物理用戶接口的制作方法

專利名稱：物理用戶接口的制作方法
技術領域：
0001本發明涉及人機接口，更具體地，涉及用戶和計算機之間的物理接口。
背景技術：
0002典型的圖形接口或圖形界面(GUI)和伴隨GUI的典型的指點設備或定點設備，例如鼠標、跟蹤球、觸摸板或控制桿(“指點設備”)，經常不適合幼小兒童(和某些身體或智力上有缺陷的成年人)。顯示器或屏幕上的信息量又多又復雜，且使用典型的GUI和指點設備所需要的對圖形符號的掌握超出了較年幼的兒童的理解范圍。然而，兒童確實有足夠的認知技能、空間方向感和靈敏性來使用諸如積木、玩具士兵和西洋跳棋的玩具。同樣地，對于頻繁和重復性的任務，諸如對于那些通常要求啟動、定位、排序、調整尺寸和關閉應用程序窗口和執行某些諸如滾動的功能的任務，典型的GUI和與之相關聯的指點設備經常要求良好的運動技巧和/或好的視力。這可能是用戶挫敗感和緊張感的來源。另外，如果有多個應用程序窗口打開，典型的GUI將經常要求用戶關閉(或最小化)一個或多個窗口以使得用于啟動其他應用程序的圖標可以被看到。這是徒勞的。使用鍵盤所作為指點設備的完全替代品并不總是可能、明顯或容易的。
發明目的和內容0003本發明尋求提供一種與較幼小兒童、殘疾和/或無經驗或非內行PC用戶的能力相適應的計算機接口。
0004本發明還尋求提供一種計算機的物理接口，該接口基于在平面或在工作區內的計數器(一個或多個)的位置。
0005本發明的定位是一般的用戶、一些殘疾用戶和兒童—不一定適合高端有經驗的PC用戶。
0006因此，這里提供了具有工作平面，或者更廣泛地說是具有工作區的物理接口以及與之相關聯的電子系統，該電子系統由能夠檢測工作區的一個或多個目標的位置的一個或多個傳感器構成。工作區被細分(或可被細分)成可以被一個或多個傳感器單獨檢測的區域。接口可作為外設連接到計算機上。提供一個或多個可被唯一標識的計數器。一個計數器能夠安裝在工作區(其可能可以，也可能不可以被可視地和/或物理地定義)之內或之上的一個區域，并且掃描工作區的傳感器(一個或多個)可以這樣的方式檢測每個計數器該檢測能夠將該計數器與其它計數器區別開來。總起來說，傳感器能夠確定計數器在哪一個區域。
0007在某些實施例中，裝置的信號處理器使用傳感器的輸出來確定每個計數器的區域和每個計數器的標識符，并向PC上或該接口所連接的其他電子產品上運行的控制程序傳遞該位置和標識符數據。該控制程序將此輸出轉化為能夠被計算機解釋為一個或多個命令的二次信號。
0008在某些實施例中，控制程序基于傳感器數據提供命令。命令的例子有最大化、最小化，或除此以外調整涉及計數器的應用程序窗口的尺寸。
0009在某些實施例中，工作區可以是三維的，其中計數器的位置以三個軸的方式來定義。掃描工作區的傳感器(一個或多個)的位置和類型可以依賴于工作區的性質而不同。
0010在進一步的優選實施例中，一個或多個傳感器還檢測計數器的方向，并且信號處理器使用方向、位置及標識數據來產生二次信號。
0011在進一步的優選實施例中，計數器含有數據存儲能力(存儲器)，并與控制程序以單向或雙向的方式進行通信。存儲器可以在出廠前預先加載。如果已預先加載，數據可以在傳感器和控制程序讀后立刻被刪除，或者數據可以是永久且不可擦除的。此外，數據可以從PC上下載到計數器。被下載的數據可以是永久的、瞬時的(在重寫或擦除之前存在)，或易失的(當PC下次讀取計數器數據時被刪除)。計數器可以在工廠時被預設為啟動給定的應用程序，例如當打包游戲時。永久、瞬時和易失的數據的組合可以在單個計數器的存儲器中共存。
