TW579484B - Method of measuring the movement of an input device and device using the method - Google Patents

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579484 發明説明 本發明係有關沿著至少一測量軸而測量與彼此有關的一 輸入裝置及一物件移動之方法，該方法包含下列步驟： -使用每個測量軸的一測量雷射光束來照明一物件表面，及 "將物件表面所反射的一選擇部分的測量光束輻射線轉換 成一電信號，該電信號係代表沿著該測量軸的移動。 本發明亦有關具有用以實施該方法的一光學模組的輸入 裝置’及有關於包含此一輸入裝置的設備。 一 此一方法與輸入裝置可從歐洲專利案號EP-A 0 942 285知 道。輸入裝置可以是用在電腦結構的一光學滑鼠，以便在 一電腦顯示器或監視器上移動一游標，例如選取一顯示選 單的功能。此一光學滑鼠可藉由手指在一滑鼠墊片上移動 ’如同傳統機械滑鼠。如EP-A 0 942 285的描述，輸入裝置 亦可以是一 ”反向”的光學滑鼠。然後，輸入裝置可固定， 而且可例如内建在一桌上型、或筆記型、或掌上型電腦的 鍵盤，而且人類手指可於輸入裝置外殼的例如一透明視窗 上移動。在後者的情況中，輸入裝置可能很小，因爲用以 測量手指移動的光學模組能夠以非常小的體積達成。事實 上’輸入裝置可減少到光學測量模組。此開啓輸入裝置的 新應用方法。例如，一輸入功能可内建在一行動電話，當 作一電視機的遙控裝置使用，而可選取選單上的功能、及 存取網際網路網頁、或内建在虛擬繪筆内。 EP-A 0 942 285係揭露光學測量模組的數個具體實施例， 其中内差式或外差式偵測可使用。所有具體實施例包含於 接近模組視窗配置的一繞射格柵。該格柵可將最好於該等 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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579484 A7 _______B7 五、發明説明(4 ) " ' — 爲了要偵測移動方向，亦即偵測物件是否沿著測量軸而 向前或向後移動’該方法的特徵爲代表雷射空腔操作變化 的信號形狀可決定。 此信號是一不對稱信號，而且一向前移動的不對稱是不 同於一向後移動的不對稱。 在環境下，其中它是不容易決定自我混合信號的不對稱 ，最好是使用另一方法。此方法的特徵爲沿著該至少一測 量軸的移動方向是藉著供應具一週期性變化電流的雷射空 腔而決定，並且將第一及第二測量信號彼此相比較，其中 第一及第二測量信號可分別交互在第一半週期及第二半週 期期間產生。 由二極體雷射所發射的輻射線波長會增加，如此，此輻 射線的頻率會減少，且溫度會增加，如此，具有通過二極 體雷射的電流會增加。經由二極體雷射的週期性電流變化 及輻射線從物件重新進入雷射空腔便會造成每半週期許多 輻射線脈衝，如此在測量的信號中造成對應的許多脈衝。 如果輸入裝置與物件沒有相對移動，信號脈衝數量是與每 半週期相同。如果裝置與物件相對彼此移動，在一半週期 的脈衝數量是大於或小於下一半週期的脈衝數量，其是因 移動方向而定。藉著在一半週期期間的測量信號與在下一 半週期期間測量的信號相比較，移動速度與移動方向可決 定。 此方法的進一步特徵爲該等第一及第二測量信號可從彼 此減去。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 579484 A7 B7 五、發明説明 測量移動的方法最好進一步特徵爲它可細A、η _ u』π由沿著一軸的 物件與輸入裝置的相對彼此單一移動而執彳干_ 4、 1丁 —按一下動作 ，其中該軸係實質垂直於物件表面。 而且，該單一移動會造成由物件表面朝向雷射空腔散佈 及反射的測量光束輻射線的都卜勒變化，批，、，、 制夂，所以它可決定該 移動是否已經由測量該雷射空腔的一相關參數的變化而執 行。在例如一電腦的游標放置之後，在輸入裝置的乂_和厂 移動測量系統控制下的一顯示選單的想要功能上，此功能 可經由在Ζ -方向的該單一移動而激勵。 測量方法的進一步特徵爲它能以平行於物件表面的一第 一方向、及以實質垂直於物件表面的一第二方向之物件與 輸入裝置彼此相對移動而決定一捲軸動作及一按一下動作。 一捲軸動作可了解到是表示一游標在選單上的一向上或 下向移動。此一動作的實施可在一輸入裝置上藉著以一特 定方向將手指移動。隨著沿著平行於物件表面的一第一測 量軸的此方法測量、及實質平行於此表面一第二測量軸而 實施。第一測量可提供有關捲軸動作的資訊，而且第二測 量可提供有關按一下動作的資訊。或者，兩測量軸可在與 典型物件表面有關的相對角上。然後，兩測量軸的信號包 含有關捲軸動作及按一下動作的資訊。特殊捲軸動作資訊 及特殊按一下動作資訊可藉著適當組合兩測量動作的信鏡 而隔離。 雷射空腔的操作變化能以數個方法決定。 測量方法的一第一具體實施例的特徵爲二極體雷射空腔 • 8 - 本纸張尺度適財關家標準(_ Α4規格(21()X297^f-

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線 579484 A7 B7 五、發明説明

輸入裝置的一較佳具體實施例的特徵爲測量裝置是用以 測量由雷射所發射之輻射線線的一輻射線彳貞測器。 輻射線偵測器的配置方式可接收一部分測量光束輻射線。 然而，輸入裝置的此具體實施例的最好特徵爲輻射線偵 測器是在相對於測量光束發射端的雷射空腔端上配置。 通常’二極體雷射在他們的後端具有一監視器二極體。 通常，此一監視器二極體可用來穩定在二極體雷射前端所 發射的雷射光束強度。根據本發明，監視器二極體可用來 偵測經由重新進入雷射空腔的測量光束輻射線所產生的雷 射空腔變化。 一輸入裝置，其可用以在平行於物件照明表面的一平面 中測量有關彼此的一物件及裝置的一移動，該輸入裝置的 特徵是它包含至少兩二極體雷射；及至少一偵測器，用以 測量沿著一第一及一第二測量軸的物件與裝置的相對移動 ’其中該等軸是平行於物件的照明表面。 如稍後的說明，利用兩或多個測量光束的此裝置及其他 裝置具有一個別偵測器，其每個可用以測量光束。然而， 如果使用分時，它亦可使用供所有測量光束的一相同偵測 器。 一輸入裝置，其允許決定物件與裝置的一第三相對移動 ’該輸入裝置的特徵是它包含3個二極體雷射及至少一偵測 器，其可沿著一第一、一第二、及一第三測量軸而測量物 件與裝置的一相對移動，第一及第二軸是平行於物件的照 明表面，而且第三軸是實質垂直於此表面。 -10-

