JP2009534733A - 可動物体の運動を検出する検出回路 - Google Patents
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Abstract
可動物体2、例えばジョイスティックの運動を検出する検出回路1は、ジョイスティックの第1の方向の第1運動を検出する第1検出器100であって、光スポット3の存在の有無を検出する第1検出ユニットを有し、光スポットの位置は、該第1運動に依存する、第1検出器100と、第2の方向のジョイスティックの第2運動を検出する第2検出器であって、光スポットの第1/第2強度を検出する第2検出ユニットを有し、光スポットの強度が前記第2運動に依存する、第2検出器とを備える。このような検出回路1は、アセンブリの間のコンポーネントのずれに対して過敏ではなく、簡素に製造することができ、高価ではない。第2検出器200は、ジョイスティックの位置とは独立して全体として光スポット3内に位置され、第1及び第3検出器は、ジョイスティックの位置に依存して光スポット3内に部分的に位置される。検出ユニット101は、フォトダイオード120からの信号をデジタル化するトランジスタ121及びフォトダイオード120を有する。
Description
本発明は、可動物体の運動を検出する検出回路に関し、検出構成、検出装置、及び検出方法にも関する。
このような可動物体の例は、ジョイスティック及び多機能キーであり、このような装置の例は、民生機器、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、及びリモートコントローラ、並びに非民生機器であり、更なる例を排除しない。
従来技術の検出構成は、米国特許US6326948から知られ、これは、スライド表面を有するベースと、該スライド表面上をスライド可能な可動体と、光を放出する発光素子と、可動体に備えられるとともに、前記発光素子により放出される光を反射する反射表面を有する反射部分と、該反射部分により反射される光を受ける複数の受光素子とを有する入力装置を開示する。
従来技術の検出構成において、水平な運動は、複数の受光素子により受けられる光の量を比較することにより検出される。垂直運動を検出するため、可動体と受光素子との間にダイヤフラムが位置され、その結果、受光素子における光スポットのサイズは、可動体が押し下げられる場合に大きくなる。それゆえ垂直運動は、複数の受光素子により受けられる光の全ての量を検出することにより検出される。
既知の検出構成は、特に、垂直運動を検出することができるようにするためにダイヤフラムを必要とすることによる欠点を有する。このようなダイヤフラムは、アセンブリの間、コンポーネントのずれに対して敏感であり、製造をより複雑、且つより高価にする。
本発明の目的は、特に、可動物体と検出器の間にダイヤフラムを必要としない検出回路を提供することである。
本発明の更なる目的は、特に、ダイヤフラムを必要としない検出構成、装置、及び方法を提供することである。
可動物体の運動を検出する、本発明による検出回路は、
検出回路の平面の第1の方向における、可動物体の第1運動を検出する第1検出器であって、該検出器は第1検出ユニットの位置における光スポットの存在の有無を検出する第1検出ユニットを有し、該光スポットの位置が前記第1運動に依存する第1検出器と、
検出回路の平面に対して垂直な第2の方向における、前記可動物体の第2運動を検出する第2検出器であって、光スポットの強度が前記第2運動に依存し、第2検出器が、第2検出ユニットの位置の光スポットの第1強度又は第2強度を検出する第2検出ユニットを有し、第1強度及び第2強度が、ゼロではない異なる強度である第2検出器と、
を含む。
検出回路の平面の第1の方向における、可動物体の第1運動を検出する第1検出器であって、該検出器は第1検出ユニットの位置における光スポットの存在の有無を検出する第1検出ユニットを有し、該光スポットの位置が前記第1運動に依存する第1検出器と、
検出回路の平面に対して垂直な第2の方向における、前記可動物体の第2運動を検出する第2検出器であって、光スポットの強度が前記第2運動に依存し、第2検出器が、第2検出ユニットの位置の光スポットの第1強度又は第2強度を検出する第2検出ユニットを有し、第1強度及び第2強度が、ゼロではない異なる強度である第2検出器と、
