CN100527054C - 物理用户接口 - Google Patents

Abstract

一种物理用户接口，其被提供以作为具有操作系统的装置的图形用户界面的附件。该物理接口具有由一个或多个传感器扫描的工作平面或工作区，所述传感器能够确定目标的位置。所述工作平面或工作区被细分为两个和多于两个的区域。每个区域代表用户产生的命令。在一些例子中，所述一个或多个传感器适于确定一个或多个计数器的位置和指向。该传感器可区分一个计数器所处的区域以及该计数器的指向。该传感器基于所述确定，将一输出信号提供给所述装置。

Description

物理用户接口

技术领域

【0001】本发明涉及人机接口，更具体地，涉及用户和计算机之间的物理接口。

背景技术

【0002】典型的图形接口或图形界面(GUI)和伴随GUI的典型的指点设备或定点设备，例如鼠标、跟踪球、触摸板或控制杆(“指点设备”)，经常不适合幼小儿童(和某些身体或智力上有缺陷的成年人)。显示器或屏幕上的信息量又多又复杂，且使用典型的GUI和指点设备所需要的对图形符号的掌握超出了较年幼的儿童的理解范围。然而，儿童确实有足够的认知技能、空间方向感和灵敏性来使用诸如积木、玩具士兵和西洋跳棋的玩具。同样地，对于频繁和重复性的任务，诸如对于那些通常要求启动、定位、排序、调整尺寸和关闭应用程序窗口和执行某些诸如滚动的功能的任务，典型的GUI和与之相关联的指点设备经常要求良好的运动技巧和/或好的视力。这可能是用户挫败感和紧张感的来源。另外，如果有多个应用程序窗口打开，典型的GUI将经常要求用户关闭(或最小化)一个或多个窗口以使得用于启动其他应用程序的图标可以被看到。这是徒劳的。使用键盘所作为指点设备的完全替代品并不总是可能、明显或容易的。

发明目的和内容

【0003】本发明寻求提供一种与较幼小儿童、残疾和/或无经验或非内行PC用户的能力相适应的计算机接口。

【0004】本发明还寻求提供一种计算机的物理接口，该接口基于在平面或在工作区内的计数器(一个或多个)的位置。

【0005】本发明的定位是一般的用户、一些残疾用户和儿童—不一定适合高端有经验的PC用户。

【0006】因此，这里提供了具有工作平面，或者更广泛地说是具有工作区的物理接口以及与之相关联的电子系统，该电子系统由能够检测工作区的一个或多个目标的位置的一个或多个传感器构成。工作区被细分(或可被细分)成可以被一个或多个传感器单独检测的区域。接口可作为外设连接到计算机上。提供一个或多个可被唯一标识的计数器。一个计数器能够安装在工作区(其可能可以，也可能不可以被可视地和/或物理地定义)之内或之上的一个区域，并且扫描工作区的传感器(一个或多个)可以这样的方式检测每个计数器：该检测能够将该计数器与其它计数器区别开来。总起来说，传感器能够确定计数器在哪一个区域。

【0007】在某些实施例中，装置的信号处理器使用传感器的输出来确定每个计数器的区域和每个计数器的标识符，并向PC上或该接口所连接的其他电子产品上运行的控制程序传递该位置和标识符数据。该控制程序将此输出转化为能够被计算机解释为一个或多个命令的二次信号。

【0008】在某些实施例中，控制程序基于传感器数据提供命令。命令的例子有最大化、最小化，或除此以外调整涉及计数器的应用程序窗口的尺寸。

【0009】在某些实施例中，工作区可以是三维的，其中计数器的位置以三个轴的方式来定义。扫描工作区的传感器(一个或多个)的位置和类型可以依赖于工作区的性质而不同。

【0010】在进一步的优选实施例中，一个或多个传感器还检测计数器的方向，并且信号处理器使用方向、位置及标识数据来产生二次信号。

【0011】在进一步的优选实施例中，计数器含有数据存储能力(存储器)，并与控制程序以单向或双向的方式进行通信。存储器可以在出厂前预先加载。如果已预先加载，数据可以在传感器和控制程序读后立刻被删除，或者数据可以是永久且不可擦除的。此外，数据可以从PC上下载到计数器。被下载的数据可以是永久的、瞬时的(在重写或擦除之前存在)，或易失的(当PC下次读取计数器数据时被删除)。计数器可以在工厂时被预设为启动给定的应用程序，例如当打包游戏时。永久、瞬时和易失的数据的组合可以在单个计数器的存储器中共存。

