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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Dateneingabevorrichtungen. Spezieller bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf eine energieeffiziente Implementierung
von schnurlosen Eingabevorrichtungen, wie z. B. einer Computermaus.
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In der Technik von elektrischen Geräten und Vorrichtungen
besteht ein anhaltender Wunsch und Bedarf nach Energieeffizienz.
Ein solcher Wunsch ist verstärkt
bei tragbaren Vorrichtungen vorhanden, die zur Energieversorgung
von austauschbaren Batterien abhängig
sind. Schnurlose Vorrichtungen für Computer
und Arbeitsstationen, wie z. B. Schnurlose Mäuse und Tastaturen, werden
beispielsweise immer beliebter. Diese Vorrichtungen sind nicht an
einen Computer angebunden und verwenden als ihre Energiequelle typischerweise
eine oder mehrere austauschbare Batterien. Die Batterien liefern
eine begrenzte Leistungsversorgung. Daher werden die Batterien zur
kontinuierlichen Verwendung der Vorrichtung periodisch ausgetauscht.
Eine Energieeffizienz ist bei solchen Vorrichtungen erwünscht, um
den Leistungsverbrauch zu senken, wodurch die Batterielebensdauer
erhöht
wird, was zu geringeren Betriebskosten führt. Ferner reduzieren erhöhte Batterielebensdauern
den nachteiligen ökologischen
Effekt, der den Müllentsorgungsproblemen
von vielen Batterien zugeordnet ist. Dies ist darin begründet, daß viele
Typen von Batterien ein toxisches Material umfassen. Zur Vereinfachung
der Erörterung
und Darstellung wird bei diesem Dokument eine schnurlose Computermaus
als ein Beispiel einer elektrischen Vorrichtung, für die eine
erhöhte
Energieeffizienz erwünscht
ist, verwendet.
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Bei einer existierenden Technik zum
Erhöhen
der Energieeffizienz der schnurlosen Maus ist die Vorrichtung konfigu riert,
um mit zwei Betriebsmodi zu arbeiten – einem aktiven Modus und einem Schlafmodus.
Im Aktivmodus arbeitet die Maus bei ihrer vollen Betriebskapazität und verbraucht
die volle Betriebsmenge an Energie. Ferner liefert die Maus bei
einem Aktivmodus den Benutzereingaben und -Bewegungen eine unmittelbare
Antwort (oder etwas, das einer unmittelbaren Antwort sehr nahe kommt). Wenn
eine Inaktivitätsperiode
erfaßt
wird, betritt die Maus den Schlafmodus, wo die Abschnitte des Schaltungsaufbaus
der Maus inaktiv gemacht werden, wodurch der Energieverbrauch verringert
wird.
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Während
des Schlafmodus überwacht
die Maus periodisch ihre Sensoren, um eine beliebige Bewegung oder
Eingabe vom Benutzer zu erfassen. Um ihre Sensoren zu überwachen,
ist ein Großteil der
inaktivierten Abschnitte der Maus aktiviert, wodurch für die Dauer
der Überwachungsaktivität Leistung
verbraucht wird. Wenn eine Bewegung oder Eingabe erfaßt wird,
dann wacht die Maus vom Schlafmodus auf und tritt in den Aktivmodus
ein. Während des
Schlafmodus bestimmt der Zeitraum zwischen den Überwachungsaktivitäten den
Grad, zu dem Energie verbraucht wird, und das Ansprechvermögen der
Maus auf eine Benutzereingabe. Andererseits liefert eine häufige Überwachung
ein besseres Ansprechvermögen
der Maus für
die Benutzereingabe. Andererseits verbraucht ein häufiges Überwachen mehr
Energie, wodurch die Effektivität
des energiesparenden Schlafmodus reduziert wird.
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Dementsprechend besteht ein Bedarf
an besseren Techniken und Vorrichtungen zum Minimieren des Leistungsverbrauchs,
während
den Benutzern ausreichende Antworten geliefert werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Aufwacherfassungsverfahren und eine Vorrichtung für schnurlose
Eingabevorrichtungen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Eingabevorrichtung
gemäß den Ansprüchen 1,
22, 30 sowie 35 und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 13, 26, 28 sowie 32 gelöst.
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Der Bedarf wird durch die vorliegende
Erfindung erfüllt.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfaßt
eine Eingabevorrichtung ein Handerfassungssystem, einen Aufwachdetektor,
der mit dem Handerfassungssystem verbunden ist, und einen Mikrocontroller,
der mit dem Aufwachdetektor verbunden ist. Der Aufwachdetektor erfaßt eine
elektrische Eigenschaft, die das Handerfassungssystem dem Aufwachdetektor
präsentiert,
wobei der Aufwachdetektor angepaßt ist, um dem Mikrocontroller
zu signalisieren, ob der Pegel der elektrischen Eigenschaft, die
erfaßt
wurde, eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Eingabevorrichtung offenbart. Im Anschluß an eine vorbestimmte Inaktivitätsperiode
werden Abschnitte der Eingabevorrichtung deaktiviert, wodurch sie
den Schlafmodus betreten. Anschließend wird eine elektrische
Eigenschaft, die der Eingabevorrichtung durch das Handerfassungssystem präsentiert
wird, gemessen, um das Vorhandensein einer Benutzerhand in der Nähe der Eingabevorrichtung
zu bestimmen. Nach dem Erfassen des Pegels der gemessenen elektrischen
Eigenschaft, der sich von einem vorbestimmten Pegel unterscheidet,
wird die Eingabevorrichtung aktiviert.
