光学滑鼠控制系统单晶片设计.pdf

光學滑鼠控制系統單晶片設計 System on a Chip Design for Optical Mouse 計畫主持人: 許 明 華 執行期限 : 91 年 08月 01日至 92 年 07月 31日 計畫編號 : NSC91-2622-E224-011-CC3 合 作 企 業 名 稱 :微驅科技股份有限公司 執行單位: 國立雲林科技大學電子系暨所 成果: 1. 完成光學滑鼠 SOC晶片，技術轉移微驅公司後，已進 入量產與測試階段。 2. 完成專利申請二份 a.許明華,黃新武,王怡雯,＂光學導引移動方向預測方 法＂ 91年中華民國專利審查中。 b.許明華, 謝明得, 陳娘助, 蔡進雄,＂快速近似平方 運算法＂九十二年中華民國專利核准公告中 3. 期刊與研討會論文發表 M. H. Sheu, and S. H. Lin, “Fast Compensative Design Approach for the Approximate Squaring Function,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 37, pp. 95-97, Jan, 2002. M. H. Sheu and S. H. Lin, “Fast Design Approach for Implementing the Approximate Squaring Function,” IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, vol. 2, pp. 25-29, 2002. 中文摘要： 目前電腦大都是視窗化的圖型界面，而要與視窗化的圖型界 面溝通最方便的方法，就是利用滑鼠，傳統上皆以數碼鼠（滾輪 鼠）為主，直到 2000 年左右，國外公司開發出光學滑鼠（optical mouse），主要是靠光學原理運作的。在滑鼠的內部構造中有著一 組發光器和感光器。內部的發光體會由內部向滑鼠底部射出光 線，接觸桌面而產生反射光，反射的光線穿過聚焦透鏡，最後反 射到感光器上。當滑鼠移動的時候，光線會被桌面的材質或顏色 所吸收，感光器會隨著不同光線的感應程度轉換成相對的電壓 值，經過類比數位轉換器而得到/ 256階的灰階值，這些灰階值經 過數位信號處理及影像處理後，將轉換成控制訊號，最後傳達到 電腦，而達到控制游標的目的。雖然光學滑鼠全球每年需求量大， 但其中光學滑鼠控制晶片，目前國內業界尚待開發中，爰因於此， 本計畫結合本校與業界雙方技術與資源共同研發該關鍵零件 IC， 希冀能提供國內產業利用並達到人才與技術提升之目的。本計劃 之研究方法簡述如下： 一、 光學滑鼠系統研究 二、 CMOS Image Sensor 設計(業界協助)及特性測量包含均勻度 (Uniformity), 靈 敏 度 (Sensitivity), 解 析 度 (Resolution) and LED Intensity etc. 三、影像信號處理、移動方向與距離估算 (a) 處理 Image Sensor之雜訊與A/D 轉換之量化誤差; (b) 精準移動向量預測與計算 (c)移