DE102007059720A1

DE102007059720A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche

Info

Publication number: DE102007059720A1
Application number: DE102007059720A
Authority: DE
Inventors: Lye Hock Bernard Chan; Srinivasan Lakshmanan
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP2008217763A; CN101206541B; US20080144010A1; DE102007059720B4; JP5053820B2; CN101206541A; US7570348B2

Abstract

In einer Ausführungsform wird auf einer Oberfläche navigiert durch 1) Verwenden eines ersten Lichtsensors, der an einer Navigationsvorrichtung montiert ist, um Licht zu detektieren, das von einer Oberfläche reflektiert wird, und 2) Verwenden von Signalen, die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, um die Relativbewegung der Navigationsvorrichtung in Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen. Während der Verwendung des ersten Lichtsensors wird bestimmt, ob die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale eine Bewegung der Navigationsvorrichtung in Bezug auf die Oberfläche anzeigen. Wenn nicht, 1) so wird ein zweiter Lichtsensor, der an der Navigationsvorrichtung montiert ist und von einem anderen Typ als der erste Lichtsensor ist, verwendet, um Licht zu detektieren, das von der Oberfläche reflektiert wird, und 2) werden von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebene Signale dafür verwendet, die Relativbewegung der Navigationsvorrichtung in Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Frühe optische Computermäuse verwendeten speckle-basierte Lichtsensoren, um Licht zu detektieren, das von einer Oberfläche reflektiert wird. Zum Beispiel mag eine Computermaus Gruppen von senkrecht ausgerichteten Fotodioden verwendet haben, um entsprechend der Bewegung der Maus über einer Oberfläche zeitveränderliche Ausgangssignale der x-Richtung und der y-Richtung zu erzeugen. Diese Ausgangssignale konnten dann an ein Computersystem übermittelt werden, so dass das Computersystem die Relativbewegung der Maus im Bezug auf die Oberfläche bestimmen konnte.
In der jüngeren Vergangenheit nutzten optische Computermäuse dann bildbasierte Lichtsensoren, um Licht zu detektieren, das von einer Oberfläche reflektiert wird. Zum Beispiel mag eine Computermaus aufeinanderfolgende Bilder des Lichts erfassen, das von einer Oberfläche reflektiert wird. Eine Navigationsmaschine (in der Regel in der Maus installiert) vergleicht dann Aufeinanderfolgende der Bilder, um entsprechend der Bewegung der Maus über einer Oberfläche zeitveränderliche Ausgangssignale der x-Richtung und der y-Richtung zu erzeugen.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche bereitzustellen, das eine verbesserte oder leistungsfähigere Performance aufweist.
Die Aufgabe wir mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Figurenkurzbeschreibung
Veranschaulichende Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht, in denen
1 ein erstes beispielhaftes Verfahren zum Navigieren auf einer Oberfläche veranschaulicht;
2 eine beispielhafte Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche veranschaulicht, wobei diese Vorrichtung das in 1 gezeigte Verfahren implementieren mag;
3 beispielhafte Elemente eines Navigationssensors der in 2 gezeigten Vorrichtung veranschaulicht;
4 ein Gehäuse mit einem Computermausformfaktor veranschaulicht, an dem die Elemente der in 2 gezeigten Vorrichtung montiert werden mögen;
5 ein zweites beispielhaftes Verfahren zum Navigieren auf einer Oberfläche veranschaulicht;
6 eine zweite beispielhafte Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche veranschaulicht, wobei diese Vorrichtung das in 5 gezeigte Verfahren implementieren mag; und
7 beispielhafte Elemente eines Navigationssensors der in 6 gezeigten Vorrichtung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden Beschreibung und in den angehängten Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Elemente oder Verfahrensschritte.
