DE10349609A1

DE10349609A1 - Vorrichtung zum Steuern eines Bildschirmzeigers, der zwischen Umgebungslicht und Licht von seiner Lichtquelle unterscheidet

Info

Publication number: DE10349609A1
Application number: DE10349609A
Authority: DE
Inventors: Michael J. Fremont Brosnan
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: GB2419941B; US7295186B2; GB2398121A; GB0522905D0; GB2419941A; US20070279384A1; DE10349609B4; US20040135825A1; GB2398121B; US7903086B2; GB0329627D0; JP2004220612A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Steuern der Position eines Bildschirmzeigers für eine elektronische Vorrichtung mit einem Anzeigebildschirm umfaßt eine Lichtquelle zum Beleuchten einer Bilderzeugungsoberfläche mit einer Mehrzahl von Lichtimpulsen, wodurch reflektierte Lichtimpulse erzeugt werden. Eine Erfassungsschaltung ist konfiguriert, um Licht zu erfassen, zwischen den reflektierten Impulsen und Umgebungslicht zu unterscheiden und einen Niedrigsignalhinweis zu erzeugen, wenn die Größe der reflektierten Impulse einen Schwellenwert unterschreitet. Ein optischer Bewegungssensor erzeugt digitale Bilder, basierend auf den reflektierten Impulsen. Der Bewegungssensor ist konfiguriert, um Bewegungsdaten, basierend auf den digitalen Bildern, zu erzeugen. Die Bewegungsdaten zeigen eine relative Bewegung zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Vorrichtung an.

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen zum Steuern eines Zeigers (Cursors) auf einem Anzeigebildschirm und bezieht sich speziell auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Bildschirmzeigers, der zwischen Umgebungslicht und Licht von seiner Lichtquelle unterscheidet.
Die Verwendung einer handbetriebenen Zeigevorrichtung zur Verwendung mit einem Computer und seiner Anzeige hat nahezu universellen Status erlangt. Eine Form der verschiedenen Typen von Zeigevorrichtungen ist die herkömmliche (mechanische) Maus, die in Verbindung mit einem kooperierenden Mauspad verwendet wird. Mechanische Mäuse umfassen typischerweise eine mit einer Gummioberfläche versehene Stahlkugel, die über das Mauspad rollt, während die Maus bewegt wird. Im Inneren der Maus befinden sich Rollen oder Räder, die die Kugel an ihrem Äquator kontaktieren und ihre Drehung in elektrische Signale umwandeln, die orthogonale Komponenten der Mausbewegung darstellen. Diese elektrischen Signale sind mit einem Computer gekoppelt, wobei die Software auf diese Signale anspricht, um sich um ein ΔX und ΔY der angezeigten Position eines Zeigers gemäß der Bewegung der Maus zu verändern.
Neben den mechanischen Typen von Zeigevorrichtungen, wie z.B. einer herkömmlichen mechanischen Maus, sind auch optische Zeigevorrichtungen entwickelt worden. Bei einer Form einer optischen Zeigevorrichtung wird, anstatt ein bewegliches mechanisches Element wie eine Kugel zu verwenden, eine relative Bewegung zwischen einer Bilderzeugungsoberfläche, wie z. B. einem Finger oder einem Schreibtisch, und Photodetektoren in der optischen Zeigevorrichtung optisch erfaßt und in Bewegungsinformationen umgewandelt.
Batteriebetriebene optische Mäuse sind derzeit basierend auf den optischen Bildsensoren von Agilent ADNS-2020 und ADNS-2030 erhältlich. Andere optische Mäuse sind basierend auf ADNS-2001 und ADNS-2051 von Agilent sowie anderen optischen Bildsensoren erhältlich.
Bei einer typischen optischen Maus beleuchtet eine LED (LED = Light Emitting Diode = lichtemittierende Diode) die Oberfläche unter der Maus. Unter normalen Umständen blockiert der Mauskörper das Umgebungslicht, damit es nicht den Bereich der Navigationsoberfläche erreichen kann, die für den Bildsensor sichtbar ist. Wenn die Maus jedoch angehoben wird, kann das Umgebungslicht Bilder einer starken Amplitude (die jedoch defokussiert ist) an den Bildsensor liefern. Es ist für den optischen Maussensor wünschenswert, in solchen Situationen keine Bewegung zu melden, da der Benutzer entweder mit der Mausbenutzung fertig ist (z. B. wird die Maus zur Seite gelegt) oder versucht, den Bildschirmzeiger aufgrund eines begrenzten Raums auf der Navigationsoberfläche umzupositionieren.
Derzeit verwenden die optischen Mäuse defokussierte Hinweise, Niedrigsignalamplitudenhinweise oder Nullversetzungsantworten von einer Kreuzkorrelation, um eine Maus-Angehoben-Bedingung zu erfassen und den Bildschirmzeiger konstant zu halten. Für die Defokussierungstechnik werden die Bilder von dem Bildarray typischerweise durch ein Hochpaßfilter geleitet, und die Ausgabe des Hochpaßfilters liefert einen Hinweis darauf, ob die Bilder fokussiert sind oder nicht. Wenn die Bilder nicht fokussiert sind, ist es wahrscheinlich, daß sich die Oberfläche unter der Maus nicht in der korrekten, normalen Entfernung befindet, und die Maus kann durch den Benutzer angehoben worden sein. Für die Niedrigsignalamplitudentechnik wird der Gesamtbetrag der Signalausgabe durch den Bildsensor, die sowohl aus Licht, das von der Oberfläche von der LED abprallt, als auch Umgebungslicht bestehen könnte, gemessen. Wenn die Amplitude des Signals außerhalb des Bildsensors niedrig ist, wird ein Hinweis erzeugt, das Bewegen des Bildschirmzeigers anzuhalten. Wenn ein ausreichender Betrag eines Umgebungslichts auf den Bildsensor trifft, wenn die Maus angehoben wird, wird kein Niedrigsignalamplitudensignal erzeugt, und der Bildschirmzeiger kann die Bewegung fortsetzen. Für die dritte Technik (Nullversetzungsantworten von einer Kreuzkorrelation) werden Bilder erfaßt und in normaler Weise korreliert, um zu bestimmen, wieviel Bewegung eingetreten ist. Wenn die Maus angehoben wird, sind die erfaßten Bilder typischerweise verschwommen und sehen für die Maus im wesentlichen gleich aus, so daß die Maus typischerweise, jedoch nicht immer, in dieser Situation eine Nullbewegung meldet, wodurch bewirkt wird, daß der Bildschirmzeiger aufhört, sich zu bewegen.
Diese bekannten Verfahren zum Erfassen einer Maus-Angehoben-Bedingung sind nicht immer zuverlässig. In einigen Fällen bewegt sich der Bildschirmzeiger in einem unvorhersehbaren Weg oder beginnt auf der Stelle zu zittern, wenn er stillstehen sollte, was für den Benutzer ärgerlich ist und zu einem unerwünschten Leistungsverbrauch führt. Wenn die Maus-Angehoben-Bedingung nicht erfaßt wird, kann die Maus in einem Volleistungsmodus verbleiben und schaltet sich nicht in einen Schlafmodus. Bei einer batteriebetriebenen Maus, wenn die Maus mit der Unterseite nach oben liegengelassen wird oder am Ende eines Schreibtischs längere Zeit liegengelassen wird, kann ein großer Betrag an Batterieleistung verbraucht werden, indem dieser Zustand nicht erfaßt wird und der Bildschirmzeiger eingefroren wird. Wenn zusätzlich ein großer Betrag eines Umgebungslichtes auf dem Bereich unter der Maus, der abgebildet wird, vorliegt, kann dieses Umgebungslicht die Navigationsgenauigkeit während der normalen Verwendung der Maus stören.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Bildschirmzeigers zu schaffen, der zwischen Umgebungslicht und Licht von seiner Lichtquelle unterscheiden kann, um somit Leistung zu sparen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 9, 13 oder 21 sowie eine optische Maus gemäß Anspruch 20 gelöst.
