DE202010010850U1

DE202010010850U1 - MEMS sensor

Info

Publication number: DE202010010850U1
Application number: DE202010010850U
Authority: DE
Original assignee: GOLDEN LEADER TECHNOLOGY (CHINA) Ltd; Golden Leader Technology (China) Ltd Futian; GOLDEN LEADER TECHNOLOGY CHINA Ltd
Current assignee: Draco International Technology Ltd Hk
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: HK1149172A2

Abstract

Steuergerät, das umfasst:
einen MEMS-Bewegungssensor (603); und
einen Sender,
wobei der MEMS-Bewegungssensor (603) Bewegungen des Steuergerätes im dreidimensionalen Raum erfassen kann,
wobei der MEMS-Bewegungssensor (603) außerdem Signale, die die Bewegungen repräsentieren, ausgeben kann,
wobei der Sender die Signale zu einem Computer (104) senden kann,
wobei der Computer (104) Eingangsdaten über die Bewegungen des Steuergerätes empfängt.Control unit comprising:
a MEMS motion sensor (603); and
a transmitter,
wherein the MEMS motion sensor (603) can detect movements of the control device in three-dimensional space,
wherein the MEMS motion sensor (603) may also output signals representing the movements,
wherein the transmitter can send the signals to a computer (104),
wherein the computer (104) receives input data about the movements of the controller.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen MEMS-Sensor, der dazu verwendet werden kann, die Positionen von Vorrichtungen, in denen er implementiert ist, zu erfassen.The The present invention relates to a MEMS sensor incorporating thereto can be used, the positions of devices in which he is implemented to capture.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Steuergeräte, die MEMS-Sensoren enthalten.Especially The invention relates to controllers that contain MEMS sensors.

Benutzer von Computern stützen sich heutzutage stark auf die graphische Benutzeroberfläche (graphical user interface, GUI), um Daten in den Computer einzugeben. Ein Benutzer würde nämlich zum Navigieren durch eine Anzeige auf einem Computerbildschirm ein Steuergerät wie etwa eine Computermaus verwenden, wobei verschiedene Punkte auf der Anzeige Auslöser zum Ausführen verschiedener Computerprogramme bereitstellen würden.user of computers These days, the graphical user interface (graphical user interface, GUI) to enter data into the computer. A user would namely to Navigate through an ad on a computer screen, a control device such as Using a computer mouse, taking different points on the display trigger to run various computer programs.

Um dem Benutzer zu erlauben, die Computermaus in einer Weise zu bewegen, die den Computermauszeiger auf der Anzeige widerspiegelt, ist die Computermaus entworfen, um sich über eine ebene Oberfläche zu bewegen. Die Bewegungen der Computermaus über die ebene Oberfläche werden durch die Bewegungen des Computermauszeigers über die Anzeige reflektiert, die zweidimensional ist. Dies verschafft eine intuitive Steuerung des Computermauszeigers. Demgemäß erfordert die Computermaustechnik, dass die Computermaus mit einer physischen Tischplatte oder einer ebenen Fläche arbeitet.Around to allow the user to move the computer mouse in a way which reflects the computer mouse pointer on the display is the computer mouse designed to be over a flat surface to move. The movements of the computer mouse over the flat surface become reflected by the movements of the computer mouse pointer over the display, which is two-dimensional. This provides intuitive control of the computer mouse pointer. Accordingly required the computer mouse technology that the computer mouse with a physical Table top or a flat surface is working.

Einige frühere Computermaustypen haben zum Verfolgen ihrer Bewegungen über die Ebene einen mechanischen Sensor. Typischerweise ist der mechanische Sensor ein Trackball, der über die ebene Oberfläche rollt, wenn sich die Computermaus bewegt. Das Ausmaß des Rollens des Trackballs in zwei Richtungen entlang der Ebene wird überwacht und in Daten umgesetzt, die angeben, wie auch der Computermauszeiger auf dem Bildschirm entsprechend bewegt werden sollte. Diese Computermaustypen leiden an einer gelegentlichen und plötzlichen Unempfindlichkeit gegenüber den Bewegungen der die Computermaus steuernden Benutzerhand. Der Trackball rollt, wenn er im Inneren mancher Computermaustypen durch Staub und Kleinteile bzw. Abrieb klemmt, nicht immer gleichmäßig mit den Computermausbewegungen.Some earlier Computer models have to track their movements over the Level a mechanical sensor. Typically, the mechanical Sensor a trackball that over the flat surface rolls when the computer mouse moves. The extent of the roll of the trackball in two directions along the plane is monitored and translated into data that indicate as well as the computer mouse pointer should be moved accordingly on the screen. These computer mouse types suffer from an occasional and sudden insensitivity across from the movements of the user's hand controlling the computer mouse. The trackball rolls when in the interior of some computer mouse types by dust and small parts or abrasion jams, not always evenly with the computer mouse movements.

Andere Computermaustypen verwenden die Bilderfassung zum Überwachen der Bewegungen der Computermaus. Typischerweise gibt es eine Lichtquelle, die auf eine Oberfläche unter der Maus projiziert, und einen Detektor, der erfasst, wie sich durch das Licht beleuchtete Muster auf der Oberfläche in Bezug auf die Computermaus bewegen. Das Ausmaß der Relativbewegungen der Muster wird überwacht und in Daten umgesetzt, die angeben, wie auch der Computermauszeiger auf dem Bildschirm entsprechend bewegt werden sollte. Jedoch ist die Unzulänglichkeit dieses Computermaustyps die, dass es schwierig ist, die Relativbewegungen allgemein musterloser oder blanker Oberflächen zu überwachen.Other Computer mouse types use image capture for monitoring the movements of the computer mouse. Typically, there is a light source on a surface projected under the mouse, and a detector that detects how the pattern illuminated by the light on the surface move on the computer mouse. The extent of relative movements of the Pattern is monitored and translated into data indicating as well as the computer mouse pointer should be moved accordingly on the screen. However, that is the inadequacy This type of computer mouse that it is difficult, the relative movements generally patternless or bare surfaces to monitor.

Ein weiterer Computermaustyp enthält einen einzigen Mikroelektromechaniksystem-(MEMS)-Sensor, der einen einzigen Beschleunigungsmesser umfasst, der die Beschleunigung überwacht, mit der sich die Computermaus bewegt. Die Beschleunigung wird überwacht und in Daten umgesetzt, die angeben, wie auch der Computermauszeiger auf dem Bildschirm entsprechend bewegt werden sollte. Der Beschleunigungssensor erfasst nur Bewegungen der Computermaus entlang der Ebene.One contains another computer mouse type a single microelectromechanical system (MEMS) sensor incorporating a includes single accelerometer that monitors the acceleration, with which the computer mouse moves. The acceleration is monitored and translated into data indicating as well as the computer mouse pointer should be moved accordingly on the screen. The acceleration sensor captures only movements of the computer mouse along the plane.