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfaßt
die Eingabevorrichtung einen Beschleunigungsmesser, der angepaßt ist,
um die Beschleunigung der Eingabevorrichtung zu erfassen, und der
konfiguriert ist, um ein Unterbrechungssignal nach Erfassung der
Beschleunigung zu liefern. Ein Mikrocontroller ist mit dem Beschleunigungsmesser
verbunden, um das Unterbrechungssignal vom Beschleunigungsmesser
zu empfangen. Der Mikrocontroller ist konfiguriert, um die Eingabevorrichtung
nach Empfang des Unterbrechungssignals aufzuwecken.
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Bei einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Eingabevorrichtung offenbart. Im Anschluß an eine vorbestimmte Inaktivitätsperiode
werden Abschnitte der Eingabevorrichtung deaktiviert, wodurch sie
in den Schlafmodus eintreten. Die Beschleunigung der Eingabevorrichtung
wird erfaßt. Dann
wird die Eingabevorrichtung aktiviert.
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Bei einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung
offenbart. Im Anschluß an
eine vorbestimmte Inaktivitätsperiode
werden Abschnitte der Eingabevorrichtung deaktiviert, wodurch sie
in den Schlafmodus eintreten. Während des
Schlafmodus wird die Aktivität
der Eingabevorrichtung bei einer niedrigeren Taktfrequenz beobachtet.
Nach einer Erfassung der Eingabeaktivität wird die Eingabevorrichtung
aktiviert.
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Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfaßt
eine Eingabevorrichtung einen Systemtakt, der ein Taktsignal bei
einer ersten Signalfrequenz liefert. Ein Taktteiler, der mit dem
Systemtakt verbunden ist, ist konfigurierbar, um das Taktsignal
zu dividieren, um die Periode zu erhöhen, wodurch das Taktsignal
auf eine zweite Signalfrequenz gesenkt wird. Ein Mikroprozessor,
der mit dem Taktteiler verbunden ist, arbeitet bei der ersten Taktsignalfrequenz
in einem Aktivmodus und um bei der zweiten Signalfrequenz in einem
Schlafmodus zu arbeiten.
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Bei einem siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Eingabevorrichtung offenbart. Im Anschluß an eine vorbestimmte Inaktivitätsperiode
werden Abschnitte der Eingabevorrichtung deaktiviert, wodurch sie
in den Schlafmodus eintreten. Während des
Schlafmodus wird die Antwort des Computersys tems überwacht.
Nach Erfassung der Antwort wird die Eingabevorrichtung aktiviert.
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Bei einem achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfaßt
eine Eingabevorrichtung einen HF-Signalempfänger (HF
= radio frequency = Funkfrequenz), der angepaßt ist, um eine Kommunikation
von einem Computersystem zu empfangen. Ein Mikrocontroller, der
mit dem HF-Signalempfänger verbunden
ist, ist angepaßt,
um das Computersystem abzufragen und um auf eine Antwort vom Computersystem
durch Aktivieren der Eingabevorrichtung von einem Schlafmodus zu
antworten.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachstehend Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer möglichen
Verwendung der Vorrichtung;
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2 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der
Vorrichtung von 1;
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3 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung;
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4 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung;
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5 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung;
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6 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines fünften Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung; und
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7 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines sechsten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den Figuren zu Darstellungszwecken gezeigt
ist, ist ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durch eine Eingabevorrichtung mit einem
Handerfassungssystem, einem Aufwachdetektor, der mit dem Handerfassungssystem
verbunden ist, und einem Mikrocontroller, der mit dem Aufwachdetektor
verbunden ist, exemplifiziert. Der Aufwachdetektor soll eine elektrische
Eigenschaft, die das Handerfassungssystem dem Aufwachdetektor präsentiert,
erfassen, wobei der Aufwachdetektor angepaßt worden ist, um dem Mikrocontroller
zu signalisieren, wann der Pegel der elektrischen Eigenschaft, die
erfaßt
wurde, eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Hier erfaßt die Eingabevorrichtung
der vorliegenden Erfindung bei den Schlafmodi das Vorhandensein
der Hand bei oder nahe der Eingabevorrichtung, und versucht nicht
wirklich, die Bewegung oder tatsächliche
Verwendung zu erfassen, wie dies im Stand der Technik der Fall ist.
Weil es nicht notwendig ist, die Bewegung oder tatsächliche
Verwendung der Eingabevorrichtung zu erfassen, können Energieeinsparungen realisiert
werden. Da die Eingabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ferner bei
dem bloßen
Vorhandensein der Hand aufwacht, kann dem Benutzer eine bessere
Antwort geliefert werden.
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1 stellt
eine Eingabevorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in einer Umgebung dar, in der sie verwendet
werden kann. Hier ist die Eingabevorrichtung 100, um die
Darstellung und Erörterung
zu vereinfachen, als eine optische schnurlose Maus 100 gezeigt; jedoch
ist die vorliegenden Erfindung nicht auf eine solche Maus begrenzt
und kann als eine mit einer Schnur versehene (angebundene) Maus,
eine angebundene oder schnurlose Tastatur oder andere Vorrichtungen
implementiert sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet die
Computermaus 100 HF-Signale, um mit einem Computersystem 200 über ein
schnurloses Peripheriekommunikationsteilsystem 202 zu kommunizieren,
das mit einem Computer 204 verbunden ist.