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579484 A7 B7 五、發明説明（8 ) 輸入裝置的此具體實施例可認爲是沿著第三測量轴的物 件與裝置的單一移動，並且經由一按一下動作可被決定而 將它轉換成一電信號。 允許決定一捲軸動作及一按一下動作的輸入裝置特徵爲 它包含2個二極體雷射及至少一偵測器，用以測量沿著平行 於物件表面的一第一測量軸、及實質垂直於物件表面的一 第二測量軸的物件與裝置的相對移動。 — 第一測量軸可用來決定一捲軸動作，而且第二測量軸可 用來決定一按一下動作。 或者，此輸入裝置的特徵爲它包含2個二極體雷射及至少 一偵測器，用以測量沿著第一及第二測量軸的物件與裝置 的相對移動，該等測量軸是在與典型物件表面有關的相對 角度。 來自兩測量軸的信號包含有關捲軸動作與按一下動作的 資訊，而且藉由適當組合兩測量軸的資訊，特殊捲轴動作 資訊、及特殊按一下動作資訊可隔離。 輸入裝置具有與結構觀點有關的數個具體實施例。一第 一具體實施例的特徵爲光學裝置包含在該至少一雷射及在 一方面影關偵測器、及在另一方面有關一動作平面之間配 置的一透鏡，該至少一雷射是位於與透鏡有關的離心位置。 一動作平面可被了解到是意謂一移動可被測量，亦即移 動發生及測量光束到達的一平面。動作平面可以是裝置外 殼的一視窗平面、或接近此視窗的一平面。透鏡可是一迴 轉的對稱透鏡、或具有另一形狀。由於與透鏡元件有關的 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579484 A7 _____ _B7 _ 五、發明説明（9 ) 雷射離心位置，可確保對應的照明光束能以一銳角而入射 在裝置的視窗上，所以這些光束具有沿著相關測量轴的元 件。對於下列説明而言，術語光學軸可被引用，而且可了 解是意謂著透鏡、或模組的對稱軸，其中該等模是垂直於 才吴組視窗。 如果此具體實施例包含2個二極體雷射，它的特徵爲二極 體雷射配置可被，以致於將他們中心與透鏡的光¥軸連接 的線條是實質與彼此有關的9 0。角。 如果此具體實施例包含3個二極體雷射，它的特徵爲二極 體雷射可被配置’以致於將他們中心與透鏡的光學轴相連 接的線條是實質與彼此有關的120。角。 偵測器的輸出信號可供應給一共信號處理電路，其中該 等偵測器信號之中至少兩者可用於每個測量軸，以決定沿 著相關轴的移動。如此，移動的更正確値可獲得。 在輸入裝置中，類型VCSEL(垂直空腔表面發射雷射）的 一極體雷射可使用。此一雷射是以垂直方向發射輻射線， 而使它適於本裝置。然而，目前此一雷射是相當昂貴的， 它很不適於消費者大眾產品。 對於此理由而言，一輸入裝置的特徵是每個二極體雷射 是一水平發射雷射，而且對於每個二極體雷射而言，該裝 置包含一反射元件，用以將來自相關二極體雷射的光束反 射到一動作平面。 水平發射二極體雷射是最普遍使用的雷射，而且比一 VCSEL更便宜。具有一反射元件的裝置會略增加此裝置的 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）—""""---------

發明説明 成本。 相當易於製造及低成本的一輸入裝置具體實施例特徵是 i是由下列組成；一底座，其中至少1個二極體雷射與相關 偵測器可安裝；一蓋子元件，其是固定到底座，而且包含 適於蓋子元件的視窗及一透鏡。 此具體實施例只由三個部分組成，而該等部分易於組裝 ，而且沒有對準需求。 " 甚至更容易製造的一輸入裝置具體實施例的特徵是透鏡 可整合在具有一内部表面的蓋子元件，其中該内部表面是 朝向底座彎曲。 此具體實施例只由兩部分組成。 這些具體實施例的進一步特徵是底座、蓋子元件、與透 鏡是由一塑膠材料製成。 此一材料製成的元件會便宜且重量輕，如此，該等元件 適於消費者產品。只有透鏡的材料應是透明，且具有一些 光學品質。 亦即沒有透鏡的另一具體實施例特徵是每個二極體雷射 是耦合到一個別光導體的入口端，其出口端是放置在裝置 的視窗。 在此具體實施例中，一照明光束的輕射線可充份從它的 環境隔離，所以在沿著不同軸移動之間的串音可免除或強 烈減少。 此具體實施例的特徵爲光導體是光纖。 光纖是彈性，且具有一小截面部分，而且在每長度單位 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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k 579484 A7 B7 ΐ、發明説明（11 ) ： 會呈現小衰減，如此允許從二極體雷射與偵測器的一較大 距離上允許放置裝置的視窗。 使用光纖的具體實施例特徵是它包含3個二極體雷射及3 個光導體，而且在光導體的出口端是以實質12〇。的一互相 角度間隔的圓形而配置。 如申請專利範圍第2 7至3 3項的定義，輸入裝置可使用在 不同應用，例如用於一桌上型電腦的滑鼠、一桌上"'型或膝 上型電腦的鍵盤、不同裝置的遙控單元、行動電話等。 本發明的這些及其他觀點可經由與描述的具體實施例有 關的非限制範例闡明而更顯然，其中： 圖1 a係根據本發明而顯示裝置的一第一具體實施例截面 圖； 圖1 b是此裝置的一上視圖； 圖2係描述輸入裝置的測量方法原理； 圖3是以裝置與物件彼此移動函數而顯示雷射空腔的光學 頻率與增益的變化； 圖4係描述測量此變化的一方法； 圖5係以光學回授的雷射溫度函數而顯示雷射波長的變化； 圖6係顯示一雷射週期性變化驅動電流使用的影響； 圖7係描述如何偵測移動方向； 圖8係顯示具三個測量軸的一輸入裝置圖； 圖9a和9b係顯示輸入裝置的一第二具體實施例； 圖1 0係顯示此裝置的一第三具體實施例； 圖11a和lib係顯示此裝置的一第四具體實施例； -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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579484 A7 B7 _ 五、發明説明（12 ) 圖1 2係顯示具有輸入裝置的一行動電話； 圖1 3係顯示具有輸入裝置的^無線電話； 圖1 4係顯示具有輸入裝置的一電視機； 圖15係顯示具有輸入裝置的一膝上型電腦； 圖1 6係顯示具有輸入裝置的一桌上型電腦； 圖1 7係顯示具有輸入裝置的一繪筆； · 圖1 8係顯示具有輸入裝置的一虛擬繪筆； 圖1 9係顯示具有輸入裝置的一超音波掃描裝置； 圖20和21係顯示用以捲動及按一下的一輸入裝置的第一 具體實施例，及 圖2 2係顯示此一裝置的一第二具體實施例。 圖la是輸入裝置的一截面圖。該裝置包含在下端的一底 座1，該底座是二極體雷射及例如光電二極體的偵測器的一 載體，其中該二極體雷射在此具體實施例是VCSEL類型的 雷射。在圖1 a中，只有1個二極體雷射3及其相關光電二極 體4可看見·，但是如裝置的圖1 b上視圖所示，通常至少一 第二二極體雷射5及相關偵測器6可於底座上提供。二極體 雷射3和5可分別發射雷射、或測量光束丨3和1 7。在它的上 方’裝置具有例如可經由一人類手指移動的跨越一物件i 5 的透明視窗1 2。例如平凸透鏡之透鏡丨〇是配置在二極體雷 射與視窗之間。此透鏡可在或接近透明視窗上聚焦雷射光 束13和17。如果一物件15出現在此位置上，它便可散播光 束1 3。光束1 3的一部分輻射線能以照明光束丨3的方向散佈 ，而且此部分可在二極體雷射3的發射表面上經由透鏡1〇 -15- 本紙張尺度適财國B冢標準(CNS) A4規格(21()χ 297公爱)- 579484

