DE202008016240U1

DE202008016240U1 - Optisches Bewegungserfassungsmodul

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Publication number: DE202008016240U1
Application number: DE202008016240U
Authority: DE
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: US8049726B2; JP3148393U; TW201019175A; TWI370382B; US20100123655A1

Abstract

Optisches Bewegungserfassungsmodul, das in einem Eingabegerät (200) für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche (201) eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe (210) vorgesehen ist, über die ein Gegenstand (220) geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts (200) auf einer Tischfläche (300) aufliegt und auf dieser bewegt werden kann, umfassend
eine Schaltungsplatte (110), auf der ein Lichtsensor (111) vorgesehen ist, der das von dem Gegenstand (220) und der Tischfläche (300) reflektierte Licht aufnehmen kann,
eine erste Lichteinheit (120), die ein erstes Licht auf den Gegenstand (220) ausstrahlt, der ein erstes reflektiertes Licht erzeugt,
ein erstes Ablenkelement (130), das zwischen der ersten lichteinheit (120) und dem Lichtsensor (111) angeordnet ist,
eine zweite Lichteinheit (140), die ein zweites Licht auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, die ein zweites reflektiertes Licht erzeugt,
ein zweites Ablenkelement (150), das zwischen der zweiten lichteinheit (140) und dem...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein optisches Bewegungserfassungsmodul, das Ablenkelemente verwendet.
Stand der Technik
PC oder Notebook benötigt ein Eingabegerät, wie Maus, Touchpad, Trackball usw., um Daten und Befehle einzugeben.
Eine optische Maus weist auf der Unterseite eine Lichtquelle, die ein Licht ausstrahlt, das von der Oberfläche eines Gegenstands reflektiert und von einem Lichtsensor aufgenommen wird. Durch die Lichtänderung kann die Bewegung der Maus erfaßt werden, wodurch ein entsprechendes Steuersignal für den Cursor erzeugt wird. Auf der Maus ist ein Scrollrad vorgesehen, durch das der Text auf dem Bildschirm nach oben und unten verschoben werden kann.
In der letzten Zeit wird das Lichtsensormodul der optischen Maus durch ein optisches Bewegungserfassungsmodul ersetzt, wobei der Benutzer durch die Bewegung des Fingers auf der Maus oder durch die Bewegung der Maus auf der Tischfläche den Cursor steuern kann.
Dieses optische Bewegungserfassungsmodul weist einen langen Strahlengang auf. Um das reflektierte Licht des Fingers und der Tischfläche aufzunehmen, müssen mehrere Lichtsensoren verwendet werden. Dadurch wird der Raumbedarf des optischen Bewegungserfassungsmodul vergrößert, so dass eine kompakte Form nicht erreicht werden kann. Daher ist dieses optische Bewegungserfassungsmodul nicht für tragbare elektronische Produkte, wie Handy, PDA, Tablet PC usw. geeignet.
Da das optische Bewegungserfassungsmodul mehrere Lichtsensoren aufweist, ist die Ausgestaltung des Strahlengangs kompliziert, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden, so dass die elektronischen Produkte mit diesem optischen Bewegungsfassungsmodul teuer sind.
Aus TW M304078 ist ein Cursorsteuersystem bekannt, das eine Lichtquelle aufweist, die ein Licht ausstrahlt, das von einem Lichtverteiler in zwei Lichtstrahlen geteilt wird, wobei ein Lichtstrahl auf die Oberseite der Maus und der andere Lichtstrahl auf die Tischfläche gerichtet ist.