を含む。
第1位置における光スポットの存在の有無を検出することにより、例えば可動物体の水平運動が検出され得る。第2位置における光スポットの強度を検出することにより、例えば可動物体の垂直運動が検出され得、ダイヤフラムを使用することは必要とされない。
本発明による検出回路は、特に、アセンブリの間においてコンポーネントのずれに対して過敏ではなく、より単純に製造することができ、高価ではないので、更に有利である。
本発明による検出回路の一実施例は、
検出回路の平面における第3の方向において、可動物体の第3運動を検出する第3検出器であって、第3検出器が、第3検出ユニットの位置における光スポットの存在の有無を検出する第3検出ユニットを有し、第1の方向及び第3の方向が、非平行な方向である第3検出器
を更に有することにより規定される。
検出回路の平面における第3の方向において、可動物体の第3運動を検出する第3検出器であって、第3検出器が、第3検出ユニットの位置における光スポットの存在の有無を検出する第3検出ユニットを有し、第1の方向及び第3の方向が、非平行な方向である第3検出器
を更に有することにより規定される。
検出回路の平面が水平面である場合、第1、第2及び第3の方向は、それぞれ例えばx、y、及びz方向であり、これは更なるオプションを排除しない。
本発明による検出回路の一実施例は、更なる第1検出ユニットを有する第1検出器と、更なる第3検出ユニットを有する第3検出器とにより規定され、第1検出ユニットは、第1方向に平行に位置合わせされ、第3検出ユニットは、第3方向に平行に位置合わせされる。複数の第1検出ユニット及び複数の第3検出ユニットは、第1及び第3方向の運動がより正確に検出されることを可能にする。複数の第1及び第3検出ユニットは、例えば交差し、第2検出ユニットが、交差点若しくは交差点付近に位置されるか、又は複数の第2検出ユニットが、交差点付近、交差する線、交差する線付近に位置される。
本発明による検出回路の一実施例は、第2検出器が可動物体の位置とは独立して光スポット内に全体的に位置され、第1及び第3検出器が可動物体の位置に依存して光スポットに部分的に位置されることにより、規定される。光スポットのサイズは、好ましくは、第2検出器の全ての第2検出ユニットが、可動物体の位置とは独立して、この光スポット内に位置され、好ましくは第2検出器の全ての第2検出ユニットが、可動物体の位置に依存して、この光スポット内に部分的に位置され、この光スポットの外に部分的に位置される。可動物体の位置は、検出回路における光スポットの位置を決定する。
本発明による検出回路の一実施例は、
光信号を生成するソースであって、可動物体が光信号を検出回路に対して反射させるリフレクタを有し、光スポットが、結果として反射された光信号となるソース
を更に有することにより規定される。
検出回路にソース、例えば発光源又は赤外光放出熱源を位置させ、可動物体にリフレクタを備えることにより、ソースを可動物体に不利に位置させる必要がなくなる。
光信号を生成するソースであって、可動物体が光信号を検出回路に対して反射させるリフレクタを有し、光スポットが、結果として反射された光信号となるソース
を更に有することにより規定される。
検出回路にソース、例えば発光源又は赤外光放出熱源を位置させ、可動物体にリフレクタを備えることにより、ソースを可動物体に不利に位置させる必要がなくなる。
本発明による検出回路の一実施例は、第1光素子信号を生成する第1光素子を有する第1検出ユニットにより規定され、第1光素子は、第1光素子信号をデジタル化する第1トランジスタに結合され、第2検出ユニットは、第2光素子信号を生成する第2光素子を有し、第2光素子は、第2光素子信号をデジタル化する第2トランジスタに結合される。光素子、例えばフォトダイオード、又はフォトトランジスタの後で即座に光素子信号をデジタル化することにより、複雑且つ高価なアナログデジタルコンバータ及びアンプは避けられる。