。物件表面是在它本身平面中移動，而且如圖2中箭號16 的表示。因爲都卜勒變化只發生於光束方向的物件移動， 此移動應該是它在此方向中具有元件16，。藉此，它變 成可測量在一 xz平面的移動，亦即，圖2繪出平面的移動 可稱爲X移冑。圖2係顯示物件表面具有與其餘系統有關的 一傾斜位置。實際上，測量光束通常是一傾斜光束，而且 物件表面的移動會在XY -平面發生。γ_方向是垂直於圖2 繪出的平面。此方向的移動可經由一第二測量光束而測量 ，經由一第二二極體雷射發射，而且其散佈光可經由與第 二二極體雷射有關的一第二光電二極體捕捉。一傾斜照明 光束可如圖1所示，藉由離心配置與透鏡i 〇有關的二極體 雷射有而獲得。 訂 藉由一監視器二極體而測量在背雷射面上的輻射線強度 而測量經由物件移動所引起雷射空腔增益變化是最簡單的 ，如此是最吸的方法。傳統上，此二極體可用於保持雷射 輻射線固定強度，但是目前它亦可用於測量物件的移動。 在測量增益變化的另一方法中，如此，利用雷射輻射線 強度的物件移動是與雷射接合的傳導頻帶中的電子數量成 比例。此數目接著是與接盒阻抗成反比。藉由測量此阻抗 ’物件的移動可決定。此測量方法的一具體實施例是在圖4 描述。在此圖中，二極體雷射的主動層是由參考數字35表 示，而且供應此雷射的電流源是以參考數字3 6表示。在二 極體雷射上的電壓是經由一電容器38而供應給電子電路 4 0。正常流過雷射的此電壓是與雷射空腔的電阻、或阻抗 -18 - 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579484

成比例。電感37與二極體雷射串聯可在二極體雷射上形成 高信號阻抗。 除了移動量之外’亦即，物件移動的距離寬度可經由計 算與時間有關的測量速度總而測量，而且移動方向必須偵 測。此表不它必須決定物件是否沿著一移動軸順向或逆向 考夕動。和動的方向可藉由決定自我混合效應產生的信號形 狀而侦'測。如圖3的繪圖3 2所示，此信號是一不對·稱信號 。繪圖3 2係表示物件丨5移向雷射的情況。上升傾斜3 2，比 下降傾斜32 ”更陡峭。上述文獻中的描述可在1992年6月20 日’第31 册，編號8，第 34〇1-34〇8 頁名稱”Applie(i 〇ptics’， 中找到’不對稱是物件遠離雷射的相反移動，亦即下降傾 斜比上升傾斜更陡峭。藉由決定自我混合信號的不對稱類 型’物件移動的方向便可確定。在某種情況下，例如，對 於物件的一較小反射係數或在物件與二極體雷射之間的一 車又大距離而言，它會變成不容易決定自我混合信號的形狀 或不對稱。 在決定移動方向的另一較佳方法中，使用可由雷射輻射 線的波長λ是因二極體雷射的溫度及通過的電流而定。例如 ’如果二極體雷射的溫度增加，雷射空腔的長度便會增加 ’而且放大的輻射線波長會增加。圖5的曲線4 5係顯示發 射輻射線波長λ的溫度（Td)關係。在此圖中，水平軸Td與垂 直軸λ是任意單位。 如同圖6所示，如果由繪圖5 0表示的一週期驅·，動電流I d是 供應給二極體雷射，二極體雷射的溫度Td會如繪圖5 2所示 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐)

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k 579484 五、發明説明 週期性上升與下降。此會在雷射空腔中造成-光學駐波， 而且具有一週期性變化頻率，如此_持續變化相位移是盥 物件所反射的輻射線有關，而且會於一段時間延遲重新進 入空腔。在驅動電流的每個半週期中，目前有連續時間片 段，其中二極體雷射增益會較高及較低，其是因在空腔的 波形相位關係，及重新進入空腔的反射輻射線而定。此會 造成如圖6的繪圖5 4所示的發射輻射線的一與時間-有關的 強度變化（I)。此綠圖係表示一靜止、或非移動物件的情況 。在一第一半週期1/2P( a)的脈衝數量是等於在一第二半 週期l/2p(b)的脈衝數量。 一物件移動會引起重新進入雷射空腔的一輻射線都卜勒 變化，亦即’此頻率的增加或減少會因移動的方向而定。 在順向的一方向中的物件移動會使重新進入輻射線的波長 減少，而且一逆向移動會使輻射線的波長增加。雷射空腔 的光波週期頻率調變的效應是都卜勒變化具有與在雷射空 腔的頻率調變相同符號的情況，重新進入空腔的都卜勒變 化輻射線效應是不同於此輻射線具該頻率調變與都卜勒變 化具有相反符號的情況。如果兩頻率變化具有相同符號， 在波形及以低速率重新進入輻射線變化之間的相位差、及 雷射輻射線的結果調變頻率會較低。如果兩頻率·變化具有 相反符號，在波形及以一較快速率的輻射線變化之間的相 位差，及雷射輻射線的結果調變頻率會較高。在驅動雷射 電流的一第一半週期1/2 p (a)期間，產生的雷射輻射線波 長會增加。在一逆向移動物件的情況中，重新進入輻射線 - -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 579484 A7 ____Β7 五、發明説明（18 ) 的波長亦會增加，所以在空腔的波形頻率與重新進入此空 腔的輻射線頻率之間的差會較低。如此，在重新進入輻射 線波長適於產生的輻射線波長期間的時間片段數量會小於 沒有發射雷射輻射線的電調變情況。此表示，如果物件是 逆向移動’在第一半週期的脈衝數量會小於如果沒有應用 調變。在第二半週期l/2p(b)，其中雷射溫度與產生的輻 射線波長會減少，重新進入輻射線的波長適於產生輻射線 波長的時間片段數量會增加。因此，對於一逆向移動物件 而言’在第一半週期的脈衝數量會小於第二半週期的脈衝 數量。此是在圖7的緣圖5 8中描述，此纟會圖係顯示如果物 件是以逆向移動，發射的雷射輻射線強度〗b。將此繪圖與 圖6的續圖5 4相比較係顯不在弟一半週期的脈衝數量減少 ，而且在第二半週期的脈衝數量增加。 從上述的推論可清楚看出如果物件是順向移動，其中物 件散佈及重新進入雷射空腔的輻射線波長會由於都卜勒效 應而減少’在一第一半週期l/2p(a)的脈衝數量是大於在 一第二半週期1/2p(b)的脈衝數量。此可藉由比較圖7的繪 圖5 6而確忍’其係表示在一順向移動物件情況所發射的輕 射線強度if。在一電子處理電路中，在第二半週期W2p(b) 期間計數的光電二極體信號脈衝數量可在第一半週期 1 / 2 p ( a)期間計數的脈衝數量減去。如果結果信號是零， 物件是靜止。如果結果信號是正，物件是順向移動，而且 如果此信號是負’物件是逆向移動。脈衝的結果數目是分 別與順向及逆向移動的速度成比例。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' ---—

