具有多角度反射结构的交互输入系统技术方案

一种交互输入系统，包括：多角度反射结构，其沿着指示器输入区域的一侧延伸；成像组件，其具有涵盖所述多角度反射结构的视场，其中，所述多角度反射结构被适配以从所述多角度反射结构的至少两个表面位置向所述成像组件反射由在所述指示器输入区域内的指示器发出的辐射，其中，所述至少两个表面位置的每一个都具有不同的相应角；以及，处理结构，用于基于所述至少一个图像来确定所述指示器相对于所述指示器输入区域的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及交互输入系统，并且具体地，涉及包括多角度反射结构的交互输入系统。
技术介绍
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、柱体或其他适当的物体)或诸如鼠标或轨迹球的其他适当的输入装置来向应用程序注入输入(例如，数字墨水、鼠标事件等)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包括触摸板的触摸系统，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中公开的那些，这些美国专利被转让给本申请的受让方加拿大的Alberta的SMART Technologies ULC of Calgary，这些内容通过引用被包含于此；包括触摸板的触摸系统，该触摸板使用电磁、电容、声学或其他技术来记录指示器输入；平板个人计算机(PC)；触摸有效的膝上型PC ；个人数字助理(PDA)；以及，其他类似装置。上述被包含的Morrison等人的美国专利No. 6，803，906公开了一种基于相机的触摸系统，该触摸系统包括触摸屏，该触摸屏包括被动触摸表面，在其上呈现计算机产生的图像。矩形边框或框架围绕触摸表面，并且在其角上支撑数字相机。数字相机具有重叠的视场，该视场涵盖并且总体上扫视触摸表面。数字相机从不同的有利位置获取总体上扫视触摸表面的图像，并且产生图像数据。由数字相机产生的图像数据由数字信号处理器处理， 以确定是否在所捕获的图像数据中存在指示器。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，主控制器继而处理指示器特性数据， 以使用三角测量确定指示器相对于触摸表面的位置。将指示器位置数据传送到执行一个或多个应用程序的计算机。该计算机使用该指示器位置数据来更新在触摸表面上呈现的计算机产生的图像。因此，在触摸表面上的指示器接触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。如上所述的触摸系统已经显示工作得极好。然而，由于使用两个或四个数字相机和相关联的数字信号处理器，如上所述的触摸系统在一定程度上生产起来很昂贵。已经考虑具有较少的硬件部件的基于相机的触摸系统。例如，Segen的美国专利 No. 5，484，966公开了一种用于在总体上矩形的有效区域内确定物体的位置的设备。该设备包括一对反射镜，该对反射镜沿着有效区域的不同侧延伸，并且被定向成使得反射镜的平面基本上垂直于有效区域的平面。该反射镜被相对于彼此以90度布置，并且在与检测装置对向相对的有效区域的角处相交。检测装置包括反射镜和CCD传感器，并且沿着有效区域的平面扫视。处理器与寄存器装置进行通信，并且从CXD传感器接收图像数据。根据Segen的专利，当将指示笔布置在有效区域中时，检测装置直接地看到指示笔以及由反射镜反射的指示笔的图像。包括指示笔和指示笔反射的图像被检测装置捕获，并且所捕获的图像被处理器处理，以检测在所捕获的图像中的指示笔和指示笔反射。在已经确定指示笔和指示笔反射的情况下，使用三角测量来计算在有效区域内的指示笔的位置。虽然Segen的设备仅使用一个光学感测装置和处理器，但是沿着有效区域的多侧需要反射边框，这会对于用户有阻碍。可以明白，期望在具有减少的硬件部件的交互输入系统中的改进。因此，本专利技术的目的是提供一种新颖的、包括多角度反射结构的交互输入系统。
技术实现思路
