专利名称：检测可运动物体的运动的检测系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种检测可运动物体的运动的检测系统。本发明还涉及一种检测系统检测可运动物体的运动的方法。本发明另外涉及一种集成电路，在该集成电路中实现用于检测可运动物体的运动的检测系统。最后，本发明涉及一种便携式设备，包括用于检测可运动物体的运动的检测系统。
背景技术：
近年来，诸如移动电话、PDA之类的移动设备的市场急剧扩大。功能和用户界面的多样性也有所增加。已有的移动设备通常具有显示器(例如，液晶显示器)，显示器包括要进行控制的光标。对显示器上的光标的控制通常通过5向操纵杆来执行，5向操纵杆包含位于旋钮的顶帽之下的五个开关，旋钮可由用户操作以执行光标的任意所需运动。通过向上或向下或向左或向右按压操纵杆，四个开关之一闭合，引起显示器上光标步进地向所需方向或位置的对应运动。通过这种操纵杆并使用五个开关中的四个，仅能够在四个方向上控制光标。第五开关通常设置为中心开关，并用于“点击”功能，“点击”意味着用户可以通过垂直地点击操纵杆的圆顶帽，从而闭合第五开关，操作与第五开关相关联的对应按钮来选择菜单上的特定项目。现在，PDA和移动电话的显示器日益增大，并且这种设备的控制菜单也变得越来越复杂。例如游戏、网络浏览、导航等的一些特定功能可能需要更精确因而连续的光标控制， 而不是步进的控制。过去几年，智能电话中触摸屏的使用增长非常快。触摸屏在很多情况下无疑非常便利、直观并且是用户友好的。然而，在某些情况下，例如在网络浏览、游戏和导航时，由于无法在网页上精确地选择小的项目，或者在游戏中用户的手指会覆盖屏幕的一部分或者在导航应用中用户的手指会覆盖地图的一部分，触摸屏明显表现出一些缺陷。此外，移动设备必须是紧凑的、鲁棒的，必须具有较低功耗并且价钱低廉。针对这种移动设备来使用连续控制的操纵杆(也被称为“模拟操纵杆”)，可以按照与计算机的鼠标相同的方式来执行许多复杂的任务，包括按压-选择功能(即，“点击”功能)，这意味着，可以简单地通过垂直地按压旋钮，来选择菜单中的特定项目。模拟操纵杆被当作当代移动电话和PDA 中触摸屏的补充输入设备。WO 2010/035170A1公开了一种检测可运动物体的运动的检测系统，该系统包括 发光设备，用于发射光；反射单元，被设置为在功能上与所述可运动物体相连，并适于反射所发射的光；多个检测器，用于检测所反射的光，并输出检测信号，以用于确定所述可运动物体的运动，其中，所述多个检测器包括第一检测器子集，用于检测所述可运动物体在第一方向上的倾斜运动；以及第二检测器子集，用于检测所述可运动物体在第二方向上的倾斜运动，其中所述可运动物体的倾斜运动的检测是基于每一检测器子集中的检测器上的反射光的辐照度之差来进行的，并且所述可运动物体的运动包括与所述第一和第二方向垂直的第三方向上的线性运动，所述可运动物体沿所述第三方向的线性运动的检测是基于第一检测器子集和第二检测器子集中至少一个子集的输出信号来进行的。W02010/035170A1还公开了一种检测系统用于检测可运动物体的运动的对应方法。根据WO 2010/035170A1的检测系统也称为光操纵杆，能够提供对光标的连续控制。但是，WO 2010/035170A1的检测系统具有所谓的“滑脱(slip-away) ”问题。滑脱问题意味着显示器上的目标项目(即，用户想要选择的项目)恰好在产生点击信号时未击中。该问题对于用户而言非常恼人。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测所提出的一种运动的检测系统和方法，并且不会遭受滑脱问题。该目的是由根据本发明的检测系统和方法实现的。发明人认识到，滑脱问题是由系统的以下行为导致的。可运动物体，即由弹簧悬置的旋钮，既用于倾斜操作也用于点击操作。