計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元(1)、一個(gè)與數(shù)據(jù)處理單元(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的觸敏位置解析輸入表面(2)、以及一個(gè)可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備，為了對數(shù)據(jù)處理單元(1)進(jìn)行輸入，輸入表面(2)通過該可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備被觸摸。可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備為一個(gè)與數(shù)據(jù)處理單元(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)(3)。具有相對較低的傳感器復(fù)雜性，尤其是，數(shù)據(jù)處理單元(1)因此可以非常容易地檢測計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)(3)的絕對位置并且還有計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)(3)的微小位置變化。
【專利說明】計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其控制方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且涉及其控制方法。
[0002] 根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元、一個(gè)觸敏位置解析輸入表面以 及一個(gè)可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備，為了對該數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行輸入，該可自由移動(dòng)的輸入設(shè) 備可以用于觸摸該輸入表面。
[0003] EP 1050015 B1描述了一種用于所謂的"光學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"的一般原理。借助于滑 動(dòng)引導(dǎo)，輸入設(shè)備在一個(gè)表面上被移動(dòng)。其照亮了該表面的一個(gè)小的表面區(qū)域，記錄被照亮 的表面區(qū)域的圖像，并且使用像素的偏移來計(jì)算已經(jīng)發(fā)生的位置偏移，這些像素在時(shí)間上 被連續(xù)地記錄并且被相同地標(biāo)識(shí)。該設(shè)備很好地適合于測量輸入設(shè)備在一個(gè)表面上自一個(gè) 點(diǎn)的相對偏移。如果外殼在形式上為一支筆，手寫過程中所需要的移動(dòng)使用所述筆也可以 很好地進(jìn)行，并且在寫操作中已經(jīng)可以因此檢測出手寫。
[0004] US 4464652 A示出了一種所謂的"機(jī)械計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"。在這種情況下，從外殼中伸 出的一個(gè)球的表面的一部分在一個(gè)表面上滾動(dòng)。測量該球相對于外殼圍繞兩條彼此垂直的 軸線的旋轉(zhuǎn)，并且輸出為與兩個(gè)坐標(biāo)的變化相關(guān)的信息。
[0005] US 5, 371，516 A在具有例如筆形式的設(shè)備上實(shí)施了所描述的"機(jī)械計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)" 的原理，在此情況下，球相對較小并且被安排在尖端。因此有可能將手寫線條或者手繪草圖 以一種較使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)更好的方式輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)。
[0006] 在此文獻(xiàn)的意義上，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)是一種可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備，其具有至一個(gè)數(shù) 據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)傳輸連接；使用一個(gè)位置變化傳感器來測量相對于一個(gè)表面的相對偏 移，該設(shè)備沿該表面在兩個(gè)坐標(biāo)上被移動(dòng)；并且將測量數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理單元。這種"光 學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"也可以在形式上為一支筆，如在例如CN 101751146 A中所示的。
[0007] W0 2007046604 A1示出了一種具有例如筆形式的輸入設(shè)備。其包含多個(gè)相互獨(dú)立 的用于測量位置變化的傳感器設(shè)備。一個(gè)傳感器設(shè)備基于"光學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"的原理（如 以上所討論的），并且進(jìn)一步的傳感器設(shè)備是慣性傳感器。結(jié)果，當(dāng)從一個(gè)表面被提起時(shí)，輸 入設(shè)備還在起作用。一個(gè)接觸傳感器檢測該設(shè)備是否停留在一個(gè)表面上。如果停留在表面 上，工作狀態(tài)的"光學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"被自動(dòng)地設(shè)置，在此情況下，手寫或者手繪在生產(chǎn)過程中 已經(jīng)可以被非常有效地讀入。
