(57)【要約】  【課題】比較的単純な構成ながら、光学的位置検出を正確に且つ迅速に行うことのできる位置指示装置及びその動作方法を提供する。  【解決手段】照明スポット整列化実行方法は、撮像アレイ装置により画像を捕捉するステップと、画像を評価し、照明スポットの大きさと位置を割り出すステップと、照明スポットの大きさと位置を識別する座標を記憶するステップとを有する。【選択図】図２
2005310142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明スポット整列化実行方法であって、
撮像アレイ装置により画像を捕捉するステップと、
前記画像を評価し、照明スポットの大きさと位置を割り出すステップと、
前記照明スポットの大きさと位置を識別する座標を記憶するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記画像の評価ステップは、所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所でのピーク照明強度及び境界を設定するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記照明スポットの大きさと位置を識別する前記座標は、前記撮像アレイ装置の小集合を規定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画像の捕捉は、反射面上に配置した光学式マウスにより行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記座標は、前記撮像アレイ装置が用いるメモリ内に記憶され、動き検出に使用する照明スポットを割り出すことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
撮像アレイ装置と、
前記撮像アレイ装置からのデータに対しデータ路を選択する初期化選択器と、
前記位置指示装置が特別モードにあるときに前記撮像アレイ装置からデータを受信する照明スポット識別器で、前記撮像アレイ装置の小集合を照明スポット内に在るものとして識別する前記識別器とを備えることを特徴とする位置指示装置。
【請求項７】
表面からの反射時に前記画像配列が検出する光を照射する照明装置をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の位置指示装置。
【請求項８】
前記位置指示装置が特別モードにないときに前記画像配列から前記データを受信する動き検出器をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の位置指示装置。
【請求項９】
前記照明スポット内の画像配列の小集合を識別する座標を記憶させるメモリをさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の位置指示装置。
【請求項１０】
前記位置指示装置が特別モードにあるときには、前記画像配列は該画像配列内の全画素についてデータを出力し、前記位置指示装置が前記特別なモードにないときには、前記画像配列は前記照明スポット内の前記画像配列内の画素についてだけデータを出力することを特徴とする、請求項６に記載の位置指示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式マウスの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
或る種の光学式マウスには、画素の撮像アレイ装置として、光学式マウスの下側に配置され、略任意の微細生地や微細細部を有する作業面の空間的特徴を撮像することのできる光検出器を備える。光検出器の応答は、ディジタル化してフレームの形式でメモリ内に記憶される。光学式マウスの動きによって、画素情報の変換パターンからなる連続フレームが生成される。連続フレームは、相互相関により比較され動きの方向と量が確認される。この種の光学式マウスの詳細の例は、特許文献１に記載される。また、光学式マウスの標準的機能或いは類似機能を実装する手法に関しては、特許文献１に加えて、特許文献２乃至４に記載されている。
【特許文献１】米国再審査特許第６，２８１，８８２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６４４，１３９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５７８，８１３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７８６，８０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学式マウスや光学的誘導検出を要する同様の位置指示装置に必要とされる撮像及び操作追尾動作は、画素列全体の均一な照明が行われるかという点に大きく依存する。均一な照明は、画素列と照明装置と付随光学系とを慎重に整列させることにより実現される。この種の慎重な整列化は、製造の見地からコスト高になる傾向にある。そこで本発明は、かかる課題を解決するための、改良された位置支持装置、及びその動作方法を提供することをその目的とする。即ち、本発明は、比較的単純な構成ながら、光学的位置検出を正確に且つ迅速に行うことのできる位置指示装置及びその動作方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による位置支持装置の作用の一つとして、画像配列による画像の捕捉により照明スポット整列化が行われる。画像は、照明スポットの大きさと位置を割り出すべく評価され、照明スポットの大きさと位置を特定する座標が記憶される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適実施形態となる位置指示装置及びその動作方法について詳細に説明する。図１は、位置指示装置１０の概略底面図である。例えば、位置指示装置１０は光学式マウスである。位置指示装置１０は、下敷き面に当接させるのに低摩擦ガイド１４と低摩擦ガイド１５と低摩擦ガイド１６を用いる。接続ケーブル１２と張力逃しブッシュ１１も図示される。位置指示装置１０を無線マウスとした場合は、接続ケーブル１２は省略され得る。
