专利名称：便携电子设备位置感应电路的制作方法
便携电子设备位置感应电路
背景技术：
便携电子设备，例如智能手机、个人数字助手、笔记本电脑、台式电脑设备等通常装配有照相机。当用户用照相机照取相片或视频时，观察者会希望成像比照相机的视场更大的区域。在这种情况下，用户可以成像多个相邻视场，并且将这些图像联接在一起形成为单个更大、或全景图像。然而，如果照相机的平移/倾斜在图像之间改变(即，如果照相机左、右、上、下移动)，那么当联接在一起时图像会不能很好地匹配在一起。位置变化测量值也可能对其它设备很重要。该文件描述了能有助于监测电子设备中的位置变化的方法和系统。
发明内容
在一个实施例中，一种感应电子设备的位置的方法，其包括使用便携电子设备的声音输出端输出具有第一参数值(例如，第一振幅或第一频率)的第一音调。所述设备将所述音调传输到位置感应电路。所述位置感应电路可以包括，电位器、数字旋转编码器或其他类型的角传感器、或其他合适的传感器。所述设备经由声音输入端从所述位置感应电路接收具有第二参数值的第二音调。所述处理器通过将所述第二参数值(例如，振幅或频率)与参考参数值进行比较来确定角度位置测量值。在一些实施方式中，所述角度位置测量值可以是平移/倾斜测量值。如果是这样的话，在一些实施方式中，所述设备可以包括光学传感器，例如照相机。如果是这样的话，所述设备可以接收照相机操作命令，与所述第二音调的接收基本上同步地捕捉图像数据，将所述图像数据作为图像文件存储在存储器中并且将所述平移/倾斜测量值与所述图像文件关联地存储在存储器中，例如在元数据中或者作为所述图像文件的一部分。在一些实施方式中，确定所述角度位置测量值可以包括测量在所述参考参数值与所述第二参数值之间的差值，获取存储的多个已知差值以及相应角度位置值，以及选择相应于与所测量差值最接近匹配的所述已知差值的角度位置值作为所述角度位置测量值。所述方法还可以包括确定所述图像文件相应于在图像序列中的参考图像，设置所述参考参数值等于所述第二参数值，以及重复用于确定多个附加图像的角度位置测量值的步骤。在可选实施方式中，电子设备包括声音信号输出端、声音信号输入端、以及位置感应电路。所述位置感应电路可以包括，电位器、数字旋转编码器或其他类型的角度传感器、或其他合适的传感器。所述位置感应电路配置为从所述声音信号输出端接收所述第一信号，修改所述第一信号来产生修改的信号，以及传输所述修改的信号到所述声音信号输入端。所述设备还可以包括处理器、以及包含编程指令的存储器，所述编程指令指示所述处理器使所述设备经由所述声音信号输出端输出第一信号以及经由所述声音输入端接收第二信号。所述第一信号具有第一参数值，而修改的信号具有第二参数值。响应于接收命令，例如经由所述光学传感器捕捉图像的命令，所述设备可以通过将所述第二参数值与参考参数值进行比较来确定平移/倾斜测量值或其他角度位置。
所述设备可以还包括编程指令，其指示所述处理器使所述设备由光学传感器与修改信号的接收基本上同步地捕捉图像，将所述图像作为图像文件存储在存储器中，以及将所述平移/倾斜测量值与所述图像文件关联地存储在存储器中。指示所述处理器使所述设备确定所述角度位置测量值的所述编程指令可以包括指令测量在所述参考参数值与所述第二参数值之间的差值，获取存储的多个已知差值以及相应角度位置值；以及选择相应于与所测量差值最接近匹配的所述已知差值的角度位置值作为所述角度位置测量值。所述编程指令可以还指示处理器确定所述图像文件相应于在图像序列中的参考图像，设置所述参数值的振幅等于所述第二参数值，以及确定用于多个附加图像的每个的角度位置测量值。在一些实施方式中，所述声音信号输入端可以包括第一通道和第二通道,所述位置感应电路的第一端子可以电连接到所述第一通道，以及所述位置感应电路的第二端子可以电连接到所述第二通道。所述声音信号输出端和声音信号输入端可以是分离端口的一部分，或者它们可以是单端口元件。
图1示出具有附接的位置感应电路的便携电子设备的实例；图2为描述便携电子设备可以如何使用位置感应电路的流程图；图3示出位置感应电路的实例；图4示出可选位置感应电路的实例；图5示出位置感应电路的另一个实例。
