊ ___Β7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 邊緣每一個的相對運動被追蹤並被量測，以便決定整體位 移量測’它代表光檢知器陣列與被照部分表面間的相對移 動。 更明確地說，按照美國專利5,28 8,993，邊緣決定於沿 著光檢知器陣列之第一軸（例如光檢知器陣列的每一行）排列 的像素對間以及沿著光檢知器陣列之第二軸（例如光檢知器 陣列的每一歹!])排列的像素對間。圖1描繪光檢知器陣列的 3個像素，第一像素或目前像素Ρ，第二像素P s沿著第一 軸1〇1與第一像素Ρ直線排列，第三像素Ρ ±沿著第二軸 102與第一像素Ρ直線排列。如圖中所示，像素Ρ右與Ρ上 配置在像素Ρ的右側及上方（其目的只爲解釋）。須瞭解，軸 101及102可以正交（如圖所示），或者，也可以不正交。還 須瞭解，像素也不必按行與列的方式排列成正規的陣列。 可想像還有其它適合的排列方式。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 爲簡化之目的，圖1中的像素是以白色及劃有斜線方 式顯示，劃有斜線的像素表示是被照射的像素。有此例中 ，像素Ρ是被照射的像素，第一及第二邊緣的條件Ex、Ey 分別存在於沿著第一軸1 〇 1的像素P與P s之間，以及沿著 第二軸1 0 2的像素P與P上之間。 按照美國專利5,288,993及美國專利5,7 0333 56，對位 移量測的評估.，一方面是根據沿著第一軸1 〇 1在第一方向 移動之邊緣Ex的數量與沿著第一軸1 〇 1在反方向移動之邊 緣Ex之數量間的正常化差（例如’光檢知器陣列之每一列 中從左向右及從右向左移動的邊緣）’另一方面是根據沿著 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公f ) 200300907 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（3) 第二軸1 〇 2在第一方向移動之邊緣Ey的數量與沿著第二軸 1 02在反方向移動之邊緣Ey之數量間的正常化差（例如，光 檢知器陣列之每一行中向下及向上移動的邊緣）。 經由比較光檢知器陣列中這些邊緣在第一時間點的位 置與光檢知器陣列中之邊緣在後續時間點的位置即可決定 邊緣的相對運動。因此，光學指向裝置典型上包括一光源（ 諸如紅外線LED)，按照決定的順序間歇地照射在部分表面 上，並按照決定的順序取樣光檢知器陣列之像素的輸出， 以提供決定兩相互比較之連續邊緣框的基準，以便決定相 對運動的量測。 按照美國專利5,28 8,993及美國專利5,7 03,3 5 6的實施 例’使用微分技術決定兩像素間的邊緣條件較方便。按照 此實施例，如果兩光敏元件的強度比大於某既定·位準，則 定義兩像素間存在一邊緣。因此，邊緣可使用下列布林算 瓦疋我： 強度[像素1]>κ強度[像素2] 或 ⑴ κ強度[像素1]<強度[像素2] 其中Κ是選擇的比例因數。 沿著圖1中第一軸101之兩像素間的邊緣條件Ex(或水 平邊緣條件）可由下列布林算式定義：

Ex= 強度[像素Ρ]>κ強度[像素P右] 或 ⑺ κ強度[像素Ρ]<強度[像素Ρ右] 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )六4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

7 200300907 A7 B7 五、發明説明（4; E X在高狀態意指在目前的像素與它右邊的像素間存在一邊 緣。 同樣地，沿著圖1中第二軸1 〇2之兩像素間的邊緣條 件Ey(或垂直邊緣條件）可由下列布林算式定義：

Ey= 強度[像素PpK強度[像素p上] 或 (3) K強度[像素p]<強度[像素p上] E y在高狀態意指在目前的像素與它上方的像素間存在一邊 緣。 須暸解，以上的條件Ex及Ey與邊緣方向或感測無關 ，只是單純地指兩像素間是否存在一邊緣p 美國專利5,2 8 8,993及5,7〇 3,3 5 6中所描述之上述定義 及相關的運動偵測演算法已成功地應用於光學軌跡球，即 光學指向裝置’它偵測照射在由使用者操縱之球上的光強 度樣式。不過，上述定義及相關的演算法需要偵測呈現明顯 淸晰之光強度差異的光強度樣式。因此，球的表面要覆以 複數個形狀隨機的標記，其顏色相對於背景要呈現極大的 對比。此外，這些標記（通常是點的形狀）需要有預先決定的 大小。參閱美國專利5,28 8,993，這些標記的大小例如從 0.5毫米2到〇.7毫米2，其密度大約是每平方毫米1個點 。這些標記的.尺寸與球的直徑較無關，不過，與光檢知器 陣列的解析度及大小密切相關。如美國專利5，7 〇 3，3 5 6中所 言，單一個點在感測器上的影像至少要能蓋過兩毗鄰像素 中心點到中心點間的距離（或像素間距）。不過，實際上，典 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】OX 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝‘ 灯 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Q 200300907 A7 B7 五、發明説明（5) 型上所選擇之較佳的點大小要使其影像能覆蓋大約5個像 素。經順應以上的要求，邊緣的數量實質上保持固定，且 其數量實質上小於可以用來決定及用於移動方向之像素的 數量。 當光學指向裝置應用上述移動方向設計，而被照射表 面不會呈現預先決定的樣式時會發生嚴重問題，諸如是使 用直接反射自隨機表面之光的“無球”光學滑鼠，諸如是紙 或桌面。在美國專利5,703，3 5 6中所描述的光學滑鼠不需要 任何球，但此實施例需要能呈現適當樣式的被照射表面， 也就是具有足夠數量及足夠大小的黑、白區域。 無論如何，當將上述技術應用在使用非特定表面做爲 運動偵測參考的光學感測裝置上時，要能在每一個像素間 確實偵測到上述定義的邊緣。由於特定及定義明確的邊緣 樣式無法被明確地偵測及追蹤，因此，它無法導出光學感 測裝置，.與被照射表面間相對運動的任何度量。因此，上述 的移動偵測技術實際上並不適用，吾人需要尋找其它的解 決方法。 經濟部智毡刖產局8工消赀合作社卬製 因此，本發明的目的是提供一種更適用於光學指向裝 置解決方法，，做爲移動偵測參考的被照射表面不需要特 定樣式，且產生純粹隨機的光強度樣式。 關於此點.，例如美國專利及5,644，139中所 揭示的移動偵測原理可部分達成上述目的，該原理的基礎 是使光檢知器陣列輸出的連續影像幀相關。不過，按照此 移動偵測原理無法執行相鄰像素間的光強度比較，因此無 本纸张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公釐） 200300907 ΑΊ Β7 五、發明説明（6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 法提供與相鄰像素間空間強度差（即邊緣）有關的任何資訊。 不過’稍前兩篇專利所提的連續影像幀相關的原理隱含了 某些限制。特別是，爲了得到夠精確的相對移動量測，實 際±需要以相對於表面非常小的角度照射參考表面，典型 上要在16度以內，美國專利5,6 8 6,720中有更嚴謹的描述 °此導致光學指向裝置之結構上的限制。 止匕外，在這些文件所提的影像幀相關技術還有某些限 @ ’當分析灰階影像幀時，相關處理的複雜度隨著影像強 度的深度呈指數地增加。實際上，將上述相關技術應用到 光學指向裝置的移動偵測被限制在只能分析二進位的黑白 影像。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反之，偵測影像幀之像素間的空間強度差（即邊緣）（或 換言之是預處理影像幀以擷取出描述相鄰像素間之光強度 差的二進位資料）並將本次擷取出的資料與前次擷取出的資 料相比較以決定相對移動的量測，從靈敏度的角度看，此 對像素間強度變化較小的情況特別有效。有了此技術，可 以很容易地擷取出直接用於移動偵測的特徵及樣式。從所 需之處理的角度來看，此技術特別地簡單且強而有力。 發明槪述 按照本發明的第一態樣，提供一種量測被照射部分表 面與包括光檢知器陣列之光學感測裝置間相對移動的方法 ，此方法的步驟包括： (a )使用光檢知器陣列偵測被照射部分表面在第一時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） 200300907 ΑΊ _____ Β7 五、發明説明（7) 間點的第一光強度樣式； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (b )比較光檢知器陣列之相鄰像素間的光強度，並從 偵測到的第一光強度樣式決定邊緣方向資料，該 資料是對相鄰像素間光強度差的描述，包括 第一邊緣條件（或正邊緣）的定義是第一像素 的光強度小於第二像素的光強度；以及 第二邊緣條件（或負邊緣）的定義是第一像素 的光強度大於第二像素的光強度； (c )儲存該邊緣方向資料或從其中擷取出的資料； (d )偵測被照射部分表面在第二時間點的第二光強度 樣式； (e )比較光檢知器陣列相鄰像素間的光強度，並從第 二光強度樣式決定該邊緣方向資料；以及 (f)根據步驟（b)與（e)所決定之該邊緣方向資料的比 較，或根據比較從該邊緣方向資料擷取出的資料 ，決定光學感測裝置與被照射部分表面間相對移 動的度量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按照本發明的第二態樣，提供一種移動偵測裝置，用 以偵測相對於被照射部分表面的相對移動，此移動偵測裝 置包括： - 光檢知器陣列，包括複數個沿著第~及第二軸排歹ij 的像素，用以偵測被照射部分表面的光強度樣式； - 比較器裝置，耦合到光檢知器陣列，用以比較沿著 第一及第二軸之光檢知器陣列之相鄰像素間的光強 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 200300907 A7 __ _ B7 五、發明説明（8) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度’以及從偵測到的該光強度樣式輸出邊緣方向資 料，該資料是對相鄰像素間之光強度差的描述，包 括： 第一邊緣條件（或正邊緣）的定義是第一像素的 光強度小於第二像素的光強度；以及 弟一邊緣條件（或負邊緣）的定義是第一像素的 光強度大於第二像素的光強度； - 儲存裝置，用以至少暫時儲存該邊緣方向資料或從 其中擷取出的資料； - 處理裝置，根據由該光檢知器陣列連續偵測到之第 一及第二光強度樣式所決定的該邊緣方向資料或從 其中擷取出的資料決定相對於被照射部分表面之相 對移動的度量。 