KR100905382B1 - 컴퓨터 마우스 내의 광신호 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컴퓨터 마우스에서 광 신호들을 처리하기 위한 방법 및 장치를 개시하고, 전자 디지털 처리에 관한 것이다. 방법은 마우스 장치와 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터가 레이저 반점 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영되는 것이다. 방법을 수행하기 위한 장치는 마우스 본체로 이루어지고; 마우스 본체 내에, 증폭 및 정형화 모듈, 방향 확인 및 계수 모듈, 및 광전 신호를 처리하기 위한 컴퓨터 인터페이스 회로들이 배치되어 순차적으로 연결되며, 상기 장치는 적어도 하나의 레이저 장치와, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터 레이저 반점 신호들을 수신하기 위한 포토 센서를 추가로 포함한다. 상기 포토 센서는 수신된 광전 신호들을 증폭 및 정형화 모듈로 전송한다. 본 발명은 간단한 구조, 높은 기술적 실행 가능성, 고정밀도를 가진다.
컴퓨터 마우스, 레이저 빔, 상대 변위 벡터, 포토 센서, 광전 신호
Description
본 발명은 전기 장치의 디지털 데이터 처리 방법 및 장치에 관한 것이고, 특히 컴퓨터 마우스에서 광 신호(optical signal)를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 마우스는 1968년대 말에 나온 이래, 다음의 4개의 세대로 개발되었으며, 이는 기술적 관점에서 분류된 것이다.
(1) 기계적 마우스:
기계적 마우스의 동작 원리는 마우스의 바닥에 있는 회전 볼의 사용에 있으며, 즉, 회전 볼이 테이블의 표면에 물리적으로 접촉하여 상이한 방향으로 회전할 때, 회전 볼은 압력 회전축들을 상이한 방향으로 회전시키도록 구동한다. 이러한 회전축들은 접점들이 원형으로 배열되는 원형 코더에 연결된다. 회전 볼의 회전은 접점들이 접촉 스트립과 접촉 가능하게 하도록 압력축들을 통해 전달되어, 추후에 0-1 신호로 변환되는 온-오프 신호들을 만든다. 이러한 데이터는 특별한 칩의 수단에 의해 2차원 X-Y 축 변위 신호들로 추가적으로 변환되어, 적절히 움직이도록 커서를 안내한다. 이러한 형태의 마우스가 순수하게 기계적인 구조의 것이기 때문에, 고유의 낮은 정밀도와 취약성의 결점을 가지며; 지금은 판매점에서 거의 볼 수 없다.
(2) 광학-기계적 마우스
기계적 마우스는 광학-기계적 마우스로 대체되었다. 이러한 형태의 마우스는 기계적 마우스의 구조와 유사한 것이다. 이러한 것들 사이에서의 차이점은 단지 상이한 코더가 마우스의 움직임을 검출하도록 사용되는 것이다. 광학-기계적 마우스에서 사용되는 코더는 다수의 폭이 좁은 슬릿들을 구비한 디스크, 광전관들, 광전관들의 양측에 배치되는 발광 다이오드들로 이루어진다. 회전 볼의 회전에 의해 유발되는 디스크의 움직임은 광경로의 차단에 의하여 만들어지는 온-오프 신호들을 광전관들로 전송하고, 마우스 내에 있는 마이크로프로세서는 이러한 신호들에 근거하여 마우스의 이동 거리 및 방향과 마우스의 스큐잉(skewing)를 계산한다. 이러한 형태의 마우스의 핵심적인 위치검출 메커니즘이 광 부품들로 이루어지기 때문에, 보가 긴 수명과 보다 높은 위치검출 정밀도(순수하게 기계적인 마우스와 비교하여)에 의해 특징된다. 그러나, 이러한 형태의 마우스의 기본적인 위치검출 메커니즘이 여전히 기계적인 회전 볼이기 때문에, 종래의 기계적인 마우스와 같이, 커서가 느리게 움직이거나 또는 도약하게 하여 나쁜 위치검출이 따른다. 이러한 것은 주로 내부의 회전축들에 부착되는 먼지에 기인한다. 마우스가 다시 적절하게 사용되기 전에 마우스를 전체적으로 청소하는 것이 필요하다.