因此，在一个方面，提供了一种交互输入系统，包括指示器输入区域；多角度反射结构，其沿着所述指示器输入区域的单侧定位、并且可操作以从所述多角度反射结构的至少两个表面位置反射来自在所述指示器输入区域内的指示器的辐射， 其中，所述至少两个表面位置的每一个都具有不同的各自角度；成像系统，其可操作以在所述指示器输入区域的至少一部分内捕获位于所述成像系统的视场内的反射的辐射的图像；以及，处理结构，用于基于至少一个图像来确定所述指示器相对于所述指示器输入区域的位置。在另一个方面，提供了一种在交互输入系统中用于检测与指示器输入区域相关联的指示器的位置的方法，所述方法包括当将所述指示器施加到所述指示器输入区域时照亮所述指示器；沿着所述指示器输入区域的单侧反射从所述照亮的指示器接收的第一入射辐射信号；沿着所述指示器输入区域的所述单侧反射从所述照亮的指示器接收的第二入射辐射信号；获取反射的第一和第二入射辐射信号的图像；以及，处理获取的图像，以使用三角测量确定所述指示器相对于所述指示器输入区域的位置。在另一个方面，提供了一种交互输入系统，包括指示器输入区域；多角度反射器，其沿着所述指示器输入区域的单侧定位、并且可操作以从所述多角度反射器的至少两个非平面表面反射从与所述指示器输入区域相关联的物体所接收的辐射；以及成像系统，其可操作以在所述指示器输入区域的至少一部分内捕获位于所述成像系统的视场内的反射的辐射的图像，以确定所述物体相对于所述指示器输入区域的位置。在另一个方面，提供了一种交互输入系统，包括指示器输入区域；多个反射器，其沿着所述指示器输入区域的单侧定位、并且可操作以从所述多个反射器的每一个反射从与所述指示器输入区域相关联的物体所接收的辐射，其中，所述多个反射器的每一个都包括不同的形状；以及成像系统，其可操作以在所述指示器输入区域的至少一部分内捕获位于所述成像系统的视场内的反射的辐射的图像，以确定所述物体相对于所述指示器输入区域的位置。在另一个方面，提供了一种交互输入系统，包括指示器输入区域，多个反射器，其沿着所述指示器输入区域的单侧定位、并且可操作以从所述多个反射器的每一个反射从与所述指示器输入区域相关联的物体所接收的辐射，其中，所述多个反射器的每一个都包括不同的角定向；以及成像系统，其可操作用于在所述指示器输入区域的至少一部分内捕获位于所述成像系统的视场内的反射的辐射的图像，以确定所述物体相对于所述指示器输入区域的位置。附图说明现在参考附图更全面地描述实施例，在附图中图1是包括多角度反射结构的交互输入系统的示意图；图2A是形成图1的交互输入系统的一部分的成像组件的示意框图；图2B是形成图1的交互输入系统的一部分的主控制器的示意框图；图3是与图1的交互输入系统一同使用的指示器的侧视图；图4A是示出来自在指示器输入区域上的多角度反射结构的辐射的光线的反射的平面图；图4B是分离地示出图4A的多角度反射结构的凸出部分和在该凸出部分上的某个位置处的法向向量的平面图；图4C是分离地示出图4B的凸出部分和来自在该凸出部分上的某个位置的辐射的光线的反射的放大平面图；图5是示出展示图1的交互输入系统的分辨率的、来自多角度反射结构的辐射的光线的反射的平面图；图6是示出在图1的交互输入系统的指示器输入区域内的指示器的位置的确定期间执行的步骤的流程图；图7A至7D是示出在指示器坐标的计算期间执行的步骤的流程图；图8是示出在图1的交互输入系统的指示器输入区域内的多个校准点的平面图；图9是示出在图1的交互输入系统的校准参数的确定期间执行的步骤的流程图；图10是包括多角度反射结构的交互输入系统的替代实施例的等距视图；图11是包括多角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种交互输入系统，包括：多角度反射结构，其沿着指示器输入区域的一侧延伸；成像组件，其具有涵盖所述多角度反射结构的视场，其中，所述多角度反射结构被适配以从所述多角度反射结构的至少两个表面位置向所述成像组件反射由在所述指示器输入区域内的指示器发出的辐射，其中，所述至少两个表面位置的每一个都具有不同的各自角度；以及处理结构，用于处理来自所述成像组件的图像数据，以确定所述指示器相对于所述指示器输入区域的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·克切蒂尼内，
申请(专利权)人：智能技术无限责任公司，
类型：发明
国别省市：CA