TWI313835B - Method of measuring the movement of an object relative to a user's input device and related input device,mobile phone apparatus, cordless phone apparatus, laptor computer, mouse and remote control - Google Patents

Description

1313835 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種測量與一使用者輸入裝置相關之物體 之移動的方法，此移動包含至少一移動捲軸動作及—點選 動作，藉此使用一使用者輸入裝置，其包含至少一提供〜 感測器信號的感測器單元，以及用於分析感測器信號，藉 以使用各個感測器單元測量一移動捲軸動作和一點選動作 的分析裝置。 本發明也與一種用於實行本方法的輸入裝置和一種包含 這一類輸入裝置的裝置有關》 【先前技術】 歐洲專利申請EP-A 1 113 385中曾出現這一類方法和使 用者輸入裝置（以下稱為輸入裝置）。關於：使用一種感測器 單元測量移動捲軸動作和點選動作的語句可解釋為，一感 測器單元提供關於一移動捲軸動作之第一資訊和關於—點 選動作之第二資訊的資訊。實際上第一資訊和第二資訊並 不會同時出現。EP-A 1 113 385的輸入裝置是一種光學裝 置’並可作為一光學感應式滑鼠。這是為了在例如一電腦 配置中將游標移動於顯示器或螢幕上，以便進行例如從顯 π選單中選擇一項目或功能。通常這類光學感應式滑鼠是 以手移動於滑鼠墊上’如同較傳統的機械滑鼠。輸入裝置 較佳為一“反向”光學感應式滑鼠。然後再將輸入裝置固 疋’例如裝在一桌上型電腦、筆記型電腦或掌上型電腦的 鍵盤上。為了從選單選擇一項目，將人的手指（物體）在輸入 85788 1313835 裝置外軍的透明視窗上移動。該移動稱為一移動捲抽動 作。因可將用於測量手指移動的光學模组做得很小，所以 輸入裝置也可以是很小的。事實上可將輸入裝置縮小為光 學測量模組。於是開啟了輸入裝置之新應用的途徑。例如 可將用戶之輸入功能建立在一行動電話内，用以選擇選單 之項目和存取其他手持裝置或一筆記型電腦中的網頁。 在EP-A 1 113 385曾提及除了 一移動捲軸動作之外，用戶 也應能使一輸入動作指示一選單選項之選擇。這可藉由一 形成部分傳統鍵盤的選擇鈕或键之裝置達成。另一個選擇 輸入的可能性是一種短輸入，如用手指輕敲輸入裝置。這 種用手指輕敲的方式可由一測量一移動捲軸動作的感測器 偵測。此外還應適應用於處理感測器信號的電路，但是Ep_A 1 113 3 8 5並未揭露實行該偵測的方法。 在EP-A 1 113 385的輸入裝置中使用一影像透鏡，於一稱 為指紋感測器之含有大量感測器元件的感測器上反映手指 的表面輪廓。經由比較指紋感測器感測的連續手指影像即 可測量手指移動。 發明者之實驗室中最近開發出一種新的移動捲軸-點選 輸入測量方法及裝置，其遠比應用指紋感測器的方法及裝 置簡單、便宜、且更可靠。該新方法及輸入裝置運用一種 與本文所述之輸入裝置類型不同的新概念。如以下將說明 的，本概念是一種由測量光束中移動之手指所引起之都卜 勒（Doppler)平移，以及二極體雷射中稱為自動混頻作用的 組合。此為二極體雷射所放射、且於反射後再進入二極體 85788 1313835 田射空腔的輕射引起雷射增益和雷射放射之輕射内改變的 現象。新的移動捲軸-點選方法及裝置能使用定位在相關裝 置疋視窗對角的兩個用於測量路徑（感測器單元）之二極體 雷射裝置測量移動捲軸動作的速度與方向，並偵測一點選 動作。該方法將歸於向量分解方法。可將定期變化之電流 k供給二極體雷射，並可比較第一和第二半個期間内產生 的測量信號，藉以決定移動捲軸動作的方向。 【發明内容】 本發明之目的是提供從本質上改善此方法及裝置的裝 置’使一移動捲軸動作和一點選動作間的明顯區分，以及 —移動捲軸動作方向的極可靠測量變成可能，此外也能減 少一移動捲軸-點選裝置内的感測器單元數。 本發明的特徵是由相同之至少一感測器信號取得移動捲 軸動作資訊和點選動作資訊，以及分析感測器信號包含決 足這一類仏號是否顯示一點選動作的第一典型時間模式或 一移動捲軸動作的第二典型時間模式，其中第一時間模式 和第二時間模式不同。 本發明使用的是用戶決不會同時地移動捲軸和點選的事 實’以及對於一點選動作產生的一感測器單元信號在本質 上與一移動捲軸動作產生之感測器單元信號不同的了解。 點選動作為一快速且短暫的移動，在其之前有一段一無移 動的期間，因而產生如同響應的脈衝，或是感測器輸出信 號。一點選動作之偵測可以不受到個別用戶之手指機動化 和點選方向（向上點選或向下點選）的支配。在相同的時間期 85788 1313835 間内，一移動捲軸動作於感測器輸出信號中產生的信號波 藍遠超過由點選動作產生的單—信號波盪，即脈衝。 本方法之一較隹實施例的特徵是在一時間間隔内之至少 一感測器信號的分析方面使用在其他時間間隔内獲得的移 動資料。 在分析於一特定時間間隔内測量的信號時，考慮先前測 量與未來測量將能非常可靠地決定一移動捲軸動作的方 向，即向上移動捲軸或向下移動捲軸。延遲在該特定時間 間隔内獲得之信號分析的時間將可使用未來的測量，即在 特定時間間隔後完成的測量。 本發明的另一項特徵是主動脈衝起動至少一感測器，以 及在主動脈衝決定的測量時間間隔内實行感測器信號分 析。 若有使用二極體雷射的光學輸入裝置，主動脈衝便是用 於控制二極體雷射的電流脈衝。在每個控制脈衝的二極體 雷射上取樣感測器信號。 本方法之一實施例的特徵是分別地決定一測量時間間隔 <第一半個和第二半個期間之感測器信號波盪的第一數與 第二數，以及使用此第一與第二數之總和偵測該測量時間 間隔内的點選動作移動。 藉以使用一點選動作在感測器信號之上及在信號半個期 間内之一些波盪上的特定效果，其效果與一移動捲軸動作 的效果不同。此信號期間與二極體雷射裝置電流的期間對 應。較佳在結合此具有先前及未來數值的數值與—點選門 85788 1313835 檻值數值之後，經由比較總數值而證實該測量時間間隔内 一點選動作移動的存在。 本方法中能可靠地決定一移動捲軸動作方向的一實施例 的特徵是，分別地決定—測量時間間隔之第一半個及第二 半個期間之感測器信號波盪的第一數和第二數，並使用第 一與第二數之差異決定—移動捲軸移動的方向，以及由第 一和第二數之總和決定該移動的速度。 一移動捲軸動作包含兩個參數：僅可為正的速度，及可 為正或負的方向。速度與方向共同組成速率，其為一向量。 在移動捲軸動作之方向（向上或向下）方面使用的是用戶在 預先決疋的時間期間内決不會改變一次以上的移動捲軸方 向，且移動捲軸方向的改變伴隨一短暫的低速度，也就是 忒速度在數學上將有—極短期間為零的事實。用於處理電 路的#唬，例如微處理器，其用例如每十毫秒一次的高頻 率計算速度值。 藉由結合先前和未來時間間隔之測量結果與該時間間隔 之測量結果的方式特別能大幅改善移動捲軸移動方向偵 測。因此’在最後經過之時間間隔中與附近之未來時間間 隔中檢測是否有其中速度具有一最小值的時間間隔。若 有’則不改變移動的方向，並可將實際分析之時間間隔内 的移動方向當作其中速度為最小的兩個時間間隔間的平均 方向。以此時間間隔内信號波盪的第一和第二數之總和決 疋實際分析之時間間隔内的移動捲軸移動速度。 此用於決疋移動捲軸方向（向上或向下）的方法比上逑之 85788 1313835 向量分解方法更可靠，該向量分解方法僅比較經由提供一 疋期改變之電流給感測器半導器雷射所產生之定期感測器 信號之後面半個期間内的波盪數。此外，新方法也最小化 將移動捲軸動作的突然開始或結束誤解成_點選動作的機 會。後者可能發生於EP„A 1 113 385的方法和裝置内，其中 >、知:到種突然的輸入’如手指輕敲。 將上逑之分析步驟實行於僅具有一感測器單元的輸入裝 置，以及具有兩個或兩個以上感測器單元的輸入裝置中。 在後者最常見的實例中，上述的總和與減算包含由第二及 另外的感測器單元提供之信號的信號波盪數。 為了實行上述之分析步驟，可使用影響本方法不同實施 例之不同形式的演算法。 一第一實施例的特徵是在感測器信號分析方面使用—包 含具有首先決定是否實行一點選動作和其次決定是否實行 一移動捲軸動作和移動捲轴移動之方向與速度的步驟的演 算法。 ^ 一第二實施例的特徵是在感測器信號分析方面使用一勹 含具有首先決定是否實行一移動捲軸動作和移動捲輪浐動 之方向與速度，以及其次決定是否實行一點選動作的步 的演算法。 _ 新的感測器信號解釋方法可與其他諸如向量分解 々％的 方法結合’藉以得到其他有利條件。 本發明可與不同類型的使用者輸入裝置一起使用。 本方法之一第一實施例的特徵是使用一包含至少〜 〜用於 85788 -11 - 1313835 測量至少移動捲軸動作和點選動作之電容感測器的感蜊器 輸入裝置。 電容感測器很便宜又很小，因此非常適用於手持的小型 和輕重量的裝置中。一電容感測器除了導電材料之外，還 可偵測與其周圍材料不同、並具有介電常數的材料，例如 在空中的手指。這類感測器可偵測二維的手指位置。 本方法之一較佳實施例的特徵是使用一包含至少一用於 測量至少移動捲軸動作和點選動作之光學感測器的光學輸 入裝置。 一光學輸入裝置較有彈性，也較不依賴環境狀況。這類 裝置也可有一簡單的結構，且可以是便宜和小型的。不同 類型的光學輸入均可使用本方法。 