测量输入设备的移动的方法技术

一种测量目标（８０）和输入设备的相对运动的方法和输入设备，所述运动包括至少一个滚动运动和点击运动，使用装置（９８、１００、１０２）来确定输入设备的窗口（７８）上该目标的存在。这允许用该输入设备的一个传感器单元（９２、９４、９６）来测量滚动运动和点击运动，并允许降低输入设备的费用和大小。（*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目标和用户的输入设备的相对运动的方法，所述运动包括至少一个滚动运动或者点击运动，由此使用包括至少一个光传感器单元的输入设备，由此传感器单元执行的测量包括以下步骤用测量激光光束照射目标表面、由发射测量光束的二极管激光腔捕获由所述目标反射的测量光束辐射和测量由重新进入的测量光束辐射及激光腔中的光波的干扰引起的激光器操作中的变化。本专利技术还涉及进行该方法的输入设备以及涉及包括这样一个输入设备的装置。这样一个方法以及用户的输入设备(之后为输入设备)从PCT专利申请WO 02/27410已知。WO 02/27410的光输入设备试图用于例如手持或者膝上型计算机，用以在显示器上移动光标，例如选择显示的菜单的功能。为了从菜单选择一个功能或者项目，人们的手指(目标)在输入设备的外壳中跨越透明窗口的方向移动。这个运动叫做滚动动作。点击运动的方向例如可与滚动运动的方向垂直。为了激活选择的功能，手指以与所述窗口垂直的方向移动。这个运动被叫做点击动作。输入设备可以很小，因为光传感器单元能做得很小。这就开辟了用于输入设备的新应用的道路。例如，用户的输入功能可以装入到移动电话中用于选择菜单的项目和用于访问互联网页面，也可装入到其他手持装置或者笔记本计算机中。WO 02/37410的滚动和点击输入测量方法和设备基本上比现有技术的方法和设备更可靠、更简单和更便宜。使用了对于这里所讨论的输入设备类型是新的的思想。就如后面将解释的，该思想是一个诸如人的手指的移动目标在测量激光光束中引入的多普勒位移和所谓的二极管激光器中的自混合效应的组合，所述二极管激光器提供测量光束。自混合是这样一个现象，即由二极管激光器发射以及在从目标反射之后重新进入二极管激光器腔的辐射诱导该二极管激光器的增益的变化，以及因而诱导该激光器发射的辐射中的变化。WO 02/37410的滚动和点击方法和设备允许测量滚动运动的速度和方向并通过两个二极管激光器测量路径(传感器单元)的方式检测点击动作，所述测量路径例如朝着与设备的窗口相关的相反锐角方向。该方法将被称为矢量分解方法。二极管激光器可被供以周期性变化的电流，并且可比较在第一和第二半周期期间生成的测量信号以确定滚动动作的方向。本专利技术的一个目的是提供用于测量滚动和点击运动的新方法和设备，该方法和设备甚至比WO 02/237410的方法和设备更简单、更精简和更便宜。该方法的特征在于只使用了一个用于测量滚动运动和点击运动的光传感器单元。该新方法是基于这样的理解，即传感器单元的测量光束中的迄今未使用的信息能用来检测输入设备的窗口上手指的存在。单个点击动作包括一个手指朝着设备窗口和反向的快速运动，并且在点击动作之前和之后是没有运动发生的时间间隔。另一个可能是将手指放到窗口上，收回手指并再次将其放到窗口。在朝着窗口运动和离开窗口的运动之间，手指在窗口上停留了一个短暂的时间间隔。如果检测到手指在窗口上的这样一个停留或者存在，就能够得出发生了点击动作的结论。该检测能由测量滚动运动的传感器单元执行，以便能节省传感器单元并且尤其是二极管激光器。因为二极管激光器是输入设备中最昂贵的部件，所以新方法实质上比使用两个传感器单元，即两个二极管激光器的方法便宜。而且节省一个二极管激光器意味着减少了原应在装置中保存的空间，所述装置被配备能力来执行该方法。本方法的第一实施例的特征在于设备窗口上目标的存在通过确定重新进入的测量光束辐射是否包括以比由滚动运动引起的幅度改变更低的频率上改变的幅度分量来确立。在WO 02/37410的输入设备中，传感器输出信号的高频分量用来确定滚动和点击动作。在本方法的第一个实施例中，使用以下的理解输出信号的低频和DC部分包括关于输入设备窗口上手指的存在的可用信息，并因此是关于正在执行的可能点击动作的信息。