Eine Form der vorliegenden Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Steuern der Position eines Bildschirmzeigers für eine elektronische Vorrichtung mit einem Anzeigebildschirm. Die Vorrichtung umfaßt eine Lichtquelle zum Beleuchten einer Bilderzeugungsoberfläche mit einer Mehrzahl von Lichtimpulsen, wodurch reflektierte Lichtimpulse erzeugt werden. Eine Erfassungsschaltung ist konfiguriert, um Licht zu erfassen, zwischen den reflektierten Impulsen und Umgebungslicht zu unterscheiden und um einen Niedrigsignalhinweis zu erzeugen, wenn die Größe der reflektierten Impulse einen Schwellenwert unterschreitet. Ein optischer Bewegungssensor erzeugt digitale Bilder basierend auf den reflektierten Impulsen. Der Bewegungssensor ist konfiguriert, um eine Bewegung von Daten basierend auf den digitalen Bildern zu erzeugen. Die Bewegungsdaten zeigen eine relative Bewegung zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Vorrichtung an.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht einer optischen Maus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockdiagramm, das Farbkomponenten der optischen Maus, die in 1 gezeigt ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
3A ein elektrisches schematisches Diagramm/Blockdiagramm, das einen Lichterfassungsschaltungsaufbau der optischen Maus, die in 1 gezeigt ist, mit zwei Kondensatoren pro Photodetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
3B ein Zeitgebungsdiagramm, das die Zeitgebung von Steuerungssignalen für den Lichterfassungsschaltungsaufbau, der in 3A gezeigt ist, darstellt,
4A ein elektrisches schematisches Diagramm/Blockdiagramm, das einen Lichterfassungsschaltungsaufbau der optischen Maus, die in 1 gezeigt ist, mit einem Kondensator pro Photodetektor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
4B ein Zeitgebungsdiagramm, das die Zeitgebung von Steuerungssignalen für den Lichterfassungsschaltungsaufbau darstellt, der in 4A gezeigt ist.
In der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen mittels eines Beispiels spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es wird darauf hingewiesen, daß weitere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachstehende ausführliche Beschreibung ist daher nicht als Einschränkung zu verstehen, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
1 ist eine Draufsicht einer optischen Maus 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Maus 10 umfaßt ein Kunststoffgehäuse 12, eine LB (LB = Left Mouse Button = linke Maustaste) 14A, eine RB (RB = Right Mouse Button = rechte Maustaste) 14B und ein optisches Bewegungssensorchipelement 16. Das Sensorchipelement 16 ist durch das Plastikgehäuse 12 abgedeckt und daher in 1 in gestrichelten Linien gezeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das Hauptkomponenten der optischen Maus 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die optische Maus 10 umfaßt eine Lichtquelle 2, Linsen 4 und 8 und einen optischen Bewegungssensor 16. Der optische Bewegungssensor 16 umfaßt ein Photodetektorarray 148, einen elektronischen Verschluß 150, eine Mehrzahl von Erfassungskondensatoren 154A bis 154C (die kollektiv als Erfassungskondensatoren 154 bezeichnet werden), einen Multiplexer 156, einen Verstärker 157, einen A/D-Wandler 158 (A/D = Analog to Digital = Analog zu Digital), einen Korrelator 160, einen Photodetektor 162, einen Verstärker 164, einen Multiplizierer 166, ein LPF (LPF = Low Pass Filter = Tiefpaßfilter) 168, einen COMP (COMP = Comparator = Komparator) 172, einen OSC (OSC = Oscillator = Oszillator) 176, einen Multiplizierer 178, eine Lichtsteuerung 180, eine Verschlußsteuerung 184 und eine Systemsteuerung 186.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Betrieb des optischen Bewegungssensors 16 vorwiegend durch die Systemsteuerung 186 gesteuert, die mit dem Multiplexer 156, einem A/D-Wandler 158, dem Korrelator 160, der Verschlußsteuerung 184 und der Lichtsteuerung 180 gekoppelt ist und dieselben steuert. Während des Betriebs emittiert die Lichtquelle 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel Licht, das durch die Linse 4 auf die Oberfläche 6 gelenkt wird, die eine Schreibtischfläche oder eine andere geeignete Bilderzeugungsoberfläche ist, und es werden reflektierte Bilder erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Lichtquelle 2 eine oder mehrere LEDs. Das reflektierte Licht von der Oberfläche 6 wird durch die Linse 8 auf das Photodetektorarray 148 und den Photodetektor 163 gelenkt. Der Photodetektor 162 und die Photodetektoren im Photodetektorarray 148 liefern jeweils ein Signal, das basierend auf der Intensität des Lichts, das auf den Photodetektor auftrifft, in seinem Betrag variiert. Bei einem Ausführungsbeispiel sind der Photodetektor 162 und die Photodetektoren im Photodetektorarray 148 Photodioden.
Der elektronische Verschluß 150 wird durch ein Verschlußsignal 182 von der Verschlußsteuerung 184 gesteuert. Wenn der elektronische Verschluß 150 offen ist, akkumuliert sich eine Ladung auf den Erfassungskondensatoren 154, wodurch Spannungen erzeugt werden, die auf die Intensität des Lichts bezogen sind, das auf die Photodetektoren im Array 148 auftrifft. Wenn der elektronische Verschluß 150 geschlossen ist, akkumuliert sich keine weitere Ladung oder wird von den Erfassungskondensatoren 154 verloren. Der Multiplexer 156 verbindet jeden Erfassungskondensator 154 wiederum mit dem Verstärker 157 und dem A/D-Wandler 158, um die Spannung von jedem Erfassungskondensator 154 auf einen digitalen Wert zu verstärken und in denselben umzuwandeln. Die Erfassungskondensatoren 154 werden dann durch den elektronischen Verschluß 150 entladen, so daß der Ladeprozeß wiederholt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Lichtquelle 2 durch das Verschlußsignal 182 von der Verschlußsteuerung 184 gesteuert. Wenn das Verschlußsignal 182 in den hohen Zustand geht, bewirkt das Hochsignal, daß die Lichtsteuerung 180 ein Signal zum Einschalten der Lichtquelle 2 ausgibt. Das hohe Verschlußsignal 182 bewirkt ebenfalls, daß sich der elektronische Verschluß 150 öffnet, wodurch ermöglicht wird, daß sich eine Ladung auf den Erfassungskondensatoren 154 akkumulieren kann. Wenn das Verschlußsignal 182 in den niedrigen Zustand geht, bewirkt das Niedrigsignal, daß sich der elektronische Verschluß 150 schließt, und bewirkt, daß die Lichtsteuerung 180 ein Niedrigsignal ausgibt, um die Lichtquelle 2 abzuschalten. Bei einer Form der Erfindung werden die Signale, die durch die Lichtsteuerung 180 ausgegeben werden, durch einen Oszillator 176 und einen Multiplizierer 178 moduliert, wodurch bewirkt wird, daß das Licht, das durch die Lichtquelle 2 emittiert wird, in der gleichen Weise moduliert wird. Die Modulation des Lichts, das durch die Lichtquelle 2 emittiert wird, wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Basierend auf dem Pegel der Spannung von jedem Erfassungskondensator 154 erzeugt der A/D-Wandler 158 einen digitalen Wert einer geeigneten Auflösung (z. B. 1 bis 8 Bits), der den Pegel der Spannung anzeigt. Die digitalen Werte stellen ein digitales Bild oder eine digitale Darstellung des Abschnitts der Schreibtischoberfläche oder einer anderen Bilderzeugungsoberfläche unter der optischen Maus 10 dar. Die digitalen Werte werden als Rahmen im Korrelator 160 gespeichert.
Neben dem Liefern von digitalen Bildern an den Korrelator 160 gibt der A/D-Wandler 158 auch digitale Bilddaten an die Verschlußsteuerung 184 in einer Form der Erfindung aus. Die Verschlußsteuerung 184 trägt dazu bei, sicherzustellen, daß aufeinanderfolgende Bilder eine ähnliche Belichtung aufweisen und trägt dazu bei, zu verhindern, daß die digitalen Werte auf einen Wert gesättigt werden. Die Verschlußsteuerung 184 prüft die Werte der digitalen Bilddaten und bestimmt, ob zu viele Mindestwerte oder zu viele Maximalwerte vorliegen. Bei einem Ausführungsbeispiel erhöht die Steuerung 184 die Ladungsakkumulationszeit des elektronischen Verschlusses 150, wenn zu viele Mindestwerte vorliegen, und wenn zu viele Maximalwerte vorliegen, senkt die Steuerung 184 die Ladungsakkumulationszeit des elektronischen Verschlusses 150.