[0008] W0 2010006348 A1和W0 2010118450 A1示出了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 可以通過一個(gè)光敏感的、位置敏感的輸入表面被控制。輸入表面是一個(gè)平坦的光波導(dǎo)，并且 可移動(dòng)的輸入設(shè)備是一個(gè)發(fā)射光束的定點(diǎn)設(shè)備。因?yàn)榘l(fā)光，從定點(diǎn)設(shè)備入射到輸入表面上 的光造成了波導(dǎo)模式下的更長波的光，該光的強(qiáng)度隨著到成因光的入射點(diǎn)的距離而降低。 將多個(gè)小的光電傳感器裝配在入射表面上的多個(gè)點(diǎn)上，在這些光電傳感器上產(chǎn)生多個(gè)電信 號(hào)，這些電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度取決于在波導(dǎo)模式下的局部光強(qiáng)，并且從這些電信號(hào)來推測成 因光的入射點(diǎn)。借助于以下事實(shí)，即，輸入表面也可以是用于數(shù)據(jù)處理單元所輸出的圖像信 息的輸出表面，定點(diǎn)設(shè)備也能夠從一段距離處有效地確定處理標(biāo)記（"光標(biāo)"）的絕對位置。 處理標(biāo)記的一些小的移動(dòng)（例如是在借助于可能具有筆形式的定點(diǎn)設(shè)備將"手寫"作用到 輸入表面時(shí)所發(fā)生的）可以使用計(jì)量來有效地檢測，然而，僅當(dāng)輸入表面允許非常高的位 置分辨率時(shí)。這種高位置分辨能力只能配備有非常大量的硬件，尤其是在輸入表面足夠大 到還可以用作數(shù)據(jù)處理單元的輸出表面以用于在相對較多的觀眾面前進(jìn)行演示的情況下。
[0009] 在此文獻(xiàn)的意義上，觸敏位置解析輸入表面是一個(gè)以這種方式配備有多個(gè)傳感器 的表面，使得一旦被物體觸摸，該表面為數(shù)據(jù)處理單元提供一個(gè)表明該表面被觸摸的傳感 器信號(hào)，并且提供在該表面上的接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。數(shù)據(jù)處理單元通常使用被傳送到數(shù)據(jù) 處理單元的位置坐標(biāo)來計(jì)算處理標(biāo)記（通常被稱為"光標(biāo)"）在一個(gè)由數(shù)據(jù)處理單元所控制 的顯示表面上的坐標(biāo)，并且來相應(yīng)地在顯示表面上定位處理標(biāo)記。
[0010] 有很多用于實(shí)施觸敏位置解析輸入表面的提議以及充分發(fā)展的技術(shù)。同樣，有很 多用于以觸敏位置解析輸入表面和筆的組合來替代計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的提議以及充分發(fā)展的技 術(shù)。代替通過在一個(gè)表面上移動(dòng)鼠標(biāo)來產(chǎn)生位置變化數(shù)據(jù)并且將所述數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)數(shù)據(jù) 處理單元，測量筆（或者手指）與輸入表面之間的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)、并且將其讀入數(shù)據(jù)處理單 元。這種情況的示例在如下文獻(xiàn)中示出：DE 10110744 A1、US 6128007 A、DE 9316194U1、 GB 2266038 A、US 2004150632 A1、W0 2005096217 A1、KR100859010 B1和CN101520696 A。 CN 101520696 A不出了一種用于這種位置敏感輸入表面的像筆一樣的輸入設(shè)備，這個(gè)輸入 設(shè)備另外具有多個(gè)按鈕，如也在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（"右鍵單擊"；"左鍵單擊"）中所典型配 備的。與計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)相反，CN101520696(A)中的輸入設(shè)備并不具有其自身的用于位置檢測 的裝置。位置僅使用輸入表面來確定，如以筆或者手指進(jìn)行輸入的過程中。
[0011] 與真實(shí)的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)相比較，優(yōu)點(diǎn)是可以立即確定光標(biāo)的絕對位置，因?yàn)楦鶕?jù)固 定規(guī)則可以容易地將其分配給筆或者手指與輸入表面之間的接觸點(diǎn)的絕對位置。
[0012] 缺點(diǎn)是對于接觸點(diǎn)內(nèi)的小的偏移的靈敏度受到輸入表面的位置分辨能力的限制。
[0013] 觸摸屏（即除了所討論的傳感器功能之外，還具有用于數(shù)據(jù)處理單元的顯示表面 的功能的表面）經(jīng)常用作觸敏位置解析輸入表面。尤其是在特別大的觸摸屏的情況下，出 于負(fù)擔(dān)能力的原因，未安裝過度高位置分辨能力。這可能于是導(dǎo)致高度破壞性的限制，尤其 是當(dāng)輸入手寫時(shí)或者當(dāng)創(chuàng)建精密手繪時(shí)。不足的位置分辨能力經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理單元無法 辨別在輸入表面上是否有一個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)的附加困難，也就是說，例如是否使用一個(gè)或 多個(gè)筆來"寫"或者"畫"。
[0014] 因此，本發(fā)明所基于的目標(biāo)是提高在使用輸入表面進(jìn)行輸入的過程中的位置分辨 能力，而不必為此目的漸增地為輸入表面提供傳感器。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，提出了提供一種計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)作為可自由移動(dòng)的設(shè)備，為了向數(shù) 據(jù)處理單元進(jìn)行輸入，該可自由移動(dòng)的設(shè)備可用于觸摸觸敏位置解析輸入表面，并且還用 于將由這個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)所生成的數(shù)據(jù)讀取到數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)。