前文已描述了第一型的方法與裝置，其中的邊緣轉折 資料是擷取自該邊緣方向資料，該邊緣轉折資料是對正及 負邊緣沿著該光檢知器陣列之特定軸是否連續的描述，包 括： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一轉折條件，或峰値，其定義是沿著特定軸之連續 正邊緣後跟著負邊緣；以及 第二轉折條件，或零値，其定義是沿著特定軸之連續 負邊緣後跟著正邊緣。 比較上述轉折條件的位置與轉折條件前的位置，根據 比較結果即可決定這些轉折條件沿著軸的移動方向。從所 決定之這些轉折條件的移動方向終可計算出整體的位移度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 200300907 A7 ___B7 五、發明説明（9) 量。 按照第二型的方法及裝置，直接追蹤正及負邊緣的移 動方向即可計算出整體的位移度量。 按照本發明，與美國專利5，2 8 8 3 9 9 3及5，7 0 3，3 5 6所揭 示的邊緣移動偵測技術相較，只需要利用邊緣的方向資訊 做爲移動偵測的參考。吾人回憶習知技術的方法，根本完 全沒有利用與邊緣方向有關的資訊，唯一使用的資訊只是 實際上存在的邊緣。由於邊緣方向資訊是對相鄰像素間之 光強度差的的描述（且因此代表反射光線之表面的樣式），因 此即使是在一隨機表面上，都可執行移動偵測，諸如紙或 其它表面，諸如桌面或滑鼠墊表面。 此外，本發明顯現極大的靈敏度且允許使用廣角的照 射角度，反之，美國專利 5,5 7 8,813、5,644，139及 5，6 8 6，7 2 0使用相關的技術，爲增加表面樣式之對比需要小 角度照射。本發明還可以根據對灰階影像的分析，不會增 加處理的複雜度。 從以下配合附圖對非限制性實例及實施例的詳細描述 ’將可明瞭本發明的其它態樣、特徵及優點。 圖式簡單說明 圖1顯示光檢知器陣列中沿著第一及第二軸排列的3 個像素及按照習知定義該3個像素各自的邊緣條件； 圖2的槪圖說明將照射在像素上之光轉換成電子信號 的積體電路； 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' ' " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -¾衣 、一 ：0 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 200300907 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（W 1 I 圖 3是按照本發明之光學指向 裝置 的方 塊圖 > I 1 1 圖 4是說明感測裝置的光檢 知器 陣列 及像 素 結 構 的槪 1 1 1 圖 1 I 請 1 I 圖 5是將光檢知器陣列與相 關之 比較 器電 路 較 佳 的 耦I 先 閱 I I 讀 1 | 合 方 式 以輸出所得到的邊緣方向彳 條件 ，此 圖中 只 顯 示 了 5 背 1 I 個 沿 著> 相同軸排列之像素的像素與 比較 器互 連； 之 Μ 1 I 圖 6顯示3x3像素陣列及按 事 1 照本 發明 之定 我 之 各 白 的 項 再 1 I 邊 緣 方 句條件，或正及負邊緣； 填 寫 本 1 裝 I 圖 7說明邊緣轉折條件，或 峰値 及零 値， 導 白 沿 著 某 頁 1 1 特 定 軸 的邊緣方向條件序列； 1 圖 8是說明移動偵測技術第 一實 施例 的槪 圖 5 它 是 根 1 I 據 追 蹤; 沿著一軸的峰値與零値； 1 訂 1 圖 9a及9b說明衍生自圖8 的移 動偵 測技 術 y 移 動 偵 1 1 測 是 沿 著第一及第二軸，同時還實施: 沿著: 第一 及 第 二 軸 之 1 1 對 角 線: 追蹤峰値與零値； 1 I A 圖 l〇a及l〇b說明移動偵測 技術 的第 二實 施 例 它 根 d I 據 追 蹤: 正及負邊緣，是單軸的移動 偵測 1 1 1 圖 1 1 a及1 1 b說明衍生自圖 10a ‘ 及1 〇 b的 移 動 偵 測 技 ! 1 術 此 次的移動偵測是沿著第一； 及第: 二軸 ，還 實 施 沿 著 第 1 1 — 及 第- 二軸之對角線的正及負邊緣 '、白w 从 7 1 ! 圖 I2是數位資料累加電路的 槪圖 ，用 來追 蹤 邊 緣 轉 折 1 I 條 件 的' 移動；以及 1 1 1 圖 1 3是串列架構除法器的方 塊槪 圖， 用於 計 算 沿 著 — 1 1 軸 的 位' 移値度量。 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公漦） -14 - 200300907 A7 B7 五、發明説明（11) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 元件符號對照表 420 :光檢知器陣列 400 :處理裝置 4 0 0 0 :像素 Γ0 0 0 ··光敏區域 4 5 0 0 :活性電路 1 1 〇 〇 :積分電路 1 1 1 0 :積分放大器 1 120 :積分電容器 4 1 0 :光源 4 3 0 :時計裝置 450 :匯流排介面 441 :開關 4 4 2 :開關 4 4 3 :開關 4 5 0 :介面 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 4 5 5 :匯流排 7 0 0 :位準偵測裝置 5 〇 〇 :移動偵測電路 5 1 〇 :匯流排. 5 5 0 :累加器 5 2 0 :列加總器電路 6 1 〇 :移動偵測累加器 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -- 200300907 Α7 Β7 五、發明説明（1会 620 :累加器 63 0 :減法器 65 0 :除法器控制器 較佳實施例詳細說明 在以下的敘述中將描述兩種演算法。第一種演算法稱 爲“峰値與零値移動偵測”演算法，第二種是“本地邊緣方向 移動偵測”演算法。兩種演算法都只使用得自像素陣列的邊 緣方向資料。 圖3是按照本發明之光學指向裝置的方塊槪圖。其中 包括具有複數個像素的光檢知器陣列420，此光檢知器陣列 420耦合到處理裝置400(或移動偵測處理電路），它包括但 不限於微控制器、微處理器或其它適合的邏輯電路，用以 處理光檢知器陣列420輸出的信號。移動偵測處理電路400 特別包括累加器電路及其它邏輯電路，用以執行數學及邏 輯運算，關於此方面將在下文中解釋。 如圖4所示，光檢知器陣列420是一正規的正方形陣 列，具有Μ個像素列（平行於X軸）及N個像素行（平行於Y 軸）。此例的典型結構是2 0 X 2 0像素的陣列。光檢知器陣列 420可以是如圖所示的方形陣列，或是實質上呈現圓形或多 邊形（或任何其它適合的形狀）的外圍。 光檢知器陣列42〇中的每一個像素4000基本上包括一 光敏區域1 〇〇〇構成的光二極體（或是光電晶體）及活性電路 4 5 00，後者包括前置放大器及轉換裝置，以及用以決定某 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ 297公釐） I---------扣衣—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300907 ΑΊ _ Β7 五、發明説明（^3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 像素與至少其中一個相鄰像素間之邊緣條件的比較器電路 。活性電路4500例如包括積分電路1 1 00，其設計如圖2之 描繪，用以積分光敏區域1 〇〇〇所產生的光電流，並將其轉 換成能供稍後處理的輸出信號。如圖2所示，積分電路 U 00基本上是由積分放大器1 1 1 〇所構成，它的第一輸入連 接到光敏元件1 000，另一輸入連接到參考電位（如接地）， 一積分電容器1120跨接於積分放大器1110的輸出與第一 輸入之間。因此，光敏元件1 000產生的電流iout在積分電 容器1 1 20上經過一段時間的累積，並在積分放大器的輸出 上提供一電壓輸出信號Vout，積分電路的積分與重置是由 適當的控制信號所控制，特別是RESET信號。 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 現請再參閱圖3，比較器陣列4 1 5介於處理裝置400與 陣列420之間，此比較器陣列415包括複數個比較器電路 ，其中的每一個用來比較陣列420中第一像素的光強度與 陣列420中第二像素的光強度，並輸出所得到的邊緣方向 條件。