Optische Computermäuse, die mit bildbasierten Lichtsensoren arbeiten, werden in der Regel Mäusen vorgezogen, die mit speckle-basierten Lichtsensoren arbeiten. Der Grund dafür ist, dass bildbasierte Lichtsensoren und ihre zugehörigen Navigationsmaschinen in der Regel in der Lage sind, 1) über mehr Oberflächen zu navigieren oder einer Spur zu folgen und 2) mit höherer Präzision d. h. mit einem höheren Auflösungsgrad zu navigieren. Jedoch können bildbasierte Lichtsensoren trotz ihrer überlegenen Navigationsfähigkeiten auf den meisten Oberflächen auf einigen Oberflächen, wie zum Beispiel Glasoberflächen, schlecht funktionieren. Das liegt daran, dass Glasoberflächen in der Regel sehr glatt sind und nur wenige Oberflächendefekte aufweisen, um Licht in unterschiedlichen Winkeln zu streuen. Dadurch neigen Glasoberflächen dazu, kohärentes Licht anstatt Streulicht zu reflektieren, und den Navigationsmaschinen, die den bildbasierten Lichtsensoren zugeordnet sind, fällt es schwer, genügend Bildmerkmale zu finden, um die Unterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Oberflächenbildern verlässlich miteinander zu vergleichen. Des Weiteren sind Navigationsmaschinen häufig darauf programmiert, Bilder als "Rauschen" zu behandeln, und signalisieren keine Mausbewegung, wenn weniger als eine Mindestanzahl an Merkmalen in einem Bild detektierbar sind.
Um das Navigationsverhalten einer optischen Computermaus oder einer anderen optischen Navigationsvorrichtung zu verbessern, wird in dieser Beschreibung vorgeschlagen, eine Navigationsvorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Lichtsensor von unterschiedlichem Typ auszustatten und zwischen der Verwendung des einen oder des anderen der Lichtsensoren hin- und herzuschalten, je nachdem, welcher Lichtsensor ein besseres Leistungsverhalten bei einer bestimmten Oberfläche aufweist.
Gemäß der Erfindung veranschaulicht 1 ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Navigieren auf einer Oberfläche. Das Verfahren 100 verwendet einen ersten Lichtsensor, der an einer Navigationsvorrichtung montiert ist, um Licht zu detektieren, das von einer Oberfläche reflektiert wird (siehe Block 104). Die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale werden dann dafür verwendet, die Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen (siehe Block 106). Während der Verwendung des ersten Lichtsensors wird bestimmt, ob die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale eine Bewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anzeigen (siehe Block 108). Wenn nicht, so wird ein zweiter Lichtsensor, der an der Navigationsvorrichtung montiert ist und von einem anderen Typ als der erste Lichtsensor ist, verwendet, um Licht zu detektieren, das von der Oberfläche reflektiert wird (siehe Block 110). Die von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale werden dann dafür verwendet, die Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen (siehe Block 112).
In einer Ausführungsform des Verfahrens 100 mag bestimmt werden, ob die von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale eine Bewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anzeigen (siehe Block 114). Wenn nicht, so mag das Verfahren 100 zur Verwendung der Ausgangssignale des ersten Lichtsensors zurückkehren, um zu bestimmen, ob eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche stattfindet. In derselben Ausführungsform des Verfahrens 100 (oder in einer anderen Ausführungsform) kann der erste Lichtsensor als ein Default-Lichtsensor verwendet werden. Das Verfahren 100 kann dann die Zeit messen und/oder die Zeit festlegen und/oder die Zeit bestimmen, wie lange die Ausgangssignale des zweiten Lichtsensors verwendet werden, um die Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen (siehe Block 116), und nach einer zuvor festgelegten Zeit kann das Verfahren 100 zur Verwendung des Ausgangs des ersten Lichtsensors zurückkehren, um zu bestimmen, ob eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche stattfindet (siehe Block 118).
In einigen Fällen kann der Lichtsensor, der dafür verwendet wird, eine Bewegung der Navigationsvorrichtung zu bestimmen, umgeschaltet werden, sobald keine Bewegung der Navigationsvorrichtung detektiert wird. Jedoch werden in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens 100 Lichtsensoren erst nach dem Verstreichen eines Zeitraums (t) umgeschaltet, in dem keine Bewegung detektiert wurde. Die Länge des Zeitraums (t) kann so eingestellt werden, dass 1) ein unnötiges Umschalten der Lichtsensoren gemindert wird, aber 2) gewährleistet wird, dass ein Nutzer eines Computers oder einer Navigationsvorrichtung den Zeitraum (t) nicht wahrnimmt.
Optional kann das Verfahren 100 die Verwendung einer oder mehrerer Lichtquellen enthalten, die an der Navigationsvorrichtung montiert sind, um die Oberfläche zu beleuchten, auf der navigiert wird (siehe Block 102). Je nach der Konfiguration einer bestimmten Navigationsvorrichtung können die eine oder die mehreren Lichtquellen kontinuierlich oder nur während, oder synchron mit, der Aktivierung des ersten und des zweiten Lichtsensors aktiviert werden.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Vorrichtung 200 zum Navigieren auf einer Oberfläche. In einer Ausführungsform mag die Vorrichtung 200 das Verfahren 100 implementieren. Die Vorrichtung 200 weist einen ersten und einen zweiten Lichtsensor 202, 204 auf, um das Licht (λ) zu detektieren, das von einer Oberfläche 206 reflektiert wird. Der erste und der zweite Lichtsensor 202, 204 sind von unterschiedlichem Typ, wie später in dieser Beschreibung noch näher erläutert wird.
