JP5005929B2

JP5005929B2 - 光学ナビゲーションデバイスのためのプログラム可能な持ち上げ応答

Info

Publication number: JP5005929B2
Application number: JP2006046334A
Authority: JP
Inventors: ジョン・エス・ウェンストランド; ルーピンダー・エス・グレワル; ヴィンセント・シー・モイヤー
Original assignee: アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2006236352A; US8081159B2; KR101284493B1; GB2423576A; KR20060094491A; US20060187208A1; TWI432997B; CN1825260A; CN1825260B; GB0601469D0; TW200630864A

Description

本発明は、光学ポインティングデバイスに関する。

コンピュータ及びそのディスプレイ用の手動式ポインティングデバイスを使用することは、ほぼ一般的になっている。種々のタイプのポインティングデバイスの一形態は、協働するマウスパッドと連係して使用される従来の（機械式）マウスである。機械式マウスは一般に、マウスが移動する際にマウスパッド上を転がる、表面をゴムで仕上げた鋼球を含む。マウスの内部には、球（ボール）の均分円において球に接触して、その回転をマウスの動きに関する直交成分を表す電気信号に変換するローラ又はホイールがある。これらの電気信号は、コンピュータに結合され、コンピュータにおいてソフトウェアがそれらの信号に応答して、マウスの移動に従ってポインタ（カーソル）の表示された位置をΔＸとΔＹだけ変更する。

従来の機械式マウスのような機械式タイプのポインティングデバイスに加えて、光学ポインティングデバイスも開発されている。光学ポインティングデバイスの一形態では、ボールのような移動する機械的な要素を用いる代わりに、指又は机の作業面のようなイメージング表面と、光学ポインティングデバイス内の光検出器との間の相対的な移動を光学的に検出して移動情報へ変換する。

ユーザが光学ポインティングデバイスの動作をカスタマイズすることを可能にすることができることが望ましい。

本発明の一形態は、光学ナビゲーションセンサ、及び光学ナビゲーションセンサの動作高さを調整するための調整モジュールを含む光学ポインティングデバイスを提供する。

本発明によれば、ユーザ等により光学ポインティングデバイスの動作をカスタマイズすることが可能になる。

以下の詳細な説明において、その一部を形成し、本発明が実施され得る特定の実施形態を一例として示す添付図面を参照する。この場合、「上側」、「下側」、「前方」、「後方」等の方向性の用語は、説明される図面（単数又は複数）の向きを基準として使用される。本発明の実施形態のコンポーネントは、多くの種々の向きに配置され得るので、方向性の用語は例示のために使用され、決して制限しない。理解されるように、他の実施形態を利用することができ、本発明の範囲から逸脱せずに、構造的又は論理的な変更を行うことができる。従って、以下の詳細な説明は、制限する意味に解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。

図１は、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の平面図である。例示された実施形態において、光学ポインティングデバイス１０は光学式マウスである。ポインティングデバイス１０は、プラスチックケース（ハウジング）１２、左側ボタン（ＬＢ）１４Ａ、右側ボタン（ＲＢ）１４Ｂ、及び光学ナビゲーション（navigation：移動）センサ１０６を含む。光学ナビゲーションセンサ１０６は、プラスチックケース１２によって覆われ、従って図１において波線で示される。本発明の一形態によるポインティングデバイス１０は、図２に関連して更に詳細に後述される。

図２は、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の主なコンポーネント示すブロック図である。光学ポインティングデバイス１０は、光学ナビゲーションセンサ１０６、光源１１８、及びレンズ１２０を含む。光学ナビゲーションセンサ１０６は、デジタル入力／出力回路１０７、ナビゲーションプロセッサ１０８、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１２、光検出器アレイ（フォトアレイ）１１４、及び光源ドライバ回路１１６を含む。ナビゲーションプロセッサ１０８は、メモリ１１１を含む。一実施形態において、光学ポインティングデバイス１０は、デスクトップパーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯用コンピュータ、又は他の装置用の光学式マウスである。別の実施形態において、光学ポインティングデバイス１０は、光学式指紋動作検知ポインティングデバイス又は他のポインティングデバイスとして構成される。別の実施形態において、光源１１８の強度は制御される。

動作中、一実施形態に従って、光源１１８は、机の作業面、又は他の適切なイメージング表面であるナビゲーション表面１２４上へ光１２２を放射し、反射イメージが生成される。一実施形態において、光源１１８は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。他の実施形態において、光源１１８はレーザである。光源１１８は、制御ライン１１０を介してナビゲーションプロセッサ１０８によって制御されるドライバ回路１１６により制御される。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８が制御ライン１１０を使用することにより、ドライバ回路１１６の電源がオン／オフされ、それに対応して光源１１８の電源がオン／オフされる。

