光输入和/或控制设备制造技术

一种光学输入和／或控制设备，用于手动地选择性控制和／或操纵例如图像获取设备或计算机设备的可变功能，该光学输入和／或控制设备具有透明窗口（１２），其上会聚来自二极管激光器（３）的辐射。当物体例如用户手指（１５）在窗口（１２）上运动时，部分散射的辐射再次进入该激光腔，该部分散射的辐射其频率由于手指（１５）运动造成多普勒频移。利用二极管激光器（３）的自混合效应测量相对运动，这是一种现象，即由激光器（３）发射以及再次进入激光腔的辐射导致了激光增益中的变化，因此导致由激光器（３）发射的辐射变化。这种变化可以被光电二极管（４）检测，光电二极管（４）将辐射变化转变为电信号，且配置有处理该信号的电子电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光输入和/或控制设备，用于各种功能的选择性操纵和/或控制，这类设备包括用于测量物体和所述传感器之间相对运动的相对运动传感器，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束及以此照亮物体，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量所述激光腔操作中的变化，所述变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置。这种类型的相对运动传感器在国际专利申请No.WO02/37410中已经公开了，其描述了一种具有透明窗口的光学输入设备，在其上会聚了来自二极管激光器的辐射。当物体，例如用户的手指，在窗口上运动时，由该物体散射的部分辐射，其频率由于物体运动而产生多普勒频移，再次进入该激光腔。输入设备和物体的相对运动利用在二极管激光器中的所谓自混合效应(selfmixing effect)而被测量。这是一种现象，即由二极管激光器发射的以及再次进入二极管激光器的空腔的辐射导致了激光增益中的变化，且因此导致激光器发射的辐射变化。这种变化可以被光电二极管检测，其将辐射变化转变为电信号，且具有处理该信号的电子电路。在上述文件中描述的配置的特定典型实施例中，相对运动传感器可以被用来提供一种对传统输入设备的机械轨迹球功能或计算机鼠标的光学替换。本专利技术的一个目的是提供一种用于各种选择性地可动和可控功能的光输入和/或控制装置，其比它们的机械对应物(counterpart)更可靠和耐用。根据本专利技术的第一方面，提供了一种图像获取设备，包括一个或多个可变光学功能，且其中所述可变光学功能通过相对运动传感器形式的控制设备和/或光输入而被选择性地操纵和/或控制，用于沿着至少一个测量轴而测量物体和所述传感器之间的相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束并且照亮物体，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量在所述激光腔的操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中所述可变光学功能通过所述物体和所述传感器之间相对运动而被选择性地操纵和/或控制。本专利技术的第一方面还扩展到一种选择性地操纵和/或控制如上定义的图像获取设备的一个或多个光学功能的方法。本专利技术的第一方面还扩展到包含如上定义的图像获取设备的便携式电信设备。在优选实施例中，光输入和/或控制设备被布置和配置为允许可变聚焦透镜的选择性手动控制，和/或选择性切换开和关滤波器，例如红外滤波器等。根据本专利技术的第二方面，提供了一种光输入和/或控制设备，包括一个或多个光操纵装置用于利用所述光输入设备而选择一个或多个功能，每个操纵装置包括相对运动传感器，用于沿着至少一个测量轴而测量用户的手指和所述传感器之间相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束及以此照亮所述用户的手指，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量在所述激光腔操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中每个光学操纵装置通过所述用户的手指相对于所述相对运动传感器的运动、以模拟类似机械操纵装置的操纵方式而可操作。本专利技术的第二方面还扩展到一种利用如上定义的光输入设备而选择一个或多个功能的方法，该方法包括以模拟类似机械操纵装置的操纵方式，相对于相对运动传感器移动用户的手指。