CN1950789A

CN1950789A - 光输入和/或控制设备

Info

Publication number: CN1950789A
Application number: CNA2005800136354A
Authority: CN
Inventors: L·M·H·科本; B·H·W·亨德里克斯; S·凯帕; W·M·明纳格哈
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2007-04-18
Also published as: JP2007537510A; KR20070011396A; WO2005106614A2; TWM288682U; US20070165130A1; EP1745350A2; WO2005106614A3

Abstract

一种光学输入和/或控制设备，用于手动地选择性控制和/或操纵例如图像获取设备或计算机设备的可变功能，该光学输入和/或控制设备具有透明窗口(12)，其上会聚来自二极管激光器(3)的辐射。当物体例如用户手指(15)在窗口(12)上运动时，部分散射的辐射再次进入该激光腔，该部分散射的辐射其频率由于手指(15)运动造成多普勒频移。利用二极管激光器(3)的自混合效应测量相对运动，这是一种现象，即由激光器(3)发射以及再次进入激光腔的辐射导致了激光增益中的变化，因此导致由激光器(3)发射的辐射变化。这种变化可以被光电二极管(4)检测，光电二极管(4)将辐射变化转变为电信号，且配置有处理该信号的电子电路。

Description

光输入和/或控制设备

本发明涉及一种光输入和/或控制设备，用于各种功能的选择性操纵和/或控制，这类设备包括用于测量物体和所述传感器之间相对运动的相对运动传感器，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束及以此照亮物体，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量所述激光腔操作中的变化，所述变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置。

这种类型的相对运动传感器在国际专利申请No.WO02/37410中已经公开了，其描述了一种具有透明窗口的光学输入设备，在其上会聚了来自二极管激光器的辐射。当物体，例如用户的手指，在窗口上运动时，由该物体散射的部分辐射，其频率由于物体运动而产生多普勒频移，再次进入该激光腔。输入设备和物体的相对运动利用在二极管激光器中的所谓自混合效应(selfmixing effect)而被测量。这是一种现象，即由二极管激光器发射的以及再次进入二极管激光器的空腔的辐射导致了激光增益中的变化，且因此导致激光器发射的辐射变化。这种变化可以被光电二极管检测，其将辐射变化转变为电信号，且具有处理该信号的电子电路。

在上述文件中描述的配置的特定典型实施例中，相对运动传感器可以被用来提供一种对传统输入设备的机械轨迹球功能或计算机鼠标的光学替换。

本发明的一个目的是提供一种用于各种选择性地可动和可控功能的光输入和/或控制装置，其比它们的机械对应物(counterpart)更可靠和耐用。

根据本发明的第一方面，提供了一种图像获取设备，包括一个或多个可变光学功能，且其中所述可变光学功能通过相对运动传感器形式的控制设备和/或光输入而被选择性地操纵和/或控制，用于沿着至少一个测量轴而测量物体和所述传感器之间的相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束并且照亮物体，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量在所述激光腔的操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中所述可变光学功能通过所述物体和所述传感器之间相对运动而被选择性地操纵和/或控制。

本发明的第一方面还扩展到一种选择性地操纵和/或控制如上定义的图像获取设备的一个或多个光学功能的方法。本发明的第一方面还扩展到包含如上定义的图像获取设备的便携式电信设备。

在优选实施例中，光输入和/或控制设备被布置和配置为允许可变聚焦透镜的选择性手动控制，和/或选择性切换开和关滤波器，例如红外滤波器等。

根据本发明的第二方面，提供了一种光输入和/或控制设备，包括一个或多个光操纵装置用于利用所述光输入设备而选择一个或多个功能，每个操纵装置包括相对运动传感器，用于沿着至少一个测量轴而测量用户的手指和所述传感器之间相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器，用于生成测量光束及以此照亮所述用户的手指，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置，用于测量在所述激光腔操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中每个光学操纵装置通过所述用户的手指相对于所述相对运动传感器的运动、以模拟类似机械操纵装置的操纵方式而可操作。