較佳使用本方法的一實施例，其中由各個光學感測器實 行之測量包含用一測量雷射光束照射一物體表面與轉換一 表面反射之測量光束輻射的選擇部分為一電信號的步驟。 本實施例的特徵是選擇順著測量光束反射回來、並再進入 放射測量光束之雷射空腔的測量光束輻射，以及測量雷射 空腔操作中的政變，該改變係起因於再進入輻射的干擾與 雷射空腔内的光波，且為一相關物體移動的典型表現。 本方法之此實施例使用二極體雷射中稱為自動混頻的作 用。此為二極體雷射所放射出、並再進入二極體雷射空腔 的輻射引起雷射增益與雷射放射之輻射内改變的現象。物 體與輸入裝置彼此相關移動，使移動方向在雷射光束方向 中有一元件。根據物體與輸入裝置的移動，物體散射之輻 85788 •12- 1313835 射因都卜勒作用而有不同於照射物體之輻射頻率的頻率。 邛刀政射光線經由將亮光光束集中於於物體的相同透鏡而 $中在極體雷射上。由於一些散射輕射透過雷射反射進 、运射二腔使雷測中發生光的干擾。這引起雷射特性與 放射之輕射中基本的改變。目自動混頻作用而改變的參數 是雷射輻射和雷射門檻值增益的功率、頻率與線寬度。雷 射工腔内的干擾結果即為這些具有等於兩個輻射頻率差異 (頻率的參數數值的變動。此差異與物體的速度成比例。 故可藉由測量该其中之-參數數值以決定物體的速度與在 時間整合之物體的位移。只需要少數的簡單元件便可實行 本方法，且不需將這些元件精準地對準。 用於測量物體速度，或—般固體及液體之自動混頻作用 的做法本身已疋大豕所熟知的。例如參考論文：1988年丄月 15日公佈之應用光學第27卷第2號中第頁的“基於二 極體雷射之自動混頻作用的小型雷射都卜勒速度計”，以及 論文：1992年6月20日公佈之應用光學第31卷第8號中第 3401-3408頁之“基於光纖耦合二極體雷射之自動混頻作用 的雷射都卜勒速度計”。但目前為止並未建議上較義之輸 入裝置之自動混頻作用的紐。本新中請案是基於以下的 認識，也就是將使用自動混頻作用的測量模組做得小又便 宜’使其易於安裝，且不需增加現存裝置和設備太多的額 外成本。 本方法之較佳實施例的另一項特徵是測量二極體雷射空 腔的阻抗。 85788 •13- 1313835 雷射二極體之阻抗為參數的其中， 弁因干擾效果而 改變’並且是輸入裝置和物體之相關移動的函數。經由測 量通過二極體雷射的電壓，以及藉由二極體雷射料電流 之已知數值除已測量之電壓值即可決定此阻抗。 較隹地，本方法之較佳實施例的特徵相量雷射輕射的 強度。 故測量雷射輻射之 因可利用一簡易光電二極體完成之 強度是決定雷射空腔内之改變的最簡單方法。 本發明也與-輸人裝置相關，其用於實行本方法並包各 至少-感測器單元和信號分析裝置，一感測器單元測量移 動捲軸動作和點選動作並提供一感測器信號給分析裝置。 本輸入裝置的特徵是信號分析裝置包含用於區別_點選動 作之第一典型感測器信號時間模式與移動捲軸動作之第二 典型感測器信號時間模式的裝置。 本輸入裝置的進一步特徵是信號分析裝置包含儲存及/ 或延遲裝置，其用於結合在不同時間間隔内獲得的測量結 果0 本輸入裝置的進一步特徵是由一啟動信號起動至少一感 測器單元，以及分析裝置在時間上與感測器單元同步，藉 以實行有關啟動信號決定之測量時間間隔的分析。 本輸入裝置之-實施例的特徵是分析裝置包含用於分別 地計算測量時間間隔之第—和第二半個期間之感測器信號 波盪之第-數和第二數的計算裝置，以及用於相加第一數 和第二數並提供-含有點選動作資訊之信號的計算裝置。 85788 1313835 本輸入裝置之另一實施例的特徵是分析裳置包*用於分 別地計算測量時間間隔之第—和第二 一-數和第二數的裝置，以及 供一含有有關一移動捲軸移動方向資訊之信 唬與一含有移動速度資訊之信號的減法裝置。 本輸入裝置之一實用實施例的特徵是使分析裝置具有一 演算法，*包含首先決定是否實行'點選動作及其：決定 是否實行-移動捲軸動作和移動捲㈣作之方向與速度的 步驟。 本輸入裝置之一交替實施例的特徵是使分析裝置具有一 演算法’纟包含首先蚊是否實行—移動捲軸動作㈣動 捲轴移動之方向與速度以及其;欠決定是否實行—點選動作 的步驟。 可於信號處理及控制裝置中併入含有兩個演算法的信號 分析裝置，例如在其中使用輸入裝置的裝置之微處理器中。 本輸入裝置之一第一主實施例的特徵是，其為一包含至 少一電容感測器單元的電容裝置。 由於本發明使用移動捲軸移動與點選移動的不同特性， 故本發明允許由僅具有一感測器單元的裝置測量一移動捲 軸動作與一點選動作。 若必須測量一個以上的移動，或需要一個以上的選擇， 便可使用第一主實施例的另一種類型。本類型輸入裝置的 特徵是其包含至少兩個電容感測器單元。 若周圍的溫度與溼度改變，一電容感測器在一般情況下 S5788 •15· 1313835 將遭受漂移。使用兩個電容感測器可提供無漂移的快速移 動捲軸與點選移動測量。 本輸入裝置之一第二較佳主實施例的特徵是其為一光學 裝置’其包含至少一含有一具有雷射空腔之二極體雷射與 用於產生一測量光束的光學感測器單元，以及用於收斂測 量光束於一接近物體之平面的光學裝置和用於轉換物體反 射之測量光束輻射為一電感測器信號的轉換裝置。 和電容輸入裝置一樣’雖然使用一光學感測器單元的光 學輸入裝置運作良好’但在某些情形下較佳使用另一類型 的光學輸入裝置。本類型輸入裝置的特徵是其包含至少兩 個光學感測器單元。 本光學輸入裝置的進一步特徵是其包含一配置接近於裝 置之透明視窗的部分傳送元件，其用於分裂測量光束部分 為一參考光束及一對輻射敏感的偵測裝置，其具有一用於 接收物體反射之參考光束和測量光束輻射的小開口。 EP-A 0 942 285中揭露此類光學裝置的結構，其與一使用 同差或外差偵測的光學輸入裝置相關。所有已揭露之實施 例皆包含一配置接近於裝置之透明視窗的繞射光栅。光柵 反射β卩分的測:E"光束，其較佳為一階的其中之一繞射之 輻射，至一同樣接收一部分由物體（手指）表面反射及散射之 輻射的偵測器。由光柵在一階繞射的雷射輻射稱為一本機 振：光束，而偵測器關聯性地使用此本機振盡器光束债 測源自物體表面的輻射。本機振盪器光束之干擾及物體反 射之II射與偵測器上的入射引起一出自偵測器的最佳信 85788 -16· 1313835 號，忒彳5號係由物體表面於其本身之平面上的相關移動決 疋的。除了光栅，EP_A 0 942 285的輸入裝置還包含配置在 偵測器之前的—準直器透鏡、-聚焦透鏡、以及-針孔， 且上述元件應是仔細對準過的。 較佳地，本光學輸入裝置的特徵是轉換裝置係由雷射空 腔及用於測量雷射空腔操作内改變之測量裝置的組合所構 成的其中琦射空腔操作内的改變起因於再進入雷射空腔 之反射之測量光束輻射的干擾及此空腔内的光波，並且是 物體之相關移動與輸入裝置的典型表現。 相較於EPO-A 0 942 285的輸入裝置，本光學輸入裝置包 含較少兀件’並可較簡單地以較低成本製造而成。 本光學輸入裝置之一第一實施例的特徵是測量裝置是用 於測量雷射空腔之阻況變化的裝置。 本光學輸入裝置之一較佳實施例的特徵是測量裝置是一 用於測量雷射所放射之輻射的輻射偵測器。 可將此輻射偵測器配置用於接收測量光束的部分輻射。 但較佳的是，本輸入裝置之此實施例的特徵是將輻射偵 測器配置於放射測量光束面之對面的雷射空腔面。 二極體雷射的背面通常有一監測二極體。通常使用這類 監測二極體穩定二極體雷射正面所放射的雷射光束強度。 然後使用此監測二極體偵測由再進入雷射空腔之測量光束 輕射所產生之雷射空腔内的改變。 本輸入裝置可使用於不同應用中’諸如申請專利範圍第 29至33項主張的一行動電話、一無線電話、一膝上型電腦、 85788 •17· 1313835 一桌上型電細用的滑鼠以及一遠端控制單元中。 【實施方式】 圖la為一光學輸入裝置的概要性橫截面圖❶此裝置的下 面有一底板1，其作為二極體雷射、此實施例中VCSEL類型 之雷射及諸如光電二極體之偵測器的架子。圖丨a中僅看得 見一二極體雷射3及其相關的光電二極體4，但也如圖“之 裝置之鳥縑圖所顯示的，底板上通常也備有一第二二極體 雷射5及相關偵測器6。二極體雷射3和5分別地放射雷射， 或測量光束13和17。此裝置的上面備有一透明視窗12，一 例如人類手指的物體15將移動於其上。將一例如平凸透鏡 的透鏡10配置在二極體雷射及視窗之間。此透鏡將使測量 光束13和17集中在、或接近於透明視窗的上面。若於此位 置上出現一物體15，其即散射光束13。光束13的部分輕射 朝測量光束13的方向散射，再由透鏡1〇將此部分聚集於二 極體雷射3的放射表面上並再進入此雷射的空腔。如以下將 要說明的’返回空腔的輻射引起此空腔内的改變，其尤其 造成二極體雷射放射之雷射輻射強度的改變。可由光電二 極體4偵測此改變，該光電二極體4係配置於二極體雷射3的 後側’並轉換輻射變化為一電信號，以及一用於處理此信 號的電子電路18。測量光束17也集中於物體上並藉此散 射’且部分的散射輻射再進入二極體雷射5的空腔。圖la及 lb顯tf用於光電二極體6之信號的電路18及19係僅供說 明’並可比傳統的多或少。如圖11}所說明的，此電路是互 相連接的。 85788 -18 - 1313835 圖2說明自動混頻作用之裝置進行移動測量的原理。此圖 式中，由二極體雷射之空腔20架構性地代表如二極體雷射3 的二極體雷射，而由雷射鏡21和22分別代表其正面和背 面。空腔有一長度£。參照數字15代表將受到測量移動的物 體。此物體和正面21之間的空間形成一具有—長度L。的外 部空腔。參照數字25代表穿過正面放射出的雷射光束，參 照數字26則代表向著正面方向之物體所反射的輻射。雷射 空腔内產生的部分輻射通過背面，並由光電二極體4捕獲。 若物體15朝著測量光束25的方向移動，則反射之輕射26 已接受一都卜勒平移。這表示此輕射之頻率改變或發生一 頻移。此頻移係取決於物體藉以移動的速度，且為幾千赫 (kHz)至兆赫（MHz)的階。再進入雷射空腔的頻移振幅干擾 光波’或在空腔内發生於空腔產生的振幅，即自動混頻作 用。依照光波與再進入空腔之振幅間的相位平移數，將決 定此干擾將是有益的或否定的，也就是定期地增加或減少 雷射輻射的強度。以此方式產生的雷射輻射調變頻率係完 全等於空腔内之光波頻率和再進入空腔之都卜勒平移輻射 頻率間的差異。此頻率差異的階為幾千赫到兆赫，故易於 偵測。自動混頻作用與都卜勒平移的组合造成雷射空腔操 作狀惡的變化，尤其是其增益或光放大的改變。 接著疋關於圖3的說明。在此圖式中，曲線31和32分別代 表所放射之雷射輻射之頻率1的變化及二極體雷射之增益发 的變化，作為物體15與正面鏡21間之距離上。的函數。與 4都在任意之單元内。由於距離之變化即為物體移動的結 85788 •19· 1313835 果’故可於時間抽上重新刻度化圖3的橫座標，而將增益績 製成一時間函數。由下列方程式產生作為一物體速度v之函 數的增益變化知：