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在一些情況下，例如，如果在雷射與物件之間的光學路 徑長度相當小，而且電調變的頻率與振幅相當小，然而偵 測的移動是相當快速，它便會發生由都卜勒效應所產生的 脈衝數量會高於由電調變所產生的脈衝數量。在此情沉中 ’移動的方向仍然可藉著在一第一半週期期間的脈衝數量 與在一第二半週期期間的脈衝數量相比較而偵測。然而， 速度然後不是與對這兩數量的差成比例。爲了要美定在此 情況的速度，該等兩數目應該平均，兩且一固定値應該從 結果減去。以此方式獲得的數量是速度的一測量。在技藝 中熟諳此技者可容易設計用以實施此計算的一電子電路。 例如矩形的另一形狀的一驅動電流可使用，而不是用於 圖5和6所述具體實施例的三角形驅動電流Id。 如果增變化可藉由測量二極體雷射空腔的阻抗變化而決 定’測量上述物件移動的速度與方向的方法亦可使用。 例如從對應680毫微米的一雷射波長的1〇〇 kHz的一都卜 勒頻率變化的1，5 . 1(Τ 1 6公尺變化波長的觀點，測量方法只 需要一小都卜勒變化。 在一平面中，沿著兩垂直線（X和γ)方向、或測量軸的物 件移動可使用圖1的輸入裝置測量，其裝置包含兩二極體雷 射及在一垂直方向的相關光電二極體。將一第三二極體雷 射及一相關光電二極體加入該裝置允許此裝置亦可測量沿 著一第三Ζ -方向、或測量軸的移動。第三二極體雷射是配 置在透鏡1 0的光學軸，所以第三照明光束是垂直入射在視 窗12、及物件上，而且在其他方向中沒有元件。ζ方向的 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

可；二：::號然後可獲得。爲了要增加Χ*γ測量信號的 J t度與精確，三個-知Μ _ u —極體雷射最好以圓形配置，而且以 ”一的：相互角度距離隔開。此結構是在圖8顯示，其中 極體雷射及第三光電：極體是分別參考數字7和8表 不。如果光電二極體4、η _ ^ 6和8的輸出信號、或阻抗測量信 說疋分別以S 4、S 6和S | - 6 b 8表不，沿著X、Υ、和Ζ測量軸的物 件速度Vx、Vy和、可例如依下列計算： -

Vx=2 S4-S6-S8 Vy = V3.(S8-S6) Vz=1/V2.(S4 + S6 + S8) 用以執行此計算的電子電路包含加算及減法元件，而且 相當容易實施。 速度値，及經由與移動時間持續有關的總和，以此方式 獲得的X和Y方向的移動距離是更可靠及正確，因爲他們是 至少兩光電二極體的輸出信號平均的結果。例如略微升高 手指的移動錯誤、或不想要的移動會在光電二極體的輸出 信號上具有一類似效果。當沿著X _和γ測量軸的移動可藉 著從彼此減去輸出信號而決定，在X和γ測量信號上的一不 想要移動的影響可移除。只藉由增加3個光電二極體輸出信 號而獲得的Z-測量信號Vz是表示手指、或另一物件的上/ 下移動。 在Z方向的一人類手指移動及彼此有關的輸入裝置可用來 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐)

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k 發明説明（21 執行一按一下功能的應用中，它足夠偵測此一移動發生。 物件更換的一正確測量是不需要，所以z ·測量可能相當粗 輪。甚至移動的方向不需要偵測。 任何需求幾乎不必設定成物件的結構或反射係數，其中 物件的移動是與輸入裝置有關。它已説明一張空白紙的相 對移動與裝置可容易測量。 · 從一光學的觀點，光學模組的規模可能非常小。-輸入裝 置的大小主要是由必須合併在裝置的電子數量及藉由容易 大量製造的觀點而決定。在實際的具體實施例中，視窗具 有3公釐到5公釐平方的一大小。因爲在此裝置中所使用的 測量原理，它的元件不需要正確排列，此對於大量製造是 一明顯優點。 在圖1的具體實施例中，透鏡10可由玻璃或一透明塑膠 材料製成，例如複合碳酸鹽（PC)、或複合甲基丙烯酸酯 (PMMA)。此一透鏡可經由舉例環氧基樹脂的一透明接合 層11而固定到基材，以攜帶二極體雷射、光電二極體與處 理電路。對於此具體實施例而言，假設二極體雷射輻射線 是在垂直方向，所以這些雷射可以是VCSEL類型。此一雷 射可經由一電線束縛技術而容易放置在基板上。 具有一水平空腔的較傳統旁發射二極體雷射可使用，因 爲他們認爲較便宜。此一雷射能以垂直方向輻射的此一方 式安裝。例如，雷射可安裝在一小桌上。然而，它亦能以 水平方向發射的此一方式安裝旁發射二極體雷射。圖9a是 具此雷射的輸入裝置的一具體實施例的垂直截面圖，而且 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 579484 A7 B7 五、發明説明（22 ) 圖9 b是此裝置的較低部分的一上視圖。在這些圖中，1是 是來自從電接觸引腳62凸的基板、或外殼板。此基板具有 此熱傳導，而使它的功能如同二極體雷射的一冷卻元件。 在圖1和8顯示的電子電路可安裝在矽或另一材料層60上， 其中該層是形成一電路板。而且，圖1的具體實施例包含此 一層。元件3、5和7是旁發射二極體雷射。對於這些雷射 之中每一者而言，一反射元件64可提供，而能夠以垂直方 向經由透鏡10而將來自二極體雷射的水平發射光束68、70 反射到裝置頂端的視窗1 2。反射元件最好具有一球形，所 以他們亦具有一些光學強度，並且可將入射分開的光束6 8 、70轉換成一不分開、或一對準、或甚至略聚集的光束。 透鏡1 0的光學強度然後可小於在圖1具體實施例中的透鏡 10光學強度。而且，在圖9a和9b的具體實施例中，透鏡 10可以是一玻璃透鏡，但是最好是一塑膠透鏡。一塑膠透 鏡是較便宜，而且較輕於一玻璃透鏡，且非常適合使用在 此應用，因爲沒有嚴格的光學需求在此透鏡設定。最好是 由塑膠製成及具有一透明視窗1 2的一護帽6 6係形成裝置的 外殼與外殼板1。三個、或在只有兩二極體雷射使用的兩個 反射元件可藉由一反射塗層覆蓋的一塑膠環構成。該環可 形成底座1的一整體部分。輸入裝置然後主要是由塑膠材料 組成，而且可只由容易組裝的3個構成元件組成。這些元件 是：基板1 ’其具有反射環；接觸引腳62及二極體雷射與 相關的光電二極體、透鏡1 〇及具有視窗1 2的護帽6 6。 圖1 0係顯示輸入裝置的一較佳具體實施例，其中元件的 -25-