具体实施例方式本发明不限于所描述的具体系统、设备和方法，因为这些可以改变。在描述中使用的术语仅是为了描述具体版本或实施例，并且不是旨在限制范围。当在本文件中使用时，除非上下文特别清晰指示，单数形式“一”和“该”包括复数形式含义。除非特别限定，在此使用的所有技术和科学术语具有与本领域的普通技术人员通常的理解相同的含义。在本发明中不能解释为承认在本发明中描述的实施方式没有资格早于现有技术发明的公开。当在本文件中使用时，术语“包括”表示“包括，但不限于”。图1示出具有光学传感器12的便携电子设备10的实例。在该文件中，“便携电子设备”是指包括处理器、计算机可读存储器的电子设备、以及例如使所述设备能够经由一个或多个无线通信网络发送和接收信号的收发器或者通信端口的通信设备。便携电子设备可以包括，例如，智能手机、数字照相机、个人数字助手、笔记本电脑、台式电脑设备、媒体播放器等。电子设备10可以包括光学传感器12、显示器14、例如扬声器或耳机插头的声音输出端20、以及例如麦克风的声音输入端18。光学传感器12可以是将光学信号转换为电信号或数据的图像捕捉传感器，例如具有透镜的照相机。便携电子设备10包括处理器和存储器，该存储器存储执行下面描述方法的例如软件应用的编程指令。在一些实施方式中，声音输出端和声音输入端可以是单端口部件，例如通用串行(USB)总线端口、或者多引脚连接器。便携电子设备可以附接到或者包括位置传感器，其包括声音信号输入端42、声音信号输出端44、以及容纳在由例如塑料的非导电材料制成的壳体22内的位置感应电路46。声音信号输入端42可以包括放置在便携电子设备的扬声器附近的麦克风，或者它可以包括配置成物理连接到电子设备的端口 20 (例如耳机端口或其他声音输出端)的插头和线。声音信号输出端44可以包括配置成物理连接到电子设备的声音输入端(例如端口 20，其可以提供输入和/或输出功能)的插头和线。或者它可以包括放置在便携电子设备的麦克风附近的扬声器以便麦克风可以检测由扬声器播放的声音信号。在一些实施方式中，声音信号输出端和声音信号输入端可以集成为单个连接设备48，例如单个插头、USB连接器、或其中一个或多个引脚相应于输入端而其他引脚相应于输出端的多引脚连接器。取代如图1所示外部附接到所述设备，在一些实施方式中，位置感应电路可以与所述设备集成并且完全容纳在设备的壳体22内。图2为描述例如那些包含在软件应用中的编程指令可以使电子设备运行的处理的流程图。所述设备可以从电子设备的用户接收操作命令50。如果电子设备装配有照相机，那么命令可以包括操作照相机的命令。照相机操作命令可以是发动照相机应用、获取图片的命令、或者与照相机相关的一些其他命令。替代地，照相机操作命令可以是在获取一张图片或一系列图片之前激活位置传感器应用的命令。如果电子设备附接到另一个装置或放置在另一个装置中，例如儿童玩具、装置物品、或其他物品内，那么操作命令可以是操作那个装置或物品的命令。响应于接收操作命令50，所述设备可以产生已知振幅的声音信号52，并且使该信号被传输到位置传感器电路54。位置传感器电路将输出修改的声音信号，并且电子设备经由它的声音输入端接收修改的声音信号56。所述设备将接收的声音信号的振幅与参考振幅进行比较58，并且确定与电子设备的角度位置相应的平移/倾斜测量值62。参考振幅可以是所述设备将已知为放置成没有平移或倾斜、或者具有预定量的平移和/或倾斜的振幅。如果接收的声音信号具有与参考振幅相同的振幅，那么将可以确定所述设备放置为上下笔直没有平移或倾斜(或者在预定平移或倾斜位置中)。另一方面，如果接收的声音信号具有与参考振幅不同的振幅，那么所述设备可以确定所述设备是歪斜的，并且确定与所述歪斜的量和方向相关的平移/倾斜测量值62。平移/倾斜测量值可以通过任何合适的方法来确定，例如通过将接收的信号的振幅与包含在存储器中的数据(例如查找表)进行比较，该数据是关联已知振幅或振幅差测量值与已知平移/倾斜测量值。