基本上需瞭解，每一個比較器電路也可以合倂到每 一個像素的活性區45 00內。不過，需瞭解，將比較器電路 放在像素陣列的外部將有助於縮小像素的非光敏電路區域 ，並藉以使靈敏度最大化。 較佳是，對於邊緣資訊的處理是在光檢知器陣列420 的外部完成，.每一個像素提供它的輸出信號給比較器陣列 4 1 5中所對應的比較器電路的輸入，比較器陣列4 1 5依次將 所得到的邊緣條件輸出給處理裝置400。如此可縮小像素活 性電路的大小，並藉以加大每一個像素的光敏區域以得到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -17 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300907 A7 ____ B7 五、發明説明（14) 最大的靈敏度。如此也可實質地減少像素陣列的接線。不 過’在本發明的範圍中，將處理部分想像成在每一個像素 中較佳。 現仍請參閱圖3，光學指向裝置還包括至少一個（或多 個）用以產生輻射的光源4 1 0，諸如LED，以單色光爲佳， 諸如可見或不可見光，以紅外線較佳），照射在部分表面S 上。表面S是平面或非平面表面，、諸如指向裝置移動橫過 的表面（光學滑鼠），球表面（諸如光學軌跡球）或任何其它適 合的表面，只要能提供適合強度的樣式供光檢知器陣列420 偵測即可。此外，嚴格地說，光源並非必需，也可以直接 使用表面S所反射的環境光。 典型上，光學指向裝置包括一窗口及一些光學配件（未 說明），配置在表面S與光源410及光檢知器陣列420之間 。典型上，這些窗口及光學配件是設計用來保護光學指向 裝置的光學組件不被灰塵侵入，並將光源4 1 0所發出的輻 射以及被照射部分表面S反射的輻射聚焦。 光學指向裝置還包括時計裝置4 3 0，用以供應處理裝置 4 〇 〇所需的時計信號C L K。此時計信號c L K供處理裝置 400使用，以導出處理數位資料所需的時脈信號，並用以控 制光檢知器陣列4 2 〇的操作及光源4 1 0的脈衝。閘裝置 43 5 (諸如邏輯.AND閘）介於時計裝置43 0與處理裝置400之 間，以選擇性地禁止供應時計信號CLK給處理裝置4 00。 此閘裝置435的啓動是由處理裝置400經由CLK_CTRL信 號控制。須瞭解，時計裝置4 3 0不是必備的基本要件，時 太紙恢尺廇诮用中國國家標輋（CNS ) A4規格（21 0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

200300907 ΑΊ _ Β7 __ 五、發明説明（1冷 計信號CLK由光學指向裝置所連接的主機供應較佳（經由介 面 450) 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3個開關44 1、442、443提供額外的控制輸入信號給處 理裝置400。典型上，開關44 1、442、443是由位在裝置外 殼上之對應的按鈕控制。 處理裝置400還適合以雙向的方式與介面450 .通信， 該介面4 5 0再透過匯流排4 5 5與主系統（圖中未顯示）通信。 游標控制信號（以及其它與光學指向裝置有關的信號）經由匯 流排4 5 5供應給主系統。處理裝置4 00也經由匯流排4 5 5 接收主系統的資訊，諸如組態信號。 如前文中言及，處理裝置400基本上被設計成按照定 義的順序間歇地取樣光檢知器陣列420之像素的輸出。兩 .連續的邊緣資訊樣本被比較，處理裝置400擷取出相對移 動的度量。接著，從相對移動的度量中導出適當的游標控 制信號，並經由介面45 0傳送給主系統。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳的感測裝置還包括配置在陣列420外部的位準偵 測裝置700。一方面，位準偵測裝置700設計用來接收像素 輸出的信號並監視這些信號的位準，以便導出特定的時脈 信號供操作感測裝置（特別是供控制積分電路1 1 00的積分 與重置程序）。另一方面，位準偵測裝置700也適合偵測像 素輸出信號的最小位準。在2 0 0 1年12月5日提出申請之 美國專利申請案1〇/〇〇1，963中對位準偵測裝置及它的使用 有詳細的描述，名稱爲 “Method，sensing device and optical pointing device including a sensing device for comparing 太铋珞尺麼槁m 區1定嫂皂f 、A4祁执（骼) ~ _ 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 200300907 A7 B7__ 五、發明説明（16) light intensity between pixels”，申請人與本案同且先於本申 請案，該文倂入本文參考。 吾人也可參考美國專利申請案1〇/〇〇1，963更周延地描 述感測裝置的實施例。特別是，此優先的申請案中描述比 較相鄰像素間光強度的原理，基本上是使用如圖2所示的 積分電路與對應的比較器電路結合，在特定的時脈設計下 操作這些積分與比較器電路，以便提供所需的邊緣資訊（或 更精確地說，所需的邊緣方向資料）。此專利申請案中的圖 6A及6B揭示一電路配置，用以提供4種不同的邊緣方向 條件（精確的定義見下文），這些邊緣方向條件可用於移動方 向，在本發明的範圍內。 屬本發明的範圍，相對於習知的方法，按照它們的“方 .向”區別邊緣。特別是，吾人定義兩個不同的邊緣方向條件 ，即： 第一邊緣條件（或正邊緣）的定義是第一像素的光強度小 _於第二像素的光強度；以及 桌一邊緣條件（或負邊緣）的定義是第一像素的光強度大 於第二像素的光強度； 必須指出，之所以產生此區別，是在檢查被選軸上之 像素的光強度時，將所沿的方向列入考慮。以圖4所例， 弟 軸（即X軸）延伸的正方向是從左到右，第二軸（即γ軸）· 延伸的正方向是從下往上。因此，如果偵測到所選像素的 光強度小於它右側像素的光強度，則將所選像素與它右側 像素間定義爲正邊緣。反之，以兩個沿Y軸排列的像素爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 一 " -- -20- I--------辦衣----Ί--1T------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 200300907 A7 B7 五、發明説明（1¾ 例，如果偵測到所選像素的光強度大於它上方像素的光強 度，則將所選像素與它上方像素間定義爲負邊緣。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 按照上述原理，所決定的正與負邊緣是在至少第一與 第二相鄰像素間。須瞭解，除了比較兩相鄰像素間的光強 度，也可以比較第一與第二像素子集間的光強度，此需要 將每一個子集各個像素輸出的信號加總。此方法描述於上 述美國專利申請案10/001,963中的圖13。美國專利申請案 10/00 1，959對此方法有更周延的描述。該專利於2001年12 月 5日提出申請，名稱爲“Sensing device for optical pointing devices such as an optical mouse’’，申請人與本申 請案同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現將寥考圖5及6描述比較相鄰像素間之光強度的另 一方法。圖5中描繪沿軸排列的5個像素P 〇到p 4，以及3 個比較器電路COMP 1到C0MP3，這些比較器電路是如圖3 中所示（比較器陣列4 1 5)之獨立比較器陣列中的一部分。在 本例中不是比較兩相鄰像素間的光強度，而是比較非毗鄰 之相鄰像素對間的光強度。特別地，是執行沿著軸排列之 兩像素間的比較，且該兩像素被一位在相同軸上的中間像 素隔開。如圖5所示，例如，像素P 0所偵測到的光強度是 由比較器電路C0MP1與像素P2的光強度比較，此時P1是 中間像素。同樣地，比較器電路COMM及C0MP3分別耦 合到像素P 1、P 3及P 2、P4。在光檢知器陣列的兩個軸上 都使用相同的方法。 此種比較器電路與像素的簡單耦合方法具有類似空間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） -21 - 200300907 ΑΊ __Β7 五、發明説明（1冷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中線濾波器的效果’藉以減少光檢知器陣列偵測強度樣式 時的雜訊。此方法確實具有比較像素Ρ 0力ρ ρ1之輸出信號 和與像素Ρ 1加Ρ2之輸出信號和的效果，但前述方法的優 點是不需要加總電路。須瞭解，其它比較非毗鄰之相鄰像 素間光強度的方法也都可行。 爲擺取所需的邊緣方向貧料，比較器電路要執行比較 步驟，這些步驟以使用滯後函數實施較佳。使用實施滯後 的比較器電路可防止當第一與第二像素間光強度位準呈現 相等時邊緣方向條件陷入不可測的情況。此種滯後函數的 可能實施之一揭示於上述的美國專利申請案1 0/00 1,963。 或者，吾人可單純地將比較器電路設計成當出現光強度位 準相等時輸出正邊緣條件或負邊緣條件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用上述另一種比較像素間光強度的方法，’吾人可以 定義邊緣方向條件（正或負邊緣）所在的位置基本上對應於中 間像素的像素位置。圖6說明假設爲3 X 3像素陣列時的情 形。在此圖中使用上述的另一種方法，兩毗鄰像素比較之 結果所得到的邊緣以粗黑線顯示且被“置於”一像素上。須 暸解，邊緣是沿著兩個軸爲每一個像素定義（位於光檢知器 陣列邊緣或角落的像素除外，在該些位置沒有沿著第一及/ 或第二軸兩個毗鄰的像素）。