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2 ist
ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm der Maus 100 von 1. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 arbeitet die Maus 100 entweder
in einem Normalmodus (Aktivmodus) oder in einem Schlafmodus. Während des
Aktivmodus des Betriebs wird ein Sensorteilsystem 102 verwendet,
um die Bewegungen der Maus 100 zu erfassen. Das dargestellte
Abtastsensorteilsystem 102 umfaßt eine LED (LED = light emitting
diode = lichtemittierende Diode) und einen Bildsensor, die beispielsweise beide
häufig
bei einer optischen Computermaus vorzufinden sind. Das Sensorteilsystem 102 ist
mit einem Mikrocontroller 104 verbunden, der Signale vom Sensorteilsystem 102 empfängt und
die Operationen des Sensorteilsystems 102 steuert. Der
Mikrocontroller 104 interpretiert die empfangenen Signale
in Signale, die die Bewegungsinformationen darstellen. Die Bewegungsinformationen
werden an das Computersystem 200 über Funkfrequenzsignale 199 gesendet.
Der Mikrocontroller 104 ist ebenfalls mit einer HF-Signalquelle 106 verbunden,
die mit dem Mikrocontroller 104 arbeitet, um die HF-Signale 199 einschließlich der
Bewegungsinformationen zu erzeugen. Eine Kommunikationsantenne 108,
die mit der HF-Signalquelle 106 verbunden ist, kann verwendet werden,
um die HF-Signale 199 zu senden. Das Sensorteilsystem 102 ist
ausschließlich
zu Darstellungszwecken mit einer LED und Sensoren dargestellt; jedoch
können
weitere Bewegungserfassungsmechanismen, wie z. B. eine Rollkugel,
verwendet werden. Optische Sensoren, Mikrocontroller oder eine Kombination
aus diesen Komponenten sind ohne weiteres im Handel erhältlich.
Zum Beispiel vertreibt die Firma Agilent Technology, Inc. die ADNS-2051- Reihe von optischen
Sensoren, die einen Mikrocontroller umfassen.
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Die dargestellte Maus 100 zieht
ihre Leistung von einer Leistungsquelle, die als Batterie 105 dargestellt
ist. Eine Seite der Leistungsquelle 105 ist mit Masse (die
Masse) verbunden, und die andere Seite (die Leistung) der Leistungsquelle 105 ist
mit allen Komponenten der Maus 100 verbunden. Um ein Wirrwarr
zu vermeiden, sind die Leistungsleitungen in den Figuren nicht dargestellt,
jedoch wird in der Technik darauf hingewiesen, daß die Leistungsleitung
und die Masse verfügbar
sind und durch die elektrischen Komponenten der Maus 100 verbunden sind.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, z. B. einer angebundenen Eingabevorrichtung,
können
die Masse und die Leistung mit einem Hostcomputer verbunden sein.
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Wenn an der Maus 100 für einen
vorbestimmten Zeitraum (eine Inaktivitätsperiode) keine Bewegung erfaßt wird,
dann deaktiviert der Mikrocontroller 104 die Abschnitte
der Maus 100, um wieder in den Schlafmodus einzutreten. Die Eingabevorrichtung 100 kann
in einer oder mehreren Stufen deaktiviert werden. Der Mikrocontroller 104 kann
beispielsweise das Sensorteilsystem 102, die HF-Signalquelle 106,
den Mikrocontroller 104 an sich oder eine beliebige Kombination
dieser Komponenten deaktivieren. Die Länge der Inaktivitätsperiode
kann abhängig
von der Implementierung stark variieren. Die Maus kann beispielsweise
in den Schlafmodus eintreten, wenn für mehrere Sekunden oder weniger eine
Bewegung erfaßt
wird. Während
des Schlafmodus wird weniger Leistung verbraucht, weil die deaktivierten
Abschnitte der Maus im Vergleich zu der Energie, die während des
Aktivmodus gezogen wird, vergleichsweise weniger Energie ziehen.
Es können unterschiedliche
Grade des Schlafmodus vorhanden sein. In diesem Dokument umfaßt der Schlafmodus einen
beliebigen Betriebsmodus der Vorrichtung oder des Geräts, der
geringer als der volle Aktivmodus ist, wobei der Begriff „geringer" einen geringeren
Leistungsverbrauch, eine geringere Kapazität, eine geringere Geschwindigkeit
oder eine beliebige Kombination aus denselben umfaßt.
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Die Maus 100 umfaßt ein Handerfassungssystem 110,
einen Aufwachdetektor 114, der mit dem Handerfassungssystem
verbunden ist, und den Mikrocontroller, der mit dem Aufwachdetektor 114 verbunden
ist. Der Aufwachdetektor 114 ist konfiguriert, um eine
elektrische Eigenschaft zu erfassen, die das Handerfassungssystem
dem Aufwachdetektor präsentiert.
Wenn der Pegel der elektrischen Eigenschaft, die erfaßt wurde,
eine vorbestimmte Schwelle überschreitet,
signalisiert der Aufwachdetektor 114 den Mikrocontroller 104.