0012計數器可從連接到一臺PC或其他電子產品的接口轉移到類似的連接到另一臺PC或電子產品的接口。例如，在出廠前或由第一臺PC的接口錄制的計數器和應用程序之間的關聯，如果同樣的應用程序被安裝在第二臺PC上時，可能會允許用戶不必為計數器和應用程序之間建立新關聯而繼續使用應用程序。而且，在一臺PC上錄制的數據可以用于另一臺PC，或者該數據與同一臺PC或其他PC上的另一個應用程序一起使用。
0013存儲在計數器上的數據類型包括，但不限于a)安全密鑰或口令；b)設置、屬性，以及關聯到某個專用應用程序的數據；c)玩家簡介、登錄數據，以及游戲中的個人扮演的角色、即時消息等等；以及d)小程序或其他應用程序。


0014圖1是根據本發明的教導的物理接口的例子的透視圖。
0015圖2(a)-(c)是計數器的實施例的俯視平面圖。
0016圖2(d)是計數器的側視圖。
0017圖3描述計數器的透視圖。
0018圖4是物理用戶接口的三角形平面排列。
0019圖5是物理用戶接口工作區的另一個三角形平面排列。
0020圖6是RFID型物理用戶接口的平面下的天線排列。
0021圖7是雙面RFID計數器的橫截面圖。
0022圖8是標簽或菜單欄的圖形表示。
本發明的最佳方式和其它實施例0023如圖1所示，所公開的技術的一個實施例10包含容器11，其有平整、光滑、不可滲透的上表面12。該平面被看作一個工作區。術語“工作區”意在包括任何“計數器”可安放于其上的平面或平面的組合。工作區可以是被適當的傳感器所界定的空間區域，或者可選擇地是協同操作的2層或多于2層的平面(如上文所提到的和下文將討論的)。在本發明的說明書中，計數器是物理標記，其能被一個或多個用于掃描、讀取或詢問該工作區的傳感器所檢測、定位和任選地讀取和/或寫入。
0024工作區的平面可以被相等地塑形或紋理化，以定義不同的區域和/或區域內的不同位置。計數器和工作區之間的交互可能是磁性的，或以別的方式而防滑或具有粘性，以防止計數器意外地滑動。上平面被再細分為區域13。在本例中，區域13被排列成具有行和列的矩陣。這里提供了大量可以被放置在平面上的計數器14。一個計數器14安裝在一個區域13之內。
0025上端平面或者工作平面12之下的電子襯底或傳感器陣列(未示出，但通過圖6暗示出)由能夠檢測行和列位置，或更一般地說，能夠檢測每個計數器14的位置的機制或陣列的構成。每個計數器可被傳感器陣列唯一地標識，在該傳感器陣列中每個計數器可以與計數器集合中的每個其它計數器相區別開。為此，人們可以使用提供計數器14和傳感器之間所需交互的射頻(RFID)、磁性、光學、霍爾效應、電容或其它技術，例如，嵌入到每個計數器中的唯一RFID芯片或者組合磁體。傳感器或者傳感器陣列重復地且經常地掃描平面12，并選擇性地報告所有計數器的變化(例如工作平面上的計數器的重新定位，計數器的移動或者新的計數器的放置)或位置。如果使用RFID技術，每個計數器14提供它自己的RFID芯片(一個或多個)，襯底包含圖6中所示類型的一個或多個傳感天線。
0026接口10通過數據通道27被連接到計算機25。該數據通道可能是USB線、無線通信連接或者其它單向或雙向技術。數據通道被直接或間接地連接到控制程序，其與計算機25上運行的操作系統和/或應用程序通信。
0027接口可能與USB(或類似)鼠標相連而運行，并可能有一個用于此目的的備用USB(或類似)端口15。用一個集成的觸摸板/指點鼠標或者其它指點設備16，它也可能作為獨立的接口運行。它的存在對鼠標或其它指點設備的操作沒有影響。
0028PC上的控制軟件將允許用戶為每個計數器分配(和再分配)一個與PC上的應用程序的關聯。例如，計數器17可能是一個瀏覽器，計數器18可能是一個電子郵件客戶端，計數器19可能是一個文字處理程序。控制程序與操作系統和/或應用程序通信，傳輸來自接口平面上的相關計數器的數據，并且也可能向它們寫入(直接從自己的接口，或者作為代表PC上的關聯的應用程序或者其它程序或者操作系統的管道)。控制程序也可以與操作系統通信，以開始和停止應用程序、層打開(layer open)窗口，以及調整窗口尺寸(包括最小化窗口)。