表面１２４からの反射光は、レンズ１２０により光検出器アレイ１１４上へ送られる。光検出器アレイ１１４の各光検出器は、光検出器に入射する光の強度に基づいて大きさが変化する信号を提供する。光検出器アレイ１１４からの信号は、信号を適切な分解能（例えば、８ビット）のデジタル値に変換するアナログデジタル変換器１１２に出力される。デジタル値は、机の作業表面又は他のナビゲーション表面の部分、又は光学ポインティングデバイス１０の下にあるイメージング表面の部分のデジタルイメージ又はデジタル表現を表す。アナログデジタル変換器１１２により生成されたデジタル値は、ナビゲーションプロセッサ１０８に出力される。ナビゲーションプロセッサ１０８により受信されたデジタル値は、メモリ１１１内にフレーム（コマ）として格納される。

光検出器アレイ１１４の外形寸法は好適には、いくつかの特徴を有するイメージを受け取るのに十分な大きさである。係る空間的特徴からなるイメージは、光学ポインティングデバイス１０がナビゲーション表面１２４の上を移動する際に、画素情報の変換されたパターンを生成する。アレイ１１４の光検出器の数、及びそれらの内容がキャプチャされてデジタル化されるフレームレートは相互作用して、光学ポインティングデバイス１０がどれぐらいの速さで表面を横切って移動できるか、及びどれぐらいの速さで依然としてトラッキングされ得るかということに影響を及ぼす。トラッキングは、ナビゲーションプロセッサ１０８が移動の方向と量を突き止めるために、新たにキャプチャされたサンプルフレームをその前にキャプチャされた基準フレームと比較することにより、達成される。

一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、連続したフレームの相互相関を実行して、移動情報を求める。本発明の一形態において、１つのフレームの全内容は、ナビゲーションプロセッサ１０８によって、１つの画素のオフセットのトライアルシフト（１つ向こうへ、１つ向こうで１つ下がる、１つ下がる、１つ上の方へ、１つ上の方で１つ向こうへ、他の方向で１つ向こうへ等）だけ許容される８つの方向のそれぞれにおいて連続的に１つの画素の距離だけシフトされる。それは合計して８つのトライアルになる。また、少しも移動がなかった場合には、９番目のトライアル「ヌルシフト」も使用される。各トライアルシフトの後、互いにオーバラップするフレームのこれらの部分は、ナビゲーションプロセッサ１０８によって乗算されて加算され、オーバラップのその領域内で類似性（相関）の尺度を形成する。別の実施形態では、より大きなトライアルシフト（例えば、２つ向こうで１つ下がる）が使用され得る。最も大きな相関を有するトライアルシフトが、２つのフレーム間の移動の指示として利用され得る。即ち、それは、スケーリングされ得る、及び／又は都合の良い精度の移動情報（ΔＸ及びΔＹ）を提供するように累積され得る未処理の移動情報を提供し、適切な情報交換レートでデータ及び制御ライン１０４でデジタル入力／出力回路１０７によって、ホストコンピュータに出力される。また、光学ポインティングデバイス１０は、データ及び制御ライン１０４を介してホストデバイスからデータ及び制御信号を受信するようにも構成される。

一実施形態において、光検出器アレイ１１４は、光検出器の電荷蓄積時間を制御するための電子シャッターを含む。電子シャッターが「開かれる」場合、電荷が蓄積され、アレイ１１４の光検出器に入射する光の強度に関連した電圧が生成される。積分時間の終了時に、電子シャッターが「閉じられ」、これ以上電荷は蓄積されない。本発明の一形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、適切な露光を保証することを支援するために、及び類似した露光を有する連続したイメージを保証することを支援するために、制御ライン１１５を介して光検出器アレイ１１４の電荷蓄積時間を制御するように構成される。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、キャプチャされたデジタルイメージデータの値を検査し、あまりに多すぎる最小値、又はあまりに多すぎる最大値が存在するか否かを判定する。あまりに多すぎる最小値が存在する場合、ナビゲーションプロセッサ１０８は制御ライン１１５を介して光検出器アレイ１１４の電荷蓄積時間を増加させる。あまりに多すぎる最大値が存在する場合、ナビゲーションプロセッサ１０８は光検出器アレイ１１４の電荷蓄積時間を減少させる。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、それぞれのキャプチャされたデジタルイメージの全画素を平均化し、計算された平均値に基づいてアレイ１１４の電荷蓄積時間を調整する。

本発明の一形態において、イメージは、フレーム期間中に光学ナビゲーションセンサ１０６によりキャプチャされて処理される。フレーム期間は、３つの段階、即ち積分段階、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換段階、及びイメージ処理段階を含む。積分段階中、光は光検出器アレイ１１４により「収集」され、電荷が蓄積される。Ａ／Ｄ変換段階中、蓄積された電荷は、アナログデジタル変換器１１２によりデジタルデータに変換される。イメージ処理段階中、ナビゲーションプロセッサ１０８は、デジタルイメージデータを処理し、ホストデバイスに出力される増分ΔＸ、ΔＹ移動データを生成する。一実施形態において、各フレーム期間中、ナビゲーションプロセッサ１０８により、光源１１８は積分段階中にオンし、Ａ／Ｄ変換段階及びイメージ処理段階中にオフする。