Die vorbestimmte Schwelle kann zum Zeitpunkt der Herstellung der
Maus 100 eingestellt werden. Alternativ kann die vorbestimmte Schwelle
adaptiv oder dynamisch durch die Maus eingestellt werden. Die vorbestimmte
Schwelle kann beispielsweise als der letzte erfaßte Wert eingestellt werden,
der das Aufwachsignal nicht auslöste.
Bei einer solchen Konfiguration wird der Test zum Bestimmen, ob
ein Aufwachen ausgeführt
werden soll oder nicht, als Differenzierung des Werts der erfaßten elektrischen
Eigenschaft gegenüber
dem Wert der jüngst
erfaßten
elektrischen Eigenschaft ausgeführt wird.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
das Handerfassungssystem 110 als leitfähige Abschnitte 110 des
Gehäuses 112 der
Maus 100 implementiert. Während des Schlafmodus wird
zumindest eine elektrische Eigenschaft des Handerfassungssystems 110 gemessen,
um das Vorhandensein einer Benutzerhand in der Nähe der Eingabevorrichtung 100 zu
bestimmen. Während
des Schlafmodus sendet der Aufwachdetektor 114 beispielsweise
ein periodisches Erfassungssignal an das Handerfassungssystem 100 in
vorbestimmten Intervallen oder Perioden. Das Erfassungssignal kann
durch die HF-Signalquelle 110,
einen Systemtakt 122 oder eine dedizierte Signalquellenschaltung,
wie z. B. einen Oszillator 107, erzeugt werden. Egal welche
Komponente verwendet wird, sie wird hierin in diesem Dokument als
eine „Erfassungssignalquelle" bezeichnet.
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Jedesmal wenn das Erfassungssignal
gesendet wird, kann eine elektrische Eigenschaft, wie z. B. eine
Strahlungslast, die das Handerfassungssystem dem Aufwachdetektor 114 präsentiert,
durch den Aufwachdetektor 114 gemessen werden. Der leitfähige Abschnitt 110 weist
physische und elektrisch Eigenschaften auf, so daß, jedesmal
wenn das Erfassungssignal an die leitfähigen Abschnitte 110 gesendet
wird, ihre elektrischen Lasten bei einem vorberechneten Pegel sind.
Wenn die Hand eines Benutzers in der Nähe des Handerfassungssystems 110 ist oder
dasselbe berührt,
ist die elektrische Eigenschaft, die das Handerfassungssystem dem
Aufwachdetektor 114 präsentiert,
anders als der vorberechnet Pegel. Dies ist darin begründet, daß das Erfassungssignal
durch sowohl das Handerfassungssystem als auch die proximale Hand
beeinträchtigt wird.
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Wenn das Erfassungssignal dementsprechend
an die leitfähigen
Abschnitte 110 gesendet wird, bei denen eine Hand vorliegt,
die proximal zu den leitfähigen
Abschnitten 110 ist oder dieselben berührt, überschreitet die Last (die
gemessene elektrische Eigenschaft), die durch den Aufwachdetektor 114 gemessen
wird, den vorberechneten Pegel. Für Aktivierungskriterien wird
ein vorbestimmte Schwelle, wie z. B. ein Lastpegel, höher als
der vorberechnete Pegel, jedoch niedriger als der gemessene Pegel
eingestellt. Wenn die Hand des Benutzers dementsprechend proximal
zu den leitfähigen
Abschnitten 110 vorliegt oder dieselben berührt, überschreitet der
gemessene Pegel der elektrischen Last die vorbestimmte Schwelle.
Wenn diese Bedingung erfaßt wird,
signalisiert der Aufwachdetektor 114 den Mikrocontroller 114,
der wiederum die Maus 100 aktiviert, indem andere Abschnitte
der Maus 100, wie z. B. das Sensorteilsystem 102,
aktiviert werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel arbeitet der
leitfähige Abschnitt 110 tatsächlich als
die Antenne zur Übertragung
der HF-Signale
199, wodurch die Kommunikationsantenne 108 überflüssig gemacht
wird. Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel
ist der leitfähige
Abschnitt 110 eine Dualfunktionsantenne, die als die Kommunikationsantenne
während
des Aktivmodus und als eine Handerfassungsantenne während des
Schlafmodus arbeitet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist das Erfassungssignal ein Funkfrequenzimpuls
von der HF-Quelle 106 oder des Systemtakts 122,
und die erfaßte
elektrische Eigenschaft ist die Last, die das Handerfassungssystem 110 dem
Aufwachdetektor 114 präsentiert,
während
es das HF-Erfassungssignal empfängt.
Dementsprechend kann das Handerfassungssystem 110 auch
als eine Handerfassungsantenne 110 bezeichnet werden.
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Das Erfassungssignal kann ein Hochfrequenz-Impuls
sein, der eine Frequenz aufweist, die hoch genug ist, um die gewünschte Veränderung
der Last zu messen, jedoch auch niedrig genug, um einen erheblichen
Verlust der Signalenergie zu verhindern. In diesem Fall sollte die
Frequenz des Erfassungssignals hoch genug sein, um abzustrahlen,
um die Lastveränderungen
zu erfassen. Je höher
die Frequenz, desto einfacher ist das Erfassen der Lastveränderung.
