用物体操作计算机程序的系统和方法技术方案

披露了一种使用户能够使用物体与计算机程序互动的系统和方法。系统包括：一个不含显示屏的交互面；一个有效连接到所述交互面的计算机系统，被配置为可执行多个计算机程序；以及多个物体，每个包含一个识别码并标记有一个计算机程序的用户界面元素；其中，当一个物体被放置在所述交互面上或者附近,所述交互面被配置为识别所述物体的识别码和位置信息，所述计算机系统被配置为执行与所述物体对应的计算机程序，所述计算机程序被配置为通过与所述物体的互动来操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用。本申请是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年3月6日的国际专利申请PCT/CN2014/072961的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/072961是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年1月30日的国际专利申请PCT/CN2014/071850的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/071850是标题为“互动板的系统及方法”、提交于2013年3月12日的国际专利申请PCT/CN2013/072481的部分继续申请。上述每件申请的全部公开内容以引用方式纳入。
本专利技术涉及用户界面以及不含显示屏的交互面上的交互式输入系统的领域。
技术介绍
计算机系统结合使用屏幕和如键盘和鼠标这样的输入设备使用户操作计算机系统。使用WIMP（窗口、图标、菜单和定点设备）原理的GUI（图形用户界面）在二十世纪七十年代由施乐公园实验室（XeroxParkLab）专利技术。这成为所有商用计算机系统要遵守的样板。确实，苹果、微软、太阳微系统公司到目前所开发的所有商业系统都使用来自于GUI系统的某种形式，使用户可以自然地与计算机程序进行互动。实际上，随着计算机时代的到来，信息大多通过屏幕来传递，这种方式有着明显的好处，容易使用并可以给使用者提供实时的反馈。这最后一点在视频游戏应用中尤其真实。然而，人们越来越多地暴露在这样的世界，信息通过屏幕传递的方式也有负面的影响，尤其对脆弱人群：低龄儿童。确实，随着家长越来越多地依赖计算机和智能手机作为其子女的教育和娱乐设施，儿童越来越多地在很小的年纪接触到屏幕。很多杰出的儿童发展专家认为这个趋势令人不安，他们警告说这不仅对儿童视力，对他们的发展也可能有显著的不利影响。因此，越来越清楚的是，虽然基于屏幕的计算机设备在教育和娱乐孩子方面有明显的好处，但也确实需要付出健康和发展的成本。目前，有很多电子书让用户使用标记、笔或者甚至手指，与电子书之间互动，以便计算机系统提供快速反馈-典型的形式是音频记录。然而，这些系统仍然是初步的，不能提供系统和用户之间广泛层次的互动。此外，这些系统不允许使用用于与设备相结合的如卡片、玩具、薄板等物体，而这正是年轻的用户会觉得使用自然、有趣的事情。因此，有必要引入一个新的和创新的设备，取消屏幕的使用，但保留计算机系统的能力，以便允许用户和设备之间的更大程度的交互。本专利技术没有采用传统计算机系统中普通输入设备与屏幕的结合，而是提供了一个全新的摒弃屏幕的用户-计算机系统操作媒介。本专利技术的实施例使用一个交互面作为用户的操作区域，它被以这样一种方式配置，用户可使用物体向计算机系统输入命令。反馈通过非屏幕的媒介来向用户提供。灯光（例如以LED形式）、震动、自主运动物体和音频反馈都是可行的方案，可以被用于与本专利技术的实施例相结合。特别地，本专利技术的实施例可以被看作是计算化平板游戏，设计使用低成本的但有效的交互面，以游戏的形式教育玩家和/或娱乐玩家。本专利技术的实施例保留了计算机系统的优点连同自然的物理的通信媒介（不包括屏幕）。本专利技术所依据的概念可能是革命性的，而它的应用也是无穷的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种使用户能够使用物体与计算机程序互动的系统和方法。所述系统包括一个不含显示屏的交互面，一个有效连接到计算机系统、嵌入交互面的表面上或者表面下的传感器阵列。用户可以在交互面上放置物体，之后使用物体作为用户界面来操作计算机程序。本专利技术可用于开发教育和娱乐程序，尤其对于低龄儿童。本专利技术实施例提供一种可以识别在交互面（例如游戏板或互动书）上放置的一个或多个物体的识别码和位置的系统和方法。所述系统包括交互面（主要包括传感器以及带有处理器和存储单元的计算机系统）以及一个或多个物体（包含一个识别码）。放置于所述交互面上的物体的位置和识别码通过交互面的传感器来探测，所述传感器将这些信息发送给所述交互面的计算机系统来处理。讨论中的传感器可以使用任何类型的技术，如物体和传感器之间的电磁耦合，或交互面与物体之间的射频通信。在射频通信的情况下，交互面和物体必须都包含一个射频天线，而物体还应包含它自己的计算机系统。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的交互面示意图，印有元素的卡片放置在交互面上。图2是根据本专利技术的一个实施例的交互面示意图，印有内容的薄片和卡片放置在交互面上。图3是根据本专利技术的另一个实施例的交互面示意图，印有元素的薄片放置在交互面上。图4是根据本专利技术的一个实施例，用物体来操作计算机程序的方法流程图。图5是根据本专利技术的另一个实施例，用物体来操作计算机程序的方法流程图。具体实施方式附图中描述的本专利技术的多个实施例将被详细说明。尽管本专利技术将结合实施例来进行描述，但是不应理解为本专利技术的范围受限于这些特定的实施例。本专利技术的目的是覆盖所有在本专利技术精神和范围内的替代、修改和等效，这些将在权利要求中进行定义。而且，在本专利技术的详细描述中，具体细节旨在提供对本专利技术的深入了解。然而，对于可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术的本领域普通技术人员，这些细节是显而易见的。