【０００６】
オリフィス１３内には、照明装置１７と撮像アレイ装置１８が図示される。必要な或いは所望の様々な光学系が、照明装置１７及び／又は撮像アレイ装置１８に含まれる。照明装置１７としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や赤外（ＩＲ）ＬＥＤ或いはレーザを用いた装置が実装される。
【０００７】
図２は、光学式誘導検出システムの簡易ブロック線図である。撮像アレイ装置１８として実装されるのは、例えば、３２×３２の光検出器列アレイである。他の配列寸法を用いることもできる。
【０００８】
アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２１は、撮像アレイ装置１８からアナログ信号を受信し、この信号をディジタルデータへ変換する。例えば、撮像アレイ装置１８とＡＤＣ２１の間のインタフェースはシリアルインタフェースとされる。他の場合には、撮像アレイ装置１８とＡＤＣ２１の間のインタフェースはパラレルインタフェースとされても良い。
【０００９】
自動利得制御（ＡＧＣ）２２は、ＡＤＣ２１から受信したディジタルデータを評価し、撮像アレイ装置内１８のシャッタ速度と利得調整を制御する。これは、例えば撮像アレイ装置１８が捕捉する画像の飽和や露出不足を防止するため行う。
【００１０】
相互相関器２６は、ＡＤＣ２１からのディジタルデータを評価し、畳み込みを実行して画像の重なりを算出し、動きを検出すべく画像間のピーク遷移を割り出す。誘導器２７は相互相関器２６からの結果を取り込み、出力端子２８上に在る差分ｘの値を割り出し、出力端子２９に在る差分ｙの値を割り出す。
【００１１】
既存の光学式マウスは、撮像アレイ装置１８と同一か又は同様の機能と、ＡＤＣ２１と、ＡＧＣ２２と、相互相関器２６と、誘導器２７とを含む。光学式マウスのこの標準的機能或いは類似機能を実装する仕方のさらなる情報は、米国特許第５，６４４，１３９号明細書、米国特許第５，５７８，８１３号明細書、米国特許第５，７８６，８０４号明細書及び／又は米国特許第６，２８１，８８号再審査特許証明書を参照し得る。
【００１２】
初期化ブロック２４は、位置指示装置１０が照明スポット識別モードにあるかどうか判断すべく検査する。例えば、位置指示装置１０は位置指示装置１０内のスイッチを切り換えることで照明スポット識別モードに置かれる。例えば、位置指示装置１０のエンドユーザはスイッチを利用できない。位置指示装置１０が照明スポット識別モードにないときは、ＡＤＣ２１からのディジタルデータは、相互相関器２６へ直接転送され、位置指示装置１０は、通常モードへ進んで動きを追尾する。位置指示装置１０の通常作動（例えば、照明スポット識別モードにない）期間中、メモリ２３内のデータが定める境界ボックス内にある撮像アレイ装置１８の画素だけがＡＤＣ２１へ転送され、動き／位置追尾用に用いられる。
【００１３】
位置指示装置１０が照明スポット識別モードにあるときは、ＡＤＣ２１からのディジタルデータは遮られ、照明スポット識別ブロック２５へ送られる。撮像アレイ装置１８内の全画素からのデータは、位置指示装置１０が照明スポット識別モードにあるときに用いられる。照明スポット識別ブロック２５は、受信データを用いた照明スポット整列化を実行する。
【００１４】
例えば、照明スポット識別ブロック２５は、撮像アレイ装置１８が検出する光のピーク照明強度の位置を見出す。照明スポット識別ブロック２５は、そこで所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所に境界を割り出す。例えば、所定百分比は５０％である。他の場合には、所定百分比は光学式位置指示装置１０の実装に用いる部品に応じかつ／又は所望解像度に応じて変えることができる。
【００１５】
検出されたピーク照明強度と境界の配置に基づき、境界ボックスに関する座標を割り出す。境界ボックスに関する座標は、メモリ２３内に記憶される。例えば、記憶した座標は境界ボックスの二つの隅（例えば、ボックスの左下手隅やボックスの右上手隅）に関するｘ，ｙ座標の形とすることができる。他の場合には、記憶した座標は、単一のｘ、ｙ座標（例えば、ボックスの左下手隅やボックスの右上手隅やボックスの中心等）や、境界ボックスのｘ長とｙ長の形とすることができる。他の場合には、座標は境界ボックスを規定する任意種の座標とすることもできる。
【００１６】
図３は、照明スポット識別ブロック２５が実行する照明スポット整列化を様々に例示するものである。配列域４１は、撮像アレイ装置１８の全画素が被覆する全領域を表わす。照明スポット識別ブロック２５は、所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所にピーク照明強度４２と境界４３を配置する。検出されたピーク照明強度４２と境界４３から、照明スポット識別ブロック２５は境界ボックス４４についての座標を生成する。境界ボックス４４は、撮像アレイ装置１８の画素小集合だけを含む。
【００１７】
同様に、配列域５１は、撮像アレイ装置１８の全画素が覆う全領域を表わす。照明スポット識別ブロック２５は、所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所にピーク照明強度５２と境界５３を配置する。検出されたピーク照明強度５２と境界５３から、照明スポット識別は境界ボックス５４についての座標を生成する。境界ボックス５４は、撮像アレイ装置１８の画素小集合だけを含む。
