[发明专利]交互输入系统和及其笔工具

说明书

技术领域

本发明涉及交互输入系统和及其笔工具。

背景技术

允许用户使用主动指示器(例如，发出光、声音或其他信号的指示器)、被动指示器(例如，手指、柱体或其他物体)或诸如鼠标或轨迹球的其他适当输入装置来向应用程序添加输入的交互输入系统是公知的。这些交互输入系统包括但是不限于：触摸系统，其包括触摸板，该触摸板使用模拟电阻或机器视觉技术来记录指示器输入，诸如在美国专利No.5,448,263、6,141,000、6,337,681、6,747,636、6,803,906、7,232,986、7,236,162和7,274,356和在美国专利申请公开No.2004/0179001中公开，均已转让给本申请的受让方加拿大的Alberta的SMART Technologies ULC of Calgary，其内容通过引用被并入于此；触摸系统，包括触摸板，该触摸板使用电磁、电容、声音或其他技术来记录指示器输入；平板个人计算机(PC)；膝上型PC；个人数字助理(PDA)；以及，其他类似装置。

上面包含的、Morrison等人的美国专利No.6,803,906公开了一种触摸系统，该触摸系统使用机器视觉来检测与其上呈现了计算机产生的图像的触摸表面的指示器交互。矩形边框或框架围绕接触表面，并且在其角落处支撑数字照相机。数字照相机具有重叠的视场，该视场围绕并看上去大体跨越触摸表面。数字照相机从不同的有利位置获取跨越触摸表面的图像，并且产生图像数据。由数字照相机获取的图像数据被板上的数字信号处理器处理，以确定在所拍摄的图像数据中是否存在指示器。当确定在所拍摄的图像数据中存在指针时，数字信号处理器向主控制器传送指针特性数据，主控制器继而处理该指针特性数据以使用三角测量确定指示器在(x，y)坐标上相对于触摸表面的位置。指示器坐标被传送到执行一个或多个应用程序的计算机。该计算机使用指示器坐标来更新在触摸表面上呈现的计算机产生的图像。在触摸表面上的指示器接触因此可以被记录为书写或绘图，或用于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公布No.2004/0179001公开了一种触摸系统和方法，用来在用于接触触摸表面的被动指示器之间相区别，以便可以根据用于接触触摸表面的指示器的类型来处理响应于与触摸表面的指示器接触而产生的指示器位置数据。触摸系统包括：要由被动指示器接触的触摸表面；以及，至少一个成像装置，其具有看似大体上沿触摸表面的视场。至少一个处理器与至少一个成像装置进行通信，并且分析由所述至少一个成像装置获取的图像，以确定用于接触触摸表面的指示器的类型和在触摸表面上进行指示器接触的位置。所确定的指示器类型和在触摸表面上进行指示器接触的位置被计算机用于控制由计算机执行的应用程序的执行。

为了确定用于与触摸表面接触的指示器的类型，在一个实施例中，使用生长曲线方法来在不同的指示器之间相区别。在这个方法期间，通过计算沿着在每一个获取的图像中的每行像素的和来形成水平强度分布(HIP)，由此产生具有等于所获取的图像的行数目的多个点的一维曲线。然后，通过从HIP形成累积和来从HIP产生生长曲线。

虽然被动触摸系统相对于主动触摸系统提供了一些优点并且工作得极好，但是与触摸系统结合使用主动和被动指示器以减少了的处理器的数量和/或处理器负载提供了更直观的输入形态。

已经考虑了具有多个输入形态的基于照相机的触摸系统。例如，Ogawa的美国专利No.7,202,860公开了一种基于照相机的坐标输入装置，该装置允许使用指示器或手指的坐标输入。该坐标输入装置包括位于显示屏幕的左上和右上角的一对照相机。每一个照相机的视场与显示屏幕平行地延伸到显示屏幕的对角方向上相对的角。红外发光二极管被布置得接近每一个照相机的成像镜头，并且照亮显示屏幕的周围区域。在显示屏幕的三侧上设置了轮廓框。窄宽度回射带被布置在轮廓框上接近显示屏幕。非反射的反射黑色带沿着回射带并与回射带接触地被附接到轮廓框。回射带反射来自红外线发光二极管的光，允许反射光被拾取为强白光信号。当用户的手指放置接近显示屏幕时，手指表现为在发光带的图像上的阴影。

来自两个照相机的视频信号被馈送到控制电路，控制电路检测在回射带的白色图像和轮廓图像之间的边界。选择来自接近边界的白色图像的水平行像素。像素的水平线包含与其中用户手指接触显示屏幕的位置相关的信息。控制电路确定触摸位置的坐标，然后向计算机发送坐标值。