第一实施例进一步的特征在于较低的频率分量通过附加的检测器的方式测量。可替换地，第一实施例的特征在于较低的频率分量从传感器输出信号分离。本专利技术的第二实施例的特征在于设备窗口上目标的存在通过测量用于驱动二极管激光器的电流的变化来确立。如果手指在设备窗口上存在，二极管激光器形成部分的反馈回路，该回路通过一个例如安置在二极管激光器的后端的测量光电二极管闭合，并且自混合效应引起激光器效率的增加。这意味着当手指在窗口上时激光器驱动电流减少。本方法的第三实施例，其中使用周期性调制的测量光束，其特征在于设备窗口上目标的存在通过在时间上对应于测量光束脉冲周期的周期中检测输出信号波动的模式的存在来确立，所述模式是专门用于设备的窗口上目标的存在。本实施例使用应用了自混合效应的光输入设备的唯一特征，即设备窗口上手指的存在引起该传感器输出信号中波动的特定模式。该特定模式能用于确定手指的存在，并且因为点击动作包括在窗口上轻击手指并从窗口收回手指，还确定点击动作是否发生。周期性调制的测量光束可以是脉冲的测量光束。使用传感器输出信号中的波动的方法可与使用该信号中的低频分量的方法组合，以增加测量的冗余和可靠性。存在多种可能来测量二极管激光器的操作中的变化，从而得出本方法的若干实施例。第一实施例的特征在于测量激光器操作中的改变包括测量激光器的阻抗中的改变。二极管激光器的阻抗是其中一个参数，其由于干扰效应而改变，并且是输入设备和目标或者手指的相对运动的函数。该阻抗能通过测量二极管激光器两端的电压和用通过二极管激光器发送电流的已知值去除测量的电压值来测量。本方法的第二及优选的实施例的特征在于测量激光器的操作中的变化包括测量二极管激光器发射的辐射强度的改变。如果辐射被通过手指耦合回激光器腔，则当激光器驱动电流保持恒定时增加由二极管激光器发射的辐射强度。本专利技术还涉及一个用于测量目标和输入设备的相对运动的输入设备，所述运动包括至少一个滚动运动或者点击运动，所述输入设备包括至少一个光传感器单元，该光传感器单元包括一个具有用于提供测量光束的激光器腔的二极管激光器、用于在目标处会聚测量光束的光学装置和用于测量激光器的操作中的改变的测量装置，所述改变的原因是由目标反射和重新进入激光器腔的测量光束辐射以及这个腔中光波的干扰，所述测量光束辐射还用于提供依赖于目标相对输入设备的运动的输出信号。该设备的特征在于光传感器包括附加装置，允许确立设备窗口上目标的存在。这个输入设备有利地利用可从传感器单元得到的信息，该信息在之前未被利用过。传感器单元可利用几种类型的附加装置，它们可以是分开的或者结合的，其结合可以创建冗余性并且增加获得的点击运动信息的可靠性。输入设备的第一个实施例的特征在于附加装置由用于被安排去接纳测量光束辐射的辐射敏感检测器和一个电子低通滤波器的装置构成，这些装置在点击运动发生后立即提供一个信号。然而在WO 02/37410的用于确定点击运动的设备中，估计传感器单元的输出信号的高频部分，在根据本专利技术的设备的这个实施例中，利用以下事实，即低频和DC分量包括关于该设备窗口上手指的存在的有用信息，且因此而包括有关点击运动的信息。输入设备的第二实施例的特征在于附加装置由用于导出来自测量装置的输出信号的低频分量的装置构成。有关点击运动的信息现在从诸如监视器二极管的、供给滚动信息的检测器导出，而不是从附加的辐射敏感检测器导出，使得节省了一个组件。输入设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量目标和用户的输入设备的相对运动的方法，所述运动包括至少一个滚动运动或者点击运动，由此使用包括至少一个光传感器单元的输入设备，由此由该传感器单元执行的测量包括以下步骤：用测量激光光束照射目标表面、由发射测量光束的二极管激光器腔捕获由所述目标反射的测量光束辐射，以及在激光器腔中测量由重新进入的测量光束辐射和光波的干扰引起的激光器操作中的改变，其特征在于使用一个传感器单元来测量滚动运动和点击运动两者。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AL维杰斯，MD里伊斯，C海恩克斯，AJMJ拉斯，
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]