TW200817985A - Detection circuit for detecting movements of a movable object - Google Patents

Detection circuit for detecting movements of a movable object Download PDF

Info

Publication number
TW200817985A
TW200817985A TW096113659A TW96113659A TW200817985A TW 200817985 A TW200817985 A TW 200817985A TW 096113659 A TW096113659 A TW 096113659A TW 96113659 A TW96113659 A TW 96113659A TW 200817985 A TW200817985 A TW 200817985A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
movable object
detection circuit
spot
detecting
circuit
Prior art date
Application number
TW096113659A
Other languages
English (en)
Inventor
Le Kim Phan
Original Assignee
Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninkl Philips Electronics Nv filed Critical Koninkl Philips Electronics Nv
Publication of TW200817985A publication Critical patent/TW200817985A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304Detection arrangements using opto-electronic means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04703Mounting of controlling member
    • G05G2009/04722Mounting of controlling member elastic, e.g. flexible shaft
    • G05G2009/04729Mounting of controlling member elastic, e.g. flexible shaft melastomeric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/0474Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
    • G05G2009/04759Light-sensitive detector, e.g. photoelectric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04777Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional push or pull action on the handle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

200817985 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種偵測可移動物體 且亦係關於-種制配置、 夕動之摘測電路, 該可移動物體之實例為搖』广種方法。 例為諸如行動電話、個以置之貝 消費… 個人電細、個人數位助理及遙控器之 費=…及非消費型產品(不排除其他實例)。 【先前技術】 專利二时:弟6’326,948號知曉先前技術之偵測配置,該 2揭不一輸入裝置,其包含-具有滑動表面之基座、一 可在滑動表面上滑動之可於余 私動主體、-用於發光之發光元 件^1供以用於可移動主體且具有用於反射由發光元 天之之反射表面的反射部分;及用於接收由反射部 刀反射之光之複數個光接收元件。 在先前技術之谓測配置中,藉由比較由複數個光接收元 件接收之光之!而摘測水平移動’且藉由福測由複數個光 接收元件接收之光的總量而_垂直移動。 已:之偵測配置為不利的,此尤其歸因於光源於可能受 老化損害之發光元件之事實。因此,先前技術之们則配置 在相當大程度上受老化損害。 【發明内容】 本i月之目私尤其為提供一種在相對較小之程度上受老 化損害之彳貞測電路。 本發明之其]也日姆4 目“尤其為提供在相對較小之程度上受老 120355.doc 200817985 化損害之一種偵測配置、-種褒置及-種方法。 含根據本發明之用於_可移動物體之移動㈣測電路包 -用於偵測可移動物體之移動之偵測哭 -用於偵測在偵測單元之 :°〆、’貝1态包含 难η〜士位置處的來自一光源之光點之 偵測早 亥位置處之光點取決於該移動,及 一。用於補償老化及/或製程變化之參考偵測器,該 m包含-用於校準該㈣單元之參考偵則單_ 藉由,入用於補償老化及/或製程變化之:考 器,根據本發明之偵測電路在相對較小之好上、卜 及/或製程變化損害。