(3) 제 1 세대의 광 마우스
광 마우스는 기계적인 구조의 위치검출 시스템이 더 이상 사용되지 않기 때 문에 위치검출 정밀도, 수명 및 사용감에 있어서 특히 우수하다.
제 1 세대의 광 마우스는 반사면과 흑색 선들과 청색 선들로 형성된 매우 규칙적인 격자 라인들을 가지는 특별한 마우스 패드와 함께 사용된다. 2개의 발광 다이오드들이 마우스의 바닥에 배열되고, 하나의 적색 발광 다이오드가 청색 선에 의해 흡수되고, 다른 하나의 적외선 발광 다이오드는 흑색 선들에 의해 흡수된다. 반사된 빛을 수광하도록 사용되는 또 다른 그룹의 광전관들이 마우스의 바닥에 배열된다. 광 마우스는 두 그룹의 빛이 마우스 패드 상의 X,Y 축들을 조명한 후에 반사되는 신호들에 근거하여 마우스의 방향 및 거리를 결정한다. 이러한 형태의 광 마우스가 항상 깨끗한 것을 요구하는 특별한 마우스 패드 상에서 작동되어야만 됨으로써, 마우스를 사용하는 것이 불편하다. 그러므로, 이것은 폭 넓게 인기를 얻지 못하였다.
(4) 제 2 세대의 광 마우스
제 2 세대의 광 마우스는 미합중국의 애질런트 테크놀로지 사(Agilent Technologies Co., Ltd)에 의해 개발되었다. 이 마우스에서, 발광 다이오드들은 물체의 표면을 조명하도록 사용되고; 스냅 사진(snapshot)들이 소정의 간격으로 만들어지며; 그런 다음 2개의 사진들의 특성들이 좌표들의 이동 방향과 값을 검출하도록 분석되고 처리된다.
마우스의 변위를 결정하기 위하여, 사진들을 스캔하는 것이 필요하고, 그러므로, 스캔 횟수가 광 마우스를 평가하기 위한 중요한 변수가 된다. 일반적으로, 최소의 필요조건으로서, 초당 1,500회의 스캔 횟수가 요구된다. 마이크로소프트사 에 의해 제조된 제품들중 일부의 스캔 횟수는 초당 6,000회에 달하였다. 무시할 수 없는 또 다른 변수는 마우스의 해상력이다. 이 변수는 인치당 카운트(count per inch, cpi))에 의해 지시된다. 대체로, 마우스의 해상력은 400cpi이고, 즉, 좌표값들은 1인치의 매 움직임에 대해 400회에 걸쳐 전송된다(하지만 현재, 보다 좋은 광 마우스의 해상력은 800cpi에 달한다).
상기된 바와 같이, 순수하게 기계적인 마우스는 이미 탈락되었다; 광학-기계적인 마우스는 낮은 위치검출 정밀도, 매끄럽지 않은 동작감, 장시간 사용 후의 기능 저하와 같은 극복하기 어려운 결점을 가지며; 제 1 세대의 광 마우스는 사용을 위해 고도의 필요조건들 때문에 폭 넓게 인기를 얻지 못하였으며; 그렇지만 제 2 세대의 광 마우스는 제 1 세대의 광 마우스의 사용시에 있어서의 불편함의 결점을 극복하였으며, 이것의 높은 정밀도와 긴 수명에 의해 특징되고, 그러므로, 고부가 가치 제품 시장에서의 일정 위치를 점하였다. 그러나, 복잡한 원리 및 구조로 인하여, 이것의 가격은 여전히 비싸고, 기술 및 가격 요인들의 제한으로 인하여, 이것의 반응 속도는 충분하지 않다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 사용에 있어서의 불편함, 기술의 복잡함, 고비용의 문제들을 해결하도록 컴퓨터 마우스에서 광 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 마우스에서 광 신호를 처리하는 방법은: 마우스 장치와 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터가 레이저 반점 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 마우스에서 광 신호를 처리하기 위한 방법이다.
마우스 장치와 레이저 반점 간섭들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 레이저 반점 간섭 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영된다.