0029計數器17可能具有閃存或其它讀/寫(或只讀技術)形式的數據存儲電容或存儲器。平面下的傳感器可能與磁力、紅外線、RFID或其它雙向信號技術相接，使得計數器中的數據可以被讀、寫、更新或擦除。因此當帶有存儲器的計數器17被放置在平面上時，計數器被放置的區域13被識別，且計數器的存儲器內的任何數據通過數據通道27被傳輸到所連接的計算機25。通過控制程序可以獨立地讀、寫、更新或者刪除任何計數器上的數據。
0030存儲在計數器存儲器中的數據可能是永久的、瞬時的或易失的或者是上述情況的任意組合。永久數據可以在制造期間或制造之后或第一次使用時被記錄，并且保持不變。瞬時數據可以被例如關聯的應用程序所讀、寫、更新或者刪除。易失數據一旦被讀取就立刻被刪除。本發明的任何實施例中所使用的計數器可以有上述情況的組合。例如，關聯的應用程序的標識符可以是永久數據，以便計數器可以一直與同一個程序一起使用并且計數器可識別該程序。用戶偏好可以是瞬時數據，以便在被該用戶更改之前都保持不變。暫時的應用程序狀態或者狀況數據可以是易失的。
0031當一個新的計數器(之前沒有使用過)被放置在區域13(或圖5中的51-58)，控制軟件設置接口可以自動啟動并提示用戶將新的計數器關聯到應用程序。
0032另一種情形中，當一個新的計數器(之前沒有使用過但有存儲數據)被放置在區域13(或圖5中的51-58)，控制軟件可自動啟動一個關聯的應用程序(如果還沒有運行)或者可提示用戶基于計數器存儲器中的計數器存儲的數據為計數器關聯一個缺省或選定的應用程序。然后計數器上的任何相關數據可以被讀取并傳輸到該關聯的或選定的應用程序，或和該關聯的或選定的應用程序一起使用。
0033一旦計數器被關聯到應用程序，平面12上的新的使用實例的效果就像鼠標點擊桌面圖標。然而，一旦應用程序被啟動，計數器上先前記錄的應用程序數據可能在沒有用戶交互的情況下被傳輸到應用程序。
0034在一種實現中，平面上的某個專用區域可能被指定為“啟動”區域，且當任何標記被放置在那里，無論其是否先前與應用程序關聯，控制軟件設置接口都將啟動，并將根據具體情況允許第一個或新的分配(見下文)。
0035當計數器被從平面移除(完全提走，或者滑到區域矩陣之外的非活躍區)且在指定時間內沒有被替換時，關聯的應用程序可自動關閉(或至少開始關閉例程(routine))。當計數器被定位于平面上時，應用程序可能根據應用程序的設計和與用戶的交互，更新計數器上的數據。瞬時數據可被更新，并且易失數據一旦被讀取就擦除。因為計數器可以在任何時間被用戶移動或移除，從而設計應用程序以使得瞬時數據被及時更新。
0036在替換性實現中，可在平面上的活躍區域附近提供緩沖區，由此，如果計數器被意外地碰撞或移動到非活躍區域(但在傳感器陣列的檢測范圍之內)，軟件將不會更改關聯的應用程序的窗口狀態。
0037移動圖1中例示類型的平面上計數器具有以下的效應水平軸(或行位置)代表PC的GUI桌面上的應用程序窗口的邊到邊的位置。垂直軸(或列位置)代表a)以其最大尺寸的百分比表示的應用程序窗口的尺寸；及b)所有打開的窗口的相對位置(分層)。關聯到垂直軸的最上端的計數器的應用程序將會在所有其它打開的應用程序的上面(除了以及任選地那些編程為“總在頂端”的)。
0038如圖1所示，計數器14可以有基座20，其提供穩定底座和用于諸如磁體、條形碼等識別硬件的物理平臺。在本例中，柄21從基座20中分離出頭部22。該頭部使得計數器14易于控制并提供可用于識別該計數器的上表面。