該參考偵測器包含用於校準=測單 兀之夢考_單元。(例如)該光源可能受老化損害 如T源及/或谓測器可能受製程變化損害。藉由本發 補賴所有此等種類之損害。 Ο 根據本發明之偵測電路之進一步優 長時期中具有增加之可靠性。 …、將在較 八根據本發明之㈣電路之-實施例被界定成㈣測哭包 3用於偵消J可料物體在_電路之一平φ中的第— 上之第-移動之第一偵測器,該偵 :向 口口一 ^ 5 弟—伯消f 早兀,〇用於谓測該光點在第一谓測單元之—位置處之、 在或不存在,光點之該位置取決於該第—移動。第2存 在偵測電路之平面為水平平面之情形下為(例如: (不排除其他選擇)。 — 向 根據本發明之谓測電路之—實施例被界定成該第―谓測 120355.doc 200817985 器取決於可移動物體之一位置而部分位於光點内及參考偵 測器獨立於可移動物體之位置而完全位於該光點内。光點 之大小較佳地使得參考偵測器之所有參考偵測單元獨立於 可移動物體之位置而位於此光點内且較佳地使得第一偵測 器之所有第一偵測單元取決於可移動物體之位置而部分位 :此光點内且部分位於此光點之外。可移動物體之位置判 疋光點在偵測電路處之位置。 根據本發明之㈣電路之—實_被界定成該偵測器包 含一用則可移動物體在垂直於们則電路之一平面的第 方向上之第—移動之第二痛測器’該光點之強度取決於 該第二移# ’該㈣單元包含一第二偵測單元,其㈣ 測在第二债測單元之一位置處的光點之一第一強度或一第 強度帛-及第—強度為不等於零之不同強度。第二方 向在痛測電路之平面為水平平面之情形下為(例如)z方向 (不排除其他選擇)。 。。根據本發明之㈣電路之—實施例被界定成該第二偵測 态獨立於可移動物體之一 、、 測器獨立於可移動物位=::光點内及參考摘 矛夕動物體之位置而完全位於該光點之外。光 =大小較佳地使得參考_器之所有參考㈣單元獨立 編之所有第二#測單==外且較佳地使得第二 於此光點内。再-大可=Γ移動物體之位置而位 路處之位置。 μ物體之位置判定光點在伯測電 匕用於才乂準弟-伯測單元之一或多個參考摘測單 120355.doc 200817985 ::、有人用於杈準第-偵測單元之-或多個參考偵測單元 不同之|置。複數個第—谓測單元允許較準確地们則在諸 士 X及y方向之第一方向上之移動。複數個第一偵測單元為 ⑴士)乂又之線,其中第二们則單元位於交又點處或接近 於交叉點或者其中複數個第二偵測單元位於接近交又點 绝位於乂叉之一或多個線上或接近於交叉之線。用於校 準第1測單元之-或多個參考㈣單元亦將位於接近交 叉點處,w於校準第二_單元之一或多個參考谓測單 元可能散於交叉區域以外。 根據本發明之偵測電路之一實施例被界定成進一步包 含: 用於產生光信號之光源,可移動物體包含一用於將光信 就反射至谓測電路之反射器,該光點由反射光信號產生。 藉由將諸如發光源或發紅外光熱源之光源定位於偵測電 路中及藉由向可移動物體提供反射器,不利地將光源定位 至可移動物體中不再為必要的。 根據本發明之偵測電路之一實施例被界定成:該偵測單 兀包含一用於產生光元件信號之光元件,該光元件耦接至 一用於數位化光元件信號之電晶體;及該參考偵測單元包 含用於產生參考光元件信號之參考光元件,該參考光元件 耦接至一耦接至該電晶體之參考電晶體。藉由在光元件之 後(諸如,光二極體或光電晶體)即數位化光元件信號,避 免了複雜且昂貴之類比至數位轉換器及放大器。參考光元 件信號(例如)包含經由包含經耦接之電晶體之鏡面構造而 120355.doc 200817985 禝製至光元件及其電晶體之電流。 根據本發明之偵測杏 .,^ 貝鈀例被界定成該偵洌雷竹 係一基於以下技術φ夕$ κ 只㊇電路 至 > 一技術之積體偵測電路·笼 夕日日矽技術及單晶石夕Α ^ •溽膜 發光二極體技術體技術及有機 / W篮冤路可有利地包含氺 體及光源以形成一穩固電路。 、電晶 根據本發明之偵測配 一牛勺人1々 匕3根據本發明之偵測電路且 步包含可移動物體。 且進 根據本發明之伯.測 體之移動由可移動物^ 施㈣Μ成該可移動物 而、物體傾斜而造成或由可移動物體被下按 而造成。由第一俏、、目丨|留-& Γ扣 偵測傾斜且由第二偵測單元偵制 下知。傾斜及下按為使用者親和之移動。 d =據本u之裝置包含根據本發明之㈣ 包含人機介面(其包含可移㈣. 進步 根據本發明之裝置之_ 之貫施例被界定成該人機介面土隹一 步包含一顯示器,該顯 進 口口、 ^ ”、、的為包含偵測電路之整合式顯示 夯。較佳地,可移動物體^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ … H A正口式顯不态之顯示區域之 广以此方式’可移動物體形成(例如)顯示器之部分 且無需單獨建置’此使得製造較為簡單且成本較低。 根據本發明之偵測配置 置之貝施例及根據本發明之裝置的 貫施例以及根據本發明 ^, 月之方法之貫施例與根據發明的偵測 电路之實施例一致。 、、 本發明尤其係基於對於井开生 ― 、 了 &九兀件及偵測兀件可能受到老化 及/或製程變化損害的洞臾 j糾冢且其尤其係基於參考偵測器應 120355.doc -10- 200817985 藉由向參考偵測器提供用於校準偵測單 來補償老化及/或製程變化的基本思想 I月解决4問題尤其提供—種在相對較小之程产上為 =員=測電路。根據本發明之輪路之 勢在於其將在較長時期中具有增加之可靠性。 此等及其他態樣將自下文描述之實施例而顯而 易見且將芩考下文描述之實施例來闡明。 