Alle gegenwärtigen Computermaustechniken erfordern, dass der Benutzer eine Oberfläche findet, auf der die Maus und seine Hand aufliegen, um beim Bewegen der Computermaus eine physische Führung zu haben. Dies führt dann, wenn keine Tischplatte oder ebene Oberfläche verfügbar ist, zu großer Schwierigkeit. Beispielsweise sind Lehrer, wenn sie eine Unterrichtsstunde im Freien abhalten, nicht in der Lage, die Maus zu verwenden. Demgemäß ist das Touchpad, das die Bewegung der Finger des Benutzers über eine Kontaktfläche für Sensoren erfasst, vorgeschlagen worden. Jedoch ist die Verwendung des Touchpad sehr unbequem, da winzige Bewegungen auf der kleinen Oberfläche eines Touchpad als starke Bewegungen in der Anzeige übersetzt werden. Dies bedeutet, dass Touchpads im Allgemeinen zu empfindlich für ein feines Navigieren des Mauszeigers durch die vielen Bilder und Symbole auf der Anzeige sind.All current Computer engineering techniques require the user to find a surface The mouse and his hand rest on the computer mouse a physical guide to have. this leads to if no table top or flat surface is available, too much difficulty. For example, teachers are when they take an outdoor lesson discourage, unable to use the mouse. Accordingly, that is Touchpad, which controls the movement of the user's fingers over one contact area detected for sensors, been proposed. However, the use of the touchpad is very uncomfortable, because tiny movements on the small surface of a touchpad be translated as strong movements in the ad. This means, that touchpads are generally too sensitive for a fine navigation of the Mouse pointer through the many images and icons on the display are.

Ferner findet es ein Präsentator, der beim Halten eines Vortrags diese Computermaustypen verwendet, um auf Teile einer großen Bildschirmanzeige zu zielen, gewöhnlich schwierig, den Mauszeiger zu steuern.Further does it find a presenter, who uses these computer mouse types when holding a lecture, around on parts of a big one Targeting screen display, typically difficult to control the mouse pointer.

Daher sollte ein Maustyp oder ein Verfahren zum Steuern der Maus vorgeschlagen werden, der bzw. das einige dieser Probleme beseitigen könnte.Therefore A mouse type or method for controlling the mouse should be suggested which could eliminate some of these problems.

Im ersten Aspekt schlägt die Erfindung einen MEMS-Bewegungssensor und einen Sender vor, wobei der MEMS-Bewegungssensor imstande ist, Bewegungen des Steuergerätes im dreidimensionalen Raum zu erfassen, wobei der MEMS-Bewegungssensor außerdem imstande ist, Signale auszugeben, die die Bewegungen repräsentieren, wobei der Sender imstande ist, die Signale zu einem Computer zu senden, wobei der Computer Eingangsdaten über die Bewegungen des Steuergerätes empfängt.in the first aspect suggests the invention provides a MEMS motion sensor and a transmitter, wherein the MEMS motion sensor is capable of moving the controller in three-dimensional space The MEMS motion sensor is also capable of detecting signals output, which represent the movements, the transmitter is able to send the signals to a computer, the Computer input data over the Movements of the control unit receives.

Daher schafft die Erfindung die Möglichkeit eines Steuergerätes, das im freien Raum bewegt werden kann, ohne über eine ebene Oberfläche wie etwa eine Tischplatte bewegt zu werden. Bewegungen der Hand eines Benutzers, die das Steuergerät im freien Raum hält, können als Bewegungen in einer vorgegebenen Ebene, als erfassbar durch das Steuergerät, interpretiert werden.Therefore, the invention provides the possibility a controller that can be moved in free space without being moved over a flat surface such as a table top. Movements of the hand of a user holding the control unit in free space can be interpreted as movements in a predetermined level, as detectable by the control unit.

Vorzugsweise umfasst der MEMS-Bewegungssensor wenigstens einen Beschleunigungssensor und wenigstens ein Gyroskop, wobei der Beschleunigungssensor und das Gyroskop imstande sind, die Bewegungen des Steuergerätes in drei Dimensionen zu überwachen und wobei der Beschleunigungssensor und das Gyroskop mit dem MEMS-Bewegungssensor integriert sind.Preferably For example, the MEMS motion sensor includes at least one acceleration sensor and at least one gyroscope, wherein the acceleration sensor and the gyroscope are capable of the movements of the control unit in three Monitor dimensions and wherein the acceleration sensor and the gyroscope with the MEMS motion sensor are integrated.

Typischerweise werden die Bewegungen des Steuergerätes in drei Dimensionen für Bewegungen in einer zweidimensionalen Ebene überwacht.typically, The movements of the control unit are in three dimensions for movements monitored in a two-dimensional plane.

Vorzugsweise steht das Steuergerät mit dem Computer in drahtloser Kommunikation und erübrigt somit eine Drahtverbindung. Alternativ kann das Steuergerät durch Kabel mit einem Computer verbunden sein.Preferably is the control unit with the computer in wireless communication and thus unnecessary a wire connection. Alternatively, the controller through Cable connected to a computer.

Vorzugsweise ist das Steuergerät eine Computermaus.Preferably is the control unit a computer mouse.

In einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung einen MEMS-Sensor für eine Computermaus vor, der umfasst, dass der MEMS-Sensor ein zusammengesetzter MEMS-Sensor ist, der einen Beschleunigungssensor und ein Gyroskop umfasst, wobei der Beschleunigungssensor ein Dreiachsenbeschleunigungssensor ist und das Gyroskop ein Zweiachsengyroskop ist, wobei der Beschleunigungssensor für die Überwachung der Beschleunigung in einer durch zwei der Achsen definierten Ebene vorgesehen ist, wobei das Gyroskop für die Überwachung der Neigung der Computermaus vorgesehen ist, derart, dass die Ebene so justiert wird, dass sie eine konstante Orientierung einnimmt, wobei Bewegungen der Computermaus in der Ebene durch den Beschleunigungssensor erfasst und als Signale, die die Bewegungen angeben, ausgegeben werden.In a second aspect the invention provides a MEMS sensor for a computer mouse, the includes that the MEMS sensor is a composite MEMS sensor is comprising an acceleration sensor and a gyroscope, wherein the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor and the gyroscope is a two-axis gyroscope, with the acceleration sensor for monitoring acceleration in a plane defined by two of the axes is provided, wherein the gyroscope for monitoring the inclination of Computer mouse is provided, such that the plane adjusted so is that it assumes a constant orientation, with movements of the Computer mouse detected in the plane by the accelerometer and output as signals indicating the motions.

Daher schafft das MEMS die Möglichkeit, dass die Computermaus mitten in der Luft (midair) bewegt werden kann und zugleich Bewegungen in der durch die z- und die y-Achse definierten Ebene erfassbar sind und in Daten umgewandelt werden können, die die Bewegungen eines Computermauszeigers in einer Computeranzeige steuern. Vorteilhafterweise werden Bewegungen in der x-Achse ignoriert, um zu verhindern, dass diese Bewegungen die Steuerung der Computermauszeigerbewegungen beeinflussen.Therefore the MEMS creates the possibility that the computer mouse can be moved in the middle of the air (midair) and at the same time movements in the defined by the z and the y-axis Level can be captured and converted into data that the movements of a computer mouse pointer in a computer display Taxes. Advantageously, movements in the x-axis are ignored, To prevent these movements from controlling the computer mouse movements influence.

Vorzugsweise umfasst das Zweiachsengyroskop zwei Einachsengyroskope, deren Achsen senkrecht zueinander angeordnet sind.Preferably The two-axis gyroscope includes two single-axis gyroscopes whose axes are arranged perpendicular to each other.

Vorzugsweise ermöglicht das Gyroskop das Überwachen der Neigung der Computermaus, derart, dass die z-y-Ebene in derselben Orientierung gehalten wird.Preferably allows the gyroscope monitoring the inclination of the computer mouse, such that the z-y plane in the same Orientation is maintained.