本発明による検出回路の一実施例は、薄膜ポリシリコン技術、単結晶シリコン基板技術、発光ダイオード技術、及び有機EL技術のうちの少なくとも1つの技術に基づく、集積された検出回路である検出回路により規定される。このような集積回路は、有利なことに、1つのロバストな回路を形成するため、光素子、トランジスタ、及びソースを有し得る。
本発明による検出構成は、本発明による検出回路を有し、可動物体を有する。
本発明による検出構成の一実施例は、ダイヤフラムなしの構成である検出構成により規定される。このようなダイヤフラムは、欠点をもたらすのみである。
本発明による検出構成の一実施例は、検出回路の平面の第1方向における可動物体の第1運動であって、結果として可動物体が傾く第1運動と、検出回路の平面に垂直な第2方向における可動物体の第2運動であって、結果として可動物体が押し下げられる第2運動とにより規定される。傾き及び押し下げは、使い勝手の良い運動である。
本発明による装置は、本発明による検出回路を有し、可動物体を含むマンマシンインタフェースを更に有する。
本発明による装置の一実施例は、ディスプレイを更に含むマンマシンインタフェースにより規定され、該ディスプレイは、検出回路を含む組み込みディスプレイである。このように、可動物体は、例えばディスプレイの一部を形成し、別個に形成することを必要とせず、製造をより容易且つ安価にする。可動物体は、例えば組み込まれたディスプレイのディスプレイ領域の端に位置され得る。
本発明による検出構成、本発明による装置、及び本発明による方法の一実施例は、本発明による検出回路の実施例と対応する。
本発明は、特に、1種類の検出器が2つの異なる種類の運動を検出しなければならない場合に、ダイヤフラムが使用されることを必要とするという洞察に基づき、特に、異なる種類の検出器が、異なる種類の運動を検出するために使用されるべきであるという基本的な考えに基づく。
本発明は、特に、検出回路の可動物体とこの検出器との間にダイヤフラムを必要としない検出器を提供するという問題を解決する。本発明による検出回路は、特に、アセンブリの間、コンポーネントのずれに対して過敏ではなく、より単純な製造及び安価であるという点で更に有利である。
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して明らかにされるであろう。
図1に断面図で示される本発明による検出構成10は、本発明による検出回路1を有する。例えばASICダイ(die)のような検出回路1は、例えばフォトダイオードのような検出器100,200,300と、例えばいかなる種類のLEDのような光源のようなソース4とを含み、パッケージ6に位置される。ばね8は、パッケージ6に取り付けられ、可動物体2は、ばね8に結合される。この可動物体2は、リフレクタ5と垂直回転ポイント7とを有する。パッケージ6のはんだくず9は、パッケージ6が、例えば図10に示される装置20に接続されることを可能にする。更に、x、y、及びz方向は、図1に示される。
移動されていない可動物体(左側)及び移動された可動物体(右側)を、図2に断面図及び上面図で示される検出回路1は、検出回路1、検出器D1乃至D4、ソースS、及びリフレクタ5の他の側におけるソースSのイメージ11の基本原理を説明するために開示される。上面図において、4つの検出器D1乃至D4は、ソースSを囲むように示される。検出器D1及びD2からの信号は、y方向の信号を得るため、差動回路を介してお互いから差し引かれ、検出器D3及びD4からの信号は、x方向の信号を得るため、差動回路を介してお互いから差し引かれる。
ジョイスティックのような可動物体2が、移動されていない位置又は静止位置にある場合、リフレクタ5は、基板に平行であり、ソースSから放出される光は、リフレクタ5により反射され、基板上に戻って光スポット3を投じる。言い換えると、リフレクタ5の背後のソースSの像11は、リフレクタの外形により生成される開口部を通じて光のコーンを光らせる。リフレクタ5のサイズ、ソースSとリフレクタ5との間の距離、検出器D1乃至D4の大きさは、光のスポット3が検出器領域の約半分をカバーするように選択され得る。システムの対称性により、反射される光のスポット3は、検出器D1乃至D4に中心合わせされる。言い換えると、全ての検出器D1乃至D4は、光に対して均等に晒され、それゆえX及びY方向の出力信号はゼロである。