Das cursorsteuersystem aus M304078 kann zwar das Problem mit mehreren Lichtsensoren lösen, erzeugen die beiden Lichtstrahlen auf die Oberseite der Maus und die Tischflä che jedoch eine Lichtstreuung, so dass der Wirkungsgrad des Cursorsteuersystems reduziert wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Bewegungserfassungsmodul zu schaffen, das nur einen einzelnen Lichtsensor verwendet, so dass eine kompakte Form, eine Reduzierung der Herstellungskosten und eine Erleichterung der Montage erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße optische Bewegungserfassungsmodul gelöst, das in einem Eingabegerät für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe vorgesehen ist, über die ein Gegenstand geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts auf einer Tischfläche aufliegt und auf dieser bewegt werden kann. Das optische Bewegungserfassungsmodul umfaßt eine Schaltungsplatte, auf der ein Lichtsensor vorgesehen ist; eine erste Lichteinheit, die der lichtdurchläßige Scheibe zugeordnet ist; ein erstes Ablenkelement, das zwischen der ersten Lichteinheit und dem Lichtsensor angeordnet ist; eine zweite Lichteinheit, die der Tischfläche zugeordnet ist; ein zweites Ablenkelement, das zwischen der zweiten Lichteinheit und dem Lichtsensor angeordnet ist; und eine Abbildungslinse, die zwischen dem ersten und zweiten Ablenkelement und dem Lichtsensor angeordnet ist. Der Gegenstand und die Tischfläche erzeugen ein erstes und zweites reflektiertes Licht, die von den beiden Ablenkelementen auf die Abbildungslinse abgelenkt werden und durch die Abbildungslinse von dem Lichtsensor aufgenommen werden, der ein erstes und zweites Steuersignal erzeugt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist das optische Bewegungserfassungsmodul in einem Eingabegerät für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe vorgesehen ist, über die ein Gegenstand geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts auf einer Tischfläche aufliegt und auf dieser bewegt werden kann. Das optische Bewegungserfassungsmodul umfaßt eine Schaltungsplatte, auf der ein Doppellicht-Lichtsensor vorgesehen ist; eine erste Lichteinheit, die der lichtdurchläßigen Scheibe zugeordnet ist; eine zweite Lichteinheit, die der Tischfläche zugeordnet ist; ein Ablenkelement, das zwischen der ersten Lichteinheit und der zweiten Lichteinheit angeordnet ist; und eine Abbildungslinse, die zwischen dem Ablenkelement und dem Doppellicht-Lichtsensor angeordnet ist. Der Gegenstand und die Tischfläche erzeugen ein erstes und zweites reflektiertes Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge, die von dem Ablenkelement auf die Abbildungslinse abgelenkt werden und durch die Abbildungslinse von dem Doppellicht-Lichtsensor aufgenommen werden, der ein erstes und zweites Steuersignal erzeugt.
In einem dritten Ausführungsbeispiel das optische Bewegungserfassungsmodul in einem Eingabegerät für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe vorgesehen ist, über die ein Gegenstand geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts auf einer Tischfläche aufliegt und auf dieser bewegt werden kann. Das optische Bewegungserfassungsmodul umfaßt eine Schaltungsplatte, auf der ein Doppellicht-Lichtsensor vorgesehen ist; eine erste Lichteinheit, die der lichtdurchläßigen Scheibe zugeordnet ist; ein erstes Ablenkelement, das zwischen der ersten Lichteinheit und dem Doppellicht-Lichtsensor angeordnet ist; eine zweite Lichteinheit, die der Tischfläche zugeordnet ist; ein zweites Ablenkelement, das zwischen dem ersten Ablenkelement und dem Doppellicht-Lichtsensor angeordnet ist, und eine Abbildungslinse, die zwischen dem zweiten Ablenkelement und dem Doppellicht-Lichtsensor angeordnet ist. Der Gegenstand und die Tischfläche erzeugen ein erstes und zweites reflektiertes Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge, die von den Ablenkelementen auf die Abbildungslinse abgelenkt werden und durch die Abbildungslinse von dem Doppellicht-Lichtsensor aufgenommen werden, der ein erstes und zweites Steuersignal erzeugt.
