[发明专利]光学平板触笔和室内导航系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

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；

图3B为图3A的侧视视图混合块和电气图；

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；

图4B为图4A所图示的示例性移动计算装置的侧视图；

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；

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；

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。