Die vorliegende Erfindung wird zweckmäßigerweise mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, die mögliche Anordnungen der Erfindung zeigt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es sind weitere Anordnungen der Erfindung möglich, weshalb die Besonderheit der begleitenden Zeichnung nicht so zu verstehen ist, dass sie die Allgemeingültigkeit der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung aufhebt.The The present invention will be described with reference to FIGS accompanying drawing describes the possible arrangements of the invention shows, wherein like reference numerals designate like parts. It Further arrangements of the invention are possible, which is why the special feature the accompanying drawing is not to be understood that they are the universality the foregoing description of the invention.

1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung; 1 shows an embodiment of the invention;

2 zeigt ferner die Ausführungsform von 1, wie sie zum Steuern eines Mauszeigers verwendet wird; 2 further shows the embodiment of FIG 1 as used to control a mouse pointer;

3 ist eine schematische Darstellung, die einige Teile der Ausführungsform von 1 zeigt; 3 is a schematic representation of some parts of the embodiment of 1 shows;

4 zeigt das in der Ausführungsform von 1 angewandte Prinzip der Vektorbewegungen; 4 shows this in the embodiment of 1 applied principle of vector movements;

4a zeigt ebenfalls das in der Ausführungsform von 1 angewandte Prinzip der Vektorbewegungen; 4a also shows that in the embodiment of 1 applied principle of vector movements;

5 ist eine schematische Darstellung eines USB-Empfängers in der Ausführungsform von 1; 5 is a schematic representation of a USB receiver in the embodiment of 1 ;

6 ist eine weitere schematische Darstellung der Ausführungsform nach 1; 6 is a further schematic representation of the embodiment according to 1 ;

7 veranschaulicht, wie die Ausführungsform von 1 gesteuert wird; 7 illustrates how the embodiment of 1 is controlled;

7a veranschaulicht, wie die Orientierung der Ausführungsform von 1 gesteuert wird; 7a illustrates how the orientation of the embodiment of 1 is controlled;

7b veranschaulicht, wie die Orientierung der Ausführungsform von 1 längs der x-, der y- und der z-Achse überwacht wird; 7b illustrates how the orientation of the embodiment of 1 is monitored along the x, y and z axes;

7c veranschaulicht ebenfalls, wie die Orientierung der Ausführungsform von 1 längs der x-, der y- und der z-Achse überwacht wird; 7c also illustrates how the orientation of the embodiment of 1 is monitored along the x, y and z axes;

8 zeigt eine Tastendruckstruktur bei der Ausführungsform von 1; 8th FIG. 15 shows a key press structure in the embodiment of FIG 1 ;

8a zeigt eine mögliche Vorrichtung gemäß der Ausführungsform von 8; 8a shows a possible device according to the embodiment of 8th ;

9 ist ein Ablaufplan, der den Arbeitsablauf bei der Ausführungsform von 1 zeigt; 9 is a flowchart showing the workflow in the embodiment of 1 shows;

Es gibt keine 10;There is none 10 ;

11 ist der Softwareablaufplan der vorliegenden Erfindung, der automatisches Codieren ausführt; 11 FIG. 13 is the software flowchart of the present invention performing automatic coding; FIG.

12 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung; und 12 illustrates another embodiment of the invention; and

13 veranschaulicht, wie die Orientierung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gesteuert wird. 13 illustrates how the orientation of a second embodiment of the invention is controlled.

1 und 2 zeigen ein Steuergerät wie etwa eine Computermaus 100 zum Navigieren eines Computermauszeigers 108 in einer Computeranzeige 102. Zum Steuern der Bewegungen des Computermauszeigers 108 auf dem Bildschirm des Computers 104 steht die Computermaus 100 mit dem Computer 104 in drahtloser Kommunikation. 1 and 2 show a control device such as a computer mouse 100 to navigate a computer mouse pointer 108 in a computer display 102 , To control the movements of the computer mouse pointer 108 on the screen of the computer 104 is the computer mouse 100 with the computer 104 in wireless communication.

Die Computermaus 100 umfasst ein Gehäuse, das geeignete Positionsdetektoren enthält, um Bewegungen der Computermaus 100 in wenigstens zwei Achsen, wenn die Maus in einem dreidimensionalen Raum bewegt wird, zu überwachen. Folglich werden Bewegungen der Computermaus 100 in einer imaginären Eben überwacht. Diese Bewegungen der Computermaus 100 in der Ebene werden in Daten zum übereinstimmenden Bewegen eines Computermauszeigers 108 auf dem Bildschirm des Computers 104 umgewandelt.The computer mouse 100 includes a housing containing suitable position detectors for movement of the computer mouse 100 in at least two axes when the mouse is moved in a three-dimensional space. Consequently, movements of the computer mouse become 100 monitored in an imaginary plane. These movements of the computer mouse 100 In the plane, data is used to consistently move a computer mouse pointer 108 on the screen of the computer 104 transformed.

Ein Fachmann weiß, dass die Beschleunigung in die Geschwindigkeit und die überdeckte Strecke integriert werden kann, weshalb diese grundlegenden Konzepte hier nicht im Detail besprochen werden müssen.One Professional knows that the acceleration in the speed and the covered Track can be integrated, which is why these basic concepts not need to be discussed in detail here.

In einem typischen Fall kommuniziert die Computermaus 100 mit einem Empfänger 110, der mit einem Computer 104 verbunden ist. Der Empfänger 110 ist in der Lage, von der drahtlosen Computermaus 100 gesendete Signale zu empfangen und Daten zum Computer 104 zu übertragen. Die von der Computermaus 100 gesendeten Signale sind Signale von den Positionssensoren innerhalb der Computermaus 100. Der Computer 104 setzt die Signale bei ihrem Empfang in Daten um, die angeben, wo sich der Computermauszeiger 108 gemäß den Pixeln auf der Computeranzeige 102 befinden sollte.In a typical case, the computer mouse communicates 100 with a receiver 110 that with a computer 104 connected is. The recipient 110 is able of the wireless computer mouse 100 to receive transmitted signals and data to the computer 104 transferred to. The from the computer mouse 100 Sent signals are signals from the position sensors inside the computer mouse 100 , The computer 104 converts the signals as they are received into data indicating where the computer mouse pointer is 108 according to the pixels on the computer display 102 should be located.

3 zeigt eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Computer 104 und der Computermaus 100 angibt. Der Empfänger 110 ist in die USB-Schnittstelle des Computers 104 eingesetzt und stellt die drahtlose Kommunikation 106 mit dem Computermauskörper her, wobei von der Computermaus 100 Daten zum Empfänger 110 gesendete Daten über die USB-Verbindung in den Computer 104 geleitet werden. 3 shows a schematic diagram showing the relationship between the computer 104 and the computer mouse 100 indicates. The recipient 110 is in the USB interface of the computer 104 used and provides wireless communication 106 with the computer mouse body, taking from the computer mouse 100 Data to the receiver 110 Sent data to the computer via the USB connection 104 be directed.

Der Empfänger 110 kann mit jedem Computer 104 verbunden sein, der einen geeigneten Treiber für die Verarbeitung der von der Computermaus 100 empfangenen Daten besitzt, um den Computermauszeiger 108 beim Computer 104 zu steuern. Folglich ist die Größe des Empfängers 110 vorzugsweise derart, dass er von Computer 104 auf Computer 104 portierbar ist.The recipient 110 can with any computer 104 be connected, which is a suitable driver for the processing of the computer mouse 100 received data to the computer mouse pointer 108 at the computer 104 to control. Consequently, the size of the recipient 110 preferably such that it is from computer 104 on computer 104 is portable.