本发明的第二方面还扩展到一种利用如上定义的光输入设备而选择一个或多个功能的方法，该方法包括以模拟类似机械操纵装置的操纵方式，相对于相对运动传感器移动用户的手指。

在一个实施例中，设备优选地包括第一和第二光操纵装置，以与机械击键实质上类似的方式，其中第一和第二光操纵装置被单独地布置并配置为通过沿轴的手指和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与手指表面垂直，光操纵装置还以与机械滚轮实质上类似的方式，被布置和配置为确定和响应在实质上平行手指表面的方向上的手指和传感器运动的滚动动作。

在第一和第二方面的情况中，沿着至少一个测量轴的运动方向可以通过确定代表激光腔操作中的所述变化的信号形状而检测。可替换地，沿着至少一个测量轴的运动方向可以通过提供具有周期性变化电流的激光腔和相互比较第一和第二测量信号而被确定，其中第一和第二测量信号分别在交替的第一半周期和第二半周期期间生成。在优选的实施例中，这些第一和第二测量信号可以是相互减去的。

在典型实施例中，相对运动传感器可以被布置和配置为通过沿轴的物体和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与物体表面垂直。在另一个实施例中，相对运动传感器可以被布置和配置为确定和响应在平行物体表面的方向上物体和传感器之间的相互滚动动作。一个或多个相对运动传感器还被布置和配置为，通过在实质上平行物体表面的第一方向上和在实质上垂直物体表面的第二方向上物体和传感器之间的相对运动，来确定和响应点击动作和滚动动作，如本申请所要求保护的。

相对运动可以通过测量激光腔的阻抗和/或激光辐射的强度而被测量。

从这里所述的实施例，或者参考这里所述的实施例，本发明的这些和其他方面将会更明显。

通过举例的方式和参考附图，现在将描述本发明的实施例，其中：

附图1是可变透镜的示意图；

附图2是根据本发明典型实施例的用在图像获取设备中的控制设备的示意性截面图；

附图3是附图2的设备的平面图；

附图4示意性地示出了附图2和3的控制设备的测量方法的原理；

附图5示出了作为设备和物体之间相对运动函数的光频变化和激光腔的增益；

附图6示出了测量这种变化的方法；

附图7是计算机鼠标的示意性底视图，包括代替传统轨迹球传感器的单一光学相对运动传感器；和

附图8是计算机鼠标的示意性平面图，包括代替传统“点击”按键的两个光学相对运动传感器操作。

在例如移动电话等各种便携式设备中的图像获取设备的小型化和安装需求目前正在逐渐增加。当前，正在使用具有相对低分辨率(即大约640×480像素的像素密度)的图像获取设备，结果并没有真正提供聚焦功能，且使用的透镜倾向于是定焦透镜。

然而，由于像素密度是增加到兆像素密度，变得十分需要提供一些形式的聚焦功能，以开发这种高像素密度的全部能力。在图像获取设备的领域中已知了自动聚焦功能，在很多情况下，足够自动地重调***的焦距，使得通常不需要手动调节。然而，在周围光强低时(对比度低)，或者在背后照明条件下，这种类型的自动聚焦功能在操作上不能再满足要求，使得需要提供手动聚焦功能。此外，如果提供了变焦距透镜，需要提供放大比的手动调节。

为了解决这些问题，可以提供可变聚焦透镜，特别适合用于提供便携式图形获取应用的聚焦和/或变焦距透镜，例如国际专利申请No.WO03/069380中所公开的。参考附图的图1，这篇文件描述了一种可变聚焦透镜，包括第一流体A和与凹凸透镜上面接触的第二非易混合流体B。通过流体接触层210从流体分离的第一电极202，以及与第一流体接触的第二电极212以产生电润湿效应，由此凹凸透镜214的形状被改变。

此外，在图像获取设备的情况中，已知的是，对于红外线图像的影响，尽管人眼能够自动地校准，但是传统的图像获取设备不能自动地校准。因此，已经提出了要提供一种红外滤波器，通过过滤出这种光来校准对红外光图像的影响。然而，这样减少了实质上到达照相机的光的数量，使得当周围光强低时(例如在夜里)，非常需要关闭红外滤波器。