本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579484 A7 B7 五、發明説明（: 一進一步整合可實施。在此具體實施例中，圖9&具體實施 例的護帽6 6與透鏡1 〇可由單一塑膠元件7 〇取代，而且其較 低部分是朝向基板彎曲。此彎曲表面在照明光束上的折射 效果是與圖9 a的透鏡1 〇相同。圖1 〇具體實施例的較低部分 的一上視圖並未顯示，因爲此部分是與圖9a和9b的部分相 同。在圖1 0顯示的具體實施例只由兩結構部分組成，而且 比圖9 a和9 b顯示的具體實施例甚至更容易組裝。- 在圖8、9a、9b、10、lla和lib顯示的具體實施例中， 該等照明光束並未聚焦在視窗平面。而且，當這些光束從 基板層的不同位置上發射時，照明光束便會在例如視窗平 面的動作平面中的不同位置上形成照明點。照明光束及其 散佈的輻射線足以在空間分開，所以根據本發明，在不同 測量軸之間的_音在輸入裝置是沒有問題。如必要，一剩 餘争音可藉由使用具略微不同波長的二極體雷射而減少。 對於此目的而言，一數毫微米的波長差是足夠的。 免除争音的另一可能性是使用二極體雷射的一控制驅動 ，其使只有一雷射可隨時啓動。電路接著可啓動不同二極 體雷射的一多工驅動電路可構成此一控制驅動。此多工電 路允許經由一偵測器、或光電二極體而監視兩個或三個二 極體雷射，其中該偵測器或光電二極體可配置在二極體雷 射I中每一者，並且使用在一時間共用模式。具有此一驅 動電路的具體實施例的一額外優點是電路所需的空間及裝 置的電功率消耗可減少。 圖11 a和11 b係顯示輸入裝置的一具體實施例，其中照明 -26- A7 B7