吾人須瞭解，對某特定的光檢 知器陣列架構.而言，具有預先決定數量的邊緣方向條件。 在圖6的例示性說明中，吾人可注意到，沿著軸X有3個 邊緣方向條件，沿著軸Υ也有'3個邊緣方向條件被定義。 這些邊緣的方向（邊緣的方向定義該邊緣是對應於正邊 本纸伕尺度適用中國國家摞準（CNS ) Α4規格（210Χ：Ζ97公釐） 200300907 A7 _____B7 五、發明説明（19) 緣或是負邊緣）在圖中以對應的箭頭顯示，每一個箭頭是從 較暗的像素指向較亮的像素（暗像素是指光強度低的像素， 亮像素是指光強度高的像素）。如圖所示，角落的像素間只 定義了 4個邊緣條件的方向。在圖6中也說明了參考軸X 及Y。如前文中的說明，圖中所示的負邊緣是箭頭指向軸X 或γ之負方向的像素。 如前文中大略提及，按照本發明，邊緣方向資料（即負 及正邊緣）是根據執行移動偵測（直接或非直接，將在下文中 詳細說明）構成的資料所定義。在“峰値/零値移動偵測，，演算 法及“本地邊緣方向移動偵測，，演算法中，都是分別沿著X 及Y軸執行各自的分析，之後再加總得到最終的結果。 現請特別參考第一種演算法，即“峰値/零値移動偵測” 演算法，光檢知器陣列中的每一列及行都被進一 步分析， 以在沿著被選軸（特別是沿著X與Y軸）連續的邊緣方向找 出特定的轉折條件（在後文中定義爲第一轉折條件或“峰値，， ，以及第二轉折條件或“零値”）。如圖7所示，第一轉折條 件（或峰値）的定義是沿著特定軸（X或γ)之連續的正邊緣（在 圖7中箭頭指向上）後跟著負邊緣（在圖7中箭頭指向下）。 同樣地’第二轉折條件（或零値）的定義是沿著特定軸之連續 的負邊緣後跟著正邊緣。 須瞭解，相對於上述的邊緣方向條件，邊緣轉折條件 並非隨處出現。嚴格地說，應該還有第三轉折條件代表在 所選擇的位置並無任何邊緣方向出現轉折。 處理邊緣方向資料以擷取出以上定義的邊緣轉折資料 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300907 A7 B7 五、發明説明（2() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較爲簡單。由於邊緣方向資料基本上是由二進位資訊所構 成（邊緣方向可以是正或負），它是以二進位資料陣列的型式 儲存，易於擷取是因爲只需檢查陣列中的每一列及行，找 到資料之位元從第一二進位狀態改變到第二二進位狀態的 位置即可，反之亦然。 至於爲儲存資料供稍後移動偵測處理所需的容量，須 瞭解，較佳是先儲存邊緣方向資料並於稍後處理此資料， 以擷取出上述的邊緣轉折資料。事實上，一個邊緣方向條 件只需要一個位元的記憶體，然而，一個邊緣轉折資料需 要2個位元的記憶體，以便編出3個可能情況的碼，即“峰 値”、“零値”、“皆非”。關於此，邊緣方向資料只需單純地 儲存在指定給光檢知器陣列中每一個像素的鎖存器中（或正 確地說是比較器陣列中的每一個比較器電路）。或者，也可 只儲存邊緣轉折資料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參閱圖8、9a及9b，根據上述的邊緣轉折資料描 述偵測移動的基本原理。圖8顯示一例示性的情況（以單軸 的移動偵測爲例），該例是連續1 0個連續的邊緣方向條件 ，並從兩個連續的閃光（flash)擷取出邊緣轉折條件（即從光 檢知器陣列所偵測到之2個連續的光強度樣式導出的條件） 。此例示性的情況是典型的次像素移動（即在兩連續閃光間 的位移小於像素間距）。如圖8所示，偵測到3個邊緣轉折 條件，即第二與第三邊緣方向條件間的峰値，第四與第五 邊緣方向條件間的零値，第七與第八邊緣方向條件間的峰 値。接下來第二個閃光，吾人可見到僅零値條件向右移動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 200300907 A7 B7 五、發明説明（21) 了一個單位（此情況也是典型的次像素移動）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 峰値與零値分別各自追蹤較佳。吾人可想像追蹤邊緣 轉折條件但不論它們的類型。不過，實質上資訊在處理中 會流失，且精確度會驟然下降。可以使用邏輯來測試零値 移動或峰値移動是向左或向右，即，沿著軸的第一方向分 量或是沿著軸與第一方向分量相反的第二方向分量。每一 個軸至少結合一個累加器（或者每一個軸兩個累加器，分別 保持峰値與零値的移動追蹤），並按照邊緣轉折條件的移動 方向增加或減少累加器（如果邊緣轉折條件沒有移動，則不 調整此累加器），即可以很容易地沿著每一軸追蹤。 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印製 除了用於追蹤邊緣轉折條件移動的累加器外，還可加 裝其它累加器用以計算出現於每一軸之峰値與零値的總數 量。可以在每一軸上加裝一累加器用來追蹤邊緣轉折條件 的總數量（峰値加零値），或在每一軸上加裝兩個不同的累加 器用來分別追蹤峰値與零値的總數量，採用何種方式基本 上視用來計算總位移度量的計算法而定。因此，對於沿著 兩軸的移動偵測而言，至少需要4個累加器（2個累加器用 於追蹤邊緣轉折條件，另2個累加器用於計算邊緣轉折條 件的總數量）。不過，也可以使用更多的累加器，例如共使 用8個累加器用以持續追蹤移動及每一種邊緣轉折條件的 數星。吾人可想像使用】2個累加器，以持續追蹤峰値與零 値分別沿者X軸與γ軸的4個可能移動方向。不過，使用 超過4個累加器就需要稍後的處理，以便數學地處理對應 之累加益的輸出値。 本紙張尺度適用中國( CNS ) Μ規格（2^—29?公釐） - 200300907 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2$ 現請再參閱圖8的例示性情況，並使用2個獨立的累 加器分別追蹤峰値與零値的移動。吾人須瞭解，與追蹤零 値相關的累加器會增加，與追蹤峰値的累加器不會被調整 ’在此例中所偵測到之峰値與零値的總數量爲3。如果吾人 只使用單一個累加器追蹤峰値與零値的移動，此只是單純 地導致累加器增加。當然，吾人必須瞭解，如果移動偵測 是沿著兩個軸進行（例如光學指向裝置的情況），.這些步驟必 須沿著X軸爲陣列中的每一列執行，並沿著γ軸爲陣列中 的每一行執行。 圖9a及9b顯示以上述原理沿著第一與第二軸之對角 線實施邊緣轉折條件之移動偵測的優點（斜線符號9〇顯示 邊緣轉折條件之6個可能的毗鄰位置，同時，符號95是偵 測到的目標邊緣轉折條件）。圖9 a及9 b分別說明適用於沿 著X軸與Y軸之邊緣轉折移動的原理。此類型可經由增加 或減少適當的累加器來實施，如果對應的邊緣轉折條件不 僅來自相同軸上的毗鄰位置，而且如果對應的邊緣轉折條 件還來自沿著對角線的4個毗鄰位置其中之一，如圖9 a及 9 b中所描繪，即，要被決定之移動所沿的方向呈現沿著軸 的方向分量。圖9a及9b各說明6個可能的方向（所有都呈 現沿者對應軸的方向分量），當檢視沿著軸X及Y的可能 位移時，邊緣轉折條件可能從其中之一開始（如果吾人將圖 9a旋轉90度，沿著γ軸的移動偵測實際上與沿著χ軸的 移動偵測相同）。 在目標位置的兩側各有3個可能的情況（圖9a中的上、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·

*1T 線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -9R _ 200300907 A7 ___B7_ 五、發明説明（约 中、下及圖9b中的左、中、右）被邏輯地加總（OR)在一起 ’因此，一個邊緣轉折條件只能產生一個單位的移動。換 g之，即使在目標位置的附近事先定位了 3個相同的邊緣 轉折條件，累加器也只會被增加或減少一次。 可想像出很多根據累加器之輸出値計算總位移度量的 不同方法。這些計算方法其中之一是計算每一種類型之轉 折條件（沿著每一個軸）的位移値，並將這些位移値平均。此 第一種計算法的分析式槪述如下： K峰値-位移=N峰値·右峰値·左/ΙΝΓχ峰値 X零値-位移=Ν零値•右-Ν零値·左/Νχ零値 (9 Υ峰値·位移=Ν峰値-上-Ν峰値·下/Νγ峰値 (6) Υ零値-位移=Ν零値·上零値•下/Νγ零値 (7) X位移=X峰値-位移-X零値-位移/2 (8) Υ位移=Υ峰値·位移-Υ零値·位移/2 (9) X距離=X位移’Lpp (10) Y距離=Y位移.Lpp (11) 因此，計算峰値沿著X軸之位移X⑬彳直·位移的方法是峰 値沿著X軸朝第一方向分量（即右）移動的峰値數N峰彳直·右減 去峰値沿著X軸朝與第一方向分量相反之第二方向分量（即 左）移動的峰値數N峰値.左，並以沿著X軸所偵測到的峰値 總數N X峰彳直正常化。計算零値沿著X軸之位移以及峰値與 零値沿著Y軸之位移的方法都相同。接著將上述算式（4)到 (7)所定義的峰値與零値位移平均，並將結果乘以像素間距 LPP，即可得到沿著各軸移動的總距離，像素間距LPP的單 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Ad規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27 - 200300907 kl B7 五、發明説明（24) 位可以是微米、毫米、吋等。須暸解，總結果總是像素間 距的分數。 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 須瞭解，此第一種計算法每個軸至少需要4個累加器 用以追蹤邊緣轉折條件的位移以及邊緣轉折條件的總數。 如前提及，可以使用兩個獨立的累加器追蹤邊緣轉折條件 沿著選定軸的兩個可能方向移動，不過，這需要P外的計 算步驟計算其間的差異。 