Die Gesamtgröße des Photodetektorsarrays 148 ist vorzugsweise groß genug, um ein Bild mit mehreren Merkmalen zu empfangen. Die Bilder von solchen räumlichen Merkmalen erzeugen übersetzte Strukturen von Pixelinformationen, während sich die optische Maus 10 über eine Oberfläche bewegt. Die Anzahl von Photodetektoren im Array 148 und die Rahmenrate, mit der ihre Inhalte erfaßt und digitalisiert werden, kooperiert, um zu beeinflussen, wie schnell die optische Maus 10 über eine Oberfläche bewegt werden kann und immer noch verfolgt werden kann. Das Verfolgen wird durch den Korrelator 160 erreicht, in dem ein neu erfaßter Abtastrahmen mit einem zuvor erfaßten Referenzrahmen verglichen wird, um die Richtung und den Betrag der Bewegung zu ermitteln.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird der gesamte Inhalt von einem der Rahmen durch den Korrelator 160 um eine Entfernung von einem Pixel in jede der acht Richtungen nacheinander verschoben, die durch eine Pixelversatz-Versuchsverschiebung erlaubt sind (eins rüber, eins rauf und eins runter, eins runter, eins rauf, eins rauf und eins rüber, eins rüber in die andere Richtung etc.). Dies macht acht Versuche aus. Da eventuell keine Bewegung eingetreten ist, wird auch eine neunte Versuchs-Nullverschiebung verwendet. Nach jeder Versuchsverschiebung werden diese Abschnitte der Rahmen, die einander überlappen, durch den Korrelator 160 auf einer Pixel-um-Pixelbasis subtrahiert, und die resultierenden Differenzen werden vorzugsweise ins Quadrat genommen und dann summiert, um ein Maß der Ähnlichkeit (Korrelation) innerhalb dieses Bereichs der Überlappung zu bilden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können größere Versuchsverschiebungen (z. B. zwei rüber und eins runter) verwendet werden. Die Versuchsverschiebung mit der geringsten Differenz (größte Korrelation) kann als ein Hinweis über die Bewegung zwischen den zwei Rahmen genommen werden. Das heißt, sie liefert Rohbewegungsinformationen, die skaliert und/oder akkumuliert werden können, um Bewegungsinformationen (ΔX und ΔY) 161 einer praktischen Granularität und mit einer geeigneten Informationsaustauschrate, die an eine Hostvorrichtung ausgegeben werden, zu liefern.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 16 konfiguriert, um zwischen Umgebungslicht und Licht von der Lichtquelle 2 zu unterscheiden, um zu erfassen, wann die optische Maus 10 von der Oberfläche 6 angehoben wird, indem der Pegel des Lichts von der Lichtquelle 2 erfaßt wird, der von der Oberfläche 6 reflektiert wird. Wenn die optische Maus 10 von der Oberfläche 6 angehoben wird, erreicht das Licht von der Lichtquelle 2 nicht mehr den Photodetektor 162 und die Photodetektoren im Array 148 in der selben Quantität, wie dies bisher der Fall war, wenn überhaupt; die reflektierende Oberfläche 6 ist zu weit entfernt oder ist einfach nicht in Sicht. Wenn jedoch die Maus 10 angehoben wird, kann ein Umgebungslicht von anderen Lichtquellen (z. B. Leuchtstofflampen, CRT (CRT = Cathode Ray Tube = Kathodenstrahlröhre), Sonnenlicht etc.) auf die Photodetektoren auftreffen, und die Ausgaben der Photodetektoren variieren basierend auf der Intensität des Umgebungslichts.
Bei einem Ausführungsbeispiel moduliert der Sensor 16 das Licht von der Lichtquelle 2 mit einer Frequenz, die bei Umgebungslicht von anderen Lichtquellen, die nahe der Maus 10 vorliegen können, wahrscheinlich nicht eintreten wird, wodurch dem Sensor 16 ermöglicht wird, zwischen dem Licht, das von der Lichtquelle 2 empfangen wird, und dem Licht, das von den Umgebungslichtquellen empfangen wird, zu entscheiden. Wenn die Stärke des reflektierten modulierten Lichts von der Lichtquelle 2 einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, wodurch angezeigt wird, daß die Maus 10 wahrscheinlich von der Oberfläche 6 angehoben worden ist, meldet der Sensor 16 eine Nullbewegung an die Hostvorrichtung, so daß der Bildschirmzeiger stabil gehalten wird.
Das Umgebungslicht, das eine Interferenz mit dem Betrieb der Maus 10 bewirken kann, ist typischerweise bei einer niedrigen Frequenz, wie z. B. weniger als 200 Hz. CRTs und Leuchtstofflampen sind typischerweise am problematischsten. CRTs blinken typischerweise bei bis zu etwa 100 Hz, und Leuchtstofflampen blinken in den Vereinigten Staaten typischerweise bei 120 Hz. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 2 moduliert, um Lichtblinksignale oder Lichtimpulse bei einer im wesentlichen höheren Frequenz als solche Umgebungslichtquellen zu liefern.
Die Lichtquelle 2 schaltet sich ein, wenn sie einen Impuls vom Sensor 16 empfängt. Der Betrag der Zeit, in der die Lichtquelle 2 eingeschaltet bleibt, wird durch die Breite (Dauer) des empfangenen Impulses bestimmt. Bei älteren optischen Mäusen, wurden typischerweise 1.500 Bilder pro Sekunde erfaßt, wenn die Maus bewegt wurde, wobei die Lichtquelle einmal für jedes erfaßte Bild blinkte (d. h. eine Blinkrate von 1.500 Blinksignalen pro Sekunde), und mit einer typischen Blinkdauer zwischen etwa 10 und 100 Mikrosekunden für jedes Blinksignal. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Hochfrequenz-Digitalmodulation verwendet, um einen breiten Impuls zu modulieren und dadurch viele Impulse mit einer kleineren Breite zu erzeugen, die die gleiche effektive Beleuchtung wie ein einzelner breiter Impuls liefern, und nicht die Lichtquelle 2 mit einem einzelnen, relativ breiten Impuls der gewünschten Dauer (z. B. 100 Mikrosekunden) eingeschaltet, um ein Bild zu erfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel gibt die Lichtsteuerung 180 während jeder Rahmenperiode, in der ein Bild erfaßt werden soll, einen Impuls an den Multiplizierer (Modulator) 178 aus. Bei einer Form der Erfindung weisen die Impulse, die durch die Lichtsteuerung 180 ausgegeben werden, eine Breite von zweimal der gewünschten Dauer der Einschaltzeit der Lichtquelle 2 für ein spezielles Bild auf, das erfaßt werden soll. Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Oszillator 176 eine 100-KHz-Rechteckwelle, die an den Multiplizierer 178 und den Multiplizierer 166 ausgegeben wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen werden andere Frequenzen als 100 KHz für den Modulationssignalverlauf, der durch den Oszillator 176 ausgegeben wird, verwendet.
Der Multiplizierer 178 multipliziert den Impuls, der von der Lichtsteuerung 180 empfangen wird, mit der Rechteckwelle, die vom Oszillator 176 empfangen wird, und gibt das resultierende modulierte Signal an die Lichtquelle 2 aus.
Wenn beispielsweise eine Einschaltzeitdauer der Lichtquelle 2 von 100 Mikrosekunden für jedes Bild, das erfaßt werden soll, erwünscht ist, und die Lichtquelle 2 nicht mit einem Einzelimpuls mit einer Breite von 100 Mikrosekunden getrieben werden soll, gibt die Lichtsteuerung 180 bei einer Form der Erfindung einen Impuls mit einer Breite von 200 Mikrosekunden an den Multiplizierer 178 aus. Der Multiplizierer 178 multipliziert den empfangenen Impuls mit der 100-KHz-Rechteckwelle, die vom Oszillator 176 empfangen wurde, was zu einem modulierten Signal führt, das die Lichtquelle 2 antreibt. Das modulierte Signal umfaßt zwanzig Zyklen einer 100-KHz-Rechteckwelle mit einer Gesamtdauer von 200 Mikrosekunden und einer kumulativen Einschaltzeit von 100 Mikrosekunden. Das Photodetektorarray 148 integriert denselben Betrag des Signals in jeden Rahmen für die mehreren schmaleren Impulse wie für einen einzelnen breiteren Impuls und liefert Bilder, die mit jenen identisch sind, die unter Verwendung eines einzelnen breiteren Impulses geliefert worden wären.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine synchrone Erfassungstechnik verwendet, um das modulierte Lichtsignal, das durch die Lichtquelle 2 ausgegeben und durch die Oberfläche 2 reflektiert wurde, zu erfassen. Bei einer Form der Erfindung wird der Photodetektor 162 separat vom Photodetektorarray 148 verwendet, um das modulierte Licht von der Lichtquelle 2 in einer kontinuierlichen Zeitweise zu erfassen. Das elektrische Signal, das durch den Photodetektor 162 ausgegeben wird, wird durch den Verstärker 164 verstärkt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Verstärker 164 mit dem Photodetektor 162 wechselstromgekoppelt und begrenzt große Signale, um einen großen dynamischen Bereich abzudecken. Der Multiplizierer (Demodulator) 166 multipliziert das verstärkte Signal vom Verstärker 164 durch den Modulationssignalverlauf (z. B. 100-KHz-Rechteckwelle), der durch den Oszillator 176 ausgegeben wird.
