光学ポインティングデバイスにおける光源制御
【課題】安定性の高い光学ポインティングデバイスを低コストで実現する。
【解決手段】駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより反射画像を生成するように構成された光源を有する光学ポインティングデバイス。ナビゲーションセンサは、反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、撮像面と光学ポインティングデバイスの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成される。光源駆動回路は、光源に駆動電流を供給するように構成される。駆動電流コントローラは、選択されたデジタル画像に基づいて駆動電流を較正するように構成される。
【解決手段】駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより反射画像を生成するように構成された光源を有する光学ポインティングデバイス。ナビゲーションセンサは、反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、撮像面と光学ポインティングデバイスの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成される。光源駆動回路は、光源に駆動電流を供給するように構成される。駆動電流コントローラは、選択されたデジタル画像に基づいて駆動電流を較正するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
コンピュータやその表示装置に使用される手で操作するポインティングデバイスは非常に一般的になった。種々のタイプのポインティングデバイスのうちの１つの形は、マウスパッドとともに使用される従来の（機械式）マウスである。機械式マウスは一般に、マウスを動かしたときにマウスパッドの上を転がるゴムの表面を有する金属ボールを有する。マウスの中には、ボールの赤道に接触するローラ又はホイールがあり、ボールの回転は、マウスの動きに関する２つの直交成分を表わす電気信号に変換される。それらの電気信号はコンピュータに渡され、コンピュータのソフトウェアは、それらの電気信号に応じて、マウスの動きに従ってポインタ（カーソル）の表示位置をΔＸ及びΔＹだけ変化させる。
【０００２】
従来の機械式マウスのような機械タイプのポインティングデバイスの他に、光学ポインティングデバイスも開発されている。光学ポインティングデバイスの一形態では、ボールのような機械的要素を動かすのではなく、指や机上面のような撮像面と、光学ポインティングデバイス内の画像センサとの間の相対移動を光学的に検出し、それを移動情報に変換している。
【０００３】
光学ポインティングデバイスで一般的に使用されるような電気的画像センサには、主に次の２つのタイプがある。すなわち、電荷結合素子（ＣＣＤ）タイプと、金属酸化膜半導体−アクティブピクセルセンサ（ＣＭＯＳ−ＡＰＳ）タイプである。いずれのタイプのセンサも一般に、あるパターンを成すように配置されたフォトディテクタ（すなわち、ピクセル）のアレイを含む。各フォトディテクタは、そのフォトディテクタの部位に対する入射光の強度に比例する大きさの信号を出力する。次に、それらの出力信号が処理され、操作され、複数の画素（ピクセル）を含む画像が生成される。画像内の各ピクセルは、画像センサにおけるフォトディテクタ（すなわち、ピクセル）のうちの１つに対応する。
【０００４】
光学ポインティングデバイスの一形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなインコヒーレント光源を有し、撮像面又はナビゲーション面を照明することにより反射画像を生成し、光学ポインティングデバイスの画像センサによってその反射画像を検出する。光学ポインティングデバイスの他の形態は、レーザーのようなコヒーレント光源を有し、撮像面を照明することにより反射画像を生成し、その反射画像を光学ポインティングデバイスの画像センサによって検出する。コヒーレント光源を利用した光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションは、従来のインコヒーレント光源光学ポインティングデバイスによって得られるものに比べて、優れた画像表面範囲と、優れたトラッキング性能が得られる。
【０００５】
レーザーのようなコヒーレント光源は、ＬＥＤのようなインコヒーレント光源に比べて、非常に厳しい目の安全基準を有する。例えば、国際電気標準会議（ＩＥＣ）規格は、ビーム内観察のための光学機器の使用を含む無理なく予測可能な動作条件下において安全なレーザーとして、クラス１レーザーを規定している。クラス１分類に適合するためには、レーザーの正面に置かれた拡大器を使用して誰かがそのレーザーを長い時間見ていたとしても、目のダメージが発生しないものでなければならない。光学ポインティングデバイスの内部におけるクラス１レーザーの最大光パワー出力は、ＩＥＣ規格によって規定され、レーザー出力の波長及びレーザーの動作モードに基づいて制限される。例えば、ＩＥＣ規格は、公称波長８４０ナノメートル（ｎｍ）の単一モードの面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）がクラス１仕様を満たすためには、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のピーク光パワーを連続波（ＣＷ）モードにおいて７００マイクロワット（μＷ）未満にすることを規定している。
【０００６】
光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源は、センサ画像の適切な露光を達成するだけの十分なレベルの光出力（すなわち、最小光パワー出力）を提供するものでなければならない。光学ポインティングデバイスにおける一般的なＶＣＳＥＬの最小光パワー出力の例は、約２００μＷである。最小光パワー出力は、光学ポインティングデバイスの種々の環境動作条件に従って変更される場合がある。例えば、色調の暗い表面や、表面の粗さが大きい表面からは、光があまり反射されない。こうした反射の少ない表面上で光学ポインティングデバイスを適切に操作するためには、一般に、コヒーレント光源からの最小光パワー出力を増加させる。あるいは、センサの露出時間を増やすことにより、センサ画像の適当なレベルの露光を達成する。ただし、露光時間を長くすると、光学ポインティングデバイスのトラッキング速度は制限される。
【０００７】
従って、光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源の動作枠は、センサ画像の適切な露光が可能となる最小光パワー出力と、ＩＥＣ規格のクラス１分類に規定されるような目の安全規格を満たすコヒーレント光源の最大光パワー出力とによって決まる。
【０００８】
光学ポインティングデバイスの場合、レーザーのようなコヒーレント光源は通常、電流調整回路によって制御される。電流調整回路は、光源駆動回路から光源に供給される駆動電流を変化させることにより、コヒーレント光源の光パワー出力を調節する。光学ポインティングデバイスに使用される一般的なコヒーレント光源（例えば、ＶＣＳＥＬ）は通常、駆動電流に対して極端に敏感であり、光源駆動回路から供給される駆動電流の小さな揺らぎによって、コヒーレント光源の光パワー出力には大きな変化が生じる。コヒーレント光源のこのような動作枠を受け入れるためには、光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源に、安定した正確な電流源を与えることが望ましい。
【０００９】
レーザー光源（例えば、ＶＣＳＥＬ）を備えた光学ポインティングデバイスの一形態は、光源駆動回路を制御して固定駆動電流をレーザーに供給するための電流調整回路を有する。そのような固定駆動電流回路を備えた光学ポインティングデバイスの場合、レーザーの動作モードおよび光パワー出力は、レーザーの閾電流及びSlope Efficiencyに基づいて決定される。レーザーの閾電流は、レーザーからレーザーを放射させる最小駆動電流である。レーザーのSlope Efficiencyは、レーザの光パワー出力と駆動電流の比である。光学ポインティングデバイスに一般的に使用されるＶＣＳＥＬその他のレーザーには、一般に、大きな製造ばらつきがあるため、こうしたレーザーの閾電流やSlope Efficiencyには大きなばらつきがある。レーザーに目に安全な動作をさせ、最小光パワー出力を出力させるために、固定電流駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスには通常、光学ポインティングデバイスの個別較正が使用される。個別較正の後であっても、レーザの光パワー出力は、レーザの使用期間や動作温度条件の変化といった、他の要因の影響を受けることがある。
【００１０】
上記の問題の幾つかを解消する固定駆動電流回路を備えた光学ポインティングデバイスの一形態として、閉ループレーザー駆動回路を備えたものがある。光学ポインティングデバイスのこの形態では、通常、監視フォトダイオードを使用してレーザーの光パワー出力を常時監視し、閉ループレーザー駆動回路にフィードバックを提供する。閉ループレーザー駆動回路によれば、製造プロセスばらつきによるレーザーの閾電流やSlope Efficientyのばらつきを許容することが可能になる。また、レーザーの使用期間や動作温度条件も、閉ループレーザー駆動回路によって許容される。しかしながら、閉ループレーザー駆動回路は実施が難しく、コストも高い。例えば、閉ループレーザー駆動回路は、レーザーから監視フォトダイオードまでの高価な光学フィードバック経路を有する場合がある。
【００１１】
光学ポインティングデバイスの一形態として、開ループレーザー駆動回路を備えたものがある。開ループレーザー駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスを製造する方法の一例は、レーザー（例えば、ＶＣＳＥＬ）を事前テストし、レーザー閾電流、Slope Efficiency、及び、温度係数を決定するというものである。事前テストされたレーザーは、並び替えられ、グループ分けに従って無数の箱の中に分類される。レーザーの各箱は、対応する開ループ電流調整回路に適合する。対応する開ループ電流調整回路は、対応するレーザーがそのレーザに規定された動作枠内で確実に動作し、最小光パワー出力を出力し、目に安全な動作をするように、そのレーザーに合わせて駆動電流を適切に調節する。この製造プロセスによれば、レーザーの適切な動作枠が確実に達成されるが、この製造プロセスは、激しく時間がかかり、コストもかかる。また、この製造プロセスによれば、一般に、選択可能な開ループ電流調整回路の数が限られていて、補正範囲に制限があることから、かなりの割合のレーザーが使用されないことになる。
【００１２】
これらの理由及びその他の理由から、本発明が必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
概要
本発明の一態様は、光源、ナビゲーションセンサ、光源駆動回路、及び、駆動電流コントローラを含む光学ポインティングデバイスを提供する。光源は、駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより、反射画像を生成するように構成される。ナビゲーションセンサは、反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、撮像面と光学ポインティングデバイスの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成される。光源駆動回路は、光源に駆動電流を供給するように構成される。駆動電流コントローラは、選択されたデジタル画像に基づいて駆動電流を較正するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
下記の詳細な説明では、本明細書の一部を形成するとともに、本発明を実施することが可能な特定の幾つかの実施形態を例として示す図面を参照する。これに関し、「上」、「下」、「前」、「後ろ」、「先行する」、「後続の」、等々のような方向を示す言葉は、説明中の図面（複数の場合もあり）の向きを基準にして使用される。本発明の構成要素は種々の向きに配置することが可能であるから、方向を示す言葉は、例示の目的で使用されるものであり、制限のためのものではない。また、本発明の範囲から外れることなく、他の実施形態を使用したり、構造的又は論理的変更を行うことも可能であると考えられる。従って、下記の詳細な説明を制限の意味で解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
【００１５】
図１は、一実施形態による光学ポインティングデバイス１００の主な構成要素を示すブロック図である。光学ポインティングデバイス１００は、光学ナビゲーションセンサ集積回路（ＩＣ）１０２、光源１１８、光学レンズ１２０、及び、光学レンズ１２８を含む。光学ナビゲーションセンサ１０２は、デジタル入出力回路１０６、ナビゲーションプロセッサ１０８、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１２、フォトディテクタアレイ（フォトアレイ）１１４、及び、光源駆動回路１１６を含む。一形態において、光学ポインティングデバイス１００は、デスクトップパーソナルコンピュータ、ワークステーション、形態コンピュータ、又は他の装置のための光学マウスである。他の実施形態において、光学ポインティングデバイス１００は、光学的指紋検出ポインティングデバイス、又は他のポインティングデバイスである。
【００１６】
動作時には、光源１１８は、机上面や他の適当な撮像面であるナビゲーション面に光１１２を放射し、反射画像を生成する。一実施形態において、光源は、レンズ１２８を通してナビゲーション面１２４へ差し向けられる光１２２を放射する。一実施形態において、光源１１８は、コヒーレント光源、又は、少なくとも一部コヒーレントな光源である。一実施形態において、光源１１８はレーザーである。一実施形態において、光源１１８は、端面発光型レーザーダイオードである。一実施形態において、光源１１８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような広帯域光源又はインコヒーレント光源と、その広帯域光をフィルタリングすることにより少なくとも一部コヒーレントな光を生成する狭大域フィルタとからなる。光源１１８は駆動回路１１６によって制御され、駆動回路１１６は制御ライン１１０を介してナビゲーションプロセッサ１０８によって制御される。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、制御ライン１１０を使用して駆動回路１１６の電源をオン／オフし、対応する光源１１８の電源をオン／オフする。
【００１７】
ナビゲーション面１２４からの反射光は、フォトディテクタアレイ１１４に向けて反射される。一実施形態において、表面１２４からの反射光は、レンズ１２０によってフォトディテクタアレイ１１４へと導かれる。レンズ１２０及び１２８は、オプショナルレンズと呼ばれる。なぜなら、レーザーのようなコヒーレント光源や、少なくとも一部コヒーレントな光源として実施される光源１１８を有する光学ポインティングデバイス１００の実施形態は、レンズ１２０及び１２８がなくても実施することができ、レンズ１２０と１２８が両方ともなくても、また、片方だけなくても実施することができるからである。
【００１８】
フォトディテクタアレイ中の各フォトディテクタは、そのフォトディテクタに入射する光の強度に応じて大きさが変化する信号を生成する。フォトディテクタアレイ１１４からの信号はアナログデジタルコンバータ１１２に渡され、アナログデジタルコンバータ１１２は、それらの信号を適当な分解能（例えば、８ビット）のデジタル値に変換する。これらのデジタル値は、光学ポインティングデバイス１００の下にある机上面その他のナビゲーション面の一部を表わすデジタル画像又はデジタル表現に相当する。アナログデジタルコンバータ１１２によって生成されたデジタル値は、ナビゲーションプロセッサ１０８に渡される。ナビゲーションプロセッサ１０８によって受信されたそれらのデジタル値は、フレームとしてメモリ１１１内に記憶される。
【００１９】