【００１８】
同様に、配列域６１は撮像アレイ装置１８の全画素が覆う全領域を表わす。照明スポット識別ブロック２５は、所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所にピーク照明強度６２と境界６３を配置する。検出されたピーク照明強度６２と境界６３から、照明スポット識別が境界ボックス６４に関する座標を生成する。境界ボックス６４は、撮像アレイ装置１８の画素小集合だけを含む。
【００１９】
図４は、製造工程中の照明スポット整列化を例示する簡易フローチャートである。ブロック３１において、光学式マウス等の位置指示装置の最終組立を行なう。ブロック３２において、位置指示装置を特に照明スポット整列化の実行に用いる反射面に配置する。この種の特定の反射面の使用が、初期化結果における均質性を保証する。
【００２０】
ブロック３３において、照明スポット識別モード内にある期間中に位置指示装置は画像を捕捉する。捕捉画像は、撮像アレイ装置内の全ての画素を用いて捕捉される。
【００２１】
ブロック３４では、位置指示装置は画像を評価し、照明スポットの大きさと位置を割り出す。例えば、位置指示装置は所定百分比のピーク照明強度を生ずる箇所にピーク照明強度と境界を配置する。これにより、照明スポットの大きさと中心の算出が可能になる。ブロック３５において、スポットの大きさに関する座標を撮像アレイ装置による使用へ向けメモリ内に記憶させる。
【００２２】
上述の実施形態に即して本発明を説明すると、本発明は、照明スポット整列化実行方法であって、撮像アレイ装置（１８）により画像を捕捉するステップと、画像を評価し、照明スポットの大きさと位置を割り出すステップと、照明スポットの大きさと位置を識別する座標を記憶するステップとを有することを特徴とする方法を提供する。
【００２３】
好ましくは、画像の評価ステップは、所定百分比のピーク照明強度（４２，５２，６２）を生ずる箇所でのピーク照明強度（４２，５２，６２）、及び境界（４３，５３，６３）を設定するステップを含む。
【００２４】
好ましくは、照明スポットの大きさと位置を識別する座標は、撮像アレイ装置（１８）の小集合を規定する。
【００２５】
好ましくは、画像の捕捉は、反射面上に配置した光学式マウス（１０）により行なわれる。
【００２６】
好ましくは、座標は、撮像アレイ装置（１８）が用いるメモリ（２３）内に記憶され、動き検出に使用する照明スポットを割り出す。
【００２７】
更に、本発明は、撮像アレイ装置（１８）と、撮像アレイ装置（１８）からのデータに対しデータ路を選択する初期化選択器（２４）と、位置指示装置（１０）が特別モードにあるときに撮像アレイ装置（１８）からデータを受信する照明スポット識別器（２５）で、撮像アレイ装置（１８）の小集合を照明スポット内に在るものとして識別する識別器とを備える位置指示装置を提供する。
【００２８】
好ましくは、表面からの反射時に画像配列（１８）が検出する光を照射する照明装置（１７）をさらに備える。
【００２９】
好ましくは、位置指示装置（１０）が特別モードにないときに画像配列（１８）からデータを受信する動き検出器（２６，２７）をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、照明スポット内の画像配列（１８）の小集合を識別する座標を記憶させるメモリ（２３）をさらに備える。
【００３１】
好ましくは、位置指示装置（１０）が特別モードにあるときには、画像配列（１８）は画像配列（１８）内の全画素についてデータを出力し、位置指示装置（１０）が特別なモードにないときには、画像配列（１８）は照明スポット内の画像配列（１８）内の画素についてだけデータを出力する。
【００３２】
前述の記載は、本発明の単なる例示的方法と実施形態を開示し説明するものである。当事者には言うまでもなく、本発明はその趣旨と必須の特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。従って、本発明の開示は請求項に記載した本発明範囲を限定するのではなく、例示を意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】位置指示装置の概略底面図である。
【図２】本発明の一実施形態になる光学式誘導検出システムの簡易ブロック線図である。
【図３】本発明の一実施形態になる照明スポット整列化較正を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態になる照明スポット整列化を示す簡易フローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  位置指示装置
１１  ブッシュ
１２  接続ケーブル
１３  オリフィス
１４，１５，１６  低摩擦ガイド
１７  照明装置
１８  撮像アレイ装置
２１  アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）
２２  自動利得制御（ＡＧＣ）
２３  メモリ
２４  初期化ブロック
２５  照明スポット識別ブロック
２６  相互相関器
２７  誘導器
２８  出力端子
４１  配列域
４２  ピーク照明強度
４３  境界
４４  境界ボックス
５１  配列域
５２  ピーク照明強度
５３  境界
５４  境界ボックス
６１  配列域
６２  ピーク照明強度
６３  境界
６４  境界ボックス
【図１】
2005310142.tif 000003
【図２】
2005310142.tif 000004
【図３】
2005310142.tif 000005
【図４】
2005310142.tif 000006