【0012】计数器可从连接到一台PC或其他电子产品的接口转移到类似的连接到另一台PC或电子产品的接口。例如，在出厂前或由第一台PC的接口录制的计数器和应用程序之间的关联，如果同样的应用程序被安装在第二台PC上时，可能会允许用户不必为计数器和应用程序之间建立新关联而继续使用应用程序。而且，在一台PC上录制的数据可以用于另一台PC，或者该数据与同一台PC或其他PC上的另一个应用程序一起使用。

【0013】存储在计数器上的数据类型包括，但不限于a)安全密钥或口令；b)设置、属性，以及关联到某个专用应用程序的数据；c)玩家简介、登录数据，以及游戏中的个人扮演的角色、即时消息等等；以及d)小程序或其他应用程序。

附图说明

【0014】图1是根据本发明的教导的物理接口的例子的透视图。

【0015】图2(a)-(c)是计数器的实施例的俯视平面图。

【0016】图2(d)是计数器的侧视图。

【0017】图3描述计数器的透视图。

【0018】图4是物理用户接口的三角形平面排列。

【0019】图5是物理用户接口工作区的另一个三角形平面排列。

【0020】图6是RFID型物理用户接口的平面下的天线排列。

【0021】图7是双面RFID计数器的横截面图。

【0022】图8是标签或菜单栏的图形表示。

本发明的最佳方式和其它实施例

【0023】如图1所示，所公开的技术的一个实施例10包含容器11，其有平整、光滑、不可渗透的上表面12。该平面被看作一个工作区。术语“工作区”意在包括任何“计数器”可安放于其上的平面或平面的组合。工作区可以是被适当的传感器所界定的空间区域，或者可选择地是协同操作的2层或多于2层的平面(如上文所提到的和下文将讨论的)。在本发明的说明书中，计数器是物理标记，其能被一个或多个用于扫描、读取或询问该工作区的传感器所检测、定位和任选地读取和/或写入。

【0024】工作区的平面可以被相等地塑形或纹理化，以定义不同的区域和/或区域内的不同位置。计数器和工作区之间的交互可能是磁性的，或以别的方式而防滑或具有粘性，以防止计数器意外地滑动。上平面被再细分为区域13。在本例中，区域13被排列成具有行和列的矩阵。这里提供了大量可以被放置在平面上的计数器14。一个计数器14安装在一个区域13之内。

【0025】上端平面或者工作平面12之下的电子衬底或传感器阵列(未示出，但通过图6暗示出)由能够检测行和列位置，或更一般地说，能够检测每个计数器14的位置的机制或阵列的构成。每个计数器可被传感器阵列唯一地标识，在该传感器阵列中每个计数器可以与计数器集合中的每个其它计数器相区别开。为此，人们可以使用提供计数器14和传感器之间所需交互的射频(RFID)、磁性、光学、霍尔效应、电容或其它技术，例如，嵌入到每个计数器中的唯一RFID芯片或者组合磁体。传感器或者传感器阵列重复地且经常地扫描平面12，并选择性地报告所有计数器的变化(例如工作平面上的计数器的重新定位，计数器的移动或者新的计数器的放置)或位置。如果使用RFID技术，每个计数器14提供它自己的RFID芯片(一个或多个)，衬底包含图6中所示类型的一个或多个传感天线。

【0026】接口10通过数据通道27被连接到计算机25。该数据通道可能是USB线、无线通信连接或者其它单向或双向技术。数据通道被直接或间接地连接到控制程序，其与计算机25上运行的操作系统和/或应用程序通信。

