專利名稱：具有受控照明的交互輸入系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及交互輸入系統(tǒng)，具體地，涉及具有受控照明的交互輸入系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
允許用戶使用主動指示器(例如，發(fā)出光、聲音或其他信號的指示器)、被動指 示器(例如，手指、柱體或其他物體)或諸如鼠標或軌跡球的其他適當輸入裝置來向應(yīng) 用程序注入“墨水”的交互輸入系統(tǒng)是公知的。這些交互輸入系統(tǒng)包括但是不限于 觸摸系統(tǒng)，其包括觸摸板，該觸摸板使用模擬電阻或機器視覺技術(shù)來記錄指示器輸入， 諸如美國專利 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，已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓方加拿大的Alberta的SMART Technologies ULC of Calgary,其內(nèi)容通過引用被并入于此；觸摸系統(tǒng)，包括觸摸板，該觸摸板使用電 磁、電容、聲音或其他技術(shù)來記錄指示器輸入；平板個人計算機(PC)；膝上型PC ；個 人數(shù)字助理(PDA)；以及，其他類似裝置。為了便利相對于交互輸入系統(tǒng)的觸摸表面檢測指示器，已經(jīng)考慮了各種照明方 案。例如，Carroll等人的美國專利No.4,243.879公開了一種用于包含多個光電換能器的 光電觸摸板的動態(tài)電平位移器。該動態(tài)電平位移器周期地感測在當每一個光電換能器在 觸摸板的正常運行期間可以接收到輻射能量脈沖時的間隔緊前的環(huán)境光等級。將在這樣 的間隔期間的每一個光電換能器的輸出與前一個環(huán)境間隔期間的輸出作比較，以便產(chǎn)生 用于指示輻射能量脈沖的存在與否的信號，而與環(huán)境光波動無關(guān)。Doering等人的美國專利No.4,893.120公開了一種觸摸屏系統(tǒng)，該觸摸屏系統(tǒng)使 用調(diào)制光束以即使在亮的環(huán)境光條件下也檢測何時一個或多個光束被阻擋。觸摸板系統(tǒng) 包括具有限定的周界的觸敏顯示表面。多個發(fā)光元件和光接收元件圍繞該顯示表面。發(fā) 光和光接收元件被定位，以使得由所選擇的發(fā)光和光接收元件的對所限定的光路通過該 顯示表面，并且限定交叉的光路的網(wǎng)格。掃描電路繼而使能所選擇的發(fā)光和光接收元件 的對，以調(diào)制根據(jù)預(yù)定模式發(fā)射的光的振幅。如果當前使能的光接收元件未產(chǎn)生根據(jù)預(yù) 定模式調(diào)制的輸出信號，則濾光器產(chǎn)生阻擋的路徑信號。如果濾光器正在產(chǎn)生與在顯示 表面的周界內(nèi)彼此相交的光路對應(yīng)的至少兩個阻擋的路徑信號，則計算機確定物體是否 接近顯示表面，并且如果如此，則計算機確定該物體的位置。Toh的美國專利Νο.6,346,966公開了一種圖像獲取系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許向包含感興 趣的物體的場景同時應(yīng)用不同的照明技術(shù)。在單個位置內(nèi)，通過選擇用于獲取每一個圖 像的特定波長帶來獲取由不同的照明技術(shù)照亮的多個圖像。在典型的應(yīng)用中，同時使用 背光照明和前置照明來照亮物體，并且向所獲取的圖像應(yīng)用不同的圖像分析方法。Ogava的美國專利Νο.6,498,602公開了一種光學(xué)數(shù)字化器，該光學(xué)數(shù)字化器識 別指示器儀器，由此允許使用手指或指示器來進行輸入。光學(xué)數(shù)字化器包括光源，用 于發(fā)出光線；圖像拍攝裝置，其被布置在坐標平面的周邊，并且在拍攝了指示儀器的圖像后將指示儀器的圖像轉(zhuǎn)換為電信號；以及，計算裝置，用于在處理了由所述圖像拍攝 裝置轉(zhuǎn)換的電信號后計算指示位置坐標。極化裝置將由光源發(fā)射的光線極化為第一偏振 光線或第二偏振光線。開關(guān)裝置將在坐標平面上的輻射光轉(zhuǎn)換為第一偏振光或第二偏振 光。