Die Erfassungssignalfrequenz kann beispielsweise zwischen 27 MHz
und 2,4 GHz sein. In der Praxis kann das Erfassungssignal denselben Oszillator
und dieselbe Signalfrequenz verwenden, die erzeugt und durch die
Signalquelle 106 verwendet werden, und wird ebenfalls verwendet,
um mit dem Hostcomputer 200 zu kommunizieren. Die Dauer
des Erfassungssignalimpulses kann minimiert werden, um eine minimale
Leistungsnutzung zu erreichen und um einem Oszillator der Signalquelle ausreichend
Zeit zu geben, um sich zu stabilisieren und Last zu sammeln. Derzeit
sind 27 MHz eine übliche
Frequenz, bei der eine schnurlose Maus mit dem Hostcomputer 200 kommunizieren
kann.
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Die Erfassung kann bei einer vorbestimmten Frequenz
ausgeführt
werden. Alternativ kann die Erfassung adaptiv abhängig von
der Aktivität
ausgeführt
werden. Eine adaptive Technik ist die exponentielle Rückkopplungstechnik
(Exponentielle Back-Off-Technik), die drei Parameter – Anfangsmeßperiode,
exponentieller Multiplizierungsfaktor und maximale Meßperiode,
verwendet. Sobald die Maus 100 in den Schlafmodus eintritt,
wird die elektrische Eigenschaft des Handerfassungssystems 110 nach
der anfänglichen
Periode gemessen, z. B. 10 Millisekunden, um das Vorhandensein einer
Benutzerhand zu erfassen. Der Zeitraum (der Meßzeitraum) zwischen den Messungen
der elektrischen Eigenschaft des Handerfassungssystems 110 wird durch
den exponentiellen Multiplizierungsfaktor erhöht. Wenn der exponentielle
Multiplizierungsfaktor bei 1,1 eingestellt ist, dann wird die Meßperiode
auf 1,1 mal der bisherigen Meßperiode
eingestellt. Bei dem aktuellen Beispiel beträgt die zweite Meßperiode
1,1 mal 10 Millisekunden, was 100 Millisekunden ist. Wie berechnet
werden kann, steigt die Meßperiode
schnell an, wodurch ermöglicht
wird, daß die
Messung der Erfassung einer proximalen Benutzerhand weniger häufig ausgeführt werden
muß, das
die Zeit der Nichtbenutzung zunimmt. Um sicherzustellen, daß die Antwort
der Maus 100 annehmbar bleibt, kann die maximale Meßperiode
so eingestellt werden, daß der
exponentielle Multiplizierungsfaktor erst nachdem die maximale Meßperiode
erreicht worden ist, angewendet wird. Die maximale Meßperiode kann
beispielsweise bei 500 ms eingestellt sein.
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Der Schwellenpegel zum Laden oder
für andere
elektrische Eigenschaften kann basierend auf einer historischen
Korrelation mit anderen Hinweisen über die tatsächliche
Nutzung, wie z. B. Bewegungsmeldungen vom Sensorteilsystem 102,
adaptiv angepaßt
sein, um die Empfindlichkeit des Aufwachens auf individuelle Nutzungsmuster
abzustimmen. Der vorbestimmte Schwellenpegel kann beispielsweise als
der letzte erfaßte
Wert eingestellt sein, der das Aufwachsignal nicht auslöste. Bei
einer solchen Konfiguration wird die Messung zum Bestimmen, ob ein Aufwachen
ausgeführt
werden soll oder nicht, als eine Differenzierung des Werts der gemessenen elektrischen
Eigenschaft gegenüber
dem Wert der jüngsten
gemessenen elektrischen Eigenschaft ausgeführt. Dies kann unter Verwendung
einer Komparatorschaltung, beispielsweise eines Spannungskomparators,
implementiert sein, der in der Technik bekannt ist.
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Das Gehäuse 112 der Maus 110 kann
andere Abschnitte, wie z. B. nichtleitende Abschnitte 116, Tasten 118 und
andere Eingabemechanismen, wie z. B. ein Scroll-Rad, das in den
Figuren nicht gezeigt ist, umfassen.
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Andere elektrische Eigenschaften
des Handerfassungssystems 110 können alternativ zu oder neben
der Last gemessen werden. Andere gemessene elektrische Eigenschaften
können
beispielsweise eine Ableitung der Last, des Durchschnittsstroms
an das Handerfassungssystem 110, des Spitzen- oder RMS-Stroms
(RMS = root mean squared = quadratischer Mittelwert) zum Handerfassungssystem 110, der
Spannung, die an einem Widerstand anliegt, wenn das Handerfassungssystem 110 als
ein Widerstand implementiert ist, sein.
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Tatsächlich kann bei einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die Erfassung von geringfügigen Veränderungen
des elektrostatischen Potentials des Handerfassungssystems 110 (das
durch einen Initialkontakt oder die Nähe der Hand zu den leitfähigen Abschnitten 110 bewirkt wird)
als ein Auslöser
für ein
Abtasten des Handerfassungssystems 110, wie bereits beschrieben,
verwendet werden. Hier können
das elektrische Potential oder andere elektrischen Eigenschaften
des Handsystems 110 auch so verstanden werden, daß sie das
elektrische Potential oder die andere elektrische Eigenschaft umfassen,
die das Handsystem 110 der Aufwachschaltung präsentiert.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit bestimmten alternativen Konfigurationen ist in 3 dargestellt.