在所有这些情况中，产生了一个问题，这种选择性的功能是怎样***纵和/或被控制的，特别是在小型化的图像获取设备和结合在便携式电信设备中的类似设备中，其中空间节省是个关键的问题。具有机械控制***(滚动和点击)，但是这些不会消耗太多适于应用的空间，例如上述的那些。另外，这种设备对于污染是很敏感的，且常常看起来或感觉上没有吸引力。

因此，本发明第一方面的目的提供一种小型手动控制设备，用于选择性操纵和/或控制在图像获取设备中的各种功能，特别适于包含便携式电信设备等，在典型的实施例中，本发明特别关注于提供在应用中使用的小型手动控制设备，例如手动控制聚焦和/或变焦距透镜，例如上述电润湿透镜，或者红外滤波器的选择性开和关，由此控制设备变得紧凑，且基本上对污染不敏感。

为了达到这个目的，提出了具有的控制设备，二极管激光器的辐射会聚在透明窗口上。当物体例如用户的手指在窗口上运动时，由该物体散射的部分辐射再次进入该激光腔，该散射的部分辐射其频率由于物体运动产生多普勒频移。输入设备和物体的相对运动利用在二极管激光器中的所谓自混合效应而被测量。这是一种现象，即由二极管激光器发射的以及再次进入二极管激光器空腔的辐射导致了激光增益的变化，且因此导致激光器发射的辐射变化。这种变化可以被光电二极管检测，其将辐射变化转变为电信号，且配置有处理该信号的电子电路。

参考附图的图2到6，现在将描述在本发明的典型实施例中使用的这种控制设备的操作原理和一般结构。

附图2是输入或控制设备的图解截面图。设备包括在下侧的底板1，在VCSEL类型激光器的这个实施例中是二极管激光器的载体；以及检测器，例如光电二极管。在附图2中，仅仅可以看见一个二极管激光器3和其相关的光电二极管4，但是通常在底板上还提供至少第二二极管激光器5和相关检测器6，如附图3中所示的装置的顶视图。二极管激光器3和5分别发射激光光束或测量光束13和17。在其上侧，设备具有透明窗口12，物体15例如人手指可以在透明窗口12上移动。例如平凸透镜的透镜10被配置在二极管激光器和窗口之间。这个透镜在透明窗口的上侧处或靠近上侧处聚焦激光光束13和17。如果在这个位置出现了物体15，则物体15散射光束13。光束13的一部分辐射在照明光束13的方向上被散射，且这部分在二极管激光器3的发射表面上被透镜10会聚并且再次进入这个激光器的空腔。如此后描述的，在空腔中返回辐射产生了空腔中的变化，特别是导致了由二极管激光器发射的激光辐射强度的变化。这种变化可以由光电二极管4检测，其将辐射变化转换为电信号，电子电路18用于处理这个信号。照明光束17还被聚焦在物体上，由此散射，且部分散射的辐射再次进入到二极管激光器5的空腔。在附图2和3中所示的用于光电二极管6的信号的电路18和19仅仅是说明性目的，可以或多或少是常规电路。如附图3中所示，这个电路是互连的。

附图4示出了当使用配置在激光器后部面的水平发射二极管激光器和监测器光电二极管时根据本发明的输入设备原理和测量方法。在附图中，二极管激光器，例如二极管激光器3示意性地分别由它的空腔20和它的前部和后部面，或者是激光反射镜21和22而表示。空腔具有长度L。物体(将测量其移动)由附图标记15表示。在这个物体和前部面21之间的空间形成了外部空腔，其具有长度L₀。通过前部面发射的激光束由附图标记25表示，以及由在前部面的方向上的物体反射的辐射由附图标记26表示。在激光腔中生成的部分辐射穿过后部面，且由光电二极管4获取。

如果物体15在照明光束13的方向上移动，则反射辐射26要经历多普勒频移。这意味着这种辐射的频率变化或者频率偏移发生。这种频率偏移取决于物体移动的速度，且是几kHz到MHz量级。再次进入激光腔的频率偏移的辐射与光波发生干涉，或者在这个空腔中生成辐射，即在空腔中发生自混合效应。根据光波和再次进入空腔的辐射之间的相移量，这种干涉将是相长干涉或负干涉，即激光辐射的强度周期性地增加或降低。以这种方式生成的激光辐射调制频率是恰好等于空腔中光波频率和再次进入空腔的多普勒频移辐射的频率之间的差值。频率差是几kHz到MHz量级，且因此很容易检测。自混合效应和多普勒频移的组合产生了激光腔性能的变化，特别是它的增益、或者光放大、变化。