Dadurch kann die Erfindung durch einen einzelnen Lichtsensor und die Ausgestaltung des Strahlengangs Lichtstrahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge aufnehmen, wodurch zwei Steuersignale erzeugt werden können, so dass eine kompakte Form, eine Reduzierung der Herstellungskosten und eine Erleichterung der Montage erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das optische Bewegungserfassungsmodul wird auf ein Eingabegerät, wie Maus, Trackball, Gamepad usw., für Computer angewendet und kann auch in einem Notebook, Stereoanlage, Digitalfotorahmen usw. eingebaut werden. Nachfolgend wird die Anwendung auf eine Maus beschrieben. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Bewegungserfassungsmoduls 100, das in einem Eingabegerät 200 für Computer angeordnet ist. Das Eingabegerät 200 weist in der oberen Oberfläche 201 eine Öffnung auf, in der eine lichtdurchläßige Scheibe 210 vorgesehen ist, über die ein Gegenstand 220 (wie Finger des Benutzers) geführt werden kann. Die untere Oberfläche des Eingabegeräts 200 liegt auf einer Tischfläche 300 auf und kann auf dieser bewegt werden. Die lichtdurchläßige Scheibe 210 kann aus Kunststoff, Acryl, Glas oder Linse hergestellt werden und die Erfassungswirkung des Bewegungserfassungsmoduls 100 nicht beeinträchtigen. Zudem kann die lichtdurchläßige Scheibe 210 eine Lichfilterwirkung besitzen, um eine Interferenz durch das Außenlicht zu vermeiden. Die lichtdurchläßige Scheibe kann planar, einseitig konkav, zweiseitig konkav, einseitig konvex, zweiseitig konvex usw. ausgebildet sein. Darauf ist die lichtdurchläßige Scheibe jedoch nicht beschränkt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt das optische Bewegungserfassungsmodul 100 eine Schaltungsplatte 110, eine erste Lichteinheit 120, ein erstes Ablenkelement 130, eine zweite Lichteinheit 140, ein zweites Ablenkelement 150 und eine dritte Abbildungslinse 160. Auf der Schaltungsplatte 110 ist ein Lichtsensor 111 vorgesehen, der das von dem Gegenstand 220 und der Tischfläche 300 reflektierte Licht aufnehmen kann. Die erste Lichteinheit 120 enthält eine erste Lichtquelle 121 und eine erste Abbildungslinse 122, die der lichtdurchläßigen Scheibe 210 zugeordnet sind. Die erste Lichtquelle 121 strahlt ein erstes Licht aus. Das erste Ablenkelement 130 ist zwischen der ersten Lichteinheit 120 und dem Lichtsensor 111 angeordnet. Die zweite Lichteinheit 140 enthält eine zweite Lichtquelle 141 und eine zweite Abbildungslinse 142, die bildungslinse 142, die der Tischfläche 300 zugeordnet sind. Die zweite Lichtquelle 141 strahlt ein zweites Licht aus. Das zweite Ablenkelement 150 ist zwischen der zweiten Lichteinheit 140 und dem Lichtsensor 111 angeordnet. Die dritte Abbildungslinse 160 befindet sich zwischen dem ersten und zweiten Ablenkelement 130, 150 und dem Lichtsensor 111.
Wie aus 1 ersichtlich ist, wenn die erste Lichtquelle 121 das erste Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe 210 ausstrahlt, wird das erste Licht von dem Gegenstand 220 (wie Finger) auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 auf die erste Abbildungslinse 122 reflektiert, wodurch ein erstes reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem ersten Ablenkelement 130 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Lichtsensor 111 aufgenommen wird. Dadurch kann der Lichtsensor 111 die Bewegung des Gegenstands 220 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 erfassen und ein erstes Steuersignal erzeugen. Wenn die zweite Lichtquelle 141 das zweite Licht auf die Tischfläche 300 ausstrahlt, wird das zweite Licht von der Tischfläche 300 auf die zweite Abbildungslinse 142 reflektiert, wodurch ein zweites reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem zweiten Ablenkelement 150 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Lichtsensor 111 aufgenommen wird. Dadurch kann der Lichtsensor 111 die Tischfläche 300 erfassen und ein zweites Steuersignal erzeugen. Die Berechnung der Bewegung gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung und wird daher hier nicht detailliert beschrieben.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass das erste Ablenkelement 130 und zweite Ablenkelement 150 jeweils durch einen Ablenkspiegel gebildet sind. Darauf sind sie jedoch nicht beschränkt. Der Lichtsensor 111 kann ein CCD (Charged Coupled Device) und CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sein. Die erste und zweite Lichtquelle 121, 141 können jeweils durch eine Leuchtdiode oder Laserdiode gebildet sein.