一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、メモリ１１１に格納された表面品質（ＳＱＵＡＬ）値１１３を計算するように構成される。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、メモリ１１１に格納されたそれぞれのキャプチャされたフレームを検査し、フレームに出現する表面の特徴の数を特定する。ナビゲーションプロセッサ１０８は、現在のフレームのＳＱＵＡＬ値１１３をメモリ１１１に格納する。格納されたＳＱＵＡＬ値１１３は、現在のフレームにおける表面の特徴の特定された数を表す。本発明の一形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、メモリ１１１に格納されたＳＱＵＡＬ値１１３をキャプチャされたイメージフレーム毎に更新する。一実施形態において、各ＳＱＵＡＬ値１１３は、０から２５５の範囲内にある。他の実施形態において、ＳＱＵＡＬ値１１３は、表面のナビゲーション可能性の別の尺度とすることができる。

一実施形態による表面の特徴は、ナビゲーション表面１２４における隆起部と谷部、又は他の不完全性又は可視的コントラスト特徴により生じたキャプチャされたイメージの明暗領域などの、表面１２４の微視的なテクスチャ又は粗さによって生じた、キャプチャされたイメージに現れるパターンを含むように定義される。光学ポインティングデバイス１０が机の作業表面などのナビゲーション表面１２４から持ち上げられて離れる場合、キャプチャされたフレームには表面の特徴がほとんど又は全く出現しないことになり、ＳＱＵＡＬ値１１３がゼロに近づくであろう。「簡単にナビゲートできる」表面１２４上において、光学ポインティングデバイス１０が表面１２４から最適な距離にある場合、ＳＱＵＡＬ値１１３は最大値に近づく。ＳＱＵＡＬ値１１３が大きいほど、ナビゲーション計算を行うための表面１２４の品質は高くなる。

一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、現在のＳＱＵＡＬ値１１３が最小しきい値を越える場合にのみ、連続したイメージフレームの相互相関、及び移動データの計算を含むナビゲーションプロセスを実行する。本発明の一形態において、現在のＳＱＵＡＬ値１１３が最小しきい値を下回る場合、ナビゲーションプロセッサ１０８は移動データのゼロの値を出力し、現在のＳＱＵＡＬ値１１３が最小しきい値より高くなるように戻って上昇するまで、ナビゲーションプロセスを停止する。ＳＱＵＡＬ値１１３が最小しきい値より高くなるように戻って上昇すると、ナビゲーションプロセッサ１０８はナビゲーションプロセスを再開する。また、一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、現在のＳＱＵＡＬ値１１３に基づいて光源１１８を制御するようにも構成される。本発明の種々の実施形態に従ってナビゲーションプロセッサ１０８によるＳＱＵＡＬ値１１３の使用法が、図４〜図６に関連して更に詳細に後述される。

光学ポインティングデバイス１０は、ナビゲーション表面１２４の上の或る範囲の高さ以内で有効に機能する。高さの範囲を超える場合、光学ポインティングデバイス１０は、ナビゲーション（移動）を追跡することを可能にするフレームを十分にキャプチャすることができない。光学ポインティングデバイス１０が有効に機能する、ナビゲーション表面１２４上の高さの範囲は、本明細書において、光学ポインティングデバイス１０の動作高さと呼ばれる。

光学ポインティングデバイス１０の動作高さは、ナビゲーション表面１２４（例えば、ナビゲーション表面１２４の規則性又は均一性）、光学ナビゲーションセンサ１０６の製造公差、及びハウジング１２の設計を含む光学ポインティングデバイス１０の全体的な設計に依存する。これらの依存性により、光学ポインティングデバイス１０の動作高さは変動する可能性があり、特定のユーザのニーズに適合しない可能性がある。例えば、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタは、ユーザが光学ポインティングデバイス１０をナビゲーション表面１２４上で再配置しようとする際に光学ポインティングデバイス１０の動作高さより上に光学ポインティングデバイス１０を持ち上げない場合には、不用意に移動し続ける可能性がある。この場合、ユーザは、ナビゲーション表面１２４から持ち上げられる光学ポインティングデバイス１０に応答してポインタが移動しないように、光学ポインティングデバイス１０の動作高さを調整することを望む可能性がある。

別の例として、光学ポインティングデバイス１０は、ユーザがマウス脚部又は他のコンポーネントをハウジング１２に取り付けて、マウス脚部又は他のコンポーネントによって、ナビゲーション表面１２４に対する光学ポインティングデバイス１０の動作高さを超えるようにする場合には、ナビゲーションを追跡することを可能にするフレームを十分にキャプチャできない。この場合、ユーザは、光学ポインティングデバイス１０がマウス脚部又は他のコンポーネントと共に適切に動作することを可能にするように光学ポインティングデバイス１０の動作高さを調整することを望む可能性がある。