第二種計算法是直接計算沿著X及Y軸的位移値，分 析式槪述如下： X位移=(N峰値·右+N零値·右)-(N峰値.左+ N零値-左)/(Νχ峰値+Νχ零値) (12) Υ位移=峰値-上+Ν零値-上)-(Ν峰値·下+ Ν零値·下)/(Νγ峰値+Νγ零値) (13) X距離=X位移ipp (14) Y距離=Y位移_Lpp (15) 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 此第二種方法每個軸至少需要2個累加器，一個用於 追蹤邊緣轉折條件的移動（峰値與零値仍是分開追蹤），另一 個負責追蹤沿著選定軸偵測到之邊緣方向條件的總數量。 爲允許計算時有較大的彈性，每個軸至少要使用4個累加 器，如此’以上兩種計算法都可以使用相同架構的移動偵 測裝置實施。 須暸解，以上X與Y位移之算式的解析並不一致。不 過，實際上峰値與零値的總數實質上相等，因此，兩種計 算法所得到的結果非常接近。 從處理的角度來看，須瞭解，第二種方法較佳，因爲 每個軸只需要一次除法運算，然而，第一種方法每個軸需 ^^尺度適用中國國家；^7〇奶）六4規格（210'乂 297公釐] " ~ 200300907 Α7 Β7 五、發明説明（25) 要兩次除法運算以及一次平均運算。 現在要強調“峰値/零値移動偵測”的其它優點。首先， 檢知器所“看”到的轉折數量視感測器的聚焦而定。特別是 ，如果感測器不在焦點內，轉折的計數會實質地減少（感測 器所“看到”的較少）。因此，此特性可加以利用，藉以提供“ 失焦”的貪訊。貫施此很容易，只需計算X轉折與γ轉折的 總數（該數量可以從用來計算邊緣轉折條件數量之累加器的 輸出値直接得到），並將所計算的數量（X或γ轉折）與預先 決定的門檻値比較即可得到。如果計數値小於預先決定的 門檻，即可偵測到“失焦’，的情況，並將警告信號報告給外 部的控制器。 第二，假設轉折會移動通過陣列，且在兩個閃光之間 這些轉折的移動不會超過一個像素間距（兩個連續閃光間的 周期被決定，以使此條件永遠能滿足最大的移動速率）。如 果轉折的移動超過一個像素間距，則移動偵測設計就無法 決定轉折來自何方。如果感測器在兩閃光間相對於被照射 表面移動太快，此條件即會發生，因此，此條件代表“失蹤 ”情況。檢視不知來自何處之邊緣轉折條件的數量即可偵測 到此條件，即，最後狀態的轉折條件在目前位置沒有相同 的邊緣轉折條件，或是有一像素間距環繞於它。這些邊緣 轉折條件可定義成“假邊緣轉折條件，，（這種“假邊緣轉折條件 ”有可能沿著兩個軸出現）。因此，可以爲每一個軸測試及分 開來追蹤“假邊緣轉折條件，，的數量（因此需要兩個額外的累 加器），並與預先決定的門檻比較。如果計數（沿著χ或γ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 藥-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\5 口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

-- 200300907 A7 B7 五、發明説明（2弓 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 軸的假轉折）大於預先決定的門檻，即偵測到“失蹤，，的條件 ’並將警告信號報告給外部的控制器。在邏輯上預做安排 ’位在光檢知器陣列邊緣的轉折不列入假邊緣轉折條件的 計數，即使它們看似不知來自何處。例如，陣列邊緣的假 邊緣轉折條件可能來自陣列的外部，演算法無法識別。 現請參閱圖1 〇 a、1 0 b、1 1 a、1 1 b及1 2，吾人現將回頭 描述第二種移動偵測演算法，即所謂的“本地邊緣方向移動 偵測”。此第二種演算法根據直接分析邊緣方向資料，在做 移動偵測之前，並不需要任何的資料擷取處理。此第二種 演算法在於負及正邊緣目前的位置與這些負及正邊緣的先 前位置比較，換言之，偵測先前幀中是否有相同的邊緣方 向條件位於毗鄰位置。 經濟部智慧財度局員工消費合作社印製 圖1 0 a、1 0 b是兩個例示性情況，分別說明第—是無移 動情況以及第二是部分像素移動情況。在這兩圖中說明沿 著一軸的1 0個邊緣方向條件（正及負邊緣）序列，這些條件 分別對應於決定自光檢知器陣列所偵測到之兩連續強度樣 式的邊緣方向資料。在這兩圖中標示爲“R”及“L”的線指示 當檢視源自目前閃光的邊緣方向資料時，在最近一次閃光 期間所偵測到之對應的邊緣方向條件是向右及/或向左移動 ，値“1”及“0”分別表示對應的邊緣方向條件有或沒有在對應 的方向（右或左）移動。此處理並未應用到該序列兩端的邊緣 方向條件，因爲這些條件僅毗鄰一個邊緣方向條件。 吾人可見圖]〇 a中所偵測到沿著該軸朝第一方向分量（ 即右）移動的邊緣方向條件總數與沿著該軸朝相反方向分量（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30- 200300907 A7 m 五、發明説明（的 即左）移動的邊緣方向條件總數相等，此當然表示在兩次閃 光之間沒有移動發生。須瞭解，即使是在“無移動”的情況 ，還是可能偵測到一或數個邊緣方向條件局部“錯誤”偵測 的移動。不過須強調，由於本發明是使用統計法，此種局 部偵測的移動不會反應到感測裝置的整體位移，且此種移 動的影響會減至最小，特別是由於將度量到的整體位移除 以邊緣方向條件數量的加權運算。此當然暗示要使用像素 數量足夠的光檢知器陣列，就實用上，數百個像素足矣。 現請參閱圖1 Ob，吾人可見，就此例中偵測到有6個邊 緣方向條件向右移動，只有4個邊緣方向條件向左移動， 此暗示，本例中序列之邊緣方向條件的總體移動R-L是向 右2個單位。爲得到感測器的位移估計，以上的結果必須 除以“可移動”的邊緣方向條件總數’以位移之單’位的分數 表示（一個單位對應於一個像素間距）°如前所提及’由於邊 緣方向條件存在於陣列的每一個像素之間’並考慮位於邊 緣及角落之邊緣方向條件被丟棄的事實’“可移動”的邊緣 方向條件總數被固定且可預先決定。在圖及l〇b中說 明1 〇個邊緣方向條件，其中位在兩端的邊緣方向條件被丟 棄；因此，在本例中，可移動之邊緣方向條件的總數是8 個。因此，沿著該軸的所得到位移是+ 2 /8 = + 0.2 5 ( +表示向右 移動）。將此位移値乘以像素的間距即可得到移動的總距離 〇 圖1 1 a及1 1 b與圖9a及9b大致相同，用以說明第二 種演算法的有利型式’第二種演舁法適用於沿者奢兩軸的 適用中國 準（CNS ) A4規格（210x 297^¥1 ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·

、1T 經濟部智慧財產局貞工湞費合作社印製 200300907 ΑΊ —_— --—— _ _ 五、發明説明（2今 移動偵測，其中進—步# _^ ^ ^ 义一慮邊緣方向條件沿著兩軸的對角 跡移動鬥彳永地，除了測試邊緣方向條件沿著被選軸朝一 或另一方向移動外，還將邊緣方向條件沿著兩對角線移動 的可#性列入考慮。止匕暗示，對每一個像素而胃，每—個 邊緣方向條件要與在目前及前一個邊緣方向資料幀中之6 個毗鄰的邊緣方向條件比較。 如圖11 a所示沿著，χ軸的移動偵測而言，此暗示，第 一邊緣方向資料幀（例如上一幀）中沿著χ軸被選的邊緣方 向條件（以覓黑線表示）與另一邊緣方向資料幀（例如目前幀） 中與其毗鄰的邊緣方向條件比較，即，位於上左（UL)、中 左（CL)、下左（LL)、上右（UR)、中右（CR)、及下右（LR)等 位置的邊緣方向條件（每一個對應的邊緣方向條件以寬的斜 .影線表示）。同樣地，對沿著Y軸的移動偵測而言，此暗示 沿著Y軸被選的邊緣方向條件要與位於上左（XJL)、上中 (UC)、上右（UR)、下左（LL)、下中（LC)、及下右（LR)等位 置的邊緣方向條件比較。有一點須強調，沿著X軸之移動 偵測所使用的邊緣資訊所對應的角落位置UL、UR、LL、 LR與沿著Y軸之移動偵測所使用的邊緣資訊不同，如圖 ]1 a與；I i b中使用不同的符號說明，以指示邊緣方向條件（ 實際上與圖9a及9b中所說明之“峰値/零値移動偵測”演算 法使用的相同）。 如前槪述，追蹤邊緣方向條件之移動至少需要2個累 加器。沿著X軸追蹤邊緣方向條件的移動可以使用單一個 累加器執行，當在前一個邊緣方向資料幀中所選擇的邊緣 本纸張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300907 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2負 方向條件被發現有向上右、中右及下右等任一毗鄰位置移 動時，該累加器被增加，如果發現所選擇的條件有向上左 、中左及下左等任一毗鄰位置移動時，累加器被減少。沿 著Y軸執行邊緣方向條件的移動追蹤方法也相同，當所選 擇之先前被偵測到且被儲存的邊緣方向條件被發現有向上 左、上中及上右等任一毗鄰位置移動時，該累加器被增加 ，當所選擇的邊緣方向條件被發現有向下左、下中及下右 等任一毗鄰位置移動時，該累加器被減少。 須瞭解，可以使用2個以上的累加器。例如，爲每一 個要測試的移動方向提供一個累加器，即每軸6個不同的 累加器，如果移動測試爲正，則所對應的那個累加器增加 。不過，吾人須瞭解，需要計算此額外累加器輸出値的和 及差。或者，吾人可以使用2組各3個累加器，每一個累 加器與3個可能的移動軸結合（參考軸X或γ以及它們的2 條對角線），這些累加器按照沿著所選軸的移動方向增加或 減少。 相對於習知的演算法，不需要累加器計算沿著每一軸 之邊緣方向條件的總數量，因爲這些數量是由特定的光檢 知器陣列架構決定。 此外，須瞭解，或者可分析目前幀之被選邊緣方向條 件是來自前一資料幀的何處以取代尋找進入目前邊緣方向 資料幀之先前幀的被選邊緣方向條件在何處。