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Abschnitte der Eingabevorrichtung 100a,
die in 3 gezeigt ist,
sind ähnlich
jenen, die in 2 gezeigt
sind. Der Einfachheit- halber sind Abschnitten in 3, die ähnlich den Abschnitten in 2 sind, die gleichen Bezugszeichen
zugeordnet worden, jedoch sind analogen, aber veränderten
Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, die durch den
Buchstaben a ergänzt
sind, und unterschiedlichen Abschnitten sind unterschiedliche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 3 umfaßt die Vorrichtung 100a einen
kapazitiven Sensor 110a als das Handerfassungssystem 110a.
Der Aufwachdetektor 114 ist angepaßt, um die Kapazität, die das Handerfassungssystem 110a dem
Aufwachdetektor 114 präsentiert,
zu erfassen. Wenn die Hand des Benutzers proximal zur Vorrichtung 110a ist,
dann ist die Kapazität,
die der kapazitive Sensor 110a dem Aufwachdetektor 114 präsentiert,
anders als die Kapazität,
die der kapazitive Sensor 110a dem Aufwachdetektor 114 präsentiert,
wenn keine Hand in der Nähe ist.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das eine weitere alternative Konfiguration aufweist, ist in 4 dargestellt. Abschnitte
der Eingabevorrichtung 100b, die in 4 gezeigt ist, sind ähnlich jenen, die in 2 gezeigt sind. Der Einfachheit
halber wurde Abschnitten in 4,
die ähnlich den
Abschnitten in 2 sind,
identische Bezugszeichen zugeordnet, jedoch wurde analogen, aber
veränderten
Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, die durch den
Buchstaben b ergänzt sind,
und unterschiedlichen Abschnitten sind unterschiedliche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 4 umfaßt die Vorrichtung 100b einen
Druckschalter 110b als eine Kombination aus Handerfassungssystem
und Aufwachdetektor. Wenn die Hand eines Benutzers auf der Vorrichtung 100b präsent ist,
schließt
das Gewicht der Hand den Druckschalter 110b, wodurch ein Signal,
z. B. die Leistung von der Batterie 105, an den Mikrocontroller 104 gesendet
wird. Dann aktiviert der Mikrocontroller 104 die Vorrichtung 100b,
um in den Aktivmodus einzutreten. Im Handel sind jede Menge von
Druckschaltern erhältlich.
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Alternativ kann eine der Maustasten,
z. B. Taste 118 (die in 4 im
Vergleich zu den anderen Figuren ausführlicher dargestellt ist),
als der Druckschalter verwendet werden. Bei einer solchen Konfiguration
würde der
erste Klick (Schließen)
der Taste 118, der dem Eintreten in den Schlafmodus folgt, nicht
an den Hostcomputer 200 von 2 übertragen
werden. Vielmehr wird das Signal vom ersten Klick durch den Mikrocontroller 104 als
ein Aufwachsignal zum Aktivieren der Maus 100b verwendet.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das noch eine weitere alternative Konfiguration aufweist, ist in 5 dargestellt. Abschnitte
der Eingabevorrichtung 100c, die in 5 gezeigt ist, sind ähnlich jenen, die in 2 gezeigt sind. Der Einfachheit
halber sind den Abschnitten in 5,
die ähnlich den
Abschnitten in 2 sind,
identische Bezugszeichen zugeordnet, jedoch wurde analogen, aber
veränderten
Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, die durch den
Buchstaben c ergänzt sind,
und unterschiedlichen Abschnitten sind unterschiedliche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist die Eingabevorrichtung 100c der
Vorrichtung 100 von 2 dahingehend ähnlich,
daß die
Maus 100c entweder im Normalmodus (Aktivmodus) oder im
Schlafmodus arbeitet. Während
des Aktivbetriebsmodus wird das Sensorteilsystem 102 verwendet,
um die Bewegungen der Maus 100c zu erfassen. Das Sensorteilsystem 102 ist
mit einem Mikrocontroller 104 verbunden, der Signale vom
Sensorteilsystem 102 empfängt, das die Operationen des
Sensorteilssystems 102 steuert. Der Mikrocontroller 104 interpretiert
die empfangenen Signale in Signale, die Bewegungsin formationen darstellen.
Die Bewegungsinformationen werden an das Computersystem 200 von 1 über die HF-Signale 199 gesendet.
Der Mikrocontroller 104 ist ebenfalls mit der HF-Signalquelle 106 verbunden,
die mit dem Mikrocontroller 104 arbeitet, um die HF-Signale 199 einschließlich der
Bewegungsinformationen zu erzeugen. Eine Kommunikationsantenne 108,
die mit der HF-Signalquelle 106 verbunden ist, kann verwendet
werden, um die HF-Signale 199 zu übertragen. Zu Darstellungszwecken
ist das Sensorteilsystem 102 mit einer LED und Sensoren
dargestellt; jedoch können
andere Bewegungserfassungsmechanismen verwendet werden, wie z. B.
eine Rollkugel.