在这种情况下，所述处理器可以确定与接收的信号的振幅最接近匹配的已存储振幅或振幅差值，并且它可以使用那个振幅的相应平移/倾斜测量值作为用于所述设备的平移/倾斜测量值。替代地，平移/倾斜测量值可以基于接收的单个振幅使用适合于电子设备的参数的公式或等式来确定。这种等式的一个实例是将单个振幅转换为位置测量值的线性或多项式等式。虽然所述设备接收修改的声音信号，但是所述设备也可以接收命令来捕捉图像60并且将图像作为图像文件存储。当这样时，所述设备将与捕捉图像的时刻基本上同步地确定平移/倾斜测量值62，并且它将平移/倾斜测量值62以一定格式存储在存储器中，所述格式将测量值与图像文件关联64。例如，所述设备可以将平移/倾斜测量值存储为具有图像文件的元数据，或者它可以将多个平移/倾斜测量值存储在数据文件中，该数据文件还包括将每个平移/倾斜测量值与它的相应图像进行关联的数据。然后，当捕捉到附加图像时，所述设备可以重复所述处理。当在本文中使用的术语“基本上同步地”表示同时，或者在极短的时间周期内，以便在该时间周期内电子设备的平移/倾斜测量值不会略有改变。在一些实施方式中，时间周期是这样的，在电子设备的平移/倾斜测量值的任何改变将小于5%的改变。在其他实施方式中，它可以是小于1%的改变。在可选实施方式中，不是使用产生的声音信号作为参考振幅，在按顺序获取多个图像的系统中，所述设备可以确定图像是否为序列中的第一个图像70。例如，如果它已经接收一命令来获取将一起呈现作为全景图像的一系列图片时，所述设备可以确定图像为第一个图像。如果它确定图像为在序列中的第一个图像70，那么它可以存储信号的振幅作为参考振幅。然后，当系统捕捉第一图像66时，它将参考平移/倾斜测量值(例如O)与第一图像关联以便用于在序列中的所有其他捕捉图像的平移/倾斜测量值与作为参考的第一图像进行比较。图3示出根据一个实施方式的位置感应电路100的实例。电路100的该实施方式包括电位器110，其具有电连接到公共或地线121的第一端子101，电连接到声音信号输出端122的第二端子102、以及电连接到电路100的声音信号输入端123的第三端子103或电刷。任选地，一个或多个电阻可以放置在电位器的任何端子与它的相应输入端或输出端之间。例如，电阻器132可以电气地放置在电路的声音信号输出端122与电位器的第二端子102之间以形成具有电位器的分压器，并且将信号降压到在适合于电子设备的输入端的电平。当位置感应电路100附接到电子设备时，电刷103的位置将随着设备的角度位置改变而移动。例如，如果设备的壳体沿着X轴倾斜，或者沿着Z轴向前平移，电刷将移动，因此改变电位器的电阻并且因此也改变输出信号的电压振幅。如果位置感应电路接收已知振幅的声音信号并且输出相同(或已知)振幅的声音信号，那么当电刷移动时输出信号的振幅将改变。图4示出根据可选实施方式的位置感应电路200的实例。电路200包括电位器210，其具有电连接到公共或地线221的第一端子201，电连接到第一声音信号输出端222的第二端子202、以及电连接到电路的声音信号输入端223的第三端子203或电刷。任选地，一个或多个电阻可以放置在电位器的任何端子与它的相应电连接端之间。例如，电阻器232可以放置在声音信号输出端222与电位器的第二端子202之间。在图4的实施方式中，电位器的第一端子201还可以电连接到第二声音信号输出端224。第一和第二声音信号输出端可以相应于立体声输出端的右和左通道。一个或多个电阻器234也可以放置在电位器的第一端子201与第二声音信号输出端224之间。任选地，开关240可以放置在信号输入端223与信号输出端224之间以允许选择测量电位器和开关组合(在闭合位置中)，或者当开关断开时仅测量电位器。当位置感应电路200附接到电子设备时，电刷203的位置将随着设备的角度位置改变而移动。例如，如果设备的壳体沿着X轴倾斜，或者沿着Z轴向前平移，电刷将移动。如果位置感应电路接收已知振幅的声音信号并且输出相同(或已知)振幅的声音信号，那么当电刷移动时输出信号的振幅将改变。图5示出根据位置感应电路300的又另一个实施方式。