Ag = -K.cos .|4π.υ.ν>ΐ 十 4πΧ〇^)

L 此方程式中： - 尺是屬於外部空腔的耦合係數；其指示雷射空腔外之耦 合輻射的品質； -v是雷射輻射的頻率； 在測量光束方向上之物體的速度； -’是時間上的時機，而 -c則是光速。 由本文中上述的兩篇應用光學文章内所揭露之關於自動 混頻作㈣論說可引巾出此方程式。㈣在本身的平面上 移動，如圖2之箭頭16所示。由於都卜 方向内的物體移動，故此移動16於此方向上應有一= 16 ’。這使得測量一 XZ平面，gp m 9、τ 十街即圖平面上的移動變為可 能’該移動可稱為X移動。圖2顯示物體表面有—有關其餘 系統的偏斜位置。實際上，測量光束經常為-斜的光束， 而物體表面的移動將發生於―χγ平面上。丫方向與圖2的平 面垂直。可由一第二二極體雷射放射的第二測量光束測量 此方向之移動’而由與第二二描體雷射相關的第二光電二 極體捕獲其散射之光線。如圖i所示，經由反常地配置與透 鏡H)有關之二極體雷射的方式可得到偏斜的光度光束。 85788 20· 1313835 藉由一監測二極體測量後雷射面上的輻射強度係測量物 體移動所引起之雷射空腔增益變化的最簡單及最吸引人的 方法。照慣例是利用此二極體使雷射輻射之強度保持不 變’但目前也用於測量物體的移動。 另一種測量增益變化與物體移動之方法利用的論據是， 田射輻射之強度與雷射接合面上傳導帶内的電子數成比 例。但此數量依次與連接面電阻成比例。測量此電阻便可 決足物體的移動。圖4說明此測量方法的一實施例。在此圖 式中，以參照數字35代表二極體雷射的主動層，參照數字 36則代表提供此雷射的電流來源。透過一電容器％提供通 過二極體雷射的電壓給電子電路4〇。此以透過雷射之電流 標準化的電壓與雷射空腔的電阻或阻抗成比例。串聯二極 體雷射的電感37形成用於通過二極體雷射之信號的高阻 抗。 除了移動量，即移動物體的距離與結合有關時間的測量 速度所可測量妁距離之外，也必須偵測移動的方向。這表 示須決定物體是沿著移動軸向前或是向後地移動。一決定 移動方向的第一方法係使用自動混頻作用所產生之信號的 形狀。如圖3之曲線32所示，此信號為一不對稱信號。曲線 32代表物體15正朝著雷射移動的情況。上升的斜率μ’較陡 於下降的斜率32”。如以上之1992年6月20日發佈之應用光 學第31卷第8號之第3401-3408頁的條文所述，對於物體從雷 射移開方面是使不對稱性相反，即下降斜率較陡於上升斜 率。決定自動混頻信號之不對稱的類型便可確定物體的移 85788 •21 - 1313835 動方向。 在諸如一物體之較小反射係數或物體與二極體雷射間之 較大距離的特殊情形之下，變得難以決定自動混頻信號的 形狀或不對稱性。故較佳使用第二種用於決定移動方向的 方法。第二種方法所利用的論據是雷射輻射之波長^係取決 於二極體雷射的溫度與穿過二極體雷射的電流而定。例如 當二極體雷射的溫度上升時，雷射空腔的長度便增加，且 放大之輻射波長也增加。圖5的曲線45顯示放射輻射之波長 A的從屬溫度α)。在此圖式中，水平軸^與垂直軸^都是在 任意單元中。 如圖6所示，若將曲線50代表的一定期的驅動電流&提供 給二極體雷射，則曲線52所示之二極體雷射溫度c也將定 期地上升或下降。這導致一雷射空腔内的固定光波，其具 有與物體反射之輻射和用特定時間延遲再進入空腔有關的 定期變化頻率及連續變化的相位平移。目前驅動電流的每 半個期間内有連續的時間區段，其中二極體雷射是高或低 是依2腔内波的相位關係和再進入空腔的反射輻射而定。 這造成圖6之曲線54顯示之時間獨立的放射輻射強度變化 (/)。此曲線代表一不動或非移動物體的情形。第—半期間 内的脈衝數與第二半期間^叩^^内的脈衝數相同/ 物體的移動丨致再進入雷射空腔之輕射的都卜勒平移 即此頻率的增加或減少是依移動方向而定。向前方向… 體移動使再進人輕射的波長減少，而相反方向的移動貝,H 此輕射之波長增加。以下是雷射空腔㈣波的定期頻率言 85788 -22- I3!3835 支結果。若都卜勒平移與雷射空腔内頻率調變有相同的符 號’再進入空腔的都卜勒平移輻射結果便不同於該頻率調 變與都卜勒平移有相反符號情況下的輻射結果。若兩個頻 率平移有相同的符號，便以緩慢的速率改變波與再進入之 輕射間的相位差，而雷射輻射產生之調變的頻率也較低。 右兩個頻率平移有相反的符號，便以較快的速率改變波與 轉射間的相位差’而雷射輻射產生之調變的頻率也較高。 在驅動田射電流之第一半個期間内，所產生之雷射輻 射的波長也增加。若有向後移動的物體，則同樣地增加再 進入輻射的波長，使空腔内波的頻率與再進入此空腔之輻 射的頻率間的差異變得較小。故相較於缺少放射之雷射輻 射《電調變的情形，其中適應於所產生輕射之波長的再進 入輻射之波長的該期間内的區段數較小。這表示在物體向 後移動時，第—半個期間内的脈衝數小於沒有適應之調變 的情形。㈣中雷射溫度和所產生輻狀波長《咸少的第二 半個期間!/樣)内，其中適應於所產生輕射之波長的再進入 輻射之波長的該期間内的時間區段數增加。故對於向後移 動的物體而言’第一半個期間内的脈衝數比第二半個期間 内的脈衝數小。此由圖7的曲線58說明之，其中曲線顯示物 體向後方移動時所放射的雷射輻射強度八。比較此曲線和圖 6的曲、’泉54 ’顯不已減少了第一半個期間内的脈衝數，而增 加了第二半個期間内的脈衝數。 由以上之說明將可清楚了解物體在向前方移動時，其中 因都卜勒作用而使物體和再進人雷射空腔所散射的赛射波 85788 -23- Ϊ313835 長減少，第—半個期間％P(a)内的脈衝數係大於第二半個期 間KpCb)内的脈衝數。這可由比較圖7的曲線％而得到證 月，其係代表物體向前移動時放射的輻射強度'。在一電 予處理電路中，第―半個期間1/2?⑷内計算的脈衝數減第二 半個期間ΖρΟ)内所計算的光電二極體信號脈誠。若產生 <信號為零，則物體是不動的。若產生之信號為正的，則 物體是向前方移冑；若此信冑為㈣，物體便是向後方移 動產生的脈衝數分別與向前及向後移動的速度成比例。 在特殊]青形下可能發生都卜勒作用所產生的脈衝數高於 電〃周變產生的脈衝數。這可能發生如雷射與物體間之光學 路徑長度相當小，且電調變之頻率與振幅也相當小時，將 偵測的移動反而相當快速。在這種情形下仍可利用比較第 一半個期間内的脈衝數與第二半個期間内脈衝數的方式偵 測移動的方向。然而如此一來速度便無法與這兩數間的差 異成比例。為了決定這種情形下的速度，應將該兩數加以 平均並使結果減一常數值。以此方法所得之數即為速度的 測量值。一熟習此項技藝者應可輕易地設計出一種用於實 行此計算的電子電路。 代替關於圖5及6敘述之實施例中使用的三角形驅動電流 /d，也可使用其他諸如正弦曲線或長方形等形狀的驅動電 流。 若經由測量二極體雷射空腔之電阻變化而決定增益變 化，便同樣可使用上述之測量物體移動之速度與方向的方 法0 85788 -24- 1313835 此測量方法僅需-微小的都卜勒平移，例如就波長而 言，一 wo-、階的平移，其對應用於68〇nm雷射波長的1〇〇 千赫階的頻移。 圖1中包含成垂直方向之兩個二極體雷射和兩個相關光 電二極體的輸入裝置可測量向著平面上之兩個垂直方向（χ 及Υ)或測量軸上的物體移動。這一類裝置係適用於一其中 須控制一顯示上穿過兩個方向的游標移動之裝置。第三二 極體雷射與光電二極體使此裝置也能測量向著第三〇方 向或測量㈣㈣。將第三二極體雷射配置在透鏡ι〇之光 軸上使第一測量（束垂直地入射於視窗12與物體上且 在其他方向也沒有元件。接著可得到z方向上的一最佳測量 ㈣。為了增加蛛丫測量信號料t度及準確度，較佳於 -環狀物上以120。的共同角度距離配置三個二極體雷射。 此配置顯示於圖8,其中分別以參照數字7和8代表第三二極 體雷射和第三光電二極體。若以分別代表^二 ^體4、6和8的輸出信號或電阻測量信號，便可分別地料 、丫和2測量抽上的物體速度如下，例如：

Vx = 2 S4 - S6 - s8

Vy = V3.(Ss-S6)