ジョイスティックが、リフレクタ5の中央又は上部の垂直ピボットのすぐそばに少し傾けられる場合、像11は、新たな位置に対する円又はカーブに沿って移動される。それゆえ光のコーンも傾けられ、その結果、光のスポット3は、左に移動され、わずかに延在する。ここで対称性が壊れ、D3は、D4よりも多くの光の受け、D1及びD2は依然として均等に光らされる。出力部Xにおいて、X方向のジョイスティックの傾き角に比例するゼロでない信号が検出される一方、出力部Yの信号はゼロのままである。同様に、いかなる方向(X及びY)の傾斜も、3つの検出器D1乃至D4すべてにより検出され得る。検出器D1乃至D4に関連する言及された態様は、一例にすぎない。4つの検出器D1乃至D4からX及びY信号を抽出する異なる態様が存在する。
他の実現例において、ある方向へのジョイスティックの傾斜、したがってX及びY信号は、この方向に移動する、ディスプレイ上のカーソルの速度に変換される。ジョイスティックを傾けることにより、ユーザは所望の方向にカーソルを移動させることができる。運動の速度は、傾斜角に依存する。運動を停止させるため、ユーザは、ジョイスティックを放し、これを静止位置に戻すことが必要とされる。
本発明による検出回路1による検出回路1に対して上面図で図3に示される検出器レイアウトは例に過ぎず、例えば図3aにおける正方形、又は図3bにおける細い一片であり、検出器の数は、図3c及び3dにおいて4よりも多くなり得る。図3cにおいて、ソースの4つの側に沿って位置合わせする多くの小さな検出器がある。光のスポットによりカバーされる検出器の数を数えることにより、X及びY信号が得られ得る。この図3cは、図4においてより詳細に示される。図3dにおいて、基板は、小さな検出器のアレイに囲まれるソースSを含む。ジョイスティックの傾斜に対応する光スポットの形状及び位置は、光スポットにより覆われる検出素子を数えるとともに位置決めすることにより、正確に決定され得る。
更に、示されていないが、リフレクタは、異なる形状を有し得る。リフレクタは、凹面鏡であり得、鏡の中心点とソースとの間の距離は、好ましくはfと2fとの間であり得、fは鏡の焦点の長さである。この場合において、基板上の反射された光スポットは、平面鏡の場合よりも著しく小さくなる。凹面鏡は、図3dに示されるように、好ましくは検出器のアレイと組み合わせて使用される。小さなサイズの光スポットであるため、光スポットの位置は、ジョイスティックの傾斜に対応し、より正確に決定され得る。
本発明による検出回路1の上面図の更なる詳細を図4に示される検出器レイアウトは、例えば18個の検出器ユニット101乃至118を有する第1検出器100と、例えば8個の検出ユニット201乃至208を有する第2検出器200と、例えば18個の検出器ユニット301乃至318を有する第3検出器300とを有する。x方向に左から右に、ユニット301乃至309、検出器ユニット205及び206、ソース4、検出器ユニット207及び208、検出器ユニット318乃至310と続く。y方向に上から下へ、検出ユニット101乃至109、検出ユニット201及び202、ソース4、検出ユニット203及び204、検出ユニット118乃至110と続く。更に光スポット3が示される。
更に、強度I対位置Pを開示するグラフが示される。暗い領域は、401により示され、閾値は、403により示され、明るい領域は、402に示される。この例において、論理「1」は、暗い領域に対して生成され、論理「0」は、明るい領域に生成される。
本発明による検出回路1のフォトダイオード120,130,140及びトランジスタ121,122,131,132,141,142が、図5に示される。フォトダイオード120,130,140の陰極は、第1基準端子に結合され、これらの陽極は、トランジスタ121,131,141の第1メイン電極に結合される。これらのトランジスタ121,131,141の第2メイン電極は、トランジスタ122,132,142の第1メイン電極に結合され、インバータ123,133,143の入力部に結合される。トランジスタ121,131,141は、信号変化をデジタル化し、インバータ123,133,143は、該信号をさらにデジタル化し、デジタル信号を反転させる。トランジスタ122,132,142の第2メイン電極は、第2基準端子に結合される。トランジスタ121,131,141の制御電極は、互いに結合される。すべての制御電極は、バイアスをかける目的、電流を規定する、及び閾値を規定するため、更なる回路に結合され得る。