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Wenn keine Bewegung für einen
vorbestimmten Zeitraum (eine Inaktivitätsperiode) erfaßt wird,
deaktiviert der Mikrocontroller 104 die Abschnitte der
Maus 100c, um in den Schlafmodus einzutreten. Der Mikrocontroller 104 kann
das Sensorteilsystem 102, die HF-Signalquelle 106,
den Mikrocontroller 104 an sich oder eine beliebige Kombination
aus diesen Komponenten deaktivieren. Die Länge der Inaktivitätsperiode
kann abhängig
von der Implementierung stark variieren. Die Maus kann beispielsweise in
den Schlafmodus eintreten, wenn für mehrere Sekunden keine Bewegung
erfaßt
wird. Während
des Schlafmodus wird weniger Leistung verbraucht, weil die deaktivierten
Abschnitte der Maus sehr wenig, wenn überhaupt Energie ziehen.
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Wenn die Maus 100c bewegt
wird, wird die Beschleunigung der Maus 100c durch einen
Beschleunigungsmesser 120 erfaßt, der ein Unterbrechungssignal
an den Mikrocontroller 104 sendet. Nach Empfangen des Unterbrechungssignals
aktiviert der Mikrocontroller die Komponenten der Maus 100c vom
Schlafmodus oder weckt dieselben auf. Der Beschleunigungsmesser 120 kann
eine MEMS-Vorrichtung (MEMS = mikroelektromechanisch) sein, die
im Handel erhältlich
ist. Entsprechende Beschleunigungsmesser sind im Handel erhältlich.
Zum Beispiel wird die PIEZOPAK-Produktpalette nur von der Firma
Endevco Corporation in San Juan Capistrano, Kalifornien herge stellt,
von der einige Produkte bei einigen Implementierungen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können.
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Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist in 6 dargestellt.
Abschnitte der Eingabevorrichtung 100d, die in 6 gezeigt ist, sind ähnlich jenen,
die in 2 gezeigt sind.
Der Einfachheit halber sind den Abschnitten in 6, die ähnlich den Abschnitten in 2 sind, identische Bezugszeichen
zugeordnet, wobei analogen, aber veränderten Komponenten die gleichen
Bezugszeichen zugeordnet sind, die durch den Buchstaben d ergänzt sind,
und unterschiedlichen Abschnitten sind unterschiedliche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist die Eingabevorrichtung 100d der
Vorrichtung 100 von 2 dahingehend ähnlich,
daß die
Maus 100d entweder im Normalmodus (Aktivmodus) oder im
Schlafmodus arbeitet. Während
des Aktivbetriebsmodus wird das Sensorteilsystem 102 verwendet,
um die Bewegungen der Maus 100d zu erfassen. Im Aktivmodus
arbeiten der Mikrocontroller 104 und der Rest der Komponenten
der Maus 110d bei einer speziellen Systemtaktfrequenz,
einer ersten Taktfrequenz, z. B. bei 27 MHz.
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Wenn für einen vorbestimmten Zeitraum
(eine Inaktivitätsperiode)
keine Bewegung erfaßt
wird, dann deaktiviert der Mikrocontroller 104 die Abschnitte
der Maus 100d, um in den Schlafmodus einzutreten. Die HF-Quelle 106 und
das Sensorteilsystem 102 können beispielsweise deaktiviert
werden, wodurch die Energiemenge reduziert wird, die durch die Maus 100d verwendet
wird. Während
des Schlafmodus überwacht
der Mikrocontroller 104 periodisch die Aktivität der Maus 100d.
Der Mikrocontroller 104 aktiviert beispielsweise das Sensorteilsystem 102 nur, um
die Bewegung der Maus 100d zu überprüfen. Die Überwachungsaktivität der Maus 100d während des Schlafmodus
wird bei einer zweiten Taktfrequenz ausgeführt, die geringer als die erste
Taktfrequenz ist. Die zweite Taktfrequenz kann beispielsweise die Hälfte der ersten
Frequenz sein. Wenn die Eingabeaktivität erfaßt wird, wird beispielsweise
die Bewegung der Maus 100d erfaßt, wodurch die Maus 100d aktiviert
wird. Tatsächlich
kann die zweite Frequenz dahingehend adaptiv sein, daß, während die
Schlafperiode zunimmt, die zweite Frequenz ferner unter Verwendung
der exponentiellen Rückkopplungstechnik
(vorstehend erörtert)
gesenkt wird, um Energieeinsparungen zu erhöhen. Bei einer solchen Implementierung
wären die
drei Parameter die anfängliche zweite
Frequenz, ein exponentieller Multiplizierungsfaktor und eine minimale
zweite Frequenz, wobei der exponentielle Multiplizierungsfaktor
kleiner als 1 wäre,
so daß die
zweite Frequenz, bei der die Maus 100d arbeitet, bei jeder
anschließenden Überwachungsaktivität verringert
wird.
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Die erste Taktfrequenz kann durch
einen Taktteiler 124 geteilt werden, der zwischen dem Mikrocontroller 104 und
dem Systemtakt 122 geschaltet ist. Der Teiler 124 kann
zum Zeitpunkt, wenn in den Schlafmodus eingetreten wird, konfiguriert
werden, um das Systemtaktsignal bei der ersten Taktfrequenz zu teilen,
um ein Systemtaktsignal bei der zweiten Taktfrequenz zu erzeugen.