[0016] 與大的觸摸屏相比較，現(xiàn)今可以用有成本效益的方式獲得的并且具有在技術(shù)上充 分發(fā)展的優(yōu)良質(zhì)量的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（進(jìn)一步參見以上對"計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"的定義）具有非常好的 位置分辨能力，并且與其他的相對強(qiáng)大的位置傳感器相比非常有成本效益。借助于以下事 實(shí)，即，輸入表面是通過位置分辨率觸敏的，可以在其上立即確定和檢測輸入標(biāo)記的位置， 不必首先以一種合適的方式從顯示器邊緣來定向輸入標(biāo)記，與在計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)內(nèi)相似。
[0017] 借助于以下事實(shí)，S卩，可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備本身具有一個(gè)有著高位置分辨能力 的位置變化傳感器，也可以有效地檢測對于靈敏的輸入表面的位置分辨能力來說太精細(xì)的 位置變化。計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)優(yōu)選地具有筆的形式，在該情況下，位置變化傳感器被安排在筆的尖 端。
[0018] 計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)因此可以像筆或鉛筆一樣由其使用者來方便地移動(dòng)。因此在將手繪與 手寫施加到輸入表面的過程中已經(jīng)可以用一種有效的方式將其方便地讀取到數(shù)據(jù)處理單 元內(nèi)，而與輸入表面的位置分辨能力無關(guān)。計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)優(yōu)選地具有一種傳感器功能，該傳感 器功能用于檢測是否計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)停留在一個(gè)表面上。
[0019] 實(shí)際上，所有現(xiàn)今可商購的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)具有這種傳感器功能，這就是為什么此處 無需討論準(zhǔn)確的技術(shù)實(shí)施例的原因。如果計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)被放置到輸入表面上，一個(gè)信息項(xiàng)因 此通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)以及通過輸入表面被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元。計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)所傳輸?shù)男畔⒈?明該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)已經(jīng)與一個(gè)表面相接觸。輸入表面所傳輸?shù)男畔⒚枋隽艘粋€(gè)剛剛產(chǎn)生的接 觸點(diǎn)的坐標(biāo)。兩個(gè)信息項(xiàng)在數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)的到來在時(shí)間上的接近意味著數(shù)據(jù)處理單元能 夠精確地分辨?zhèn)鬏斢?jì)算機(jī)鼠標(biāo)位于具體的接觸點(diǎn)。因此，在將多個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)在相同的數(shù) 據(jù)處理單元上和相同的輸入表面上進(jìn)行時(shí)間上的重疊使用的情況下，數(shù)據(jù)處理單元能夠以 一種非常有效的方式來區(qū)別并且清楚地標(biāo)識(shí)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。
[0020] 即使多個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)在輸入表面上的接觸點(diǎn)被偏移，數(shù)據(jù)處理單元仍然能夠清楚 地標(biāo)識(shí)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)，由于輸入表面連續(xù)地傳輸與每一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)相關(guān)的絕對位置 數(shù)據(jù)，并且計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)本身連續(xù)地傳輸相對位置變化數(shù)據(jù)；以及由于兩類數(shù)據(jù)必須互相關(guān) 聯(lián)，即，必須描述大致相同的位置和在相同的時(shí)間處的大致相同的運(yùn)動(dòng)方向。
[0021] 在最優(yōu)選的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)具有一個(gè)用于相對于一個(gè)表面的位置變化的光 學(xué)傳感器，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)沿著該表面滑動(dòng)。（描述了相關(guān)傳感器原理，例如EP 1050015 B1中 在開始部分所提到的。）然而，例如US5, 371，516 A中在開始部分所提到的原理為此目的也 是徹底有用的，根據(jù)該原理，"機(jī)械計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)"外部形式為筆。
[0022] 在此文獻(xiàn)的意義上以及因此還在本發(fā)明構(gòu)思的意義上，那些嚴(yán)格上講不直接檢測 物體的接觸而是僅檢測物體到它們的表面上的一個(gè)點(diǎn)的非常接近的輸入表面也可以被認(rèn) 為是觸敏位置解析輸入表面。例如，這種"觸敏"位置解析輸入表面可以通過正好在其前以 一種與其定向平行的方式安排一個(gè)光幕（即，由線形延伸到面形的一個(gè)擋光板）來實(shí)施，該 光幕被強(qiáng)制穿透，也就是說，當(dāng)一個(gè)物體觸摸輸入表面時(shí)，該光幕被該物體中斷。
[0023] 用一個(gè)繪圖來展示本發(fā)明：
[0024] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)設(shè)備，這些設(shè)備對理解本 發(fā)明是必不可少的。數(shù)據(jù)連接被示出為多條配備有方向符號(hào)的虛線。