在一个实施例中，设备优选地包括第一和第二光操纵装置，以与机械击键实质上类似的方式，其中第一和第二光操纵装置被单独地布置并配置为通过沿轴的手指和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与手指表面垂直，光操纵装置还以与机械滚轮实质上类似的方式，被布置和配置为确定和响应在实质上平行手指表面的方向上的手指和传感器运动的滚动动作。在第一和第二方面的情况中，沿着至少一个测量轴的运动方向可以通过确定代表激光腔操作中的所述变化的信号形状而检测。可替换地，沿着至少一个测量轴的运动方向可以通过提供具有周期性变化电流的激光腔和相互比较第一和第二测量信号而被确定，其中第一和第二测量信号分别在交替的第一半周期和第二半周期期间生成。在优选的实施例中，这些第一和第二测量信号可以是相互减去的。在典型实施例中，相对运动传感器可以被布置和配置为通过沿轴的物体和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与物体表面垂直。在另一个实施例中，相对运动传感器可以被布置和配置为确定和响应在平行物体表面的方向上物体和传感器之间的相互滚动动作。一个或多个相对运动传感器还被布置和配置为，通过在实质上平行物体表面的第一方向上和在实质上垂直物体表面的第二方向上物体和传感器之间的相对运动，来确定和响应点击动作和滚动动作，如本申请所要求保护的。相对运动可以通过测量激光腔的阻抗和/或激光辐射的强度而被测量。从这里所述的实施例，或者参考这里所述的实施例，本专利技术的这些和其他方面将会更明显。通过举例的方式和参考附图，现在将描述本专利技术的实施例，其中附附图说明图1是可变透镜的示意图；附图2是根据本专利技术典型实施例的用在图像获取设备中的控制设备的示意性截面图；附图3是附图2的设备的平面附图4示意性地示出了附图2和3的控制设备的测量方法的原理；附图5示出了作为设备和物体之间相对运动函数的光频变化和激光腔的增益；附图6示出了测量这种变化的方法；附图7是计算机鼠标的示意性底视图，包括代替传统轨迹球传感器的单一光学相对运动传感器；和附图8是计算机鼠标的示意性平面图，包括代替传统“点击”按键的两个光学相对运动传感器操作。在例如移动电话等各种便携式设备中的图像获取设备的小型化和安装需求目前正在逐渐增加。当前，正在使用具有相对低分辨率(即大约640×480像素的像素密度)的图像获取设备，结果并没有真正提供聚焦功能，且使用的透镜倾向于是定焦透镜。然而，由于像素密度是增加到兆像素密度，变得十分需要提供一些形式的聚焦功能，以开发这种高像素密度的全部能力。在图像获取设备的领域中已知了自动聚焦功能，在很多情况下，足够自动地重调系统的焦距，使得通常不需要手动调节。然而，在周围光强低时(对比度低)，或者在背后照明条件下，这种类型的自动聚焦功能在操作上不能再满足要求，使得需要提供手动聚焦功能。此外，如果提供了变焦距透镜，需要提供放大比的手动调节。为了解决这些问题，可以提供可变聚焦透镜，特别适合用于提供便携式图形获取应用的聚焦和/或变焦距透镜，例如国际专利申请No.WO03/069380中所公开的。参考附图的图1，这篇文件描述了一种可变聚焦透镜，包括第一流体A和与凹凸透镜上面接触的第二非易混合流体B。通过流体接触层210从流体分离的第一电极202，以及与第一流体接触的第二电极212以产生电润湿效应，由此凹凸透镜214的形状被改变。此外，在图像获取设备的情况中，已知的是，对于红外线图像的影响，尽管人眼能够自动地校准，但是传统的图像获取设备不能自动地校准。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像获取设备，包括一个或多个可变光学功能，且其中所述可变光学功能通过相对运动传感器形式的控制设备和／或光输入而被选择性地操纵和／或控制，用于沿着至少一个测量轴而测量物体（１５）和所述传感器之间的相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器（３），用于生成测量光束（１３）并且照亮物体（１５），其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置（４），用于测量在所述激光腔的操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中所述可变光学功能通过所述物体（１５）和所述传感器之间相对运动而被选择性地操纵和／或控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LMH科本，BHW亨德里克斯，S凯帕，WM明纳格哈，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]