상기 레이저 반점 신호들 또는 레이저 반점 간섭 신호들은 포토 센서에 의해 수신되고, 상기 레이저 반점 신호들 또는 레이저 반점 간섭 신호들은, 상기 포토 센서에 의해 수신된 레이저 반점 펄스들 또는 레이저 반점 간섭 펄스들의 양을 계산하여, 레이저 반점들 또는 레이저 반점 간섭들의 평균 크기에 근거하여 마우스 장치와 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위를 결정하도록 처리된다.
상기 포토 센서는 광전 감지 유닛들의 그룹들을 가지고, 각 그룹은 직렬로 정렬된 2개 이상의 광전 감지 유닛들로 이루어진다. 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터의 레이저 반점 신호들 또는 레이저 반점 간섭 신호들이 수신된 후에, 관련된 광전 신호(photoelectric signal)들은 광전 감지 유닛의 정렬 방향으로 있는 포토 센서와 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터의 성분의 크기를 계산하도록 광전 감지 유닛들 그룹에 의해 증폭되고 정형화된다. 한편, 상대 변위 벡터의 상기 성분의 방향은 이러한 2개 이상의 광전 감지 유닛들에 의해 만들어진 전기 신호들의 스큐잉에 의해 결정된다.
상기 포토 센서는 적어도 두 그룹의 광전 감지 유닛들을 가지며, 각 그룹은 직렬로 정렬된 2개 이상의 광전 감지 유닛들로 이루어지고, 적어도 하나의 그룹은 다른 그룹과 상이한 정렬 방향을 가진다. 2개의 그룹들은 서로 교차하고 공통의 유닛들을 사용한다. 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터의 레이저 반점 신호들 또는 레이저 반점 간섭 신호들이 수신된 후에, 관련된 광전 신호들은 포토 센서와 각 그룹의 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향을 계산하도록 이들 그룹의 광전 감지 유닛들에 의해 증폭되어 정형화된다. 그리고, 2차원 평면에 있는 포토 센서와 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 상기 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향과 벡터들 사이의 교차각에 근거하여 계산되고, 상기 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향과 상기 교차각은 각각 상이한 방향들로 있는 2개 이상의 그룹의 광전 감지 유닛들에 의해 계산된다.
마우스 본체를 포함하고; 마우스 본체 내에, 증폭 및 정형화 모듈, 방향 확인 및 계수 모듈, 광전 신호를 처리하기 위한 컴퓨터 인터페이스 회로들이 배치되어 순차적으로 연결되는, 광 신호를 처리하기 위한 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 마우스에서 광 신호를 처리하기 위한 장치에 있어서, 장치는 적어도 하나의 레이저 장치와, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터 레이저 반점 신호들을 수신하기 위한 포토 센서를 추가로 포함하고; 상기 포토 센서는 수신된 광전 신호들을 증폭 및 정형화 모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다.
처리 장치는 적어도 2개의 레이저 장치들과, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터 레이저 반점 간섭 신호들을 수신하기 위한 포토 센서를 추가적으로 포함하고; 상기 2개 이상의 레이저 장치들로부터 발산되는 레이저 빔들은 레이저 반점 간섭들을 만드는 표면의 하나 이상의 영역들을 조명하고, 각 영역은 적어도 2개의 빔들에 의해 조명된다.
처리 장치는 적어도 하나의 레이저 장치, 빔 분할기, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터 레이저 반점 간섭 신호들을 수신하기 위한 포토 센서를 추가적으로 포함하고; 상기 레이저 장치로부터 발산되는 레이저 빔은 레이저 반점 간섭들을 만드는 표면의 하나 이상의 영역을 조명하도록 빔 분할기에 의해 2개 이상의 빔들로 분할되고, 각 영역을 적어도 2개의 빔들에 의해 조명된다.
본 발명의 원리와 유익한 효과들은 레이저의 빔이 물체의 거친 표면을 조명할 때, 조명된 영역이 연속적으로 밝게 되지 않는다는 것이다. 대조적으로, 밝은 지점들과 어두운 지점들이 무질서하게 교차한다. 이러한 현상이 소위 반점들이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반점들은 물체의 거친 표면에서 뿐만 아니라, 레이저에 의해 조명된 물체의 거친 표면의 부근에서의 전체 표면에 존재한다.