【0027】接口可能与USB(或类似)鼠标相连而运行，并可能有一个用于此目的的备用USB(或类似)端口15。用一个集成的触摸板/指点鼠标或者其它指点设备16，它也可能作为独立的接口运行。它的存在对鼠标或其它指点设备的操作没有影响。

【0028】PC上的控制软件将允许用户为每个计数器分配(和再分配)一个与PC上的应用程序的关联。例如，计数器17可能是一个浏览器，计数器18可能是一个电子邮件客户端，计数器19可能是一个文字处理程序。控制程序与操作系统和/或应用程序通信，传输来自接口平面上的相关计数器的数据，并且也可能向它们写入(直接从自己的接口，或者作为代表PC上的关联的应用程序或者其它程序或者操作系统的管道)。控制程序也可以与操作系统通信，以开始和停止应用程序、层打开(layer open)窗口，以及调整窗口尺寸(包括最小化窗口)。

【0029】计数器17可能具有闪存或其它读/写(或只读技术)形式的数据存储电容或存储器。平面下的传感器可能与磁力、红外线、RFID或其它双向信号技术相接，使得计数器中的数据可以被读、写、更新或擦除。因此当带有存储器的计数器17被放置在平面上时，计数器被放置的区域13被识别，且计数器的存储器内的任何数据通过数据通道27被传输到所连接的计算机25。通过控制程序可以独立地读、写、更新或者删除任何计数器上的数据。

【0030】存储在计数器存储器中的数据可能是永久的、瞬时的或易失的或者是上述情况的任意组合。永久数据可以在制造期间或制造之后或第一次使用时被记录，并且保持不变。瞬时数据可以被例如关联的应用程序所读、写、更新或者删除。易失数据一旦被读取就立刻被删除。本发明的任何实施例中所使用的计数器可以有上述情况的组合。例如，关联的应用程序的标识符可以是永久数据，以便计数器可以一直与同一个程序一起使用并且计数器可识别该程序。用户偏好可以是瞬时数据，以便在被该用户更改之前都保持不变。暂时的应用程序状态或者状况数据可以是易失的。

【0031】当一个新的计数器(之前没有使用过)被放置在区域13(或图5中的51-58)，控制软件设置接口可以自动启动并提示用户将新的计数器关联到应用程序。

【0032】另一种情形中，当一个新的计数器(之前没有使用过但有存储数据)被放置在区域13(或图5中的51-58)，控制软件可自动启动一个关联的应用程序(如果还没有运行)或者可提示用户基于计数器存储器中的计数器存储的数据为计数器关联一个缺省或选定的应用程序。然后计数器上的任何相关数据可以被读取并传输到该关联的或选定的应用程序，或和该关联的或选定的应用程序一起使用。

【0033】一旦计数器被关联到应用程序，平面12上的新的使用实例的效果就像鼠标点击桌面图标。然而，一旦应用程序被启动，计数器上先前记录的应用程序数据可能在没有用户交互的情况下被传输到应用程序。

【0034】在一种实现中，平面上的某个专用区域可能被指定为“启动”区域，且当任何标记被放置在那里，无论其是否先前与应用程序关联，控制软件设置接口都将启动，并将根据具体情况允许第一个或新的分配(见下文)。

【0035】当计数器被从平面移除(完全提走，或者滑到区域矩阵之外的非活跃区)且在指定时间内没有被替换时，关联的应用程序可自动关闭(或至少开始关闭例程(routine))。当计数器被定位于平面上时，应用程序可能根据应用程序的设计和与用户的交互，更新计数器上的数据。瞬时数据可被更新，并且易失数据一旦被读取就擦除。因为计数器可以在任何时间被用户移动或移除，从而设计应用程序以使得瞬时数据被及时更新。

【0036】在替换性实现中，可在平面上的活跃区域附近提供缓冲区，由此，如果计数器被意外地碰撞或移动到非活跃区域(但在传感器阵列的检测范围之内)，软件将不会更改关联的应用程序的窗口状态。