换言之，旋钮用于确定X和Y方向的运动，该运动被用于例如引导显示器上光标的运动，但是旋钮还用于Z方向的运动，Z方向的运动用于通过执行点击操作而选择显示器上光标移动到的目标项目。仅在恰好向旋钮的中心并且在完全垂直的方向上施加点击力时，才进行理想的点击操作。然而，在实际中，点击力既不是完全垂直的，也不是恰好施加在旋钮的中心点的。这导致在点击动作中向旋钮施加了侧力分量，在弹簧的旋转点上产生扭矩，使得反射单元除了向下运动之外还稍稍倾斜。结果， X和/或Y方向上的差分信号变为非零，并在此之后不久，在反射单元处于完全的向下点击位置时再次归零。换言之，在X和/或Y方向上检测到非故意的倾斜运动，这会导致滑脱问题。由于显示器上的目标项目恰好在基于Z方向的运动而产生点击信号时未击中，因此滑脱问题对于用户而言非常恼人。这是弹簧的固有属性，因此，无法通过机械设计来解决该问题。因此，本发明的基本概念是检测旋钮的运动的检测系统和对应方法在检测到第三方向 (Z)上的线性运动时，对在X和/或Y方向上旋钮的非故意的倾斜运动进行补偿。根据本发明的一个方面，该系统被设置用于通过以下步骤，来对所述可运动物体的非故意的倾斜运动进行补偿确定差分信号矢量的范数(norm)，所述差分信号矢量是由检测到的所述可运动物体在第一方向上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体在第二方向上的倾斜运动而形成的；计算所述范数关于时间的导数；将所述导数与预定阈值进行比较；如果所述导数超过所述预定阈值，则强制使所述范数为零，而如果所述导数等于或小于所述预定阈值，则不改变所述范数。根据本发明的另一方面，迭代地确定所述范数，并且所述导数定义为第i次迭代的差分信号矢量的范数减去第i-n次迭代的差分信号矢量的范数，i和Π是整数并且i》η, 并且迭代的周期(duration)是恒定的。根据本发明的另一方面，一种便携式设备包括显示器和检测系统，所述便携式设备被设置为使得检测系统基于检测到的所述可运动物体在第一方向上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体在第二方向上的倾斜运动，确定所述显示器上的光标位置，并且在检测到的所述可运动物体在第一方向上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体在第二方向上的倾斜运动结束时，存储光标位置的值，在检测到第三方向上的线性运动时，通过将光标位置恢复为所存储的值，来补偿所述可运动物体的非故意的倾斜运动。根据本发明的另一方面，将所述多个检测器的检测信号传送到多个处理单元，用于基于所述多个检测器上的辐照度的变化来获得表示所述可运动物体的运动的信号。根据本发明的另一方面，所述处理单元包括差分电路，用于检测所述多个检测器的输出信号之差，并且所述处理单元适用于输出表示可运动物体的运动的差分信号。根据本发明的另一方面，所述发光设备和所述多个检测器集成在基板上。根据本发明的另一方面，所述发光设备位于所述多个检测器之间的中心位置，并且所述多个检测器对称地位于所述发光设备周围。
结合附图来详细地描述本发明，附图中图1示出了已知检测系统的电路的总框图示意；图2示出了已知检测系统的布置的截面图；图3a和图3b示出了在可运动物体位于静止位置时，在倾斜角度为α = 0 (图3a) 和倾斜角度为小角度(图: )时已知检测系统的截面图(上部图)和顶视图(下部图)；图如和图4b示出了本发明所解决的问题；图5示出了本发明的第一实施例；图6示出了描述第一实施例的功能的示例算法；图7示出了与本发明的第二实施例相对应的示例算法。
具体实施方式