这在附图5中示出了。在这个附图中，曲线31和32分别表示作为物体15和前面镜21之间距离L₀函数的发射激光辐射的频率υ的变化和二极管激光器增益g的变化。υ、g和L₀都是任意单位。由于距离L₀的变化是物体移动的结果，附图5的横坐标可以在时间轴上被再缩放，使得增益被绘制为时间的函数。增益变化Δg作为物体的速度v的函数由以下等式给出：

Δg = - \frac{K}{L} \cdot \cos \cdot {\frac{4 π&upsi; \cdot v \cdot t}{c} + \frac{4 π \cdot L_{0} \cdot t}{c}}

在这个等式中：

K是外部空腔的耦合系数；它表示了耦合到激光腔外部的辐射量；

υ是激光照射的频率；

v是在照明光束方向上的物体的速度；

t是时刻；以及

c是光速度。

该等式可以从上述两个文件中公开的自混合效应的理论中导出。物体表面在自己的平面上移动，如附图4中的箭头16表示。因为多普勒频移仅仅在光束方向上物体移动时发生，因此这种移动16应该是在这个方向上具有分量16’。由此，可能测量在XZ平面上的移动，即附图4的图的平面，其移动可以被称为X移动。附图4示出了相对于***的剩余部分，物体表面具有歪扭位置。实际上，通常测量光束是歪扭光束，且在XY平面上产生了物体表面的移动。Y方向与附图4的图的平面垂直。在这个方向上的移动可以由第二二极管激光器发射的第二测量光束测量，且其散射光由与第二二极管激光器相关的第二光电二极管获取。如附图2所示，歪扭照明光束通过相对于透镜10离心地配置二极管激光器而获得。

通过测量监测器二极管的在后部激光器面的辐射强度，测量由物体运动产生的激光腔增益的变化，这是最简单的且因此是最诱人的方式。通常，这个二极管被用于保持激光辐射强度不变，但是现在还用于测量物体的运动。

测量增益变化和因此物体运动的另一个方法利用的是激光辐射的强度与激光器结的导带中电子数量成比例。这个数量依次是与所述结的电阻成反比。通过测量该电阻，可以确定物体的运动。附图6中示出的是这种测量方法的一个实施例。在这个附图中，二极管激光器的有源层是由附图标记35表示的，且提供这种激光器的电流源是由附图标记36表示的。二极管激光器上的电压通过电容器38而被应用到电子电路40。用通过激光器的电流而标准化的这种电压是与激光腔的电阻或阻抗成比例。与二极管激光器串联的电感37形成了对于二极管激光器的信号的高阻抗。

除了检测运动量，即物体移动的距离，所述距离是可以通过相对于时间来积分测量的速度而被测量的距离，另外还要检测运动的方向。这意味着需要确定物体沿着运动轴是向前还是向后运动。运动的方向可以通过确定由自混合效应产生的信号形状而被检测。如附图5中的图形32所示出的，这种信号是不对称的信号。图形32代表了物体15朝着激光器移动情况。上升斜率32’比下坡斜率32”要更陡。如在1992年6月20日的Applied Optics(应用光学)的31卷，No.8第3401-3408页的上述文件中描述的，对于远离激光器的物体运动非对称被反向，即下坡斜率比上升斜率要更陡。通过确定自混合信号的不对称类型，可以确定物体的运动方向。在一些情况下，例如对于物体的更小反射系数或者在物体和二极管激光器之间的更大距离，很难确定自混合信号的形状或非对称性。

上述控制设备，以其最简单的方式，可以包括基于激光器的滚轮设备，其可以是小型的(直径3-5mm)、耐用和自对准的滚轮设备。以这种简单的形式，可以检测沿着设备移动的手指的上/下运动。例如，产生的信号可以被用来直接地、手动地聚焦电润湿透镜，例如上述那种，聚焦在附近或远处的物体或主体上。同样地，合成信号可以被用来利用变焦距透镜而直接放大或缩小相关物体，其还可以利用上述电润湿原理而操作。