2 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Bewegungserfassungsmoduls 100, das in einem Eingabegerät 200 für Computer angeordnet ist. Das Eingabegerät 200 weist in der oberen Oberfläche 201 eine Öffnung auf, in der eine lichtdurchläßige Scheibe 210 vorgesehen ist, über die ein Gegenstand 220 (wie Finger des Benutzers) geführt werden kann. Die untere Oberfläche des Eingabegeräts 200 liegt auf einer Tischfläche 300 auf und kann auf dieser bewegt werden. Die lichtdurchläßige Scheibe 210 kann aus Kunststoff, Acryl, Glas oder Linse hergestellt werden und die Erfassungswirkung des Bewegungserfassungsmoduls 100 nicht beeinträchtigen. Zudem kann die lichtdurchläßige Scheibe 210 eine Lichfilterwirkung besitzen, um eine Interferenz durch das Außenlicht zu vermeiden. Die lichtdurchläßige Scheibe kann planar, einseitig konkav, zweiseitig konkav, einseitig konvex, zweiseitig konvex usw. ausgebildet. Darauf ist die lichtdurchläßige Scheibe jedoch nicht beschränkt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt das optische Bewegungserfassungsmodul 100 eine Schaltungsplatte 110, eine erste Lichteinheit 120, eine zweite Lichteinheit 140, ein X-Prisma 170 und eine dritte Abbildungslinse 160. Auf der Schaltungsplatte 110 ist ein Doppellicht-Lichtsensor 112 vorgesehen, der das von dem Gegenstand 220 und der Tischfläche 300 reflektierte Licht aufnehmen kann. Die erste Lichteinheit 120 enthält eine erste Lichtquelle 121 und ei ne erste Abbildungslinse 122, die der lichtdurchläßigen Scheibe 210 zugeordnet sind. Die erste Lichtquelle 121 strahlt ein erstes Licht mit einer ersten Wellenlänge aus. Die zweite Lichteinheit 140 enthält eine zweite Lichtquelle 141 und eine zweite Abbildungslinse 142, die der Tischfläche 300 zugeordnet sind. Die zweite Lichtquelle 141 strahlt ein zweites Licht mit einer zweiten Wellenlänge aus. Die ersten und zweite Wellenlänge sind nicht gleich. Das X-Prisma 170 ist zwischen der ersten und zweiten Lichteinheit 120, 140 und die dritte Abbildungslinse 160 ist zwischen dem X-Prisma 170 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112 angeordnet. Hierbei werden das erste und zweite Ablenkelement 130, 150 in 1 durch das X-Prisma 170 ersetzt, die Beschichtungen aufweist, die das erste oder zweite reflektierte Licht durchlassen oder reflektieren.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wenn die erste Lichtquelle 121 das erste Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe 210 ausstrahlt, wird das erste Licht von dem Gegenstand 220 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 auf die erste Abbildungslinse 122 reflektiert, wodurch ein erstes reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem X-Prisma 170 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 die Bewegung des Gegenstands 220 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 erfassen und ein erstes Steuersignal erzeugen. Wenn die zweite Lichtquelle 141 das zweite Licht auf die Tischfläche 300 ausstrahlt, wird das zweite Licht von der Tischfläche 300 auf die zweite Abbildungslinse 142 reflektiert, wodurch ein zweites reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem X-Prisma 170 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 die Tischfläche 300 erfassen und ein zweites Steuersignal erzeugen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel weist der Doppellicht-Lichtsensor 112 eine Filtereinheit 1121 und eine Lichtaufnahmezone 1124 auf. Die Filtereinheit 1121 enthält eine erste Filterscheibe 1122 und eine zweite Filterscheibe 1123. Die erste Filterscheibe 1122 dient zum Abfiltern des ersten refletierten Lichtes mit der ersten Wellenlänge und die zweite Filterscheibe 1123 dient zum Abfiltern des zweiten reflektierten Lichtes mit der zweiten Wellenlänge. Die Lichtaufnahmezone 1124 dient zum Aufnehmen des ersten und zweiten reflektierten Lichtes.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die Lichtaufnahmezone 1124 durch einen Bildsensor, wie CCD (Charged Coupled Device) und CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), gebildet sein kann, der die Bildänderung durch die Bewegung des Fingers erfassen kann. Die Lichtaufnahmezone 1124 kann auch ein Strahlungssensor sein, der die physikalische Änderung der Strahlung erfassen kann.
Im zweiten Ausführungsbeispiel werden ein erstes und zweites Licht, die eine unterschiedliche Wellenlänge besitzen, verwendet, durch die das Doppellicht-Lichtsensor 112 das von dem Gegenstand 220 und von der Tischfläche 300 reflektierte Licht unterscheiden kann, wodurch die Bewegung des Gegenstands 200 und die Bewegung der Maus auf der Tischfläche 300 berechnet werden kann.
3 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Bewegungserfassungsmoduls 100, das in einem Eingabegerät 200 für Computer angeordnet ist. Das Eingabegerät 200 weist in der oberen Oberfläche 201 eine Öffnung auf, in der eine lichtdurchläßige Scheibe 210 vorgesehen ist, über die ein Gegenstand 220 (wie Finger des Benutzers) geführt werden kann. Die untere Oberfläche des Eingabegeräts 200 liegt auf einer Tischfläche 300 auf und kann auf dieser bewegt werden. Die lichtdurchläßige Scheibe 210 kann aus Kunststoff, Acryl, Glas oder Linse hergestellt werden und die Erfassungswirkung des Bewegungserfassungsmoduls 100 nicht beeinträchtigen. Zudem kann die lichtdurchläßige Scheibe 210 eine Lichfilterwirkung besitzen, um eine Interferenz durch das Außenlicht zu vermeiden. Die lichtdurchläßige Scheibe kann planar, einseitig konkav, zweiseitig konkav, einseitig konvex, zweiseitig konvex usw. ausgebildet. Darauf ist die lichtdurchläßige Scheibe jedoch nicht beschränkt.