【實施方式】 二圖1中以橫截面形式展示之根據本發明之谓測配置1〇 …艮據本發明之仙電路1。諸如A S! C晶粒之偵測電路】 包含諸如光二極體之偵測器100、200、300及諸士 4 任何類型之LED之光源的光源4日/ 及遠如類似於 原的先源4且位於封裝6中。彈簧8附 =二,且可移動物體㈣至彈菁8。此可移動物體2 已3反射☆ 5及虛擬旋轉點7。封裝6之焊球9允許封裝6連 ^至^如)圖1G中所示之裝置2Q。此外,在圖i中展示 及Z方向。 關於未移動之可移動物體(左側)及關於經移動之可移動 物體(右側)而以橫截面及俯視圖形式在圖2中展示之偵測電 路1以橫截面形式揭示從而闡述谓測電路i、搞測哭跑 職光⑽及光源s在反射仏另—側的影像基本 原理。在俯視圖中,展示環繞光源8之四個谓測_至 D4。經由微分電路而將來自债測器⑽的之信號彼此相 減以獲”方向信號且經由微分電路而將來自偵測請及 D4之信號彼此相減以獲得X方向信號。 120355.doc 200817985 當諸如搖桿之可移動物體2處於未移動之位置或靜止位 置日守(左側)’反射态5平行於基板且自光源s發射之光.由反 射器5反射且將光點3投射回基板上。換言之,光源s在反 射窃5後.方之影像11經由一由反射器之輪廓產生之開口而 發光成一光錐。可選擇反射器5之大小、光源s與反射器5
之間的距離及偵測器01至04之尺寸,使得光點3覆蓋偵測 器面積之大約一半。歸因於系統之對稱性,反射光點3居 中於偵測器D1至D4上。換言之,所有偵測器⑴至以同等 地曝露於光且因此X及Y方向上之輸出信號為零。 當搖桿關於反射器5之中部5戈上方之虛擬柩轴而略微向 右側傾斜時,影像11沿圓周或曲線而移動至新位置。因此 光錐亦傾斜且因此光點:3向左位移且略微伸長。對稱性現 受到破壞:D3比D4接收較多光,而叫及〇2仍受到相等照 射。在輸出X上,孩測到與搖桿在χ方向上之傾角成比例 之非零信號’而輸出Υ上之信號仍為零。類似地,可藉由 所有四個偵測器D1至D4來偵測任一方向以及γ)上^傾 斜。連接彳貞測器m至D4之所提及之方式僅為一實例。存 在自四個偵測器〇1至〇4擷取χ&γ信號之不同方式。 在另-實施例中,將搖桿向特定方向之傾斜(因此,又及 Υ信號増譯為在顯示器上向此方向移動之游標之速度。藉 由傾斜搖桿’使用者能夠將游標移動至所要方向。移動之 速度取決於傾角。為了 /真μ ”、、Τ止私動,使用者需釋放搖桿且使 其返回至靜止位置。
圖3中關於根據本發明 之偵測電路1而 以俯視圖形式展 120355.doc -12- 200817985 貞J。。布局僅為實例(諸如, 中之细條)日户Q 3a中之正方形或圖3b 上。在圖氕中,存…”貞“之數目可為四個以 咨。猎由對由光點覆 干夕車^制 X及γ«。在圖4巾較^_ 進,可獲得 板入右不此圖3c。在圖3时,基 板3有由較小偵測器 點罗苗令站 干幻衣、,兀之先源s。可藉由對由光
二二Γ元件進行計數及定位而精確判定對應於搖 杯之傾斜的光點之形狀及位置。 另外(但未圖示)’反射器可具有不同形
凹面鏡。鐘面夕士 ^ J 中心點與光源之間的距離較佳地在£與2f之 間’其中f為鏡 ,LL y '、 曲之焦距。在此情形下,基板上之反射光 點顯著小於平括户 十I鏡面之情形下的光點。凹面鏡較佳地與如 圖3d中所示之_器之陣列組合而使用。歸因於光點之較 小的大小’可較精確地判定光點之位置(因此對應於搖桿 之傾斜)。 干 1/ 關於根據本發明之㈣電路1而以俯視圖之形式較詳細 圖4中展示之偵測器布局包含第一偵測器1 〇〇(其包含 ^ 士)36個偵測單元101至136)且包含第二债測器200(其包 3 (例如)4個偵測單元201至204)且包含第三偵測器3〇〇(其 包合(例如)4個偵測單元301至304)。在自左向右之χ方向 上’價測單元11 9至127之後為偵測單元303及203、之後為 光源4、之後為偵測單元2〇4及3〇4且之後為偵測單元136至 128 °在自上向下之y方向上,偵測單元101至109之後為债 測單兀301及201、之後為光源4、之後為偵測單元2〇2及 120355.doc 200817985 302且之後為债測單元118至11〇。另外,展示光點3。 另外,展示揭示強度丨與位置P之關係之曲線圖。由4〇1 指示黑暗區域,由403指示閾值且由402指示明亮區域。在 此貝例中,對於黑暗區域產生邏輯,,丨,,且對於明亮區域產 , 生璉輯0 。用於校準第一偵測單元1〇1至136之一或多個 . 參考们則單元301至304將具有與用於校準第二制單元 201至204之一或多個參考偵測單元(未圖示)不同之位置。 〇 複數個第一偵測單元101至丨36允許較準確地偵測在諸如χ 及y方向之第一方向上之移動。複數個第一偵測單元ι〇ι至 136為(例如)交叉之線,其中第二偵測單元至位於交 叉點處或接近於交又點或者其中複數個第二偵測單元2〇ι 至204位於接近交叉點處、位於交叉之一或多個線上或接 近於又叉之線。用於校準第一偵測單元i 〇丨至】3 6之一或多 個茶考摘測單元3G1至3G4亦將位於接近交叉點處,且用於 杈準第一偵測單凡2〇丨至2〇4之一或多個參考偵測單元(未 〇 圖示)可能位於交叉區域以外。 在圖5中展示根據本發明之偵測電路1之光二極體42〇、 • 430、440 及電晶體 421、422、431、432、441、442 〇 光二 極體420、430、440之陰極耦接至第一參考端子,且其陽 “ 極耦接至電晶體421、431、441之第一主電極。