레이저 반점은 실제적으로 물체의 거친 표면의 각 단위 영역 상에서 산재된 광파들 사이의 구축 및 파괴에 의해 유발되는 간섭 현상의 종류이고, 이것은 설명될 수 있고, 이러한 것의 일반적인 특징들은 레이저 간섭의 이론으로 얻어질 수 있다.
레이저의 입사각이 고정되면, 반점들의 명암비가 조명된 물체의 표면의 거칠기에 관계된다는 이론적인 연구를 보여준다. 일상생활에서 사용되는 많은 물체들이 반점들을 형성하기 위한 거칠기의 필요조건들을 쉽게 충족시킬 수 있다. 레이저 빔이 테이블 표면, 종이, 직물, 흔한 금속, 플라스틱, 도기류 및 세라믹 표면들, 유리와 같은 가장 평범한 물체를 조명할 때 반점들의 현상이 명확하게 관찰될 수 있다는 것이 실험으로 판명되었다. 레이저 반점들은 물체의 조명된 표면에 좌우되는 것으로 고려될 수도 있고, 그러므로, 이것들은 물체의 움직임과 함께 움직인다. 물체와 관찰자(장치) 사이의 상대 변위는 반점들의 이러한 특징들에 근거하여 측정될 수 있다.
본 발명에 따라서, 마우스 장치에서의 레이저 신호원과 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 레이저 반점 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의하여 반영된다. 이러한 순수 광기술은 기계적인 장치의 모든 결점들을 극복한다. 이것은 간단한 구조, 높은 기술적 실행 가능성, 고정밀도를 가지며, 경제적인 방법으로 측정의 정밀도와 속도를 크게 증가시킨다.
도 1은 레이저 반점들의 개략도.
도 2는 본 발명의 원리를 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 원리를 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명의 원리를 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예 1을 도시하는 개략도.
도 6은 본 발명의 회로의 원리를 도시하는 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예 2를 도시하는 개략도.
도 8을 본 발명의 실시예 3을 도시하는 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예 4를 도시하는 개략도.
이후에, 본 발명은 첨부된 도면들과 실시예들을 참조하여 상세하게 기술된다.
본 발명에서 채택된 방법은: 마우스 장치에 있는 레이저 신호원과 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터가 레이저 반점 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영되고, 레이저 반점 간섭 신호들은 포토 센서들에 의해 수신되고, 그런 다음 포토 센서에 의해 수신된 반점 펄스들의 양을 계산하여, 레이저 신호원과 반점들의 평균 크기에 따른 레이저 반점들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터를 결정하도록 처리되는 것이다.
레이저 반점의 크기, 즉 인접한 가장 밝은 점과 가장 어두운 점 사이의 거리들의 통계학상의 평균값은 레이저의 광파장과, 반점 필드(field)를 결정하는 평면에 대해 반점들을 만드는 방사의 조리개 각도에 관계된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지름(D)의 원형 영역으로부터 레이저 스캐터에 의한, 소위 “물체의 반점”으로 불리는 L의 거리에서 스크린(AB) 상에 형성되는 반점의 크기(σ)는 다음의 공식 1에 의해 대략적으로 설명될 수도 있다:
도 3에 도시된 바와 같이, 스캐터의 방사장(radiation field)이 렌즈에 의해 스크린에 집중되면, “본질적인 반점”이 형성되게 된다. 이러한 환경하에서, 개개의 반점의 크기(σ)와 렌즈의 유효 개구수(N.A.) 사이의 관계는 다음의 공식 2에 의해 설명된다:
비록 반점들의 크기가 상기 공식 1 또는 2의 통계학적 규정을 따를지라도, 각 특정 반점의 크기는 무작위적이고, 그러므로, 정확한 측정 데이터가 광감지 성분들에 의해 출력되고 정형화된 펄스들의 간단한 계수로부터 얻어질 수 없다. 그러나, 반점들의 크기가 통계학적 규정을 따르기 때문에, 다수의 반점들의 크기(다수의 펄스들을 서로 더하는 것에 의하여 또는 이것들을 평균하는 것에 의하여 얻어질 수 있는)의 합계(또는 평균값)는 통계학적 평균 크기에 비교적 정확하게 합치할 수 있다. 더욱이, 전형적인 적용 조건들 하에서, 반점들은 매우 작고, 대체로 수백 나노미터로부터 수 마이크로미터의 범위에 놓이고, 그러므로, 다수의 반점들의 크기의 합계(또는 평균값)에 의해 반영된 집적화된 정밀도는 종래의 마우스에 의해 요구되는 정밀도(대략 30 내지 100마이크로미터)보다 훨씬 높다. 그러므로, 다수의 반점 펄스들의 합계(또는 평균값)는 마우스 장치의 변위값을 결정하도록 사용될 수도 있다.