4 ist eine erläuternde Darstellung, wie ein Raum in drei Dimensionen mathematisch definiert ist. Typischerweise lässt sich der Raum durch drei orthogonale Achsen x, y, und z ausdrücken. Die Bewegung eines Objekts [engl.: objection] im dreidimensionalen Raum in irgendeiner Richtung lässt sich als Vektor ausdrücken. Dieser Vektor kann in Komponentenvektoren zerlegt werden, die seine Größe in der x-, der y- und der z-Richtung angeben. 4 is an explanatory illustration of how a space is mathematically defined in three dimensions. Typically, the space can be expressed by three orthogonal axes x, y, and z. The movement of an object in three-dimensional space in any direction can be expressed as a vector. This vector can be decomposed into component vectors that indicate its size in the x, y, and z directions.

In 4 ist die Bewegung der Hand eines Benutzers vertikal nach oben und nach unten als Bewegung längs der x-Achse festgelegt. Jedoch werden bei dieser Ausführungsform die Bewegungen der Computermaus 100 in der x-Achsenrichtung ignoriert, so dass die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Computermaus 100 keine Bewegungen ergeben, die den Computermauszeiger 108 steuern. Dies hat den Vorteil, dass die Computermaus 100 intuitiver ist, da Bewegungen der menschlichen Hand ohne physische Führung wie etwa eine Tischoberfläche dazu neigen, rückartig zu sein.In 4 For example, the movement of a user's hand is set vertically up and down as moving along the x-axis. However, in this embodiment, the movements of the computer mouse become 100 in the x-axis direction, ignoring the upward and downward movements of the computer mouse 100 Do not make any movements showing the computer mouse pointer 108 Taxes. This has the advantage that the computer mouse 100 more intuitive, since movements of the human hand without physical guidance, such as a table surface, tend to be retrograde.

Diese Komponentenvektoren werden durch den die Beschleunigung der Computermaus in der z- und der y-Richtung überwachenden Beschleunigungsmesser erfasst. Diese Komponentenvektoren werden zum Empfänger 110 geschickt und zum Computer 104 weitergeleitet, so dass der Letztere die Bewegungen der Computermaus 100 rekonstruieren und dann den Computermauszeiger 108 entsprechend bewegen kann.These component vectors are detected by the accelerometer monitoring the acceleration of the computer mouse in the z and y directions. These component vectors become the receiver 110 sent and to the computer 104 forwarded, so the latter the movements of the computer mouse 100 reconstruct and then the computer mouse pointer 108 can move accordingly.

Demgemäß kann die Computermaus auf einer Oberfläche platziert und auf dieser bewegt oder in einer zum Boden horizontalen imaginären Ebene hochgehoben werden, womit der Computermauszeiger entsprechend in der Computeranzeige bewegt wird.Accordingly, the Computer mouse on a surface placed and moved on this or in a horizontal to the ground imaginary Level are raised, bringing the computer mouse pointer accordingly is moved in the computer display.

Vorzugsweise ist der Beschleunigungsmesser ein 3-Achsen-Beschleunigungsmesser, der imstande ist, sämtliche Komponentenvektoren auf der x-, der y- und der z-Achse zu überwachen, obwohl bei dieser Ausführungsform nur die z- und die y-Achse verwendet werden.Preferably, the accelerometer is a 3-axis accelerometer capable of detecting all component vectors on the x, y and z axes, although in this embodiment only the z and y axes are used.

4a zeigt, dass sich die Beschleunigung der Computermaus in irgendeiner Richtung in der z-y-Ebene wie folgt ausdrücken lässt: m² = x₁ ² + y₁ ²,(1) wobei

m: der Vektor einer Beschleunigung in irgendeiner Richtung ist;
x₁: die Komponente des Vektors m auf der x-Achse ist;
y₁: die Komponente des Vektors m auf der y-Achse ist.

4a shows that the acceleration of the computer mouse in any direction in the zy plane can be expressed as follows: m ² = x ₁ ² + y ₁ ² , (1) where

m: is the vector of acceleration in any direction;
x ₁: the component of the vector m is on the x-axis;
y ₁: the component of the vector m is on the y-axis.

7 ist eine Darstellung, die den die Computermaus 100 verwendenden Benutzer zeigt. Bewegungen des Computermauszeigers 108 in der Computeranzeige 102 werden gemäß einer im Voraus definierten Ebene im dreidimensionalen Raum bewegt. Die Ebene ist in 7 durch die Achsen z und y dargestellt, die als parallel zum Boden gezeigt sind. 7 is a representation of the computer mouse 100 showing the user. Movements of the computer mouse pointer 108 in the computer display 102 are moved according to a predefined plane in three-dimensional space. The plane is in 7 represented by the axes z and y, which are shown as parallel to the ground.

Die Computermaus 100 der vorliegenden Ausführungsform besitzt eine höhere Genauigkeit und mehr Freiheit in der Bewegung als eine Desktop-Computermaus, weil die Computermaus 100 der vorliegenden Ausführungsform nicht mit einer physischen Tischplatte arbeiten muss. Indem die Computermaus mitten in der Luft über eine imaginäre horizontale Ebene bewegt wird, ist sie in der Lage, den Mauszeiger zu steuern.The computer mouse 100 The present embodiment has higher accuracy and more freedom of movement than a desktop computer mouse because the computer mouse 100 the present embodiment does not have to work with a physical table top. By moving the mid-air mouse over an imaginary horizontal plane, the computer mouse is able to control the mouse pointer.

Wenn jedoch die Hand des Benutzers beim Bewegen der Computermaus diese unabsichtlich neigt, kann dies die Steuerung des Mauszeigers stören. Der Grund liegt darin, dass der Benutzer intuitiv erwartet, dass die z-y-Ebene parallel zum Boden ist, jedoch neigt jede Neigung der Computermaus und des internen Beschleunigungsmessers auch die durch den Beschleunigungsmesser überwachte z-y-Ebene. Es wäre physikalisch zu beschwerlich, den Beschleunigungsmesser mechanisch neu in Bezug auf den Boden zu orientieren. Das Gyroskop ist daher dazu vorgesehen, die Neigung der Computermaus zu überwachen, damit die z-y-Ebene mathematisch so umorientiert werden kann, dass sie parallel zum Boden ist.If however, the user's hand while moving the computer mouse this unintentionally, this can interfere with the control of the mouse pointer. Of the The reason is that the user intuitively expects the z-y plane parallel to the ground, however, every tilt of the computer mouse and the computer tends Internal accelerometer also monitored by the accelerometer z-y plane. It would be physically too cumbersome, the accelerometer mechanically new in relation to the ground. The gyroscope is therefore designed to monitor the tilt of the computer mouse, so that the z-y plane can be mathematically reoriented so that it is parallel to the ground.

7a ist eine Folge von Abbildungen, die zeigt, wie die Neigung der Computermaus im dreidimensionalen Raum erfasst wird und die z-y-Ebene entsprechend eingestellt wird, so dass sie parallel zum Boden bleibt. 7a is a sequence of figures showing how the tilt of the computer mouse is detected in three-dimensional space and the zy plane is adjusted so that it stays parallel to the ground.