Vz » 1A/2.(S4 十 S6 + Ss) 叫聆貫行此計算 常容易履行。 因白為平均至少兩個光雷鄉+认， 尤電一極體炙輸出信號所產生 ，故速度值和藉由時間整 了门正口足移動，即由此方法所得 85788 -25- 1313835 和y方向的移動距離皆是較可靠且較準確的。移動錯誤，或 如稍微舉起手指之不想要的移動對光電二極體的輸出信號 有類似的矽響。由於藉由相互減掉輸出信號以決定X和υ測 量軸上的移動，故而消除χ*γ測量信號上之不想要的移動 之影響。只有藉由增加三個光電二極體之輸出信號所得到 的ζ測量仏號νζ可指示一手指或其他物體之向上/向下移 動。 關於決定一點選動作方面，其足夠偵測這一類移動的發 生且物體取代的確切測量並非是必要的，故ζ測量可能是相 當困難的。 二極體雷射及與裝置視窗相關之測量光束的適當配置、 以及一光電二極體信號的適當處理可使利用一僅有兩個二 極體雷射的輸入裝置處理X、丫和ζ方向的測量變為可能。 此輸入裝置可用於一種具有選項圖移動捲軸和點選功能的 裝置中。這一類可稱為光學移動捲軸-點選裝置的輸入裝置 可簡單地以分離的元件組成，這使新開發得以快速達成。 圖9顯示一光學移動捲軸-點選輸入裝置60的第一實施 例。其中包含兩個光學感測器單元62、64，其各自包含— 二極體雷射和光電二極體配件66、68。除了這一類配件外， 也可使用獨立的二極體雷射和光電二極體。在單元62、64 放射的各個輻射路徑中配置一透鏡70、72，其將相關單元 62、64的輻射光束74、76集中於可為一視窗平面的活動平 面88。此视窗78構成使用此裝置之裝置之外罩82的一部 分，如圖10顯示的行動電話側面圖。可配置感測器單元， 85788 -26 - 1313835 使測量光束74、76的主要光線在對視窗82之有關常態的相 反角度上，例如分別是+45。及-45。的角度。 為了進行移動捲軸及/或點選動作，如人類手指8〇之物體 在活動平面上移動。如本文先前所述，此兩個動作會在朝 向雷射/二極體配件單元66、68的手指反射出的輻射内引起 都卜勒平移。將這些單元内之偵測器的輸出信號提供給信 號處理和雷射驅動電子電路64。此電路估測諸如控制手指 8〇的移動’並在其輸出86上提供有關這些移動的資訊。可 將感測器單元62、64，視窗88及電子電路84與軟體整合於 一模組中。就其本身而言，將此模組設置於行動電話或另 一備有移動捲軸與點選功能的裝置中。尤其是可利用一形 成部分行動電話或其他如一遠端控制或無線電話或手提電 腦等裝置的微控制器或其他控制裝置實行一部分的信號處 理。 如本文先前所述，可利用調變雷射電流和計算偵測器接 收之脈衝的方式偵測手指或其他有關感測器單元的移動。 由代表具有測量光束74、76之主要光線之物體速度的這些 偵測器輸出信號^，及,可計算平行於視窗的速度 和垂直於視窗的速度（匕j如下：

VsertU *= 14 必,（Sigut" Sign2)

Vcuck = V% V2. (Sign； + Sigti2) 圖11顯示移動捲軸-點選輸入裝置90的第二實施例。此實 施例與圖9和10的不同在於已由一單一元件92取代兩個透 鏡70、72及視窗88。此元件將光束74、76集中於形成一視 85788 -27- 1313835 窗的上表面94。 如所述的，用所有有效方向資訊的向量轉換，即輸入裝 置内出現之所有偵測器的信號，決定移動捲軸及點選動 作。在某些情形下識別一移動捲軸動作和一點選定，以及 區別移動捲抽動作和點選動作之向前與向後移動是很難 的。後者的情況特別是在進一步小型化裝置及降低感測器 信號之信號雜訊比時發生的。本發明提供一種解決這些問 題及進一步減少裝置内二極體雷射量的方法。後者表示可 以實現減少大量的成本及空間。此新方法使用移動捲軸動 作和點選動作期間所產生信號的時間獨立特徵，以及先前 動作的永久資料以取得較多的可靠信號解釋。用此永夂資 料即可實行一可能性檢測，以便充分解釋迄今仍模糊的信 號。 新方法的開始點係基於以下事實： " 用戶將不會同時地移動捲抽和點選，以及 "移動捲軸動作的時間獨立特徵與點選動作的特徵非常 不同。 這些事實皆可併入可用以解釋感測器信號的軟體中，該 軟體形成部分的輸入裝置及/或其中結合此輸入裝置的裝 置。第-個論據表示審慎的移動捲軸動作與審慎的點選動 作之間不可能有干擾。第二個論據則以圖以⑽明之。 圖12顯示由使用自動混頻作用之移動捲軸'點選 提供的點選信號水平軸為時_軸，垂直軸上输製的 則是點選動仙間的雷㈣_p總數。料在㈣動作方 85788 •28· 1313835 χ* ’點選之前用戶會降低移動捲軸速度，且最後在到達想 要位置時停止移動捲軸。接著實行快速的點選動作，之後 接著一段無移動的期間。每個快速點選動作皆導致大量的 —極體雷射脈衝，故在圖12中可取得之信號的峰值Cp 内’其顯示一些這類因先後實行對應數量之點選動作而產 生的學值。圖12顯示的信號模式是將永遠發生、且不因不 同用戶而改變及不因用戶向上點選或向下點選而改變的一 般點選模式。 圖13顯示前後實行一些移動捲軸動作時，由相同輸入裝 置提供的移動捲軸信號&手指於移動捲軸動作期間内一 直地移動。由於速度通常不是不變的，故在持續移動捲軸 動作的期間内’不同的時間間隔上的二極體雷射脈衝量也 有不同。這造成一用於每個移動捲軸動作的波形（Su)移動捲 軸信號。此信號也有峰值Sp，但現在移動捲軸動作和這些 峰值的開端和末端皆低於圖12之點選信號的辛值。 由比較圖12之&ω及圖1之的曲線便可了解，點選動作 產生本質上不同於點選動作產生之感測器信號的感測器 信號。可偵測這些信號的不同時間特徵，而以一附加演算 法識別一點選動作和一移動捲轴動作。於輸入裝置之儲存 於此裝置之信號處理器或裝置之微處理器中的軟體内、纟士人 此演算法。 在移動捲軸動作方面有兩個重要的參數：一只有正數值 的速度，以及可有正（向上移動捲軸）或負數值（向下移動捲 軸）的移動捲軸方向。在如每十毫秒一次之規律的時間間隔 85788 -29- 1313835 上^移動捲轴動作或點選動作期間内的信號處理器接收侦 測器信號，並以適當地結合這些信號的方式計算作為速度 和方向的數值。信號處理器接收偵測器在相關二極體雷： 之預熱相位期間所產生的信號與在二極體雷射之冷卻相位 期間内所產生的信號。這些信號皆顯示於圖6(曲線52)。如 圖6及7的指針所示，在這些稱為半個期間的相位期間的雷 射脈衝量是依物體的速度和物體移動的方向而定。這也^ 用於在這些相位期間由偵測器提供的輸出脈衝，並由用於 各偵測器的獨立計算器計算此輸出脈衝。當發生依移動捲 軸動作時，這一類計算器將於相位中提供不同數值，藉以 札示作為移動捲軸方向之這些數值間的差異。 圖14概略地顯示兩個偵測器1〇2與1〇4及信號處理器μ之 某些元件的細節。參照數字11〇與112分別代表用於計算出 自於债測HUG與112之脈衝的計算器。將本身為數值的計 算器輸出值A、B提供給計算器100。在一偵測器與一計算器 間可配置放大器1 〇6與108，以便放大偵測器信號。在如每 十毫秒次的各個取樣時機上，將於該兩個半期間内得到 的A、B值相加及相減，藉以獲得物體移動的短期速度與方 向。 通常以此方法可取得令人滿意的結果。然而，若希望進 一步小型化輸入裝置，便將增加對偵測器信號上的雜訊影 響’且將更難以偵測兩個半期間内之信號間的差異。這表 不將降低叶算器之輸出丨丨4的可靠度。但使用下列論據時仍 可由較不可罪的測量信號取得關於移動捲抽動作與點選動 85788 30· 1313835 作之速度和方向的可靠資訊： -用戶在特疋的時間期間内將不會改變一次以上的移動 捲抽方向，以及 _改變移動捲軸方向時的速度是低的，數學上的說法速 度在非常短的時間間隔内是零。可將經過實際分析的時間 間隔前或後之其他_間隔上有關用卢輸人的資訊用於解 釋於該實際時間間隔内所獲得的感測器信號，以便取得有 關實際時間間隔上之移動捲軸移動方向的資訊。 由於新方法並未使用向量分解技術區別移動捲軸動作和 點選動作，故此方法允許只用一光學感測器單元測量這些 動作。 圖15概略地顯示僅包含一光學感測器單元122的光學移 動捲軸-點選裝置120的一實施例，圖16則顯示其中可履行 這一類裝置的行動電話侧面圖。感測器單元包含一二極體 运射和光電_極體配件124與一透鏡126，用於集中測量光 束128於手指132移動之裝置視窗13〇的平面内，或於此視窗 的鄰近範圍内。此裝置進一步包含一雷射驅動和信號偵測 電路136’其包含可結合本文所述之演算法的軟體。此軟體 也可配置在形成部分輸入裝置的裝置之微處理器中。參照 數字138代表裝置輸出及/或用於控制諸如與行動電話選單 相關之外部功能的介面。 由於測量光束的主要光線是以一明顯的角度入射於視窗 130與手指表面上，故單一感測器單元122可測量與視窗平 行的移動（移動捲軸動作）及與其垂直的移動（點選動作）。在 85788 -31- 1313835 此裝置中不是藉由決定垂直視窗方向之手指移動的元件來 侦測一點選動作，而是藉由分析偵測器信號的時間特徵。 同樣在一用於測量三個方向（X、γ移動捲軸及點選）上之 物體移動、且原則上在各方向使用一感測器單元的輸入裝 置中，可在使用此方法時省去一感測器單元。特別是當省 去二極體雷射時，因二極體雷射是輸入裝置中最貴的元 件，故省去感測器單元將會是實際上最重要的事。此外， 省下一感測器單元也表示可將裝置製作得更小巧，而可更 加容易地嵌入一想像的裝置内。同時也可能使用一具有原 先感測器單元數之輸入裝置的新方法。可使用感測器單元 的其中之一以測量向著兩個方向的移動，而原先測量這些 方向 < 其中之一的感測器單元現在則可用於產生附加資 訊。 現在將敘述可用以實行本方法之演算法的一些實施例。 圖17至20顯示可用於決定一移動捲軸動作（X或γ)或一點選 動作之演算法的區塊圖。