[0025] 圖1中所示出的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元1、一個(gè)形式為觸摸屏的輸入 表面2、以及一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)3。
[0026] 在數(shù)據(jù)處理單元1內(nèi)生成的圖像信息通過形式為觸摸屏的輸入表面2來進(jìn)行輸 出。用于數(shù)據(jù)處理單元1的控制信息由輸入表面2以及計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)3來生成，并且被傳輸 到數(shù)據(jù)處理單元1。
[0027] 在對數(shù)據(jù)處理單元1進(jìn)行輸入時(shí)，借助數(shù)學(xué)內(nèi)插法，每隔一定時(shí)間，將由輸入表面 2傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元的信息、與計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)3的絕對位置相關(guān)的數(shù)據(jù)有利地與計(jì)算機(jī)鼠 標(biāo)3所傳輸?shù)呐c計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的相對位置變化相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。好的內(nèi)插法可以通過例 如測試來有效地確定。這個(gè)比較的目標(biāo)和結(jié)果是確定處理標(biāo)記的位置，使得該位置代表如 輸入表面所測量的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的位置與如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)本身所測量的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的位置之 間的一種良好的折衷。如果被實(shí)現(xiàn)，處理標(biāo)記總是在計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)3的尖端附近，即使在長期 連續(xù)的輸入過程的情況下，并且仍然有效地經(jīng)受計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的小的精細(xì)移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元（1)、一個(gè)具有至該數(shù)據(jù)處 理單元的數(shù)據(jù)連接的觸敏位置解析輸入表面（2)、以及一個(gè)可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備，為了對 該數(shù)據(jù)處理單元（1)進(jìn)行輸入，該可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備可以用來觸摸該輸入表面（2)， 其特征在于 該可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備是一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（3)，該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)配備有多個(gè)用于檢測 多個(gè)相對位置變化的傳感器、并且具有到該數(shù)據(jù)處理單元（1)的一個(gè)數(shù)據(jù)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（3)具有一支筆的形 式。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（3)具有 一種可以用來檢測該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)是否停留在一個(gè)表面上的傳感器功能。
4. 一種用于操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元（1)、一個(gè) 具有至該數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)連接的觸敏位置解析輸入表面（2)、以及一個(gè)可自由移動(dòng)的 輸入設(shè)備，為了對該數(shù)據(jù)處理單元（1)進(jìn)行輸入，該可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備可以用來觸摸 該輸入表面（2)，該可自由移動(dòng)的輸入設(shè)備是一個(gè)具有至該數(shù)據(jù)處理單元（1)的一個(gè)數(shù)據(jù) 連接的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（3)， 其特征在于 在對該數(shù)據(jù)處理單元（1)進(jìn)行輸入的過程中，每隔一定時(shí)間間隔，將通過該輸入表面 (2)所測量的該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)（3)的絕對位置與從該計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)所測量的位置信息的結(jié)果中 計(jì)算的那個(gè)位置進(jìn)行比較，其特征在于，由該數(shù)據(jù)處理單元（1)通過數(shù)學(xué)插值法來為該兩 個(gè)位置指派一個(gè)共同表示該兩個(gè)位置的第三位置，該第三位置在與兩個(gè)第一位置之間的距 離相比離該兩個(gè)第一位置更短的一段距離處，其特征在于，由該數(shù)據(jù)處理單元（1)為這個(gè) 第三位置指派一個(gè)輸入標(biāo)記，并且其特征在于，這個(gè)第三位置被假定為是用于計(jì)算該計(jì)算 機(jī)鼠標(biāo)的在時(shí)間上下一次移動(dòng)的起點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G06F3/0354GK104160363SQ201380013546
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】羅伯特·克佩 申請人:伊斯奇里因特菲斯技術(shù)股份有限公司