【0037】移动图1中例示类型的平面上计数器具有以下的效应：水平轴(或行位置)代表PC的GUI桌面上的应用程序窗口的边到边的位置。垂直轴(或列位置)代表：a)以其最大尺寸的百分比表示的应用程序窗口的尺寸；及b)所有打开的窗口的相对位置(分层)。关联到垂直轴的最上端的计数器的应用程序将会在所有其它打开的应用程序的上面(除了以及任选地那些编程为“总在顶端”的)。

【0038】如图1所示，计数器14可以有基座20，其提供稳定底座和用于诸如磁体、条形码等识别硬件的物理平台。在本例中，柄21从基座20中分离出头部22。该头部使得计数器14易于控制并提供可用于识别该计数器的上表面。

【0039】如图2所示，计数器的上表面23可以支持微型显示器24，其能够显示标识该计数器和与之相关联应用程序的文字或图像。平面23(或计数器的任何其它平面)可选择地被用于放置识别标签25于其上。上表面23还可能具有固定装置26，其用于接收用户选择的三维指示器27，该指示器27与平面23或者固定装置26联合使用，并识别计数器和与之关联的应用程序。

【0040】如图3所示，计数器可以是圆柱体或圆盘30、立方体31、四面体32或其它三维固体。这种类型的固体有离散的、与它们外观相关联的平面稳定平衡位置的数目。例如，立方体有6个，四面体有4个，而圆柱体有2个。以这种方式，计数器可以有多个指向。指向是稳定位置，处于该位置时，计数器可以被传感器以某种方式读取：提供该指向所独有的数据。为实现这一点，指向对于面朝下放在工作区上的多面体或其它固体形状的面是唯一的。因此，RFID芯片或其它可读结构需要被关联到每个意在表示指向的面。如果计数器机械地稳定在工作平面之上或之内，且传感器给出唯一的输出，则称该指向是稳定的。当RFID芯片作为可读装置使用时，计数器中的每个RFID发射机可以以图7及其所涉及的公开中所暗示出的方式与其它RFID发射机隔离开。RFID芯片也可以通过调整RFID的发射能量或传感器的读敏感度来相互分离。

【0041】在如图5所示的另一个50中，移动标记会在每个区域中产生指定的效应(最小化51，还原52和最大化53)。注意到本例或实现包含以下额外的用户装置：a)设定(set-up)区54；b)“最小化全部”区55(标识为“桌面”)；c)“发送至后面”区56(标识为“层”)，其将全屏窗口发送到后面，允许较小的窗口被看到；以及d)向上/向下滚动区域57、58。大量的计数器可以被放置在“还原”和“最小化”区。唯一的实践上的限制(除了由任何扫描技术施加的限制)是物理空间，其仅仅是设计布局和计数器尺寸的函数。最后被移动的、在“还原”中的计数器(无论是从别的位置移到“还原”或者在该区域内移动)将会在所有其它被还原的窗口的上方，并且拥有键盘焦点。被移到“最大化”53的计数器将得到键盘焦点，并且即使另一个计数器后来被移至“还原”，其将任选地保持键盘焦点(即被还原的窗口被放置在最大化窗口的层之下)。如果最大化的窗口被发送到后面(“层”)，当它在那里时，键盘焦点将被给予上方的“被还原”窗口。当计数器被放置在“设定”54时，应用程序窗口将显示当前打开的应用程序，唯一的例外情况是已经关联到其它的计数器的任意打开的应用程序(无论这些其它的计数器是否在接口的平面上)。接着，在“设定”上的计数器(无论是否已经关联到另外的应用程序)可以被关联到任何一个被显示的应用程序(通过使用键盘箭头高亮被选定的应用程序，并点击“回车”)。如果计数器已经关联到另一个应用程序，先前的关联将被新的关联所覆盖。将计数器放置在“桌面”55上将会最小化所有打开的窗口。将计数器从“桌面”55移开将会使所有窗口回到接口的平面上的计数器所指示的尺寸和位置。“还原”52可任选地为窗口(按照WINDOWS还原命令)产生一个随机的尺寸和位置或者将窗口铺砌(tile)为指定型式。滚动按钮57、58使得全屏窗口显示的内容按指示向上或向下滚动，直到计数器回到“最大”位置。任选地，用户可被赋予预设滚动速度的能力。当计数器被从被扫描的接口平面移开时，相关联的应用程序立刻最小化，且在短暂的任选地可调延迟(这给予用户改变他/她的想法的时间)之后，接下来启动关闭例程。在不脱离允许计数器的位置和指向去打开应用程序，以指定窗口的位置和/或相对的尺寸/次序，以及来控制上文所述的特定结构的原则的情况下，有可能给一个区域分配对Windows操作系统的和/或专用关联应用程序的其它结构的控制。