此等電晶 月且421 43 1、441之第二主電極耦接至電晶體422、432、 442之第一主電極且耦接至反相器423、々η、443之輸入。 電日日月丑421、431、441數位化信號改變且反相器423、 433、443進一步數位化信號且使數位信號反相。電晶體 120355.doc -14- 200817985 422、432、442之第二主電極 “ 示一参考端子。雷曰 脰L 441之控制電極彼此叙接。電晶體似邮 43 2、442之控制電極彼此耦接。 :虞=明,參考光二極體41。存在以用於校準光二極 :;2 : / I另外’進一步存在(例如)電晶體4】】及 2。光一極體410之陰極耦接至 搞接至電晶體411之第一主㈣免 陽極 I弟主電極。電晶體411之 耦接至電晶體412之第一主雷榀曰4杜 一電極 電極且耦接至電晶體412之控制 電極’該控制電極進一步轉接至電晶體伯,、二: :制電極。電晶體412之第二主電極輕接至第 子。電晶體411之控制電極麵接至電晶體421、431、州之 控制電極且經由電塵源413而耦接至第—參考端子。 實際上,對於每一組谓測單元101至1〇9、119至127、 110至118、128至136,可能存在如圖5中所示之電路,藉 此(例如)(正常)偵测單元包含(正常)光二極體且參考偵測單 兀包含參考光二極體。關於傾測單元2(Π至2〇4,在最小,产 :兄下將僅存在一個崎元,在擴展情況下可能存蝴 )兩個侦測單元,且在最大情況下可能存在四個或四個 以上偵測單元。獨立於偵測單元201至204之數目,每—偵 ,單元可具有如圖5中所示之其自身之電路或者兩個或兩 、可偵測單元共同具有如圖5中所示之電路,等等。 偵測單70 201至2〇4(例如)用以傾測按壓選擇(在z方向上 按壓)動作’在下文中被稱作Z光谓測器。其他摘測單元 101至136用於X及γ_,在下文中被稱作χ/γ光债測器。 120355.doc 200817985 流以產生流過同一組中之光二極體之相等且獨立之電流。 取決於光二極體420之亮度狀況,電晶體421及422之間的 中點(例如,輕接)可處於低值或高值。舉例而言,當光二 極體未受照射時,此點處之電麼幾乎為零,但當光:極體 曝露於光時,其内電阻急劇降低(與光強度呈指數關係), 此使得該點迅速切換至高值。為了確保經完全數位化之信 唬可添加諸如反相器(例如)423之額外間值摘測電路。最 終、,在每一反相器之輸出處可獲得取決於光二極體之亮度 狀況的數位仏唬。可在稍後階段中將來自每一組中之光二 極體之輸出饋入編碼器中以將其轉換為二進制數。亦可使 用除編碼器以外之其他合適電路。 關於根據本發明之摘測電路1而以橫截面形式在圖6中較 示之她布局揭示偵測器1〇。、2。。、3。。與光源4 =射器5以及光源4在反射器5之未移動之位置或靜止位 置之影㈣’及處於經移動之位置或非靜止位置Μ處之 =器5以及光源4對於此經移動之位置或非靜止位置 像13,以及光點尺寸15。 之二直按塵搖桿以(例如)選擇如圖1。中所示之顯示器上 特疋項目時,基板上之反射光之光點的直徑不改變,但 光點之光強度增加。 在開始時,反射器5處於靜止位置。 ί器之邊緣處反射之光束界定基板上之反射光點之邊 反射ΓΓ等效方式來考慮此現象:光源之影们2(經由 :射:與光源對稱)經由替代反射器5之虛 錐。在此情形下,光錐之立體角為α。。給定光源之固』 120355.doc 200817985 其中Α為反射光 度功率’基板上之弁% & 九強度與αΟ/Α成比例 點之面積。 現若垂直按壓搖桿(點按動作),則假定反射器行進至比 先則之位置接近基板之位 1 Μ猎由應用一間早反射規 則,可谷易地發現反射光 尤2之大小並未增長,而是保持相
同。然而,歸因於光源之影像13現較接近反射器之事實, 光錐之立體角α1現大於α0。因此,由基板接收之光強产 (〜α1/Α,其中Α不變)亦增加。-或多個Ζ光偵測器(例如, 4個)將感應此改變,且藉由一簡單閾值偵測電路,產生對 f於桿之垂直位置之數位信號。原則光偵測 益為必要的、然而’為了確保桿之對稱移動,—個以上Z 光们則器(例如2至4個)為較佳的。z光债測器可配置於與 X/Y光偵測器相同之列巾,或者其可位於別處,較佳地以 其位於光點内部為條件,而不論桿之位置。 圖7以橫截面形式展示根據本發明之第一積體偵測電路 1。光源503為有機發光二極體(〇LED),其被沈積並圖案 化至基板506上,该基板5〇6含有諸如薄膜電晶體(打丁) 5〇1、光二極體5〇2等等之基於低溫多晶矽(LTps)技術之電 子裝置。TFT或LTPS光二極體在不經遮罩之情況丁對光敏 感,因此可用作光偵測器。此外,可使用基MLTps之電子 電路以控制並進行裝置之信號處理,此使得裝置完全整 合。近來已將LTPS與〇LED技術組合於一共同基板上以製 造主動矩陣OLED顯示器。因此,此技術於光學指標裝置 之使用在技術再用、高度整合及低成本方面為有利的。可 120355.doc -18- 200817985 選擇〇LED之波長以適合基於LTps之 卜 圍。由500指示隔離層,由5〇 、’、态之敏感範 一 離層由507才日不透明頂部電極,由5〇4 指不底部電極,由505指示閘氧化物。 圖8以杈截面形式展示根據本 门 < 弟一積體偵測電路 =將=_G2(用作編⑻及⑽巧路術整 δ於早日A基板6〇3上。在⑴晶目完成後(在後段 Ο α 後將晶圓轉移至0LED製造i,其中將〇咖結構 並圖案化至Si晶圓之頂部上。接 ’、 稷者將日日圓切割為分開之曰 粒以用於(例如)光學指標裝置中。 