図３Ａ〜図３Ｄ、図４、及び図５は、光学ポインティングデバイス１０の動作高さを調整可能にする実施形態を示す。図３Ａ〜図３Ｄにおいて、ユーザ又は製造業者は、ひとまとめにして光学ナビゲーションシステム３１０と呼ばれる、ハウジング１２内の光学ナビゲーションセンサ１０６、光源１１８、及びレンズ１２０の配置を調整することにより、光学ポインティングデバイス１０の動作高さを機械的に調整する。図４及び図５において、ユーザ又は製造業者は、光学ナビゲーションセンサ１０６の動作パラメータを調整することにより、光学ポインティングデバイス１０の動作高さをプログラムによって調整する。

図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の光学ナビゲーションシステム３１０を機械的に調整することを示すブロック図である。図３Ａ〜図３Ｄに示された実施形態において、光学ポインティングデバイス１０は、調整モジュール３００を含む。調整モジュール３００は、光学ナビゲーションシステム３１０に対する機械的な接続３０４を有する調整機構３０２を含む。調整機構３０２は、ケース１２に取り付けられ、又はケース１２内に埋め込まれる。調整機構３０２は、機械的な接続３０４を用いて光学ナビゲーションシステム３１０を移動するための任意の適切な機構とすることができる。例えば、調整機構３０２は、ネジ付き調整リング又はスライドバーとすることができる。

ユーザは、調整機構３０２を調整して、ナビゲーション表面１２４に対して光学ナビゲーションシステム３１０を移動させる。図３Ａにおいて、光学ナビゲーションシステム３１０は、ナビゲーション表面１２４から第１の距離ｄ１にある。ユーザは調整機構３０２を調整して、図３Ｂに示されるように、光学ナビゲーションシステム３１０とナビゲーション表面１２４との間の距離を増加させることができる。この場合、光学ナビゲーションシステム３１０は、ナビゲーション表面１２４から、第１の距離ｄ１より長い第２の距離ｄ２にある。また、ユーザは調整機構３０２を調整して、図３Ｃに示されるように、光学ナビゲーションシステム３１０とナビゲーション表面１２４との間の距離を減少させることもできる。この場合、光学ナビゲーションシステム３１０は、ナビゲーション表面１２４から、第１の距離ｄ１より短い第３の距離ｄ３にある。

図３Ａ〜図３Ｄに示されるように、調整機構３０２は、それが光源１１８とレンズ１２０からオフセットするようにケース１２の底部内に埋め込まれる。他の実施形態において、調整機構３０２は、他の場所（例えば、ケース１２の上側又はその近くに、又はケース１２の側面又はその近くに）に取り付けられるか、又は埋め込まれてもよい。

図４は、本発明の一実施形態による図１と図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサをプログラムにより調整するためのシステムを示すブロック図である。図４において、処理システム４００は、ポート４０６を用いて有線接続又は無線接続を介して光学ポインティングデバイス１０に作動的に、つまり関連して動作するように結合される。処理システム４００は、メモリ４０４のプログラムを実行するように構成されたプロセッサ４０２を含む。プログラムは、光学ポインティングデバイス１０と関連するドライバ４１０を含む。ドライバ４１０は、メモリ４０４に格納される前に、任意の他の携帯記憶媒体又は非携帯記憶媒体に格納され得る。ユーザは、光学ポインティングデバイス１０、並びにキーボード及びディスプレイ装置などの１つ又は複数の入力／出力装置４０８を用いてドライバ４１０と対話する。光学ナビゲーションセンサ１０６は、調整モジュール４１２を含む。

処理システム４００を用いて、ユーザ又は製造業者は、ドライバ４１０と対話し、光学ナビゲーションセンサ１０６の動作高さが調整モジュール４１２を用いて調整されるためのパラメータを提供する。ドライバ４１０は、ユーザ又は製造業者からパラメータを受け取り、それによりパラメータが調整モジュール４１２に提供される。ドライバ４１０は、調整を行う際にユーザを支援するために、光学ナビゲーションセンサ１０６の動作高さを調整するユーザのプロセスにおいて、グラフ又はゲージなどの情報をユーザに表示するか、又は提供する。調整モジュール４１２は、調整モジュール４１２がナビゲーションプロセッサ１０８によりアクセス可能であるように、レジスタ（図示せず）などの一部のメモリ１１１を含む。

一実施形態において、ユーザ又は製造業者により調整されるパラメータには、ＳＱＵＡＬ１１３に関連したしきい値、及びナビゲーション限界パラメータが含まれる。光学ナビゲーションセンサ１０６は、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタが静止する、即ち移動を止めるように、光学ナビゲーションセンサ１０６が移動情報を生成して提供することを停止する状態を判定するために、ＳＱＵＡＬ１１３に関連したしきい値、及びナビゲーション限界パラメータを使用する。