在该实施方式中，例如数字旋转编码器301的角传感器从声音输入端303接收信号并且产生例如三位二进制输出312、322、332的数字输出编码。编码器绕着轴旋转，并且数字输出编码将基于编码器的旋转位置而改变。数字输出编码将基于传感器的位置而改变。编码的每一位可以经过无源音频滤波器(passive audio filter) 341、342、343，例如LC带通滤波器，以产生模拟信号或音调信号。音调信号然后可以被发送到电子设备313的声音输入端,其然后可以基于音调信号的频率确定所述设备的位置。所述位置可以利用任何合适的方法来确定，例如通过将接收的频率与包含参考参数(例如已知频率)和它们相应的角度位置的数据组进行比较。所述设备然后可以在相应于接收的频率的数据组中识别角度位置。 上面公开的特征和功能、以及其替代可以组合到许多其他不同系统或应用中。本领域的技术人员可以作出各种当前未能预见或者未能预测的替代、修改、改变或改进，其每个也旨在被包括在公开的实施方式中。
权利要求
1.一种方法，该方法包括: 经由便携电子设备的声音输出端输出具有第一参数值的第一音调； 将所述音调传输到位置感应电路； 经由所述便携电子设备的声音输入端从所述位置感应电路接收第二参数值的第二音调；以及 通过将所述第二参数值与参考参数值进行比较，由所述电子设备的处理器确定角度位置测量值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述角度位置测量值包括平移/倾斜测量值。
3.如权利要求2所述的方法，该方法还包括: 接收照相机操作命令； 由所述便携电子设备的光学传感器与所述第二音调的接收基本上同步地捕捉图像数据； 将所述图像数据作为图像文件存储在存储器中；以及 将所述平移/倾斜测量值与所述图像文件关联地存储在所述存储器中。
4.如权利要求3所述的方法，其中存储所述平移/倾斜测量值包括在所述图像文件中包括所述平移/倾斜测量值。
5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述角度位置测量值包括: 测量在所述参考参数值与所述第二参数值之间的差值； 获取存储的多个已知差值以及相应角度位置值；以及 选择相应于与所测量差值最接近匹配的所述已知差值的角度位置值作为所述角度位置测量值。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述参考参数值等于所述第一参数值。
7.如权利要求3所述的方法，该方法还包括: 确定所述图像文件相应于在图像序列中的参考图像； 设置所述参考参数值等于所述第二参数值；以及 重复用于确定多个附加图像的角度位置测量值的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中: 所述位置感应电路包括电位器；以及 每个所述参数值包括振幅。
9.如权利要求1所述的方法，其中: 所述位置感应电路包括数字旋转编码器和至少一个声频滤波器，以及 每个所述参数值包括频率。
10.—种电子设备,该设备包括: 声音信号输出端； 声音信号输入端； 处理器； 光学传感器；以及 包含编程指令的存储器，编程指令指示所述处理器使所述设备: 经由所述声音信号输出端输出第一信号，其中所述第一信号具有第一振幅；经由所述声音信号输入端接收第二信号，其中所述第二信号具有第二振幅；以及 响应于接收命令以经由所述光学传感器捕捉图像，通过如下步骤确定平移/倾斜测量值: 测量在所述第一振幅与所述第二振幅之间的差值； 获取存储的多个已知差值以及相应角度位置值；以及 从所述存储的多个已知差值中选择相应于与所测量差值最接近匹配的已知差值的角度位置值作为所述平移/倾斜测量值。
11.如权利要求10所述的设备，该设备还包括位置感应电路，其设置为从所述声音信号输出端接收所述第一信号，修改所述第一信号以产生所述第二信号，以及传输所述第二信号到所述声音信号输入端。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述位置感应电路包括: 数字旋转编码器；以及 将所述第一信号转换为所述第二信号的至少一个滤波器。