0039如圖2所示，計數器的上表面23可以支持微型顯示器24，其能夠顯示標識該計數器和與之相關聯應用程序的文字或圖像。平面23(或計數器的任何其它平面)可選擇地被用于放置識別標簽25于其上。上表面23還可能具有固定裝置26，其用于接收用戶選擇的三維指示器27，該指示器27與平面23或者固定裝置26聯合使用，并識別計數器和與之關聯的應用程序。
0040如圖3所示，計數器可以是圓柱體或圓盤30、立方體31、四面體32或其它三維固體。這種類型的固體有離散的、與它們外觀相關聯的平面穩定平衡位置的數目。例如，立方體有6個，四面體有4個，而圓柱體有2個。以這種方式，計數器可以有多個指向。指向是穩定位置，處于該位置時，計數器可以被傳感器以某種方式讀取提供該指向所獨有的數據。為實現這一點，指向對于面朝下放在工作區上的多面體或其它固體形狀的面是唯一的。因此，RFID芯片或其它可讀結構需要被關聯到每個意在表示指向的面。如果計數器機械地穩定在工作平面之上或之內，且傳感器給出唯一的輸出，則稱該指向是穩定的。當RFID芯片作為可讀裝置使用時，計數器中的每個RFID發射機可以以圖7及其所涉及的公開中所暗示出的方式與其它RFID發射機隔離開。RFID芯片也可以通過調整RFID的發射能量或傳感器的讀敏感度來相互分離。
0041在如圖5所示的另一個50中，移動標記會在每個區域中產生指定的效應(最小化51，還原52和最大化53)。注意到本例或實現包含以下額外的用戶裝置a)設定(set-up)區54；b)“最小化全部”區55(標識為“桌面”)；c)“發送至后面”區56(標識為“層”)，其將全屏窗口發送到后面，允許較小的窗口被看到；以及d)向上/向下滾動區域57、58。大量的計數器可以被放置在“還原”和“最小化”區。唯一的實踐上的限制(除了由任何掃描技術施加的限制)是物理空間，其僅僅是設計布局和計數器尺寸的函數。最后被移動的、在“還原”中的計數器(無論是從別的位置移到“還原”或者在該區域內移動)將會在所有其它被還原的窗口的上方，并且擁有鍵盤焦點。被移到“最大化”53的計數器將得到鍵盤焦點，并且即使另一個計數器后來被移至“還原”，其將任選地保持鍵盤焦點(即被還原的窗口被放置在最大化窗口的層之下)。如果最大化的窗口被發送到后面(“層”)，當它在那里時，鍵盤焦點將被給予上方的“被還原”窗口。當計數器被放置在“設定”54時，應用程序窗口將顯示當前打開的應用程序，唯一的例外情況是已經關聯到其它的計數器的任意打開的應用程序(無論這些其它的計數器是否在接口的平面上)。接著，在“設定”上的計數器(無論是否已經關聯到另外的應用程序)可以被關聯到任何一個被顯示的應用程序(通過使用鍵盤箭頭高亮被選定的應用程序，并點擊“回車”)。如果計數器已經關聯到另一個應用程序，先前的關聯將被新的關聯所覆蓋。將計數器放置在“桌面”55上將會最小化所有打開的窗口。將計數器從“桌面”55移開將會使所有窗口回到接口的平面上的計數器所指示的尺寸和位置。“還原”52可任選地為窗口(按照WINDOWS還原命令)產生一個隨機的尺寸和位置或者將窗口鋪砌(tile)為指定型式。滾動按鈕57、58使得全屏窗口顯示的內容按指示向上或向下滾動，直到計數器回到“最大”位置。任選地，用戶可被賦予預設滾動速度的能力。當計數器被從被掃描的接口平面移開時，相關聯的應用程序立刻最小化，且在短暫的任選地可調延遲(這給予用戶改變他/她的想法的時間)之后，接下來啟動關閉例程。在不脫離允許計數器的位置和指向去打開應用程序，以指定窗口的位置和/或相對的尺寸/次序，以及來控制上文所述的特定結構的原則的情況下，有可能給一個區域分配對Windows操作系統的和/或專用關聯應用程序的其它結構的控制。