別の実施形態において、ユーザ又は製造業者はドライバ４１０により提供される較正機能を選択し、それにより光学ナビゲーションセンサ１０６が特定のナビゲーション表面１２４に対する光学ポインティングデバイス１０の機能を最適化する。図５は、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の光学ナビゲーションセンサ１０６をプログラムにより調整するための方法を示す流れ図である。図５の方法は、プロセッサ４０２により実行されることに応じて、ドライバ４１０により実施され得る。

図５において、ブロック５０２に示されるように、光学ナビゲーションセンサ１０６の較正がユーザ又は製造業者により選択されたか否かに関して判定が行われる。光学ナビゲーションセンサ１０６の較正が選択されていない場合、ブロック５０２の機能は後で実施され得る。

光学ナビゲーションセンサ１０６の較正がユーザにより選択された場合には、ブロック５０４に示されるように、ドライバ４１０は、光学ナビゲーションセンサ１０６を調整するように、ユーザ又は製造業者を促す。一実施形態において、ドライバ４１０は、調整データを生成するために光学ナビゲーションセンサ１０６を動かすように、ユーザ又は製造業者を促す。別の実施形態において、ドライバ４１０は、調整データを生成するために光学ナビゲーションセンサ１０６のスクロールホイール（図示せず）を調整するように、ユーザ又は製造業者を促す。ブロック５０６に示されるように、ドライバ４１０は、光学ナビゲーションセンサ１０６により出力された調整データ及び他の情報を検出し、調整データ及び他の情報を用いて光学ナビゲーションセンサ１０６の較正を実施してナビゲーションしきい値を調整する。ナビゲーションしきい値は、ＳＱＵＡＬ１１３に関連したしきい値及びナビゲーション限界パラメータを含むことができる。

ブロック５０８に示されるように、ドライバ４１０が較正に関連したユーザ入力を受け取ったか否かに関して判定が行われる。ユーザ入力は、光学ポインティングデバイス１０の動作高さをより厳密に調整するために、ユーザ又は光学ポインティングデバイス１０の製造業者により提供される光学ポインティングデバイス１０の追加の調整値を含むことができる。ブロック５１０に示されるように、ドライバ４１０が較正に関連したユーザ入力を受け取る場合、ドライバ４１０はユーザ入力に従ってナビゲーションしきい値を調整する。

図４及び図５の実施形態を用いて、ユーザ又は製造業者は、種々のナビゲーション表面１２４に関連するナビゲーションパラメータを、ドライバ４１０に格納させることができる。従って、ユーザ又は製造業者は、光学ポインティングデバイス１０に対する種々のナビゲーション表面１２４間で選択するために、格納されたパラメータを使用することができる。また、ユーザ又は製造業者は、特定の処理システム４００に対して種々の光学ポインティングデバイス１０を考慮するために、格納されたパラメータを使用することもできる。

従来の動作モード又は標準的な動作モードにおいて、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ユーザが光学ポインティングデバイス１０をナビゲーション表面１２４から光学ポインティングデバイス１０の動作高さを超えて持ち上げることに応答して、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタを本質的に静止させる、即ちポインタの動きを止めるための移動情報を出力する。例えば、ディスプレイ装置のカーソルは、光学ナビゲーションセンサ１０６により提供される出力情報に従って、ユーザが光学ポインティングデバイス１０をナビゲーション表面１２から持ち上げることに応答して静止することができる。

惰性動作モードにおいて、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタは、ユーザが光学ポインティングデバイス１０をナビゲーション表面１２４から光学ポインティングデバイス１０の動作高さを超えて持ち上げる前にポインタの速度がしきい値を上回る場合に、この持ち上げに応答して所定時間の期間だけ移動し続ける。図６は、本発明の一実施形態に従って光学ポインティングデバイス１０の光学ナビゲーションセンサの惰性モードを実施するための方法を示す流れ図である。図６の方法は、ナビゲーションプロセッサ１０８を用いて光学ナビゲーションセンサ１０６により実施され得る。

図６において、ブロック６０２に示されるように、持ち上げが検出されたか否かに関して判定が行われる。持ち上げには、ナビゲーション表面１２４から光学ナビゲーションデバイス（光学ポインティングデバイス）１０を持ち上げること、又は光学ナビゲーションセンサ１０６から指などのナビゲーション表面を持ち上げることが含まれる。一実施形態において、光学ナビゲーションセンサは、ＳＱＵＡＬ値１１３がしきい値未満であることを検出することにより、光学ポインティングデバイス１０の持ち上げを検出する。他の実施形態において、光学ナビゲーションセンサは、他の態様で光学ポインティングデバイス１０の持ち上げを検出する。光学ポインティングデバイス１０の持ち上げが検出されない場合には、ブロック６０２の機能は、後で繰り返される。