图1示出了从WO 2010/035170A1获知的光操纵杆(检测系统)的电路的整体配置。根据图1，根据预定的布置，设置有多个光敏设备(例如光检测器)(下面称为检测器D1-D4)，所述光敏设备具有光接收装置的功能(感测功能)。图1的布置示出了例如检测器D1-D4，但是，布置并不局限于这种数目的检测器，而是可以提供任意适当数目η个检测器Dl-Dn。检测器D1-D4中的每个检测器可以由多个特定的光敏元件组成，例如光电二极管或光电晶体管。发光元件或发光装置(下面称为光源幻被设置为临近多个检测器 D1-D4，并被设置用于发射光，所发射的光由反射单元5 (图1中未示出，将在下面进行解释) 反射，以获得通过反射单元5而入射到多个检测器D1-D4的每一个上的光。光源S可以由例如LED的多个特定发光元件组成。多个检测器D1-D4中的子集(在当前情况下是第一和第二检测器Dl和拟)连接到第一处理单元6，第一处理单元6被布置用于对第一和第二检测器Dl和D2分别产生的对应输出信号进行预处理。按照类似的方式，多个检测器D1-D4中的另一子集(具体地，即第三和第四检测器 D3和D4)连接到第二处理单元7，与第一处理单元6 —样，第二处理单元7用于提供对对应检测器子集(检测器D3和D4)的输出信号的预处理。多个检测器D1-D4的预处理输出信号，具体地即第一和第二处理单元6和7的输出信号，被传送到控制器8，控制器8具有数据评估和控制装置的功能。控制器8适用于一方面基于多个检测器D1-D4的预处理输出信号来执行数据评估，另一方面执行整个检测系统的控制。这包括对光源S的受控驱动，以发出相应的光。
多个检测器D1-D4的输出信号还被传送到另一控制器8a，控制器8a也具有数据评估和控制装置的功能。该另一控制器8a适用于基于多个检测器D1-D4的输出信号来执行数据评估。具体地，基于多个检测器中每个检测器提供的输出信号，产生公共信号(对所有信号求和)，并且产生点击信号(Z检测信号)然后馈送到(中央)控制器8。基于检测系统所连接的或者应用检测系统的设备或装置，控制器8可以与任意其它设备及其对应控制装置相连。根据在本说明书所描述的示例，检测系统被实现为操纵杆， 优选地为任意可运动设备的操纵杆。下面将其称为操纵杆1，具有光操纵杆的形式，或者是用于控制便携式设备的显示器上的光标的任意其它点选设备的一部分。图1示出了电路结构，作为发送和/或接收数据的一般连接电路、以及所示电路的各个组件之间的电流和/或电压信号。图1示出了操纵杆的电路和硬件的基本元件或组件，而图2示出了在WO 2010/035170A1中描述的操纵杆的布置的截面图。图2的截面图示出了封装(或壳体)9，其中，在布置在封装9的腔11中的基板10 上，布置或嵌入有多个检测器(光敏元件、光接收元件)D1-D4。基板固定在封装9上，优选地通过金属层12固定在腔11的中心部分。图1示意性示出的光源S被布置在基板10上，优选地但是并不是必须的，作为分离元件位于其中心部分，或者可以嵌入在基板10中，用于基本上沿图2中的向上方向发射光。光源S优选地位于基板10的中心部分，而多个检测器D1-D4布置在光源S周围。封装和检测器D1-D4以及光源S之间的电连接通过接合线提供，并且封装与外部的电连接可以是球栅(ball-grid)、SMD(表面贴装器件)等，柔性连接也是可以的。封装的腔11延伸到封装9的侧壁13所围绕的光源S和检测器D1-D4之上。因此，基板10以及检测器D1-D4、光源S和相应接合连接共同装载在封装内，可以以IC封装的形式来提供该封装。在这种情况下，检测系统被实现在IC封装中。可选的，基板可以模制于透明材料内，该透明材料也可用作IC封装，而光仍可以通过该透明材料。在光源S之上，在可运动物体上存在触摸表面，该触摸表面优选地以旋钮14的形式提供，可以由用户触摸以操作操纵杆。如图2所示的旋钮14基本上构成了封装9及其腔 11上的盖子，并且可以相对于封装9在一定程度上运动。