JP2007073051A - レーザスペックルを使用する位置検出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による検出システムは、基板、レーザ、及びセンサアレイを備える。基板は、第1の表面、概念的に複数の領域に分割された第2の表面、及び第3の表面を有する。レーザは、基板中に電磁放射を放出するよう構成され、この電磁放射は、その後、第2の表面の領域に入射する。第1の誘電率を有する第1の誘電体がいくつかの領域に接触している場合は、それらの領域に入射する電磁放射は全反射し、第2の誘電率を有する第2の誘電体が他の領域に接触している場合は、それらの領域に入射する電磁放射は、第2の誘電体によって反射されて基板中に戻される。センサアレイは、第2の表面における電磁放射の入射から生じるレーザスペックルを検出し、及び、第2の誘電体から反射された電磁放射を検出するように構成される。
【選択図】図5
Description
1.検出システムであって、
第1の表面、概念的に複数の領域に分割された第2の表面、及び第3の表面を有する基板であって、前記第3の表面は、第1及び第2のセクションを有することからなる、基板と、
前記第1の表面を介して前記基板中に電磁放射を放出するよう構成されたレーザであって、前記基板中に放出された前記電磁放射は、その後、前記第2の表面のいくつかの領域に入射することからなる、レーザと、
前記第2の表面から反射されて、前記第2のセクションに入射する電磁放射を捕捉するよう構成されたセンサアレイ
を備え、
第1の誘電率を有する第1の誘電体がいくつかの領域と接触している場合には、それらの領域に入射する電磁放射は全反射をし、第2の誘電率を有する第2の誘電体が他の領域と接触している場合には、それらの領域に入射する電磁放射の一部は、前記第2の誘電体によって反射されて前記基板中に戻され、前記第1のセクションの少なくとも一部が、当該一部分に入射する電磁放射を反射するように構成され、前記センサアレイが、前記第2の表面における電磁放射の入射から生じるレーザスペックルを検出するように、かつ、前記第2の誘電体から反射された電磁放射を検出するように構成されることからなる、検出システム。
2.スペックルに起因する散乱を除いて、前記第1の誘電体が1つ以上の前記領域と接触している場合には、それらの領域に入射する前記電磁放射は、前記センサアレイによって収集されない、上項1の検出システム。
3.前記レーザが垂直共振器面発光レーザである、上項1の検出システム。
4.前記電磁放射は、前記第2の表面に少なくとも2回入射し、前記第3の表面に少なくとも1回入射する、上項1の検出システム。
5.前記第3の表面の少なくとも一部が、鏡面仕上げされた(すなわち、鏡面性の)表面である、上項1の検出システム。
6.前記第1の誘電体が、指の組織と空気からなるグループから選択される、上項1の検出システム。
7.前記第2の誘電体が、指の組織と空気からなるグループから選択される、上項1の検出システム。
8.前記基板が、レーザからの電磁放射のための導波路として作用する、上項1の検出システム。
9.前記第2の表面が、前記第3の表面にほぼ平行である、上項1の検出システム。
10.前記第2の誘電体が、指の少なくとも1つの隆起部から構成される、上項1の検出システム。
11.データ記憶装置と、
ナビゲーション回路
をさらに備え、
前記ナビゲーション回路は、前記センサアレイからの信号を収集し、該収集された信号を前記データ記憶装置に格納し、及び、異なる時点における収集された信号を比較することによって、前記第2の表面に対する前記第2の誘電体の相対的な動きを計算するよう構成される、上項1の検出システム。
12.コントローラをさらに備え、
位置情報が、位置情報として前記ナビゲーション回路から前記コントローラに伝送され、その後、前記コントローラは、画面上にカーソルを配置するために使用可能な出力信号を生成する、上項11の検出システム。
13.表面をレーザで照射するステップと、
前記照射された表面から反射されたスペックルパターンをセンサアレイによって捕捉するステップと、
前記捕捉されたスペックルパターンをデータ記憶装置に格納するステップと、
前記照射された表面から反射された次のスペックルパターンを前記センサアレイによって捕捉するステップと、
捕捉された少なくとも2つのスペックルパターンを比較することによって、位置の変化を計算するステップ
を含む、方法。
14.位置の変化が生じた場合には、前記計算された位置の変化に応じて画面上のカーソルを移動させるステップと、