【0042】如果鼠标(或其它指点设备)被用于重新排列桌面，任何计数器的任何动作都将桌面重置为计数器的位置所描述的布局。当计数器被放置在“还原”区，或者在“还原”区内移动时，任选地，当关联的应用程序被还原并给予键盘焦点，屏幕上的光标或指点设备指示符可以被暂时高亮或自动地换位(reposition)成标准或预选或缺省的位置(例如屏幕的左上角)。这使得用户更易于使用键盘控制或其它指点设备在应用程序窗口内移动。

【0043】在一个实施例中，不管哪一个面与工作平面接触(或者因为计数器有定义好的“上”和“下”平面并且不能转动)，计数器将只有一个标识。

【0044】如图4和5所示，平面11不一定必须是正方形或者矩形的。图4的实施例是一个三角形平面40被细分或镶嵌成三角区41，其十分适合本发明，因为仍有行42用于指示水平位置和相对GUI窗口尺寸，同时仅有一个位置(如“顶点”43)用于使GUI中计数器的关联程序全屏并且在所有其它应用程序之上。

【0045】顶部的三角形或顶点(43，56见图5)只能被单个计数器所占用—而且那里的第一个计数器有优先权。它表示全屏窗口—且仅有全屏窗口能被滚动。全屏窗口将会覆盖所有其它的窗口，除非计数器被移至“层”，在这种情况下，它被发送到后面，使任何其下的窗口显现出来。计数器从“层”返回到“最大”，将使最大化的窗口返回到最上方并还原其键盘焦点。如果第二个计数器在第一个计数器仍在那里时被移到最上方的三角形所在的任意区域，什么都不会发生，并且关联到该第二个计数器的窗口将仍停留在第二个计数器被移动以前的状态(或者如果该计数器被第一次放置在平面上时，窗口不会打开)。这些滚动、最大化和层的功能占据了工作区50的上方的有界三角扇区。

【0046】无论工作平面形状，底部的行可以指示被启动的应用程序以最小化运行。因此，工作平面可以被嵌入到更大的平面(并且将被图形设计所选定)，允许在工作平面之外创建“非活跃区”(没有传感器的地方)。计数器可能被滑动到这些区域，以终止运行中的应用程序及存储。当计数器被从桌板(board)上的其它位置移动到“最小化”时，或者被第一次从活跃区域之外移动在那里时，将会产生屏幕上的标记，用于确认该应用程序正以最小化方式运行(而不是关闭)。

【0047】计数器可以是便携形式。一个例子是钥匙圈形式的计数器。另一个例子是被包含在游戏中或者在游戏之外独立提供或购买的玩家代币或者计数器。在这些例子中，便携的计数器可以代表在游戏过程中被更新的关联的应用程序游戏中的角色(avatar)。在另一个例子中，当计数器被移除时，它包含了状态信息，以使得游戏可在以后继续。

【0048】在另一个例子中，安全密钥被存储在计数器中，关联的应用程序被口令保护，以使得直到用户将计数器放置在平面，并由该用户所输入的口令与安全密钥一致或相结合以表明该用户是验证的之前，所述应用程序将不会运行或不会继续。