用做计算机输入设备的传统鼠标通常包括轨迹球传感器(用于根据表面上鼠标的运动而移动计算机屏幕上的光标)、机械“点击”键和用于导航控制的滚轮的组合。关于国际专利申请No.WO02/37410中的上述光输入设备利用了非常小的光学相对运动传感器100来代替传统的轨迹球传感器，如附图的图7中所示，其具有增强各个鼠标功能的精度和增强整个设备可靠性的作用。

根据本发明的第二方面的典型实施例，这种光学相对运动传感器还可以被用来代替传统的“点击”键和/或传统计算机鼠标的滚轮功能，以构建整个光学非机械设备。参考附图的图8，两个光学相对运动传感器104和106可以被结合在计算机鼠标102中，以代替两个传统的“点击”键功能，其中用户手指的+z-z运动是与“点击”操纵功能类似。相似的配置可以被用来替换传统的滚轮功能。

由附图8中的传感器104和106提供的“点击”键功能如下操作。如果用户将他们的手指从1移动到2(传感器106到传感器104)，结果是单一的“滚动”运动(-y)，而从2运动到1导致了相应的(+y)运动。位置1替换了第一传统“点击”键，其中a+z-z运动或“点击”会激活按键功能。类似地，位置2替换了第二传统“点击”键，其中+z-z运动或“点击”会激活按键功能。

由于人类工程学的原因，位置1和2可以位于与中心轴108的非零角度处。

利用这种包括至少两个激光器的改进的光输入设备，用于控制上述图像获取功能的上/下和点击功能变得可应用。例如，这样提供了基于电润湿(变焦距)自动聚焦透镜之间的用户接口。以这种方式，现在可以提出所有类型的设置，如改变传感器的分辨率、切换上述红外滤波器开/关、在自动聚焦和手动聚焦之间切换、改变图像传感器读出设置等。

应该注意的是，上述实施例描述不是限制本发明，且本领域技术人员能够设计很多可替换的实施例，而不脱离由附加的权利要求所定义的本发明的范围。在权利要求中，括号中的参考标记不应该解释为限制权利要求。除了在作为整体的任意权利要求或说明书中列出的那些之外，词语“包含”和“包括”等不排除其它元件或步骤的出现。元件的单数标记不排除这种元件的复数标记，反之亦然。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件装置，以及通过适当编程的计算机装置而实现。在列举若干装置的设备权利要求中，若干这样的装置可以包括一个或相同的硬件项。简单的事实在于，仅仅在互不相同的从属权利要求中列举的一些措施不表示这些措施的组合不能被有利使用。

Claims

1、一种图像获取设备，包括一个或多个可变光学功能，且其中所述可变光学功能通过相对运动传感器形式的控制设备和/或光输入而被选择性地操纵和/或控制，用于沿着至少一个测量轴而测量物体(15)和所述传感器之间的相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器(3)，用于生成测量光束(13)并且照亮物体(15)，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置(4)，用于测量在所述激光腔的操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中所述可变光学功能通过所述物体(15)和所述传感器之间相对运动而被选择性地操纵和/或控制。

2、根据权利要求1的设备，其中光学输入和/或控制设备被布置和配置来允许选择性手动控制可变聚焦透镜。

3、根据权利要求1的设备，其中光学输入和/或控制设备被布置和配置来允许选择性手动控制可变焦距透镜。

4、根据权利要求1到3的任意一项的设备，其中光学输入和/或控制设备被布置和配置来允许选择性切换滤波器的开和关。

5、根据权利要求4的设备，其中所述滤波器包括红外滤波器。

6、根据权利要求1到5的任意一项的设备，其中沿着至少一个测量轴的运动方向是通过确定代表激光腔操作中所述变化的信号形状而检测的。

7、根据权利要求1到5的任意一项的设备，其中沿着至少一个测量轴的运动方向是通过提供具有周期性变化电流的激光腔和相互比较第一和第二测量信号而被确定，其中第一和第二测量信号分别在交替的第一半周期和第二半周期期间生成。