Im dritten Ausführungsbeispiel umfaßt das optische Bewegungserfassungsmodul 100 eine Schaltungsplatte 110, eine erste Lichteinheit 120, ein erstes Ablenkelement 130, eine zweite Lichteinheit 140, ein zweites Ablenkelement 150 und eine dritte Abbildungslinse 160. Auf der Schaltungsplatte 110 ist ein Doppellicht-Lichtsensor 112 vorgesehen, der das von dem Gegenstand 220 un der Tischfläche 300 reflektierte Licht aufnehmen kann. Die erste Lichteinheit 120 enthält eine erste Lichtquelle 121 und eine erste Abbildungslinse 122, die der lichtdurchläßigen Scheibe 210 zugeordnet sind. Die erste Lichtquelle 121 strahlt ein erstes Licht mit einer ersten Wellenlänge aus. Das erste Ablenkelement 130 ist zwischen der ersten Lichteinheit 120 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112 angeordnet. Die zweite Lichteinheit 140 enthält eine zweite Lichtquelle 141 und eine zweite Abbildungslinse 142, die der Tischfläche 300 zugeordnet sind. Die zweite Lichtquelle 141 strahlt ein zweites Licht mit einer zweiten Wellenlänge aus. Die erste und zweite Wellenlänge sind gleich oder nicht gleich. Das zweite Ablenkele ment 150 ist zwischen dem ersten Ablenkelement 130 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112 angeordnet. Die dritte Abbildungslinse 160 befindet sich zwischen dem zweiten Ablenkelement 150 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112. Das erste und zweite Ablenkelement 130, 150 sind jeweils durch einen Ablenkspiegel gebildet. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Wie aus 3 ersichtlich ist, wenn die erste Lichtquelle 121 das erste Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe 210 ausstrahlt, wird das erste Licht von dem Gegenstand 220 (wie Finger) auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 auf die erste Abbildungslinse 122 reflektiert, wodurch ein erstes reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem ersten Ablenkelement 130 auf das zweite Ablenkelement 150 abgelenkt wird, durch das zweite Ablenkelement 150 durchgeht und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 die Bewegung des Gegenstands 220 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 erfassen und ein erstes Steuersignal erzeugen. Wenn die zweite Lichtquelle 141 das zweite Licht auf die Tischfläche 300 ausstrahlt, wird das zweite Licht von der Tischfläche 300 auf die zweite Abbildungslinse 142 reflektiert, wodurch ein zweites reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem zweiten Ablenkelement 150 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 die Tischfläche 300 erfassen und ein zweites Steuersignal erzeugen.
Im dritten Ausführungsbeispiel weist der Doppellicht-Lichtsensor 112 eine Filtereinheit 1121 und eine Lichtaufnahmezone 1124 auf. Die Filtereinheit 1121 enthält eine er ste Filterscheibe 1122 und eine zweite Filterscheibe 1123. Die erste Filterscheibe 1122 dient zum Abfiltern des ersten reflektierten Lichtes mit der ersten Wellenlänge und die zweite Filterscheibe 1123 dient zum Abfiltern des zweiten reflektierten Lichtes mit der zweiten Wellenlänge. Die Lichtaufnahmezone 1124 dient zum Aufnehmen des ersten und zweiten reflektierten Lichtes.
4 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Bewegungserfassungsmoduls 100, das in einem Eingabegerät 200 für Computer angeordnet ist. Das Eingabegerät 200 weist in der oberen Oberfläche 201 und der unteren Oberfläche 202 jeweils eine Öffnung auf, in denen jeweils eine lichtdurchläßige Scheibe 210 vorgesehen ist, über die ein Gegenstand 230, 240 (wie Finger des Benutzers) geführt werden kann. Die lichtdurchläßigen Scheiben 210 können aus Kunststoff, Acryl, Glas oder Linse hergestellt werden und die Erfassungswirkung des Bewegungserfassungsmoduls 100 nicht beeinträchtigen. Zudem können die lichtdurchläßigen Scheiben 210 eine Lichfilterwirkung besitzen, um eine Interferenz durch das Außenlicht zu vermeiden. Die lichtdurchläßigen Scheiben können planar, einseitig konkav, zweiseitig konkav, einseitig konvex, zweiseitig konvex usw. ausgebildet. Darauf sind die lichtdurchläßigen Scheiben jedoch nicht beschränkt.