実際に、検出ユニットの各グループ101乃至109、110乃至118、301乃至309、310乃至318に対して、図5に示されるような円があり得る。検出ユニット201乃至208については、最小の状況において、1つの検出ユニット、例えば検出ユニット201又は202のみであり、拡張された状況では、例えば4個の検出ユニット201,208,204,205又は202,203,206,207があり得、最大の状況では、8又はそれより多くの検出ユニットがあり得る。検出ユニット201乃至208の数とは独立して、各々が図5に示されるような自身の回路を有するか、又は2若しくはそれより多くが図5等に示されるような回路をともに有し得る。
検出ユニット202,203,206,207は、選択するために押す(Z方向に押す)アクションを検出するために使用され、以下ではZ光検出器と称す。代替として、例えば全ての検出ユニット201乃至208は、Z光検出器であり得る。残りは、X及びY方向に使用され、以下ではX/Y光検出器と称す。Z光検出器は、ジョイスティックの位置に関わらず、好ましくは光スポット内にある。Z光検出器の位置は、変更され得、例えばソースから少し離れて、及び/又はX/Y光検出器と一致しなくなり得る。
検出回路において、各X/Y光検出器の信号は、対応する基準信号と比較され、結果として1ビットデジタル信号となる。例えばX−Y光検出器が光スポットの外にある場合、図5に示される回路は、この光検出器に対して結果として「1」となるか、又は他の場合において、光検出器が光スポット内にある場合、回路は結果として「0」となる。回路は、実際には1ビットADC(アナログデジタルコンバータ)である。言い換えると、回路は閾値検出をする(図4の隅の挿入図を参照されたい)。例えば光スポットの境界が光検出器を横切って移動する場合、光検出器で受けられる光の強度は、暗い値401から明るい値402に増加される。これら2つのレベルの間のどこかに、閾値403が規定される。これは、光のスポットの境界が光検出器を約半分横切って移動する場合、検出器で受ける信号は「1」(暗い)から「0」(明るい)に切り替えられるべきであることを意味する。後半において、デジタル回路は、各グループにおいて光スポットに照射されるフォトダイオードの数をカウントし、これが各グループにおける信号を表わす。信号X及びYは、それぞれグループ4に対するグループ3の信号を(デジタルに)差し引き、グループ2に対するグループ1の信号を(デジタルに)差し引くことにより計算されるであろう。このデジタル検出方法の利点は、電子回路がより簡素になることである。増幅器及びADCのようなアナログ回路が必要とされない。信号は、どの光検出器においてもすぐにデジタル化される。
フォトダイオードのような光検出器は、反転してバイアスをかけられ、例えばカレントミラー回路(図示略)で接続される。このカレントミラー回路を介して、基準電流が規定され得る。この基準電流は、同じグループのフォトダイオードを流れる等しい別個の電流を生成するためミラーリングされる。フォトダイオード120の発光状態に依存して、中間の点、例えばトランジスタ121と122との間の結合は、低い、又は高い値であり得る。例えばフォトダイオードが照らされていない場合、この点における電圧はほぼゼロであるが、フォトダイオードが光に照らされている場合、この内部抵抗が急激に(光の強度が指数関数的に)低下し、こうすることは、この点を素早く高い値に切り替える。全体的にデジタル化された信号であることを確かにするため、インバータ、例えば123のような更なる閾値検出回路が加えられ得る。最終的に、各インバータの出力部において、デジタル信号が得られ、これはフォトダイオードの発光状態に依存する。各グループにおけるフォトダイオードからの出力は、バイナリ数に変換させるため、後でエンコーダに供給され得る。エンコーダ以外の他の適切な回路も使用され得る。