持ち上げが検出された場合には、ブロック６０４に示されるように、惰性動作モードにいるか否かに関して、光学ナビゲーションセンサ１０６により判定が行われる。光学ナビゲーションセンサ１０６は、光学ナビゲーションセンサが従来の動作モードにいるか又は惰性動作モードにいるかを示す、メモリ１１１に格納された情報にアクセスすることにより、惰性動作モードにいるか否かを判定する。

光学ナビゲーションセンサ１０６が惰性動作モードにいない（即ち、光学ナビゲーションセンサ１０６が従来の動作モード又は標準的な動作モードにいる）場合、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ブロック６０６に示すようにポインタを静止させるための移動情報を出力する。図７Ａは、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の光学ナビゲーションセンサ１０６の従来のモードを示すグラフである。図７Ａのグラフ７０２は、時間（ｔ）にわたって光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタの速度（ｖ）を示す。時間（ｔ_ａ）の前に、光学ナビゲーションセンサ１０６は、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタをグラフ７０２によって示される速度で移動させるための移動情報を出力する。時間ｔ_ａにおいて、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ユーザが光学ポインティングデバイス１０を持ち上げたことを検出する。この結果、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ポインタの速度がゼロになる、即ちポインタを静止させるための移動情報を出力する。従来の動作モードにおいて、光学ナビゲーションセンサ１０６は、持ち上げられる前のポインタの速度に関わりなく、ポインタを静止させるための移動情報を出力する。

ブロック６０４で判定されたように、光学ナビゲーションセンサ１０６が惰性動作モードにいる場合には、ブロック６０８に示されるように、持ち上げられる前の光学ポインティングデバイス１０の速度が高いか否かを検出することに関して光学ナビゲーションセンサ１０６により、判定が行われる。光学ナビゲーションセンサ１０６は、持ち上げられる前の光学ポインティングデバイス１０の速度がしきい値を超えている場合に、光学ポインティングデバイス１０の速度が高いことを検出する。光学ナビゲーションセンサ１０６は、持ち上げられる前に検出された移動情報に基づいて、速度を計算する。その速度は、持ち上げられる前の或る時間期間にわたる平均速度、又は持ち上げられる前の所定時間における速度とすることができる。

光学ポインティングデバイス１０の高い速度が検出されない場合には、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ブロック６０６に示されるように、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタを静止させるための移動情報を出力する。速度がしきい値未満である場合、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ポインタを静止させることにより、従来のモードと類似して動作する。

光学ポインティングデバイス１０の高い速度が検出された場合には、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ブロック６１０に示されるように、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタを移動し続けるための移動情報を出力する。光学ナビゲーションセンサ１０６は、所定の惰性パラメータに従ってポインタを移動し続けるための移動情報を出力する。惰性パラメータは、持ち上げられた後に光学ナビゲーションセンサ１０６がポインタを移動し続ける関数を定義する。例えば、関数は、持ち上げられた後にポインタが移動する速度、方向、及び距離を特定する、指数関数又は一次関数とすることができる。

図７Ｂは、本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイス１０の光学ナビゲーションセンサ１０６の惰性モードを示すグラフである。図７Ｂのグラフ７１２は、時間（ｔ）にわたって光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタの速度（ｖ）を示す。時間ｔ_ｂの前に、光学ナビゲーションセンサ１０６は、光学ポインティングデバイス１０により制御されるポインタをグラフ７１２によって示される速度で移動させるための移動情報を出力する。時間ｔ_ｂにおいて、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ユーザが光学ポインティングデバイス１０を持ち上げたことを検出する。この結果、光学ナビゲーションセンサ１０６は、時間ｔ_ｂから時間ｔ_ｃの時間期間と共にポインタの速度がゼロになるための移動情報を出力する。時間ｔ_ｂから時間ｔ_ｃの時間期間中に、光学ナビゲーションセンサ１０６は、ポインタの速度が時間ｔ_ｃでゼロに達するまで、ポインタの速度を漸次的に減じるための移動情報を出力する。

一実施形態において、惰性パラメータは、惰性モードにおいて持ち上げられた後に、ポインタを「滑らせる」ようにプログラム可能である。「滑り」は、速度がゼロに達してポインタが停止するまで、持ち上げられた後に或る時間期間にわたってポインタが連続的に遅くなる（例えば、一次又は指数関数的な速度減衰関数に従って）場合に生じる。

別の実施形態において、惰性パラメータは、惰性モードにおいて持ち上げられた後に、ポインタを「発射する」ようにプログラム可能である。「発射」は、ポインタが最大位置、例えばディスプレイ装置の縁部、又はディスプレイ装置内の領域の境界に達するまで、ポインタが、持ち上げられている間に連続した速度又は加速的な速度で存続する場合に生じる。