0042如果鼠標(或其它指點設備)被用于重新排列桌面，任何計數器的任何動作都將桌面重置為計數器的位置所描述的布局。當計數器被放置在“還原”區，或者在“還原”區內移動時，任選地，當關聯的應用程序被還原并給予鍵盤焦點，屏幕上的光標或指點設備指示符可以被暫時高亮或自動地換位(reposition)成標準或預選或缺省的位置(例如屏幕的左上角)。這使得用戶更易于使用鍵盤控制或其它指點設備在應用程序窗口內移動。
0043在一個實施例中，不管哪一個面與工作平面接觸(或者因為計數器有定義好的“上”和“下”平面并且不能轉動)，計數器將只有一個標識。
0044如圖4和5所示，平面11不一定必須是正方形或者矩形的。圖4的實施例是一個三角形平面40被細分或鑲嵌成三角區41，其十分適合本發明，因為仍有行42用于指示水平位置和相對GUI窗口尺寸，同時僅有一個位置(如“頂點”43)用于使GUI中計數器的關聯程序全屏并且在所有其它應用程序之上。
0045頂部的三角形或頂點(43，56見圖5)只能被單個計數器所占用—而且那里的第一個計數器有優先權。它表示全屏窗口—且僅有全屏窗口能被滾動。全屏窗口將會覆蓋所有其它的窗口，除非計數器被移至“層”，在這種情況下，它被發送到后面，使任何其下的窗口顯現出來。計數器從“層”返回到“最大”，將使最大化的窗口返回到最上方并還原其鍵盤焦點。如果第二個計數器在第一個計數器仍在那里時被移到最上方的三角形所在的任意區域，什么都不會發生，并且關聯到該第二個計數器的窗口將仍停留在第二個計數器被移動以前的狀態(或者如果該計數器被第一次放置在平面上時，窗口不會打開)。這些滾動、最大化和層的功能占據了工作區50的上方的有界三角扇區。
0046無論工作平面形狀，底部的行可以指示被啟動的應用程序以最小化運行。因此，工作平面可以被嵌入到更大的平面(并且將被圖形設計所選定)，允許在工作平面之外創建“非活躍區”(沒有傳感器的地方)。計數器可能被滑動到這些區域，以終止運行中的應用程序及存儲。當計數器被從桌板(board)上的其它位置移動到“最小化”時，或者被第一次從活躍區域之外移動在那里時，將會產生屏幕上的標記，用于確認該應用程序正以最小化方式運行(而不是關閉)。
0047計數器可以是便攜形式。一個例子是鑰匙圈形式的計數器。另一個例子是被包含在游戲中或者在游戲之外獨立提供或購買的玩家代幣或者計數器。在這些例子中，便攜的計數器可以代表在游戲過程中被更新的關聯的應用程序游戲中的角色(avatar)。在另一個例子中，當計數器被移除時，它包含了狀態信息，以使得游戲可在以后繼續。
0048在另一個例子中，安全密鑰被存儲在計數器中，關聯的應用程序被口令保護，以使得直到用戶將計數器放置在平面，并由該用戶所輸入的口令與安全密鑰一致或相結合以表明該用戶是驗證的之前，所述應用程序將不會運行或不會繼續。
0049如圖6所示，平面下的天線陣列集合60包含螺旋RFID天線61的三角形(或其它形狀)陣列和關聯的電路軌線62及元件。緊密包裝或鑲嵌的天線的三角形陣列被布置在注冊表中并在圖5所示的工作平面50或圖形平面之下。大三角形區域內部所有的區(由周圍的線性電路軌線62所界定)被天線陣列(標稱5毫秒一次)掃描—以使得如果計數器被從指定的活躍區域(如“還原”)移動(意外地)但仍在界限以內且不在另一個活躍區間內，則當標記被完全移除時將被初始化的“關閉應用程序”例程將不會運行。這防止了應用程序的意外關閉。
0050天線陣列中的每個螺旋元件包含調諧環形天線電路和開關。天線開關是低電容，與RFID發送接收器相關的類型。一種合適的發送接收器是Texas Instrument所提供的S6700型的多協議發送接收器。它在頻率13.56MHz上工作。這是一個低功耗裝置且支持多個RF通信協議。最大的輻射功率在5V時約是200mW。該通信接口是串行的。發送接收器芯片支持ISO 15693-2協議。詢問RFID標記所需的ISO15693-3協議在固件中實現。因此接口由其USB總線供電。