한편, 2개의 레이저 빔들이 동일한 각도로 물체를 조명하도록 사용되면, 보다 정밀한 측정 결과들이 일차원으로 얻어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 조명된 물체의 표면 방향으로의 변위가 d이면, 공식 3을 사용한다:
d = nλ/ 2sinθ, 본 명세서에서 n은 레이저 반점들의 펄스의 양이다.
2차원 평면 내에서의 변위가 공식 3의 원리에 따라서 측정되어지면, 적어도 3개의 레이저 빔들이 필요하고, 3개의 레이저 빔들 모두는 동일 평면에 있지 않게 된다.
상기된 바와 같이, 다양한 구조 형태의 단일 빔, 2중(다중) 빔들이 하나의 평면 내에서의 변위를 측정하기 위하여 레이저 반점 측정에서 사용될 수도 있다. 이러한 형태들은 이후에 각각 논의된다.
실시예 1:
도 5 및 도 6에서, 본 발명에 따른 장치는 마우스 본체를 포함하고; 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 마우스 본체 내에, 증폭 및 정형화 모듈(1), 방향 확인 및 계수 모듈(2), 및 컴퓨터 인터페이스 회로(3)들이 배치되어 순차적으로 연결되고, 장치는 적어도 하나의 레이저 장치(4)와, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터의 레이저 반점 신호들을 수신하기 위한 포토 센서(5)를 추가로 포함한다. 상기 포토 센서(5)는 수신된 광전 신호들을 증폭 및 정형화 모듈(1)로 전송한다.
상기 포토 센서(5)는 광전 감지 유닛들의 그룹들을 가지고, 각 그룹은 직렬로 정렬된 2개 이상의 광전 감지 유닛들로 이루어진다. 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터 레이저 반점 신호들 또는 레이저 반점 간섭 신호들이 수신된 후에, 관련된 광전 신호들은 광전 감지 유닛의 정렬 방향에 있는 포토 센서(5)와 각 그룹의 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터의 성분의 크기를 계산하도록 상기 그룹의 광전 감지 유닛들에 의해 증폭되고 정형화된다. 한편, 상대 변위 벡터의 상기 성분의 방향은 이러한 2개 이상의 광전 감지 유닛들에 의해 만들어진 전기 신호들의 스큐잉에 의해 결정된다. 포토 센서는 적어도 두 그룹의 광전 감지 유닛들을 가지며, 각 그룹은 직렬로 정렬된 2개 이상의 광전 감지 유닛들을 가지며, 적어도 하나의 그룹은 다른 그룹과 상이한 정렬 방향을 가진다. 2개의 그룹들은 서로 교차하고 공통의 유닛들을 사용한다. 그리고, 2차원 평면에 있는 포토 센서(5)와 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 각각 광전 감지 유닛들의 그룹에 의해 계산되는 상기 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향과 이 벡터들 사이의 교차각에 근거하여 계산된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면으로부터의 레이저 반점 신호들이 포토 센서(5)에 의해 수신된 후에, 관련된 광전 신호들은 처리를 위해 증폭 및 정형화 모듈(1)로 전송되고, 그런 다음, 이것들은 완전한 2차원 평면에 있는 반점들의 이동 방향을 결정하여 마우스 장치의 이동 방향을 얻도록 방향 확인 및 계수 모듈(2)에 의해 처리된다. 방향 확인 및 계수 모듈(2)에 의해 처리된 신호는 제어 신호를 컴퓨터로 보내기 위하여 컴퓨터 인터페이스 회로(3)로 전송되고, 이는 통상의 마우스의 인터페이스와 처리 회로 모듈을 사용할 수도 있다.