ユーザが光学ポインティングデバイス１０をナビゲーション表面１２４に戻した後に、光学ポインティングデバイス１０は通常動作に戻り、一実施形態による光学ナビゲーションセンサ１０６により検出されるフレームに基づいて、移動情報を出力する。

光学ナビゲーションセンサ１０６により使用される惰性パラメータは、図４に示された実施形態を用いて、ユーザ又は光学ポインティングデバイス１０の製造業者によりプログラムされ得る。ユーザ又は製造業者は、入力／出力装置４０８を用いて、ドライバ４１０と対話し、惰性パラメータを提供する。ドライバ４１０により、惰性パラメータが光学ポインティングデバイス１０に提供されてメモリ１１１に格納される。ユーザ又は製造業者は、時間、距離、又は速度の惰性パラメータを指定して、特定の目的、例えば特定のコンピュータゲームのために光学ナビゲーションセンサ１０６をカスタマイズできる。更に、ブロック６０８に使用されるしきい値速度は、ユーザ又は製造業者によりプログラムされ得る。必要に応じて、ユーザ又は製造業者は、しきい値速度を低い値、例えばゼロに設定し、それにより光学ナビゲーションセンサ１０６が、持ち上げが行われるときはいつでもポインタを移動し続けるための移動情報を出力することができる。

光学ナビゲーションセンサ１０６により実施される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は任意のそれらの組合せで実現され得る。具現化形態は、マイクロプロセッサ、プログラム可能ロジックデバイス、又はステートマシンを介してもよい。本発明のコンポーネントは、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体にソフトウェアで常駐できる。本明細書で使用される限り、用語コンピュータ可読媒体は、フロッピー（Ｒ）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、及びランダムアクセスメモリなどの、揮発性又は不揮発性の任意の種類のメモリを含むように定義される。

本明細書において、特定の実施形態が例示されて説明されてきたが、当業者には理解されるように、様々な代替及び／又は等価の具現化形態が、本発明の範囲から逸脱せずに、図示され説明された特定の実施形態に置き換えられ得る。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態の任意の改作形態又は変形形態を網羅するように意図されている。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその等価物によってのみ制限されることが意図されている。

以下においては、本発明の種々の構成要件の組合せからなる例示的な実施形態を示す。
１．光学ナビゲーションシステムと、及び
前記光学ナビゲーションシステムの動作高さを調整するための調整モジュールとを含む、光学ポインティングデバイス。
２．前記調整モジュールが、前記光学ナビゲーションシステムに対する調整機構及び機械的な接続を含む、上記１に記載の光学ポインティングデバイス。
３．前記光学ナビゲーションシステムを含むハウジングを更に含み、
前記調整モジュールが、前記ハウジングに対して前記光学ナビゲーションシステムを調整するように構成されている、上記２に記載の光学ポインティングデバイス。
４．前記調整モジュールが、少なくとも１つのナビゲーションパラメータを含む、上記１に記載の光学ポインティングデバイス。
５．前記ナビゲーションパラメータが、前記光学ナビゲーションシステムにより処理システムから受け取られる、上記４に記載の光学ポインティングデバイス。
６．前記ナビゲーションパラメータが、表面のナビゲーション可能性の尺度と関連している、上記４に記載の光学ポインティングデバイス。
７．ナビゲーションパラメータを受け取り、及び
前記ナビゲーションパラメータを用いて光学ポインティングデバイスの動作高さを調整することを含む、前記光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサによって実施される方法。
８．ユーザから前記ナビゲーションパラメータを受け取ることを含む、上記７に記載の方法。
９．前記ナビゲーションパラメータを用いて前記光学ポインティングデバイスの動作高さを増加させることを更に含む、上記７に記載の方法。
１０．前記ナビゲーションパラメータを用いて前記光学ポインティングデバイスの動作高さを減少させることを更に含む、上記７に記載の方法。
１１．処理システムによって実行可能なプログラム製品であって、そのプログラム製品により前記処理システムが、
ユーザから較正の選択を受け取り、
前記処理システムに結合された光学ナビゲーションデバイスを調整するようにユーザを促し、
前記光学ナビゲーションデバイスの動作高さを調整するように構成された少なくとも１つのナビゲーションパラメータを生成するように較正を実施し、及び
前記光学ナビゲーションデバイスに前記ナビゲーションパラメータを提供する、処理システムによって実行可能なプログラム製品
１２．前記プログラム製品により前記処理システムが、
前記ナビゲーションパラメータに関連したユーザ入力を受け取り、及び
前記光学ナビゲーションデバイスに前記ナビゲーションパラメータを提供する前に、前記ナビゲーションパラメータを調整する、上記１１に記載のプログラム製品。
１３．前記ナビゲーションパラメータが、光学ポインティングデバイスの前記動作高さを調整するように構成されている、上記１１に記載のプログラム製品。
１４．前記ナビゲーションパラメータが、前記光学ポインティングデバイスの動作高さを増加させるように構成されている、上記１３に記載のプログラム製品。
１５．前記ナビゲーションパラメータが、前記光学ポインティングデバイスの動作高さを減少させるように構成されている、上記１３に記載のプログラム製品。
１６．光学ナビゲーションセンサを含む光学ポインティングデバイスとナビゲーション表面との間で持ち上げられたことを検出し、及び
前記持ち上げられたことの検出に応答して、ポインタを移動し続けさせるための移動情報を処理システムに提供することを含む、前記光学ナビゲーションセンサにより実施される方法。
１７．一次減衰関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、上記１６に記載の方法。
１８．指数関数的な減衰関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、上記１６に記載の方法。
１９．前記持ち上げられている間に、前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、上記１６に記載の方法。
２０．ユーザによる少なくとも１つのパラメータ入力に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、上記１６に記載の方法。
２１．ハウジングと、及び
前記ハウジング内に収容されている光学ナビゲーションセンサとを含み、
前記光学ナビゲーションセンサは、前記ハウジングがナビゲーション表面から持ち上げられたことを検出することに応答して、ポインタを移動し続けさせるための移動情報を処理システムに提供するように構成されている、光学ポインティングデバイス。
２２．前記光学ナビゲーションセンサが、時間の関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、上記２１に記載の光学ポインティングデバイス。
２３．前記光学ナビゲーションセンサは、前記光学ポインティングデバイスが持ち上げられている間に、前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、上記２１に記載の光学ポインティングデバイス。
２４．前記光学ナビゲーションセンサが、ユーザによる少なくとも１つのパラメータ入力に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、上記２１に記載の光学ポインティングデバイス。