フォトディテクタアレイ１１４の全体的サイズは、複数の特徴を有する画像を受け取れるくらい大きいことが望ましい。そのような空間的特徴の画像は、光学ポインティングデバイス１００がナビゲーション面１２４の上で移動するときに、ピクセル情報の平行移動パターンを生成する。アレイ１１４内のフォトディテクタの数、及び、それらの内容を取り込んでデジタル化する時のフレームレートは、合わせて、光学ポインティングデバイス１００をトラッキングされた状態に保ちながら表面上で動かすことが可能な速度に影響を与える。トラッキングは、ナビゲーションプロセッサ１０８によって行われ、新たに撮影されたサンプルフレームを１つ前に撮影された基準フレームと比較し、移動方向及び移動量を推定することによって行われる。
【００２０】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、連続したフレーム間の相関の計算を実施することにより、移動情報を判定する。この実施形態の一形態では、ナビゲーションプロセッサ１０８は、フレームのうちの一枚の全内容を１画素オフセット試行シフト（１つ向こう、１つ向こう且つ１つ下、１つ下、１つ上、１つ上且つ１つ向こう、別の方向に１つ向こう、等々）によって可能な８個の方向のそれぞれに１画素の距離だけ次々とシフトさせる。これを８個の試行まで加算する。なにも移動がない場合もありうるので、ヌルシフトと呼ばれる９番目の試行も使用される。処理の一例としては、各試行シフトの後、互いに重なり合うフレームの部分をナビゲーションプロセッサ１０８によってピクセル単位に差し引き、好ましくは、得られた差を二乗して、加算することにより、その重なり合う領域内における類似性の尺度（相関）が形成される。一実施形態では、もっと大きな試行シフト（例えば、２つ向こう且つ１つ下）を使用する場合がある。
【００２１】
差が最小である（すなわち、相関が最大である）試行シフトは、２つのフレーム間の動きの指標として使用することができる。すなわち、この試行シフトによれば、拡大縮小や累積により有用な精度の移動情報（例えば、ΔＸ及びΔＹ）を情報交換に適した速度で得ることが可能な生の移動情報が得られ、その移動情報は、デジタル入出力回路１０６により、データライン及び制御ライン１０４を介してホスト装置に渡される。また、光学ポインティングデバイス１００は、データライン及び制御ライン１０４を介してホスト装置からデータ信号及び制御信号を受信するように構成される。
【００２２】
一実施形態において、光源１１８は、レーザー（例えば、ＶＣＳＥＬ）として実施され、レーザーは、連続波（ＣＷ）モードではなくパルスモードで動作する。光源１１８は、常時点灯させておくのではなく、ナビゲーションセンサ１０２が検出画像を取り込んでいないときはオフされる。換言すれば、この実施形態では、ナビゲーションプロセッサ１０８によって、光源１１８（例えば、ＶＣＳＥＬ）が、ナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期される。ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源駆動回路１１６を制御し、パルス駆動電流を光源１１８に供給する。
【００２３】
ＣＷモードで動作するレーザーを備えた従来の光学ポインティングデバイスの場合、レーザーのデューティサイクルが１００％であるため、レーザーのピーク光パワー出力は大幅に制限される。例えば、公称波長８４０ｎｍのシングルモードＶＣＳＥＬは、ＩＥＣ規格により、ＣＷモードにおいてクラス１分類に適合する７００μＷ未満のピーク光パワー出力を有するものとして規定される。
【００２４】
ＩＥＣ規格は、平均パルス列パワーはＣＷモード限界以下でなければならない、１パルスのエネルギーは１パルスエネルギー限界未満でなければならない、及び、パルス列における１パルスあたりの平均エネルギーは１パルスのエネルギー限界から周波数ファクタを差し引いたもの未満でなければならないといった、パルスシステムが準拠しなければならない種々の基準を考慮している。分かり易くするために、下記の例は、ナビゲーションプロセッサ１０８及びパルスモードの光源駆動回路１１６によって駆動され、パルス幅が４００マイクロ秒（μｓ）でデューティサイクルが例えば１８％であるナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期する公称波長８４０ｎｍのシングルモードＶＣＳＥＬを光源１１８として有する光学ポインティングデバイス１００の実施形態の一例として、ＩＥＣ規格の平均パルス列パワー基準だけを考慮している。光学ポインティングデバイス１００のこの実施形態では、１８％のデューティサイクルでパルス発信されるＶＣＳＥＬ光源１１８は、ＩＥＣ規格のクラス１平均パルス列パワー分類を達成するために、ピーク光パワー出力３．９ｍＷを有することが許される。この実施形態の場合、ＩＥＣ規格のクラス１平均パルス列パワー分類によって制限されるようなＶＣＳＥＬ光源１１８のピーク光パワー出力は、ＣＷモードで動作するＶＣＳＥＬを備えた従来の光学ポインティングデバイスよりも遥かに大きい。しかしながら、光学ポインティングデバイスを設計する場合、ＩＥＣ規格に規定される単一パルスのエネルギー限界や周波数ファクタのような他のファクタによって、ピーク光パワーが制限されることもある。
【００２５】
上記のレーザーパルス技術によれば、レーザー光源１１８の動作範囲が大幅に拡大され、それによって、開ループ電流駆動回路やレーザー選択規準に対する要件が大幅に緩和される。例えば、背景技術のセクションで述べたＣＷモードで動作する開ループレーザー駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスのための並び替え及び箱入れ製造技術は、ナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期してレーザー光源１１８にパルスを与える光学ポインティングデバイス１００の実施形態には必要ない。
【００２６】
図２は、種々のＶＣＳＥＬについて、光パワー出力値と駆動電流の関係をプロットしたグラフである。第１のＶＣＳＥＬは、２０２に示す閾電流と、２０４に示すSlope Efficiencyとを有する。第２のＶＣＳＥＬは、２０２に示す閾電流と、２０６に示すSolope Efficiencyとを有する。第３のＶＣＳＥＬは、２０８に示す閾電流と、２１０に示すSlope Efficiencyとを有する。第４のＶＣＳＥＬは、２０８に示す閾電流と、２１２に示すSlope Efficiencyとを有する。
【００２７】
ナビゲーションに必要とされる最小光パワーは、２１４に示されている。ＣＷモードの目に安全な光パワー限界は、２１６に示されている。パルスモードの目に安全な光パワー限界は、２１８に示されている。
【００２８】
図２に示す実施形態において、ＣＷモードで動作するＶＣＳＥＬは、２２０に示されている低電流限界と２２２に示されている高電流限界の間の電流動作範囲を有し、２１６に示されているＣＷモードの目に安全な光パワー限界と、２１４で示されているナビゲーションに必要とされる最小光パワーとの両方を達成する。分かり易くするために、閾電流２０２が１つであるものと仮定すれば、この例のＣＷモード動作には、２０２に示す閾電流及び２０４に示すSlope Efficiencyを有する第１のＶＣＳＥＬと、２０２に示す閾電流及び２０６に示すSlope Efficiencyを有する第２のＶＣＳＥＬとによって画定される範囲内のSlope Efficiencyを有するＶＣＳＥＬを使用することができる。ナビゲーションに必要とされる最小光パワーに適合するであろう閾電流とSlope Efficiencyの組み合わせは他にもある。２０８に示す閾電流及び２１０に示すSlope Efficiencyを有する第３のＶＣＳＥＬと、２０８に示す閾電流及び２１２に示すSlope Efficiencyを有する第４のＶＣＳＥＬは、同じレーザー駆動回路を使用した場合、２１４に示すナビゲーションに必要とされる最小光パワーを達成しないであろう。
【００２９】
図２に示す実施形態において、ナビゲーションセンサのフレームレートに同期してパルス発信されるＶＣＳＥＬ光源は、２１８に示すパルスモードの目に安全な光パワー限界を有する場合がある。従って、２２０に示す低電流限界と、２２４に示す高電流限界との間にある許容パルスモード電流動作範囲は大幅に広がる。電流動作範囲を広げれば、図２にプロットされた４つのＶＣＳＥＬ全てによって画定される範囲内の閾電流及びSlope Efficiencyを有するＶＣＳＥＬは全て、この例のパルスモード動作に使用することが可能である。
【００３０】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、自己較正プロセスを実施し、光源駆動回路１１６から光源１１８（例えば、ＶＣＳＥＬのようなレーザー）へ供給すべき駆動電流の適切なレベルを決定する。一実施形態において、この自己較正プロセスは、ナビゲーションプロセッサ１０８のメモリ１１１に記憶されたソフトウェアによって制御される。
【００３１】
自己較正プロセスの一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源１１８に必要な駆動電流を表わすデジタル値を光源駆動回路１１６のデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１２６に供給する。ＤＡＣ１２６は、そのデジタル値を光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給されるアナログ駆動電流に変換する。自己較正プロセスの一実施形態では、光学ポインティングデバイス１００をリセット（例えば、コンピュータシステムの電源投入やリブート）した後、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって、フォトディテクタアレイ１１４からナビゲーション面１２４に反射された光から適当な画像が生成されるまで、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値まで、全ての駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最大駆動電流値から可能な最小駆動電流値まで、全ての駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値までの適当な範囲は、約２ミリアンペア〜約１１ミリアンペアである。ただし、他の実施形態は、種々の適当な使用可能な駆動電流値を有する場合もある。
【００３２】
一実施形態において、初期自己較正プロセスは、リセットの後、レーザーの電流閾値よりも大きい駆動電流を推定する。ただし、ナビゲーション面１２４が非常に暗い場合、駆動電流の推定値は、所望のものより高くしなければならないことや、低くしなければならないこともある。従って、一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、再較正プロセスを更に実施する場合がある。一実施形態において、光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を避けるために選択された、光学ポインティングデバイスが長い時間休止される適当な時間の後、この再較正プロセスは開始される。一実施形態において、この再較正プロセスは、約１０分又は他の時間のような適当な長い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止された後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される。
【００３３】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される再較正プロセスの一実施形態は初期自己較正プロセスに類似したものであり、駆動電流値によって、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４に反射される光から適当な画像が生成されるまで、範囲内の使用可能な駆動電流値が循環使用される。一実施形態において、再較正プロセスは、範囲内の使用可能な駆動電流値を循環使用し、適当な画像を生成する駆動電流値がなければ、再較正プロセスは終了し、駆動電流値は、再較正プロセスの開始時に取得された以前の値に設定される。
【００３４】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給される駆動電流の動作モード調節を更に実施する。この動作モード調節は、光源駆動回路１１６が光源１１８に駆動電流を供給し、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光から画像が生成されるときに、その駆動電流によってナビゲーションセンサ１０２が事実上飽和する場合に、駆動電流を減少させるものである。この動作モード調節の一実施形態では、自動露光制御が最小に設定され、フォトディテクタアレイ１１４のピクセルがＡＤＣ１１２の出力を最大にする画像を生成し、ＡＤＣ１１２からナビゲーションプロセッサ１０８へ渡されるデジタル画像が、ピクセルで飽和するような場合に、駆動電流をステップ電流値だけ減少させる。
【００３５】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される初期自己較正プロセスの一実施形態が、図３の３００に示されている。３０２において、コンピュータの起動、コンピュータのリブート、バッテリ駆動型光学ポインティングデバイスへの電池の取り付け、及び、他のリセット条件のようなリセット条件がナビゲーションセンサＩＣ１０２において発生したときに、この初期自己較正プロセスは開始される。３０２でリセット条件が検出された後、３０４において、光源駆動回路１１８は駆動電流を最小電流値に設定する。
【００３６】
３０６において、最小電流値を使用してデジタル画像を取得する。最小電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号をナビゲーションプロセッサ１０８に渡されるデジタル画像を表わすデジタル値に変換する。
【００３７】
３０８において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から渡されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態において、この判定は、メモリ１１１に記憶された画像アレイ中のピクセルから導出される、画質に関する２つの測定値に基づいて行われる。
【００３８】
一実施形態において、画質の第１の測定値は、ナビゲーション適合度測定値と呼ばれる。ナビゲーション適合度は、画像中に見られる多数の特徴に関連する。ナビゲーション適合度は、適当なハイパスフィルタを画像に適用することによって判定することができる。適当なハイパスフィルタの一例としては、ラプラシアンフィルタがある。ハイパスフィルタの出力がナビゲーション適合度閾値を超える画像アレイ中のピクセル数は、ナビゲーションのための表面品質の指標（ナビゲーション適合度）となる。光学ポインティングデバイス１００（例えば、光学マウス）が持ち上げられているとき、ナビゲーション適合度測定値は通常、０又は非常に小さい数になる。なぜなら、光学ポインティングデバイス１００の下方にあるナビゲーション面１２４の画像の焦点が外れるからである。
【００３９】
光学ポインティングデバイス１００を持ち上げているときは通常、光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給される駆動電流を設定することができない。なぜなら、得られる画像が通常、ナビゲーションのためには暗すぎたり、周囲光の影響を受けたりするからである。従って、一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ナビゲーション適合度測定値をナビゲーション適合度閾値と比較し、光学ポインティングデバイス１００が表面上又は表面に非常に近い位置にあるか否かを判定する。この実施形態では、ナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値よりも小さい場合、その画像は悪い画像であるものとして判定される。
【００４０】
また、ナビゲーション適合度測定値は、ノイズにより大きくなることもある。なぜなら、ノイズは非常に高い周波数成分を有するからである。従って、一実施形態において、３０８において使用される画質の第２の測定値には、取得画像における測定最大ピクセル値を使用する場合がある。一実施形態において、取得画像における測定最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、取得画像は悪い画像であるものと判定される。
