新兴微型光学手指导航模组的嵌入式系统开发
1 微型光学手指导航模组简介
微型光学手指导航模组，集感应测量光路、微型机械构造和数字/模拟微电子集成电路于一体，是高度微型化的机电一体化人机输入模块，其核心技术是光学手指导航OFN（Optical Finger Navigation），又称为单手指导航SFN（Single Finger Navigation）、光学轨迹板OTP（Optical Track Pad）或光学导航触键ONK（Optical Navigation Key）。不同厂家有不同的称谓，比较公认的是“光学手指导航OFN”。
简单地说，OFN模组就是高度微型化的鼠标。
1.1 工作原理
OFN模组，通常由红外LED光源、遮光触摸面板、光学透镜组和具有光敏阵列的片上处理/控制芯片组成，一般制作在便于集成应用的柔性线路FPC（Flexible Printing Circuit）板上。常用的OFNFPC，还集成了表面按键，即所说的“锅仔片（Metal Dome Switch）”，以简单地实现“点击确认”的功能。
OFN模组的工作原理如下：手指接触遮光触摸面板，光敏阵列检测到有目标活动，唤醒片上系统SoC投入正常工作状态，红外LED发光，启动检测光路，通过光学透镜组的折射和聚焦，由光敏阵列得到一幕一幕的图像数据信息；SoC从中抽象出不同的运动矢量MV（Motion Vector），进而根据运动矢量在时间和空间上的相关性，计算出每次手指移动的平面相对量，形成运动数据，并及时通过数据接口向外传输出去。手指移出后，光敏阵列通过检测还可以使SoC转入休眠状态，以节省功耗。
遮光触摸面板，需要能够应对强光辐射干扰及外界湿度变化影响。
运动相关性的判断与计算是OFN的核心，通常沿用光电鼠标中成熟的简化的13点、9点、7点或5点运动预测算法。还可以对得到的一系列数据，展开进一步的分析计算，得到“点击”、“双击”、“拖动”等伴随信息，进而实现传统鼠标的各种功能。
OFN形成的数据信息一般包括两类：控制信息和运动信息。控制信息指示是否运动、点击、双击、拖动等，运动信息即平面的X方向与Y方向相对位移量。
1.2 技术特征
从应用角度概括起来，OFN的性能特征如下：
① 超薄超小设计。通常，外形面积在10 mm×10 mm以内，有效感光孔径在1.5 mm×1.5 mm以内，厚度在2?8~5?1 mm，也有2 mm厚度的OFN推出。
② 极低功耗设计。工作电流在2~16 mA，通常为3 mA；待机电流为80~150μA，大多数器件为100μA。
③ 直流供电需求。2.6~5.0 V范围，常用为2.8 V工作电压，正在朝自适应、更低的电源供应发展。
④ 灵活的多接口支持。可以通过常规数字接口I2C（InterIntegrated Circuit）或SPI（SerialPeripheral Interface）上传数据或接受主机