0051如圖6所暗示出的，天線被從上到下，從左到右地掃描。每次選擇一個新天線，接口會為被激活的標簽等待大約1ms，然后它將發送讀信號塊0命令。更多的細節參見標準文檔ISO 15693-3。如果在所選擇的天線附近沒有標簽存在，固件將等待2ms然后選擇下一個天線并重復詢問過程。如果標簽存在，它將以發送1塊(4字節)數據的方式響應。第一個被接收的字節包含標簽ID。其有效范圍從1到255；因此所支持的標記的最大數目為127。如果需要，標簽ID存儲可以擴展到許多字節，且所支持的標記的數目將因此而增加。
0052固件將全部現有標簽ID存儲到36字節排列中，其將按請求通過USB總線被發送到主機。標簽詢問協議包括由標準ISO/IEC13239所給出的CRC糾錯算法，以對抗噪聲、串擾和損壞的消息。在讀卡機(reader)和標簽中的固件計算用于接收和發送的每條消息的CRC 16的值。所有帶有錯誤CRC 16值的消息會被忽略。
0053該USB通信模式是高速的(12Mbps)。數據從端點1(EP1)通過1個USB管道發送到主機。為確保保險且及時的數據傳輸，EP1的模式是“中斷”。所選擇的最佳查詢間隔是2ms。RFID掃描例程與USB例程交叉進行，當完成對每個天線的詢問后，標簽陣列的內容被發送到計算機。這將確保用戶在接口上放置或移動計數器和相應的ID被發送到主機之間的最小延遲。
0054為允許未來的裝置擴展，數據包以報頭開始。報頭的第一個字節包括標志位。如果最高有效位被置位(第一個字節＝0x80)，后續的數據字節串帶有標簽ID信息。剩余的位是為將來版本預留的，目前為0。第二個字節包含數據包的長度，在本例中是36。
0055數據包的全部長度是2字節(報頭)加36字節(數據)，使得總和是38字節。
0056在另一個實施例中，如圖7所示，每個計數器71的唯一標識將依賴于它的哪一個面或平面72、73與工作平面相接觸而變化。計數器提供給掃描器的RFID芯片或其它裝置的標識符被稱為計數器的指向。因此，一個計數器在同一個區域內可能有2個或更多的指向。因此，在這個實現中，計數器的標識符將會包含兩個概念域—主序數(primary ordinal)，其將被關聯到用戶PC(如上)的單個應用程序，及第二序數(從1到n，其中n是固體形狀的顯著或有效的面的數目)。其它標記計數器的各個面的方法也是可能的。當計數器被翻轉或者被從一個面重指向到另一個面時，在關聯的應用程序之內將會有相應的動作。在一個例子中，如果應用程序是文字處理器，將圓柱體30從一個平坦面翻轉到其它的面，將會引起關聯程序逐步跟蹤或循環遍歷(step or cycle through)所有打開的文字處理文檔。即，對于顯示器的第一個狀態，一旦計數器被反轉或翻轉，重反轉(重指向)并不會引起還原到第一個狀態。在這種情況下，翻轉計數器(改變方向)與在Windows中在鍵盤上按控制鍵F6有相同的效果。其它的動作是可能的—例如，翻轉在“設定”區的標記可能啟動計算機的“關閉”例程。
0057在另外一種關于“計數器翻轉”的替換性系統中，當存在單個應用程序的多個實例(或一個應用程序內打開的多個文件/文檔)時，翻轉關聯到那個應用程序的計數器(重指向)可能在用戶的圖形顯示器上顯示“制表欄”或菜單欄。在圖8中對這種類型的圖形作了描述。制表欄或菜單欄80可能以文本和/或圖形的形式顯示用于關聯到翻轉或重指向的計數器的應用程序的當前所打開的實例81或文件，并將使得用戶使用鍵盤的“Tab”鍵或箭頭鍵來從一個文件移動到另一個文件，或從一個文件滾動到另一個文件。一旦被選的文件或實例被可見地高亮了，點擊鍵盤“回車”鍵(或類似的)將同時隱藏“制表欄”并將被選的文件或實例顯示到該計數器所控制的窗口中。可選地，該制表欄也將顯示“關閉全部”鍵82，其將允許用戶一次關閉所有實例或文件，通過選擇該選項并簡單地點擊“回車”，或者通過選擇該選項，點擊回車然后把計數器從該接口的平面舉起。制表欄可能會“漂移”或者可能會附著到所關聯的應用程序當前被控制的實例。