【００４１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満であるか、又は、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、３０８においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、初期自己較正プロセス３００は３１０へ進む。３１０では、駆動電流値をステップ電流値だけ増やす。適当なステップ電流値の一例は、０．３４７５ミリアンペアである。ただし、他の実施形態は、種々の適当なステップ電流値を有する。３１２において、増加後の駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、プロセス３００は３０４へ戻り、駆動電流は最小電流値に設定され、プロセス３００は３０６へ進み、その最小電流値を使用して画像を得る。３１２において、駆動電流値が最大電流値以下である場合、プロセス３００は３０６へ進み、増加後の駆動電流を使用して画像を得る。
【００４２】
３０８において、取得画像の測定ナビゲーション適合度が、ナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、取得画像は良い画像であるものと判定され、プロセス３００は３１４へ進む。
【００４３】
他の実施形態の３０８では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最小ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値のような他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００４４】
３１４において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が第１の良い画像であれば、３１６において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされることを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。３１８において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、３１６で設定された新たな駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、３２０において、駆動電流を最大電流値に設定し、プロセス３００は３０６へ戻り、その最大電流値を使用して画像を取得する。駆動電流値が最大電流値以下である場合、プロセスは３０６へ戻り、パッド電流値を加えた駆動電流値を使用して、画像を取得する。
【００４５】
３１４において、プロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像ではないという判定をした場合、プロセスは３２２へ進み、そこで、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。３２２において、良い画像が第Ｍの良い画像でない場合、プロセスは３０６へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。３２２において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、プロセスは３２４へ進み、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、Ｍ個の良い画像を生成する、最小電流値から適当な高い電流値までのＮ回の駆動電流値設定の連続スウィープがあるか否かを判定する。最初の連続スウィープによってＭ個の良い画像が得られた後、Ｎ回のスウィープがカウントされる。３２４においてプロセス３００がＮ回のスウィープを完了すると、プロセス３００は終了する。プロセス３００がＮ回のスウィープを終えていない場合、プロセス３００は３０４へ戻る。
【００４６】
初期自己較正プロセス３００の上記の実施形態は、駆動電流値のうちの１つによって適当が画像が生成されるまで、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値まで全ての駆動電流値を循環使用することにより、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用する。初期自己較正プロセスの他の実施形態は、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最大駆動電流値から可能な最小駆動電流値まで全ての使用可能な駆動電流値を循環使用するといったように、全ての使用可能な駆動電流値を別の方法で循環使用する場合がある。
【００４７】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される完全な再較正プロセスの一実施形態が、図の４００に概略的に示されている。４０２において、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイス１００が長い時間休止された適当な時間の後に、開始される。この長い時間は、光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を避けるために選択される。一実施形態において、完全な再較正プロセス４００は、約１０分又は他の適当な時間のような長い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止された後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって開始される。
【００４８】
４０４において、適当な長い休止時間の後、駆動電流値は最小電流値に設定される。４０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。プロセス４００中の第１パスでは、４０４において駆動電流値が最小電流値に設定され、その結果、駆動電流値は最大電流値以下になり、プロセス４００は４０８へ進む。
【００４９】
４０８では、最小電流値を使用してデジタル画像を取得する。最小電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号を、ナビゲーションプロセッサ１０８へ供給される画像を表わすデジタル値に変換する。
【００５０】
４１０において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から渡されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態では、初期較正プロセス３００と同様に、この画質判定は、ナビゲーション適合度測定値、及び、最大ピクセル値測定値に基づいて行われ、それらは両方とも、メモリ１１１に記憶された画像アレイ中のピクセルから導出される。
【００５１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満である場合や、取得画像の最大ピクセル値測定値が最大ピクセル閾値未満である場合、４１０においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、完全な再較正プロセス４００は４１２へ進む。４１２では、駆動電流値をステップ電流値だけ増加させる。増加後の駆動電流値が最大電流体よりも大きい場合、プロセス４００は４１４へ進む。４１４において、完全な再較正プロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。４０６において、駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ進み、増加後の駆動電流を使用して画像を得る。
【００５２】
４１０において、取得画像の測定ナビゲーション適合度がナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、その取得画像はよい画像であるものと判定され、プロセス４００は４１６へ進む。
【００５３】
他の実施形態の４１０では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最大ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値といった、他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００５４】
４１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が第１の良い画像であった場合、４１８において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされるのを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。４０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、４１８で設定された新たな駆動電流値が、最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大駆動電流値よりも大きい場合、完全な再較正プロセス４００は４１４へ進み、そこでプロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ戻り、電流パッド値を加えた駆動電流値を使用して画像を取得する。
【００５５】
４１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像ではないという判定をした場合、プロセス４００は４２０へ進み、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。４２０において、良い画像が第Ｍの良い画像ではなかった場合、プロセス４００は４０６へ戻り、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、プロセス４００は４１４へ進み、そこでプロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。４２０において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、完全な再較正プロセスは終了する。
【００５６】
完全な再較正プロセス４００の上記の実施形態において、再較正は、長い休止期間に入るときにそれぞれ一回しか行われない。この実施形態では、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイスが再駆動され、次の長い休止期間に入るときに実施することができる。プロセス４００が完全な再較正プロセスである理由は、プロセス４００は、最小電流値から適当な最大電流値まで循環使用することにより、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用し、Ｍ個の連続した良い画像を生成するからである。完全な再較正プロセスの他の実施形態は、最大電流値から適当な最小電流値まで全ての使用可能な駆動電流値を循環使用するといったように、他の方法で全ての使用可能な駆動電流値を使用し、Ｍ個の連続した良い画像を生成する場合がある。
【００５７】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される部分的な再較正プロセスの一実施形態が、図５の５００に概略的に示されている。５０２において、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイス１００が短い時間休止している適当な時間の後、開始される。この短い時間は、完全な再較正プロセス４００を開始するための閾値として使用される長い休止時間に比べて非常に短くなるように選択される。一実施形態において、部分的な再較正プロセス５００は、１０秒又は他の適当な時間のような適当な短い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止した後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって開始される。
【００５８】
５０４において、適当な短い休止時間の後、駆動電流値は、[駆動電流−Ｐ×ステップ電流値]に設定される。５０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が[以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値]よりも大きいか否かを判定する。ここで、この以前の駆動電流値は、プロセス５００が開始されたときに取得されたものである。一実施形態において、ＰはＱよりも大きい。プロセス５００中の第１パスでは、５０４において、駆動電流値が［駆動電流−Ｐ×ステップ電流値］に設定され、その結果、駆動電流値は、［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下になり、プロセス５００は５０８へ進む。
【００５９】
５０８では、［駆動電流−Ｐ×ステップ電流値］を使用してデジタル画像を取得する。この電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号をナビゲーションプロセッサ１０８に供給されるデジタル画像を表わすデジタル値に変換する。
【００６０】
５１０において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から供給されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態では、初期自己較正プロセス３００と同様に、この画質判定は、ナビゲーション適合度測定値、及び、最大ピクセル値測定値に基づいて行われ、それらの値はいずれも、メモリ１１１内の画像アレイ中の画素から導出される。
【００６１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満である場合や、取得画像の最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、５１０においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、部分的な再較正プロセス５００は５１２へ進む。５１２では、駆動電流をステップ電流値だけ増加させる。５０６において、増加後の駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、プロセス５００は５１４へ進む。５１４において、部分的な再較正プロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。５０６において、駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ進み、その増加後の駆動電流を使用して画像を取得する。
【００６２】
５１０において、取得画像の測定ナビゲーション適合度がナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、取得画像は良い画像として判定され、プロセス５００は５１６へ進む。
【００６３】
他の実施形態の５１０では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最小ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値のような他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００６４】