为此，旋钮14由柔性且弹性的悬置装置柔性地支撑，该柔性且弹性的悬置装置优选地以弹簧15的形式提供，允许旋钮14在用户的手指施加力时围绕一虚拟点倾斜一定角度。由于弹簧15所提供的封装9上旋钮14 的弹性支撑，旋钮在用户手指的力移除之后可以回到中心位置或静止位置，这对应于旋钮 14 (可运动物体)的释放位置。在旋钮14的下部，基本上在与封装9的腔11相对的表面上，设置有反射单元5，使之面对光源S。因此，反射单元5在功能上或操作上与旋钮(可运动物体)14相连，并且可以以具有对称形状(例如方形或圆形)的镜子的形式提供，并且反射单元5可以基本上安装在旋钮14的中心部分处，以沿着图2所示的向下方向上向基板10延伸、并且垂直地朝向光源S的突出部分的形式提供旋钮14。因此，为了获得与旋钮14的功能或操作连接，反射单元5安装在旋钮14的底部(即旋钮14的下表面)，而旋钮14的上表面构成了用户进行任意操作的触摸表面。
弹簧15可以由金属或塑料材料制成，以提供对旋钮14的基本对称的悬置。优选地，弹簧15在接近旋钮14的中心部分(即临近用于固定反射单元5的突出部分)处固定于旋钮14，而弹簧15的其它端由封装的侧壁13支撑。整个设备的大小为大约几毫米，但是在需要的情况下可以更大。要注意，弹簧15的形状和结构、封装9的形状和大小以及旋钮14的布置在图2中仅示出为解释性的示例，并且可以以不同的适当方式设置或设计这些组件，只要确保与操纵杆1的其它组件的正确交互即可。多个检测器D1-D4、光源S和其它组件可以以集成的方式布置在封装9的基板10上，以便可以获得片上(on-chip)的解决方案。根据WO 2010/035170A1，可以存在在光源S周围对称放置的任意形状的四个检测器(光敏元件)D1-D4。图3A和;3B示出了对应的布置，现在结合图3a和北的示意图(截面图和平面图)来描述操纵杆1的操作。此外，旋钮14可以由在用户的手指按压时具有一定柔度的弹性材料制成，或者可以由刚性材料制成。用于柔性地且可运动地支撑旋钮14的弹簧15被设置为使得在未向旋钮14施加力时(即，用户不再触摸旋钮14而是释放了旋钮14时)，旋钮14在静止位置(图3a中的上部图)竖立。当旋钮14在静止位置竖立时，反射单元5(可以以镜子或任意金属化平面的形式提供)基本上与基板10保持平行，并且由于反射单元的位置与光源S相对，光源S 所发射的光被反射单元5反射并且在基板10上形成光点16，具体地，在多个检测器D1-D4 上形成光点16。该光点16构成了基板10上的预定区域，该预定区域被照亮并且基本上覆盖所述多个检测器D1-D4。从图3a和北的上部图可见，光源S在反射单元5之后的图像S’通过反射单元5 的轮廓(大小)所产生的开口照射形成锥形光束17。基于光源S和反射单元5的形状，光点16可以具有方形、圆形或圆角方形的轮廓形状。由于操纵杆1的整个系统的优选对称性，反射光点16集中于检测器的配置(检测器D1-D4)上。换言之，图3a中的所有检测器 D1-D4基本上接收到等量的光(旋钮的倾斜角度α =0)，并且各个检测器D1-D4的输出信号几乎相同。因此，光源S的反射光几乎连续地入射到检测器D1-D4上，从而充当所有多个检测器D1-D4处的恒定背景信号。由于如图1所示的检测器D1-D4可以分别与第一和第二处理单元6和7相连，而第一和第二处理单元6和7优选地可以以两个差分电路(差分放大器)的形式提供，因此第一和第二处理单元6和7被布置用于产生与旋钮14在X和Y方向上的倾斜相对应的输出信号X和Y。因此，由于根据图3a所示的布置和多个检测器D1-D4上光点16的对应位置，获得所有多个检测器D1-D4的基本相等的输出信号，因此第一和第二处理单元6和7预处理之后提供的X和Y方向的输出信号为零。这表示旋钮14的静止位置或未倾斜位置，以及未向旋钮14施加力并且用户并不想要任何操作的特定情况。