本発明による検出回路1に対する断面図を更に詳細に図6に示される検出器レイアウトは、検出器200、検出器300、ソース4、リフレクタ5、リフレクタ5の移動されていない位置又は静止位置におけるソース4の像12、移動された又は非静止位置14のリフレクタ5、この移動された位置又は非静止位置に対するソース4の像13、及び光スポットの大きさ15を開示する。
例えば図10に示されるように、ディスプレイ上のあるアイテムを選択するため、ジョイスティックが垂直に押される場合、基板上の反射光のスポットの大きさは変更されないが、スポットの光強度が増加される。まず、リフレクタ5は、静止位置にある。リフレクタの縁において反射される光ビームは、基板上の反射された光スポットの境界を規定する。この現象は、等価な態様でも考慮され得る。光源の像12は(リフレクタ上の光源に対して対称であり)、リフレクタ5の位置の仮想的な孔を通じて光のコーンを照らす。この場合において、コーンの立体角は、α0である。ソースの固定された発光電力が与えられる場合、基板上の光強度はα0/Aに比例し、ここでAは、反射された光スポットの領域である。
ここでジョイスティックが垂直に押される(クリックアクション)場合、リフレクタは、前よりも基板に近い位置14に移動すると仮定される。単純な反射ルールを適用する場合、反射された光スポットのサイズが成長しないが、同じままであることは容易にわかる。しかしながら、ソースの像13がリフレクタに近づくという事実により、光のコーンの立体角α1は、α0よりも大きくなる。結果として、基板により受けられる光強度(〜α1/A、Aは不変)も増加する。1又はそれより多くのZ光検出器(例えば4)は、この変化をセンシングし、単純な閾値検出回路があれば、スティックの垂直位置に対応するデジタル信号が生成される。原則として、1つのZ光検出器のみが必要である。しかしながら、スティックの対称的な運動を確かにするため、1より多くのZ光検出器(例えば2乃至4)が好ましくなり得る。Z光検出器は、X/Y光検出器と同じ行に配置され得るか、好ましくはこれらが光スポット内にある場合、スティックの位置に関わらず、どこにでも位置され得る。
図7は、断面図で、本発明による第1集積検出回路1を示す。光源503は、基板506に被着されるとともにパターニングされる有機EL(OLED)であり、これは、低温ポリシリコン(LTPS)技術に基づく、薄膜トランジスタ(TFT)501、フォトダイオード502等のような電子装置を含む。遮蔽されていない場合、TFT又はLTPSフォトダイオードは、光に対して敏感であり、それゆえ光検出器として使用され得る。更に、LTPSに基づく電子回路は、装置に対して制御及び信号処理をするために使用され得、装置を完全に集積化する。LTPS及びOLED技術は、最近アクティブマトリクスOLEDディスプレイを作るために1つの共通の基板上に組み合わされている。それゆえ、光学ポインティング装置にこの技術を使用することは、技術の再利用、高度な集積化、及び低コストという点で有利である。OLEDの波長は、LTPSベースの光検出器の高感度な範囲に合うように選択され得る。絶縁層は、500で示され、透明上部電極は507により示され、下部電極は504で示され、ゲート酸化物は505で示される。
図8は、断面図で本発明による第2集積検出回路1を示す。Siフォトダイオード602(光検出器として使用される)及びCMOS回路601は、単結晶シリコン基板603に集積化され得る。Siウェハが完成した後(配線工程 back-end-of-the-lineプロセスの後)、ウェハは、OLEDファブに移送され、ここでOLED構造がSiウェハの上部に被着及びパターニングされる。ウェハは、例えば光学ポインティング装置に使用されるため別個のダイにダイスカットされる。透明上部電極は607で示され、下部電極は605で示され、OLEDは604で示され、Siダイの相互接続は600で示され、絶縁層は606で示される。