Im vierten Ausführungsbeispiel umfaßt das optische Bewegungserfassungsmodul 100 eine Schaltungsplatte 110, eine erste Lichteinheit 120, ein erstes Ablenkelement 130, eine zweite Lichteinheit 140, ein zweites Ablenkelement 150 und eine dritte Abbildungslinse 160. Auf der Schaltungsplatte 110 ist ein Doppellicht-Lichtsensor 112 vorgesehen, der das von dem Gegenstand 220 un der Tischfläche 300 reflektierte Licht aufnehmen kann. Die erste Lichteinheit 120 enthält eine erste Lichtquelle 121 und eine erste Abbildungslinse 122, die der lichtdurchläßigen Scheibe 210 in der oberen Oberfläche 201 zugeordnet sind. Die erste Lichtquelle 121 strahlt ein erstes Licht mit einer ersten Wellenlänge aus. Das erste Ablenkelement 130 ist zwischen der ersten Lichteinheit 120 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112 angeordnet. Die zweite Lichteinheit 140 enthält eine zweite Lichtquelle 141 und eine zweite Abbildungslinse 142, die der lichtdurchläßigen Scheibe 210 in der unteren Oberfläche 202 zugeordnet sind. Die zweite Lichtquelle 141 strahlt ein zweites Licht mit einer zweiten Wellenlänge aus. Die erste und zweite Wellenlänge sind nicht gleich. Das zweite Ablenkelement 150 ist zwischen dem ersten Ablenkelement 130 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112 angeordnet. Die dritte Abbildungslinse 160 befindet sich zwischen dem zweiten Ablenkelement 150 und dem Doppellicht-Lichtsensor 112. Das erste und zweite Ablenkelement 130, 150 bilden ein X-Prisma 170, das Beschichtungen aufweist, die das erste oder zweite reflektierte Licht durchlassen oder reflektieren.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wenn die erste Lichtquelle 121 das erste Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe 210 in der oberen Oberfläche 201 ausstrahlt, wird das erste Licht von dem ersten Gegenstand 230 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 auf die erste Abbildungslinse 122 reflektiert, wodurch ein erstes reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem ersten Ablenkelement 130 auf das zweite Ablenkelement 150 abgelenkt wird, durch das zweite Ablenkelement 150 durchgeht und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 die Bewegung des ersten Gegenstands 230 auf der lichtdurchläßigen Scheibe 210 erfassen und ein erstes Steuersignal erzeugen. Wenn die zweite Lichtquelle 141 das zweite Licht auf die lichtdurch läßige Scheibe 210 in der unteren Oberfläche 202 ausstrahlt, wird das zweite Licht von dem zweiten Gegenstand 240 auf die zweite Abbildungslinse 142 reflektiert, wodurch ein zweites reflektiertes Licht erzeugt wird, das von dem zweiten Ablenkelement 150 auf die dritte Abbildungslinse 160 abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse 160 von dem Doppellicht-Lichtsensor 112 aufgenommen wird. Dadurch kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 den zweiten Gegenstand 240 erfassen und ein zweites Steuersignal erzeugen.
Im vierten Ausführungsbeispiel weist der Doppellicht-Lichtsensor 112 eine Filtereinheit 1121 und eine Lichtaufnahmezone 1124 auf. Die Filtereinheit 1121 enthält eine erste Filterscheibe 1122 und eine zweite Filterscheibe 1123. Die erste Filterscheibe 1122 dient zum Abfiltern des ersten reflektierten Lichtes mit der ersten Wellenlänge und die zweite Filterscheibe 1123 dient zum Abfiltern des zweiten reflektierten Lichtes mit der zweiten Wellenlänge. Die Lichtaufnahmezone 1124 dient zum Aufnehmen des ersten und zweiten reflektierten Lichtes.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die Lichtaufnahmezone 1124 durch einen Bildsensor, wie CCD (Charged Coupled Device) und CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), gebildet sein kann, der die Bildänderung durch die Bewegung des Fingers erfassen kann. Die Lichtaufnahmezone 1124 kann auch ein Strahlungssensor sein, der die physikalische Änderung der Strahlung erfassen kann.