7b zeigt, wie die Drehung bezüglich der drei Achsen x, y, z überwacht werden kann, um in drei Dimensionen zu ermitteln, ob ein Objekt gedreht oder geneigt worden ist. In diesem Fall neigt die Drehung um die x-Achse, die senkrecht zum Boden ist, die z-y-Ebene nicht. Somit müssen bei dieser Ausführungsform nur die z- und die y-Achse überwacht werden, um die Neigung der Maus zu erfassen, wobei zum Überwachen der z- und der y-Achse ein Zweiachsengyroskop ausreicht. 7b shows how the rotation with respect to the three axes x, y, z can be monitored to determine in three dimensions whether an object has been rotated or tilted. In this case, the rotation about the x-axis, which is perpendicular to the ground, does not tend the zy-plane. Thus, in this embodiment, only the z and y axes need to be monitored to detect the tilt of the mouse, with a two axis gyroscope sufficient to monitor the z and y axes.

Wenn erfasst wird, dass die Computermaus geneigt ist, kann die Beschleunigung in der resultierenden geneigten z-y-Ebene als Grundlage für die Berechnung zum Einstellen des Wertes der Beschleunigung zurück auf die nicht geneigte z-y-Ebene, die parallel zum Boden bleibt, verwendet werden. Dies ist in 7c veranschaulicht, die einen infolge der Drehung bezüglich der y-Achse geneigten bzw. gedrehten Winkel θ zeigt. Der durch den Beschleunigungsmesser längs der z-Achse erfasste Beschleunigungsvektor z1 muss durch trigonometrische Manipulation berechnet werden, um z2 zu erhalten, das die Beschleunigung in der z-Achse ist, wenn die z-y-Ebene nicht geneigt worden ist. Solche Berechnungen sind dem Fachmann bekannt und müssen hier nicht besonders dargelegt werden.If it is detected that the computer mouse is tilted, the acceleration in the resulting inclined zy plane may be used as the basis for the calculation to set the value of the acceleration back to the non-inclined zy plane which remains parallel to the ground. This is in 7c which shows an angle θ inclined by rotation with respect to the y-axis. The acceleration vector z1 detected by the accelerometer along the z-axis must be calculated by trigonometric manipulation to obtain z2, which is the acceleration in the z-axis when the zy plane has not been tilted. Such calculations are known to those skilled in the art and need not be particularly set forth here.

Um den Beschleunigungsmesser und das Gyroskop in der Computermaus vorzusehen, umfasst die Ausführungsform einen MEMS-Sensor 603, der einen integrierten Beschleunigungsmesser und ein integriertes Gyroskop besitzt, d. h., einen zusammengesetzten MEMS-Sensor. Dies ergibt den Vorteil, dass der zusammengesetzte MEMS-Sensor 603 als einzige Vorrichtung bzw. einziger Baustein die Fabrikmontage leichter macht, als wenn das Gyroskop und der Beschleunigungsmesser getrennte, in die Computermaus einzubauende Bausteine wären. Ferner besitzt der zusammengesetzte MEMS-Sensor für den Einbau in die gesamte Computermaus weniger Teile.To provide the accelerometer and gyroscope in the computer mouse, the embodiment includes a MEMS sensor 603 which has a built-in accelerometer and integrated gyroscope, that is, a composite MEMS sensor. This gives the advantage that the composite MEMS sensor 603 as a single device, it makes factory assembly easier than if the gyroscope and accelerometer were separate components to be incorporated into the computer mouse. Further, the MEMS composite sensor has fewer parts for installation in the entire computer mouse.

Der Fachmann weiß, dass MEMS die Integration von mechanischen Elementen, Sensoren, Aktoren und Elektronik auf einem gemeinsamen Siliciumsubstrat durch Mikroherstellungstechnik bedeutet, weshalb dies hier keiner besonderen Erörterung bedarf.Of the Professional knows that MEMS the integration of mechanical elements, sensors, actuators and electronics on a common silicon substrate by microfabrication technique means why this does not require any special discussion here.

6 ist ein Schema einiger der Komponenten im Computermauskörper, die einen Einchip 601, den MEMS-Sensor 603, eine HF-Schaltung 605, einen EEPROM 607 und einen HF-Empfänger und -Sender (nicht gezeigt) umfassen. Typischerweise besitzt das Gehäuse der Computermaus 100 Knöpfe 609 oder Tasten zum Empfangen von steuernden Eingaben vom Benutzer. 6 is a schematic of some of the components in the computer mouse body that have a single chip 601 , the MEMS sensor 603 , an RF circuit 605 , an EEPROM 607 and an RF receiver and transmitter (not shown). Typically, the case has the computer mouse 100 Buttons 609 or keys for receiving control inputs from the user.

Wie erwähnt worden ist, ist in das MEMS 603 ein Gyroskop 611 und ein Beschleunigungsmesser 613 integriert. Der Beschleunigungsmesser 613 ist typischerweise ein Dreiachsenbeschleunigungsmesser 613 zum Überwachen der Achsen x. y und z, während das Gyroskop 611 ein Zweiachsengyroskop 611 zum Überwachen der Achsen z und y ist.As has been mentioned, is in the MEMS 603 a gyroscope 611 and an accelerometer 613 integrated. The accelerometer 613 is typically a three-axis acceleration gauge ser 613 to monitor the axes x. y and z while the gyroscope 611 a two-axis gyroscope 611 to monitor the axes z and y.

Ein Zweiachsengyroskop 611 reicht aus, um die Drehung der Computermaus 100 bezüglich der z- und der y-Achse zu überwachen. Wie erwähnt worden ist, ist dies dadurch begründet, dass Drehbewegungen um die x-Achse nicht bewirken, dass die y-z-Ebene aus ihrer Parallelität zum Boden heraus geneigt wird. Die Signalausgaben des Beschleunigungsmessers 613 und des Gyroskops werden jeweils auf einen der Eingangsanschlüsse eines Analog-Digital-Umsetzers geschaltet.A two-axis gyroscope 611 is enough to turn the computer mouse 100 with respect to the z and y axes. As mentioned, this is due to the fact that rotational movements about the x-axis do not cause the yz-plane to tilt out of its parallelism to the ground. The signal outputs of the accelerometer 613 and the gyroscope are each switched to one of the input terminals of an analog-to-digital converter.

Wenn der Benutzer die Computermaus 100 neigt und bewegt, so dass diese eine Winkelgeschwindigkeit erfährt, verändern sich die Ausgangswerte des Gyroskops 611 entsprechend. Der Einchip setzt die Ausgabe des Gyroskops 611 (von analog in digital) in numerische Daten um, die die Winkelverlagerung angeben.If the user uses the computer mouse 100 tilts and moves so that it experiences an angular velocity, the output values of the gyroscope change 611 corresponding. The one chip sets the output of the gyroscope 611 (from analog to digital) to numeric data indicating the angular displacement.