可以使用不同形状的光源S和反射单元5，并且可以产生不同形状的光点16及其轮廓。在图3a中用户并未触摸旋钮14，因此倾斜角度α = 0，而图北所示的旋钮14的倾斜角度α不等于零(α Φ 0)，这表示操纵杆1至少关于反射单元5中间的虚拟枢轴逆时针稍稍倾斜。光源S的图像S’沿圆形运动到在相对于图3a所示的未倾斜位置的左手侧布置的新位置。入射到多个检测器D1-D4上的锥形光束17因此也倾斜，并因此光点16稍稍偏右(在图北的底部图中)并且光辐照度的外形在多个检测器D1-D4上不再对称。由于旋钮倾斜并因此反射单元5倾斜而破坏了多个检测器D1-D4上入射光的对称性，因此，例如，第四检测器D4接收到比第三检测器D3更多的光，而第一和第二检测器Dl和D2仍然接收到基本等量的光。因此，在将各个检测器D1-D4的输出信号馈送到对应的第一和第二处理单元7并优选地基于差分电路来进行预处理时，在输出X(第二处理单元7)上检测到非零信号，该非零信号与反射单元5在X方向上的倾斜角度成正比。此外，由于这一检测器子集(第一和第二检测器Dl和拟)上入射的光基本等量，第一处理单元6的输出Y上的信号保持为零。类似地，可以通过对多个检测器D1-D4的输出信号的处理和数据评估，检测任意方向(X和Y方向)的倾斜。要注意，如图1和3所示的多个检测器D1-D4的连接方式仅仅是示例，并且存在不同的方式将检测器与多个处理单元(例如处理单元6和7)连接，以从多个检测器中提取信号X和Y，具体地，根据图1和3所示的示例，从四个检测器D1-D4提取信号X和Y。旋钮14和固定于旋钮14的反射单元5的倾斜角度的范围受到在如图2和3所示向左侧或右侧倾斜时与封装9的侧壁13之一接触的旋钮14的限制。在图2的上部图中， 所示出的箭头指示用户操作旋钮14的可能状态。也就是说，标注“倾斜”的弧形箭头指示了可以施加于旋钮14并具有一定操作范围的倾斜角度。根据WO 2010/035170A1，旋钮14还用于识别用户的点击-选择动作。为此，旋钮 14的运动包括第三方向Z上的线性运动，第三方向Z与第一方向Y和第二方向X实质上垂直。基于第一检测器子集和第二检测器子集中的至少一个检测器子集的输出信号来检测旋钮14在第三方向Z上的线性运动。在已经通过操纵杆1、根据在第一方向Y和第二方向X上的上述检测适当地定位光标之后，当操作操纵杆1的用户想要选择显示器上的某个目标项目时，使用第三方向Z的检测。也即，为了选择显示器上的特定目标项目，需要(通过倾斜旋钮14)将光标移动到显示器上的希望位置，释放旋钮14 (使得光标停止运动并且旋钮14不再倾斜)，并垂直地(图2 的截面图中的向下方向)按压旋钮14。弹簧15形成的弹性构件被设计为具有两个稳定位置点击位置(下位置)和释放位置(上位置)。另外，旋钮14以及弹簧15仍然可以倾斜以检测Y和X方向的运动。点击功能是基于以下现象当反射单元5(当在旋钮14上施加垂直力时)行进至更靠近基板10(包含多个检测器D1-D4)时，光路(长度)变短，因此基板10上任意点处的辐照度与光路成反比地增大。辐照度(表面上光辐照的功率)的增大对于所有多个检测器D1-D4是相同的，因此可以通过使用来自所有多个检测器D1-D4的信号(表示所有信号之和)或者可选地来自检测器子集的信号，来检测Z方向的点击动作。然而，在该动作期间，差分信号应该保持不变。图如和仙示出了本发明所解决的问题。由弹簧15悬置的旋钮14用于倾斜和点击操作。换言之，旋钮14用于确定X和Y方向的运动，X和Y方向的运动用于例如引导显示器上光标的运动，旋钮14还用于Z方向的运动，Z方向的运动用于通过执行点击操作而选择显示器上光标所运动到的目标项目。仅在如图如所示，恰好在旋钮14的中心处并且在完全垂直的方向上施加点击力F时，才执行理想的点击操作。然而，在实际中，如图4b所示，点击力既不是完全垂直的，也不是恰好施加在旋钮14的中心点处的。