测量输入装置的运动的方法制造方法及图纸

一种体积小价格低的用户输入装置，用于测量手指（１３２）或其它物体相对于该装置的滚动－点击运动，该装置包含至少一个传感器单元（１２４，１２６，１３０）和传感器信号分析装置（１３６），用来从相同的传感器信号中导出点击信息和滚动信息。分析装置被设计得能辨别点击动作的第一典型传感器信号时间模式与和滚动动作的第二典型传感器信号时间模式。此外，在分析过程中，能用在一个时间间隔期间获得的传感器信号和在其它时间间隔期间获得的数据来提供可靠的信号。这个装置能被用于许多不同的消费类设备中，诸如移动电话（１３４）中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量物体相对用户的输入装置的运动的方法，该运动包含至少一个滚动(scroll)动作和一个点击(click)动作，借此利用包含至少一个提供传感器信号的传感器单元和一个用于分析传感器信号的分析装置的用户输入装置，由此每个传感器单元被用来测量一个滚动动作和一个点击动作。本专利技术也涉及用于执行该方法的输入装置和包含这样一个输入装置的设备。已知欧洲专利申请EP-A 1 113 385有这样一种方法和用户输入装置(以下简称输入装置)。“一个传感器单元被用来测量滚动动作和点击动作”这句话，应被理解为指一个传感器单元提供信息，该信息可以是关于一个滚动动作的第一信息或关于一个点击动作的第二信息。实践中，该第一信息和该第二信息不是同时出现的。EP-A 1 113 385中的输入装置是一种光学装置，起着光学鼠标的作用。它旨在被用于例如一种计算机配置中，用来在计算机显示器或监视器上移动一个游标，以例如选择被显示的菜单的一个项目或功能。传统上，这样一个光学鼠标通过手在鼠标垫上移动，就像较传统的机械鼠标那样。输入装置最好是“倒置的”(inverted)光学鼠标。输入装置于是是固定的，例如固定在台式电脑、笔记本电脑或掌上型电脑的键盘中。要从菜单中选择一个项目，人的手指(物体)在输入装置的外壳中的透明窗口上沿一个方向移动。这个动作被称作滚动动作。输入装置可以很小，因为可以把用于测量手指动作的光学模块做得很小。事实上，可把输入装置缩减至光学测量模块。这为输入装置开辟了新的应用途径。例如，可以将用户的输入功能固定在移动电话中，用于选择菜单上的项目以及用于访问因特网网页的移动设备，或者固定在其它手持式设备中或笔记本电脑中。注意到在EP-A 1 113 385中，除了滚动动作外，用户也应能做出指示对菜单的选项的选择的输入动作。这可通过构成传统键盘的一部分的一个选择按钮或按键来做出。选择输入的另一个可能是一个简短的输入，诸如对输入装置的手指轻叩。这样一个手指轻叩可被一个测量滚动动作的传感器检测到。用于处理传感器信号的电路于是应当被适应性地改变，但是EP-A 1 113 385没有公开如何进行这种检测。在EP-A 1 113 385的输入装置中，用一个成像镜头反映手指在传感器上的表面释放，该传感器包含大量传感器元件，被称为指纹传感器。手指运动是通过比较由指纹传感器感应的多个连续的手指图像而测量的。在专利技术人的实验室中，最近已经开发了一种滚动-点击输入测量方法和装置，它比根据指纹传感器的方法和装置实质性地更简单、更价廉和更可靠。新的方法和装置采用一种对这里所讨论的那种输入装置来说是新颖的构思。如以后将要解释的那样，这个构思是由移动的手指在测量光束中引入的多普勒偏移与二极管激光器的所谓自混合效应的一种结合。这个现象是这样的由二极管激光器发射并在反射之后重新进入二极管激光器的空腔的辐射，导致激光器的增益的变化，因此导致由激光器发射的辐射的变化。新的滚动-点击方法和装置，通过两个二极管激光器测量路径(传感器单元)，允许测量滚动动作的速率和方向和检测点击动作，这两个二极管激光器测量路径例如相对于装置的窗口呈相反的锐角。这个方法将被称作矢量分解方法。可以周期性地向二极管激光器提供变化的电流，并可对第一个和第二个半周期期间生成的测量信号作比较，以确定滚动的方向。本专利技术的目的是提供用于实质性地改善这个方法和装置的装置，使得有可能明确辨别滚动动作与点击动作，以及很可靠地测量滚动动作方向变得更加可能，并允许缩减滚动-点击装置中传感器单元的个数。该方法的特征在于，滚动动作信息和点击动作信息是从相同的至少一个传感器信号中导出的，并且，分析传感器信号包含确定这样一个信号指示点击动作的第一种典型时间模式(time pattern)还是指示滚动动作的第二种典型时间模式，第一种时间模式不同于第二种时间模式。