579484 五、發明説明（24 光束可藉由光纖而導向視窗。圖u是一垂直截面部部，而 且圖lib是此具體實施例的一上視圖。光纖72、73和74的 輸入端是以-眾所週知的方式而分別光㈣合到二極體雷 射3、5和7。錢的所有輸出端是位於裝置的視窗。光纖 可内建在堅硬材料的-護帽78,例如，環氧基樹脂或另一 透明或非透明材料。這些光纖之中每一者係形成由此光纖 所引導的一輻射線隔離器，兩者可用於來自相關二極體雷 射的照明輻射線及返回此雷射的散佈輻射線。結果，在不 同測量軸之間的串音可能性是非常小，甚至是零。光纖的 其他優點是他們具有彈性，而且可增加設計可能性，而且 他們可在任意距離上傳送輻射線，所以二極體雷射與光電 二極體可配置距離輸入裝置的視窗相當遠。在圖lu和ub 的具體實施例中，二極體雷射與相關的光電二極體配置可 緊密配置。這些元件可如圖1 la所示以一分開間隔7 9配置， 其間隔可以是與護帽相同材料、或另一材料。 其他光導可使用，例如，在透明或非透明材料的一主體 中的通道，以取代光纖。 圖8-lib的具體實施例具有兩個二極體雷射，而不是代替 三個。如果輸入裝置必須只測量X和γ移動及一 Z測量，此 將會是使用的情況，例如，對於一按一下功能是不需要。 其他小雷射裝置可使用，而不是二極體雷射，而且其他小 輻射線敏感裝置可取代光電二極體。 當上述的輸入裝置能更以低成本製造時，它便非常適合 在大量消費者裝置中實施。因爲它的體積非常小且重量輕 -27- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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579484 五、發明説明（25 ’此裝置可容易整合在既有的裝置，藉此增加這些裝置的 能力，而無需實質增加他們的成本及重量，而且不用改變 他們的原始設計。 圖1 2係顯示新輸入裝置的一第一及重要的應用，即是在 行動、或細胞式、電話裝置8 0。此裝置的面盤具有一按鍵 登錄部分8 2，其包含撥碼盤登綠及其他功能的許多按紐開 關83。一顯示裝置85是配置在部分82上，而且天線^ 是在電話8 0頂端表面上提供。當例如一 ！ 〇個按鍵盤的_撥 號時、或另一命令從按鈕開關8 3輸入時，有關輸入命令的 資訊可經由在電話與天線中一未顯示的傳輸電路傳送給一 電話公司的基地台。經由按鈕開關輸入的其他命令可在電 話電路處理，以啓動在電話電路中建立的不同功能，例如 選取一儲存清單的一特定電話號碼、或從標準訊息的一表 格傳送一特定訊息。藉著將一輸入裝置及額外電路提供給 電話裝置而控制在顯示裝置85上的一游標88移動，一些既 有功flb也以較容易的方式執行，而且新功能可建立。只有 視έ在圖12顯示的輸入裝置89可在電話的數個位置上配置 ’例如於圖1 2所示在按紐開關下面，或在任一側面上。輸 入裝置的視窗最好位在該等位置之中的一者，其中手指通 常可放置握住電話裝置。裝置的電路可顯示一功能選單， 而且在裝置8 9輸入視窗上的一手指移動可將游標$ 8移到一 特定功能。將手指以一垂直方向移到視窗可啓動此功能。 當整合在具有例如WAP協定或！模式網際網路協定的一標 準協定的行動電話時，輸入裝置可提供明顯的優點。經由 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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579484 A7 1 B7 五、發明説明（26 ) ^---- 此一協定，裝置可當作& , 1下例如網際網路的一全球通訊網路的 、、’；场機使用。s此變得更廣泛使用時，對於新末端使用 者裝置是需要的。第一考慮是具有一訊號轉換盒及行動電 話的電視機。對於新目的而言，這些裝置應該具有非常適 合例如電視機遙控單元或行動電話的一小輸入裝置。本發 明的輸入裝置可完全符合這些需求。 此輸入裝置亦可使用在與行動電話裝置相同目的-的一無 線電話裝置。一無線電話裝置9〇是在圖13顯示。此裝置是 由一基地台9 2組成，該基地台是連接到一電話或有線網路 及行動裝置94 ’而且可使用在小於距離基地台ι〇〇公尺半 徑的區域。裝置94包含一按鍵登錄部分95及一顯示裝置97 。在類似於行動電話裝置所述的方式中，裝置94具有如上 述的一輸入裝置99。而且，在圖13中，只顯示輸入裝置的 視έ。類似行動電話裝置’裝置9 4應該很小且重量輕，而 且在操線電話裝置中的輸入裝置實施可提供與在行動電話 裝置中實施相同的優點，尤其如果無線裝置具有用以存取 網際網路的例如WAP協定或I-模式協定。 在圖14顯示及包含一接收器與顯示裝置1〇丨及一遙控單元 107的一傳統電視機1〇〇可藉著將訊號轉換盒1〇5加入而可達 成適合網際網路通訊。此訊號轉換盒可經由一電話或有線 網路而存取網際網路，並且將從網際網路接收的信號轉換 成可由電視機處理的一信號，爲了要顯示網際網路資訊。 當電視網際網路的一使用者具有網際網路命令的輸入裝置 時，此輸入裝置應該整合在遙控單元。根據本發明，如前 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) y/9484 A7 - -—-______B7 五、發明説明（2^ ) —"^ 一'一— — -- 述的光學輸人裝£1〇9是内建在遙控單元1Q7。只有視窗顯 π的裝置109可在遙控單元傳統按鈕之間配置、或握住遙控 單元的任何人類手指範圍内的任何其他位置。 本發明的輸入裝置亦可使用在電腦結構，以取代傳統手 驅動軌跡球滑鼠、或一滑鼠塾。圖15係顯示已知是筆記型 或膝上型電腦的-可攜式電腦，包含—底座部分112及具一 LCD,·..員7F器116的盍子部分115。底座部分適於不同電腦模 組與鍵盤im此鍵盤中，本發明的—光學輸人裝置ιΐ9 的配置可取代傳統滑鼠墊。輸入裝置可配置在傳統滑鼠墊 、或任何其他容易易接近位置的部分。如果輸入裝置可用 來測量在兩方向—手指㈣，如此只必、須執行傳统滑鼠整 的功能，它需要只包含兩個二極體雷射。一輸入裝置的使 用最好包含3個二極體雷射，如此具有一按一下功能，所以 它亦可取代筆記型電腦的一傳統按一下按鈕。 一手持式、或掌上型電腦是筆記型電腦的較小版本。而 且，根據本發明，此一掌上型電腦具有一光學輸入裝置， 例如以取代觸摸顯示勞幕的一緣筆，該綠筆通常可用來選 取一顯示選單功能。光學輸入裝置可配置在掌上型電腦的 鍵盤，但是亦可配置在蓋子内部。 圖1 6係顯示一桌上型電腦結構12〇，其中光學輸入裝置能 以數個方法應用，以取代傳統軌跡球滑鼠。電腦結構是由 一鍵盤121、一電腦盒122及一監視器123組成。監视器可以 是如圖所示在一支撑124中固定的一平坦LCD監視器、或一 CRT監視森。一光學輸入裝置129最好整合键盤，所以一分 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 開滑鼠126及電腦盒的電纜不再需要。相反地，可藉著具有 光學輸入裝置的一光學滑鼠而取代軌跡球滑鼠。此裝置然 後可反轉；.亦即，裝置的視窗係面對橫越滑鼠移動。輸入 裝置可測量此移動，而不是如先前應用橫越視窗的一人類 手指移動。使用目前可由明顯敏感度的光學輸入裝置達成 。裝置可偵測與一相當平滑表面有關的移動，例如一張空 白紙。 _ 在上述電腦結構中，輸入裝置可配置在顯示部分，而取 代在鍵盤部分，例如在圖1 5的膝上型電腦蓋子丨15、或在 单上型電腦的盍子。除了電腦顯示之外，輸入裝置亦可 結合在顯示器。 光學輸入裝置亦可結合一正常繪筆或一虛擬繪筆，以測 量此一繪筆的移動。在這些應用中，光纖可用來將來自二 極體雷射的輻射線導引到裝置的視窗，所以裝置的主要部 分可遠離筆尖配置。 圖17係顯示具有一筆桿131及一筆尖132的一正常输筆。 輸入裝置的套筒形外殼136是固定在相對於筆尖的筆桿末端 。外殼136是合輸入裝置的二極體雷射、光電二極體、與電 子電路。光纖133、：134可導引來自二極體雷射的輻射線。 例如，這些光纖是筆尖的中途結束，而且形成輸入裝置的 視窗。它亦可在遠離繪筆的一位置上配置二極體雷射及光 電一極體’並且將來自二極體雷射的輻射線傳送給筆尖， 而且可經由光纖而傳回給光電二極體，其一端是固定到筆 尖。當繪筆用以書寫一文字或繪製一圖畫而移動時，移動 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 579484 A7 ________ B7 "5T發明説明（29 ~" 可被測量，亦即循著輸入裝置，並且轉換成_電信號。此 信號可例如立即經由一電線138或無線而傳送給電腦。電腦 可處理此信號，所以書寫文字或圖形在一些時間之後或立 即可在電腦顯示器上看見，或傳送給另一電腦或檔案。緣 筆亦可具有用以暫時儲存繪筆所產生的文字或圖形的裝置 。通常’緣筆只可水平平面移動，而且輸入裝置需要只包 含兩個二極體雷射及兩個光纖。在環境下，繪筆的-一垂直 移動測量是很有用的。對於此一情況而言，輸入裝置具有 一第三二極體雷射及光纖。 圖18是一虛擬繪筆的垂直截面圖。此一繪筆可橫越無特 色紙張、或可以是根據字母、字、繪圖等的一必要圖案的 移動。此圖案可經由繪筆的輸入裝置而轉換成位置。這些 位置可藉由一電腦而轉換成虛擬書寫及繪圖，並且可立刻 或稍後由此電腦轉換成字母、字或顯示，或傳送給另一電 腦、或網路。在圖1 8顯示的虛擬繪筆具體實施例係包含具 一筆尖142的繪筆外殼141、在下方部分的一基板143、及在 筆尖的一透明視窗144。在繪筆的下方部分可適合二極體雷 射3、4、與相關光電二極體4、6及電子電路。這些元件可 安裝在一層145，其係對應圖9a和10的層60。光纖146、 147是輕合到二極體雷射，以便將雷射輻射線導引到視窗 144。例如塑膠的一固態材料的套子或套筒148、149可固定 這些光纖。 對於圖17的繪筆與圖18的虛擬繪筆而言，二極體雷射與 光電二極體可配置在遠離繪筆的一位置。來自二極體雷射 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 579484 A7 _B7 1、發明説明（3t)~' — 的輻射線可傳送給筆尖’而且經由光纖而傳回給光電二極 體，其一端係固定到筆尖。 本發明的輸入裝置亦可使用在一傳眞及/或印表機裝置.， 以偵測紙張滑動量、或測量紙張前進，所以正確與昂貴的 紙張驅動馬達在此裝置不再需要。 此外，此輸入裝置可使用在用來讀取在一紙張上資訊的 一手持式掃描器’爲了要立即或稍後經由一電腦而-將此資 訊再生。此一手持式掃描器具有一裝置，用以測量在紙張 上的掃描器移動，所以資訊的一可靠再生會變成可能。此 測量裝置應該很小且重量輕，而且輸入裝置非常適合此目 的。手持式掃描器本質是已知，而且不需要在此描述。本 發明的手持式掃描器是不同於已知的掃描器，在於它包含 如上述的輸入裝置。 超音波影像、或回聲繪圖是一醫學診斷技術，其中由人 植、⑺構反射的超音波可用來建立一影像。除了它的整個即 時影像可能性之外，它具有非侵入與非離子化的優點，類 似X-光影像與電腦化斷層攝影術（CT)的競爭性技術。該技 術係使用連接到一電腦的一掃描裝置。超音波系統具有相 當小（甚至可攜式）及比例如亦是非侵入磁共震影像系統更 便宜的額外優點。在超音波掃描裝置中，超音波可被產生 ，其波形可傳送給人體。不同種類組織可反射不同超音波 。反射波可在掃描裝置偵測，而且此偵測的結果可傳送給 死腦，如此可被分析及用來建立一顯示影像。此影像是人 體目拜間檢查部位的二維截面。藉由移動在人體上移動的掃 孓紙張尺度適家料(CNS) A4規格(21G X 297公釐「 -33 579484 A7 B7 五、發明説明（31 ; '~〜 描裝置，此身體的其他部位可檢查。超音波掃描裝置不需 要在此詳細描述，因爲它是一眾所週知的裝置。如圖丨9的 圖式，本發明的輸入裝置可結合在超音波掃描器盒，以記 錄它的移動。此圖係顯示具有一電境152將它連接到電腦的 掃描裝置150，其中該電腦未在圖中顯示。當使用時，裝置 的表面154是面對將檢查的身體。參考159係表示只顯示視 窗的輸入裝置，及經由裝置例如沿著想像線條155移動而記 錄。具有一或兩測量軸的此一輸入裝置可提供超音波掃插 器的新可能性，因爲，除了二維超音波影像之外，有關掃 描森移動的資訊可精由電腦獲得及處理，所以比稍後可建 立要被檢查身體的三維影像。或者，掃描裝置具有一第二 輸入裝置159’。因爲輸入裝置的體積小且便宜，所以它可 容易結合在既有的超音波掃描裝置，而且不會增加成本及 重新設計裝置。 例如圖1 2行動電話的輸入裝置可使用在用以捲動選單圖 表的一上下捲動開關。此一輸入裝置亦具有可決定一按一 下的能力，其中該按一下可啓動經由上下開關控制的一游 標所指向的一選單。此一輸入裝置可容易建立非連續的元 件，以允許快速的新發展。 圖2 0係顯示一捲軸及按一下輸入裝置160的一第一具體實 施例。它包含兩個雷射/二極體單元161、162，其每個包含 一個二極體雷射及一光電二極體。而且，個別的二極體雷 射與光電二極體可使用，以取代此單元。在經由單元161和 162所發射的輻射線路徑之中每一者中，一透鏡163和164可 -34- 本紙張尺度適用中國®家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱）