Eine Navigationsmaschine 302 (3) empfängt die Ausgangssignale beider Lichtsensoren 202, 204 und benutzt entweder 1) die von dem ersten Lichtsensor 202 im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale oder 2) die von dem zweiten Lichtsensor 204 im zeitlichen Verlauf ausgegebenen Signale, um die Relativbewegung der Vorrichtung 200 im Bezug auf die Oberfläche 206 zu bestimmen. In einer Ausführungsform empfängt die Navigationsmaschine 302 die Ausgangssignale beider Lichtsensoren 202, 204 gleichzeitig und ignoriert einfach die Ausgangssignale des einen oder des anderen der Sensoren. In einer weiteren Ausführungsform mag die Navigationsmaschine 302 im Wechsel die Ausgangssignale des einen oder des anderen der Lichtsensoren 202, 204 empfangen. Zum Beispiel könnte die Navigationsmaschine 302 mit dem ersten und den zweiten Lichtsensor 202, 204 mittels einer Schaltmatrix oder eines anderen Mittels (nicht gezeigt) gekoppelt sein, das der Navigationsmaschine 302 im Wechsel Ausgangssignale des ersten Lichtsensors 202 oder des zweiten Lichtsensors 204 bereitgestellt werden. Des Weiteren können beide Lichtsensoren 202, 204 auch kontinuierlich betrieben werden. Oder der Lichtsensor, der gerade nicht zur Navigation benutzt wird, kann in einen Bereitschaftsmodus versetzt oder herunter- oder abgeschaltet werden, bis er benötigt wird.
Das Ausgangssignal der Navigationsmaschine 302 mag verschiedene Formen annehmen, einschließlich der von delta-x- und delta-y-Bewegungsdaten. In einer Ausführungsform der Vorrichtung 200 mögen die Ausgangssignale der Navigationsmaschine 302 einer Steuereinheit 208, wie zum Beispiel einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), bereitgestellt werden und dann mittels der Steuereinheit 208 an einen Computer weitergeleitet werden, an den die Vorrichtung 200 angeschlossen ist. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 200 mögen die Ausgangssignale der Navigationsmaschine 302 direkt an einen Computer weitergeleitet werden.
Die Vorrichtung 200 weist des Weiteren einen Schaltsteuermechanismus 304 (3) auf, um die Navigationsmaschine 302 im Wechsel zu veranlassen, 1) eine Bewegung der Vorrichtung 200 unter Verwendung der Ausgangssignale des ersten Lichtsensors 202 zu bestimmen oder 2) eine Bewegung der Vorrichtung 200 unter Verwendung der Ausgangssignale des zweiten Lichtsensors 204 zu bestimmen. Der Schalitsteuermechanismus 304 mag kommunikativ mit der Navigationsmaschine 302, den Lichtsensoren 202, 204 und/oder einem beliebigen Schaltmechanismus oder einem sonstigen Schaltkreis gekoppelt sein, der die Lichtsensoren 202, 204 mit der Navigationsmaschine 302 koppelt.
In einer Ausführungsform mag der Schaltsteuermechanismus 304 einen vom Benutzer betätigten manuellen Schalter aufweisen, der es einem Benutzer ermöglicht, einen Lichtsensor 202 oder den anderen Lichtsensor 204 auf der Grundlage des Navigationsverhaltens der Vorrichtung 200 auszuwählen. In einer bevorzugten Ausführungsform jedoch weist der Schaltsteuermechanismus 304 einen Schaltkreis zum Bestimmen, ob brauchbare Navigationsdaten von der Navigationsmaschine 302 ausgegeben werden, auf. Wenn nicht, initiiert der Schaltsteuermechanismus 304 eine Umschaltung des Lichtsensors, der von der Navigationsmaschine 302 benutzt wird, um eine Bewegung der Vorrichtung 200 zu bestimmen.