Da die erste Wellenlänge des ersten Lichtes und die zweite Wellenlänge des zweiten Lichtes nicht gleich sind, kann der Doppellicht-Lichtsensor 112 das von dem ersten Gegenstand 230 auf der oberen Oberfläche 201 reflektiertes Licht und das von dem zweiten Gegenstand 240 auf der unteren Oberfläche 202 reflektierte Licht unterscheiden und die Bewegung des ersten und zweiten Gegenstands 230, 240 berechnen.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung durch einen einzelnen Lichtsensor und die Ausgestaltung des Strahlengangs zwei Lichtstrahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge aufnehmen kann, wodurch zwei Steuersignale erzeugt werden können, so dass eine kompakte Form, eine Reduzierung der Herstellungskosten und eine Erleichterung der Montage erreicht werden.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- TW M304078 [0007]

Claims

Optisches Bewegungserfassungsmodul, das in einem Eingabegerät (200) für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche (201) eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe (210) vorgesehen ist, über die ein Gegenstand (220) geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts (200) auf einer Tischfläche (300) aufliegt und auf dieser bewegt werden kann, umfassend eine Schaltungsplatte (110), auf der ein Lichtsensor (111) vorgesehen ist, der das von dem Gegenstand (220) und der Tischfläche (300) reflektierte Licht aufnehmen kann, eine erste Lichteinheit (120), die ein erstes Licht auf den Gegenstand (220) ausstrahlt, der ein erstes reflektiertes Licht erzeugt, ein erstes Ablenkelement (130), das zwischen der ersten lichteinheit (120) und dem Lichtsensor (111) angeordnet ist, eine zweite Lichteinheit (140), die ein zweites Licht auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, die ein zweites reflektiertes Licht erzeugt, ein zweites Ablenkelement (150), das zwischen der zweiten lichteinheit (140) und dem Lichtsensor (111) angeordnet ist, und eine dritte Abbildungslinse (160), die zwischen dem ersten und zweiten Ablenkelement (130, 150) und dem Lichtsensor (111) angeordnet ist, wobei das erste reflektierte Licht von dem ersten Ablenkelement (130) auf die dritte Abbildungslinse (160) abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Lichtsensor (111) aufgenommen wird, der dadurch die Bewegung des Gegenstands (220) auf der lichtdurchläßigen Scheibe (210) erfaßt und ein erstes Steuersignal erzeugt, und das zweite reflektierte Licht von dem zweiten Ablenkelement (150) auf die dritte Abbildungslinse (160) abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Lichtsensor (111) aufgenommen wird, der dadurch die Tischfläche (300) erfaßt und ein zweites Steuersignal erzeugt.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichteinheit (120) eine erste Lichtquelle (121) und eine erste Abbildungslinse (122) enthält, die der lichtdurchläßigen Scheibe (210) zugeordnet sind, wobei die erste Lichtquelle (121) ein erstes Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe (210) ausstrahlt, das von dem Gegenstand (220) auf der lichtdurchläßigen Scheibe (210) auf die erste Abbildungslinse (122) reflektiert wird, wodurch das erste reflektierte Licht erzeugt wird.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichteinheit (140) eine zweite Lichtquelle (141) und eine zweite Abbildungslinse (142) enthält, die der Tischfläche (300) zugeordnet sind, wobei die zweite Lichtquelle (141) ein zweites Licht auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, das von der Tischfläche (300) auf die zweite Abbildungslinse (142) reflektiert wird, wodurch das zweite reflektierte Licht erzeugt wird.
Optisches Bewegungserfassungsmodul, das in einem Eingabegerät (200) für Computer angeordnet ist, das in der oberen Oberfläche (201) eine Öffnung aufweist, in der eine lichtdurchläßige Scheibe (210) vorgesehen ist, über die ein Gegenstand (220) geführt werden kann, wobei die untere Oberfläche des Eingabegeräts (200) auf einer Tischfläche (300) aufliegt und auf dieser bewegt werden kann, umfassend eine Schaltungsplatte (110), auf der ein Doppellicht-Lichtsensor (112) vorgesehen ist, der das von dem Gegenstand (220) und der Tischfläche (300) reflektierte Licht aufnehmen kann, eine erste Lichteinheit (120), die ein erstes Licht mit einer ersten Wellenlänge auf den Gegenstand (220) ausstrahlt, der ein erstes reflektiertes Licht erzeugt, eine zweite Lichteinheit (140), die ein zweites Licht mit einer zweiten Wellenlänge auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, die ein zweites reflektiertes Licht erzeugt, ein Ablenkelement (170), das zwischen der