【0049】如图6所示，平面下的天线阵列集合60包含螺旋RFID天线61的三角形(或其它形状)阵列和关联的电路轨线62及元件。紧密包装或镶嵌的天线的三角形阵列被布置在注册表中并在图5所示的工作平面50或图形平面之下。大三角形区域内部所有的区(由周围的线性电路轨线62所界定)被天线阵列(标称5毫秒一次)扫描—以使得如果计数器被从指定的活跃区域(如“还原”)移动(意外地)但仍在界限以内且不在另一个活跃区间内，则当标记被完全移除时将被初始化的“关闭应用程序”例程将不会运行。这防止了应用程序的意外关闭。

【0050】天线阵列中的每个螺旋元件包含调谐环形天线电路和开关。天线开关是低电容，与RFID发送接收器相关的类型。一种合适的发送接收器是Texas Instrument所提供的S6700型的多协议发送接收器。它在频率13.56MHz上工作。这是一个低功耗装置且支持多个RF通信协议。最大的辐射功率在5V时约是200mW。该通信接口是串行的。发送接收器芯片支持ISO 15693-2协议。询问RFID标记所需的ISO15693-3协议在固件中实现。因此接口由其USB总线供电。

【0051】如图6所暗示出的，天线被从上到下，从左到右地扫描。每次选择一个新天线，接口会为被激活的标签等待大约1ms，然后它将发送读信号块0命令。更多的细节参见标准文档ISO 15693-3。如果在所选择的天线附近没有标签存在，固件将等待2ms然后选择下一个天线并重复询问过程。如果标签存在，它将以发送1块(4字节)数据的方式响应。第一个被接收的字节包含标签ID。其有效范围从1到255；因此所支持的标记的最大数目为127。如果需要，标签ID存储可以扩展到许多字节，且所支持的标记的数目将因此而增加。

【0052】固件将全部现有标签ID存储到36字节排列中，其将按请求通过USB总线被发送到主机。标签询问协议包括由标准ISO/IEC13239所给出的CRC纠错算法，以对抗噪声、串扰和损坏的消息。在读卡机(reader)和标签中的固件计算用于接收和发送的每条消息的CRC 16的值。所有带有错误CRC 16值的消息会被忽略。

【0053】该USB通信模式是高速的(12Mbps)。数据从端点1(EP1)通过1个USB管道发送到主机。为确保保险且及时的数据传输，EP1的模式是“中断”。所选择的最佳查询间隔是2ms。RFID扫描例程与USB例程交叉进行，当完成对每个天线的询问后，标签阵列的内容被发送到计算机。这将确保用户在接口上放置或移动计数器和相应的ID被发送到主机之间的最小延迟。

【0054】为允许未来的装置扩展，数据包以报头开始。报头的第一个字节包括标志位。如果最高有效位被置位(第一个字节＝0x80)，后续的数据字节串带有标签ID信息。剩余的位是为将来版本预留的，目前为0。第二个字节包含数据包的长度，在本例中是36。

【0055】数据包的全部长度是2字节(报头)加36字节(数据)，使得总和是38字节。

【0056】在另一个实施例中，如图7所示，每个计数器71的唯一标识将依赖于它的哪一个面或平面72、73与工作平面相接触而变化。计数器提供给扫描器的RFID芯片或其它装置的标识符被称为计数器的指向。因此，一个计数器在同一个区域内可能有2个或更多的指向。因此，在这个实现中，计数器的标识符将会包含两个概念域—主序数(primary ordinal)，其将被关联到用户PC(如上)的单个应用程序，及第二序数(从1到n，其中n是固体形状的显著或有效的面的数目)。其它标记计数器的各个面的方法也是可能的。当计数器被翻转或者被从一个面重指向到另一个面时，在关联的应用程序之内将会有相应的动作。在一个例子中，如果应用程序是文字处理器，将圆柱体30从一个平坦面翻转到其它的面，将会引起关联程序逐步跟踪或循环遍历(step or cycle through)所有打开的文字处理文档。即，对于显示器的第一个状态，一旦计数器被反转或翻转，重反转(重指向)并不会引起还原到第一个状态。在这种情况下，翻转计数器(改变方向)与在Windows中在键盘上按控制键F6有相同的效果。其它的动作是可能的—例如，翻转在“设定”区的标记可能启动计算机的“关闭”例程。