Die Vorrichtung 200 mag des Weiteren einen Analog-Digital-Wandler 306 (3) aufweisen, über den Ausgangssignale des ersten Lichtsensors 202 und des zweiten Lichtsensors 204 in digitale Werte umgewandelt werden mögen, bevor sie der Navigationsmaschine 302 bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung 200 mag des Weiteren eine Lichtquelle 210 aufweisen. Die Lichtquelle 210 ist so angeordnet, dass sie die Oberfläche 206 beleuchtet, und mag durch eine Treiberschaltung 212 angesteuert werden. Wenn die Vorrichtung 200 in einem Computermausformfaktor untergebracht ist, so mag die Lichtquelle 210 so angeordnet werden, dass, wenn die Maus auf einer Oberfläche 206 angeordnet ist, Licht (λ), das von der Lichtquelle 210 ausgesendet wird, im Allgemeinen von der Oberfläche 206 in Richtung der Lichtsensoren 202, 204 zurückstrahlt. In einer Ausführungsform mag die Lichtquelle 210 eine Laserlichtquelle sein, wie zum Beispiel ein oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser VCSEL). In einer weiteren Ausführungsform mag die Lichtquelle 210 eine Leuchtdioden (LED)-Lichtquelle sein. Die Lichtquelle 210 mag auch andere Formen annehmen.
In einigen Ausführungsformen mögen eine oder mehrere optische Komponenten, wie zum Beispiel optische Komponenten 214 und 216, neben dem ersten Lichtsensor 202, dem zweiten Lichtsensor 204 oder der Lichtquelle 210 angeordnet sein. Auf diese Weise mag Licht, das durch die Lichtquelle 210 abgestrahlt oder von der Oberfläche 206 reflektiert wird, so fokussiert oder zerstreut werden, dass eine entsprechende Lichtstreuung auf den ersten und den zweiten Lichtsensor 202, 204 reflektiert wird.
In einer Ausführungsform sind die Lichtsensoren 202, 204, die Navigationsmaschine 302, der Schaltsteuermechanismus 304 und der Analog-Digital-Wandler 306 auf einem einzelnen Navigationssensorchip 218 integriert. Alternativ mögen diese Elemente 202, 204, 302, 304, 306 diskret oder in verschiedenen Kombinationen auf Silizium oder einer Leiterplatte implementiert sein. In 2 sind ein Navigationssensorchip 218 und eine weitere Komponente auf einer Leiterplatte 220 montiert dargestellt.
Die Vorrichtung 200 mag des Weiteren ein Gehäuse 400 (4) aufweisen, um den ersten und den zweiten Lichtsensor 202, 204, die Navigationsmaschine 302, den Schaltsteuermechanismus 304, die Lichtquelle 210 und weitere Elemente der Vorrichtung 200 zu tragen. In einer beispielhaften Ausführungsform mag das Gehäuse 400 einen Formfaktor einer Computermaus haben, wie in 4 gezeigt.
Wie zuvor angesprochen, sind bildbasierte Lichtsensoren und ihre zugehörigen Navigationsmaschinen oft in der Lage, auf mehr und anderen Arten von Oberflächen (im Vergleich zu anderen Arten von Lichtsensoren) zu navigieren. Infolge dessen mag der Lichtsensor 202 die Form eines Bildsensors annehmen. In einer Ausführungsform mag der Bildsensor Bilddaten (zum Beispiel Arrays von Pixelwerten) an die Navigationsmaschine 302 ausgeben, und die Navigationsmaschine 302 mag Bildkorrelationsalgorithmen benutzen, um 1) aufeinanderfolgende der durch den Bildsensor ausgegebenen Bilder zu vergleichen und 2) Unterschiede in den verglichenen Bildern zu benutzen, um eine Relativbewegung der Vorrichtung 200 im Bezug auf die Oberfläche 206 zu bestimmen.
Wenn der erste Lichtsensor 202 ein Bildsensor ist, so may der zweite Lichtsensor 204 von einem anderen Typ als von einem Bildsensortyp sein. Zum Beispiel mag der zweite Lichtsensor 204 ein Sensor sein, der zeitveränderliche Ausgangssignale in der x-Richtung und der y-Richtung erzeugt, wie zum Beispiel ein speckle- und/oder fotodiodenbasierter Sensor. Ein speckle- oder fotodiodenbasierter Sensor kann insofern nützlich sein, als er oft Ausgangssignale bereitstellt (zum Beispiel sinusförmige x- und y-Ausgangssignale), die sich besser für das Navigieren auf sehr glatten Oberflächen, wie zum Beispiel Glasflächen, eignen.