図9は、断面図で本発明による第3集積検出回路1を示す。(光検出器として使用される)Siフォトダイオード702及びCMOS回路701は、Si基板703上に集積化され得る。Siウェハが完成した後(配線プロセスの後)、無機LEDダイ704が(pick-and-placeプロセス及び接着により)取り付けられる。ウェハは、それから光学ポインティング装置に使用するために、別個のダイにダイスカットされる。ボンドワイヤは707で示され、下部電極は705により示され、Siダイの相互接続は700で示される。
熱源が赤外光を放出するので、これは、赤外光源としても使用され得る。熱源は、例えば(金属抵抗又はポリ抵抗を使用する)抵抗性ヒータにより、Si基板上に容易に生成され得る。代替として、可視光又は赤外光は、シリコンPN接合の発光を使用することにより、例えばPN接合が反転バイアスをかけられたり、アバランシェ状態であったり、又はCMOSトランジスタのいわゆるラッチアップ現象を使用する場合、Si上に生成され得る。ラッチアップは、ループ内のいくつかのトランジスタ内で過度の電流が流れ、熱及び赤外線放射を生成する場合の、ICにおける所望でない現象である。ラッチアップは、チップの欠陥又は不適切な設計により起きる。しかしながら、この場合において、ラッチアップは意図的に生成される。Siフォトダイオードは、赤外波長に対して高感度であり、それゆえ熱源から来る赤外光を検出するために使用され得る。
図10は、本発明による装置20を示す。これは、ディスプレイ21と、ジョイスティックのような可動物体2を有する。ジョイスティックは、例えば集積電子装置領域23の間に検出回路1及びソース4を有する、ディスプレイ領域のジョイスティック領域22に取り付けられ、これはディスプレイ基板24の一部を形成する。光学ジョイスティックは、アクティブマトリクスOLEDディスプレイ技術に基づく。構成は、共通の基板上に作製されるTFTに基づく複数の光検出器及びOLED光源と、リフレクタを有するとともに、基板上にかかるジョイスティックとからなる。この構成は、ディスプレイ上のメニューを通じてナビゲートするため、携帯電話、PDA,及び他のハンドヘルド装置のような装置に使用され得る。検出回路1は、ある種の検出器レイアウト、例えば図3に示されるレイアウトの一つ又はこれらの組み合わせを有し得、更なるレイアウトを除外しない。
装置は、例えばOLED,光検出器、及びOLEDディスプレイ技術を使用して作製される集積電子装置を含む大型基板からダイスカットされるフォトニックダイを含む。補足として、ジョイスティックはOLEDディスプレイ基板上に組み込まれ得、ディスプレイの付加的な機能として、ディスプレイとともに売られ得る。例えば携帯電話のOLEDディスプレイでは、ディスプレイ領域を取り囲むいくらかのマージンは、ディスプレイの駆動回路、接続パッド等のようなオンボードの電子装置に使用され得、他の電子回路の中の光学ジョイスティックの少なくともいくつかのコンポーネントは、ディスプレイ領域のマージンに組み込まれ得る。ジョイスティックの電子装置は、ディスプレイの囲む領域にも組み込まれ得る。図10の右側は、例えば携帯電話の組み合わされたディスプレイジョイスティックを示す。ジョイスティックの本体及びこのサスペンション気候は、ディスプレイ基板(図10の下側の左を参照されたい)に形成され得るか、又は電話の上部カバーの一部であり得る。
上記の実施例は、本発明の制限するのではなく説明するものであること、及び当業者は請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替の実施例を設計することができることは、留意されるべきである。請求項において、括弧で挟まれたいかなる参照符号も、請求項を制限するとして解釈されるべきではない。「有する」という動詞及びその活用は、請求項において述べられたもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に対する単数の表記は、複数のこのような要素の存在を排除しない。本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実現され得る。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、同じハードウェアによっても実現され得る。ある手段が相互に異なる請求項において繰り返されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示さない。
