光学平板触笔和室内导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光学平板触笔和室内导航系统。光学用户输入技术包括三维（3D）输入传感器和3D位置发射器以使能3D空间中的高精度输入，并且所述3D位置发射器可以为触笔、或者其它书写或指向装置。某些实施方式可包括用于除了3D空间内的位置之外还发送所述3D位置发射器的取向的取向组件，并且一些实施方式还可选择性使用从所述3D位置发射器至所述3D输入传感器的可辨别信号以区分一个3D位置发射器与另一3D位置发射器，以从3D位置发射器向3D定位传感器发送数据，或者作为提供所述3D位置发射器相对于所述3D定位传感器的取向信息的手段。还公开了测定位置、室内导航、以及其它利用3D输入传感器和/或3D位置发射器的补充应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于移动计算装置的三维触摸型输入系统以及光学导航方法。
技术介绍
许多小型和大型的移动计算装置都使用触摸屏接口而不是传统的键盘作为用户 输入的主要手段。然而，单独的典型触摸屏接口通常缺少用来捕获复杂的绘图和/或书写， 诸如草写体手书、标注、草图、或其它复杂或不标准的图形输入，所必需的精度。为了使得用 户输入能够更丰富具有更高的保真度，可以使用触笔(或其它书写类型的装置)来提高用于 这样的移动计算装置的触摸屏接口的精度。触笔能够容易地与电阻式触摸屏接口、静电(或 电容式)触摸屏接口或者电磁式触摸屏接口 一起使用。然而，当前的触摸屏接口，单独使用或者与触笔结合使用，都缺少使能三维(3D)用 户输入的能力。因此，传统触摸屏不能支持为了如下目的的3D交互玩3D视频游戏、利用 3D计算机辅助设计(CAD)程序、补充其它的3D用户接口、或操纵诸如从MRI和CAT扫描得 到的医学图像之类的体图像、以及许多其它潜在的用途。此外，现有的二维(2D)触摸屏用 户接口采用不能支持用于提供补充的移动装置应用诸如测定位置和室内导航之类的更广 泛用途的技术。
技术实现思路
此处公开的各种实施方式涉及光学用户输入技术，包括一个或更多个3D定位 (position)传感器和一个或更多个3D位置(location)发射器以使能在3D空间中的高精 度的用户输入。对于若干实施方式，3D输入传感器可以相对于特定输入/输出面板诸如移 动计算装置的2D或3D板(slate)型显示装置(“板”)定向(orient)。这些实施方式还可以 包括使用一个或更多个3D位置发射器，对于某些实施方式，所述3D位置发射器可以布置在 触笔、或者其它书写型装置或指向装置上。从而这种实施方式能够利用从3D位置发射器到 3D定位传感器的选择性可辨别(例如，相对唯一)的信号来确定在3D空间内的3D位置发射 器的位置和取向二者，以区分一个3D位置发射器与另一个3D位置发射器。此外，该数字信 号还可用于将附加数据从3D位置发射器发送至3D定位传感器，所述附加数据包括3D位置 发射器的已知位置。此处所公开的若干实施方式还涉及使用与一个或更多个3D定位传感器结合的一 个或更多个3D位置发射器的用户输入装置。某些这样的实施方式还涉及能够在显示装置 的初始制造之后的某点添加到显示装置上的用户输入装置。此外，此处所公开的各种实施 方式涉及室内导航和其它补充应用，其可以使用一个或更多个3D输入传感器、一个或更多 个3D位置发射器和/或其它补充装置部件、以及其它具有相似能力的移动计算装置之间的 交互。提供这个概述以简单的形式介绍概念的选择，概念在下面的详细说明中被进一步 描述。这个概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用来限制所要求保护的主题的范围。附图说明为了便于理解和为了图示本公开和各种实施方式，在附图中公开了示例的特征和 实施方式，当结合附图阅读时，会更好地理解这些示例的特征和实施方式，然而，应当理解 本公开不限于所公开的特定方法、精确的布置和手段。贯穿若干视图，相似的参考符号表示 相似的元件。在图中图1为其中可以使用此处公开的许多实施方式的示例性联网计算机环境的图示；图2描述了使用代表此处公开的若干实施方式的光学3D追踪系统的示例性计算装置；图3A为图示了可以在代表此处公开的若干实施方式的光学3D追踪系统中使用的 示例性定位敏感二极管(PSD)的操作的立体视图混合块和电气图3B为图3A的侧视视图混合块和电气图4A为包括代表此处所述的若干实施方式的光学3D追踪系统的示例性移动计算 装置的立体图4B为图4A所图示的示例性移动计算装置的侧视图5图示了用于代表此处公开的若干实施方式的室内导航的PSD传感器和静止 IR-LED信标的示例性使用；图6图示了用于代表此处公开的若干实施方式的室内导航的PSD传感器和动态信 标的示例性使用；图7A为图示了用于确定与此处公开的各种实施方式一起使用的触摸型输入装置 的位置和取向的示例性处理的处理流程图7B为图示了用于代表此处公开的各种实施方式的移动计算装置信标导航(即， 利用信标确定位置)的示例性处理的处理流程图7C为图示了用于代表此处所公开的各种实施方式的移动计算装置激光定位 (即，获取相对本地导航/位置信息)的示例性处理的处理流程图；以及图8示出了示例性计算环境。