[发明专利]交互式显示器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及交互式显示器。

背景技术

现有交互式显示器包含在一表面上形成图像的一投影仪或一液晶显示面板、位于该表面后面的一摄像头以及用于探测用户输入的计算机视觉电路。

美国专利申请US2001/0012001 A1揭露了一种这样的显示系统。这一系统包含了一半透明屏幕和一红外线LED(发光二极管)面板、一CCD(电荷耦合装置)摄像头以及一设于该半透明屏幕背面的投影仪。该摄像头对红外线波长起作用，从而当物体相对接近于屏幕或当它们接触屏幕时，探测反射自在该半透明屏幕另一边的物体的红外线。该投影仪在该屏幕上投射可视图像光线。投影仪投射的图像的红外线成份可以被滤出。因此该投射的图像不会扰乱该摄像头。

计算机学会(ACM)出版的由伊扎迪等人所著的“薄视觉：通过薄外形显示器集成的光学多点触摸传感”揭露了另一种类型的交互式显示器。

在这一公开中，使用了放置于LCD(液晶显示器)显示器的背光之后的单独的红外线发射器/探测器对来探测在该LCD显示器上或附近的物体，该LCD显示器因此作为交互式显示器运作。LCD显示器的使用可以克服许多基于投影仪的交互式屏幕的问题。无论如何，如果要在较大的面积上探测输入，该揭露的技术需要许多红外线发射器/探测器对安装在系统上，因此这样的交互式显示器的生产费力并且可能包含高成本。

缺少周围的红外线光线时，该显示器可以通过红外线照明手段来照亮在它的表面上或附近的物体，但是抵制过度的周围的红外线照明很困难。由于阳光或其它强烈的红外线发射照明器的存在，例如卤素灯，使得用红外线摄像头探测在该显示器的表面上的物体复杂化。也就是说，在这种情况下该系统产生的红外线发射可能不够强烈到使附近的物体作为高亮部分出现。例如，一种已知的用于探测触摸显示器表面的手指的技术是探测手指的图像何时变得起皱。扩散屏幕附加在显示表面上，以便触摸中的手指阻碍红外光线被在手指下的该扩散屏幕散播，并且遵循接触的形状形成相对清晰的阴影。然而，在强烈的、相干的光线下，例如阳光，任何物体在即使隔开一定距离的摄像头上投下清晰的阴影。因此，仅仅从阴影的清晰度来探测接触是不可能的。而且，在强烈的周围的红外光线下，摄像头信号可能与测量的光线齐平，使得通常不可能或至少非常困难来区分任何有意义的画面。

美国专利申请20080062123A1揭露了一种交互式视频显示系统。根据摘要，该系统使用闪光灯来允许人和投射的视频图像之间容易的且没有阻碍的交互作用。一摄像头可以同步至该闪光灯，并且该闪光灯可以在红外线光谱范围内。处理系统探测在该摄像头视野内的人的图像并且控制显示，从而投射的视频图像基于人和投射的视频图像之间的交互作用改变。该系统可以在人周围的表面上投射视频图像并且可以基于该人的动作移动在该表面上的投射的视频图像。投射的视频图像可以包括对人的动作作出反应的计算机生成的字符和/或虚拟物体。

美国专利US6339748B1在它的摘要中揭露了提供一种坐标输入系统的目的，在例如背投显示设备的用于图像显示的透射式屏幕上赋予了坐标输入功能，其允许使用较光笔尺寸小和重量轻的光线反射指示器，并改进了使用容易性。该发明的坐标输入系统具有红外线源3，其投射红外线至用于图像显示的透射式屏幕2的背表面上，CCD摄像头4覆盖作为感知范围的透射式屏幕的背表面，并且图像信息处理电路5自该CCD摄像头的输出图像信息生成位于该透射式屏幕2前面的光线反射指示器1的坐标信息。

本发明的目的在于避免与先前技术相联系的问题和/或提供一种对现有技术的替代。

发明内容

根据本发明的一第一方面，提供了一种交互式显示装置，包括：

图像层，配置为根据电子信号向用户提供可感知的可视图像；

触摸表面，其覆盖该图像层或由该图像层形成；

图像捕捉单元，其配置为在特定的不可见频率范围内在给定的图像组捕捉速度来获取连续组所捕捉的图像以表现在该图像层附近的物体；

处理器，配置为从该所捕捉的图像探测指示物体接触该触摸表面的接触区域，并从而相应在所捕捉的图像中引起一组标记；

照明单元，配置为以闪烁照明在小于或等于该图像组捕捉速度的闪光灯速度在该不可见频率范围内照明该接触区域；

该处理器进一步配置为通过识别匹配的来自图像组的所捕捉图像的标记的组来探测该接触区域，基于：

-匹配的连续的所捕捉图像的标记的组的标记的亮度差别；以及

-关于闪烁照明的信息。