[发明专利]具有光学边框的交互输入系统

说明书

技术领域

本发明涉及交互输入系统和用于交互输入系统的边框。

背景技术

允许用户使用有源指示器(例如，发出光、声音或其他信号的指示器)、无源指示器(例如，手指、触棒或其他物体)或诸如鼠标或轨迹球的其他适当输入装置来向应用程序注入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注册指示器输入，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布No.2004/0179001中公开的那些，美国专利申请公布No.2004/0179001被转让给本申请的受让方加拿大的Alberta的Calgary的SMART TechnologiesULC，其内容通过引用被并入；触摸系统，包括触摸板，该触摸板使用电磁、电容、声音或其他技术来注册指示器输入；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。

上述并入的Morrison等的美国专利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呈现了计算机生成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，并且在其角部支撑数字照相机。数字照相机具有重叠的视场，该视场包围并观察大体整个触摸表面。数字照相机从不同的有利位置获取观看整个触摸表面的图像，并且产生图像数据。由数字照相机获取的图像数据被机载数字信号处理器处理，以确定在所捕获的图像数据中是否存在指示器。当确定在所捕获的图像数据中存在指示器时，数字信号处理器向主控制器传送指示器特性数据，主控制器继而处理该指示器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。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图画，或用于控制由计算机执行的应用程序的执行。

Morrison等的美国专利申请公布No.2004/0179001公开了一种触摸系统和方法，在用于接触触摸表面的无源指示器之间做区分，从而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接触的指示器而产生的指示器位置数据。触摸系统包括：由无源指示器接触的触摸表面；以及，至少一个成像装置，其具有一般地沿触摸表面观看的视场。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其中进行指示器接触的在触摸表面上的位置。所确定的指示器类型和其中进行指示器接触的在触摸表面上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)，由此产生具有与所获取的图像的行维数数目相等的大量点的一维曲线。然后，通过从HIP形成累积和来从HIP产生生长曲线。

虽然无源触摸系统提供了相对于有源触摸系统的一些优点并且工作得极好，但是结合触摸系统而使用有源和无源指示器提供了更直观的输入形态，并且减少了处理器的数量和/或处理器负载。

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相对的角部。红外发光二极管被布置得邻近每一个照相机的成像镜头，并且照明显示屏幕的周围区域。在显示屏幕的三侧上设置了轮廓框。在轮廓框上窄宽度回射带被布置得邻近显示屏幕。非反射黑色带沿着回射带并且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，允许反射光被获取为强白光。当用户的手指接近显示屏幕放置时，手指表现为在回射带的图像上的阴影。

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框之间的边界。选择邻近边界的白色图像的像素的水平线。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。