[发明专利]交互式输入系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2004年9月7日提交的、名称为“Camera-BasedTouch System(基于摄像机的触摸系统)”的美国专利申请No.10/312,983，该申请涉及于2000年7月5日提交的、现为美国专利No.6,803,906的美国专利申请No.09/610,481，所述申请的内容在此以引用的方式并入。

技术领域

本发明总体上涉及输入系统，更具体地涉及交互式输入系统。

背景技术

交互式输入系统在本领域是众所周知的，并且典型地包括具有触摸表面的触摸屏，在所述触摸表面上使用指示器进行接触以生成用户输入。指示器与触摸表面的接触被检测并且被用来根据进行接触的触摸表面的区域而生成相应的输出。通常的触摸系统利用模拟电阻、电磁、电容、声学或机器视觉来识别与触摸表面的指示器指令。

例如，Morrison等人的美国专利申请No.10/312,983公开了包括触摸屏的基于摄像机的触摸系统，所述触摸屏包括在其上展示计算机生成的图像的无源触摸表面。矩形的玻璃框或框架围绕触摸表面并且在其角落支撑数字摄像机。数字摄像机具有涵盖并且扫视触摸表面的重叠视场。数字摄像机从不同的位置获取图像并且生成图像数据。数字信号处理器对数字摄像机获取的图像数据进行处理，以确定在所捕捉的图像数据中是否存在指示器。当确定在所捕捉的图像数据中存在指示器时，数字信号处理器将指示器特征数据传送到主控制器，所述主控制器进而处理指示器特征数据来使用三角测量法确定指示器在(x，y)坐标中相对于触摸表面的位置。将指示器坐标数据传送到执行一个或多个应用程序的计算机。计算机使用指示器坐标数据来更新在触摸表面上展示的计算机生成的图像。指示器在触摸表面的接触因此可以被记录为书写或绘画或被用来控制由计算机执行的应用程序的执行。

Morrison等人的美国专利申请No.10/838,536公开了另一种基于摄像机的触摸系统。该触摸系统包括通常为矩形的触摸表面，其包括具有涵盖触摸表面的重叠视场的至少两个间隔开的成像装置。成像装置以三维将触摸表面观看为立体图，该立体图最少包括触摸表面的四个角。成像装置从不同的位置获取重叠的图像。处理器接收并且处理由成像装置中的至少一个所生成的图像数据，以使用三角测量法来确定指示器相对于触摸表面的位置。

上述的基于摄像机的触摸系统特别适合于与诸如手指或柱体材料的无源指示器一起使用，尽管也可以使用活动指示器。在光线暗的环境中，使用无源指示器时，可以使用诸如在Akitt等人的现为美国专利No.6,972,401的美国专利申请No.10/354,168中所述的照明玻璃框来围绕触摸表面并且提供适当的背光，以增强无源指示器的检测。

被设计为与活动指示器一起使用的触摸系统也是众所周知的。例如，Colgan等人的美国专利No.6,529,189公开了具有连接红外(IR)的选择按钮的触摸屏指示笔。该指示笔是无线的并且包括用于和与计算机相关联的接收器通信的红外发射器。该指示笔在靠近其尖端处设有按钮，所述按钮可以在将指示笔指向触摸屏位置的期间由用户启动。触摸屏的组合启动和按钮中的一个或多个的同时启动允许实现到计算机的鼠标输入。

虽然上述触摸系统是令人满意的，但是希望对交互式输入系统进行改进。因此，本发明的目的是提供一种新颖的交互式输入系统。

发明内容

根据一个方面，提供了一种交互式输入系统，包括：

与感兴趣区域相关联的至少两个成像装置，所述至少两个成像装置从不同的位置获取所述的感兴趣区域的图像并且具有重叠的视场；

至少一个接收器，所述至少一个接收器被配置为：当活动指示器在所述成像装置的所述视场之内并且与触摸表面接触时，接收所述活动指示器输出的接触验证数据；所述至少一个接收器进一步被配置为：无论所述活动指示器在所述成像装置的所述视场之内还是之外，都接收所述活动指示器输出的命令数据；以及

处理结构，用于处理由所述至少两个成像装置获取的图像数据和由所述至少一个接收器接收的接触验证数据，以检测和验证与所述触摸表面接触的活动指示器的存在并且确定所述活动指示器在所述感兴趣区域内的位置，所述处理结构进一步处理由所述至少一个接收器接收的所述命令数据。

根据另一个方面，提供了一种基于摄像机的交互式显示系统，包括：

显示器；

在所述显示器前面的感兴趣区域；

至少两个光记录装置，用于从不同的位置获取所述感兴趣区域的图像并且具有重叠的视场；