Bei einer Form der Erfindung multipliziert der Multiplizierer 166 abwechselnd mit +1 dann mit –1, so daß die Wechselstromsignale bei der 100-KHz-Modulationsfrequenz (d. h. die Signale, die vom Licht, das von der Lichtquelle 2 empfangen wird, erzeugt wurden), die durch den Verstärker 164 ausgegeben wird, synchron gleichgerichtet werden (d. h. auf einen Gleichstrom oder ein Niedrigfrequenzsignal demoduliert wird), was zu einem demodulierten Signal führt, das durch das Niedrigpaßfilter 168 zum Komparator 172 geleitet wird. Für Signale, die durch den Photodetektor 162 ausgegeben werden, die bei anderen Frequenzen als der Modulationsfrequenz liegen (d. h. Signale, die vom Licht erzeugt werden, das von den Umgebungslichtquellen empfangen wird), sind diese Signale typischerweise Gleichstrom- oder Niedrigfrequenzsignale (d. h. 60 oder 120 Hz), die in Hochfrequenzsignale umgewandelt werden, wenn sie abwechselnd mit der +1- und –1-100-KHz-Rechteckwelle durch den Multiplizierer 166 multipliziert werden. Die Hochfrequenzsignale, die durch den Multiplizierer 166 aufgegeben werden, werden durch das Tiefpaßfilter 168 blockiert, so daß die Ausgabe des Tiefpaßfilters 168 für solche Signale fast null beträgt. Somit ist der Photodetektor 162 im wesentlichen bei derselben Frequenz, mit der die Lichtquelle 2 blinkt, tormäßig gesteuert, so daß das Umgebungslicht blockiert wird, und der Betrag des Lichts von der Lichtquelle 2 kann erfaßt werden.
Der Komparator 172 umfaßt einen ersten Eingang 170A, der mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters 168 gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang 170B, der mit einer Schwellenspannung gekoppelt ist. Der Komparator 172 vergleicht das Signal, das vom Tiefpaßfilter 168 empfangen wurde, mit dem Schwellenwert und bestimmt dadurch, ob ein ausreichender Betrag eines Lichts von der Lichtquelle 2 vorliegt, um die Photo detektoren 148 zu erreichen. Wenn das Signal, das vom Tiefpaßfilter 168 empfangen wird, den Schwellenwert unterschreitet, was anzeigt, das ein unzureichender Betrag eines Lichts von der Lichtquelle 2 die Photodetektoren 148 erreicht und daß die Maus 10 wahrscheinlich von der Oberfläche 6 angehoben worden ist, gibt der Komparator 172 einen Niedrigsignalhinweis oder ein „Maus-Angehoben-Signal" 174 an den Korrelator 160 aus.
Komponenten des elektrischen Signals, die durch den Photodetektor 162 basierend auf einem Umgebungslicht erzeugt werden, werden herausgefiltert und beeinträchtigen die Signalausgabe an den Komparator 172, obwohl das Umgebungslicht Einfluß auf die Ausgabe des Photodetektorarrays 148 hat. In Fällen, wo das Photodetektorarray 148 aufgrund eines übermäßigen Umgebungslichts schlechte (d.h. defokussierte) Bilder erzeugt, und sehr wenig Licht von der Lichtquelle 2 auf das Photodetektorarray 148 auftrifft, erfaßt der separate Weg einschließlich des Photodetektors 162, des Verstärkers 164, des Multiplizierers 166, des Tiefpaßfilters 168 und des Komparators 172 das Problem, und der Komparator 172 gibt ein Maus-Angehoben-Signal 174 an den Korrelator 160 aus.
Bei einem Ausführungsbeispiel, wenn der Korrelator 160 ein Maus-Angehoben-Signal 174 empfängt, unterdrückt der Korrelator 160 die Normalbewegungsberechnungen von den erfaßten Bildern und stoppt das Melden der Bewegungsdaten 166 oder meldet eine Nullbewegung, was zu einem Einfrieren der Bildschirmzeigerposition an einer beliebigen Position, die er derzeit besetzt, führt, wenn er ansonsten willkürlich auf dem Bildschirm zittern könnte. Wenn die optische Maus 10 anschließend auf der Oberfläche 6 ersetzt wird, erfaßt der Komparator 172, daß das Signal, das vom Tiefpaßfilter 168 empfangen wird, den Schwellenwert überschreitet, der Komparator 172 unterdrückt das Maus-Angehoben-Signal 174 und der Korrelator 160 beginnt wieder, Bewegungsdaten 161 von den erfaßten Bildern in der normalen Weise zu erzeugen.
Anstatt einen Multiplizierer 166 zu verwenden, um das modulierte Lichtsignal von der Lichtquelle 2 auf eine Niedrigfrequenz abwärts zu demodulieren, können bei einem anderen Ausführungsbeispiel ein wechselstromabgestimmtes Filter und ein Hüllkurvenerfassungsschaltungsaufbau verwendet werden, um das Signal wieder in einen Gleichstrom- oder Niedrigfrequenzhinweis über die Stärke des empfangenen Signals von der Lichtquelle 2 umzuwandeln.
Für das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel wird ein Photodetektor 162 getrennt vom Photodetektorarray 148 verwendet, um den Pegel des reflektierten modulierten Lichts von der Lichtquelle 2 zu erfassen. Bei den in 3A und 4A dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Photodetektorarray 148 an sich beim Erfassen der Größe des reflektierten modulierten Lichts von der Lichtquelle 2 verwendet.
3A ist ein elektrisches schematisches/Blockdiagramm, das den Lichterfassungsschaltungsaufbau 300 der optischen Maus mit zwei Kondensatoren pro Pixel oder Photodetektor im Array 148 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine einzelne Pixelschaltung des Arrays 148 ist in 3A dargestellt. Fachleute werden darauf hingewiesen, daß bei einem vollständigen Array 148 Abschnitte des dargestellten Schaltungsaufbaus 300 mehrere Male basierend auf der Anzahl von Pixeln im Array 148 reproduziert werden.
Der Lichterfassungsschaltungsaufbau 300 umfaßt einen Oszillator 176, einen Invertierer 304, UND-Gates 306 und 308, einen Schalter 312, einen Schalter 314, einen Kondensator 316, einen Schalter 318, einen Schalter 320, einen Kondensator 322, einen Schalter 324 und eine Photodiode 328. Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Oszillator 176 eine Rechteckwelle, die an den Invertierer 304 und an das UND-Gate 306 ausgegeben wird. Das UND-Gate 306 umfaßt Eingänge 306A und 306B und einen Ausgang 306C. Das UND-Gate 306 empfängt die Rechteckwelle vom Oszillator 176 am Eingang 306A. Das UND-Gate 308 umfaßt Eingänge 308A und 308B und einen Ausgang 308C. Der Invertierer 304 invertiert die Rechteckwelle, die vom Oszillator 176 empfangen wird, und gibt eine invertierte Rechteckwelle an den Eingang 308B des UND-Gates 308 aus. Der Eingang 306B des UND-Gates 306 und der Eingang 308A des UND-Gates 308 sind mit der Verschlußsteuerung 184 (in 2 gezeigt) gekoppelt, die ein Verschlußsignal 382 ausgibt.
Der Schalter 314 wird durch den Ausgang 306C des UND-Gates 306 gesteuert. Der Schalter 320 wird durch den Ausgang 308C des UND-Gates 308 gesteuert. Wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist, sind die Ausgaben der UND-Gates 308 und 306 niedrig, und die Schalter 314 und 320 sind offen. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, gibt das UND-Gate 306 eine Rechteckwelle an den Schalter 314 aus, und das UND-Gate 308 gibt eine phasenverschobene Viereckwelle an den Schalter 320 aus. Aufgrund der Signalinversion, die durch den Invertierer 304 bewirkt wird, wird die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 308 ausgegeben wird, im Hinblick auf die Rechteckwellenausgabe durch das UND-Gate 306 um 180° phasenverschoben. Wenn die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate ausgegeben wird, hoch ist, wird der Schalter 314 geschlossen, und wenn diese Rechteckwelle niedrig ist, ist der Schalter 314 offen. Wenn desgleichen die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 308 ausgegeben wird, hoch ist, wird der Schalter 320 geschlossen, und wenn diese Rechteckwelle niedrig ist, ist der Schalter 320 offen.