실시예 2:
도 7에 도시된 바와 같이 그리고 도 6을 참조하여, 본 실시예와 실시예 1 사이의 차이는 본 실시예에서 초점 렌즈(6)가 포토 센서(5)에 있는 레이저 반점 신호들을 수신하기 위하여 광 경로에 배열된다는 것이다. 구조, 원리 및 동작 방법이 실시예 1과 동일함에 따라서, 불필요한 상세한 설명은 본 명세서에서 생략된다.
실시예 3:
도 8에 도시된 바와 같이 그리고 도 6을 참조하여, 본 실시예와 실시예 1 사이의 차이점은 본 실시예에서 빔 분할기(8)가 광 경로에 배열되고, 레이저 장치로부터 발산되는 레이저 빔이 빔 분할기(8)에 의해 2개 이상의 빔들로 분할되어 레이저 반점 간섭들을 만드는 표면의 하나 이상의 영역을 조명하고, 각 영역은 적어도 2개의 빔들에 의해 조명된다는 점이다.
본 명세서에서, 빔 분할기(8)는 초점 렌즈(6)와 홍채(7)로 이루어지고, 상기 홍채(7)는 초점 렌즈(6)의 전후에 배열되는 적어도 3개의 광 조리개(71)들을 가진다. 광 조리개(71)들의 중심들은 직렬이 아니다. 광 조리개(71)들의 중심들이 직렬이 아니기 때문에, 변위의 광전 신호들의 2차원 샘플링이 수행될 수도 있다. 도 8은 1차원으로 있는 단지 2개의 광 조리개들을 도시하고, 도시되지 않은 다른 차원에 있는 광 조리개는 구조에 있어서 유사하다. 본 실시예에서, 2중(다중) 빔들의 구조 형태가 사용되는데 반하여, 실시예 1 및 실시예 2에서, 단일 빔의 구조 형태가 사용된다. 2중(다중) 빔들의 구조 형태는 광원의 간섭성을 향상시키는데 도움이 되어, 신뢰성과 검출 정밀도를 개선한다. 본 실시예의 다른 부품들의 구조, 원리 및 동작 방법들이 실시예 1과 실시예 2와 동일함에 따라서, 상세한 설명은 본 명세서에 주어지지 않는다.
실시예 4:
도 9에 도시된 바와 같이 그리고 도 6을 참조하여, 본 실시예서, 분광기(81)와 금속경(9)으로 이루어진 빔 분할기(8)가 사용된다. 레이저 장치(4)는 분광기(81)를 통해 2개의 레이저 빔을 형성한다. 분할 레이저 빔들은 금속경(9)에 의해 반사된 후에 물체 표면에 모아진다. 도 9는 일차원 방향으로 광경로에 있는 분광기(81)와 금속경(9)을 도시한다. 하나 또는 2개의 상기된 2개의 레이저 빔들은 분광기(81)에 의해 3개 또는 4개의 레이저 빔들로 더욱 분할되어, 물체 표면을 조명한다. 그러므로, 변위의 광전 신호의 2차원 샘플링은 물체 표면을 조명하도록 레이저 빔을 분광기(81)로 다중 레이저 빔들로 분할하는 것에 의해 실현된다. 본 실시예에서, 2중(다중) 빔들의 구조 형태가 또한 사용된다. 본 실시예의 다른 부품들의 구조, 원리 및 동작 방법이 상기된 실시예들과 동일함에 따라서, 불필요한 상세한 설명은 본 명세서에 기술되지 않는다.
각각의 실시예에서, 조준 렌즈(10)들이 또한 레이저 장치(4)의 발산 경로에 배열될 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 조준 렌즈(10)를 배열하는 주요 목적은 측정이 용이하도록 물체 표면의 조명되는 영역을 감소시키는 것이다. 광 조리개들을 가지는 다이아프램이 또한 레이저 장치(4)의 발산 경로에 배열될 수도 있다. 다이아프램의 취급의 주요 기능, 사용 방법은 조준 렌즈(10)의 그것들과 유사하고, 그러므로, 불필요한 상세한 설명은 본 명세서에 기술되지 않는다.