0058在圖7的例子中，舉例說來，計數器可以是具有以下分層結構的磁盤。鐵磁屏蔽層74被夾在兩層非鐵填充材料75、76之間。這三層被夾在兩個RFID標簽層77、78之間。外部的上端和下端層是非鐵填充材料79、80。因此，這個例子中的計數器是雙面的，且具有由磁屏蔽層或射頻隔離層隔離的背靠背的RFID芯片。每對RFID芯片可能代表了有序的奇數和偶數，例如，奇數一直在兩者的較低位置—這樣，1和2，3和4，等等。當計數器首先被放置到桌板上時，它哪一面朝上是無關的—任一個RFID數字將被識別且其關聯的對偶中的數據數字可容易地被計算。
0059在優選實施例中，每個標簽有64塊非易失用戶存儲器區。有一塊為ID而保留，剩下的63塊(252字節)可用作其它用戶數據。每個計數器最好包含兩個標簽，這樣總的存儲容量是2×252字節。如果需要，存儲器的大小可以增加。
0060當將數據保存到計數器中時，主機應在文件或注冊鍵值中保存標簽ID。當將來試圖訪問該數據時，如果計數器被錯誤地放置，通過使相應的標簽朝上，軟件將促使用戶重指向該計數器，以使得在傳感器從標簽讀取數據之前，其適當的面暴露給傳感器(一個或多個)。可能被保存的數據包括程序設置(通常是命令行參數)和用戶口令。為安全起見，口令應是被加密的。如果應用程序的數據較長，將被保存到主機PC并且只有索引被保存到標記符。
0061如先前所提到的，在第一個優選實施例中的每個計數器包含2個由金屬屏蔽層隔離的封裝的發送應答機。只有當暴露給傳感器(一個或多個)的一側被掃描時，才能成功地詢問工作平面。來自Texas Instruments的13.56MHz的封裝的發送應答機與允許來自不同廠商的產品的互操作性的全球開放標準ISO/IEC 15693標準兼容。使用組織為64塊的2K比特的用戶存儲器，這種穩定風格(rugged style)的發送應答機特別為能抵抗惡劣工作環境的應用程序而設計和測試。每個發送應答機在被裝入計數器之前有一個預編程的ID。給定的計數器中的發送應答機對有順序的獨立ID，一個為奇數而另一個為偶數。可提供單一顏色標記符，以允許使用者將該標記符與其它標記符相區別。其它的方案也可用于計數器的互相辨別。
0062雖然本發明是引用具體細節進行描述，但需要理解的是這些是作為示例提供的，而并非對本發明的范圍或精神的限定。
權利要求
1.一種具有操作系統的裝置的物理用戶接口，其包括被一個或多個傳感器掃描的工作平面；所述工作平面被細分成兩個或多于兩個的區域；每個區域代表一個用戶產生給所述裝置的命令；所述一個或多個傳感器適于在一個或多個計數器被安放在所述工作平面上時確定其位置，并辨別一個計數器被安放在哪個區域中；所述一個或多個傳感器基于所述確定提供輸出信號；所述接口適于將所述輸出信號傳輸給所述裝置。
2.根據權利要求1所述的接口，其進一步包括在機器可讀介質上的軟件，其用于安裝到所述裝置上，所述軟件識別所述輸出信號，并作為對所述輸出信號的響應，向操作系統或一個或多個獨立的軟件程序提供適當的命令。
3.根據權利要求2所述的接口，其中與所述軟件結合的所述一個或多個傳感器能夠確定計數器的指向。
4.根據權利要求2所述的接口，其中所述工作區是具有頂點的三角形，在該頂點有可以獨立為傳感器所識別的單個區域。
5.根據權利要求3所述的接口，其中所述陣列是最靠近填裝的三角形陣列。