Claims (13)
- 可動物体の運動を検出する検出回路であって、
前記検出回路の平面の第1方向における、前記可動物体の第1運動を検出する第1検出器と、
前記検出回路の前記平面に垂直な第2方向における、前記可動物体の第2運動を検出する第2検出器と
を有し、
前記第1検出器が検出ユニットの位置において、光スポットの存在の有無を検出する第1検出ユニットを有し、前記光スポットの位置が、前記第1運動に依存し、前記第2検出器が第2検出ユニットの位置において、前記光スポットの第1強度又は第2強度を検出する第2検出ユニットを有し、前記第1強度及び前記第2強度が、ゼロでない異なる強度である、検出回路。 - 前記検出回路の前記平面の第3方向における、前記可動物体の第3運動を検出する第3検出器
を更に有し、該第3検出器が、第3検出ユニットの位置において、前記光スポットの存在の有無を検出する第3検出ユニットを有し、前記光スポットの前記位置が、前記第3運動に依存し、前記第1及び第3方向が非平行な方向である、請求項1に記載の検出回路。 - 前記第1検出器が、更なる第1検出ユニットを有し、前記第3検出器が、更なる第3検出ユニットを有し、前記第1検出ユニットが、前記第1方向に平行に位置合わせされ、前記第3検出ユニットが、前記第3方向に平行に位置合わせされる、請求項2に記載の検出回路。
- 前記第2検出器が、前記可動物体の位置とは独立して、全体として前記光スポット内に位置され、前記第1及び第3検出器が、前記可動物体の前記位置に依存して、部分的に前記光スポット内に位置される、請求項2に記載の検出回路。
- 光信号を生成するソースを更に有し、前記可動物体が、前記光信号を前記検出回路に反射するリフレクタを有し、前記光スポットが結果として前記反射された光信号となる、請求項1に記載の検出回路。
- 前記第1検出ユニットが、第1光素子信号を生成する第1光素子を有し、該第1光素子は、該第1光素子信号をデジタル化する第1トランジスタに結合され、前記第2検出ユニットが、第2光素子信号を生成する第2光素子を有し、該第2光素子は、該第2光素子信号をデジタル化する第2トランジスタに結合される、請求項1に記載の検出回路。
- 前記検出回路が、薄膜ポリシリコン技術、単結晶シリコン基板技術、発光ダイオード技術、有機EL技術のうちの少なくとも1つの技術に基づく、集積化された検出回路である、請求項1に記載の検出回路。
- 請求項1に記載の前記検出回路を有し、前記可動物体を更に有する、検出構成部。
- 前記検出構成部が、ダイヤフラムなしの構成である、請求項8に記載の検出構成部。
- 前記検出回路の前記平面の前記第1方向における、前記可動物体の前記第1運動が、結果として前記可動物体の傾斜となり、前記検出回路の前記平面に垂直な前記第2方向における、前記可動物体の前記第2運動が、結果として前記可動物体の押し下げとなる、請求項8に記載の検出構成部。
- 前記可動物体を有するマンマシンインタフェースを更に有する、請求項1に記載の検出回路を有する装置。
- 前記マンマシンインタフェースが、ディスプレイを更に有し、該ディスプレイが、前記検出回路を有する組み込まれたディスプレイである、請求項11に記載の装置。
- 検出回路を介して可動物体の運動を検出する方法であって、
第1検出器を介して、前記検出回路の平面の第1方向において、前記可動物体の第1運動を検出する第1ステップと、
第2検出器を介して、前記検出回路の前記平面に垂直な第2方向において、前記可動物体の第2運動を検出する第2ステップと、
を有し、前記第1ステップが、第1検出ユニットを介して、前記第1検出ユニットの位置における光スポットの存在の有無を検出する第1サブステップを有し、該光スポットの位置が前記第1運動に依存し、前記第2ステップが、第2検出ユニットを介して、前記第2検出ユニットの位置における前記光スポットの第1強度又は第2強度を検出する第2サブステップを有し、前記第1及び第2強度が、ゼロではない異なる強度である、方法。
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