In einer Ausführungsform mag der zweite Lichtsensor 204 ein specklebasierter Sensor (speckle-based sensor) sein, der mindestens einen Fotodetektorstreifen, der in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, und mindestens einen Fotodetektorstreifen aufweist, der in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, wobei die erste und die zweite Richtung der Streifen zueinander senkrecht verlaufen. Ein beispielhaftes Layout der senkrechten Fotodetektorstreifen (zum Beispiel Fotodioden oder Fototransistorstreifen) ist in 3 gezeigt. Es sind aber gewiss auch andere Anordnungen möglich. Eine eingehendere Besprechung beispielhafter speckle-basierter Sensoren findet sich im US-Patent Nr. 5,644,139 .
Angesichts des besseren Leistungsverhaltens eines bildbasierten Sensors auf den "meisten" Oberflächen mag der Bildsensor 202 als ein Default-Sensor der Vorrichtung 200 konfiguriert sein; und der speckle-basierte Sensor 204 mag als ein sekundärer Sensor konfiguriert sein, der verwendet wird, wenn der Bildsensor 202 keine brauchbaren Navigationsdaten erzeugt.
5–7 veranschaulichen Alternativen zu dem Verfahren 100 und der Vorrichtung 200. Gemäß dem Verfahren 500 (5) und der Vorrichtung 600 (6 und 7) werden der erste und der zweite Lichtsensor 202, 204 der Vorrichtung 200 durch einen einzelnen Bildsensor 602 zum Detektieren des von einer Oberfläche reflektierten Lichts ersetzt (siehe Blöcke 502 und 506 des Verfahrens 500). Die Ausgangssignale des Bildsensors 602 werden dann von der Navigationsmaschine 700 verwendet, um eine Relativbewegung der Vorrichtung 600 im Bezug auf die Oberfläche 206 zu bestimmen (siehe Blöcke 504 und 508). Ein Schaltsteuermechanismus 702 veranlasst die Navigationsmaschine, die Relativbewegung der Vorrichtung 600 im Bezug auf die Oberfläche 206 in Reaktion auf entweder 1) aufeinanderfolgende Bildausgangssignale des Bildsensors 602 (bei Block 504) oder 2) zeitveränderliche x-Richtungs- und y-Richtungs-Werte, die durch Summieren rechteckiger Gruppen von Pixelausgangssignalen des Bildsensors 602 (bei Block 508) erhalten werden, zu bestimmen. Auf diese Weise wird der einzelne Bildsensor 602 dafür verwendet, den Betrieb einer Vorrichtung zu simulieren, die einen ersten und einen zweiten Lichtsensor aufweist, und der Schaltsteuermechanismus 702 veranlasst die Vorrichtung 600, zwischen ihren verschiedenen Lichtdetektionsmodi hin- und herzuschalten.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, mögen der Bildsensor 602, die Navigationsmaschine 700, der Schaltsteuermechanismus 702 und der Analog-Digital-Wandler 306 in einem Navigationssensor 604 integriert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5644139 [0032]

Claims

Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche, wobei die Vorrichtung aufweist: einen ersten und einen zweiten Lichtsensor zum Detektieren von Licht, das von einer Oberfläche reflektiert wird, wobei der erste und der zweite Lichtsensor von unterschiedlichem Typ sind; eine Navigationsmaschine, die entweder Signale, die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, oder Signale, die von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, verwendet, um eine Relativbewegung der Vorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen; und einen Schaltsteuermechanismus, um die Navigationsmaschine zu veranlassen, i) die Relativbewegung der Vorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anhand der Ausgangssignale des ersten Lichtsensors zu bestimmen oder ii) die Relativbewegung der Vorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anhand der Ausgangssignale des zweiten Lichtsensors zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Lichtsensor ein Bildsensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Lichtsensor von einem anderen Typ als vom Bildsensortyp ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn Bilddaten, die von dem Bildsensor ausgegeben werden, von der Navigationsmaschine verwendet werden, die Navigationsmaschine Bildkorrelationsalgorithmen benutzt, um i) aufeinanderfolgende Bilder, die durch den Bildsensor ausgegeben werden, zu vergleichen und ii) Unterschiede in den verglichenen Bildern zu benutzen, um eine Relativbewegung der Vorrichtung mit Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Bildsensor ein Default-Sensor der Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Lichtsensor ein speckle-basierter Sensor ist, der zeitveränderliche Ausgangssignale der x-Richtung und der y-Richtung erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Lichtsensor ein fotodiodenbasierter Sensor ist, der zeitveränderliche Ausgangssignale der x-Richtung und der y-Richtung erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schaltsteuermechanismus eine Schaltung aufweist, um zu bestimmen, ob brauchbare Navigationsdaten von der Navigationsmaschine ausgegeben