τ 田607指不透明頂部電 Η 605指示底部電極’由_指示咖,由6〇〇指示以 晶粒之互連且由606指示隔離層。 圖9以橫截面形式展示根據本發明之第三積體偵測電路 1 °可將Sl光二極體7〇2(用作光谓测器)及CMOS電路7〇1整 口於Si基板703上。在Sl晶圓完成後(在後段製程之後),將 無機LED晶粒7〇4安裝(藉由取置處理及膠合)於以圓之頂 部上。接著將晶圓切割為分開之晶粒以用於光學指標裝置 中。由7〇7指示接合線,由705指示底部電極,由700指示 s i晶粒之互連。 由於熱源I射紅外光’因此其同樣可用作紅外光源。可 (。例如)藉由電阻性加熱器(使用金屬電阻器或多晶石夕電阻 »。)而谷易地在Si基板上產生熱源。或者,可藉由使用石夕 N接面之光發射(例如當p_N接面經反向偏塵且處於突崩條 件下時)或使用CMOS電晶體之所謂,,栓鎖”現象而在以上產 生可見光或紅外光。拴鎖為過多電流流入產生熱及紅外發 120355.doc -19- 200817985 射之迴路中之兩個電晶體時, ^ θ , 之不良現象。栓鎖歸因 、曰曰之不適當設計或缺陷而發生H, =故意產生的。Si光二極體對紅外波長敏感,因此可 用以谓測來自熱源之紅外光。 _展示根據本發明之裝置2G。其包含顯示器21及諸如 才干之可移動物體2。搖桿(例如)安裝於顯示區域之包含偵 測電路1及光源4之搖桿區域 、 Ο Ο , °亥£域22處於形成顯示 土板4之邛分之整合式電子器 Α ^ ^ ^ 23之間。光學搖桿係 。於…0㈣顯示技術。該配置由以下各物組成: := 同基板上之⑽⑽源及許多基於tft之光伯測 用V二吊於基板上方之反射器的搖桿。此配置可 :於诸:行動電話、PDA及其他掌上型裝置之裝置中以經 顯不裔上之選單而導航。偵㈣電路1可且有任一種 伯測哭古EL /、有任種類之 、匕布局,例如圖3中所示之布 排除其他布局)。 有次其組合(不 olL置(例如)含有自使用0LED顯示技術而製造之含有 LED、光偵测器及整合式電子器件 之光子晶粒。作為補充,搖桿可作為顯^基板切割而得 1於〇咖顯示基板上且可與顯示器_ 如)行動電話中之〇LED 。。 σ 在(例 緣可用於諸如=之Γ 繞顯示區域之一些邊 子。。杜 驅動電路、連接襯墊等等之機上電 子益件。可將光學搖桿之至少一 械上電 邊緣中,在其他電子電路之P1 :、、、件“於顯示區域之 合於顯示器…搖桿之電子器件整 U域中。圖10右側展示(例如)行動電話 J20355.doc -20- 200817985 裝置中之顯示器上的指標裝置。 應注意上文所提及之實施例說明而非限制本發明,且熟 習此項技術者將能夠在不脫離所附申請專利範圍之範疇的 情況下設計許多替代實施例。在申請專利範圍中,不應將 置於圓括號之間的任何參考符號解釋為限制請求項。動詞 ’’包含’’及其變化形式之使用不排除除陳述於一請求項中之 兀件或步驟以外的元件或步驟之存在。在元件之前的數詞 ’’一’’不排除複數個該等元件之存在。可藉由包含若干不同 兀件之硬體及藉由受到適當程式化之電腦而實施本發明。 在枚舉若干構件之裝置項巾,可由硬體之同-項目體現此 等構件中之若干者。僅僅某些措施敍述於相互不同之獨立 項中之事實並不指示不可有利地使用此等措施之組人。 【圖式簡單說明】 / σ ° 圖1以橫截面形式而圖解地展示根據本發明之偵測配 移 路 圖2關於未移動之可移動物體(左側)及關於經移動之可 動物體(右側)而以橫截面及俯視圖之形式展示侦測電 之形式展示根據本發明之 圖3(包括圖3a至圖3d)以俯視圖 偵測電路之偵測器布局; 之偵測電路之較詳 圖4以俯視圖之形式展示根據本發明 細的偵測器布局; 圖 圖 5展:根據本發明之偵測電路之光二極體及電晶體丨 6以橫截面形式展示根據本發明之偵測電路之較詳細 120355.doc -22-

Claims (1)

  1. 200817985 十、申請專利範圍: 1· 一種用於偵測一可移動物體(2)之移動之偵測電路(1), 該偵測電路(1)包含: 一用於偵測該可移動物體(2)之一移動之偵測器(1⑻、 200),該偵測器(1〇〇、200)包含一偵測單元(1〇1至136、 2〇1至2〇4),該铺測單元(101至136、2〇1至2〇4)係用於伯 測在該痛測單元(1〇1至136、2〇1至2〇4)之—位置處之一
    Ο 來自-光源(4)之光點(3),該位置處之該光點(3)取決於 該移動,及 一用於補償老化及/或製程變化之參考债測器(3〇〇), 該參考痛測器(300)包含一用於校準該搞測單元(ι〇ι至 136、201至204)之參考偵測單元(3〇1至3〇4)。 2.如明求項1之偵測電路(丨),該偵測器(1〇〇、2⑽)包含一 用於偵測該可移動物體⑺在該偵測電路⑴之一平面中 的第一方向上之一第一移動n測器(⑽),該痛 測單元(⑻至^加至^包含—第—㈣單元⑽ 至136),其用於制該光點(3)在該第一㈣單帥〇1至 )之位置處的-存在或—不存在,該光點(3)之該位 置取決於該第一移動。 3·如4求項2之㈣電路⑴,該第1測器_取決㈣ 可移動物體(2)之-位置而部分位於該光點⑺内,且該 夢考偵測器(300)獨立於該可移動物體⑺之該位置而完 全位於該光點(3)内。 4·如睛求項1之偵測電路〇), 該偵測器(100 200)包含一 120355.doc 200817985 用於傾測該可移動物體(2)在垂直於該制電路⑴之一 平面的一第二方向上之-第二移動之第二偵測器(200), 該光點(3)之一強度取決於該第二㈣,該谓測單元⑽ 6 201至204)包含一第二偵測單元(2〇1至2〇4),其 用於仙在該第二_單元⑽至2G4)之—位置處的該 光點(3)之-第—強度或—第二強度,該第—強度及該第 一強度為不等於零之不同強度。