Der Schalter 312 wird durch das Verschlußsignal 182, das durch die Verschlußsteuerung 184 ausgegeben wird, gesteuert. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, dann ist der Schalter 312 geschlossen. Und wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist, ist der Schalter 312 offen. Der Lichterfassungsschaltungsaufbau 300 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3B ausführlicher beschrieben.
3B ist ein Zeitgebungsdiagramm, das die Zeitgebung der Steuerungssignale für den Lichterfassungsschaltungsaufbau 300, der in 3A gezeigt ist, darstellt. Das Verschlußsignal 182 umfaßt eine Reihe von Impulsen, die durch die Verschlußsteuerung 184 (in 2 gezeigt) erzeugt werden. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, blinkt die Lichtquelle 2 bei einer Frequenz, die durch die Frequenz des Oszillators 176 bestimmt wird, immer wieder auf. Das Signal von der Lichtquelle 2 wird durch das Lichtquellensignal 340 in 3B dargestellt, wobei ein hoher Wert der Lichtquelle 2 entspricht, die eingeschaltet ist, und ein niedriger Wert, der Lichtquelle 2 entspricht, die ausgeschaltet ist. Die Ausgabe des UND-Gates 306 wird durch ein I_A-Signal 342 dargestellt, das eine Rechteckwelle mit der gleichen Phase und Frequenz wie das Lichtquellensignal 340 ist, wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, und niedrig ist, wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist. Die Ausgabe des UND-Gates 308 wird durch ein I_B-Signal 344 dargestellt, das eine Rechteckwelle mit der gleichen Frequenz wie das Lichtquellensignal 340 (und das I_A-Signal 342) ist, wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, und niedrig ist, wenn das Verschlußsignal 382 niedrig ist. Wie in 3B gezeigt ist, befindet sich ein I_B-Signal 344 um 180° außerhalb der Phase mit den Signalen 340 und 342.
Obwohl für die Signale 340, 342 und 344 drei Impulse gezeigt sind, während das Verschlußsignal 182 hoch ist, hängt die Anzahl von Impulsen während dieser Periode von der Impulsbreite des Verschlußsignals 182 und der Frequenz des Oszillators 176 ab. Unter der Annahme, daß ein Verschlußsignal 182 beispielsweise mit einer Pulsbreite von 100 Mikrosekunden für jedes Bild, das erfaßt werden soll, erzeugt wird, und daß die Lichtquelle 2 mit einer 100-KHz-Rechteckwelle moduliert wird, treten zehn Impulse des Lichts 5 Mikrosekunden breit mit 5 Mikrosekunden Zwischenräumen zwischen jedem Impuls während jeder Verschlußäffnung auf. Für dieses Beispiel würden die Signale 340, 342 und 344 zehn Impulse mit einer 5-Mikrosekunden-Dauer und einer 5-Mikrosekunden-Niedrigperiode zwischen jedem Impuls umfassen.
Bei einer Form der Erfindung umfaßt jede Pixelschaltung im Photodetektorarray 148 zwei Speicherkondensatoren 316 und 322. Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt das Licht, das durch jedes Pixel während der Einschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangen wird, eine Ladung, die auf dem Kondensator 316 des Pixels akkumuliert wird, während das Licht, das durch jedes Pixel während der Ausschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangen wird, eine Ladung erzeugt, die auf dem Kondensator 322 des Pixels akkumuliert wird. Wenn spezieller das Verschlußsignal 182 hoch geht, schließt sich der Schalter 312, wodurch die Photodiode 328 zwischen der Leistungsversorgung (VDD) 310 und Masse 302 geschaltet wird. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist und das I_A-Signal 342 hoch geht, schließt sich der Schalter 314 (Schalter 320 ist offen, da das I_B-Signal 344 niedrig ist, wenn das I_A-Signal 342 hoch ist), wodurch dem Photostrom von der Photodiode 328 ermöglicht wird, den Kondensator 316 zu laden. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist und das I_B-Signal 344 hoch geht, schließt sich der Schalter 320 (Schalter 314 ist offen, da das I_A-Signal 342 niedrig ist, wenn das I_B-Signal 344 hoch ist), wodurch dem Photostrom von der Photodiode 328 ermöglicht wird, den Kondensator 320 zu laden.
Die Schalter 318 und 324 werden durch das R_A-Signal 346 bzw. das R_B-Signal 348 gesteuert. Wenn das R_A-Signal 346 hoch ist, wird der Schalter 318 geschlossen. Und wenn das R_A-Signal 346 niedrig ist, ist der Schalter 318 offen. Wenn das R_B-Signal 348 hoch ist, wird der Schalter 324 geschlossen. Und wenn das R_B-Signal 348 niedrig ist, ist der Schalter 324 offen. Zu einem gewissen Punkt, nach dem Ende der Verschlußzeit (d. h. nachdem das Verschlußsignal 182 in den Niedrigzustand gegangen ist), geht das R_A-Signal 346 hoch, wodurch der Schalter 318 geschlossen wird, und der Konden sator 316 mit dem Verstärker 157 verbunden wird. Die Spannung am Kondensator 316 wird durch den Verstärker 157 verstärkt und durch den Analog-Digtal-Wandler 158 in einen digitalen Wert umgewandelt. An einem gewissen Punkt, nachdem das R_A-Signal 346 in den Niedrigzustand gegangen ist, geht das R_B-Signal 348 hoch, wodurch der Schalter 324 geschlossen wird und der Kondensator 322 mit dem Verstärker 157 verbunden wird. Die Spannung auf dem Kondensator 322 wird durch den Verstärker 157 verstärkt und in einen digitalen Wert durch den Analog-Digital-Wandler 158 umgewandelt. Der Analog-Digital-Wandler 158 gibt die digitalen Werte an den Korrelator 160 (in 2 gezeigt) aus.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt jedes der Pixel im Array 148 zwei Kondensatoren 316 und 322 und erzeugt zwei Spannungen in der gleichen Weise wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben wurde. Das durch das Array 148 während der Einschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangene Licht erzeugt eine Ladung, die auf dem ersten Kondensator 316 akkumuliert wird, während das Licht, das durch das Array 148 während der Ausschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangen wird, eine Ladung erzeugt, die auf dem zweiten Kondensator 322 akkumuliert wird. Das Umgebungslicht trägt zu der akkumulierte Ladung während sowohl der Einschaltzeiten als auch der Ausschaltzeiten der Lichtquelle 2 bei. Für jedes Bild, das durch das Array 148 erfaßt wird, gibt jedes Pixel in dem Array 148 zwei Spannungen aus – eine erste Spannung (vom Kondensator 322), die den erfaßten Betrag des Umgebungslichts darstellt, und eine zweite Spannung, die den kombinierten Betrag des erfaßten Umgebungslichts und des erfaßten Lichts von der Lichtquelle 2 darstellt. Die zwei Spannungen, die durch jedes Pixel ausgegeben werden, werden durch den Analog-Digital-Wandler 158 in entsprechende erste und zweite digitale Werte umgewandelt, die an den Korrelator 160 geliefert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt der Korrelator 160 den Betrag des Lichts, das auf das Array 148 von der Lichtquelle 2 auftrifft, indem der erste Wert, der den Betrag des Umgebungslichts darstellt, vom zweiten Wert, der den kombinierten Betrag des Umgebungslichts und des Lichts von der Lichtquelle 2 darstellt, subtrahiert wird.
Die durch Subtrahieren des ersten Werts, der den Betrag des Umgebungslichts darstellt, vom zweiten Wert, der dem kombinierten Betrag des Umgebungslichts und des Lichts von der Lichtquelle 2 darstellt, erhaltenen Werte, werden hierin als gefiltertes digitales Bild bezeichnet, da das Umgebungslicht im wesentlichen rausgefiltert worden ist. Bei einem Ausführungsbeispiel korreliert der Korrelator 160 die gefilterten digitalen Bilder, um Bewegungsinformationen 161 zu erzeugen. Wenn eine große Menge an Umgebungslicht auf dem Bereich unter der Maus 10, der abgebildet wird, vorliegt, kann dieses Umgebungslicht die Navigationsgenauigkeit während der normalen Verwendung der Maus 10 stören. Durch Herausfiltern des Umgebungslichts von den erfaßten Bildern wird eine bessere Navigationsgenauigkeit geliefert.
Wenn der Pegel des Lichts von der Lichtquelle 2, der durch den Korrelator 160 berechnet wurde, einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, was anzeigt, daß ein unzureichender Betrag eines Lichts von der Lichtquelle 2 die Photodetektoren 148 erreicht, und daß die Maus 10 wahrscheinlich von der Oberfläche 6 angehoben worden ist, unterdrückt der Korrelator 160 bei einem Ausführungsbeispiel die normalen Bewegungsberechnungen von den erfaßten Bildern und stoppt das Melden der Bewegungsdaten 161 oder meldet eine Nullbewegung, was zu einem Einfrieren der Bildschirmzeigerposition an einer beliebigen Position, die er derzeit besetzt, führt.