Der EEPROM 607 ist mit dem Einchip 601 verbunden und enthält initialisierte Daten für den MEMS-Sensor 603 und die drahtlose Kommunikation 106 eines HF-Chips in der HF-Schaltung. Die HF-Schaltung ist mit dem Einchip verbunden und verantwortlich für das Aussenden des Einchip-Steuersignals und von Daten wie etwa für den Empfänger 110.The EEPROM 607 is with the single chip 601 and contains initialized data for the MEMS sensor 603 and wireless communication 106 an RF chip in the RF circuit. The RF circuit is connected to the single chip and is responsible for transmitting the single chip control signal and data such as the receiver 110 ,

Die Computermaus 100 kann wie ein Steuergerät für Fernseher mit mehreren Tasten für verschiedene Steuerfunktionen gestaltet sein. So umfassen die Tasten 112 am Gehäuse der Computermaus 100 eine Linkstaste, eine Rechtstaste, eine Aufwärtstaste, eine Zwischentaste, eine Abwärtstaste, eine Funktionsschnelltaste und eine Laserstrahlungstaste. Die Linkstaste ersetzt die linke Funktionstaste einer herkömmlichen Computermaus 100. Die Rechtstaste ersetzt die rechte Funktionstaste einer herkömmlichen Computermaus 100. Die Aufwärtstaste und die Abwärtstaste ersetzt das Rollrad einer herkömmlichen Computermaus 100. Die Zwischentaste ersetzt die Zwischen-Funktionstaste einer herkömmlichen Computermaus 100. Wie ein Fachmann erkennen kann, sind mehr Tasten oder Varianten der Tasten möglich.The computer mouse 100 can be designed as a multi-button television control unit for various control functions. So include the buttons 112 on the housing of the computer mouse 100 a left key, a right key, an up key, an intermediate key, a down key, a function shortcut key and a laser radiation key. The left key replaces the left function key of a conventional computer mouse 100 , The right key replaces the right function key of a conventional computer mouse 100 , The Up button and the Down button replace the rolling wheel of a conventional computer mouse 100 , The intermediate key replaces the intermediate function key of a conventional computer mouse 100 , As one of ordinary skill in the art can appreciate, more keys or variations of the keys are possible.

Der Einchip sammelt Daten und steuert die Datenverfügbarkeit [engl.: control data disposal]. Die Signalausgangsanschlüsse des Beschleunigungssensors und der zwei Einachsengyroskope sind jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse des Analog-Digital-Umsetzer-Signals verbunden. Ähnlich ist der Analog-Digital-Umsetzer-Datenausgangsanschluss mit der Datenschnittstelle des Einchip verbunden.Of the Einchip collects data and controls the data availability [English: control data disposal]. The signal output terminals of the acceleration sensor and the two single-axis gyroscopes are each connected to one of the input terminals of Analog-to-digital converter signal connected. Similar is the analog to digital converter data output port connected to the data interface of the single chip.

Der zusammengesetzte MEMS-Sensor mit dem integrierten Gyroskop und dem integrierten Beschleunigungsmesser ermöglicht eine Erfassung der Computermausbewegung und deren Messung in der z-y-Ebene. Das Gyroskop ermöglicht die Überwachung der Neigung der Computermaus und die Einhaltung der Orientierung der z-y-Ebene in Parallelität zum Boden trotz beliebiger Neigung der Computermaus.Of the composite MEMS sensor with the built-in gyroscope and the Built-in accelerometer allows detection of computer mouse movement and their measurement in the z-y plane. The gyroscope allows monitoring the inclination of the computer mouse and the observance of the orientation the z-y plane parallel to the Ground despite any inclination of the computer mouse.

Folglich besitzt die Computermaus der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Genauigkeit und mehr Freiheit in der Bewegung als eine Desktop-Computermaus. Der Beschleunigungssensor und das Gyroskop sind typischerweise ein Dreiachsenbeschleunigungssensor bzw. zwei Einachsengyroskope, die zu eine, MEMS-Sensor integriert sind. Da die zweidimensionale Ebene längs der y- und der z-Achse überwacht wird, ist ein Zweiachsengyroskop erforderlich, um den Wert der Computermausbewegung in einer Ebene zu berechnen.consequently has the computer mouse of the present embodiment, a higher accuracy and more freedom in motion than a desktop computer mouse. The acceleration sensor and the gyroscope is typically a three axis acceleration sensor or two single-axis gyroscopes, which integrated into one, MEMS sensor are. Because the two-dimensional plane monitors along the y and z axes A two-axis gyroscope is needed to assess the value of computer mouse movement to calculate in one plane.

5 ist ein Schema einiger der Komponenten im Empfänger 110, die einen USB-Verbinder, einen Hochfrequenz-(HF)-Einchip 503 mit integriertem Prozessor und einen 2,4-G-HF-Empfänger und -Sender 505 umfassen. Da der Empfänger 110 das Protokoll für USB-Verbundgerät annimmt, kann die Identifizierung der Computermaus 100 und der Tastatur gleichzeitig vorgenommen werden. 5 is a scheme of some of the components in the receiver 110 which includes a USB connector, a radio frequency (RF) chip 503 with integrated processor and a 2.4G RF receiver and transmitter 505 include. Because the receiver 110 The protocol for USB composite device adopts the identification of the computer mouse 100 and the keyboard at the same time.

8 zeigt Funktionsschnelltasten wie etwa Seite aufwärts, Seite abwärts, ESC, F5, Mediencenter, die an der Computermaus vorgesehen sind und dem Benutzer das Steuern der Schnittstelle des Computers 104 durch Zeiger zur selben Zeit wie das Wählen einer Funktionsschnelltaste erlaubt. 8th shows quick action buttons such as Page Up, Page Down, ESC, F5, Media Centers provided on the computer mouse, and the user controlling the interface of the computer 104 by hands at the same time as selecting a quick function key.

8a ist eine Darstellung, die eine Version der Computermaus in Form eines Steuergerätes mit mehreren Knöpfen oder Tasten zeigt. Da der USB-Empfänger das Protokoll für USB-Verbundgerät annimmt, kann die Identifizierung von Maus und Tastatur gleichzeitig vorgenommen werden. An der Computermaus sind wie bei Fernsteuerungen Funktionsschnelltasten wie etwa Seite aufwärts, Seite abwärts, ESC, F5, Mediencenter vorgesehen. Somit kann ein Benutzer diese Knöpfe, so wie Funktionstasten bei einer Tastatur verwendet werden können, dazu verwenden, einen Videoclip zu starten, Audiodateien abzuspielen usw. 8a is a representation showing a version of the computer mouse in the form of a control device with multiple buttons or buttons. Since the USB receiver accepts the protocol for USB composite device, the identification of mouse and keyboard can be made simultaneously. As with remote controls, the function keys on the computer mouse, such as Page Up, Page Down, ESC, F5, Media Center, are provided. Thus, a user can use these buttons, just as function keys can be used on a keyboard, to start a video clip, play audio files, and so on.

Am vorderen Ende des Computermauskörpers ist ein Laseremitter angebracht, der für das Zeigen an einer Projektionsanzeige mittels der Computermaus sinnvoll ist.At the front end of the computer mouse body There is a laser emitter mounted for pointing at a projection display makes sense by means of the computer mouse.

9 zeigt ein Beispiel der Schritte in der Routine der Erfassung der Bewegungen der Computermaus 100. 9 shows an example of the steps in the routine of detecting the movements of the computer mouse 100 ,

Schritt 901: Die Software und die Hardware der Computermaus 100 werden initialisiert, wobei während der Initialisierung Parameter des Sensors und die Adresse für die drahtlose Kommunikation 106, die zuvor im EEPROM 607 gespeichert wurden, gelesen werden und diesen ein Anfangswert gegeben wird. Ferner werden der Beschleunigungsmesser 613 und das Gyroskop 611 in einen ”Bereit”-Status aktiviert.step 901 : The software and hardware of the computer mouse 100 are initialized, with parameters of the sensor and the address for wireless communication during initialization 106 previously in EEPROM 607 are stored, read and given an initial value. Further, the accelerometer 613 and the gyroscope 611 activated in a "ready" status.

Schritt 902: Der Analog-Digital-Umsetzer wird initialisiert, um die analogen Signale des Beschleunigungsmessers 613 und des Gyroskops in 12 in digitale Werte umzusetzen.step 902 : The analog-to-digital converter is initialized to the analog signals of the accelerometer 613 and the gyroscope in 12 into digital values.