【0057】在另外一种关于“计数器翻转”的替换性系统中，当存在单个应用程序的多个实例(或一个应用程序内打开的多个文件/文档)时，翻转关联到那个应用程序的计数器(重指向)可能在用户的图形显示器上显示“制表栏”或菜单栏。在图8中对这种类型的图形作了描述。制表栏或菜单栏80可能以文本和/或图形的形式显示用于关联到翻转或重指向的计数器的应用程序的当前所打开的实例81或文件，并将使得用户使用键盘的“Tab”键或箭头键来从一个文件移动到另一个文件，或从一个文件滚动到另一个文件。一旦被选的文件或实例被可见地高亮了，点击键盘“回车”键(或类似的)将同时隐藏“制表栏”并将被选的文件或实例显示到该计数器所控制的窗口中。可选地，该制表栏也将显示“关闭全部”键82，其将允许用户一次关闭所有实例或文件，通过选择该选项并简单地点击“回车”，或者通过选择该选项，点击回车然后把计数器从该接口的平面举起。制表栏可能会“漂移”或者可能会附着到所关联的应用程序当前被控制的实例。

【0058】在图7的例子中，举例说来，计数器可以是具有以下分层结构的磁盘。铁磁屏蔽层74被夹在两层非铁填充材料75、76之间。这三层被夹在两个RFID标签层77、78之间。外部的上端和下端层是非铁填充材料79、80。因此，这个例子中的计数器是双面的，且具有由磁屏蔽层或射频隔离层隔离的背靠背的RFID芯片。每对RFID芯片可能代表了有序的奇数和偶数，例如，奇数一直在两者的较低位置—这样，1和2，3和4，等等。当计数器首先被放置到桌板上时，它哪一面朝上是无关的—任一个RFID数字将被识别且其关联的对偶中的数据数字可容易地被计算。

【0059】在优选实施例中，每个标签有64块非易失用户存储器区。有一块为ID而保留，剩下的63块(252字节)可用作其它用户数据。每个计数器最好包含两个标签，这样总的存储容量是2×252字节。如果需要，存储器的大小可以增加。

【0060】当将数据保存到计数器中时，主机应在文件或注册键值中保存标签ID。当将来试图访问该数据时，如果计数器被错误地放置，通过使相应的标签朝上，软件将促使用户重指向该计数器，以使得在传感器从标签读取数据之前，其适当的面暴露给传感器(一个或多个)。可能被保存的数据包括程序设置(通常是命令行参数)和用户口令。为安全起见，口令应是被加密的。如果应用程序的数据较长，将被保存到主机PC并且只有索引被保存到标记符。

【0061】如先前所提到的，在第一个优选实施例中的每个计数器包含2个由金属屏蔽层隔离的封装的发送应答机。只有当暴露给传感器(一个或多个)的一侧被扫描时，才能成功地询问工作平面。来自Texas Instruments的13.56MHz的封装的发送应答机与允许来自不同厂商的产品的互操作性的全球开放标准ISO/IEC 15693标准兼容。使用组织为64块的2K比特的用户存储器，这种稳定风格(rugged style)的发送应答机特别为能抵抗恶劣工作环境的应用程序而设计和测试。每个发送应答机在被装入计数器之前有一个预编程的ID。给定的计数器中的发送应答机对有顺序的独立ID，一个为奇数而另一个为偶数。可提供单一颜色标记符，以允许使用者将该标记符与其它标记符相区别。其它的方案也可用于计数器的互相辨别。

【0062】虽然本发明是引用具体细节进行描述，但需要理解的是这些是作为示例提供的，而并非对本发明的范围或精神的限定。

Claims (20)