次のスペックルパターンを捕捉するステップから始めて、上述のステップを繰り返すステップ
をさらに含む、上項13の方法。
15.前記スペックルパターンが、前記表面に接触して配置されている物体からのスペックルから構成される、上項13の方法。
111 反射レーザ光
120 なめらかな反射表面(微視的には粗い)
200 検出システム
210 基板
211 第1の表面
212 第2の表面
212m 第2の表面の領域
213 第3の表面
220 レーザ
230 センサアレイ
250 第1の誘電体
260 第2の誘電体
Claims (15)
- 検出システムであって、
第1の表面、概念的に複数の領域に分割された第2の表面、及び第3の表面を有する基板であって、前記第3の表面は、第1及び第2のセクションを有することからなる、基板と、
前記第1の表面を介して前記基板中に電磁放射を放出するよう構成されたレーザであって、前記基板中に放出された前記電磁放射は、その後、前記第2の表面のいくつかの領域に入射することからなる、レーザと、
前記第2の表面から反射されて、前記第2のセクションに入射する電磁放射を捕捉するよう構成されたセンサアレイ
を備え、
第1の誘電率を有する第1の誘電体がいくつかの領域と接触している場合には、それらの領域に入射する電磁放射は全反射をし、第2の誘電率を有する第2の誘電体が他の領域と接触している場合には、それらの領域に入射する電磁放射の一部は、前記第2の誘電体によって反射されて前記基板中に戻され、前記第1のセクションの少なくとも一部が、当該一部分に入射する電磁放射を反射するように構成され、前記センサアレイが、前記第2の表面における電磁放射の入射から生じるレーザスペックルを検出するように、かつ、前記第2の誘電体から反射された電磁放射を検出するように構成されることからなる、検出システム。 - スペックルに起因する散乱を除いて、前記第1の誘電体が1つ以上の前記領域と接触している場合には、それらの領域に入射する前記電磁放射は、前記センサアレイによって収集されない、請求項1の検出システム。
- 前記レーザが垂直共振器面発光レーザである、請求項1の検出システム。
- 前記電磁放射は、前記第2の表面に少なくとも2回入射し、前記第3の表面に少なくとも1回入射する、請求項1の検出システム。
- 前記第3の表面の少なくとも一部が、反射性の表面である、請求項1の検出システム。
- 前記第1の誘電体が、指の組織と空気からなるグループから選択される、請求項1の検出システム。
- 前記第2の誘電体が、指の組織と空気からなるグループから選択される、請求項1の検出システム。
- 前記基板が、レーザからの電磁放射のための導波路として作用する、請求項1の検出システム。
- 前記第2の表面が、前記第3の表面にほぼ平行である、請求項1の検出システム。
- 前記第2の誘電体が、指の少なくとも1つの隆起部から構成される、請求項1の検出システム。
- データ記憶装置と、
ナビゲーション回路
をさらに備え、
前記ナビゲーション回路は、前記センサアレイからの信号を収集し、該収集された信号を前記データ記憶装置に格納し、及び、異なる時点における収集された信号を比較することによって、前記第2の表面に対する前記第2の誘電体の相対的な動きを計算するよう構成される、請求項1の検出システム。 - コントローラをさらに備え、
位置情報が、位置情報として前記ナビゲーション回路から前記コントローラに伝送され、その後、前記コントローラは、画面上にカーソルを配置するために使用可能な出力信号を生成する、請求項11の検出システム。 - 表面をレーザで照射するステップと、
前記照射された表面から反射されたスペックルパターンをセンサアレイによって捕捉するステップと、
前記捕捉されたスペックルパターンをデータ記憶装置に格納するステップと、
前記照射された表面から反射された次のスペックルパターンを前記センサアレイによって捕捉するステップと、
捕捉された少なくとも2つのスペックルパターンを比較することによって、位置の変化を計算するステップ
を含む、方法。 - 位置の変化が生じた場合には、前記計算された位置の変化に応じて画面上のカーソルを移動させるステップと、
次のスペックルパターンを捕捉するステップから始めて、上述のステップを繰り返すステップ
をさらに含む、請求項13の方法。 - 前記スペックルパターンが、前記表面に接触して配置されている物体からのスペックルから構成される、請求項13の方法。
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