这导致在点击操作期间向旋钮14施加了侧力分量，在弹簧15的旋转点上产生扭矩，使得反射单元5除了向下运动之外还稍稍倾斜。反射单元5可以是例如镜子。结果，X和/或Y方向的差分信号变为非零，并在此之后不久，在反射单元5处于完全的向下点击位置时再次归零。换言之， 在X和/或Y方向上检测到非故意的倾斜运动，这会导致所谓滑脱问题。由于显示器上的目标项目恰好在基于Z方向的运动而产生点击信号时未击中，因此滑脱问题对于用户而言非常恼人。这是弹簧15的固有属性，因此，无法通过机械设计来解决该问题。图5示出了本发明的第一实施例。根据本发明的基本概念，检测旋钮14的运动的检测系统被布置用于在检测到Z方向的线性运动时对旋钮14在Y方向和/或X方向的非故意的倾斜运动进行补偿。根据本发明的第一实施例，该概念实现如下。在正常操作模式下，差分信号矢量 (由X和Y信号分量形成)的范数的变化较缓和，这意味着其关于时间的导数通常不会太大。然而，在启动点击操作(图5的上部图)时，由于较大的压力和压力的非理想施加，差分信号矢量的范数通常突然上升，这导致范数的相对较大的导数(图5的中间部分图)。例如，在第一时隙TS1，光标运动到显示器上的目标项目。在第一时隙TSl结尾处， 光标停止，为点击操作做好准备。在第二时隙TS2，光标未运动。在T3时刻，点击操作开始， 引起差分信号矢量的范数在相对较短的时隙TS3中达到峰值。范数的导数在时隙TS3(图 5的中间部分图)中达到相对较高和相对较低的值。因此，在时隙TS3中，光标滑脱。在时隙TS4，点击操作完成，差分信号矢量的范数及其导数为零。根据本发明的第一实施例，如果导数大于预定阈值THR，则强制使差分信号矢量的范数为零。强制使差分信号矢量的范数为零的效果在于，光标被冻结，从而避免光标滑脱。可以通过试验发现阈值THR的适当值。图5的下部图示出了强制使差分信号矢量的范数为零的效果。在导数变得大于阈值THR(图5的中间部分图)时，差分信号矢量的范数被设置为零，并且保持为零，至少到点击动作结束(图5的下部图)。因此，有效地抑制了第一方向Y和第二方向X中的运动，结果，冻结了光标。图6示出了描述第一实施例的功能的示例算法。可以以软件或处理单元的数字电路来实现该算法。在第一步骤S61，通过检测到的旋钮14在第一方向(Y方向)的倾斜运动和检测到的旋钮14在第二方向(X方向)的倾斜运动来形成差分信号矢量。在第二步骤 S62中，根据极坐标系中差分信号矢量XY的范数，计算该范数关于时间的导数。在实际中， 以迭代的方式操作该系统，并且在每次迭代中对信号进行采样和处理。因此，范数的导数可以定义为第i次迭代的差分信号矢量的范数减去第i-n次迭代的差分信号矢量的范数，其中i和η是整数并且i彡n，并且迭代的周期是实质上恒定的。本领域技术人员可以认识到，存在计算所提出的种类的导数的备选方法。在下一步骤S63，将导数与阈值THR进行比较。如果导数等于或小于阈值THR，则认为操纵杆操作在正常的XY倾斜模式下，其中，用户希望在显示器上移动光标。当满足该条件时，在步骤S65中将输出信号设置为输入信号，并且在步骤S66中，使用差分信号矢量来计算显示器上的新光标位置。基本上，如果导数等于或小于阈值THR，则不改变差分信号矢量的范数。然而，如果导数超过阈值THR，则认为启动了点击操作。在这种情况下，在步骤 S64中将差分信号矢量的范数设置为零。结果，光标位置不会改变。因此，在步骤S66中，有效地冻结了光标，从而补偿了旋钮14的任意非故意的倾斜运动。图7示出了与本发明的第二实施例相对应的示例算法。根据第二实施例，本发明的基本概念实现如下。为了执行点击-选择操作，用户总是要在目标项目的位置处停止光标，然后执行实际的点击操作。该位置要在整个点击操作期间保持不变，以确保选择正确的目标项目。根据本发明的第二实施例，只要检测到光标保持不动，则存储光标位置(X和Y 坐标)。