ersten lichteinheit (120) und der zweiten Lichteinheit (140) angeordnet ist, und eine dritte Abbildungslinse (160), die zwischen dem Ablenkelement (170) und dem Doppellicht-Lichtsensor (112) angeordnet ist, wobei das erste reflektierte Licht von dem Ablenkelement (170) auf die dritte Abbildungslinse (160) abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Doppellicht-Lichtsensor (112) aufgenommen wird, der dadurch die Bewegung des Gegenstands (220) auf der lichtdurchläßigen Scheibe (210) erfaßt und ein erstes Steuersignal erzeugt, und das zweite reflektierte Licht von dem Ablenkelement (170) auf die dritte Abbildungslinse (160) abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Lichtsensor (111) aufgenommen wird, der dadurch die Tischfläche (300) erfaßt und ein zweites Steuersignal erzeugt.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichteinheit (120) eine erste Lichtquelle (121) und eine erste Abbildungslinse (122) enthält, die der lichtdurchläßigen Scheibe (210) zugeordnet sind, wobei die erste Lichtquelle (121) ein erstes Licht auf die lichtdurchläßige Scheibe (210) ausstrahlt, das von dem Gegenstand (220) auf der lichtdurchläßigen Scheibe (210) auf die erste Abbildungslinse (122) reflektiert wird, wodurch das erste reflektierte Licht erzeugt wird.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichteinheit (140) eine zweite Lichtquelle (141) und eine zweite Abbildungslinse (142) enthält, die der Tischfläche (300) zugeordnet sind, wobei die zweite Lichtquelle (141) ein zweites Licht auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, das von der Tischfläche (300) auf die zweite Abbildungslinse (142) reflektiert wird, wodurch das zweite reflektierte Licht erzeugt wird.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelment (170) ein X-Prisma ist.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppellicht-Lichtsensor (112) eine Filtereinheit (1121) und eine Lichtaufnahmezone (1124) aufweist, wobei die Filtereinheit (1121) zum Abfiltern des ersten reflek tierten Lichtes mit der ersten Wellenlänge und des zweiten reflektierten Lichtes mit der zweiten Wellenlänge dient, und wobei die Lichtaufnahmezone (1124) zum Aufnehmen des ersten und zweiten reflektierten Lichtes dient.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (1121) eine erste Filterscheibe (1122) und eine zweite Filterscheibe (1123) enthält, wobei die erste Filterscheibe (1122) zum Abfiltern des ersten refletierten Lichtes mit der ersten Wellenlänge und die zweite Filterscheibe (1123) zum Abfiltern des zweiten reflektierten Lichtes mit der zweiten Wellenlänge dient.
Optisches Bewegungserfassungsmodul, das in einem Eingabegerät (200) für Computer angeordnet ist, umfassend eine Schaltungsplatte (110), auf der ein Doppellicht-Lichtsensor (112) vorgesehen ist, eine erste Lichteinheit (120), die ein erstes Licht mit einer ersten Wellenlänge auf den Gegenstand (220) ausstrahlt, der ein erstes reflektiertes Licht erzeugt, ein erstes Ablenkelement (130), das zwischen der ersten lichteinheit (120) und dem Doppellicht-Lichtsensor (112) angeordnet ist, eine zweite Lichteinheit (140), die ein zweites Licht mit einer zweiten Wellenlänge auf die Tischfläche (300) ausstrahlt, die ein zweites reflektiertes Licht erzeugt, ein zweites Ablenkelement (150), das zwischen dem ersten Ablenkelement (130) und dem Doppellicht-Lichtsensor (112) angeordnet ist, und eine dritte Abbildungslinse (160), die zwischen dem zweiten Ablenkelement (150) und dem Doppellicht-Lichtsensor (112) angeordnet ist, wobei das erste reflektierte Licht von dem ersten Ablenkelement (130) auf das zweite Ablenkelement (150) abgelenkt wird, durch das zweite Ablenkelement (150) durchgeht und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Doppellicht-Lichtsensor (112) aufgenommen wird, der dadurch die Bewegung des Gegenstands (220) auf der lichtdurchläßigen Scheibe (210) erfaßt und ein erstes Steuersignal erzeugt, und das zweite reflektierte Licht von dem zweiten Ablenkelement (150) auf die dritte Abbildungslinse (160) abgelenkt und danach durch die dritte Abbildungslinse (160) von dem Lichtsensor (111) aufgenommen wird, der dadurch die Tischfläche (300) erfaßt und ein zweites Steuersignal erzeugt.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichteinheit (120) eine erste Lichtquelle (121) und eine erste Abbildungslinse (122) enthält und die zweite Lichteinheit (140) eine zweite Lichtquelle (141) und eine zweite Abbildungslinse (142) enthält.
Optisches Bewegungserfassungsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Ablenkelement (130, 150) ein X-Prisma bilden.