裝 訂

線 579484 A7 B7 五、發明説明（32 ) 分別配置，該透鏡可在一動作平面167中聚焦相關單元16 1 和162的輻射線光束165和166，其中該動作平面可以是一視 窗平面。此視窗172可形成使用裝置中的一部分該裝置外 殼169，例如在圖2 1侧視圖中所示,的一行動電話。雷射/二 極體單元及相關透鏡亦可配置，以致於光束165和166的主 要光線是在與典型視窗172有關的相對角度上，例如分別在 + 45° 與-45° 角。 一 例如一人類手指168的物件可於一捲動及/或按一下動作 的動作平面上移動。如上述，兩動作可使一都卜勒變化藉 由手指將輻射線反射到雷射/二極體單元161和162。這些單 元的偵測器輸出信號可供應給信號處理及雷射驅動電子電 路170。此電路可評估例如控制手指168的移動，並且在它 的輸出171上供應有關這些移動的資訊。雷射/二極體單元 161和162、透鏡165和166、視窗172及電子電路170與軟體 可整合在一模組。此模組可同樣放置在行動電話或在另一 裝置，而且應具有一捲動及按一下功能。它亦可實施具非 連續元件的輸入裝置。尤其一部分信號處理可藉由一微控 制器、或形成一部分行動電話或其他裝置的其他控制裝置 實私’其中该等其他裝置可以是例如一遙控、一無線電話 、或一可攜式電腦。 如前述，一手指或其他物件離開雷射/二極體單元的一移 動可藉由調變雷射電流及計數由偵測器所接收的脈衝而偵 ’貝J。k這些偵測器的輸出信號Signi* sign2，其中該等輸出 #號係分別代表沿著光束165和166的主要光線的物件速度 -35- 本紙張尺纽财S圈冢棵竿(CNS) A4規格297公釐） 579484 A7 B7 五 、發明説明（33 ) ，平行於視窗的速度（vserQll)與垂直於視窗的速度（veliek)便 可依下列計算：

VscroI1=l/2 V2.(Sign1.Sign2)

Vcllck=l/2 V2.(Sign! + Sign2) 圖2 2係顯示一捲軸及按一下輸入裝置180的一第二具體實 施例。此具體實施例是不同於圖2 0和_2 1，在於兩透鏡1 $ 3 和104與視窗172義由單一元件182取代。此元件可將兩光束 165和166聚焦到形成視窗的上表面184。 大體上，如果圖20-22的輸入裝置需只提供一捲動功能 ，只需要1個二極體雷射、透鏡、與偵測器。 -36 -

Claims (1)