    G 5.如請求項4之偵測電路⑴,該第二制器(2〇〇)獨立於該 可移動物體(2)之-位置而完全位於該光點⑺内,且該 參考摘測H (3GG)獨立於該可移動物體(2)之該位置而完 王位於該光點(3)之外。 6·如請求項1之偵測電路(1),其進一步包含: •用於產生一光信號之該光源(4),該可移動物體(2)包 3 一用於將該光信號反射至該偵測電路(1)之反射器 (5) ’遠光點(3)由該反射光信號產生。 7·如請求項1之偵測電路⑴,該偵測單元(1〇1至丨36、2〇1 至2〇4)包含一用於產生一光元件信號之光元件(420),該 光兀件(420)耦接至一用於數位化該光元件信號之電晶體 (421) ’且該參考偵測單元(301至304)包含一用於產生一 二考光元件^號之參考光元件(41 〇),該參考光元件 (41〇)耦接至一參考電晶體(411),該參考電晶體(411)耦 接至该電晶體(421)。 明求項1之偵測電路(1)’該偵測電路(丨)為一積體偵測 甩路’該積體偵測電路基於以下技術中之至少一技術: 120355.doc 200817985 :薄膜多晶石夕技術及一單晶石夕基板技術以及 月豆技術及一有機發光二極體技術。 X —極 I :種=如請求項1之偵測電路(1)之谓測配置⑽,盆 進一步包含該可移動物體(2)。 ^ 1。·如明求項9之偵測配置〇〇),該可移動物體 該可移動物體⑺傾斜而造成或由該 )之矛夕動由 按而造成。 ^了私動物體(2)被下 11·:種包含如請求項㈣測電路⑴之裝置㈣,其進— y包含—人機介面,該人機介面包含該可移動物體⑵ …求項U之裝置(20),該人機 動:體⑺。 哭on » ^ 步包含一顯示 ρ…〜顯不器(21)為一包含該伯測電路⑴之整合式 顯示器。 ϋ 13. 一種用於經由,電路⑴而制-可移動物體⑺之 移動之方法,該方法包含·· 經由—谓測器(100、200)而债測該可移動物體⑺之一 移動之-第-步驟,該第一步驟包含經由一谓測單元 (101至136、20丨至綱)而偵測在該偵測單元(⑻至⑴、 1〇1至204)之—位置處的—來自_光源⑷之絲⑺之一 第子步驟,該位置處之該光點(3)取決於該移動,及 、、二由苓考偵測器(300)而補償老化及/或製程變化之 第一步驟,该第二步驟包含經由一參考偵測單元(3〇1 至3〇4)而校準該偵測單元(101至136、201至2〇4)之一第 二子步驟。 120355.doc
TW096113659A 2006-04-21 2007-04-18 Detection circuit for detecting movements of a movable object TW200817985A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06112932 2006-04-21
EP06112923 2006-04-21
EP06114263 2006-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200817985A true TW200817985A (en) 2008-04-16

Family

ID=38625389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096113659A TW200817985A (en) 2006-04-21 2007-04-18 Detection circuit for detecting movements of a movable object

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090101803A1 (zh)
EP (1) EP2021900A2 (zh)
JP (1) JP2009534734A (zh)
KR (1) KR20090007563A (zh)
TW (1) TW200817985A (zh)
WO (1) WO2007122549A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007122532A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection circuit for detecting movements of a movable object
WO2009125360A2 (en) * 2008-04-08 2009-10-15 Nxp B.V. Optical pointing device
KR100906571B1 (ko) * 2008-06-29 2009-07-06 한창섭 광소자를 이용한 반구형 포인팅 장치
CN102124425A (zh) 2008-08-21 2011-07-13 Nxp股份有限公司 处理来自指向设备的信号的方法和设备
US8822903B2 (en) * 2008-09-23 2014-09-02 Nxp, B.V. Detection system for the detection of movements of a movable object, a method of detecting movements of a movable object, and an IC having implemented therein the detection system