５１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が良い画像である場合、５１８において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされるのを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。５０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、５１８で設定された新たな駆動電流値が、［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、部分的な再較正プロセス５００は５１４へ進み、そこでプロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ戻り、パッド電流値が加算された駆動電流値を使用して、画像を取得する。
【００６５】
５１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像であるという判定をした場合、プロセス５００は５２０へ進み、そこで、ナビゲーションプロセッサ１０８は、その良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。５２０において、良い画像が第Ｍの良い画像ではなかった場合、プロセス５００は５０６へ戻り、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、プロセス５００は５１４へ進み、そこでプロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００が開始されたときに取得された駆動電流値に設定される。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。５２０において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、部分的な再較正プロセス５００は終了する。
【００６６】
部分的な再較正プロセス５００の上記の実施形態において、部分的な再較正プロセスは、短い休止時間に入るたびに一回だけしか実施されない。この実施形態では、部分的な再較正プロセス５００は、光学ポインティングデバイス１００が再駆動され、次の短い休止期間に入った後、開始することができる。再較正プロセス５００は、非常に短い休止時間の後に開始される。この休止時間は、完全な再較正プロセス４００を開始するための閾値として使用される長い休止時間に比べて非常に短い（例えば、短い休止時間の一例は１０秒である）。ただし、部分的な再較正プロセス５００は、使用可能な駆動電流値として、［（以前の駆動電流−Ｐ×ステップ電流値）＋電流パッド値］から［（以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値）＋電流パッド値］までの駆動電流値しか考慮しない。例えば、Ｐが５で、Ｑが２で、電流パッド値がステップ電流値に等しい実施形態の場合、良い画像を得るために９個の駆動電流値（すなわち、以前の駆動電流−４ステップ、以前の駆動電流−３ステップ、以前の駆動電流−２ステップ、以前の駆動電流−１ステップ、以前の駆動電流、以前の駆動電流＋１ステップ、以前の駆動電流＋２ステップ、以前の駆動電流＋３ステップ、及び、以前の駆動電流＋４ステップ）を考慮する場合がある。
【００６７】
上記の初期自己較正プロセス３００、完全な再較正プロセス４００、及び、部分的な再較正プロセス５００、並びに、適当な自己較正プロセスの他の実施形態は、プログラム可能な不揮発性メモリを使用しなくても、また、光学ポインティングデバイス１００の製造時に較正を行わなくても、実施することが可能である。また、これらの較正の実施形態は、光学ポインティングデバイスが使用されるどのような面においても繰り返すことができる。再較正プロセスの実施形態は、光学ポインティングデバイスの光源に加わる動作温度の影響を軽減する。また、上記の実施形態は全て、製造プロセスが単純化されているため、光学ポインティングデバイスの製造コストや製造時間を減らすことができる。
【００６８】
上記の実施形態において、自己較正プロセス３００、完全な再較正プロセス４００、部分的な再較正プロセス５００、光源パルスモード動作の制御、及び、駆動電流の動作モード調節は、光学ポインティングデバイス１００のナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される。他の実施形態では、駆動電流制御機能を実施するナビゲーションプロセッサ１０８の他に、又はそれに加えて、ナビゲーションセンサＩＣ１０２の外にあるプロセッサが、駆動電流制御機能を実施する場合がある。光学ポインティングデバイス１００によって実施されるこれらの電流制御機能及び他の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び、それらの組み合わせのいずれによって実施してもよいことが、当業者には分かるであろう。実施形態は、マイクロプロセッサによるものでも、プログラマブルロジックデバイスによるものでも、ステートマシンによるものであってもよい。本発明の構成要素は、ソフトウェアとして１以上のコンピュータ読取可能媒体に入れてもよい。本明細書で使用されるようなコンピュータ読取可能媒体という用語は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）といった、任意の種類の揮発性又は不揮発性のメモリを含む。
【００６９】
特定の実施形態について図示説明してきたが、本発明の範囲から外れることなく、図示説明したそれらの実施形態に代えて、種々の代替実施形態、及び／又は、等価実施形態を使用することも可能であることは、当業者には明らかであろう。本願は、本明細書で説明した特定の実施形態の任意の変形及び変更を含めることを意図している。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその均等によってのみ制限されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】一実施形態による光学ポインティングデバイスの主要構成要素を示すブロック図である。
【図２】種々のＶＣＳＥＬについて、光出力パワーと駆動電流の関係をプロットしたグラフである。
【図３】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための初期較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【図４】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための完全な再較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【図５】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための部分的な再較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【背景技術】
【０００１】
背景
コンピュータやその表示装置に使用される手で操作するポインティングデバイスは非常に一般的になった。種々のタイプのポインティングデバイスのうちの１つの形は、マウスパッドとともに使用される従来の（機械式）マウスである。機械式マウスは一般に、マウスを動かしたときにマウスパッドの上を転がるゴムの表面を有する金属ボールを有する。マウスの中には、ボールの赤道に接触するローラ又はホイールがあり、ボールの回転は、マウスの動きに関する２つの直交成分を表わす電気信号に変換される。それらの電気信号はコンピュータに渡され、コンピュータのソフトウェアは、それらの電気信号に応じて、マウスの動きに従ってポインタ（カーソル）の表示位置をΔＸ及びΔＹだけ変化させる。
【０００２】
従来の機械式マウスのような機械タイプのポインティングデバイスの他に、光学ポインティングデバイスも開発されている。光学ポインティングデバイスの一形態では、ボールのような機械的要素を動かすのではなく、指や机上面のような撮像面と、光学ポインティングデバイス内の画像センサとの間の相対移動を光学的に検出し、それを移動情報に変換している。
【０００３】
光学ポインティングデバイスで一般的に使用されるような電気的画像センサには、主に次の２つのタイプがある。すなわち、電荷結合素子（ＣＣＤ）タイプと、金属酸化膜半導体−アクティブピクセルセンサ（ＣＭＯＳ−ＡＰＳ）タイプである。いずれのタイプのセンサも一般に、あるパターンを成すように配置されたフォトディテクタ（すなわち、ピクセル）のアレイを含む。各フォトディテクタは、そのフォトディテクタの部位に対する入射光の強度に比例する大きさの信号を出力する。次に、それらの出力信号が処理され、操作され、複数の画素（ピクセル）を含む画像が生成される。画像内の各ピクセルは、画像センサにおけるフォトディテクタ（すなわち、ピクセル）のうちの１つに対応する。
【０００４】
光学ポインティングデバイスの一形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなインコヒーレント光源を有し、撮像面又はナビゲーション面を照明することにより反射画像を生成し、光学ポインティングデバイスの画像センサによってその反射画像を検出する。光学ポインティングデバイスの他の形態は、レーザーのようなコヒーレント光源を有し、撮像面を照明することにより反射画像を生成し、その反射画像を光学ポインティングデバイスの画像センサによって検出する。コヒーレント光源を利用した光学ポインティングデバイスの光学ナビゲーションは、従来のインコヒーレント光源光学ポインティングデバイスによって得られるものに比べて、優れた画像表面範囲と、優れたトラッキング性能が得られる。
【０００５】
レーザーのようなコヒーレント光源は、ＬＥＤのようなインコヒーレント光源に比べて、非常に厳しい目の安全基準を有する。例えば、国際電気標準会議（ＩＥＣ）規格は、ビーム内観察のための光学機器の使用を含む無理なく予測可能な動作条件下において安全なレーザーとして、クラス１レーザーを規定している。クラス１分類に適合するためには、レーザーの正面に置かれた拡大器を使用して誰かがそのレーザーを長い時間見ていたとしても、目のダメージが発生しないものでなければならない。光学ポインティングデバイスの内部におけるクラス１レーザーの最大光パワー出力は、ＩＥＣ規格によって規定され、レーザー出力の波長及びレーザーの動作モードに基づいて制限される。例えば、ＩＥＣ規格は、公称波長８４０ナノメートル（ｎｍ）の単一モードの面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）がクラス１仕様を満たすためには、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のピーク光パワーを連続波（ＣＷ）モードにおいて７００マイクロワット（μＷ）未満にすることを規定している。
【０００６】
光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源は、センサ画像の適切な露光を達成するだけの十分なレベルの光出力（すなわち、最小光パワー出力）を提供するものでなければならない。光学ポインティングデバイスにおける一般的なＶＣＳＥＬの最小光パワー出力の例は、約２００μＷである。最小光パワー出力は、光学ポインティングデバイスの種々の環境動作条件に従って変更される場合がある。例えば、色調の暗い表面や、表面の粗さが大きい表面からは、光があまり反射されない。こうした反射の少ない表面上で光学ポインティングデバイスを適切に操作するためには、一般に、コヒーレント光源からの最小光パワー出力を増加させる。あるいは、センサの露出時間を増やすことにより、センサ画像の適当なレベルの露光を達成する。ただし、露光時間を長くすると、光学ポインティングデバイスのトラッキング速度は制限される。
【０００７】
従って、光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源の動作枠は、センサ画像の適切な露光が可能となる最小光パワー出力と、ＩＥＣ規格のクラス１分類に規定されるような目の安全規格を満たすコヒーレント光源の最大光パワー出力とによって決まる。
【０００８】
光学ポインティングデバイスの場合、レーザーのようなコヒーレント光源は通常、電流調整回路によって制御される。電流調整回路は、光源駆動回路から光源に供給される駆動電流を変化させることにより、コヒーレント光源の光パワー出力を調節する。光学ポインティングデバイスに使用される一般的なコヒーレント光源（例えば、ＶＣＳＥＬ）は通常、駆動電流に対して極端に敏感であり、光源駆動回路から供給される駆動電流の小さな揺らぎによって、コヒーレント光源の光パワー出力には大きな変化が生じる。コヒーレント光源のこのような動作枠を受け入れるためには、光学ポインティングデバイスにおけるコヒーレント光源に、安定した正確な電流源を与えることが望ましい。
【０００９】
レーザー光源（例えば、ＶＣＳＥＬ）を備えた光学ポインティングデバイスの一形態は、光源駆動回路を制御して固定駆動電流をレーザーに供給するための電流調整回路を有する。そのような固定駆動電流回路を備えた光学ポインティングデバイスの場合、レーザーの動作モードおよび光パワー出力は、レーザーの閾電流及びSlope Efficiencyに基づいて決定される。レーザーの閾電流は、レーザーからレーザーを放射させる最小駆動電流である。レーザーのSlope Efficiencyは、レーザの光パワー出力と駆動電流の比である。光学ポインティングデバイスに一般的に使用されるＶＣＳＥＬその他のレーザーには、一般に、大きな製造ばらつきがあるため、こうしたレーザーの閾電流やSlope Efficiencyには大きなばらつきがある。レーザーに目に安全な動作をさせ、最小光パワー出力を出力させるために、固定電流駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスには通常、光学ポインティングデバイスの個別較正が使用される。個別較正の後であっても、レーザの光パワー出力は、レーザの使用期間や動作温度条件の変化といった、他の要因の影響を受けることがある。
【００１０】
上記の問題の幾つかを解消する固定駆動電流回路を備えた光学ポインティングデバイスの一形態として、閉ループレーザー駆動回路を備えたものがある。光学ポインティングデバイスのこの形態では、通常、監視フォトダイオードを使用してレーザーの光パワー出力を常時監視し、閉ループレーザー駆動回路にフィードバックを提供する。閉ループレーザー駆動回路によれば、製造プロセスばらつきによるレーザーの閾電流やSlope Efficientyのばらつきを許容することが可能になる。また、レーザーの使用期間や動作温度条件も、閉ループレーザー駆動回路によって許容される。しかしながら、閉ループレーザー駆動回路は実施が難しく、コストも高い。例えば、閉ループレーザー駆動回路は、レーザーから監視フォトダイオードまでの高価な光学フィードバック経路を有する場合がある。
【００１１】
光学ポインティングデバイスの一形態として、開ループレーザー駆動回路を備えたものがある。開ループレーザー駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスを製造する方法の一例は、レーザー（例えば、ＶＣＳＥＬ）を事前テストし、レーザー閾電流、Slope Efficiency、及び、温度係数を決定するというものである。事前テストされたレーザーは、並び替えられ、グループ分けに従って無数の箱の中に分類される。レーザーの各箱は、対応する開ループ電流調整回路に適合する。対応する開ループ電流調整回路は、対応するレーザーがそのレーザに規定された動作枠内で確実に動作し、最小光パワー出力を出力し、目に安全な動作をするように、そのレーザーに合わせて駆動電流を適切に調節する。この製造プロセスによれば、レーザーの適切な動作枠が確実に達成されるが、この製造プロセスは、激しく時間がかかり、コストもかかる。また、この製造プロセスによれば、一般に、選択可能な開ループ電流調整回路の数が限られていて、補正範囲に制限があることから、かなりの割合のレーザーが使用されないことになる。
【００１２】
これらの理由及びその他の理由から、本発明が必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
概要
本発明の一態様は、光源、ナビゲーションセンサ、光源駆動回路、及び、駆動電流コントローラを含む光学ポインティングデバイスを提供する。光源は、駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより、反射画像を生成するように構成される。ナビゲーションセンサは、反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、撮像面と光学ポインティングデバイスの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成される。光源駆動回路は、光源に駆動電流を供給するように構成される。駆動電流コントローラは、選択されたデジタル画像に基づいて駆動電流を較正するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