1.一种运行操作系统的装置的物理用户接口，所述物理用户接口包括：

安放在工作区之下的传感器阵列；

所述工作区被划分成可被用户辨别的多个区域，每个区域表示给所述操作系统的一个命令；

由所述传感器唯一地标识的一个或多个物理标记，每个传感器产生一个识别信号；

信号处理器，其用于从所述识别信号中确定所述物理标记的标识和所述物理标记所在的区域，并产生关于位置和标识的信号；以及

控制系统，其在所述装置上运行，用于将所述关于位置和标识的信号转化为能够被所述操作系统解释为和图形用户界面的外观相关的命令的二次信号。

2.根据权利要求1所述的物理用户接口，其中：

所述传感器是RFID天线，且所述物理标记是RFID标记。

3.根据权利要求1所述的物理用户接口，其中：

所述和图形用户界面的外观相关的命令是与呈现在图形用户界面的桌面上的应用程序的外观相关的一个命令。

4.根据权利要求1所述的物理用户接口，其中：

所述物理标记为所述操作系统标识一专用可执行程序，且所述和图形用户界面的外观相关的命令与所述专用可执行程序相关。

5.根据权利要求1所述的物理用户接口，其中：

所述物理标记具有存储器，其能被所述接口写入且携带可以被所述接口读取的数据，所述接口从所述物理标记读取的所述数据由所述操作系统启动的一个程序使用。

6.根据权利要求1所述的物理用户接口，其中：

所述和图形用户界面的外观相关的命令是与图形用户界面中窗口的尺寸或位置相关的一个命令，且是从包含打开、关闭、还原、滚动、调整尺寸、最小化或最大化的组中选择的。

7.根据权利要求5所述的物理用户接口，其中：

接下来，提供给所述操作系统的所述数据可用作可执行程序的输入数据。

8.一种运行操作系统的装置，其包含：

物理用户接口，其包含安放在工作区之下的传感器阵列；

所述工作区，其被划分成可被用户辨别的多个区域，每个区域表示给所述操作系统的一个命令；

被所述传感器唯一标识的一个或多个物理标记，每个传感器产生一个识别信号；

信号处理器，其用于从所述识别信号中确定所述物理标记的标识和所述物理标记所在的区域，并产生关于位置和标识的信号；

控制系统，其用于将所述关于位置和标识的信号转化为能够被所述操作系统解释的二次信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述传感器是RFID天线，且所述物理标记是RFID标记。

10.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述命令是与图形用户界面的桌面的外观相关的一个命令。

11.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述物理标记为所述操作系统标识一专用可执行程序，且所述命令与所述专用可执行程序相关。

12.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述物理标记具有存储器，其能被所述接口写入且携带可以被所述接口读取的数据，被读取的所述数据由所述控制系统提供给所述操作系统。

13.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述命令是与图形用户界面中窗口的尺寸或位置相关的一个命令，且是从包含打开、关闭、还原、滚动、调整尺寸、最小化或最大化的组中选择的。

14.根据权利要求12所述的装置，其中：

接下来，提供给所述操作系统的所述数据可用作可执行程序的输入数据。

15.一种用于显示具有操作系统的装置的图形用户界面的桌面上的图形信息的方法，其包括以下步骤：

将物理标记放置或重放在物理工作区上，物理工作区之下安放传感器阵列，所述物理标记代表能被所述操作系统运行的程序；

所述工作区被划分成对用户可见的多个区域，每个区域表示给所述操作系统的一个命令；

当所述物理标记被放置到一个区域内或从一个区域内被移除时，所述传感器产生一个识别信号；以及

基于所述识别信号，所述操作系统从控制程序处接收并实现与窗口的外观相关的命令。

16.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述传感器是RFID天线，且所述物理标记是RFID标记。

17.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述物理标记为所述操作系统标识一专用可执行程序，且所述命令与所述专用可执行程序相关。

18.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述物理标记具有存储器，其能被所述界面写入且携带可以被所述界面读取的数据，被读取的所述数据由所述控制程序提供给所述操作系统启动的一个程序。

19.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述命令是与图形用户界面中窗口的尺寸或位置相关的一个命令，且是从包含打开、关闭、还原、滚动、调整尺寸、最小化或最大化的组中选择的。

20.根据权利要求18所述的方法，其中：

接下来，提供给所述操作系统的所述数据可用作可执行程序的输入数据。

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