6.根據權利要求1所述的接口，其進一步包括一個或多個可被唯一標識的RFID計數器。
7.根據權利要求6所述的接口，其中每個計數器可以關聯到一個駐存在所述裝置上的程序。
8.根據權利要求6所述的接口，其中至少一個計數器具有兩個或更多的安放于其中的RFID發射機，每個RFID發射機通過磁屏蔽層與所述計數器中的一個或多個其它的發射機相隔離，因此，每個RFID發射機與所述計數器的一個面唯一地關聯。
9.一種RFID計數器，其包括嵌入兩個RFID發射機的主體，所述兩個RFID發射機被磁屏蔽層隔離開。
10.根據權利要求9所述的計數器，其中每個發射機被夾在兩個非鐵層之間。
11.根據權利要求2所述的接口，其中所述輸出信號的變化促使所述裝置的顯示器上的光標或指針被暫時地高亮或自動地換位到一個選擇的或缺省的位置。
12.根據權利要求2所述的接口，其中所述軟件可以辨別計數器位置和計數器的多于一個的指向；以及在計數器的指向變化時，所述軟件促使新的命令被發送到所述操作系統或程序。
13.根據權利要求12所述的接口，其中所述軟件對連續的再指向作解釋，以逐步跟蹤關聯到所述計數器的程序的連續文件或打開的實例。
14.根據權利要求12所述的接口，其中所述軟件促使菜單欄被圖形化地顯示在用戶顯示器上，所述菜單欄顯示至少打開的文件或程序的實例，并允許逐步跟蹤和選擇來自另一個接口的這些文件或實例。
15.根據權利要求14所述的接口，其中所述另一個接口是鍵盤。
16.根據權利要求6所述的接口，其中至少一個所述傳感器也能向計數器的存儲器傳輸數據。
17.根據權利要求16所述的接口，其進一步包括具有能被傳感器寫入的存儲器的計數器，所述存儲器能夠存儲所述傳感器所傳輸的數據，用于所述程序所使用的后續實例。
18.一種具有操作系統的裝置的物理用戶接口，其包括用于檢測和識別物理計數器的傳感器組合和；物理工作平面，其中；所述工作平面包括具有頂點的三角形區域；至少所述頂點將命令指示給所述操作系統或運行于所述操作系統的程序。
19.根據權利要求18所述的接口，其中所述組合導致對計數器位置和指向的確定。
20.一種具有操作系統的裝置的物理用戶接口，其包括被一個或多個傳感器掃描的三維工作區；所述工作區被細分成兩個或多于兩個的區域；每個區域代表了用戶產生給所述裝置的命令；所述一個或多個傳感器適于在一個或多個計數器安放在所述工作區內時確定所述計數器的位置，并用于辨別一個計數器在哪個區域中；所述一個或多個傳感器基于所述確定來提供輸出信號；所述接口適于將所述輸出信號傳輸給所述裝置。
21.一種具有操作系統的裝置的接口，所述接口包括一個或多個傳感器，其適于檢測計數器的兩個或多于兩個的指向，并傳輸依賴于選擇的指向的輸出；將所述傳感器輸出作為輸入的軟件；所述軟件對所述輸出信號進行解釋，并作為所述選擇的指向的響應向操作系統或所述裝置的一個或多個獨立的軟件程序提供適當的命令；以及一個或多個計數器；所述一個或多個計數器具有兩個或多于兩個的穩定指向，其由同樣數量的被隔離的、傳感器可讀結構提供。
全文摘要
一種物理用戶接口，其被提供以作為具有操作系統的裝置的圖形用戶界面的附件。該物理接口具有由一個或多個傳感器掃描的工作平面或工作區，所述傳感器能夠確定目標的位置。所述工作平面或工作區被細分為兩個和多于兩個的區域。每個區域代表用戶產生的命令。在一些例子中，所述一個或多個傳感器適于確定一個或多個計數器的位置和指向。該傳感器可區分一個計數器所處的區域以及該計數器的指向。該傳感器基于所述確定，將一輸出信號提供給所述裝置。
文檔編號G06F3/02GK1918534SQ200580004993
公開日2007年2月21日 申請日期2005年2月11日 優先權日2004年2月16日
發明者T·A·科恩 申請人:阿西恩科有限責任公司