本专利技术利用用户决不在同时滚动和点击的事实、以及对点击动作生成的传感器单元信号充分不同于由滚动动作生成的传感器单元信号的认识。点击动作是一种快速、短暂的在点击动作之前和之后有一段非运动的时期的运动，因此点击动作生成一个像脉冲一样的响应，或传感器输出信号。点击动作能不依赖个体用户的手指动力化(motorization)和点击的方向(向上点击或向下点击)而被独立地检测。在相同的时间期间，一个滚动动作生成的传感器输出信号中的信号波动的数量，比一个点击动作生成的单一波动—即脉冲—显著得多。本方法的一个优选实施例的特征在于，对在一个时间间隔期间的至少一个传感器信号的分析，利用在其它时间间隔期间获得的运动数据。在分析在一个给定时间间隔期间测量的信号时把过去的测量值和将来的测量值考虑在内，允许可靠地确定一个滚动动作的方向，即向上滚动或向下滚动。延迟在给定的时间间隔期间获得的信号的分析的时间，允许使用所述将来的测量值，即在所述给定时间间隔之后得到的测量值。该方法的进一步的特征可以是，至少一个传感器被激活脉冲激活，并且在由激活脉冲所确定的测量时间间隔期间执行传感器信号分析。如果光学输入装置使用二极管激光器，则激活脉冲是用于控制二极管激光器的电流脉冲。传感器信号在每个二极管激光器控制脉冲处被采样。该方法的一个实施例的特征在于，分别确定在一个测量时间间隔的第一半和第二半周期的传感器信号波动(undulations)的第一数量和第二数量，并且用该第一和第二数量的和来检测在该测量时间间隔期间的点击动作运动。由此利用一个点击动作对传感器信号和信号半周期内的波动数量的特殊效果，该效果不同于一个滚动动作的效果。信号周期对应于二极管激光器驱动电流的周期。最好在组合这个值与过去和将来的值后，通过比较该和值与一个点击阈限值，就能确定在所属测量时间间隔期间出现一个点击动作运动。该方法的一个实施例允许可靠地确定一个滚动动作的方向，特征在于，分别确定在一个测量时间间隔的第一半和第二半周期的传感器信号波动的第一数量和第二数量，用该第一和第二数量的差来确定一个滚动运动的方向，并且由该第一和第二数量的差确定该运动的速度。一个滚动动作包含两个参数速度(speed)，只能是正数；方向，可为正数或负数。速度和方向一起构成速率(velocity)，速率是一个矢量。关于滚动动作的方向(向下或向上)，利用以下事实，即用户在一个预定时间期间不会多于一次地改变滚动方向，滚动方向的一个改变伴随着暂时低的速度，就是说，在数学上讲，在无限短的时间内，速度为零。例如微处理器的信号处理电路，以例如10毫秒一次的高频率计算速度的值。通过把过去的和将来的时间间隔的测量结果与所述时间间隔的测量结果组合，特别地能使滚动运动方向检测得到实质性改善。由此既检测最近过去的时间间隔中和邻近的将来时间间隔中是否有一个具有最小值的速度的时间间隔。如果是这样，运动的方向尚未被改变，并且可以把实际分析的时间间隔期间的运动的方向视为速度为最小的两个时间间隔之间的平均方向。在实际分析的时间间隔的滚动运动速度，由这个时间期间中信号波动的第一数量和第二数量的和给出。这个确定滚动方向(向上或向下)的方法比上述的矢量分解方法更可靠，因为矢量分解方法只比较通过向传感器的二极管激光器提供一个周期性变化的电流而生成的一个周期性传感器信号的连续的半周期期间的波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量一个物体相对用户输入装置的运动的方法，该运动包含至少一个滚动动作和一个点击动作，借此利用一个包含至少一个提供传感器信号的传感器单元和一个用于分析传感器信号的分析装置的用户输入装置，借此每个传感器单元被用来测量滚动动作和点击动作，特征在于，滚动动作信息和点击动作信息是从相同的至少一个传感器信号中导出的，并且，分析传感器信号包含确定这个信号究竟是指示点击动作的第一种典型时间模式、还是指示滚动动作的第二种典型时间模式，该第一种时间模式不同于该第二种时间模式。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD里伊斯，C海恩克斯，AL维杰斯，MF索默斯瓦诺斯，
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]