這只是單純 的逆向分析，但完完全全相等。無論如何，這兩種方法都 相同，因爲都是偵測邊緣方向條件沿著被選軸的實際移動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I--------¥----Γ--1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -33- 200300907 A7 _B7__ 五、發明説明（30 方向。 可想像還有其它根據累加器之輸出値計算總位移度量 的不同方法。計算法之一例如從與每一軸結合之單個累加 器的輸出値直接爲該軸計算位移値，並根據所偵測到之邊 緣方向條件的移動方向增加或減少該累加器。以計算法的 分析式槪述如下： X 位移=(Nxur+Nxcr+Nxli〇 - (Nxul+Nxcl+Nxll) /(Nxedge) (16) Y 位移=(Nyul+Nyuc+Nyur) - (Nyll+Nylc+Nylr) /(Nxedge) (17) X距雖=X位移Ipp (18) Y距雖=Y位移’Lpp (19) 其中，Nxur、Nxcr、Nxlr、Nxul、Nxcl 及 Nxll 分別是沿 著X軸被偵測到往上右、中右、下右、上左、中左、及下 左位置移動之邊緣方向條件的數量，N Y u L、N Y u C、N Y u R、 Nyll、Nylc及Nylr分別是沿著Y軸被偵測到往上左、上 中、上右、下左、下中及下右位置移動之邊緣方向條件的 數量，LPP是像素間距。 吾人現將大致描述數位資料累加的架構以及除法器的 架構，這些可用於實施上述累加及計算設計。這些架構將 以第一種移動偵測演算法說明，但須瞭解，基本上以上兩 種演算法都適用這些架構。 圖1 2說明執行上述累加設計的數位累加架構。此圖僅 說明一列之X及Y比較器電路的配置，即，圖3中比較器 陣列4 1 5的比較器電路，它與光檢知器陣列中的某特定列i 結合。對應之比較器電路4 I 5所產生的整行邊緣方向資料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29*7公釐） ^ -34- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 訂 線 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 200300907 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（31) 在2 xM匯流排5 1 0上傳送給移動偵測電路5 0 0，數字Μ對 應於光檢知器陣列中的列數。再次說明，圖1 2僅顯示匯流 排5 1 〇中的一個位元，對應於X及Υ比較器電路中某特定 列。 每一行中比較器電路的輸出（即，某特定列i的每一行 有2個比較器電路，分別輸出沿著X軸的邊緣方向條件與 沿著Y軸的邊緣方向條件，對應於所選擇的列-行位置）經. 由開關透過匯流排5 1 0選擇性地連接到移動偵測電路500。 這些開關的啓動是根據適當的時脈設計由 COLUMN一SECECT[I:N]匯流排控制（匯流排每一行的切換與 行的開關對應）。 移動偵測電路5 00獲取及儲存3行此種資料，並包含 有儲存最後一個狀態所需的暫存器。按照前文描述的原理 對目前狀態進行峰値及零値分析，並與最後狀態比較以進 行移動偵測。條件上/下、左/右代表從所偵測到的邊緣轉折 條件導出的移動方向，以及沿著兩軸之轉折條件Nxinf及 N ΥIN F的數量都是由移動偵測電路5 0 0供應，以驅動適當的 累加器電路。根據以上定義的原理，這些累加器電路5 5 0( 所需的數量視所使用的演算法而定）爲邊緣資料被測試的某 一行加（及/或減）代表在單一個時計脈衝期間偵測到之位移 及偵測到之轉折數量的値。 當每一行都被傳送時，致使一低時計計數累加資料， 在移動偵測電路5 〇 〇驅動累加器5 5 0之後，在組合加總器（ 列加總器電路52〇)中的列增加。此方法需要N個時計脈衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-35- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300907 A7 _ B7 五、發明説明（3$ 以處理所有的邊緣方向資料，數字N是陣列中行的數量。 列加總器電路5 2〇將整行的轉折及移動資料加總（或加總一 行中的列）並輸出資料，該資料可能高至Μ，即列的數量。 現請參閱圖1 3，吾人將大略描述執行數學運算之串列 除法器的架構，它用於計算沿著被選軸（X或γ)之一個方向 移動的邊緣轉折條件數量與在相反方向移動之邊緣轉折條 件數量的差（該差是由移動偵測累加器6 1 0輸出），並將此差 除以對應之累加器620的輸出値，累加器62〇用於追蹤沿 著被選軸之邊緣轉折條件的總數量。此電路架構實際上執 行的計算操作定義於（12)及（13)式。圖中所說明的電路架構 更適合執行（1 3 )的計算操作，即，計算沿著γ軸之邊緣轉 折條件的位移値。 移動偵測累加器610可包括一 8位元的上-下累加器， 它是由UP及DOWN這兩個信號驅動，這兩個信號分別代 表被偵測到要往上或往下移動之邊緣轉折條件的總數量。 同樣地，累加器620也可以是一 8-位元的累加器，它是由 代表被偵測到沿著Y軸之邊緣轉折條件的總數量Iy的控制 信號所控制。兩個累加器將它們的輸出値提供給8 _位元減 法器6 3 0，在該處實際執行除法運算。所得到的結果以串列 輸出位元流的型式輸出給除法器控制器65 0，該控制器控制 整個架構的操作（特別是將資料載入累加器610及位移其中 的貪料）以及將輸出貪料格式化。減法器6 3 0所輸出的8 -位 元結果也回授給移動偵測累加器6丨〇。 因此’圖】3所示的架構構成一串列除法器，用以計算 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210x297公釐） ~~~ '^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

200300907 A7 ___B7 五、發明説明（⑽ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (1 3 )式所定義的位移値Y位❺，相同的架構也可用來計算其 它的位移値X彳立移。按照此例，每一個値需要8個時計脈衝 以便執行計算並同時讀出資料。 吾人也可以使用相同的串列除法器架構實施“本地邊緣 方向移動偵測”演算法，唯一的不同在於不需要累加器6 2 0 追蹤邊緣方向條件的總數量，此數量是被光檢知器陣列的 組態所固定且是被預先決定。 現已使用某些特定的實施例描述本發明，須瞭解，這 些實施例並不意味是對本發明的限制。事實上，熟悉此方 面技術之人士應瞭解，各種的修改及/或改變都不會偏離所 附申請專利範圍的範圍。例如，所提出之實施例的感測裝 置並不需要限於沿兩正交軸排列的正規像素陣列。其它的 像素排列方式也都可行，諸如像素沿著兩（或多）非正交軸排 列的像素配置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 最後再加以提醒，每一個比較器的輸入可以連接到一 個以上的光敏元件。例如，數個毗鄰甚或非毗鄰之像素的 輸出信號可以相加，以便產生一“濾波”的像素，如前文中 所提及先於本案之美國專利申請案10/0 01，9 63中圖13的說 明。 本紙張尺度適用中國國家標举（CNS ) Α4規格（2]〇χ 297公釐） -37-

Claims (1)

1. 200300907 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 ^ 1 · 一種量測被照射部分表面（S)與包括光檢知器陣列 (4 2 0)之光學感測裝置間相對移動的方法，此方法的步驟包 括： (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (a )使用該光檢知器陣列偵測該被照射部分表面在第 一時間點的第一光強度樣式； (b )比較該光檢知器陣列之相鄰像素間的光強度，並 從該偵測到的第一光強度樣式決定邊緣方向資料 ’該資料是對該相鄰像素間光強度差的描述，包 括 第一邊緣條件（或正邊緣）的定義是第一像素 的光強度小.於第二像素的光強度；以及 第二邊緣條件（或負邊緣）的定義是第一像素 的光強度大於第二像素的光強度； (c )儲存該邊緣方向資料或從其中擷取出的資料；. (d )偵測該被照射部分表面在第二時間點的第二光強 度樣式； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (e )比較該光檢知器陣列相鄰像素間的光強度，並從 該被偵測的第二光強度樣式袂定該邊緣方向資料 ;以及 (f )根據步驟（b)與（e)所決定之該邊緣方向資料的比 較，或根據比較從該邊緣方向資料擷取出的資料 ，決定該光學感測裝置與該被照射部分表面間相 對移動的度量。 2 .如申請專利範圍第1項的方法，其中該光檢知器陣 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21(^29：7公釐） 200300907 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2 列包括複數個像素的列及行，分別沿著第—及第二軸（χ，γ) 排列，且其中該邊緣方向資料是沿著該第一及第二軸每一 個軸決定。 3'如申請專利範圍第i項的方法’其中該步驟⑽c) 還包括從該邊緣方向資料摘取邊緣轉折資料的步驟，該邊 緣轉折資料是對正及負邊緣沿著該光檢知器陣列之至少一 個特定軸（Χ，γ)是否連續的描述，包f舌· 第一轉折條件，或峰値，其定義是沿著該特定軸之連 續正邊緣後跟著負邊緣；以及. 