1. 579484 A BCD

   第090127765號專利申請案 中文申凊專利範圍替換本(92年7月) 六、申請專利範圍 ！一 ' — -----------------」 1 . 一種用以測量沿著至少一測量軸的且彼此有關的一輸入 裝置及一物件移動之方法，該方法包含下列步驟： -於每個測量軸使用一測量雷射光束照明一物件表面 ，及 -將由該表面所反射的一選擇部分的測量光束輻射線 轉換成一電信號，其中該電信號係代表沿著該測量軸的 移動，其特徵為下：沿著該測量光束反射回並且重新進 入發射該測量光束的雷射空腔之該測量光束輻射線可被 選取；及由於在雷射空腔中該重新進入的輻射線與該光 波的干涉而且代表該移動的所引起之雷射空腔操作變化 係可被測量。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為沿著該至少一 測量軸的移動方向可經由決定代表該雷射空腔操作變化 的號形狀而偵測。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為沿著該至少一 測量軸的該移動方向可藉著將一週期性變化的電流供應 給該雷射空腔、及將第一及第二測量信號彼此相比較而 決定，其中第一及第二測量信號可分別在交替的第一半 週期及第二半週期期間產生。 4·如申請專利範圍第3項之方法，其特徵為該等第一及第 二測量信號可從彼此減去。 5·如申請專利範圍第丨項之方法，其特徵為藉由沿著一軸 且與物件及輸入裝置彼此有關的單—移動而決定一按一 下動作，其中該軸是實質垂直於該物件表面。 6.如申請專利範圍第卜2、3、4或51頁之方法，其特徵為 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) A B c D 1Λ 579484 六、申請專利範圍 經由平行於該物件表面的一第一方向與物件與輸入裝置 彼此有關、及以實質垂直於該物件表面的一第二方向的 移動而決定一捲軸動作及一按一下動作。 7 .如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之方法，其特徵為 該二極體雷射空腔的阻抗可測量。 8·如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之方法，其特徵為 該雷射輻射線強度可測量。 9 · 一種具有一光學模組而可供實施如申請專利範圍第1項 之方法的輸入裝置，該光學模組包含至少一雷射，該雷 射具有下列：一雷射空腔，用以產生一測量光束；光學 裝置’用以在接近物件的一平面中聚集該測量光束；及 轉換裝置，用以將物件所反射的測量光束轉換成一電信 號’其特徵為該轉換裝置是由該雷射空腔與測量裝置的 組合構成，用以測量雷射空腔操作的變化，此係由於反 射的測量輻射線重新進入雷射空腔與此雷射空腔中光波 的干涉’而且是代表該物件及該模組的一相對移動。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之輸入裝置，其特徵為該測量裝 置是用以測量該雷射空腔阻抗變化之裝置。 1 1 .如申請專利範圍第9項之輸入裝置，其特徵為該測量裝 置疋用以測量由該雷射所發射輻射線的一輕射線偵測器 〇 1 2 ·如申請專利範圍第1 i項之輸入裝置，其特徵為該輻射線 偵測器是配置在相對於該發射測量光束端的雷射空腔端 〇 1 3 ·如申請專利範圍第9、；[ 〇、n、或1 2項之輸入裝置，其 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   579484 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 特徵為它包含至少2個二極體雷射及至少一偵測器，用 以測量沿著第一及第二測量軸的物件與裝置的一相對移 動’其中該等測量軸是平行於物件的照明表面。 1 4 ·如申請專利範圍第9、1 〇、i i、或丨2項之輸入裝置，其 特徵為它包含3個二極體雷射及至少一偵測器，用以測 量沿著一第一、一第二及一第三測量軸的物件與裝置的 一相對移動，該等第一及第二軸是平行於物件的照明表 面，而且該第三軸是與此表面垂直。 1 5 ·如申請專利範圍第9、1 〇、u、或i 2項之輸入裝置，用 以決定一捲軸動作及一按一下動作，其特徵為它包含2 個二極體雷射及至少一偵測器，用以測量沿著平行於物 件表面的一第一測量軸、及沿著實質垂直於物件表面的 一第二測量軸的物件與裝置的相對移動。 1 6 ·如申請專利範圍第9、i 〇、n、或丨2項之輸入裝置，用 以決定一捲軸動作及一按一下動作，其特徵為它包含2 個二極體雷射及至少一偵測器，用以測量沿著第一及第 二測量軸的物件與裝置的相對移動，其中該等測量軸是 在與典型物件表面有關的相反角度上。 1 7 ·如申請專利範圍第9、1 0、1 1或1 2項之輸入裝置，其特 徵為該光學裝置包含在該至少一雷射及在一方面的相關 偵測器、及在另一方面的一動作平面之間配置的一透鏡 ，該至少一雷射是位於與透鏡有關的偏離位置。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之輸入裝置，其包含2個二極體 雷射，其特徵為配置該等二極體雷射，以致於將他們中 心與透鏡光學軸相連接的線條是彼此實質成9 0。角。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公爱) 579484 A8 B8 C8 D8

   六、申請專利範圍 1 9 ·如申請專利範圍第1 7項之輸入裝置，其包含3個二極體 雷射’其特徵為配置該等二極體雷射，以致於將他們中 心與透鏡光學軸相連接的線條是彼此實質成丨2〇。角。 2 0 ·如申請專利範圍第9、1 0、1 1或1 2項之輸入裝置，其特 徵為每個二極體雷射是一水平發射雷射，而且對於每個 二極體雷射而T，該裝置包含一反射元件，用以將來自 相關一極體雷射的光束反射到一動作平面。 21·如申請專利範圍第9、10、11或12項之輸入裝置，其特 徵為它是由一底座組成，其中安裝至少1個二極體雷射 與相關偵測器，一蓋子元件是固定於該底座，而且包含 適合該蓋子元件的一視窗及一透鏡。 22·如申請專利範圍第21項之輸入裝置，其特徵為該透鏡是 整合在具有一内部表面的蓋子元件，其中該内部表面是 朝向該底座彎曲。 2 3 .如申請專利範圍第2 1項之輸入裝置，其特徵該底座、該 蓋子元件、及該透鏡是由一塑膠材料製成。 2 4 ·如申請專利範圍第9、1 〇、1 1或1 2項之輸入裝置，其特 徵為每個二極體雷射是搞合到一個別光導體的入口端， 其出口端是位於該裝置的視窗。 25·如申請專利範圍第24項之輸入裝置，其特徵為該等光導 體是一光纖。 26·如申請專利範圍第24項之輸入裝置，其特徵為它包含3 個二極體雷射與3個光導體，且該等光導體的出口端是 以實質120。的一互相角間隔而以圓形配置。 2 7· 種用於桌上型電腦之滑鼠’其包含如申請專利範圍第 -4- 本紙中國國家標準(CNS) A4規格(210 χ 297公爱)

   579484 六、申請專利範圍 9、10、11或12項之輸入裝置。 28. —種用於桌上型電腦之鍵盤，其中如申請專利範圍第9 、10、11或12項之輸入裝置係被整合於該鍵盤中。 2 9 · —種膝上型電腦，其中如申請專利範圍第9、i i i戋 1 2項之輸入裝置係被整合於該膝上型電腦中。 3 0 · —種顯示器，其中如申請專利範圍第9、1 〇、丨丨或丨2項 之輸入裝置係被整合於該顯示器中。 3 1· —種超音波診斷裝置，其中至少一個如申請專利範圍第 9、10、11或12項之輸入裝置係被整合於該超音波診斷 裝置中。 ^ 3 2 · —種手持式掃描器裝置，其中至少一個如申請專利範圍 第9、10、11或12項之輸入裝置係被整合於該手持式掃 描器裝置中。 3 3 · —種遙控單元，其中至少一個如申請專利範圍第9、丄〇 、11或12項之輸入裝置係被整合於該遙控單元中。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）