Der Betrieb des Mikrocontrollers 104 und anderer Systemkomponenten, wie
z. B. dem Sensorteilsystem 102, bei einer verringerten
Taktfrequenz liefert im Vergleich zu den feineren Bewegungsinformationen,
die bei höheren
Frequenzoperationen verfügbar
sind, grobe Bewegungsinformationen. Die verringerte Taktfrequenz
ermöglicht
diesen Komponenten jedoch, weniger Energie zu ziehen. Ferner ist
es während
des Schlafmodus nicht wahrscheinlich, daß die feinen Bewegungsinformationen
von Bedeutung sind.
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Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist in Verbindung mit der Verwendung einer Eingabevorrichtung,
die mit einem Rechensystem kommuniziert, anwendbar. Im Stand der Technik
ist eine schnurlose Eingabevorrichtung häufig als eine Übertragungseinheit
konfiguriert, nur um Komponentenkosten zu sparen. Bei dieser Konfiguration
kann der schnurlosen Vorrichtung jedoch nicht bewußt gemacht
weden, daß ihre
Signale durch einen Computer empfangen werden oder verschwendet
werden. Wenn der Computer (an den die bekannte Eingabevorrichtung
sendet) beispielsweise für
einen längeren
Zeitraum ausgeschaltet ist, kann die bekannte Eingabevorrichtung
unnötigerweise
arbeiten (im Aktivmodus oder im Schlafmodus), wodurch Energie verschwendet
wird.
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Das sechste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist in 7 dargestellt.
Abschnitte der Eingabevorrichtung 100e, die in 7 gezeigt sind, sind ähnlich jenen,
die in 2 gezeigt sind. Der
Einfachheit halber sind Abschnitten in 7, die ähnlich den Abschnitten in 2 sind, die gleichen Bezugszeichen
zugeordnet, analogen, aber veränderten
Komponenten sind die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, die durch
den Buchstaben e ergänzt
sind, und anderen Abschnitten sind andere Bezugszeichen hinzugefügt worden.
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Unter Bezugnahme auf 7 ist die Eingabevorrichtung 100e dahingehend
der Vorrichtung 100 von 2 ähnlich,
daß die
Maus 100e entweder im Normalmodus (Aktivmodus) oder im
Schlafmodus arbeitet. Während
des Aktivbetriebsmodus wird das Sensorteilsystem 102 verwendet,
um die Bewegungen der Maus 100e zu erfassen. Wenn an der
Maus 100e für
einen vorbestimmten Zeitraum (eine Inaktivitätsperiode) keine Bewegung erfaßt wird,
dann deaktiviert der Mikrocontroller 104 die Abschnitte
der Maus 100e, um in den Schlafmodus einzutreten.
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Während
des Schlafmodus überwacht
der Mikrocontroller 104 das Computersystem 200 von 1, in dem er auf ein Abfragesignal
hört. Wenn
ein Infrarotprotokoll beispielsweise verwendet wird, kann eine Abfrage
basierend auf dem Discovery-XID-Cmd-Rahmen, der in „Serial
Infrared Link Access Protocol (IrLAP)" beschrieben ist, das durch die Infrared
Data Association (Infrarotdaten-Verband) definiert ist, verwendet
werden. Alternativ überwacht oder
horcht die Maus 100e auf eine Abfrage vom Computersystem 200 über seinen
HF-Empfänger 126.
Nach dem Erfassen der Abfrage wird die Eingabevorrichtung aktiviert.
Solche Abfrageantworttechniken sind häufig als Quittungsaustausch
(Handshake) bekannt und in verschiedenen Techniken, wie z. B. dem
HF-Kommunikationsprotokoll
und dem Infrarot-Kommunikationsprotokoll, bekannt. Der Überwachungszyklus
kann zu einem vorbestimmten Zeitraum periodisch wiederholt werden,
wobei der Zeitraum von Bruchteilen einer Sekunde zu mehreren Sekunden
oder mehr reichen kann. Der vorbestimmte Zeitraum kann beispielsweise
innerhalb eines Bereichs von 0,5 und 30 Sekunden sein. Der Zeitraum kann
sich auf die Startzeit des Computersystems beziehen, so daß die Eingabevorrichtung 100e die
Antwort und das Aufwachen während
der Computer-Boot-Sequenz
erfassen kann, so daß die
Maus im Aktivmodus ist, wenn die Boot-Sequenz beendet ist. Der Abfrage-
und Überwachungszyklus
kann erneut bei unterschiedlichen Intervallen wiederholt werden, wobei
die Intervalle adaptiv konfigurierbar sind, beispielsweise unter
Verwendung der exponentiellen Rückkopplungstechnik,
die vorstehend erörtert
wurde.
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Anhand des Vorstehenden wird offensichtlich,
daß die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung neuartig ist und gegenüber dem
Stand der Technik Vorteile bietet. Die Erfindung liefert einem Benutzer eine
Eingabevorrichtung, die den Leistungsverbrauch während Inaktivitätsperioden
senkt, während eine
Erhöhung
der Antwortzeit für
die Benutzeraktivität
geliefert wird. Obwohl ein spezifisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben und vorstehend dargestellt wurde, ist die Erfindung
nicht auf die spezifischen Formen oder Anordnungen der Teile, die
so beschrieben und dargestellt sind, begrenzt. Die Erfindung ist
nur durch die Ansprüche
begrenzt.