這些演算法皆有儲存有關用戶之 輸入或過去之動作，即實際測量和分析時間間隔以前，以 及於此間隔使用這些資料的功能。以下將用戶的動作稱為 一事件。一演算法或許可儲存完整的資料，該完整資料是 在實際事件前之倒數n個事件内檢測輸入裝置狀態時所取 得的。此演算法也可只儲存與已處理資訊相關的資料，例 如從偵測最後事件（點選或移動捲軸動作）後開始終止之時 間。除此之外，一演算法也可使用關於接在臨時分析之時 間間隔後之事件的資料，這可經由處理一些時間延遲後的 85788 •32· 1313835 輸入信號而成為事實。 圖17顯示後面演算法的一範例之區塊圖或流程圖。此演 算法使用一將於一點選動作發生時檢測之時間間隔約十個 循環前及十個循環後的資料。故此測量係完成於二十個時 間間隔的場内。圖17中以"[I]”代表這些時間間隔。此演算 法可用於一僅具有一光學感測器單元和一計算器的輸入裝 置’该裝置僅板供计舁器輸出A。此演算法也可用於一具有 兩個感測器單元及兩個計算器的輸入裝置，該裝置提供兩 個計算器輸出A及B。分別利用圖π中的右上和左上部分之 區塊210及240代表這些可能性。使用第一半個期間（二極體 雷射之預熱）與第二半個期間（二極體雷射之冷卻）内的計算 器數值。分別用下標"up"及"down"代表第一及第二半個期 間。故如區塊212及206分別所代表的，對於一個感測器裳 置計算器數值便使用4及^^„(區塊212)，對於兩個感測器 裝置計算器數值則使用<、Aw、心及仏 在區塊208及216中決定移動的速度與移動捲軸移動的方 向。因速度是所有計算器數值之總和，故以"sum，，代表之。 速度之方向是相同計算器之"up”值及"down”值間的差異。 對於一具有兩個感測器的裝置，速度之方向是作為兩個計 算器之差異間的差異。計算移動之速度及方向作為1 = 2〇， 即考慮作為圖17所顯示之短暫測量的最後時間間隔。 區塊218和以下區塊同樣也是用於一具有一感測器之裝 置及一具有兩個感測器的裝置。在此區塊中，利用移動平 移暫存器以恢復資料的先前時間間隔〇至19。在區塊218中 85788 •33- 1313835 將一稱為click—v的參數值計算為卜1〇，該參數代表在時間 間隔10中實行一點選動作的可能性。有關此計算方面除 了間隔10的資料之外，也使用間隔9與u的資料。在區塊Μ] 中比較已計算之cllck_v數值和儲存的點選門檻值，並在計 算數值大於門檻值時確定時間間隔1〇内實行一點選動作 (區塊224)。當計算數值小於門檻值時（區塊226)，便用另— 演算法繼續進行分析，用以決定如圖17之區塊226指示的移 動捲轴方向。 圖18顯不後面的演算法。用此演算法可提昇移動捲軸方 向偵測的可靠度。這藉由決定實際地分析速度s u m [ i ]是最小 的時間間隔之前的時間間隔與其之後的時間間隔而可成為 事實。由於理論上只有在速度為零時可改變方向，故假設 在這些時間間隔之間的時間内並未改變移動的方向。 在圖18的步驟228決定時間間隔j = 〇至！ = 9之中已測量過 疋最小sum[i]的第m個時間間隔。在步驟23〇同樣進行時間 間隔i = 10至1= 20方面的處理。所決定的時間間隔是第n 個，接著計算一用於一稱為av_dir之參數的數值（步驟232)， 由於i是在m和η之間，故該參數代表已測量之方向數值 的平均值。在步驟234比較已計算之aV-dir數值和一儲存的 移動捲軸門檻值，並在計算數值大於儲存之數值時確定時 間間隔1 = 10内實行一移動捲軸動作（步驟238)〇移動捲軸移 動的方向正好是已測量的av_dir，而移動捲軸移動的速度是 sum[10]。若av_dir的計算數值小於移動捲軸門檻值，便在 步驟236確定未實行任何的移動捲軸動作，其由，，directi如二 85788 • 34· 1313835 0"及"velocity = 0”代表之。 圖17和18的演算法將未實際分析之時間間隔上的測量資 料S己住。其藉由延遲在將測量之時間間隔内所得的資料分 析’這疋因為出自此時間間隔之前和之後間隔的分析資料 可用於分析，使輸入裝置的可靠度得以提升到前所未有的 較高等級。此演算法提供之資料包含： - 在已測量的時間間隔内實行一點選動作，或 - 此時間間隔内之移動捲軸移動的方向。 每當輸入裝置之感測器產生新的數值集合時，便執行圖 17、18、19及20内的演算法。 圖19的演算法250係基於與圖17和18相同的原理，但其首 先偵測一移動捲軸移動，然後才偵測一點選移動。此演算 法使用附加常數”未來"和，，過去"，其分別代表事先決定之未 來和過去的時間間隔數，在分析於實際時間間隔内所得的 已測量資料期間使用上述時間間隔的已測量資料。圖Η中 將實際的時間間隔，也就是將於移動捲軸和點選動作上檢 測的時間間隔，稱為，，現在”。 假設已測量資料儲存於循環暫存器中。第一步驟252是代 表使用所有過去時間間隔的資料。在步驟254測量實際測量 和未來測量期㈤的速度（sum[n〇w +如⑽])，〃及這些時間 期間内的万向（dil·)。接著在步驟256在過去時間間隔中決定 &去時間間隔⑻’其中該時間間隔内所測量的速度與實 際時間間隔内測量之速度間的差異是最小的，叫卿_… 此步驟同樣地在未來時間間隔中決定一未來時間間隔 85788 -35· 1313835 (m) ’其中該時間間隔内所測量的速度與"現在”間隔内測量 之速度的總和是最大的。在步驟258由時間間隔[now · n]和 [now + m]間的測量數值中計算數值平均方向aV-dir。並計 算在[now]時間間隔内實行一點選動作的可能性dick—v。接 著決定已計算之數值，即已計算的av_dir，是否大於已儲存 的移動捲軸門榧值（步驟260)。若是，即確定在[now]時間間 隔内實行一移動捲軸動作（步驟262)。移動捲軸移動的速度 即為時間間隔10内’即[now]間隔，所測量的速度。若數值 av—dir非大於移動捲軸門檻值，便在步驟264確定並未實行 任何移動捲軸動作，然後在步驟266決定點選動作可能性數 值click—v是否大於已儲存的點選動作門楹值。若是，即在 步驟268確定時間間隔[now]中實行一點選動作。若否，則 時間間隔[now = 10]中並未實行任何移動捲軸動作或點選動 作。 圖20之演算法300與圖19之演算法的不同是，其用一較簡 單的方法計算點選可能性數值click_v (步驟308)，並檢測是 否在最後一個間隔内測量一移動捲軸動作。演算法3 〇 〇的步 驟302 、 304 、 306 、 310 、 312 、 314 、 318 、 320及322和圖 19 顯示之演算法250的步驟252、254、256、260、262、264、 266、258及270相同。演算法300在步驟314和318之間使用 一附加步驟316，於此步驟中檢測是否已在倒數十毫秒内偵 測一移動捲軸動作。只有在上述情況為否定時才決定是否 實行一點選動作。 圖17至20的演算法恰好是可用於實行此新方法的演算法 •36· 85788 1313835 範例，其使用一移動捲軸動作和一點選動作之不同的時間 獨立性能，並使用與實際測量之時間間隔不同之時間間隔 所做的關於測量的永久資料。本方法不僅可用於取代手邊 之圖5至7描述之用於決定移動方向的向量轉換方法，還可 結合此向量轉換方法以取得較佳的結果》 關於可履行本方法的環境，使用一光學輸入裝置時幾乎 不需對其中之移動與光學輸入裝置是相關的該物體之結構 或反射係數方面設定任何條件。同樣也已經證實可簡單地 測量出一張紙和裝置間的相關移動。 由一光學輸入的觀點而言，利用自動混頻方法之光學輪 入的大小可以是非常小的。此裝置之大小主要是藉由須併 入裝置内之電子數和易於大量製造的觀點而決定的。在實 際的實施例中’視窗的外型是3公厘（mm)到5公厘的正方 形。因本裝置内使用測量原理，故不需要精準地對準其元 件，這對於大量生產是一個很大的益處。 在圖1的實施例中，可用破璃或諸如聚碳酸酯（PC)或聚甲 基化丙婦酸酿（PMMA)等透明塑料製成透鏡1〇。可將這一類 透鏡用諸如環氧化物的透明膠層"固定在用於支撐二極體 雷射、光電二極體和處理電路的基底。在此實施例方面， 假設二極體雷射以垂直方向發射，故這些雷射可以是 VCSEL類型。利用線界限技術便可輕易地將這—類雷射放 置在底板上。 、由於具有水平空腔的較傳統式旁射二極體雷射是非常便 且的’故較佳使用之。在某種程度上可將這類雷射固定， 85788 -37· 1313835 使其往垂直的方向發射。例如可將雷射固定在小桌子上。 但也可能在某種程度上將此旁射二極體雷射固定，使其往 水平的方向放射。 圖2 la為一具有這類雷射之光學輸入裝置之一實施例的 垂直橫截面圖，圖21b則為此實施例之底部的鳥瞰圖。在這 些圖式中’參照數字代表突出電接點接腳352的底板或外 罩。此底板具有熱傳導，故可作為二極體雷射的冷卻元件。 可在利用矽或其他材料製成、並形成一電路板之層350上設 置如圖1和8概要性顯示的電子電路。圖1之實施例中也可包 含此層。元件3、5和7為旁射二極體雷射。在每個雷射方面 提供一反射構件354,該雷射穿過透鏡1〇,將垂直方向的二 極體雷射向裝置頂部的視窗12水平地反射所放射的光束 358、360。反射元件較佳是球型的，以便同樣具有某些光 學功率及轉換入射的分叉光束358、360為較不分又、或準 直、甚或是稍微收斂的光束。此外，透鏡1 〇的光學功率可 以小於圖1之實施例内透鏡1〇的光學功率。圖21a*21b之實 施例中的透鏡10也可為一玻璃透鏡，但較佳是一塑膠透 鏡。塑膠透鏡比玻璃透鏡便宜且重量輕，同時因對透鏡並 無嚴格的光學規定’故塑膠透鏡非常適用於本應用。