[发明专利]虚拟触摸屏系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人机交互领域，尤其是设计数字图像处理领域。具体而言，本发明涉及一种用于触摸屏幕系统的虚拟触摸方法以及采用这种方法的虚拟触摸屏系统。

背景技术

触摸屏幕技术现在被越来越广泛地用于作为HMI设备的手持式设备(例如智能电话)以及PC(例如台式PC)中。通过触摸屏幕，用户可以更舒适和方便地操作该设备并带来良好的体验。尽管触摸屏幕技术在手持设备中非常成功，但是对于大尺寸显示器的触摸屏幕却依然存在一些问题和机会

属于Canesta，Inc标题为“System and Method for Determining an Input Selected By a User through a Virtual Interface(通过虚拟界面确定用户所选择的输入的系统和方法)”的美国专利US7151530B2提出了一种用于在一组键值中选择哪个键值被指派为当前键值的方法，因此得以提供与虚拟界面中的区域交叉的对象。该虚拟界面能够实现在键值组中选择单一的键值并使用深度传感器来确定位置，该深度传感器可以确定与深度传感器的位置相关的位置的深度。此外，对象的位移特性或对象的形状特性至少之一可以得以确定。位置信息可以近似于对象相对于位置传感器或其他参考点的深度。当照相机的像素阵列中足够数量的像素指示对象的存在时，就认为检测到该对象。确定与虚拟输入区域的表面交叉的对象的形状并与多种已知的形状(例如手指或指示笔)进行比较。

同样属于Canesta，Inc标题为“Quasi-Three-Dimensional Method And Apparatus To Detect And Localize Interaction Of User-Object And Virtual Transfer Device(用于检测和定位用户-对象和虚拟转换装置的交互的准三位方法和设备)”的美国专利US6710770B2披露了一种采用虚拟装置输入或传输信息到附属装置的系统，包括两个光学系统OS1和OS2。在光线构造实施方式中，OS1在虚拟装置上并平行于该虚拟装置发射扇形光束平面()的光能量。当用户对象穿透感兴趣的光束平面时，OS2登记该事件。三角测量方法能够定位虚拟接触，并将用户预定信息传输到附属系统。在非结构主动光线结构中，OS1优选为一种数字照相机，其视野定义了感兴趣的平面，该平面由一主动光能量源照亮。

属于Touchtable，Inc的标题为“Touch Detecting Interactive Display(触摸检测互动显示器)”的美国专利US7728821B2披露了一种由在触摸检测显示表面上的所识别的用户姿态控制的互动显示器。影像从位于投射表面上的投影仪被投射到水平投影表面上。使用排列在投影表面的周边的一组红外发射器和接收器检测用户接触投影表面的位置。对于每个接触位置，计算机软件应用存储接触位置信息的历史，并且根据该位置历史确定每个接触位置的速度。基于该位置历史和速度信息，识别姿态。所识别的姿态与显示命令相关联，相应地，这些显示命令被执行以更新所显示的影像。因此，该美国专利使得用户能够通过与影像之间的直接物理交互来控制显示器。

属于微软公司的标题为“Compact Interactive Tabletop with Projection-Vision(具有投影视界的小型交互桌面)”的美国专利US7599561B2披露了一种便于任何图像(静态或移动)基于视觉的投影到任何表面的系统和方法。尤其是提供了一种正投影计算机基于视觉的交互表面系统，其使用一种新型的商业上可获得的投影技术来获得一种小型独立(self-contained)形式的因子(factor)。这种系统的配置解决了在大多数基于视觉的台面系统中所主要关注的安装、校准以及便携的问题。其中，输入的图像被二值化以产生阴影图像，并且随后分析该图像中的阴影形状以确定是该阴影的原物是“触摸”到了表面上还是“悬停”在表面上方。

从上面所提到的这些现有技术看来，大多数大尺寸触摸屏幕都是基于电磁板(诸如电子白板)，IR border(诸如互动性大尺寸显示器)等。当时对于大尺寸触摸屏幕的当前的技术方案而言依然存在很多问题，例如：总体而言，这些类型的设备通常由于其硬件而导致的其体积大而笨重，因此难以携带，不具有便携性。而且这些类型的设备屏幕尺寸受到硬件的限制而尺寸固定而不能根据环境的需要而自由地调节，而且还需要一种特殊的电磁笔或一种IR笔来进行操作。