Schritt 903: Der Einchip filtert das Rauschen aus den durch den Analog-Digital-Umsetzer umgesetzten Daten.step 903 : The single-chip filters noise from the data converted by the analog-to-digital converter.

Schritt 904: Die Ausgangswerte des Gyroskops 611 und des Beschleunigungsmessers 613 werden in Abhängigkeit von der momentanen Temperatur temperaturdriftkompensiert. Dieser Schritt ist notwendig, weil die Signalabgabe des Beschleunigungsmessers 613 und des Gyroskops 611 dazu neigt, bei Temperaturschwankungen ungenau zu werden. Die Drift wird beispielsweise durch Setzen bzw. Festlegen eines Benchmark-Ausgangswertes am Ausgang des Beschleunigungsmessers 613 und am Ausgang des Gyroskops 611 erfasst. Jede Änderung des Benchmark-Ausgangswertes ist für eine Drift bezeichnend.step 904 : The initial values of the gyroscope 611 and the accelerometer 613 are temperature drift compensated depending on the current temperature. This step is necessary because the signal output of the accelerometer 613 and the gyroscope 611 tends to become inaccurate with temperature fluctuations. For example, the drift is set by setting a benchmark output value at the output of the accelerometer 613 and at the output of the gyroscope 611 detected. Any change in the benchmark baseline is indicative of drift.

Schritt 905: Ermitteln, ob die Computermaus 100 in Ruhe ist. Der Benchmark-Wert des Gyroskops 611 wird aktualisiert, wenn die Computermaus 100 in Ruhe ist. Wenn die Computermaus 100 nicht in Ruhe ist, wird dieser Schritt übersprungen. Ob die Computermaus in Ruhe ist, wird anhand der Ausgabe des Beschleunigungsmessers und des Gyroskops ermittelt.step 905 : Determine if the computer mouse 100 is at rest. The benchmark value of the gyroscope 611 will be updated when the computer mouse 100 is at rest. When the computer mouse 100 is not at rest, this step is skipped. Whether the computer mouse is at rest, is determined by the output of the accelerometer and the gyroscope.

Schritt 906: Die Datenausgabe des Gyroskops 611 wird aufbereitet, nämlich durch Subtrahieren des statischen Ausgangswertes des Gyroskops 611 von den gesammelten Daten und Glätten der Daten. Der Umfang der physischen Verlagerung und der Orientierung des Computermauszeigers 108 in Bezug auf die z-y-Ebene der Computermaus 100 wird berechnet.step 906 : The data output of the gyroscope 611 is processed, namely by subtracting the static output value of the gyroscope 611 from the data collected and smoothing the data. The amount of physical displacement and orientation of the computer mouse pointer 108 in terms of the zy plane of the computer mouse 100 is being computed.

Schritt 907: In Abhängigkeit von den Subtraktionsergebnissen im Schritt 906, Berechnen der Verlagerungswerte entsprechend der Computermausbewegung.step 907 : Depending on the subtraction results in the step 906 Calculate the displacement values according to the computer mouse movement.

Schritt 908: Anhand der durch den Analog-Digital-Umsetzer gesammelten Daten wird der Neigungswinkel zwischen der Ebene der Computermauskörperbewegung und der Ebene des Bodens berechnet.step 908 The data collected by the analog-to-digital converter is used to calculate the angle of inclination between the plane of the computer body motion and the plane of the floor.

Schritt 909: Der im Schritt 908 erhaltene Neigungswinkel wird dazu verwendet, die Bewegungen der Computermaus auf ihre äquivalenten Werte in einer Ebene, die parallel zum Bodenverlagerungswert ist, parallel zum Boden einzustellen.step 909 : The one in the step 908 obtained tilt angle is used to set the movements of the computer mouse to their equivalent values in a plane parallel to the soil displacement value parallel to the ground.

Schritt 910: Erfassen, ob irgendein Funktionsknopf an der Computermaus niedergedrückt ist oder einer, der zuvor niedergedrückt war, losgelassen wurde. Falls dem so ist, werden sämtliche Ausgaben des Gyroskops 611 und des Beschleunigungsmessers 613 für eine vorgegebene Zeitperiode auf den Nullwert gesetzt. Diese Nullwertperiode blockiert jegliche Daten aufgrund einer Verlagerung des Computermauskörpers, die durch die Tätigkeit des Benutzers, einen Knopf niederzudrücken oder loszulassen, bedingt ist.step 910 : Detect if any function button on the computer mouse is depressed or one that was previously depressed has been released. If so, all outputs of the gyroscope become 611 and the accelerometer 613 set to the zero value for a given period of time. This zero period blocks any data due to a displacement of the computer mouse body caused by the user's action to depress or release a button.

Wenn jedoch kein Knopf als gedrückt oder als losgelassen erfasst wird, sendet der Einchip im Schritt 912 den in den obigen Schritten erhaltenen Verlagerungswert des Computermauskörpers zum HF-Chip, der die Daten zum Empfangsmodul des Empfängers 110 weiterleitet. Der Empfänger 110 überträgt dann die Daten über die USB-Schnittstelle zum Computer 104.However, if no button is detected as being depressed or released, the single chip will send in step 912 the displacement value of the computer mouse body to the RF chip obtained in the above steps, which is the data to the receiving module of the receiver 110 forwards. The recipient 110 then transmits the data to the computer via the USB interface 104 ,

11 zeigt, wie die Ausführungsform ein automatisches Codieren vornimmt, was einen manuellen Codeabgleich erübrigt. Somit unterstützt die Ausführungsform Plug-and-Play, ohne Treiber zu erfordern. Im Gebrauch muss der Benutzer lediglich den Empfänger 110 in die USB-Schnittstelle des Computers 104 einstecken und dann für das Aktivieren eines automatischen Codeabgleichs den Computermauskörper anschalten. Der Empfänger 110 ist in der Lage, zu erfassen, ob der automatische Codeabgleich erfolgreich gewesen ist. Der Computermauskörper erfasst ebenfalls, ob der automatische Codeabgleich erfolgreich gewesen ist, sobald die Computermaus angeschaltet worden ist. 11 shows how the embodiment performs an automatic coding, which eliminates manual code matching. Thus, the embodiment supports plug-and-play without requiring drivers. In use, the user only needs the recipient 110 into the USB interface of the computer 104 then turn on the computer mouse body to enable automatic code matching. The recipient 110 is able to detect if automatic code matching has been successful. The computer mouse body also detects whether automatic code matching has been successful once the computer mouse has been turned on.

Beispielhalber kann der Beschleunigungssensor in der Ausführungsform der Freescale MMA7361L sein; das Gyroskop kann aus zwei Einachsengyroskopen wie etwa EPSON XV-35000B-Gyroskopen zusammengesetzt sein. Der Einchip des Steuergerätekörpers kann der NEC-16-Bit-Einchip UPD78F1146 sein. Das EEPROM-Modell kann das 93C46 sein. Der USB-Empfänger kann der nRF24LU1-Einchip-HF-Chip sein. Der HF-Chip der HF-Schaltung kann der 24L01 RF sein.By way of example For example, the acceleration sensor in the Freescale MMA7361L embodiment be; The gyroscope can consist of two single-axis gyroscopes such as EPSON XV-35000B gyroscopes be composed. The single chip of the ECU body may be the NEC 16-bit single chip UPD78F1146. The EEPROM model may be the 93C46. The USB receiver can be the nRF24LU1 single-chip RF chip. The RF chip of the RF circuit can be the 24L01 RF.