在其他情况下，对众所周知的方法、程序、组件和电路没有进行详细描述，从而避免模糊对本专利技术的清晰的认识。例如，尽管“交互面”这一概念在具体描述中反复出现，应该理解为这并不是对本专利技术范围的限制。事实上，本专利技术很容易应用于3D表面，用户可以与交互面以不同角度进行互动。然而，为了简化起见，本专利技术的实施例将结合简单的2D表面设计来描述。此外，尽管在本专利技术的一个实施例中，交互面使用压敏传感器以简单阵列方式铺设，应当理解为其他传感技术和阵列布局同样包含在本专利技术的范围内。例如，其他传感技术，如电容式开关，光电二极管，触摸传感器，电阻等，都是可行的选择，可以在本专利技术实施例中结合应用。通过参考图，本专利技术可以得到更好的理解，它的诸多目的和优势对本领域技术人员来说也更加明显。本专利技术实施例披露了一种操作计算机程序的系统和方法，通过在交互面上放置印有内容的物体，比如薄片，之后与印刷的素材进行互动，以操作程序。图1是根据本专利技术的一个实施例的交互面示意图，印有内容的卡片放置在交互面上。为了方便说明，图1中描述的系统和方法被特别设计为英语教育拼写游戏，但是任何本领域技术人员都知道本实施例可以有大量的应用和设计。图1说明了带有操作表面区域102和一个基本单元107的交互面101。操作表面区域102包含一个传感器系统，能够探测到它上面的一个或多个卡片的存在、识别码和朝向。操作表面区域102的传感器系统电连接到计算机系统103，计算机系统103包含一个处理器104和一个存储单元105。在本实施例中，若干卡片106，每个上面都印有一个字母，被放置于交互面101的操作表面区域102的上面。本实施例的通用方法如下。每次在交互面101上放置一张卡片，计算机系统103，通过操作表面区域102的传感器（一个或多个），探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用物体来操作计算机程序的系统，其特征在于，所述系统包括：一个不含显示屏的交互面；一个有效连接到所述交互面的计算机系统，被配置为可执行多个计算机程序；以及多个物体，每个包含一个识别码并标记有一个计算机程序的用户界面元素，当一个物体被放置在所述交互面上或者附近,所述交互面被配置为识别所述物体的所述识别码和位置信息，所述计算机系统被配置为执行与所述物体对应的计算机程序，所述计算机程序被配置为通过与所述物体的互动来操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 CN PCT/CN2014/071850;2014.03.06 CN PCT/1.一种用物体来操作计算机程序的系统，其特征在于，所述系统包括：一个不含显示屏的交互面；
一个有效连接到所述交互面的计算机系统，被配置为可执行多个计算机程序；以及
多个物体，每个包含一个识别码并标记有一个计算机程序的用户界面元素，
当一个物体被放置在所述交互面上或者附近,所述交互面被配置为识别所述物体的所述识别码和位置信息，所述计算机系统被配置为执行与所述物体对应的计算机程序，所述计算机程序被配置为通过与所述物体的互动来操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物体的所述识别码包含嵌入物体的唯一识别码，所述交互面被配置为识别所述唯一识别码。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述唯一识别码包含一个射频识别芯片。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物体的所述识别码包含一个印在所述物体上的唯一光学图案，所述交互面被配置为能够识别所述唯一光学图案。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，印在所述物体上的所述唯一光学图案被所述交互面通过一个附加在所述交互面上或者附近的照相机来识别。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，物体包括一个充分覆盖住所述交互面的物理薄片，当所述物体被放置在所述交互面上或者附近时，所述计算机系统被配置为加载与所述物理薄片对应的计算机程序。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物体从以下群组中选择：卡片、按钮、积木块和小雕像，并被配置成在所述交互面上或者附近移动。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，与所述物体的互动从以下群组中选择：在所述交互面上或者附近放置所述物体，从所述交互面拿走所述物体，以及改变所述物体在所述交互面上的位置。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，与所述物体的互动从以下群组中选择：触摸标记在所述物体上的所述用户界面元素，对标记在所述物体上的所述用户界面元素施加压力，以及用物理触笔触摸标记在所述物体上的所述用户界面元素。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，与所述物体的互动从以下群组中选择：在第二物体上放置第一物体，在第二物体的旁边放置第一物体，以及从第二物体处移走第一物体。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括感官装置，所述感官装置从以下群组中选择：LED灯，音频装置，视频装置，照相机以及振动发生装置，其中感官装置被配置为产生一个响应与所述物体的互动的输出。
12.一种用物体来操作计算机程序的系统，其特征在于，所述系统包括：
一个不含显示屏的交互面；
一个有效连接到所述交互面的计算机系统，被配置为可执行多个计算机程序；
多个物体，每个标记有一个计算机程序的用户界面元素，
当一个物体被放置在所述交互面上或者附近,与所述物体对应的计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：施政，
申请(专利权)人：施政，
类型：发明
国别省市：北京;11