第二轉折條件，或零値，其定義是沿著該特定軸之連 續負邊緣後跟著正邊緣；以及 該步驟f)包括： (Π)比較步驟e)所決定的轉折條件位置與步驟b)所決 定之轉折條件先前的位置； (f2)根據該比較的結果決定該邊緣轉折條件沿著該特 •定軸移動的方向； (f3 )從所決定之該轉折條件的移動方向計算總位移度 量(X位移，Υ位移)〇 4·如申請專利範圍第3項的方法，其中該步驟C)包括 儲存該邊緣方向資料或該邊緣轉折資料。 5 .如申請專利範圍第3項的方法，其.中該步驟f)包括 根據該轉折條件的移動方向減少或增加一累加器（550,610) 〇 6.如申請專利範圍第5項的方法，其中每軸的第一累 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、11 -——銶 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39- 200300907 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 3 加器（62〇)追蹤轉折條件的總數量，以及其中每軸至少一個 第一累加器（6 1 〇)追蹤該轉折條件的移動方向。 7.如申請專利範圍第3項的方法，其中該光檢知器陣 列包括複數個像素的列及行，分別沿著第一及第二軸（X，γ) 排列’且其中該邊轉折條件的移動方向是沿著該第一及第 二軸每一個軸決定。 8 .如申請專利範圍第7項的方法，其中轉折條件的移 動方向進一步包括沿著該第一及第二軸的第一及第二對角 線決定。 . . . 9.如申請專利範圍第8項的方法，其中的步驟f)包括： 偵測轉折條件是否沿著該第一及第二軸及該對角線.依 循8個可能方向中任何一個移動； 當轉折條件沿著該第一軸或該對角線朝沿著該第一軸 的第一方向分量移動時，增加與該第一軸結合的第一累加 器； 當轉折條件沿著該第一軸或該對角線朝沿著該第一軸 與δ亥桌一方向分量相反的第二方向分量移動時，減少該第 一累加器； 當轉折條件沿著該第二軸或該對角線朝沿著該第二軸 的第三方向分量移動時，增加與該第二軸結合的第二累加 器；以及 當轉折條件沿著該第二軸或該對角線朝沿著該第二軸 與該第三方向分量相反的第四方向分量移動時，減少該第 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 、1Τ 銶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 200300907 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10. 如申請專利範圍第3項的方法，進一步包括計算 峰値及/或零値之總數量的步驟，如果該總數量少於一預先 決定的門檻，用以提供失焦的警告信號。 11. 如申請專利範圍第3項的方法，其中步驟〇進一 步包括計算不是來自任何毗鄰位置之峰値及/或零値的數量 ，或是沒有與其對應之先前偵測到之峰値及/或零値的數量 ，如果該總數量大於一預先決定的門檻，用以提供失蹤的 警告信號。 12. 如申請專利範圍第3項的方法，其中決定該峰値 沿著該特定軸（X;Y)的移動方向與決定該零値的移動方向不 相關， 該峰値之位移値（X峰彳直.位移；Υ峰彳直-位移）的定義是以下的 比値： (i) 沿著該特定軸朝第一方向分量移動的峰値（Ν峰彳直-右；. N峰μ · ± )數量與沿著該特定軸朝與該第一方向分量相反之第 二方向分量移動之峰値（Ν峰値-左；Ν峰値·下）數量間的差，以 及 (ii) 沿著該特定軸之峰値（Νχ峰彳直；Νγ峰彳直）的總數量， 該零値之位移値（X零値-位移；Υ零値·位移）的定義是以下的 比値： (i)沿著該特定軸朝第一方向分量移動的零値（Ν 右； N t値.上）數量與沿著該特定軸朝與該第一方向分量相反之第 二方向分量移動之峰値（N零彳直·左；N *値·下）數量間的差，以 及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝‘ -i't?· 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2】0X297公釐） -41 - 200300907 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 5 (i〇沿著該特定軸之峰値（Nx零彳直；Νγ *値）的總數量， 13 ·如申請專利範圍第3項的方法，其中決定該峰値沿著 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該特定軸（Χ;Υ)的移動方向與決定該零値的移動方向不相關 ， Β亥總位移度量（X位移；Υ彳立移）的定義是以下的比値： (0沿著該特定軸朝第一方向分量移動的轉折條件（ N蜂値.右+N零彳直·右；N峰·(直-上+N零値_上）數量與沿著該特定軸朝 與該第一方向分量相反之第二方向分量移動之轉折條件（ N峰値·左+ N零値.左;· N峰値·下+ N零値·下）數量間的差，以及 (i i)沿者S亥特軸之峰値（N X峰値+ N X零値；Ν γ峰値+ Ν γ零値） 的總數量。 1 4.如申請專利範圍第〗項的方法，其中該步驟c)包 括儲存該邊緣方向資料， 以及該步驟0包括： (Π)比較步驟e)所決定之正及負邊緣的位置與步驟b) 所決疋之正及負邊緣先前的位置； (f2)根據該比較結果決定該正及負邊緣沿著至少一特 定軸（X;Y)移動的方向； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (f3 )從所決定之該正及負邊緣移動的方向計算總位移 度量（X位移5Y位移）〇 1 5 .如申請專利範圍第1 4項的方法，其中該步驟〇包 括偵測該正及負邊緣是否移動到毗鄰位置，並增加與該毗 鄰位置結合的累加器（5 5 0 5 6 1 0)。 16.如申請專利範圍第1 4項的方法，其中該光檢知器 -42 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇/297公羡） 200300907 A8 B8 C8 D8 ____^__ 六、申請專利範圍 e " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 陣列包括複數個像素的列及行，分別沿著第一及第二軸 (χ，γ)排列，且其中該正及負邊緣的移動方向是沿著該第一 及第二軸每一個軸決定。 17·如申請專利範圍第1 6項的方法，其中正及負邊緣 的移動方向進一步包括沿著該第一及第二軸的第一及第二 對角線決定。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項的方法，其中其中的步驟 f)包括： 偵測正及負邊緣是否沿著該第一及第二軸及該對角線 依循8個可能方向中任何一個移動； 按照正及負邊緣沿著該第一軸或該對角線移動的方·.向 ，增加及/或減少與該第一軸結合的第一累加器； 按照正及負邊緣沿著該第二軸或該對角線移動的方向 ’增加及/或減少與該第二軸結合的第二累加器。 19.如申請專利範圍第1 4項的方法，其中決定該正邊 緣沿著該特定軸（X;Y)的移動方向與決定該負邊緣的移動方 向不相關， 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 δ亥總位移度重（X位移；Υ位移）的定義是以下的比値： .(i)沿著該特定軸朝第一方向分量移動的邊緣方向條件 (Nxur + NxCr + Nxlr ; NYUL + NYUC + NYUR)數量與沿著該特定軸 朝與該第一方向分量相反之第二方向分量移動之邊緣方向 條件（Nxul + Nxcl + Nxll ; Nyll + Nylc + Nylr)數量間的差，以 及 (ii)沿著該特定軸之邊緣方向條件（Nxedces ; Nyedces：| -43- 本紙張尺度適用中國國家樵準（CNS ) A4規格（210X 29*7公釐） 200300907 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 的總數量。 20.如申請專利範圍第1項的方法，當該第一像素的 光強度等於該第二像素的光強度時，該第一與第二像素間 定義正邊緣或負邊緣。 2 1.如申請專利範圍第1項的方法，其中該步驟b)及 e)包括比較第一與第二像素的光強度，並實施滯後函數以防 止當第一像素的光強度等於第二像素的光強度時該第一與 第二像素間的邊緣方向條件不可測。 2 2 ·如申請專利範圍第Γ項的方法，其中是比較非毗 鄰之相鄰像素的光強度，特別是沿著該光檢知器陣列之特 定軸排列的第一與第二像.素間，且被位於該特定軸上的中 間像素隔開，.正或負邊緣的位置定義在該中間像素所在的 位置。 2 3 · —種移動偵測裝置，用以偵測相對於被照射部分 表面（S )的相對移動，此移動偵測裝置包括： - 光檢知器陣列（420)，包括複數個沿著第一及第二 軸（X，Y)排列的像素，用以偵測該被照射部分表面 的光強度樣式； - 比較器裝置（4 1 5)，耦合到該光檢知器陣列，用以 比較沿著該第一及第二軸之該光檢知器陣列之相鄰 像素間的光強度，以及從偵測到的.該光強度樣式輸 出邊緣方向資料，該資料是對相鄰像素間之光強度 差的描述，包括： 第一邊緣條件（或正邊緣）的定義是該第一像素 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂------镍