一較 佳為塑膠製品、且備有一透明視窗12的罩356與外罩板1共 同形成此裝置的外罩。三個反射構件，或是僅用兩個二極 體雷射時的兩個反射構件皆可由一反射外層所覆蓋的塑膠 環狀物組成。該環狀物可形成底板1的整體部分。輸入裝置 主要由塑膠材料組成，並僅以三個易於組合的結構部分組 85788 •38· 1313835 成。這些部分包含：有反射環裝備的底板〗、接腳352與二 極體雷射及相關之光電二極體、透鏡10和裝有視窗12的罩 356。 圖22顯示輸入裝置的一較佳實施例，其中已完成這些部 分的整合。在此實施例中，用一個下層朝底板彎曲的塑膠 元件362取代圖21a之實施例的罩356和透鏡1〇。此彎曲表面 在亮光光束上有和圖2 la之透鏡1〇相同的折射效果。由於圖 22之實施例的底部與圖21a及21b的底部相同，故並未顯示 該部分的鳥瞰圖。圖22顯示的實施例僅由兩個結構部分組 成，且比圖21a和21b的實施例更易於組合。 在圖8、21a、21b、22、23a及23b顯示的實施例中，亮光 光束皆未集中在視窗平面上。此外，由於這些光束係源自 於底板層上的不同位置，故亮光光束在活動平面（如視窗平 面）的不同位置上形成亮光點》亮光光束與其散射之輻射能 四處地分散，故此輸入裝置中沒有不同測量軸間干擾的問 題。若有必要可利用具有些許不同波長的二極冑雷射以降 低剩餘干擾。幾nm的波長差便已足夠達到此目的。 另-消除干擾的可行辦法是在二極體雷射中使用控制驅 動裝置，其在任何時候都僅起動一雷射。一交替地起動不 同二極體雷射的多工㈣電路可構以一類㈣驅動裝 置。這類多工電路能以一配置於各個二極體雷射可達處與 利用時間分享模式的偵測器或光電二極體監測二或三個二 極體雷射。具有這類驅動電路之實施例的附加優點是可減 少需用於裝置之電路及電功率消耗的空間。 / 85788 39· 1313835 圖23a及23b顯示輸入裝置的一實施例，其中亮光光束由 光纖導向視窗。圖3 2是此實施例的垂直橫截面圖，圖2 3 b則 疋鳥瞰圖。透過一種此項技藝中熟習的方法，分別地光學 轉合光纖370、372及374的輸入端與二極體雷射3、5及7。 光纖的所有輸出端皆設置於裝置之視窗上。光纖可嵌入用 諸如環氧化物或其他透明或非透明等實心材料製成的罩 376。這些光纖皆形成對此光纖所導引之輻射的絕緣體，用 於測量出自相關二極體雷射的輻射與散射返回此雷射的輕 射。故不同測量軸間產生干擾的可能性幾乎趨近於零。光 纖的其他優點疋其具有彈性’因而提昇設計上的可能性， 光纖也此將輕射傳達到任意距離，因此可將二極體雷射和 光電二極體配置在與輸入裝置之視窗相隔很遠的距離。圖 23a和23b的實施例中將二極體雷射及相關之光電二極體配 置在一起。如圖23a所示，可將這些元件配置在獨立的間隔 378内，該間隔可用與罩子相同的材料，或是其他材料製成。 除了光纖之外也可使用其他的光導引’例如一透明或非 透明材料之物體中的通道。 因可用低成本製造上述的輸入裝置，所以此輸入裝置非 ¥適合裝入大量用戶裝置中。由於其外型小、重量輕所 以此裝置可輕易地與現有裝置整合，而在不需增加非常多 的成本和重量的情形下提昇這些裝置的功能。若輸入裝置 之元件是單獨的元件，除了在一模組内整合（圖21至23)之 外，也可在其中已預先保留一些空間的裝置中配置這些元 件’而不需要改變裝置原本的設計。 85788 • 40 - 1313835 本新方法也可使用其他類型的光學輸入裝置，例如圖24 中顯示的輸入裝置，其為EO-A 0 924 285的複製，是為了測 量可為一手指表面之表面402的移動而設的。此裝置包含一 用於提供入射於表面402上之測量光束406的二極體雷射 404。將部分傳送之繞射光栅408配置接近於表面402。在通 過一空間濾波器之後，由光柵反射之輻射與由表面402反射 的輕射皆入射在對輻射敏感的偵測器420上。此濾波器是由 一透鏡412和一針孔416组成的。偵測器上反射的輻射產生 一跳動信號，即一依表面402之移動而定的振盪信號。將由 光柵408反射及由彳貞測器420捕獲之輻射的光束當作一本機 振盪器光束。此光束較佳包含由光柵於零階内所反射的輻 射。此光柵也產生可使用的正和負一階光束414和418，圖 24之參照數字410代表由表面402散射的輻射。有關此輸入 裝置及其實施例之細節，請參考EP-A 0 942 285。 包含電子元件的優點。此外， ’其藉由所嵌入之外罩操作，

本發明也可履行於一電容輸入裝置中，其為發明者之實 驗室中發明和開發以取代已知之機械移動捲軸-點選裝置 的一新類型輸入裝置。上述之機械裝置相當昂貴、易受磨 損、對灰塵和水敏感，且不容易與現有或未來的裝置整合。 一電容輸入裝置便沒有這些缺點，便宜、小型、且具有°僅 家所熟知的電容感測器可偵測導電材料的存

85788 1313835 材料之存在所影響的電AC場。電容輸入裝置利用對以下事 實的了解，即人類的手指屬於這一類材料，且可使用電容 感測器偵測與感測器相隔幾公分之手指的存在，例如在裝 置的外罩表面上。 圖25概略地以舉例的方式描述一行動電話裝置430，其備 有一用於測量一手指8 0之移動、且包含兩個感測器4 3 6和 438的電容輸入裝置434。此可具有任一外型的行動電話有 外罩43和一顯示器434。圖25中並未顯示與本發明無關之其 他的行動電話元件。圖25之實施例中的輸入裝置434為一移 動捲軸-點選裝置，並且包含兩個電容感測器436和438，以 及相關的電子驅動與信號處理電路440和442。由於電容感 測器之原理本身已為大家所熟知，故本文中將不再加以討 論。僅需注意一電容感測器通常包含一產生一電AC場的電 極，以及用以驅動電極和測量電場内之變化的電子電路。 電容輸入裝置可包含如圖25和圖26及27右半部顯示的兩個 電容感測器，或一個如圖28之右半部顯示用於產生電極和 兩個接收（即場偵測）電極的場。只要是產生兩個電容信號， 當手指接近各自之電極時，無論如何兩個信號都會增強。 可經由在形成部分輸入裝置之裝置之印刷電路板（PCB)上 的導電軌跡構成感測器的電極。可將相關電子電路440、442 像這樣固定在PCB上，或可形成如行動電話之裝置的部分 其他電路。圖25中以參照數字444代表改變的電場。由於電 容輸入裝置包含兩個用於產生兩個測量信號的感測器，故 能測量往兩個方向的手指移動。 85788 -42- 1313835 圖26、27、28顯不處理出自感測器436、438之兩個測量 信號4、&的不同實施例。將這些信號提供給不同的電路 450、452 (如模擬電路），以便分別地決定信號&、&的第一 (首要）衍生&、衍生信號對漂移作用不敏感，且包含有 關移動之符號的指示，即朝向或遠離各自之感測器或電 極。當手指接近—感測器時，衍生信號便是正的，而當手 指由感測器移開時，衍生信號便是負的。將信號&與&提供 給其中信號\減信號\的減法電路454，以及加法電路450。 將出自減法電路的信號&提供給比較電路458，以便比較此 仏號和一已儲存的移動捲軸門檻值。將出自加法電路456的 信號&提供給比較電路460，以便比較此信號和一已儲存的 點選門檻值。若信號&和&是可比較的，且兩個都很快由負 的改變為正的，則信號&將具有一快速的增加正值，且電 路460將提供一點選信號心^。若信號&和&有相反的符號， 則出自減法電路的信號&將有一大的絕對值，同時電路458 將提供一移動捲軸信號。若手指向上移動，即由感測器 438移開並朝向感測器436，則信號&將是正的，信號&將為 負的’而信號&將具有一大的正數值。接著信號心。〃將指示 一向上移動捲軸的移動。若手指向下移動，即由感測器436 移開並朝向感測器438，則信號&將是負的，信號&將為正 的’且信號&將具有一大的負數值。信號則將指示一向 下移動捲抽的移動。 圖27之實施例與圖27之實施例的不同是先在減法電路 462内使信號&減信號&，以及先在加法電路464内相加信號 85788 • 43· 1313835 4及& ’用以取得信號&及&。然後在微分電路466及468中 決定之後信號的第一衍生。接著再將結果信號&及心提供 給比較電路470、472。圖27中的信號處理原理與圖26的相 同。 其也適用於圖28。已增加此圖式用於顯示一電容感測器 裝置的原理’其中兩個電容感測器是由一共同AC場構成 的’其產生電極480與相關電子裝置（FE) 482，以及兩個偵 測（場接收）電極484、486和其各自之相關電子裝置（FR) 486 及490。用與圖26顯示相同的方法處理出自場偵測器的信號 S'、S2。 圖26至28顯示之解釋邏輯電路之信號的電子元件可裝在 其中配置電容輸入裝置之裝置内的一微處理器中。 可於此裝置增加一第三電容感測器，以便測量三維的手 指或其他物體之移動。接著可測量在相同平面上往不同方 向的一點選動作和兩個移動捲軸動作。 圖29顯示一解釋電路500的信號，其非常適合實行，並且 疋圖26之電路的進一步詳細闡述。由參照數字5〇2和5〇4代 表兩個電容感測器。使用一第三參考或基礎電極5〇6。用於 此兩個感測器的電場分別是用兩個獨立之振盘器5 1 〇和5 2 〇 產生的。這些振盪器的頻率是藉由各感測器電極之鄰近區 域内手指的存在，以及手指或其他物體離電極之距離決定 的。這是因手指改變振盪器的電容。每個振盪器均包含一 緩衝反向器514、524以及一電容512、522。將每個振盪器 的輸出提供至一史密特（Schmitt)啟動裝置518、528。將每個 85788 • 44 - 1313835 史岔特啟動裝置的輸出與—由計時器（TR) 532所控制之頻 率計算器（FC)518的輸入連接。