8、根据权利要求7的设备，其中第一和第二测量信号可以是相互减去的。

9、根据权利要求1到8的任意一项的设备，其中相对运动传感器被布置和配置为通过沿轴的物体(15)和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与物体表面垂直。

10、根据权利要求1到8的任意一项的设备，其中相对运动传感器可以被布置和配置为确定和响应在平行物体表面的方向上物体(15)和传感器之间相互滚动动作。

11、根据权利要求1到10的任意一项的设备，其中一个或多个相对运动传感器被布置和配置为，通过在实质上平行物体表面的第一方向上和在实质上垂直物体表面的第二方向上的物体(18)和传感器之间相对运动，确定和响应点击动作和滚动动作。

12、根据权利要求1到11的任意一项的设备，其中相对运动是通过测量激光腔的阻抗而被测量。

13、根据权利要求1到11的任意一项的设备，其中相对运动是通过测量激光辐射的强度而被测量。

14、一种结合根据权利要求1到13任意一项的图像获取设备的便携式电信设备。

15、一种选择性操纵和/或控制根据权利要求1到13任意一项的图像获取设备的一个或多个光学功能的方法，该方法包括测量沿着至少一个测量轴的物体(15)和相对运动传感器之间相对的运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器(3)，用于生成测量光束(13)并且照亮物体(15)，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该方法进一步包括测量在所述激光腔操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生于涉而产生，提供代表所述变化的电信号，以及通过影响所述物体(15)和所述传感器之间相对运动而选择性地操纵和/或控制所述可变光学功能。

16、一种光输入和/或控制设备，包括一个或多个光操纵装置用于利用所述光输入设备而选择一个或多个功能，每个操纵装置包括相对运动传感器，用于沿着至少一个测量轴而测量用户的手指(15)和所述传感器之间相对运动，传感器包括具有激光腔的至少一个激光器(3)，用于生成测量光束(13)及以此照亮所述用户的手指(15)，其中由所述物体反射的至少一些测量光束辐射再次进入所述激光腔，该装置进一步包括测量装置(4)，用于测量在所述激光腔操作中的变化，该变化是由再次进入所述激光腔的反射测量光束辐射和所述激光腔中的光波发生干涉而产生，以及用于提供代表所述变化的电信号的装置，其中每个光学操纵装置通过所述用户的手指(15)相对于所述相对运动传感器的运动、以模拟类似机械操纵装置的操纵方式而可操作。

17、根据权利要求16的设备，其中沿着至少一个测量轴的运动方向是通过确定代表激光腔操作中所述变化的信号形状而检测的。

18、根据权利要求16的设备，其中沿着至少一个测量轴的运动方向可以通过提供具有周期性变化电流的激光腔和相互比较第一和第二测量信号而被确定，其中第一和第二测量信号分别在交替的第一半周期和第二半周期期间生成。

19、根据权利要求18的设备，其中第一和第二测量信号可以是相互减去的。

20、根据权利要求16到19的任意一项的设备，其中相对运动传感器被布置和配置为通过沿轴的用户手指(15)和传感器之间的相互单独运动来确定和响应点击动作，该点击动作实质上与物体表面垂直。

21、根据权利要求16到19的任意一项的设备，其中相对运动传感器可以被布置和配置为确定和响应在平行物体表面的方向上用户手指(15)和传感器之间相互的滚动动作。

22、根据权利要求16到21的任意一项的设备，其中一个或多个相对运动传感器还被布置和配置为，通过在实质上平行物体表面的第一方向上和在实质上垂直物体表面的第二方向上用户手指(15)和传感器之间相对运动，确定和响应点击动作和滚动动作。

23、根据权利要求16到22的任意一项的设备，其中相对运动是通过测量激光腔的阻抗而被测量。

24、根据权利要求16到22的任意一项的设备，其中相对运动是通过测量激光辐射的强度而被测量。

25、一种利用根据权利要求16到24的任意一项的光输入设备来选择一个或多个功能的方法，该方法包括以模拟类似机械操纵装置的操纵方式、相对于相对运动传感器移动用户手指(15)。