실시예 3 및 실시예 4에서, 빔 분할기(8)가 사용된다. 레이저 장치에 의해 발산되는 레이저 빔은 레이저 반점 간섭들을 만드는 표면의 하나 이상의 영역을 조명하도록 빔 분할기(8)에 의해 2개 이상의 빔들로 분할된다. 마우스 장치와 레이저 반점 간섭들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 레이저 반점 간섭 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영된다.
본 발명에서, 간섭성이 보장되는 한, 2개 이상의 레이저 장치(4)들이 사용될 수도 있다. 2개 이상의 레이저 장치(4)들에 의해 발산되는 레이저 빔들은 레이저 반점 간섭들을 만드는 표면의 하나 이상의 영역을 조명하고, 각 영역은 적어도 2개의 빔들에 의해 조명된다. 마우스 장치와 레이저 반점 간섭들을 만드는 조명된 물체 표면 사이의 상대 변위 벡터는 레이저 반점 간섭 신호들의 움직임 정보를 수집하는 수단에 의해 반영된다. 취급의 원리 및 방법이 상기와 동일함에 따라서, 불필요한 상세한 설명은 본 명세서에 기술되지 않는다.
Claims (8)
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- 컴퓨터 마우스 내의 광신호를 처리하는 방법에 있어서,물체의 표면을 조명하는 레이저빔을 제공하고, 조명된 물체 표면의 부근에 레이저 반점이 생성되고;상기 마우스가 이동하는 경우, 상기 레이저 반점의 신호들이 상기 마우스에 설치된 포토 센서에 의해 수신되고, 상기 신호들은, 상기 포토 센서에 의해 수신된 레이저 간섭 펄스들의 양을 산출하고, 그리고 상기 반점들의 평균 크기에 근거하여 레이저 반점들을 생성하는 조명된 물체 표면과 상기 포토 센서 사이의 상대적 변위를 결정하도록, 처리되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 마우스 내의 광신호를 처리하는 방법.
- 제3항에 있어서,상기 포토 센서는 광전 감지 유닛들의 그룹을 가지고, 각 그룹은 직렬로 정렬된 2 이상의 광전 감지 유닛들로 이루어지고;레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면 상의 레이저 반점 신호들이 상기 광전 감지 유닛들의 그룹에 의해 수신된 후에, 대응하는 광전 신호들이 증폭되고 정형화되어 광전 감지 유닛의 정렬 방향으로 놓여진 조명된 물체 표면과 포토 센서 사이의 상대 변위 벡터의 성분의 크기를 산출하며;그 사이, 상기 상대 변위 벡터의 성분의 방향은 이들 2 이상의 광전 감지 유닛들에 의해 생성되는 전기 신호의 스큐잉(skewing)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 마우스 내의 광신호를 처리하는 방법.
- 청구항 제4항에 있어서,상기 포토 센서는 적어도 2개의 광전 감지 유닛들의 그룹을 가지고,각각의 그룹은 직렬로 정렬된 2 이상의 광전 감지 유닛들로 이루어지고, 그리고 적어도 하나의 그룹은 다른 그룹과 상이한 정렬 방향을 가지고, 2개의 그룹은 서로 교차할 수도 있고 공통된 유닛을 사용하고;레이저 빔들에 의해 조명된 물체 표면 상의 레이저 반점 신호들이 수신된 후에, 대응하는 광전 신호들이 이들 광전 감지 유닛들에 의해 증폭 및 정형화되어 각각의 그룹의 조명된 물체 표면과 포토 센서 사이의 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향을 산출하며;상이한 방향에 있는 2 이상의 그룹들 및 상이한 방향에 있는 성분 사이의 교차각에 의해 산출되는 상기 상대 변위 벡터의 성분의 크기 및 방향에 근거하여, 2차원 평면에 있는 조명된 물체 표면과 포토 센서 사이의 상대 변위 벡터가 산출되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 마우스 내의 광신호를 처리하는 방법.
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