   經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 200300907 A8 B8 C8 _ D8 々、申請專利範圍 8 的光強度小於該第二像素的光強度；以及 第一邊緣條件（或負邊緣）的定義是該第一像素的 光強度大於該第二像素的光強度； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) " 儲存裝置，用以至少暫時儲存該邊緣方向資料或從 其中擷取出的資料； - 處理裝置（400、500、520、550、610、620、630、 6 5 0)，根據由該光檢知器陣列連續偵測到之第一及 第二光強度樣式所決定的該邊緣方向資料或從其中 擷取出的資料決定相對於被該照射部分表面之相對 移動的度量。 24 .如申請專利範圍第2 3項的移動偵測裝置，其中·該 比較器裝置（415)包括具有複數個比較器電路的比較器陣列 ，每一個比較器電路比較第一像素的光強度與第二像素的 光強度，並輸出所得到的邊緣方向條件。 25·如申請專利範圍第24項的移動偵測裝置，其中該 比較器陣列是置於該光檢知器陣列之活性區（4 5 0 0)的外部。 26.如申請專利範圍第24項的移動偵測裝置，其中該 比較器電路實施滯後函數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _ 27.如申請專利範圍第23項的移動偵測裝置，其中該 處理裝置（4〇〇)包括從該邊緣方向資料中擷取邊緣轉折資料 的裝置’該邊緣轉折資料是對正及負邊緣沿著該光檢知器 陣列(420)之第一（X)或第二（Y)軸是否連續的描述，包括： 第一轉折條件，或峰値，其定義是沿著該第一或第二 軸之連續正邊緣後跟著負邊緣；以及 -45 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 200300907 A8 B8 C8 D8 &、申請專利範圍 9 第二轉折條件，或零値，其定義是沿著該第一或第二 軸之連續負邊緣後跟著正邊緣； 該處理裝置包括： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 用於比較的裝置，用以比較該轉折條件位置與該轉 折條件先前的位置； - 用於決定的裝置，根據該比較的結果，決定該轉折 條件沿著該第一及第二軸（χ，γ)移動的方向； - 用於計算的裝置，從所決定之該轉折條件的移動方 向計算總位移度量（X ·位移，Υ位移）。 28_如申請專利範圍第27項的移動偵測裝置，其中該 處理裝置（4 0 0 )包括：. - 第一累加器（6 2 〇)，用以計算沿著該第一軸出現的 轉折條件（Ν X峰値；Ν X零値；Ν X I N F )的數量； - 第二累加器（62〇)，用以計算沿著該第二軸出現的 轉折條件（Ν X峰値；Ν X零値；Ν X I N F )的數量； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 第三累加器（6 1 〇)，用以計算沿著該第一軸（X)朝第 一方向分量移動之轉折條件（Ν峰値-右；N g値·右）的數 量與沿著該第一軸（X)朝與第一方向分量相反之第 一方向分量移動之轉折條件（Ν峰彳直·左；Ν零·(直_左）之數 量間的差； - 第四累加器（6 10)，用以計算沿著該第二軸（Υ)朝第 二方向分量移動之轉折條件（Ν峰値-上；Ν零·(直.上）的數 量與沿著該第二軸（Υ)朝與第三方向分量相反之第 四方向分量移動之轉折條件（Ν峰値-下；Ν零値.下）之數 -46 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)八4規格（21〇>< 297公釐） 200300907 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1Q 量間的差，以及 • 計算裝置（63 0，65〇)，用以根據該累加器的輸出値 計算該總位移度量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 9.如申請專利範圍第2 8項的移動偵測裝置，其中峰 値與零値分開追蹤互不相干，該裝置包括第一組該4個累 加器用以單獨追蹤該峰値以及第二組該4個累加器用以單 獨追蹤該零値， 該計算裝置包括： - 計算第一位移値的裝置（63 0)，用以根據該.第三 (6 10)及第一（620)累加器之輸出値的比計算該峰値 沿著該第一軸（X)的第一位移値（X峰彳直_位移）以及‘該 零値沿著該第一軸（X)的第一位移値（X零彳直-位移）； - 計算第二位移値的裝置，用以根據該第四（610)及 第二（6 2 0)累加器之輸出値的比計算該峰値沿著該 第二軸（Y)的第二位移値（Y峰彳直·位移）以及該零値沿著 該第二軸（Y)的第一位移値（Y零値·位移）； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 計算第一平均位移値的裝置，根據該峰値與零値的 第一位移値計算沿著該第一軸（X)的第一平均位移 値；以及 - 計算第二平均位移値的裝置，根據該峰値與零値的 第二位移値計算沿著該第二軸（Y)的第二平均位移 値。 3 0.如申請專利範圍第2 8項的移動偵測裝置，其中峰 値與零値分開追蹤互不相干，該裝置包括單一組該4個累 >47 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 200300907 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ---- - 〜六、申請專利範圍 11 加器用以追蹤該峰値及零値， 該計算裝置包括： - 計算第一位移値的裝置（630)，用以根據該第^ (6 10)及第一（62〇)累加器之輸出値的比計算該轉折 條件沿著該第一軸的第一位移値（X彳立移）；以及 ~ 計算第二位移値的裝置（6 3 〇)’用以根據該第gg (6 10)及第二（62〇)累加器之輸出値的比計算該轉折 條件沿著該第二軸的第二位移値（Y彳立移）。 31. 如申請專利範圍第28項的移動偵測裝置，其中咳 第二及第四累加器（6 2 0)進一步用來追蹤該轉折條件沿著該 第一及第二軸之對角線的移動。 32. 如申請專利範圍第23項的移動偵測裝置，其中處 理裝置（4 0 0)包括： - 用於比較的裝置，用以比較該正及負邊緣的位置與 該正及負邊緣先前的位置； ' 用於決定的裝置，決定該正及負邊緣沿著該第一及 第二軸（X，Y)移動的方向； - 用於計算的裝置，從所決定之該正及負邊緣的移動 方向計算總位移度量（X彳立移，Υ彳立移）。 3 3.如申請專利範圍第3 2項的移動偵測裝置，其中該 處理裝置包括： - 至少第一累加器（6 1 0)，用以追蹤沿著該第—軸移 動的邊緣方向條件； - 至少第二累加器（6 1 〇)，用以追蹤沿著該第二軸移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ^ ---一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1Τ 絲 200300907 ABCD 々、申請專利範圍 12 動的邊緣方向條件； - 計算裝置（630，65 0)，根據該累加器輸出的値計算 該總位移度量（X位移，Y位移）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 4 ·如申請專利範圍第3 3項的移動偵測裝置，其中該 正及負邊緣分開追蹤互不相千， δ亥計具裝置包括： - 計算第一位移値的裝置（63〇)，用以根據以下的比 値計算沿著該第一軸（X)的第一位移値（X彳立移）： 沿著該第一軸朝第一方向分量移動的邊緣方向 條件（>!^1；11 + 1^；>{〇11 + 1^1^)數量與沿著該第一軸朝與該 第一·方向分量相反之第二方向分量移動之邊緣方向 條件（Nxul + Nxcl + Nxll)數量間的差， 沿著該第一軸（X)之邊緣方向條件（NXEDCES)的 總數量， - 計算第二位移値的裝置（63 0)，用以根據以下的比 値計算沿著該第二軸（Y)的第二位移値（Y丨立移）： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 沿著該第二軸朝第三方向分量移動的邊緣方 向條件（Nyul + Nyuc + Nyur)數量與沿著該第二軸朝 與該第三方向分量相反之第四方向分量移動之邊緣 方向條件（Ν γ L L + Ν γ l C + N y l R )數量間的差， 沿著該第二軸（Y)之邊緣方向條件（NYEDGES)的 總數量。 3 5.如申請專利範圍第27項的移動偵測裝置，進一步 包括計算峰値及/或零値之總數量的裝置，如果該總數量少 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 200300907 8 8 8 8 ABCD 々、申請專利範圍 13 於一預先決定的門檻，該裝置提供失焦的警告信號。 36. 如申請專利範圍第2 7項的移動偵測裝置，進~步 包括計算不是來自任何毗鄰位置之峰値及/或零値的數量或 是沒有與其對應之先前偵測到之峰値及/或零値數量的裝置 ，如果該總數量大於一預先決定的門檻，該裝置提供失蹤 的警告信號。 37. 如申請專利範圍第24項的移動偵測裝置，其中每 一個比較器電路比較非毗鄰之相鄰像素的光強度，特別是 沿著該光檢知器陣列之第一或第二軸排列的非毗鄰枏鄰像 素間，且其間被位於相同軸上的中間像素隔開，正或負邊 緣的位置定義在該中間像素所在的位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -50- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4说格（21〇X297公釐）