In einer Variante der Ausführungsform steht die Computermaus 100 nicht in drahtloser Kommunikation 106 mit dem Computer 104. Stattdessen besitzt die Computermaus 100 ein Kabel 1201 wie etwa ein USB-Kabel, das die Computermaus 100 mit dem Computer 104 verbindet. Dies macht die drahtlose Kommunikation 106 überflüssig. Ein Beispiel davon ist in 12 gezeigt. In diesem Fall erübrigt sich ein Empfänger 110 am Computer 104, um die drahtlose Kommunikation 106 von der Computermaus 100 zu empfangen. Die Kabelverbindung kann auch einem von USB verschiedenen Kommunikationsprotokoll wie etwa seriellem RS232 oder einer parallelen Kommunikation wie etwa PCMCIA usw. unterliegen.In a variant of the embodiment is the computer mouse 100 not in wireless communication 106 with the computer 104 , Instead, own the computer mouse 100 a cable 1201 such as a USB cable that is the computer mouse 100 with the computer 104 combines. This makes wireless communication 106 superfluous. An example of this is in 12 shown. In this case, a receiver is unnecessary 110 at the computer 104 to the wireless communication 106 from the computer mouse 100 to recieve. The cable connection may also be subject to a communication protocol other than USB, such as serial RS232 or parallel communication such as PCMCIA and so on.

Obwohl ein Gyroskop 611 und ein Beschleunigungsmesser 613, die mit einem MEMS integriert sind, beschrieben worden sind, wird ein Fachmann verstehen, dass in anderen Ausführungsformen das Gyroskop 611 und der Beschleunigungsmesser 613 nicht mit dem MEMS integriert sein müssen, sondern getrennte, in dieselbe Computermaus 100 eingebaute Komponenten sein können.Although a gyroscope 611 and an accelerometer 613 Those skilled in the art who are integrated with a MEMS will be understood by those skilled in the art that in other embodiments, the gyroscope 611 and the accelerometer 613 not have to be integrated with the MEMS, but separate, into the same computer mouse 100 can be built-in components.

13 ist eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform, wo die Ebene der Computermausbewegungen, die in Bewegungen des Computermauszeigers übersetzt werden, vertikal zum Boden ist. Diese Ausführungsform erlaubt dem Benutzer das intuitivere Lenken der Bewegungen des auf einem großen Anzeigebildschirm gezeigten Computermauszeigers. 13 Figure 12 is an illustration of an alternative embodiment where the plane of the computer mouse movements translated in computer mouse pointer movements is vertical to the floor. This embodiment allows the user to more intuitively steer the movements of the computer mouse pointer shown on a large display screen.

Daher ist die beschriebene Ausführungsform ein Steuergerät, das einen MEMS-Bewegungssensor und einen Sender umfasst, wobei der MEMS-Bewegungssensor imstande ist, Bewegungen des Steuergerätes im dreidimensionalen Raum zu erfassen, wobei der MEMS-Bewegungssensor außerdem imstande ist, Signale auszugeben, die die Bewegungen repräsentieren, wobei der Sender imstande ist, die Signale zu einem Computer zu senden, wobei der Computer Eingangsdaten über die Bewegungen des Steuergerätes empfängt.Therefore is the embodiment described Controller, comprising a MEMS motion sensor and a transmitter, wherein the MEMS motion sensor is capable of movements of the control unit in three-dimensional space The MEMS motion sensor is also capable of detecting signals output, which represent the movements, the transmitter is able to send the signals to a computer, the computer Input data via the movements of the control unit receives.

Obwohl die angegebene Ausführungsform eine Computermaus ist, erkennt ein Fachmann, dass weitere Erfindungstypen in ihrem Umfang weitere Steuergerätetypen wie etwa Fernsteuerungen für Präsentationsprojektoren, interaktive GUI-Steuergeräte usw. umfassen.Even though the specified embodiment a Computer mouse is, recognizes a professional that further invention types in their scope more types of control devices such as remote controls for presentation projectors, interactive GUI controllers etc. include.

Obwohl in der obigen Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, werden jene, die mit der betroffenen Technik vertraut sind, erkennen, dass viele Abwandlungen oder Abänderungen in Details des Entwurfs, der Konstruktion oder der Funktionsweise vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er beansprucht ist, abzuweichen.Even though in the above description, preferred embodiments of the present invention Have been described with the invention Technology are familiar, recognize that many modifications or alterations in details of the design, construction or operation can be made without departing from the scope of the present invention as claimed departing.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät wie etwa eine Computermaus, mit Positionssensoren zum Erfassen von Bewegungen der Computermaus in der Luft (midair). Die Bewegungen können als Bewegungen der Computermaus in einer zweidimensionalen Ebene interpretiert werden, wobei der Computermauszeiger am Computerbildschirm den Computermausbewegungen entsprechend bewegt wird. Die Positionssensoren sind wenigstens ein Beschleunigungsmesser und wenigstens ein Gyroskop, die in das MEMS integriert sind, wobei die Signalausgabe der Positionssensoren bezeichnend für die Bewegungen der Computermaus in der Ebene ist.The The present invention relates to a control device such as a computer mouse. with position sensors for detecting movements of the computer mouse in the air (midair). The movements can be considered movements of the computer mouse be interpreted in a two-dimensional plane, the Computer mouse pointer on computer screen the computer mouse moves is moved accordingly. The position sensors are at least an accelerometer and at least one gyroscope inserted in the MEMS are integrated, with the signal output of the position sensors indicative of the movements of the computer mouse in the plane is.

Claims

A controller comprising: a MEMS motion sensor ( 603 ); and a transmitter, wherein the MEMS motion sensor ( 603 ) Can detect movements of the control unit in three-dimensional space, wherein the MEMS motion sensor ( 603 ) can also output signals representing the movements, the transmitter sending the signals to a computer ( 104 ), whereby the computer ( 104 ) Receives input data about the movements of the control unit.

Control device according to claim 1, wherein the MEMS motion sensor ( 603 ) at least one acceleration sensor ( 613 ) and at least one gyroscope ( 611 ), wherein the acceleration sensor ( 613 ) and the gyroscope ( 611 ) can monitor the movements of the control unit in three dimensions, and wherein the acceleration sensor ( 613 ) and the gyroscope ( 611 ) into the MEMS motion sensor ( 603 ) are integrated.

control unit according to claim 1 or 2, wherein the movements of the control unit in three Monitored dimensions on movements in a two-dimensional plane become.

MEMS sensor ( 603 ) for a computer mouse ( 100 ), which comprises that the MEMS sensor is a composite MEMS sensor having an acceleration sensor ( 613 ) and a gyroscope ( 611 ), the acceleration sensor ( 613 ) and the gyroscope ( 611 ) are integrated into the MEMS, the acceleration sensor ( 613 ) is a three-axis acceleration sensor, the gyroscope ( 611 ) is a two-axis gyroscope, the acceleration sensor ( 613 ) is provided for monitoring the acceleration in a plane defined by two of the axes, the gyroscope ( 611 ) for monitoring the tilt of the computer mouse ( 100 ) is provided, the that the plane is adjusted so that it assumes a constant orientation, with movements of the computer mouse ( 100 ) in the plane through the acceleration sensor ( 613 ) and output as signals indicating the movements.

MEMS sensor ( 603 ) for a computer mouse ( 100 ) according to claim 4, wherein the two-axis gyroscope comprises two single-axis gyroscopes whose axes are arranged perpendicular to each other.