下記の詳細な説明では、本明細書の一部を形成するとともに、本発明を実施することが可能な特定の幾つかの実施形態を例として示す図面を参照する。これに関し、「上」、「下」、「前」、「後ろ」、「先行する」、「後続の」、等々のような方向を示す言葉は、説明中の図面（複数の場合もあり）の向きを基準にして使用される。本発明の構成要素は種々の向きに配置することが可能であるから、方向を示す言葉は、例示の目的で使用されるものであり、制限のためのものではない。また、本発明の範囲から外れることなく、他の実施形態を使用したり、構造的又は論理的変更を行うことも可能であると考えられる。従って、下記の詳細な説明を制限の意味で解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
【００１５】
図１は、一実施形態による光学ポインティングデバイス１００の主な構成要素を示すブロック図である。光学ポインティングデバイス１００は、光学ナビゲーションセンサ集積回路（ＩＣ）１０２、光源１１８、光学レンズ１２０、及び、光学レンズ１２８を含む。光学ナビゲーションセンサ１０２は、デジタル入出力回路１０６、ナビゲーションプロセッサ１０８、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１２、フォトディテクタアレイ（フォトアレイ）１１４、及び、光源駆動回路１１６を含む。一形態において、光学ポインティングデバイス１００は、デスクトップパーソナルコンピュータ、ワークステーション、形態コンピュータ、又は他の装置のための光学マウスである。他の実施形態において、光学ポインティングデバイス１００は、光学的指紋検出ポインティングデバイス、又は他のポインティングデバイスである。
【００１６】
動作時には、光源１１８は、机上面や他の適当な撮像面であるナビゲーション面に光１１２を放射し、反射画像を生成する。一実施形態において、光源は、レンズ１２８を通してナビゲーション面１２４へ差し向けられる光１２２を放射する。一実施形態において、光源１１８は、コヒーレント光源、又は、少なくとも一部コヒーレントな光源である。一実施形態において、光源１１８はレーザーである。一実施形態において、光源１１８は、端面発光型レーザーダイオードである。一実施形態において、光源１１８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような広帯域光源又はインコヒーレント光源と、その広帯域光をフィルタリングすることにより少なくとも一部コヒーレントな光を生成する狭大域フィルタとからなる。光源１１８は駆動回路１１６によって制御され、駆動回路１１６は制御ライン１１０を介してナビゲーションプロセッサ１０８によって制御される。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、制御ライン１１０を使用して駆動回路１１６の電源をオン／オフし、対応する光源１１８の電源をオン／オフする。
【００１７】
ナビゲーション面１２４からの反射光は、フォトディテクタアレイ１１４に向けて反射される。一実施形態において、表面１２４からの反射光は、レンズ１２０によってフォトディテクタアレイ１１４へと導かれる。レンズ１２０及び１２８は、オプショナルレンズと呼ばれる。なぜなら、レーザーのようなコヒーレント光源や、少なくとも一部コヒーレントな光源として実施される光源１１８を有する光学ポインティングデバイス１００の実施形態は、レンズ１２０及び１２８がなくても実施することができ、レンズ１２０と１２８が両方ともなくても、また、片方だけなくても実施することができるからである。
【００１８】
フォトディテクタアレイ中の各フォトディテクタは、そのフォトディテクタに入射する光の強度に応じて大きさが変化する信号を生成する。フォトディテクタアレイ１１４からの信号はアナログデジタルコンバータ１１２に渡され、アナログデジタルコンバータ１１２は、それらの信号を適当な分解能（例えば、８ビット）のデジタル値に変換する。これらのデジタル値は、光学ポインティングデバイス１００の下にある机上面その他のナビゲーション面の一部を表わすデジタル画像又はデジタル表現に相当する。アナログデジタルコンバータ１１２によって生成されたデジタル値は、ナビゲーションプロセッサ１０８に渡される。ナビゲーションプロセッサ１０８によって受信されたそれらのデジタル値は、フレームとしてメモリ１１１内に記憶される。
【００１９】
フォトディテクタアレイ１１４の全体的サイズは、複数の特徴を有する画像を受け取れるくらい大きいことが望ましい。そのような空間的特徴の画像は、光学ポインティングデバイス１００がナビゲーション面１２４の上で移動するときに、ピクセル情報の平行移動パターンを生成する。アレイ１１４内のフォトディテクタの数、及び、それらの内容を取り込んでデジタル化する時のフレームレートは、合わせて、光学ポインティングデバイス１００をトラッキングされた状態に保ちながら表面上で動かすことが可能な速度に影響を与える。トラッキングは、ナビゲーションプロセッサ１０８によって行われ、新たに撮影されたサンプルフレームを１つ前に撮影された基準フレームと比較し、移動方向及び移動量を推定することによって行われる。
【００２０】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、連続したフレーム間の相関の計算を実施することにより、移動情報を判定する。この実施形態の一形態では、ナビゲーションプロセッサ１０８は、フレームのうちの一枚の全内容を１画素オフセット試行シフト（１つ向こう、１つ向こう且つ１つ下、１つ下、１つ上、１つ上且つ１つ向こう、別の方向に１つ向こう、等々）によって可能な８個の方向のそれぞれに１画素の距離だけ次々とシフトさせる。これを８個の試行まで加算する。なにも移動がない場合もありうるので、ヌルシフトと呼ばれる９番目の試行も使用される。処理の一例としては、各試行シフトの後、互いに重なり合うフレームの部分をナビゲーションプロセッサ１０８によってピクセル単位に差し引き、好ましくは、得られた差を二乗して、加算することにより、その重なり合う領域内における類似性の尺度（相関）が形成される。一実施形態では、もっと大きな試行シフト（例えば、２つ向こう且つ１つ下）を使用する場合がある。
【００２１】
差が最小である（すなわち、相関が最大である）試行シフトは、２つのフレーム間の動きの指標として使用することができる。すなわち、この試行シフトによれば、拡大縮小や累積により有用な精度の移動情報（例えば、ΔＸ及びΔＹ）を情報交換に適した速度で得ることが可能な生の移動情報が得られ、その移動情報は、デジタル入出力回路１０６により、データライン及び制御ライン１０４を介してホスト装置に渡される。また、光学ポインティングデバイス１００は、データライン及び制御ライン１０４を介してホスト装置からデータ信号及び制御信号を受信するように構成される。
【００２２】
一実施形態において、光源１１８は、レーザー（例えば、ＶＣＳＥＬ）として実施され、レーザーは、連続波（ＣＷ）モードではなくパルスモードで動作する。光源１１８は、常時点灯させておくのではなく、ナビゲーションセンサ１０２が検出画像を取り込んでいないときはオフされる。換言すれば、この実施形態では、ナビゲーションプロセッサ１０８によって、光源１１８（例えば、ＶＣＳＥＬ）が、ナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期される。ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源駆動回路１１６を制御し、パルス駆動電流を光源１１８に供給する。
【００２３】
ＣＷモードで動作するレーザーを備えた従来の光学ポインティングデバイスの場合、レーザーのデューティサイクルが１００％であるため、レーザーのピーク光パワー出力は大幅に制限される。例えば、公称波長８４０ｎｍのシングルモードＶＣＳＥＬは、ＩＥＣ規格により、ＣＷモードにおいてクラス１分類に適合する７００μＷ未満のピーク光パワー出力を有するものとして規定される。
【００２４】
ＩＥＣ規格は、平均パルス列パワーはＣＷモード限界以下でなければならない、１パルスのエネルギーは１パルスエネルギー限界未満でなければならない、及び、パルス列における１パルスあたりの平均エネルギーは１パルスのエネルギー限界から周波数ファクタを差し引いたもの未満でなければならないといった、パルスシステムが準拠しなければならない種々の基準を考慮している。分かり易くするために、下記の例は、ナビゲーションプロセッサ１０８及びパルスモードの光源駆動回路１１６によって駆動され、パルス幅が４００マイクロ秒（μｓ）でデューティサイクルが例えば１８％であるナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期する公称波長８４０ｎｍのシングルモードＶＣＳＥＬを光源１１８として有する光学ポインティングデバイス１００の実施形態の一例として、ＩＥＣ規格の平均パルス列パワー基準だけを考慮している。光学ポインティングデバイス１００のこの実施形態では、１８％のデューティサイクルでパルス発信されるＶＣＳＥＬ光源１１８は、ＩＥＣ規格のクラス１平均パルス列パワー分類を達成するために、ピーク光パワー出力３．９ｍＷを有することが許される。この実施形態の場合、ＩＥＣ規格のクラス１平均パルス列パワー分類によって制限されるようなＶＣＳＥＬ光源１１８のピーク光パワー出力は、ＣＷモードで動作するＶＣＳＥＬを備えた従来の光学ポインティングデバイスよりも遥かに大きい。しかしながら、光学ポインティングデバイスを設計する場合、ＩＥＣ規格に規定される単一パルスのエネルギー限界や周波数ファクタのような他のファクタによって、ピーク光パワーが制限されることもある。
【００２５】
上記のレーザーパルス技術によれば、レーザー光源１１８の動作範囲が大幅に拡大され、それによって、開ループ電流駆動回路やレーザー選択規準に対する要件が大幅に緩和される。例えば、背景技術のセクションで述べたＣＷモードで動作する開ループレーザー駆動回路を備えた光学ポインティングデバイスのための並び替え及び箱入れ製造技術は、ナビゲーションセンサ１０２のフレームレートに同期してレーザー光源１１８にパルスを与える光学ポインティングデバイス１００の実施形態には必要ない。
【００２６】
図２は、種々のＶＣＳＥＬについて、光パワー出力値と駆動電流の関係をプロットしたグラフである。第１のＶＣＳＥＬは、２０２に示す閾電流と、２０４に示すSlope Efficiencyとを有する。第２のＶＣＳＥＬは、２０２に示す閾電流と、２０６に示すSolope Efficiencyとを有する。第３のＶＣＳＥＬは、２０８に示す閾電流と、２１０に示すSlope Efficiencyとを有する。第４のＶＣＳＥＬは、２０８に示す閾電流と、２１２に示すSlope Efficiencyとを有する。
【００２７】
ナビゲーションに必要とされる最小光パワーは、２１４に示されている。ＣＷモードの目に安全な光パワー限界は、２１６に示されている。パルスモードの目に安全な光パワー限界は、２１８に示されている。
【００２８】
図２に示す実施形態において、ＣＷモードで動作するＶＣＳＥＬは、２２０に示されている低電流限界と２２２に示されている高電流限界の間の電流動作範囲を有し、２１６に示されているＣＷモードの目に安全な光パワー限界と、２１４で示されているナビゲーションに必要とされる最小光パワーとの両方を達成する。分かり易くするために、閾電流２０２が１つであるものと仮定すれば、この例のＣＷモード動作には、２０２に示す閾電流及び２０４に示すSlope Efficiencyを有する第１のＶＣＳＥＬと、２０２に示す閾電流及び２０６に示すSlope Efficiencyを有する第２のＶＣＳＥＬとによって画定される範囲内のSlope Efficiencyを有するＶＣＳＥＬを使用することができる。ナビゲーションに必要とされる最小光パワーに適合するであろう閾電流とSlope Efficiencyの組み合わせは他にもある。２０８に示す閾電流及び２１０に示すSlope Efficiencyを有する第３のＶＣＳＥＬと、２０８に示す閾電流及び２１２に示すSlope Efficiencyを有する第４のＶＣＳＥＬは、同じレーザー駆動回路を使用した場合、２１４に示すナビゲーションに必要とされる最小光パワーを達成しないであろう。
【００２９】
図２に示す実施形態において、ナビゲーションセンサのフレームレートに同期してパルス発信されるＶＣＳＥＬ光源は、２１８に示すパルスモードの目に安全な光パワー限界を有する場合がある。従って、２２０に示す低電流限界と、２２４に示す高電流限界との間にある許容パルスモード電流動作範囲は大幅に広がる。電流動作範囲を広げれば、図２にプロットされた４つのＶＣＳＥＬ全てによって画定される範囲内の閾電流及びSlope Efficiencyを有するＶＣＳＥＬは全て、この例のパルスモード動作に使用することが可能である。
【００３０】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、自己較正プロセスを実施し、光源駆動回路１１６から光源１１８（例えば、ＶＣＳＥＬのようなレーザー）へ供給すべき駆動電流の適切なレベルを決定する。一実施形態において、この自己較正プロセスは、ナビゲーションプロセッサ１０８のメモリ１１１に記憶されたソフトウェアによって制御される。
【００３１】
自己較正プロセスの一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源１１８に必要な駆動電流を表わすデジタル値を光源駆動回路１１６のデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１２６に供給する。ＤＡＣ１２６は、そのデジタル値を光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給されるアナログ駆動電流に変換する。自己較正プロセスの一実施形態では、光学ポインティングデバイス１００をリセット（例えば、コンピュータシステムの電源投入やリブート）した後、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって、フォトディテクタアレイ１１４からナビゲーション面１２４に反射された光から適当な画像が生成されるまで、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値まで、全ての駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、初期自己較正プロセスは、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最大駆動電流値から可能な最小駆動電流値まで、全ての駆動電流値を循環使用する。一実施形態において、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値までの適当な範囲は、約２ミリアンペア〜約１１ミリアンペアである。ただし、他の実施形態は、種々の適当な使用可能な駆動電流値を有する場合もある。
【００３２】
一実施形態において、初期自己較正プロセスは、リセットの後、レーザーの電流閾値よりも大きい駆動電流を推定する。ただし、ナビゲーション面１２４が非常に暗い場合、駆動電流の推定値は、所望のものより高くしなければならないことや、低くしなければならないこともある。従って、一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、再較正プロセスを更に実施する場合がある。一実施形態において、光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を避けるために選択された、光学ポインティングデバイスが長い時間休止される適当な時間の後、この再較正プロセスは開始される。一実施形態において、この再較正プロセスは、約１０分又は他の時間のような適当な長い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止された後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される。