具体实施方式图1为其中可以使用此处公开的许多实施方式的示例性联网计算环境100的图 示。联网计算环境100包括通过一个或更多个网络180相互连接的多个计算装置。一个或 更多个网络180允许特定的计算装置连接到另一个计算装置并与其通信。所描绘的计算装 置包括移动装置110、120和140、膝上型计算机130、以及应用服务器150。在一些实施方式中，计算装置可以包括台式个人计算机、工作站、膝上型电脑、微 型小电脑(net-top)、平板(tablet)计算机、PDA、蜂窝电话、智能电话、或任意能够使用WAP 的装置、或者能够与网络180直接或间接对接的任意其它计算装置，诸如图8所图示的计算 装置800。在蜂窝电话、平板计算机、PDA或其他无线装置等的情况下，每个计算装置可以运 行HTTP客户端(例如，网页浏览程序)或者能够使用WAP的浏览器，这允许计算装置的用户 访问在服务器150处对其可用的信息或者向服务器150提供信息。计算装置还可以使用其它应用来例如访问服务器150或者向服务器150提供信息。在一些实施方式中，可以利用 一个或更多个通用计算系统诸如图8所图示的计算装置800来实施服务器150。尽管仅示 出了一个服务器150，但是这并不意味着限制，而是可以实施多个服务器。在一些实施方式中，计算装置可以包括未示出的其它计算装置。在一些实施方式 中，计算装置可以包括多于或少于图1所示数量的计算装置。一个或更多个网络180可以 包括诸如企业私有网络的安全网络、诸如无线开放网络的不安全网络、局域网(LAN)、广域 网(WAN)、以及因特网。一个或更多个网络180中的每个网络可以包括集线器、网桥、路由 器、交换机、以及诸如有线网络或直接有线连接之类的有线传输介质。诸如应用服务器150之类的服务器可以允许客户端从服务器下载信息(例如，文 本、音频、图像和视频文件)或者执行关于存储在服务器上的特定信息的搜索查询。通常， “服务器”可包括用作客户端-服务器关系中的主机的硬件装置或者与一个或更多个客户端 共享资源或者为一个或更多个客户端执行工作的软件处理。可以通过由客户端向服务器发 送请求要求访问特定资源或者执行特定工作来启动客户端-服务器关系中的计算装置之 间的通信。服务器可以随后执行所请求的行为并且向客户端发回响应。联网计算环境100可以对于一个或更多个计算装置提供云计算环境。云计算指基 于因特网的计算，其中经由因特网(或其它的全球网络)将共享资源、软件和/或信息按需 提供给一个或更多个计算装置。基于在计算机网络图中的云图，术语“云”用作因特网的隐 喻，其中云图用来将因特网描绘为其代表的底层基础架构的抽象。移动装置140的一种实施方式包括基于触摸的输入系统148 (此处示出为触笔系 统)、显示器149、网络接口 145、处理器146、以及存储器147，所有这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移动计算装置（140）的三维3D触摸型输入系统（148），所述系统包括：三个红外IR位置发射器（272），所述三个IR位置发射器以第一已知配置固定地耦接至触摸型输入装置（250），用于发射三个可辨别的IR信号（424）；两个定位传感器（260，262），所述两个定位传感器以第二已知配置固定地耦接至所述移动计算装置（140），用于感测从所述三个IR位置发射器（272）发射的所述三个可辨别的IR信号（424），其中所述感测包括基于所述三个可辨别的IR信号（424）确定所述三个IR位置发射器（272）中的每个相对于所述两个定位传感器（260，262）中的每个的两个二维2D方向；以及处理器（802），所述处理器用于基于所述2D方向、所述第一已知配置以及所述第二已知配置确定所述触摸型输入装置（250）相对于所述移动计算装置（140）的定位和取向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·泰克，安德里亚斯·诺瓦茨克，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：