4A ist ein elektrisches schematisches Diagramm/Blockdiagramm, das einen Lichterfassungsschaltungsaufbau 400 der optischen Maus 10 mit einem Kondensator pro Pixel oder Photodetektor im Array 148 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine einzelne Pixelschaltung des Arrays 148 ist in 4A dargestellt. Fachleute werden darauf hingewiesen, daß in dem vollständigen Array 148 die Abschnitte des dargestellten Schaltungsaufbaus 400 basierend auf der Anzahl von Pixeln im Array 148 mehrere Male reproduziert werden können.
Der Lichterfassungsschaltungsaufbau 400 umfaßt den Oszillator 176, den Invertierer 404, die UND-Gates 406 und 408, den Invertierer 409, die Schalter 412, 414, 415, 420 und 424, die Transistoren 417 und 419, den Kondensator 422 und den Photodetektor 428. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Transistoren 417 und 419 PMOS-FETs (PMOS-FET = P-Type Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistors = P-Typ-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren). Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Oszillator 176 eine Rechteckwelle, die an den Invertierer 404 und das UND-Gate 406 ausgegeben wird. Das UND-Gate 406 umfaßt die Eingänge 406A und 406B und den Ausgang 406C. Das UND-Gate 406 empfängt die Rechteckwelle vom Oszillator 176 am Eingang 406A. Das UND-Gate 408 umfaßt die Eingänge 408A und 408B und den Ausgang 408C. Der Invertierer 404 invertiert die Rechteckwelle, die vom Oszillator 176 empfangen wird und gibt eine invertierte Rechteckwelle an den Eingang 408B des UND-Gates 408 aus. Der Eingang 406B des UND-Gates 406 und der Eingang 408A des UND-Gates 408 sind mit der Verschlußsteuerung 184 (in 2 gezeigt) gekoppelt, die ein Verschlußsignal 182 ausgibt.
Der Schalter 414 wird durch den Ausgang 408C des UND-Gates 408 gesteuert. Der Schalter 415 wird durch den Ausgang 408C des UND-Gates 408 gesteuert, nachdem er durch den Invertierer 409 invertiert worden ist. Der Schalter 420 wird durch den Ausgang 406C des UND-Gates 406 gesteuert. Wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist, sind die Ausgänge der UND-Gates 406 und 408 niedrig, die Schalter 414 und 420 sind offen, und der Schalter 415 ist geschlossen. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, gibt das UND-Gate 406 eine Rechteckwelle an den Schalter 420 aus, und das UND-Gate 408 gibt eine phasenverschobene Rechteckwelle an den Schalter 414 aus. Aufgrund der Signalinversion, die durch den Invertierer 404 bewirkt wurde, wird die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 408 ausgegeben wird, im Hinblick auf die Rechteckwellenausgabe durch das UND-Gate 406 um 180° phasenverschoben. Wenn die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 406 ausgegeben wird, hoch ist, ist der Schalter 420 geschlossen, und wenn diese Rechteckwelle niedrig ist, ist der Schalter 420 offen. Wenn die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 408 ausgegeben wird, hoch ist, wird der Schalter 414 geschlossen, und wenn diese Rechteckwelle niedrig ist, ist der Schalter 414 offen. Der Invertierer 409 invertiert die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 408 ausgegeben wird, so daß, wenn die Rechteckwelle, die durch das UND-Gate 408 ausgegeben wird, hoch ist, der Schalter 415 offen ist, und wenn diese Rechteckwelle niedrig ist, ist der Schalter 415 geschlossen.
Der Schalter 415 wird durch das Verschlußsignal 182 gesteuert, das durch die Verschlußsteuerung 184 ausgegeben wird. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, ist der Schalter 412 geschlossen. Und wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist, ist der Schalter 412 offen. Der Lichterfassungsschaltungsaufbau 400 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 4B ausführlicher beschrieben.
4B ist ein Zeitgebungsdiagramm, das die Zeitgebung der Steuerungssignale für den Lichterfassungsschaltungsaufbau 400, der in 4A gezeigt ist, darstellt. Das Verschlußsignal 182 umfaßt eine Reihe von Impulsen, die durch die Verschlußsteuerung 184 (in 2 gezeigt) erzeugt werden. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, blinkt die Lichtquelle 2 bei einer Frequenz, die durch die Frequenz des Oszillators 176 bestimmt wird, immer wieder auf. Das Signal von der Lichtquelle 2 wird durch das Lichtquellensignal 440 in 4B dargestellt, wobei ein hoher Wert der Lichtquelle 2 entspricht, die eingeschaltet ist, und ein niedriger Wert, der Lichtquelle 2 entspricht, die ausgeschaltet ist.
Die Ausgabe des UND-Gates 406 wird durch das I_UP-Signal 442 dargestellt, das eine Rechteckwelle mit der gleichen Phase und Frequenz wie das Lichtquellensignal 440 ist, wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, und niedrig ist, wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist. Die Ausgabe des UND-Gates 408 wird durch das I_DN-Signal 444 dargestellt, das eine Rechteckwelle mit derselben Frequenz wie das Lichtquellensignal 440 (und das I_UP-Signal 442) ist, wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist, und niedrig ist, wenn das Verschlußsignal 182 niedrig ist. Wie in 4B gezeigt ist, ist das I_DN-Signal 444 mit den Signalen 440 und 442 um 180° phasenverschoben.
Obwohl für die Signale 440, 442 und 444 drei Impulse gezeigt sind, während das Verschlußsignal 182 hoch ist, hängt die Anzahl der Impulse während dieser Periode von der Pulsbreite des Verschlußsignals 182 und der Frequenz des Oszillators 176 ab. Bei einer Form der Erfindung umfaßt jede Pixelschaltung im Photodetektorarray 148 einen Speicherkondensator 422. Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt das Licht, das durch jedes Pixel während der Abschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangen wird, eine Ladung, die auf dem Kondensator 422 akkumuliert wird, während das durch jedes Pixel während der Einschaltzeiten der Lichtquelle 2 empfangene Licht bewirkt, daß sich der Kondensator 422 entlädt. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch geht, schließt sich der Schalter 412, wodurch die Photodiode 428 zwischen die Leistungsversorgung (VDD) 410 und Masse 402 geschaltet wird. Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist und das I_UP-Signal 442 hoch geht, schließt sich der Schalter 420 (Schalter 414 ist offen, da das I_DN-Signal 444 niedrig ist, wenn das I_UP-Signal 442 hoch ist, so daß die Transistoren 417 und 419 im wesentlichen von der Schaltung entfernt sind), wodurch dem Photostrom von der Photodiode 428 ermöglicht wird, den Kondensator 422 zu entladen. Wie durch das V_C-Signal 446 in 4B gezeigt ist, das die Spannung auf dem Kondensator 422 im Laufe der Zeit darstellt, wird die Spannung während der Zeit, in der die Lichtquelle 2 einge schaltet ist, stufenförmig gesenkt, mit einer Steigung, die von dem kombinierten Betrag des Umgebungslichts und des Lichts von der Lichtquelle 2 abhängt, das auf das Array 148 auftrifft.
Wenn das Verschlußsignal 182 hoch ist und das I_DN-Signal 444 hoch geht, schließt sich der Schalter 414 und der Schalter 415 öffnet sich (der Schalter 420 ist offen, da das I_UP-Signal 442 niedrig ist, wenn das I_DN-Signal 444 hoch ist), wodurch dem Photostrom von der Photodiode 428 ermöglicht wird, den Kondensator 422 zu laden. Die Transistoren 417 und 419 sind in einer Stromspiegelkonfiguration. Der Photostrom von der Photodiode 428 wird durch den Stromspiegel reproduziert und fließt abwärts durch den Transistor 419, um den Kondensator 422 zu laden. Wie durch das V_C-Signal 446 gezeigt ist, wird die Spannung auf dem Kondensator 422 somit während der Zeit, in der die Lichtquelle 2 ausgeschaltet ist, stufenförmig gesenkt und nur das Umgebungslicht trifft auf das Array 148 auf. Die Steigung der stufenförmigen Erhöhung hängt vom Betrag des Umgebungslichts ab, das auf das Array 148 auftrifft. Die Differenz zwischen der Startspannung des Kondensators 422 (wenn das Verschlußsignal 182 hoch geht) und der Endspannung des Kondensator 422 (wenn das Verschlußsignal 182 in den Niedrigzustand geht) ist eine Spannung 447, die den Betrag des Lichts von der Lichtquelle 2 darstellt.