WO2010105631A2 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Cherif Atia Al Greatly Computer input system, method, and device
DE102009025595A1 (de) * 2009-06-19 2010-12-23 Brendel, Wolfgang, Dipl.-Ing. Elektro-optischer Signalgeber
EP2388682B1 (en) * 2010-05-18 2013-05-01 Nxp B.V. Method and apparatus for misalignment compensation in optical joysticks
DE102018205922A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Zf Friedrichshafen Ag Eingabevorrichtung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686361A (en) * 1983-03-08 1987-08-11 Bard Arnold D Joystick control unit
US4652741A (en) * 1984-11-08 1987-03-24 Spacelabs Inc. Radiant beam coordinate detector
US5355149A (en) * 1992-05-27 1994-10-11 Spacelabs Medical, Inc. Scanning system for touch screen keyboards
US5392146A (en) * 1993-01-25 1995-02-21 Motorola, Inc. Optical rotary control device
US5428369A (en) * 1994-06-07 1995-06-27 Kensington Microware Limited Computer pointing device
US5621207A (en) * 1994-08-29 1997-04-15 Hasbro, Inc. Optical joystick using a plurality of multiplexed photoemitters and a corresponding photodetector
US5943233A (en) * 1994-12-26 1999-08-24 Sharp Kabushiki Kaisha Input device for a computer and the like and input processing method
US5567902A (en) * 1995-01-06 1996-10-22 Baldwin Piano And Organ Company Method and apparatus for optically sensing the position and velocity of piano keys
US5610394A (en) * 1996-04-29 1997-03-11 Itron, Inc. Rotation monitor disturbance neutralization system
JPH10207616A (ja) * 1997-01-20 1998-08-07 Sharp Corp 入力装置
US6329647B1 (en) * 2000-07-03 2001-12-11 Peter J. Mikan Compensation reference circuit for opto-mechanical joystick
DE10158777B4 (de) * 2001-11-30 2004-05-06 3Dconnexion Gmbh Anordnung zum Erfassen von Relativbewegungen oder Relativpositionen zweier Objekte
DE10158775B4 (de) * 2001-11-30 2004-05-06 3Dconnexion Gmbh Anordnung zum Erfassen von Relativbewegungen oder Relativpositionen zweier Objekte
US6703599B1 (en) * 2002-01-30 2004-03-09 Microsoft Corporation Proximity sensor with adaptive threshold
US20030234351A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-25 Chong-Hin Chee Brightness independent optical position sensor