將每個頻率計算器的輸出與 一可稱為一微分電路（DIEF)之電路520、53〇的輸入耦合。 這些電路也是由料器532控制，纟包含一記憶體和—減法 電路，使現用（實際）數值減最後測量的數值。將每個微分電 路520、530的輸出與一加法電路534和一減法電路536兩者 的輸入耦合。將加法電路的輸出與一比較電路（‘"Μ的輸 入連接，該比較電路比較總和信號與一已儲存的點選門檻 值，並在測量的數值大於門檻值時熄滅一點選信號。將 減法電路536的輸出與一比較電路（心）54〇的輸入耦合，該 比較电路比較測量的數值和_已儲存的移動捲軸門檻值， 並在測量的數值大於門檻值時熄滅一移動捲軸信號。 區塊542内的電子電路較佳為數位電路，其可容易地整合 於一數位1C中。 圖30顯示一解釋電路550之信號的實施例，其為圖“之電 路的進一步詳鈿闡述，並非常適合實行。兩個電容感測器 具有一產生電極552的共同電場，且每個感測器有一接收電 極554、556。然後僅用一振盪器558產生電場。電場内手指 的存在導致產生電極之場與接收電極間的耦合，該耦合是 依手4曰與個別之接收電極間的距離而定。在一相關之放大 器（AM) 560、562中放大每個接收電極中所產生的電流（信 號）’该放大器可為一相位固定的放大器。將放大器的輸出 與一微分電路564、566的輸入連接。將各個放大器之輸出 與一加法電路568和一減法電路570兩者的輸入連接。一比 85788 45· 1313835 車义電路（Cm) 572檢測加 >去電路所提供之數值是否大於一已 儲存的點選門檻值。若是’電路572便熄滅一點選信號‘。 一比較電路（574檢測減法電路所提供之數值是否大於 一已儲存的移動捲軸門檻值。若是，電路574便移滅一移動 捲軸信號·^„。 為實仃所述之工作，高精密度是不必要的，並且可使用 低成本的元件。圖30的電路可為一完整的模擬電路。 較佳在裝置主機之主板上整合圖29和3〇之實施例的電容 感測器與電容輸人裝置。因可由裝置之印刷電路板的導電 軌跡構成電極，故電容輸入裝置並非需裝入裝置内的獨立 模’·且裝置電谷輸入裝置僅需要低成本和小型元件。電容 輸入裝置的-項特殊優點是不、需在裝置之料内或上面設 置元件，其中的外罩材料為一非導電材料，例如塑膠。 在上述之電容輸入裝置中，使用點選動作與移動捲軸動 作之不同特性（時間特性）及/或這類動作之永久資料的新演 算法可用以取代圖26至30的信號解釋方法，或在使用這些 方法時額外地使用此新演算法。 總而I之，本發明可用於任一類型的輸入裝置中，其在 貫行點選動作後互即產生一不同特性的偵測器信號，接 著在實行一移動捲軸動作後立即產生一偵測器信號，且其 中可在實際動作估測期間儲存與使用有關這些動作的永久 資料。例如，本發明也可用於一實行移動捲軸和點選動作 的機械輸入裝置内，如一機械滑鼠。 一履行本發明的輸入裝置不僅可用於一行動或細胞式電 85788 -46- 1313835 話裝置’也可用以不同類型的其他裝置中，其中的一些則 於以下之圖表中顯示。 圖31顯示一備有一履行本發明之輸入裝置、光學或電容 的無線電話裝置600。此裝置由一連接電話或有線網路的底 座602 ’以及一可用在如距離底座周圍1 〇〇公尺以内地區的 可移動裝置604組成。裝置604包含一鍵盤部分605和一顯示 裝置607。和行動電話裝置所敘述相似的地方是，裝置604 備有一如本文中詳述的使用者輸入裝置6〇9〇此裝置為一僅 顯示視窗的光學輸入裝置。除了具有一光學輸入裝置之 外’無線電話也可備有一電容輸入裝置。由於從無線電話 的外表上看不見電容輸入裝置，故用戶必須將其手指放在 無線電話之外罩上標明的位置。此記號裝置較佳為外罩表 面之浮凸狀的部分，使用戶即使在光線不足的情形下也能 輕易地發現裝置位置。 圖32顯示一用於傳統電視機610的遠端控制單元620，其 包含一接收器與顯示裝置611以及一其適用於網際網路通 訊的置頂盒618。此盒可透過電話或有線網路上網，並轉換 由網際網路接收的信號為一經電視機處理過後即可顯示網 際網路資訊的信號。由於電視網路用戶手邊應有用於網際 網路命令的輸入裝置，故此輸入裝置624應併入遠端控制單 元中。可於遠端控制單元的傳統按鈕622間，或握著遠端控 制單元之人類手指可觸及到的任何位置上配置輸入裝置 624 ’其中可履行本發明，且在圖32中是一種僅顯示視窗的 光學輸入裝置。此輸入裝置也可以是一電容輸入裝置。 85788 -47- 1313835 一履行本發明的輸入裝置也可用於一電腦配置中，用以 取代傳統用手驅動的滾球式滑鼠或滑鼠墊。圖33顯示一種 也可稱為筆記型或膝上型電腦的手提式電腦63〇，其包含一 底邵部分632和一具有一 LCD顯示器638的覆蓋部分636。底 部部分可容納不同的電腦模組和键盤634。將上述之用以取 代傳統滑鼠墊的光學輸入裝置640配置在此鍵盤上。可在傳 統滑鼠墊的位置或其他容易接觸到的位置上配置一同樣可 為 毛谷裝置的輸入裝置。 一手持或掌上型電腦是筆記型電腦的縮小版本。這類掌 上型電腦同樣也能具備履行本發明的光學輸入裝置，例如 可取代接觸顯示螢幕之通常用於選擇顯示選單中功能的 筆。可在掌上型電腦之鍵盤或蓋子内配置光學或電容輸入 裝置。 圖34顯示一桌上型電腦配置65〇，其中有許多方法能使一 光學或電容輸入裝置適於取代傳統滾球式滑鼠。此電腦配 置包含一鍵盤652、電腦主機654和監視器656。監視器可為 固定在圖中顯示之支架658的平面LCD監視器，或一 CRT 監視器。由於較佳將輸入裝置666併入鍵盤内，故不再需要 單獨的滑鼠660及其連接電腦主機的電線。除此方法外，也 可用具備光學輸入裝置的光學感應式滑鼠取代滾球式滑 氣於是，將使此裝置變成反向的；即此移動滑鼠的裝置 視窗面向下方。此輸入裝置測量該移動，而非如上述裝置 中之視窗上的人類手指移動。此刻利用的是光學輸入裝置 的強大的敏感度。此裝置可偵測與非常光滑之表面相關的 85788 • 48· !313835 移動，例如一張空白紙。 在上述的電腦配置巾，此輸人$置可配置於顯示部分， 而非鍵i ’例如在圖33之膝上型電腦的蓋子咖，或掌 上：電腦的蓋予内。除了電腦顯示器之外，此輸入裝置也 能併入其他顯示器中。 【圖式簡單說明】 l由有關以上所述實施例的非限制範例，將可突顯和閣 明本發明的這些及其他觀點。圖式中： 圖la顯tf %學輸入裝置之—實施例的橫截面圖，其使 用自動混頻作用，且其中可履行本發明； 圖lb為本裝置的鳥瞰圖； 圖2以圖說明由含有自動混頻作用之裝置測量的原理； 圖3將光頻與雷射空腔之增益的變化顯示為一裝置與物 體彼此相關之移動的函數； 法； 雷射溫度的函數； 化之驅動電流的效果； 圖4以圖說明一種測量此變化的方 圖5將雷射波長度之變化顯示為_ 圖ό顯示使用一雷射所用之定期變 圖7以圖說明偵測移動之方向的方法. 例； 圖8顯示一具有三個測量轴之輸入裝置的平面圖； 圖9顯示一移動捲軸-點選光學輪入裝置的一第一實 施 圖10顯示一備有這一類裝置的行動 圖11顯示一移動捲輛-點選光學輪 例 電話； 入裝置的一第二實施 85788 -49 - 1313835 圖12顯示一點選動作典型之信號的時間模式； 圖13顯示一移動捲軸動作典型之信號的時間模式； 圖14概略地顯示一用於處理由裝置偵測器產生之信號為 一點選及/或移動捲軸信號的電予處理器； 圖15顯示一僅具有一二極體雷射的光學移動捲軸_點選 裝置； 圖16顯示一備有這一類裝置的行動電話； 圖17顯示一決定是否已發生一點選動作的演算法之第一 部分； 圖18顯示決定是否已發生一移動捲軸動作的演算法之第 二部分； 圖19顯示一決定是否已發生一點選及/或移動捲軸動作 的演算法之第二實施例； 圖20顯示這一類演算法的第三實施例； 圖21a及21b顯示一輸入裝置模組之一第一實施例的結 構； 圖22顯示這一類模組之一第二實施例的結構； 圖2 3 a及2 3 b顯示這一類模組之一第三實施例的結構； 圖24顯示一可履行本發明之已知的光學輸入裝置； 圖25顯示一備有一可履行本發明之一電容輸入裝置的行 動電話； 圖26-28顯示處理由此輸入裝置產生之信號為一點選及/ 或移動捲軸信號的交替方法； 圖29概略地顯示一用於電容輸入裝置之第，實施例的一 85788 -50- 1313835 信號處理器之實施例； 圖30概略地顯示一用於電容輸入裝置之第二實施例的_ 信號處理器之實施例； 圖31顯示一備有一可履行本發明之輸入裝置的無線電 話； 圖32顯示一包含一備有這一類輸入裝置之遠端控制的電 視機； 圖33顯示一備有這一類輸入裝置的膝上型電腦； 圖34顯示一備有這一類输入裝置的桌上型電腦。 