Der Schalter 424 wird durch ein Lesen-Signal 448 gesteuert. Wenn das Lesen-Signal 448 hoch ist, ist der Schalter 424 geschlossen. Und wenn das Lesen-Signal 448 niedrig ist, ist der Schalter 424 offen. An einem gewissen Punkt nach dem Ende der Verschlußzeit (d. h. nachdem das Verschlußsignal 182 in den Niedrigzustand gegangen ist) geht das Lesen-Signal 448 hoch, wodurch der Schalter 424 geschlossen und der Kondensator 422 mit dem Verstärker 157 verbunden wird. Die Spannung an dem Kondensator 422 wird durch den Verstärker 157 verstärkt und in einen digitalen Wert durch den Analog-Digital-Wandler 158 umgewandelt. Der Analog-Digital- Wandler 158 gibt die digitalen Werte an den Korrelator 160 aus (der in 2 gezeigt ist).
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt jedes der Pixel in dem Array 148 einen Kondensator 422 und erzeugt Spannungen in der gleichen Weise, die vorstehend unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben wurde. Für jedes Bild, das durch das Array 148 erfaßt wird, gibt jedes Pixel in dem Array 148 eine Spannung aus, die, unter Bezugnahme auf eine Initialspannung, den erfaßten Betrag des Lichts von der Lichtquelle 2 darstellt. Die Spannungen, die durch jedes Pixel ausgegeben werden, werden durch den Analog-Digital-Wandler 158 in digitale Werte umgewandelt, die an den Korrelator 160 geliefert werden. Diese digitalen Werte werden hierin als ein gefiltertes digitales Bild bezeichnet, da das Umgebungslicht im wesentlichen herausgefiltert worden ist. Bei einem Ausführungsbeispiel korreliert der Korrelator 160 diese gefilterten digitalen Bilder, um Bewegungsinformationen 161 zu erzeugen. Durch Herausfiltern des Umgebungslichts von den erfaßten Bildern wird eine bessere Navigationsgenauigkeit geliefert.
Wenn der Pegel des Lichts von der Lichtquelle 2, der durch den Korrelator 160 bestimmt wird, einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, was anzeigt, daß ein unzureichender Betrag des Lichts von der Lichtquelle 2 die Photodetektoren 148 erreicht und daß die Maus wahrscheinlich von der Oberfläche 6 angehoben worden ist, unterdrückt der Korrelator 160 bei einem Ausführungsbeispiel die normalen Bewegungsberechnungen von den erfaßten Bildern und stoppt das Melden der Bewegungsdaten 161 oder meldet eine Nullbewegung, was zu einem Einfrieren der Bildschirmzeigerposition an einer beliebigen Position, die er derzeit besetzt, führt.
Die Zeit, in der das Verschlußsignal 182 hoch ist, wird als ein Verschlußintervall bezeichnet. Wie in 3B und 4B gezeigt ist, ist das Verschlußintervall im wesentlichen in drei Teilintervalle dividiert worden, wobei drei Lichtim pulse während jedes Verschlußintervalls eintreten. Da das Umgebungslicht (und das Licht von der Lichtquelle 2) nicht notwendigerweise konstant sind, besteht in Bezug darauf, in wie viele Teilintervalle das Verschlußintervall aufzuteilen ist, ein Kompromiß. Mehrere (kleinere) Teilintervalle ermöglichen ein besseres Verschachteln und (Ausgleichen) zwischen der Einschaltphase der Lichtquelle 2 und der Ausschaltphase der Lichtquelle 2. Es ermöglicht auch einen größeren dynamischen Bereich für das in 4A gezeigte Ausführungsbeispiel, da kürzere Teilintervalle des potentiell großen Umgebungssignals integriert werden. Weniger Teilintervalle sind einfacher zu implementieren und verringern ein Ladungsinjektionsrauschen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der optische Bewegungssensor 16 konfiguriert, um in einer optischen Maus für einen Desktop-Personalcomputer, eine Arbeitsstation, einen tragbaren Computer oder eine andere Vorrichtung implementiert zu werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der optische Bewegungssensor 16 in einem optischen Trackball, einer optischen Fingerabdruck-Erfassungszeigevorrichtung oder einer Zeigevorrichtung implementiert sein.
Fachleute werden darauf hingewiesen, daß die durch den optischen Bewegungssensor 16 ausgeführten Funktionen in einer Hardware, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination aus denselben ausgeführt werden können. Die Implementierung kann über einen Mikroprozessor, eine programmierbare logische Vorrichtung oder eine Zustandsmaschine erfolgen. Die Komponenten der vorliegenden Erfindung können sich in einer Software auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien befinden. Der Begriff computerlesbares Medium, der hierin verwendet wird, ist definiert, um eine beliebige Art von Speicher, flüchtig oder nichtflüchtig, wie z. B. Floppy-Disk, Festplatten, CD-ROMs, Flash-Speicher, ROM (ROM = Read Only Memory = Nur-Lese-Speicher) und einen Direktzugriffsspeicher zu umfassen.
Eine Form der vorliegenden Erfindung schafft eine optische Maus mit einem Anhebeerfassungsmechanismus, der zuverlässiger als bekannte Techniken ist und der dementsprechend einen geringeren Leistungsverbrauch liefert als die bekannte optische Maus. Eine Form der vorliegenden Erfindung liefert eine optische Maus, die das Licht von der Mauslichtquelle moduliert, um ein Erfassen zu vereinfachen, wenn die Maus in der Luft schwebt und der Bildschirmzeiger sich nicht bewegen sollte. Eine weitere Form der vorliegenden Erfindung schafft eine optische Maus, die das Licht von der Mauslichtquelle moduliert, so daß, wenn Umgebungslicht mit Licht von der Mauslichtquelle vermischt wird, die Maus das Umgebungslicht zurückweisen und verhindern kann, daß das Umgebungslicht den Normalbetrieb der Maus stört. Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft eine optische Maus, die Licht von der Mauslichtquelle moduliert, um zu erfassen, wann die Maus angehoben wird, sowie um Umgebungslicht während des Normalbetriebs ablehnen zu können. Bei einer Form der Erfindung wird ein separater Photodetektor verwendet, um zu erfassen, wann die Maus angehoben ist. Bei einer weiteren Form der Erfindung wird anstelle eines separaten Photodetektors das Photodetektorarray, das zum Erfassen von Bildern und zum Erzeugen von Bewegungsinformationen verwendet wird, ebenfalls beim Erfassen der Maus-Angehoben-Bedingung sowie beim Ablehnen von Umgebungslicht verwendet.
Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele zum Zwecke der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben worden sind, werden Fachleute darauf hingewiesen, daß viele verschiedene alternative und/oder äquivalente Implementierungen anstelle der spezifischen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden können, die gezeigt und beschrieben wurden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute im Gebiet der Mechanik, Elektromechanik, Elektrotechnik und Computertechnik werden darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfin dung in vielen verschiedenen Ausführungsbeispielen implementiert sein kann. Diese Anmeldung soll beliebige Anpassungen oder Variationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die hierin erörtert wurden, abdecken. Daher besteht die feste Absicht, daß diese Erfindung nur durch die Ansprüche und die Entsprechungen derselben begrenzt ist.,

Claims

Vorrichtung (10) zum Steuern der Position eines Bildschirmzeigers für eine elektronische Vorrichtung mit einem Anzeigebildschirm, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Lichtquelle (2) zum Beleuchten einer Bilderzeugungsoberfläche mit einer Mehrzahl von Lichtimpulsen, wodurch reflektierte Lichtimpulse erzeugt werden; eine Erfassungsschaltung (300, 400), die konfiguriert ist, um Licht zu erfassen, zwischen den reflektierten Impulsen und Umgebungslicht zu unterscheiden und einen Niedrigsignalhinweis zu erzeugen, wenn die Größe der reflektierten Impulse einen Schwellenwert unterschreitet; und einen optischen Bewegungssensor (16) zum Erzeugen von digitalen Bildern basierend auf den reflektierten Impulsen, wobei der Bewegungssensor (16) konfiguriert ist, um Bewegungsdaten basierend auf den digitalen Bildern zu erzeugen, wobei die Bewegungsdaten eine relative Bewegung zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Vorrichtung anzeigen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Bewegungssensor (16) konfiguriert ist, um Bewegungsdaten auszugeben, die keine Bewegung zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Vorrichtung (10) anzeigen, wenn der Niedrigsignalhinweis erzeugt wird.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Vorrichtung konfiguriert ist, um zu bewirken, daß der Bildschirmzeiger an seiner aktuellen Position einfriert, wenn der Niedrigsignalhinweis erzeugt wird.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Vorrichtung eine optische Maus (10) ist und der Niedrigsignalhinweis anzeigt, daß die Maus von der Bilderzeugungsoberfläche angehoben worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 die ferner folgende Merkmale aufweist: einen Oszillator (176) zum Erzeugen eines Modulationssignalverlaufs; einen Modulator (178), der mit dem Oszillator (176) zum Erzeugen eines modulierten Lichtsteuerungssignals basierend auf dem Modulationssignalverlauf gekoppelt ist; und wobei die Lichtquelle (2) konfiguriert ist, um die Mehrzahl von Lichtimpulsen basierend auf dem modulierten Lichtsteuerungssignal zu erzeugen.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, bei der die Erfassungsschaltung (300, 400) konfiguriert ist, um ein elektrisches Signal basierend auf dem erfaßten Licht zu erzeugen, wobei die Vorrichtung (10) ferner folgende Merkmale aufweist: einen Demodulator (166), der mit dem Oszillator (176) zum Demodulieren des elektrischen Signals basierend auf dem Modulationssignalsverlauf gekoppelt ist.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Erfassungsschaltung (300, 400) konfiguriert ist, um ein elektrisches Signal basierend auf einem erfaßten Umgebungslicht und erfaßten Lichtimpulsen von der Lichtquelle (2) zu erzeugen und das elektrische Signal zu filtern, um Komponenten des Signals, die dem Umgebungslicht entsprechen, zurückzuweisen.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, bei der die Erfassungsschaltung (300, 400) konfiguriert ist, um die Größe der reflektierten Impulse basierend auf dem gefilterten elektrischen Signal zu erfassen.