13.如权利要求11所述的设备，其中所述位置感应电路包括电位器。
14.如权利要求10所述的设备，该设备还包括编程指令，该编程指令指示所述处理器使所述设备: 由所述电子设备的光学传感器与所述第二信号的接收基本上同步地捕捉所述图像； 将所述图像作为图像文件存储在存储器中；以及 将所述平移/倾斜测量值与所述图像文件关联地存储在所述存储器中。
15.如权利要求14所述的设备，该设备还包括编程指令，该编程指令指示所述处理器使所述设备: 确定所述图像文件相应于在图像序列中的参考图像； 设置所述第一振幅等于所述第二振幅；以及 确定用于多个附加图像的每个的角度位置测量值。
16.如权利要求11所述的设备，其中: 所述声音信号输入端包括第一通道和第二通道； 所述位置感应电路的第一端子电连接到所述第一通道；以及 所述位置感应电路还包括电连接到所述第二通道的第二端子。
17.如权利要求10所述的设备，其中所述声音信号输出端和声音信号输入端都是单端口元件。
18.—种电子设备,该电子设备包括: 声音信号输出端； 声音信号输入端； 位置感应电路，其设置为从所述声音信号输出端接收第一信号，修改所述第一信号来产生修改的信号，以及传输所述修改的信号到所述声音信号输入端； 处理器； 光学传感器；以及 包含编程指令的存储器，所述编程指令指示所述处理器使所述设备: 经由所述声音信号输出端输出所述第一信号；经由所述声音信号输入端接收所述修改的信号；以及 响应于接收命令以经由所述光学传感器捕捉图像，通过将所修改信号的参数值与参考信号参数值进行比较以确定平移/倾斜测量值。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述位置感应电路包括电位器。
20.如权利要求18所述的设备，其中所述位置感应电路包括: 数字旋转编码器；以及 将所述第一信号转换为所述修改的信号的至少一个滤波器。
21.如权利要求18所述的设备，该设备还包括编程指令，该编程指令指示所述处理器使所述设备: 由所述电子设备的光学传感器与所述修改的信号的接收基本上同步地捕捉图像； 将所述图像作为图像文件存储在所述存储器中；以及 将所述平移/倾斜测量值与所述图像文件关联地存储在所述存储器中。
22.如权利要求21所述的设备，该设备还包括编程指令，该编程指令指示所述处理器使所述设备: 确定所述图像文件相应于在图像序列中的参考图像； 设置所述参考参数值等于所述参数值；以及 确定用于多个附加图像的每个的角度位置测量值。
23.如权利要求18所述的设备，其中指示所述处理器使所述设备确定所述平移/倾斜测量值的所述编程指令包括如下指令: 测量在所述参考参数值与所述参数值之间的差值； 获取存储的多个已知差值以及相应角度位置值；以及 选择相应于与所测量差值最接近匹配的所述已知差值的角度位置值作为所述平移/倾斜测量值。
24.如权利要求18所述的设备，其中: 所述声音信号输入端包括第一通道和第二通道； 所述位置感应电路的第一端子电连接到所述第一通道；以及 所述位置感应电路还包括电连接到所述第二通道的第二端子。
25.如权利要求18所述的设备，其中所述声音信号输出端和声音信号输入端都是单端口元件。
全文摘要
一种电子设备，其包括位置感应电路，该位置感应电路接收来自声音信号输出端的音调，修改所述音调，并且返回修改的音调给声音信号输出端。所述设备的处理器执行指令以将修改的信号的一个或多个特征与一个或多个参考信号的特征进行比较以确定所述设备的平移/倾斜测量值或者其他角度位置。
文档编号G01D5/12GK103162714SQ20121053534
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者詹森·霍尔特 申请人:谷歌公司
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20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