本発明の一実施形態による光学ポインティングデバイスの平面図である。本発明の一実施形態による図１に示された光学ポインティングデバイスの主なコンポーネント示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの調整を示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの調整を示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの調整を示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの調整を示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサを調整するためのシステムを示すブロック図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサを調整するための方法を示す流れ図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの惰性モードを実現するための方法を示す流れ図である。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの従来のモードを示すグラフである。本発明の一実施形態による図１及び図２に示された光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションセンサの惰性モードを示すグラフである。

符号の説明

10 光学ポインティングデバイス
12 ハウジング
106 光学ナビゲーションセンサ
400 処理システム
410 ドライバ
412 調整モジュール

Claims

光学ポインティングデバイスであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容された光学ナビゲーションセンサとを含み、
前記光学ナビゲーションセンサは、前記ハウジングがナビゲーション表面から持ち上げられたことを検出することに応じて、前記ハウジングが持ち上げられたことを検出する前に前記光学ポインティングデバイスの速度がしきい値を越えているという判定がなされる場合にのみ、ポインタを所定時間の期間だけ移動し続けさせるための移動情報を処理システムに提供するように構成され、前記光学ナビゲーションセンサは更に、前記ハウジングが前記ナビゲーション表面から持ち上げられたことを検出することに応じて、前記ハウジングが持ち上げられたことを検出する前に前記光学ポインティングデバイスの速度がしきい値を越えていないという判定がなされる場合にのみ、前記ポインタを静止させるための前記移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、光学ポインティングデバイス。
前記光学ナビゲーションセンサは、時間の関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための前記移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
前記光学ナビゲーションセンサは、前記光学ポインティングデバイスが持ち上げられている間に前記ポインタを移動し続けさせるための前記移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、請求項１又は２に記載の光学ポインティングデバイス。
前記光学ナビゲーションセンサは、ユーザによる少なくとも１つのパラメータ入力に従って、前記ポインタを移動し続けさせるための前記移動情報を前記処理システムに提供するように構成されている、請求項１〜３の何れかに記載の光学ポインティングデバイス。
光学ナビゲーションセンサにより実行される方法であって、
前記光学ナビゲーションセンサを含む光学ポインティングデバイスとナビゲーション表面との間で持ち上げを検出し、
前記持ち上げの前に前記光学ポインティングデバイスの速度がしきい値を越えているか否かを判定し、
前記持ち上げの検出に応じて、前記速度が前記しきい値を越えている場合にのみポインタを所定時間の期間だけ移動し続けさせるための移動情報を処理システムに提供し、
前記持ち上げの検出に応じて、前記速度が前記しきい値を越えていない場合にのみポインタを静止させるための前記移動情報を前記処理システムに提供することを含む、方法。
一次減衰関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、請求項５に記載の方法。
指数関数的な減衰関数に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、請求項５に記載の方法。
前記持ち上げられている間に、前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、請求項５〜７の何れかに記載の方法。
ユーザによる少なくとも１つのパラメータ入力に従って前記ポインタを移動し続けさせるための移動情報を前記処理システムに提供することを更に含む、請求項５〜８の何れかに記載の方法。