【圖式代表符號說明】 1 底板 3, 5, 7, 404 二極體雷射 4, 6, 8 光電二極體 10, 70, 72, 126, 412 透鏡 11 透明膠層 12 透明视窗 13, 17, 25, 128, 406 測量光束 15, 80, 132 手指 18 電予電路 16 移動 20 空腔 21, 22 雷射鏡 26, 41〇 輻射 31， 32, 45 曲線 85788 -51· 1313835 35 主動層 36 電流來源 37 電感 38 電容器 40, 84, 440, 442 電子電路 50, 52, 54, 56, 58 曲線 62, 64, 122 光學感測器單元 66, 68, 124 光電二極體配件 74, 76 輻射光束 82, 432 外罩 86, 114 輸出 88 活動平面 78, 88, 130 視窗 90 移動捲軸-點選裝置 92, 378 元件 94 上層表面 100 計算器 102, 104 偵測器 106, 108, 560, 562 放大器 110,112 計算器 134 行動電話 136 感測器信號分析裝置 138 裝置輸出/介面 350 層 85788 -52 - 1313835 352 354 356, 376 358, 360, 414, 418 362 370, 372, 374 402 408 416 430 434 436, 438 434 450, 452, 500, 530, 550 454, 462, 536, 570 456, 464, 534, 568 458, 460, 470, 472,538, 540, 572, 574 466, 468, 564, 566 480, 506, 552 482 484, 486 486, 490 502, 504 電接點接腳 反射構件 罩 光束 塑膠元件 光纖 表面 光柵 針孔 行動電話裝置 電容輸入裝置 感測器 顯示器 電路 減法電路 加法電路 比較電路 微分電路 電極 相關電子裝置（FE) 偵測電極 相關電子裝置（FR) 電容感測器 85788 -53 - 1313835 510, 520, 558 振盪器 512, 522 電容 514, 524 緩衝反向器 518, 528 頻率計算器 532 計時器 554, 556 接收電極 600 無線電話裝置 602 底座 604 裝置 605 鍵盤部分 607 顯示裝置 609 使用者輸入裝置 610 電視機 611 接收器與顯示裝置 620 遠端控制單元 622 傳統式按粗 624, 666 輸入裝置 630 手提式電腦 632 底座部分 634, 652 鍵盤 636 覆蓋部分 638 顯示器 640 光學輸入裝置 650 桌上型電腦配置 85788 -54- 1313835 654 電腦主機 656 監視器 658 支架 660 滑鼠 -55- 85788

Claims (1)

1313 φ裘H苎專利申請案

_〜哪兮π甲萌系 請專利範圍替換本(98年6月） 拾、申請專利範圍： L :種測量㈣於使用者輸人裝置之物體 該移動包含至少一移動捲轴動作和：的方法’ 用-使用者輪入裝置，其包含至少 4 ’以便使 :感測器單元，以及用於分析感測器信號號 個感測器單元測量移動捲軸 丄吏用各 置，其特徵是由相同之至少—心❹/^作的分析裝 動作資訊和點、II動彳七u ^ Μ。旒取得移動捲軸 :點選動作-“，以及分析感測器 號是否顯示一點選動作之—第— 椹 式或一移動捲軸動作之一第二典型:模 -fe if；J n± bb ,. 1 、3 模式’，其中第一 八T間模式與第二典型時間模式不同。 2·如申請專利範圍第丨項之方 内與彳異沾石， 特铽疋有關一時間間隔 間、〜卜感測^信號之分析方面係使用其他時間 内所獲得的移動資料。 3. 如申睛專利範圍第1或2項之方 ^ ^ . 員之方法，特徵是由主動脈衝致 ’以及在主動脈衝所衫的測量時間間 隔内貫行感測器信號分析。 4. 二申請專利範圍第⑷項之方法，特徵是分別地決定一 測量時間間陪> # . , _ 半個和弟二半個期間内之感測器信 號波盪的第—與芬贫_ 數及第一數，以及使用第一數和第二數之 總和傷測測量時間間隔内的點選動作移動。 5· 專利^圍第1或2項之方法，特徵是分別地決定一 :I :間間隔之第一半個和第二半個期間内之感測器信 盈的第一數及第二數’其中使用第一數和第二數之 85788-980609.doc ^13835 差異決定一兹^ 移動捲軸移動的方向， 之總和決定該移動的速度。 -由弟-和第二數' 6·如申請專利範圍 分析方面使用—、、,Λ 方法，特徵是在感測器信號 —點選動作及复1；^其步驟包含首先衫是否實行 動捲軸移動的方向與速度。 ^及移 7·如申請專利範圍篥】弋，s 松f ^或2項之方法’特徵是感測器作梦八 析方面使用—演曾 處分 法，其步驟包含首先決定是否 移動捲軸動作知 *只仃一 動作和移動捲軸移動的方向 8. 決疋是否實行—點選動作。 及其次, 如申請專利範圍第13戈2 入裝置，其包含至… 疋使用—電容輪 V用於測量移動捲軸動作和點_ 作的電容感測器單元。 ^遂動 9.如申請專利範圍 ai 員之方法，特徵是使用一井取^ 入裝置，其包含至少一用於、目丨θ 先予輪 ^ 用於測置移動捲軸動作和點iJg叙 作的光學感測器單元。 4廷動 1 〇.如申請專利範圍第9頊之古 項之方法，其十各個感測器單元膏έ Γ測量包含以下步驟，用-測量雷射光束照亮 表面以及轉換由表面反射之測量光束輻射的—選擇部二 為-電氣信號’其特徵是選擇順著測量光束反射回來、 且再進入放射該測量光束之雷射空腔的測量光束輻射， 以及測量雷射空腔操作中的變化，該變化係起因於再進 入輻射和雷射空腔内的光波間 體移動。. 的干“代表-相關物 85788-980609.doc 1313835 11. 如申請專利範圍第ι〇項之方 空腔的阻抗。 肖铽疋測虿二極體雷射 12. 如申請專利範圍第ι〇 強产。 * 知' 致是測量雷射輻射的 1 3 · 一種用於實杆1由j主宙立，~ 一… 申睛專利範圍第1 2 3 4項之方法及包含至少 感測為單几和信號分 扣_、，曰 外展置的輸入裝置，各個感測器 早兀測ϊ移動捲軸動作和點 ^ ^ v 卜柙”"占選動作，並將一感測器信號 如供給分析裝置，特徵是 ^ ^ a 寸代疋L 5 6虎刀析裝置包含用於區分一 ，.，、動作之第一典型感測器 ,.^ ^ 彳σ就k間模式與移動捲轴動 弟一典型感測器信號時間模式的裝置。 14. 如申請專利範圍第13 要^輸裝置，特徵是信號分析裝 置包儲存及/或延遲梦署 乂夂延裒置，其用於組合 上得到的測量結果。个1J 了間間隔 15. 如申請專利範圍第13 ^ 負之輸入裝置，特徵是由—段 動#唬致動至少一碭測哭_ 印扠 这初裔早兀，以及分析裝置 與感測器單元同步，以僮每― T間上 更只盯有關致動信號所決宏 量時間間隔的分析。 、疋之測 16. 如申請專利範圍第15 八# 項之輪入裝置，特徵是分析梦“ 含計鼻裝置，其用於計首_ 凌置包 ^ 測置時間間隔之第— 半個期間内之個別之试、a, ~和第二 感/則器信號波盪的第—I$ 數，以及用於相加第—鲁& ». D弟一 數和第二數以提供一包含 作資訊之信號的加總裝置。 4選動 1 7. 如申請專利範圍第^項 2 貝之輪入裝置，特徵是分 3 含計算一測量時間間隔 斤表置包 4 _之4一和第二半個期間 5 η <個別 6 85788-980609.doc 1313835 之感測益信號波盪的第一數和第二數的裝置，以及減法 衣置’其用於決定第一和第二數間的差異，並提供一包 3矛夕動捲軸移動之方向和一含有移動速度資訊之信號等 相關資訊的信號。 18_如申晴專利範圍第13或14項之輸入裝置，特徵是分析裝 置備有一演算法，其步驟包含首先決定是否實行一點選 動作及其次決定是否實行一移動捲軸動作和移動捲轴動 作之方向與速度。 19. 如申明專利範圍第13或14項之輸入裝置，特徵是分析裝 置備有一凉异法，其步驟包含首先決定是否實行一移動 捲軸動作和移動捲軸移動的方向與速度，以及其次決定 是否實行一點選動作。 20. 如申凊專利範圍第13或14項之輸入裝置，特徵是其為一 包含至少一電容感測器單元的電容裝置。 21_如申請專利範圍第2〇項之輸入裝置，特徵是其包含至少 兩個電容感測器單元。 22. 如申請專利範圍第13或14項之輸入裝置，特徵是其為一 光學裝置，其包含至少一光學感測器單元，該光學感測 裔單7G包含一具有一雷射空腔及用於產生一測量光束的 的一極體雷射，用於轉換接近物體之平面上之測量光束 的光學裝置，以及用於將物體所反射的測量光束輻射轉 換為一電感測器信號的轉換裝置。 23. 如申請專利範圍第22項之輪入裝置，特徵是其包含至少 兩個光學感測器。 85788-980609.doc 1313835 24.=申請專利範圍第22項之輪入裝置，特徵是其包含-部 刀：运7L件’其配置接近於裝置的透明視窗，用於分裂 測量光束之一部分為一表考 〃号先束及一對輻射敏感的偵測 裝置，其具有用以接收 束輻射的小開口。 “反射之參考光束和測量光 25·如申請專利範圍第22項 θ ^ ^ 輸入I置，特徵是該轉換裝置 疋该由射空腔與一測量裝 班〆也 直的，，且s所構成的，該測量裝 置係用於測量雷射空腔操 乍中的變化，該變化起因於再 進入该雷射空腔之反射 的光波間的评，並為，先束輕射及此雷射空腔内 26 ^^^, 1為—相關物體移動的典型表現。 26. 如申睛專利範圍第25 ™ ^ ,ρι[ ^ 6 輪入凌置，特徵是測量裝置是 用於測里雷射空腔之阻抗變化的裝置。 27. 如申請專利範圍第乃 . 一用於、、p,丨旦； 輸入衣置，特徵是測量裝置為 :皇里毎射放射之輻射的輻射偵測器。 28. 如申睛專利範圍第27項之 ^ φ ΛΑ #, 、置，知徵是在放射測量 尤果面的對面之雷射 29 — If彳干動+ 工I面3又置輻射谓測器。 1 種订動電話裝置，並转料4 a 14項之輪入裝置。……如申請專利範圍第13或 30. —種無線電話裝置，复 14項之輪入裝置。…如中請專利範圍第13或 3 1 · 一種膝上型‘ w 甘 項之輸入装^…徵包含如申請專利範圍第13或14 32. -種桌上型電腦用滑鼠， 13或14項之輪入裝置。… 各如申請專利範圍第 857S8-980609.doc 1313835 3 3. —種電視機的遙控器，其特徵包含如申請專利範圍第13 或14項之輸入裝置。 85788-980609.doc