【００３３】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される再較正プロセスの一実施形態は初期自己較正プロセスに類似したものであり、駆動電流値によって、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４に反射される光から適当な画像が生成されるまで、範囲内の使用可能な駆動電流値が循環使用される。一実施形態において、再較正プロセスは、範囲内の使用可能な駆動電流値を循環使用し、適当な画像を生成する駆動電流値がなければ、再較正プロセスは終了し、駆動電流値は、再較正プロセスの開始時に取得された以前の値に設定される。
【００３４】
一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給される駆動電流の動作モード調節を更に実施する。この動作モード調節は、光源駆動回路１１６が光源１１８に駆動電流を供給し、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光から画像が生成されるときに、その駆動電流によってナビゲーションセンサ１０２が事実上飽和する場合に、駆動電流を減少させるものである。この動作モード調節の一実施形態では、自動露光制御が最小に設定され、フォトディテクタアレイ１１４のピクセルがＡＤＣ１１２の出力を最大にする画像を生成し、ＡＤＣ１１２からナビゲーションプロセッサ１０８へ渡されるデジタル画像が、ピクセルで飽和するような場合に、駆動電流をステップ電流値だけ減少させる。
【００３５】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される初期自己較正プロセスの一実施形態が、図３の３００に示されている。３０２において、コンピュータの起動、コンピュータのリブート、バッテリ駆動型光学ポインティングデバイスへの電池の取り付け、及び、他のリセット条件のようなリセット条件がナビゲーションセンサＩＣ１０２において発生したときに、この初期自己較正プロセスは開始される。３０２でリセット条件が検出された後、３０４において、光源駆動回路１１８は駆動電流を最小電流値に設定する。
【００３６】
３０６において、最小電流値を使用してデジタル画像を取得する。最小電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号をナビゲーションプロセッサ１０８に渡されるデジタル画像を表わすデジタル値に変換する。
【００３７】
３０８において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から渡されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態において、この判定は、メモリ１１１に記憶された画像アレイ中のピクセルから導出される、画質に関する２つの測定値に基づいて行われる。
【００３８】
一実施形態において、画質の第１の測定値は、ナビゲーション適合度測定値と呼ばれる。ナビゲーション適合度は、画像中に見られる多数の特徴に関連する。ナビゲーション適合度は、適当なハイパスフィルタを画像に適用することによって判定することができる。適当なハイパスフィルタの一例としては、ラプラシアンフィルタがある。ハイパスフィルタの出力がナビゲーション適合度閾値を超える画像アレイ中のピクセル数は、ナビゲーションのための表面品質の指標（ナビゲーション適合度）となる。光学ポインティングデバイス１００（例えば、光学マウス）が持ち上げられているとき、ナビゲーション適合度測定値は通常、０又は非常に小さい数になる。なぜなら、光学ポインティングデバイス１００の下方にあるナビゲーション面１２４の画像の焦点が外れるからである。
【００３９】
光学ポインティングデバイス１００を持ち上げているときは通常、光源駆動回路１１６から光源１１８へ供給される駆動電流を設定することができない。なぜなら、得られる画像が通常、ナビゲーションのためには暗すぎたり、周囲光の影響を受けたりするからである。従って、一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ナビゲーション適合度測定値をナビゲーション適合度閾値と比較し、光学ポインティングデバイス１００が表面上又は表面に非常に近い位置にあるか否かを判定する。この実施形態では、ナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値よりも小さい場合、その画像は悪い画像であるものとして判定される。
【００４０】
また、ナビゲーション適合度測定値は、ノイズにより大きくなることもある。なぜなら、ノイズは非常に高い周波数成分を有するからである。従って、一実施形態において、３０８において使用される画質の第２の測定値には、取得画像における測定最大ピクセル値を使用する場合がある。一実施形態において、取得画像における測定最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、取得画像は悪い画像であるものと判定される。
【００４１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満であるか、又は、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、３０８においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、初期自己較正プロセス３００は３１０へ進む。３１０では、駆動電流値をステップ電流値だけ増やす。適当なステップ電流値の一例は、０．３４７５ミリアンペアである。ただし、他の実施形態は、種々の適当なステップ電流値を有する。３１２において、増加後の駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、プロセス３００は３０４へ戻り、駆動電流は最小電流値に設定され、プロセス３００は３０６へ進み、その最小電流値を使用して画像を得る。３１２において、駆動電流値が最大電流値以下である場合、プロセス３００は３０６へ進み、増加後の駆動電流を使用して画像を得る。
【００４２】
３０８において、取得画像の測定ナビゲーション適合度が、ナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、取得画像は良い画像であるものと判定され、プロセス３００は３１４へ進む。
【００４３】
他の実施形態の３０８では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最小ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値のような他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００４４】
３１４において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が第１の良い画像であれば、３１６において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされることを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。３１８において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、３１６で設定された新たな駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、３２０において、駆動電流を最大電流値に設定し、プロセス３００は３０６へ戻り、その最大電流値を使用して画像を取得する。駆動電流値が最大電流値以下である場合、プロセスは３０６へ戻り、パッド電流値を加えた駆動電流値を使用して、画像を取得する。
【００４５】
３１４において、プロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像ではないという判定をした場合、プロセスは３２２へ進み、そこで、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。３２２において、良い画像が第Ｍの良い画像でない場合、プロセスは３０６へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。３２２において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、プロセスは３２４へ進み、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、Ｍ個の良い画像を生成する、最小電流値から適当な高い電流値までのＮ回の駆動電流値設定の連続スウィープがあるか否かを判定する。最初の連続スウィープによってＭ個の良い画像が得られた後、Ｎ回のスウィープがカウントされる。３２４においてプロセス３００がＮ回のスウィープを完了すると、プロセス３００は終了する。プロセス３００がＮ回のスウィープを終えていない場合、プロセス３００は３０４へ戻る。
【００４６】
初期自己較正プロセス３００の上記の実施形態は、駆動電流値のうちの１つによって適当が画像が生成されるまで、可能な最小駆動電流値から可能な最大駆動電流値まで全ての駆動電流値を循環使用することにより、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用する。初期自己較正プロセスの他の実施形態は、駆動電流値のうちの１つによって適当な画像が生成されるまで、可能な最大駆動電流値から可能な最小駆動電流値まで全ての使用可能な駆動電流値を循環使用するといったように、全ての使用可能な駆動電流値を別の方法で循環使用する場合がある。
【００４７】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される完全な再較正プロセスの一実施形態が、図の４００に概略的に示されている。４０２において、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイス１００が長い時間休止された適当な時間の後に、開始される。この長い時間は、光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を避けるために選択される。一実施形態において、完全な再較正プロセス４００は、約１０分又は他の適当な時間のような長い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止された後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって開始される。
【００４８】
４０４において、適当な長い休止時間の後、駆動電流値は最小電流値に設定される。４０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。プロセス４００中の第１パスでは、４０４において駆動電流値が最小電流値に設定され、その結果、駆動電流値は最大電流値以下になり、プロセス４００は４０８へ進む。
【００４９】
４０８では、最小電流値を使用してデジタル画像を取得する。最小電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号を、ナビゲーションプロセッサ１０８へ供給される画像を表わすデジタル値に変換する。
【００５０】
４１０において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から渡されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態では、初期較正プロセス３００と同様に、この画質判定は、ナビゲーション適合度測定値、及び、最大ピクセル値測定値に基づいて行われ、それらは両方とも、メモリ１１１に記憶された画像アレイ中のピクセルから導出される。
【００５１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満である場合や、取得画像の最大ピクセル値測定値が最大ピクセル閾値未満である場合、４１０においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、完全な再較正プロセス４００は４１２へ進む。４１２では、駆動電流値をステップ電流値だけ増加させる。増加後の駆動電流値が最大電流体よりも大きい場合、プロセス４００は４１４へ進む。４１４において、完全な再較正プロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。４０６において、駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ進み、増加後の駆動電流を使用して画像を得る。
【００５２】
４１０において、取得画像の測定ナビゲーション適合度がナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、その取得画像はよい画像であるものと判定され、プロセス４００は４１６へ進む。
【００５３】
他の実施形態の４１０では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最大ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値といった、他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００５４】
４１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が第１の良い画像であった場合、４１８において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされるのを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。４０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、４１８で設定された新たな駆動電流値が、最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大駆動電流値よりも大きい場合、完全な再較正プロセス４００は４１４へ進み、そこでプロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ戻り、電流パッド値を加えた駆動電流値を使用して画像を取得する。
【００５５】
４１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像ではないという判定をした場合、プロセス４００は４２０へ進み、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。４２０において、良い画像が第Ｍの良い画像ではなかった場合、プロセス４００は４０６へ戻り、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が最大電流値よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が最大電流値よりも大きい場合、プロセス４００は４１４へ進み、そこでプロセス４００は終了し、駆動電流は、プロセス４００が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が最大電流値以下であった場合、プロセス４００は４０８へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。４２０において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、完全な再較正プロセスは終了する。
【００５６】
完全な再較正プロセス４００の上記の実施形態において、再較正は、長い休止期間に入るときにそれぞれ一回しか行われない。この実施形態では、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイスが再駆動され、次の長い休止期間に入るときに実施することができる。プロセス４００が完全な再較正プロセスである理由は、プロセス４００は、最小電流値から適当な最大電流値まで循環使用することにより、全ての使用可能な駆動電流値を循環使用し、Ｍ個の連続した良い画像を生成するからである。完全な再較正プロセスの他の実施形態は、最大電流値から適当な最小電流値まで全ての使用可能な駆動電流値を循環使用するといったように、他の方法で全ての使用可能な駆動電流値を使用し、Ｍ個の連続した良い画像を生成する場合がある。