Verfahren zum Erfassen, wann eine optische Maus (10) von einer Bilderzeugungsoberfläche angehoben worden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Beleuchten der Bilderzeugungsoberfläche mit einem modulierten Lichtsignal, das durch die Maus (10) ausgegeben wird, wodurch ein reflektiertes moduliertes Lichtsignal erzeugt wird; Erzeugen eines elektrischen Signals basierend auf erfaßtem Licht, wobei das erfaßte Licht ein Umgebungslicht und das reflektierte modulierte Lichtsignal umfaßt; Verarbeiten des elektrischen Signals, um Komponenten, die dem Umgebungslicht entsprechen, zu entfernen; und Bestimmen, ob die Maus (10) von der Bilderzeugungsoberfläche angehoben worden ist, basierend auf dem verarbeiteten elektrischen Signal.
Verfahren gemäß Anspruch 9, das ferner folgenden Schritt aufweist: Erfassen der Größe des erfaßten reflektierten modulierten Lichtsignals basierend auf dem verarbeiteten elektrischen Signal; und Erzeugen eines Maus-Angehoben-Hinweises, wenn die Größe des erfaßten reflektierten modulierten Lichtsignals einen Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, das ferner folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines Modulationssignalverlaufs; Erzeugen eines modulierten Lichtsteuerungssignals basierend auf dem Modulationssignalverlauf; und Ausgeben des modulierten Lichtsteuerungssignals an eine Lichtquelle (2) der Maus (10), um das modulierte Lichtsignal zu erzeugen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, das ferner folgenden Schritt aufweist: Demodulieren des elektrischen Signals basierend auf dem Modulationssignalverlauf.
Verfahren zum Erzeugen von Bewegungsdaten mit einer optischen Zeigevorrichtung zum Steuern der Position eines Bildschirmzeigers, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Beleuchten einer Bilderzeugungsoberfläche mit einer Lichtquelle (2), wodurch ein reflektiertes Licht erzeugt wird; Erfassen einer Kombination aus reflektiertem Licht von der Lichtquelle und Umgebungslicht, wenn die Lichtquelle (2) eingeschaltet ist; Erfassen von Umgebungslichts, wenn die Lichtquelle (2) ausgeschaltet ist; Erzeugen von digitalen Bildern basierend auf einer Differenz zwischen der erfaßten Kombination und dem erfaßten Umgebungslicht; und Erzeugen von Bewegungsdaten basierend auf den digitalen Bildern, wobei die Bewegungsdaten eine relative Bewegung zwischen der Bilderzeugungsoberfläche und der Zeigevorrichtung anzeigen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, das ferner folgenden Schritt aufweist: Laden eines ersten Kondensators (316), wenn die Lichtquelle (2) eingeschaltet ist, wodurch eine erste Spannung erzeugt wird, die einen Betrag des kombinierten reflektierten Lichts von der Lichtquelle und Umgebungslicht darstellt; und Laden eines zweiten Kondensators (322), wenn die Lichtquelle (2) ausgeschaltet ist, wodurch eine zweite Spannung erzeugt wird, die einen Betrag von Umgebungslicht darstellt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen eines Photodetektorarrays (148) mit einer Mehrzahl von Pixelschaltungen, wobei jede Pixelschaltung zwei Kondensatoren (422) umfaßt, die konfiguriert sind, um in der gleichen Weise wie der erste und der zweite Kondensator (316, 322) zu arbeiten.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines ersten digitalen Werts basierend auf der ersten Spannung; Erzeugen eines zweiten digitalen Werts basierend auf der zweiten Spannung; und Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten digitalen Wert.
Verfahren gemäß Anspruch 16, das ferner folgenden Schritt aufweist: Erzeugen von Bewegungsdaten, die eine Nullbewegung anzeigen, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten digitalen Wert kleiner als ein Schwellenwert ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, das ferner folgende Schritte aufweist: Laden eines Kondensators (422), wenn die Lichtquelle (2) während eines Verschlußintervalls ausgeschaltet ist; Entladen des Kondensators (422), wenn die Lichtquelle während des Verschlußintervalls eingeschaltet ist; und wobei die Differenz zwischen der Spannung an dem Kondensator (422) zu Beginn des Verschlußintervalls und der Spannung an dem Kondensator (422) am Ende des Verschlußintervalls einen Betrag des erfaßten reflektierten Lichts von der Lichtquelle darstellt.
Verfahren gemäß Anspruch 18, das ferner folgenden Schritt aufweist: Erzeugen von Bewegungsdaten, die eine Nullbewegung anzeigen, wenn der Betrag des erfaßten reflektierten Lichts von der Lichtquelle (2) kleiner als ein Schwellenwert ist.
Optische Maus (10) zum Erzeugen von Bewegungsdaten zum Steuern der Position eines Bildschirmzeigers, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Lichtquelle (2) zum Beleuchten einer Bilderzeugungsoberfläche; und einen optischen Maussensor (16) zum Erzeugen von Bewegungsdaten basierend auf erfaßten Bildern der Bilderzeugungsoberfläche, wobei der optische Bewegungssensor konfiguriert ist, um eine Kombination aus einem reflektierten Licht von der Lichtquelle und Umgebungslicht zu erfassen, wenn die Lichtquelle eingeschaltet ist, Umgebungslicht zu erfassen, wenn die Lichtquelle (2) ausgeschaltet ist, einen Pegel des reflektierten Lichts von der Lichtquelle basierend auf der erfaßten Kombination und dem erfaßten Umgebungslicht zu erfassen und zu bestimmen, ob die Maus von der Bilderzeugungsoberfläche angehoben worden ist, basierend auf dem erfaßten Pegel.
Verfahren zum Zurückweisen von Umgebungslicht in einem digitalen Bilderzeugungssystem, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Beleuchten eines Objekts mit einem modulierten Lichtsignal, wodurch ein reflektiertes moduliertes Lichtsignal erzeugt wird; Erzeugen eines elektrischen Signals basierend auf einem erfaßten Licht, wobei das erfaßte Licht Umgebungslicht und das reflektierte modulierte Lichtsignal umfaßt; und Verarbeiten des elektrischen Signals, um Komponenten, die dem Umgebungslicht entsprechen, zu entfernen.
Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner folgenden Schritt aufweist: Erfassen der Größe des erfaßten reflektierten modulierten Lichtsignals basierend auf dem verarbeiteten elektrischen Signal.
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, das ferner folgende Schritte aufweist: Erzeugen eines Modulationssignalverlaufs; Erzeugen eines modulierten Lichtsteuerungssignals basierend auf dem Modulationssignalverlauf; und Ausgeben des modulierten Lichtsteuerungssignals an eine Lichtquelle (2) des digitalen Bilderzeugungssystems, um das modulierte Lichtsignal zu erzeugen.
Verfahren gemäß Anspruch 23, das ferner folgenden Schritt aufweist: Demodulieren des elektrischen Signals basierend auf dem Modulationssignalverlauf.