保持不动情况被定义为以下情况给定迭代中的坐标X和Y与前一次迭代中的坐标值相比不变，也即，& = Xi^1且Yi = Yi^1。X和Y坐标可以存储在寄存器中，或者以其它传统方式作为变量存储。在第一步骤S71中，针对给定迭代，确定坐标X和Y。在第二步骤S72中，将给定迭代的坐标与前一次迭代的坐标进行比较。换言之，在步骤S72中，测试以下条件是否成立 =Xi-!且Yi = Yi^1O如果该条件成立，则在步骤S74存储坐标X和Y。随后，在保持不动一会儿之后，如果在步骤S75中电子电路检测到点击信号，则首先在步骤S76中将光标位置恢复为所存储的坐标X和Y，然后在步骤S77中在设备输出处确认点击操作。结果，在采用该检测系统的主机设备中，知道恰好在点击操作之前的保持不动的位置产生了点击信号。认为用户想要选择所存储位置处的目标项目。在步骤S77中确认了点击操作之后，系统返回正常操作。如果条件& 二^-工且Yi =Yh并不成立，则不需要更新坐标X和Y，即，不需要对寄存器中的坐标值进行改写(示出为步骤S73)。上述优选实施例示意而非限制本发明，并且本领域技术人员能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计出多种备选实施例。在权利要求中，置于括号中的任何附图标记都不应该理解为限制权利要求。词“包括”或“包含”并不排除权利要求中列出的元素或步骤之外的其它元素或步骤的存在。元素之前的单词“一”并不排除多个这种元素的存在。 本发明可以通过包括多个独立元件的硬件和/或适当编程的处理器来实现。在列举出多个装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一个硬件单元来体现。只不过是， 在相互不同的从属权利要求中记载的特定手段并不说明这些手段的组合不能产生有益效^ ο
1权利要求
1.一种检测可运动物体(14)的运动的检测系统，所述检测系统包括 -发光设备(S)，用于发射光，-反射单元(5)，被设置为在功能上与所述可运动物体相连，并适用于反射所发射的光，-多个检测器(Dl、D2、D3、D4)，用于检测所反射的光，并输出检测信号，以用于确定所述可运动物体的运动，-其中，所述多个检测器(D1-D4)包括第一检测器子集(D1、D2)，用于检测所述可运动物体(14)在第一方向(Y)上的倾斜运动；以及第二检测器子集(D3、D4)，用于检测所述可运动物体在第二方向(X)上的倾斜运动，其中所述可运动物体的倾斜运动的检测是基于每一检测器子集中的检测器上的反射光的辐照度之差来进行的，并且-其中，所述可运动物体(14)的运动包括与所述第一和第二方向(Y，X)垂直的第三方向(Z)上的线性运动，所述可运动物体沿所述第三方向的线性运动检测是基于第一检测器子集(Dl和拟)和第二检测器子集(D3和D4)中至少一个检测器子集的输出信号来进行的， -其特征在于，所述系统被设置为在检测到第三方向(Z)上的线性运动时，对所述可运动物体(14)在第一方向(Y)和/或第二方向(X)上的非故意的倾斜运动进行补偿。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，该系统被设置用于通过以下步骤，来对所述可运动物体(14)的非故意的倾斜运动进行补偿-确定差分信号矢量的范数，所述差分信号矢量是由检测到的所述可运动物体(14)在第一方向(Y)上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体(14)在第二方向(X)上的倾斜运动而形成的；-计算所述范数关于时间的导数； -将所述导数与预定阈值进行比较；以及-如果所述导数超过预定阈值，则强制使所述范数为零，而如果所述导数等于或小于所述预定阈值，则不改变所述范数。