werden, und wenn nicht, den Lichtsensor umzuschalten, der gerade von der Navigationsmaschine verwendet wird, um die Relativbewegung der Vorrichtung mit Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Lichtsensor zumindest einen Fotodetektorstreifen aufweist, der in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, und zumindest einen Fotodetektorstreifen aufweist, der in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, wobei die erste und die zweite Richtung zueinander senkrecht verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltsteuermechanismus einen von einem Benutzer betätigten manuellen Schalter aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltsteuermechanismus eine Schaltung aufweist, um zu bestimmen, ob brauchbare Navigationsdaten von der Navigationsmaschine ausgegeben werden, und wenn nicht, den Lichtsensor umzuschalten, der gerade von der Navigationsmaschine verwendet wird, um die Relativbewegung der Vorrichtung mit Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Lichtquelle aufweist, wobei die Lichtquelle so positioniert ist, dass sie die Oberfläche beleuchtet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtquelle eine Laserlichtquelle ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtquelle eine Leuchtdioden (LED)-Lichtquelle ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die des Weiteren ein Gehäuse aufweist, das den ersten und den zweiten Lichtsensor, die Navigationsmaschine, den Schaltsteuermechanismus und die Lichtquelle trägt, wobei das Gehäuse einen Formfaktor einer Computermaus aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen Analog-Digital-Wandler aufweist, wobei die Ausgangssignale des ersten Lichtsensors und des zweiten Lichtsensors über den Analog-Digital-Wandler in die Navigationsmaschine eingespeist werden.
Vorrichtung zum Navigieren auf einer Oberfläche, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Bildsensor zum Detektieren von Licht, das von einer Oberfläche reflektiert wird; eine Navigationsmaschine, um eine Relativbewegung der Vorrichtung mit Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen; und einen Schaltsteuermechanismus, um die Navigationsmaschine zu veranlassen, die Relativbewegung der Vorrichtung mit Bezug auf die Oberfläche in Reaktion auf entweder i) aufeinanderfolgende Bildausgangssignale des Bildsensors oder ii) zeitveränderliche x-Richtungs- und y-Richtungs-Werte, die durch Summieren rechteckiger Sätze von Pixelausgangssignalen des Bildsensors erhalten werden, zu bestimmen.
Verfahren zum Navigieren auf einer Oberfläche, wobei das Verfahren aufweist: Verwenden eines ersten Lichtsensors, der an einer Navigationsvorrichtung montiert ist, zum Detektieren von Licht, das von einer Oberfläche reflektiert wird; Verwenden von Signalen, die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, um eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen; und Bestimmen, während der erste Lichtsensor verwendet wird, ob die Signale, die von dem ersten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, eine Bewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anzeigen, und wenn nicht, i) Verwenden eines zweiten Lichtsensors, der an der Navigationsvorrichtung montiert ist und der von einem anderen Typ als der erste Lichtsensor ist, zum Detektieren von Licht, das von einer Oberfläche reflektiert wird, und ii) Verwenden von Signalen, die von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, zum Bestimmen einer Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 18, das des Weiteren aufweist: Bestimmen, während der zweite Lichtsensor verwendet wird, ob die Signale, die von dem zweiten Lichtsensor im zeitlichen Verlauf ausgegeben werden, eine Bewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche anzeigen, und wenn nicht, Zurückkehren zur Verwendung der Ausgangssignale des ersten Lichtsensors, um zu bestimmen, ob eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der erste Lichtsensor ein Bildsensor ist und wobei der zweite Lichtsensor von einem anderen Typ als von einem Bildsensortyp ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Lichtsensor ein Default-Lichtsensor ist, wobei das Verfahren des Weiteren aufweist: Bestimmen der Zeit, wie lange die Ausgangssignale des zweiten Lichtsensors verwendet werden, um eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche zu bestimmen, und nach einer vorgegeben Zeit Zurückkehren zur Verwendung der Ausgangssignale des ersten Lichtsensors, um zu bestimmen, ob eine Relativbewegung der Navigationsvorrichtung im Bezug auf die Oberfläche erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Verfahren des Weiteren aufweist: Verwenden mindestens einer Lichtquelle, die an der Navigationsvorrichtung montiert ist, zum Beleuchten der Oberfläche während der Verwendung des ersten und des zweiten Lichtsensors.