【００５７】
ナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される部分的な再較正プロセスの一実施形態が、図５の５００に概略的に示されている。５０２において、完全な再較正プロセスは、光学ポインティングデバイス１００が短い時間休止している適当な時間の後、開始される。この短い時間は、完全な再較正プロセス４００を開始するための閾値として使用される長い休止時間に比べて非常に短くなるように選択される。一実施形態において、部分的な再較正プロセス５００は、１０秒又は他の適当な時間のような適当な短い時間だけ光学ポインティングデバイス１００が休止した後、ナビゲーションプロセッサ１０８によって開始される。
【００５８】
５０４において、適当な短い休止時間の後、駆動電流値は、[駆動電流−Ｐ×ステップ電流値]に設定される。５０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が[以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値]よりも大きいか否かを判定する。ここで、この以前の駆動電流値は、プロセス５００が開始されたときに取得されたものである。一実施形態において、ＰはＱよりも大きい。プロセス５００中の第１パスでは、５０４において、駆動電流値が［駆動電流−Ｐ×ステップ電流値］に設定され、その結果、駆動電流値は、［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下になり、プロセス５００は５０８へ進む。
【００５９】
５０８では、［駆動電流−Ｐ×ステップ電流値］を使用してデジタル画像を取得する。この電流値は、ナビゲーション面１２４からフォトディテクタアレイ１１４へ反射される光１２２を生成する。上記のように、フォトディテクタアレイ１１４は、対応するフォトディテクタに入射する光の強度に基づいて大きさの変化する信号をＡＤＣ１１２に供給する。ＡＤＣ１１２は、それらの信号をナビゲーションプロセッサ１０８に供給されるデジタル画像を表わすデジタル値に変換する。
【００６０】
５１０において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、ＡＤＣ１１２から供給されたデジタル画像が良い画像であるか否かを判定する。一実施形態では、初期自己較正プロセス３００と同様に、この画質判定は、ナビゲーション適合度測定値、及び、最大ピクセル値測定値に基づいて行われ、それらの値はいずれも、メモリ１１１内の画像アレイ中の画素から導出される。
【００６１】
一実施形態において、取得画像のナビゲーション適合度測定値がナビゲーション適合度閾値未満である場合や、取得画像の最大ピクセル値が最大ピクセル閾値未満である場合、５１０においてその取得画像は悪い画像であるものと判定され、部分的な再較正プロセス５００は５１２へ進む。５１２では、駆動電流をステップ電流値だけ増加させる。５０６において、増加後の駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、プロセス５００は５１４へ進む。５１４において、部分的な再較正プロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００を開始したときに取得された以前の駆動電流値に設定される。５０６において、駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ進み、その増加後の駆動電流を使用して画像を取得する。
【００６２】
５１０において、取得画像の測定ナビゲーション適合度がナビゲーション適合度閾値未満でない場合や、取得画像の測定最大ピクセル値が最大ピクセル値未満でない場合、取得画像は良い画像として判定され、プロセス５００は５１６へ進む。
【００６３】
他の実施形態の５１０では、デジタル画像の測定最大ピクセル値の代わりに、又はそれに加えて、デジタル画像の測定平均ピクセル値、デジタル画像の測定最小ピクセル値、及び／又は、デジタル画像の測定ピクセル比値のような他のピクセル統計値を使用して画質を測定し、取得画像が良い画像であるか否かを判定する場合がある。
【００６４】
５１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、良い画像が第１の良い画像であるか否かを判定する。画像が良い画像である場合、５１８において、光源１１８の閾電流が直ぐにクリアされるのを回避するために、駆動電流値は、駆動電流値＋電流パッド値に設定される。５０６において、ナビゲーションプロセッサ１０８は、５１８で設定された新たな駆動電流値が、［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、部分的な再較正プロセス５００は５１４へ進み、そこでプロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定される。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ戻り、パッド電流値が加算された駆動電流値を使用して、画像を取得する。
【００６５】
５１６において、ナビゲーションプロセッサ１０８が、良い画像が第１の良い画像であるという判定をした場合、プロセス５００は５２０へ進み、そこで、ナビゲーションプロセッサ１０８は、その良い画像が第Ｍの良い画像であるか否かを判定する。５２０において、良い画像が第Ｍの良い画像ではなかった場合、プロセス５００は５０６へ戻り、そこでナビゲーションプロセッサ１０８は、駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きいか否かを判定する。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］よりも大きい場合、プロセス５００は５１４へ進み、そこでプロセス５００は終了し、駆動電流は、プロセス５００が開始されたときに取得された駆動電流値に設定される。駆動電流値が［以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値］以下であった場合、プロセス５００は５０８へ戻り、その駆動電流を使用して画像を取得する。５２０において、良い画像が第Ｍの良い画像であった場合、部分的な再較正プロセス５００は終了する。
【００６６】
部分的な再較正プロセス５００の上記の実施形態において、部分的な再較正プロセスは、短い休止時間に入るたびに一回だけしか実施されない。この実施形態では、部分的な再較正プロセス５００は、光学ポインティングデバイス１００が再駆動され、次の短い休止期間に入った後、開始することができる。再較正プロセス５００は、非常に短い休止時間の後に開始される。この休止時間は、完全な再較正プロセス４００を開始するための閾値として使用される長い休止時間に比べて非常に短い（例えば、短い休止時間の一例は１０秒である）。ただし、部分的な再較正プロセス５００は、使用可能な駆動電流値として、［（以前の駆動電流−Ｐ×ステップ電流値）＋電流パッド値］から［（以前の電流値＋（Ｐ−Ｑ）×ステップ電流値）＋電流パッド値］までの駆動電流値しか考慮しない。例えば、Ｐが５で、Ｑが２で、電流パッド値がステップ電流値に等しい実施形態の場合、良い画像を得るために９個の駆動電流値（すなわち、以前の駆動電流−４ステップ、以前の駆動電流−３ステップ、以前の駆動電流−２ステップ、以前の駆動電流−１ステップ、以前の駆動電流、以前の駆動電流＋１ステップ、以前の駆動電流＋２ステップ、以前の駆動電流＋３ステップ、及び、以前の駆動電流＋４ステップ）を考慮する場合がある。
【００６７】
上記の初期自己較正プロセス３００、完全な再較正プロセス４００、及び、部分的な再較正プロセス５００、並びに、適当な自己較正プロセスの他の実施形態は、プログラム可能な不揮発性メモリを使用しなくても、また、光学ポインティングデバイス１００の製造時に較正を行わなくても、実施することが可能である。また、これらの較正の実施形態は、光学ポインティングデバイスが使用されるどのような面においても繰り返すことができる。再較正プロセスの実施形態は、光学ポインティングデバイスの光源に加わる動作温度の影響を軽減する。また、上記の実施形態は全て、製造プロセスが単純化されているため、光学ポインティングデバイスの製造コストや製造時間を減らすことができる。
【００６８】
上記の実施形態において、自己較正プロセス３００、完全な再較正プロセス４００、部分的な再較正プロセス５００、光源パルスモード動作の制御、及び、駆動電流の動作モード調節は、光学ポインティングデバイス１００のナビゲーションプロセッサ１０８によって実施される。他の実施形態では、駆動電流制御機能を実施するナビゲーションプロセッサ１０８の他に、又はそれに加えて、ナビゲーションセンサＩＣ１０２の外にあるプロセッサが、駆動電流制御機能を実施する場合がある。光学ポインティングデバイス１００によって実施されるこれらの電流制御機能及び他の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び、それらの組み合わせのいずれによって実施してもよいことが、当業者には分かるであろう。実施形態は、マイクロプロセッサによるものでも、プログラマブルロジックデバイスによるものでも、ステートマシンによるものであってもよい。本発明の構成要素は、ソフトウェアとして１以上のコンピュータ読取可能媒体に入れてもよい。本明細書で使用されるようなコンピュータ読取可能媒体という用語は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）といった、任意の種類の揮発性又は不揮発性のメモリを含む。
【００６９】
特定の実施形態について図示説明してきたが、本発明の範囲から外れることなく、図示説明したそれらの実施形態に代えて、種々の代替実施形態、及び／又は、等価実施形態を使用することも可能であることは、当業者には明らかであろう。本願は、本明細書で説明した特定の実施形態の任意の変形及び変更を含めることを意図している。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその均等によってのみ制限されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】一実施形態による光学ポインティングデバイスの主要構成要素を示すブロック図である。
【図２】種々のＶＣＳＥＬについて、光出力パワーと駆動電流の関係をプロットしたグラフである。
【図３】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための初期較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【図４】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための完全な再較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【図５】光学ポインティングデバイスの光源に駆動電流を供給するための部分的な再較正プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより、反射画像を生成するように構成された光源と、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、前記撮像面と光学ポインティングデバイスとの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成されたナビゲーションセンサと、
前記光源に駆動電流を供給するように構成された光源駆動回路と、
前記光源駆動回路を制御し、選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するように構成された駆動電流コントローラと
からなる光学ポインティングデバイス。
【請求項２】
前記光源はレーザーからなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項３】
前記光源は、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）からなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項４】
前記光源は、広帯域の光を生成するように構成された広帯域光源と、前記広帯域の光をフィルタリングし、少なくとも一部コヒーレントな光を出力するように構成された狭帯域フィルタとからなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項５】
前記ナビゲーションセンサは、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの前記駆動電流のパルスを出力するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項６】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて生成されたデジタル画像がナビゲーションセンサを飽和させる場合に、動作モードにおける前記駆動電流を減らすように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項７】
前記ナビゲーションセンサは、該ナビゲーションセンサにおいてリセット条件が発生した後、前記駆動電流を較正するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項８】
前記ナビゲーションセンサは、駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、使用可能な駆動電流値を循環使用するように構成される、請求項７に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項９】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項８に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記ナビゲーションセンサは、前記光学ポインティングデバイスが休止している選択された休止時間の後、前記駆動電流を較正するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１１】
前記選択された休止時間は、前記光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を回避するように選択される、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１２】
前記ナビゲーションセンサは、前記駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、使用可能な駆動電流値を１回だけ循環使用するように構成される、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１３】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像を生成する使用可能な駆動電流値が存在しない場合、選択された休止時間の後、前記駆動電流値を前記較正が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定するように構成される、請求項１２に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１４】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項１２に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１５】