3.根据权利要求2所述的检测系统，其中，迭代地确定所述范数，以及其中，所述导数定义为第i次迭代的差分信号矢量的范数减去第i-n次迭代的差分信号矢量的范数，i和η是整数并且i彡n，并且迭代的周期是大致恒定的。
4.一种便携式设备，包括根据权利要求1-3之一的检测系统。
5.一种便携式设备，包括显示器和根据权利要求1的检测系统，其中，所述便携式设备被设置为使得所述检测系统基于检测到的所述可运动物体(14) 在第一方向上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体(14)在第二方向(X)上的倾斜运动， 确定所述显示器上的光标位置，其中，在检测到的所述可运动物体(14)在第一方向上的倾斜运动和检测到的所述可运动物体(14)在第二方向(X)上的倾斜运动结束时，存储光标位置的值，以及其中，在检测到第三方向(Z)上的线性运动时，通过将光标位置恢复为所存储的值，来补偿所述可运动物体(14)的非故意的倾斜运动。
6.根据权利要求1所述的检测系统，其中，将所述多个检测器(D1-D4)的检测信号传送到多个处理单元(6，7)，以基于所述多个检测器上的辐照度的变化来获得表示所述可运动物体(14)的运动的信号(X，Y)。
7.根据权利要求6所述的检测系统，其中，所述处理单元(6，7)包括差分电路，所述差分电路用于检测所述多个检测器(D1-D4)的输出信号之差，并且所述处理单元适用于输出表示所述可运动物体(14)的运动的差分信号。
8.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述发光设备(S)和所述多个检测器 (D1-D4)集成在基板(10)上。
9.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述发光设备( 位于所述多个检测器 (D1-D4)之间的中心位置，并且所述多个检测器(D1-D4)对称地位于所述发光设备周围。
10.一种集成电路，其中实现有根据权利要求1的用于检测可运动物体的运动的检测系统。
11.一种检测系统检测可运动物体(14)的运动的方法，所述方法包括步骤-向反射单元(5)发射光，-被设置为在功能上与所述可运动物体(14)相连的所述反射单元( 反射所发射的光，-多个检测器(D1、D2、D3、D4)检测所反射的光，并且所述多个检测器(Dl、D2、D3、D4) 输出检测信号，以用于确定所述可运动物体(14)的运动，-所述多个检测器的第一检测器子集(D1、D》检测所述可运动物体(14)在第一方向 (Y)上的倾斜运动，所述多个检测器的第二检测器子集(D3、D4)检测所述可运动物体在第二方向(X)上的倾斜运动，其中所述可运动物体的倾斜运动的检测是基于每一检测器子集中的检测器上的反射光的辐照度之差来进行的，并且-所述可运动物体(14)的运动包括与所述第一和第二方向(Y，X)垂直的第三方向(Z) 上的线性运动，所述可运动物体沿所述第三方向的线性运动的检测是基于第一检测器子集 (Dl和拟)和第二检测器子集(D3和D4)中至少一个检测器子集的输出信号来进行的，-其特征在于在检测到第三方向(Z)上的线性运动时，对所述可运动物体(14)在第一方向(Y)和/ 或第二方向(X)上的非故意的倾斜运动进行补偿。
全文摘要
本发明涉及一种检测可运动物体的运动的检测系统和对应方法，用于在检测到第三方向(Z)上的线性运动时，对所述可运动物体在第一方向(Y)和/或第二方向(X)上的非故意的倾斜运动进行补偿。
文档编号G06F3/033GK102314237SQ20111018459
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月4日 优先权日2010年7月5日
发明者金·范乐 申请人:Nxp股份有限公司