US6963059B2 (en) * 2003-07-01 2005-11-08 Em Microelectronic-Marin Sa Method and system for optimizing illumination power and integration time in an optical sensing device
US7408145B2 (en) * 2003-09-23 2008-08-05 Kyle Holland Light sensing instrument with modulated polychromatic source
US7544924B2 (en) * 2006-02-17 2009-06-09 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Directional input device with a light directing shaft
US20090101804A1 (en) * 2006-04-21 2009-04-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection circuit for detecting movements of a movable object
WO2007122532A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection circuit for detecting movements of a movable object
JP2009534733A (ja) * 2006-04-21 2009-09-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 可動物体の運動を検出する検出回路

Also Published As

Publication number Publication date
EP2021900A2 (en) 2009-02-11
JP2009534734A (ja) 2009-09-24
WO2007122549A3 (en) 2009-01-29
US20090101803A1 (en) 2009-04-23
KR20090007563A (ko) 2009-01-19
WO2007122549A2 (en) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200817985A (en) Detection circuit for detecting movements of a movable object
US20090073119A1 (en) Detection circuit for detecting movements of a movable object
US20090101804A1 (en) Detection circuit for detecting movements of a movable object
TWI722783B (zh) 影像感測器面板、影像感測器裝置及電子裝置
US8154534B2 (en) Detection of an incident light distribution
US8822903B2 (en) Detection system for the detection of movements of a movable object, a method of detecting movements of a movable object, and an IC having implemented therein the detection system
CA2743108C (en) Multi-touch optical touch panel
CN102880286B (zh) 使用单个照明源的光学手势感测器
US20090101802A1 (en) Detection circuit for detecting movements of a movable object
US20090231165A1 (en) Detection circuit for detecting movements of a movable object
US9702690B2 (en) Lens-less optical position measuring sensor
TW200532571A (en) Light emitting stylus and user input device using same
US20090134309A1 (en) Chip for analyzing a medium comprising an integrated organic light emitter
CN105723381A (zh) 光学指纹传感器
CN104051473B (zh) 用于确定从光电检测器元件的表面到源的方向的装置
TWI827604B (zh) 光學觸控感測器裝置與系統及其偵測器與控制器
JP2018528438A (ja) 狭角度応答を有する光学センサ
CN107830939A (zh) 一种彩色数字硅光电倍增器像素单元
WO2012018090A1 (ja) エリアセンサおよび表示装置
JP2013148493A (ja) テラヘルツカメラおよび電子機器
JPH0159745B2 (zh)