前記ナビゲーションセンサは、駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、選択された数の駆動電流値を循環使用するように構成され、前記選択された数は前記使用可能な駆動電流値全部の数よりも小さい数である、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１６】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像を生成する使用可能な駆動電流値が前記選択された数の駆動電流値の中に存在しない場合、選択された休止時間の後、前記駆動電流値を前記較正が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定するように構成される、請求項１５に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１７】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項１５に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１８】
前記ナビゲーションセンサは、前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１９】
前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方は、前記ナビゲーションセンサの外に配置される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２０】
光学ポインティングデバイスを動作させる方法であって、
光源に駆動電流を供給するステップと、
前記駆動電流に応じた前記光源からの少なくとも一部コヒーレントな光で撮像面を照明することにより反射画像を生成するステップと、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成するステップと、
前記デジタル画像に基づいて移動データを生成するステップと、
選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するステップと
からなる方法。
【請求項２１】
スクリーンポインタの位置を制御するための移動データを生成するナビゲーションセンサであって、
駆動電流を生成するように構成された光源駆動回路と、
前記駆動電流に応じた少なくとも一部コヒーレントな光によって生成される撮像面からの反射画像を検出ように構成されたセンサアレイと、
前記センサアレイの出力に基づいてデジタル画像を生成するように構成されたアナログデジタルコンバータと、
前記デジタル画像に基づいて移動データを生成し、前記光源駆動回路に所望の駆動電流値を供給し、選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するように構成されたプロセッサと
からなるナビゲーションセンサ。
【請求項２２】
前記プロセッサは、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記光源駆動回路を制御して、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成される、請求項２１に記載のナビゲーションセンサ。
【請求項２３】
駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより反射画像を生成するように構成された光源と、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記デジタル画像に基づいて、前記撮像面と光学ポインティングデバイスとの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成されたナビゲーションセンサと、
前記光源に駆動電流を供給するように構成された光源駆動回路と、
前記光源駆動回路を制御し、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成された駆動電流コントローラと
からなる光学ポインティングデバイス。
【請求項２４】
前記ナビゲーションセンサは、前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方を含む、請求項２３に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２５】
前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方は、前記ナビゲーションセンサの外部に配置される、請求項２３に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２６】
スクリーンポインタの位置を制御するための移動データを生成するナビゲーションセンサであって、
駆動電流を生成するように構成された光源駆動回路と、
前記駆動電流に応じた少なくとも一部コヒーレントな光によって生成される撮像面からの反射画像を検出するように構成されたセンサアレイと、
前記センサアレイの出力に基づいてデジタル画像を表わすデジタル値を生成するように構成されたアナログデジタルコンバータと、
或るフレームレートの前記デジタル値のフレームを取得し、取得したフレームに基づいて移動データを生成し、前記光源駆動回路を制御して、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成されたプロセッサと
からなるナビゲーションセンサ。
【請求項１】
駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより、反射画像を生成するように構成された光源と、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、該デジタル画像に基づいて、前記撮像面と光学ポインティングデバイスとの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成されたナビゲーションセンサと、
前記光源に駆動電流を供給するように構成された光源駆動回路と、
前記光源駆動回路を制御し、選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するように構成された駆動電流コントローラと
からなる光学ポインティングデバイス。
【請求項２】
前記光源はレーザーからなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項３】
前記光源は、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）からなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項４】
前記光源は、広帯域の光を生成するように構成された広帯域光源と、前記広帯域の光をフィルタリングし、少なくとも一部コヒーレントな光を出力するように構成された狭帯域フィルタとからなる、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項５】
前記ナビゲーションセンサは、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの前記駆動電流のパルスを出力するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項６】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて生成されたデジタル画像がナビゲーションセンサを飽和させる場合に、動作モードにおける前記駆動電流を減らすように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項７】
前記ナビゲーションセンサは、該ナビゲーションセンサにおいてリセット条件が発生した後、前記駆動電流を較正するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項８】
前記ナビゲーションセンサは、駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、使用可能な駆動電流値を循環使用するように構成される、請求項７に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項９】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項８に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記ナビゲーションセンサは、前記光学ポインティングデバイスが休止している選択された休止時間の後、前記駆動電流を較正するように構成される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１１】
前記選択された休止時間は、前記光学ポインティングデバイスのユーザの混乱を回避するように選択される、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１２】
前記ナビゲーションセンサは、前記駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、使用可能な駆動電流値を１回だけ循環使用するように構成される、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１３】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像を生成する使用可能な駆動電流値が存在しない場合、選択された休止時間の後、前記駆動電流値を前記較正が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定するように構成される、請求項１２に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１４】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項１２に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１５】
前記ナビゲーションセンサは、駆動電流値のうちの１つによって前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像が生成されるまで、選択された数の駆動電流値を循環使用するように構成され、前記選択された数は前記使用可能な駆動電流値全部の数よりも小さい数である、請求項１０に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１６】
前記ナビゲーションセンサは、前記反射画像に基づいて適当な質のデジタル画像を生成する使用可能な駆動電流値が前記選択された数の駆動電流値の中に存在しない場合、選択された休止時間の後、前記駆動電流値を前記較正が開始されたときに取得された以前の駆動電流値に設定するように構成される、請求項１５に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１７】
前記ナビゲーションセンサは、前記デジタル画像、前記デジタル画像の測定平均ピクセル値、前記デジタル画像の測定最小ピクセル値、前記デジタル画像の測定ピクセル比値、及び、前記デジタル画像の測定最大ピクセル値から導出されたナビゲーション適合度測定値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記デジタル画像が適当な質のデジタル画像であるか否かを判定するように構成される、請求項１５に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１８】
前記ナビゲーションセンサは、前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項１９】
前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方は、前記ナビゲーションセンサの外に配置される、請求項１に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２０】
光学ポインティングデバイスを動作させる方法であって、
光源に駆動電流を供給するステップと、
前記駆動電流に応じた前記光源からの少なくとも一部コヒーレントな光で撮像面を照明することにより反射画像を生成するステップと、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成するステップと、
前記デジタル画像に基づいて移動データを生成するステップと、
選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するステップと
からなる方法。
【請求項２１】
スクリーンポインタの位置を制御するための移動データを生成するナビゲーションセンサであって、
駆動電流を生成するように構成された光源駆動回路と、
前記駆動電流に応じた少なくとも一部コヒーレントな光によって生成される撮像面からの反射画像を検出ように構成されたセンサアレイと、
前記センサアレイの出力に基づいてデジタル画像を生成するように構成されたアナログデジタルコンバータと、
前記デジタル画像に基づいて移動データを生成し、前記光源駆動回路に所望の駆動電流値を供給し、選択されたデジタル画像に基づいて前記駆動電流を較正するように構成されたプロセッサと
からなるナビゲーションセンサ。
【請求項２２】
前記プロセッサは、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記光源駆動回路を制御して、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成される、請求項２１に記載のナビゲーションセンサ。
【請求項２３】
駆動電流に応じて少なくとも一部コヒーレントな光を生成し、撮像面を照明することにより反射画像を生成するように構成された光源と、
前記反射画像に基づいてデジタル画像を生成し、或るフレームレートの前記デジタル画像のフレームを取得し、前記デジタル画像に基づいて、前記撮像面と光学ポインティングデバイスとの間の相対移動を示す移動データを生成するように構成されたナビゲーションセンサと、
前記光源に駆動電流を供給するように構成された光源駆動回路と、
前記光源駆動回路を制御し、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成された駆動電流コントローラと
からなる光学ポインティングデバイス。
【請求項２４】
前記ナビゲーションセンサは、前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方を含む、請求項２３に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２５】
前記光源駆動回路及び前記駆動電流コントローラのうちの少なくとも一方は、前記ナビゲーションセンサの外部に配置される、請求項２３に記載の光学ポインティングデバイス。
【請求項２６】
スクリーンポインタの位置を制御するための移動データを生成するナビゲーションセンサであって、
駆動電流を生成するように構成された光源駆動回路と、
前記駆動電流に応じた少なくとも一部コヒーレントな光によって生成される撮像面からの反射画像を検出するように構成されたセンサアレイと、
前記センサアレイの出力に基づいてデジタル画像を表わすデジタル値を生成するように構成されたアナログデジタルコンバータと、
或るフレームレートの前記デジタル値のフレームを取得し、取得したフレームに基づいて移動データを生成し、前記光源駆動回路を制御して、前記フレームレートに同期したデューティサイクルの駆動電流のパルスを出力させるように構成されたプロセッサと
からなるナビゲーションセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３１３５５２（Ｐ２００６−３１３５５２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−１２８８７３（Ｐ２００６−１２８８７３）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８８７３（Ｐ２００６−１２８８７３）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
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