具有回射特性的回射材料被安裝在坐標平面的框處。具有透射軸的偏振片使得透射 第一偏振光。判斷裝置當通過第一偏振光線來拍攝指示儀器的圖像時將指示儀器判斷為 第一指示儀器，并且當通過第二偏振光線來拍攝指示儀器的圖像時將指示儀器判斷為第 二指示儀器。King的美國專利申請公開No.2003/0161524公開了一種方法和系統(tǒng)，用于通過 下述方式來改善機器視覺系統(tǒng)區(qū)別期望的目標特征的能力在一個或多個不同的照明條 件下拍攝圖像，并且使用圖像分析來提取關(guān)于目標的感興趣的信息。單獨地或與直接在 軸上的或低角度的照明相結(jié)合地使用紫外線，以加亮目標的不同特征。在目標和照相 機之間布置的一個或多個濾光器幫助從由照相機拍攝的一個或多個圖像中濾除不需要的 光。該圖像可以由傳統(tǒng)圖像分析技術(shù)分析，并且結(jié)果被記錄或顯示在計算機顯示器上。Newton的美國專利申請公開No.2005/0248540公開了一種觸摸板，該觸摸板具 有前表面、后表面、多個邊緣和內(nèi)部容積。能量源被定位在觸摸板的第一邊緣附近，并 且被配置來發(fā)射在觸摸板的內(nèi)部容積內(nèi)傳播的能量。漫反射器被定位在觸摸板的前表面 附近，以漫反射從內(nèi)部容積溢出的能量的至少一部分。至少一個檢測器定位在觸摸板的 第一邊緣附近，并且被配置為檢測通過觸摸板的前表面漫反射的能量的強度等級。與 觸摸板的第一邊緣接近的兩個相間的檢測器允許使用簡單的三角測量技術(shù)來計算觸摸位 置。Nakamura等人的美國專利申請公開No.2006/0170658公開了一種邊緣檢測電
路，用于檢測圖像中的邊緣，以便增強確定物體是否已經(jīng)接觸了屏幕的精度和計算物體 的坐標位置的精度。接觸確定電路確定物體是否已經(jīng)接觸了屏幕。校準電路響應(yīng)于外部 光來控制光學(xué)傳感器的靈敏度，據(jù)此，基于光學(xué)傳感器的輸出值來改變光學(xué)傳感器的驅(qū) 動條件。雖然上面的參考文獻公開了使用照明技術(shù)的系統(tǒng)，但是期望在照明技術(shù)上的改 善以增強在交互輸入系統(tǒng)中的用戶輸入的檢測。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有受 控照明的新穎交互輸入系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在一個方面，提供了一種交互輸入系統(tǒng)，包括至少一個成像裝置，用 于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像；多個輻射源，每一個輻射源都向所述感興趣的區(qū)域提供照 明；以及，控制器，用于協(xié)調(diào)所述輻射源和所述至少一個成像裝置的操作，以允許產(chǎn)生 基于來自不同的輻射源的影響的獨立圖像幀。在一個實施例中，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換模式來點亮和熄滅每一個輻射源。選擇所述 不同的轉(zhuǎn)換模式和成像裝置幀率，以基本上消除來自環(huán)境光和閃爍的光源的效應(yīng)。所述 不同的轉(zhuǎn)換模式基本上是正交的，并且可以遵循沃爾什碼。根據(jù)另一個方面，提供了一種交互輸入系統(tǒng)，包括至少兩個成像裝置，用于 從不同的有利地位(vantage)捕獲感興趣的區(qū)域的重疊圖像；輻射源，與每一個所述成像裝置相關(guān)聯(lián)，以向所述感興趣的區(qū)域提供照明；控制器，用于使用向所述輻射源分配的 不同的轉(zhuǎn)換模式來定時所述成像裝置的幀率，并且解調(diào)所捕獲的圖像幀，以產(chǎn)生基于來 自不同輻射源的影響的圖像幀；以及，處理結(jié)構(gòu)，用于處理所述獨立圖像幀，以確定指 示器在所述感興趣的區(qū)域內(nèi)的位置。根據(jù)另一個方面，提供了一種在交互輸入系統(tǒng)中產(chǎn)生圖像幀的方法，所述交互 輸入系統(tǒng)包括用于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像的至少一個成像裝置和用于向所述感興趣的 區(qū)域內(nèi)提供照明的多個輻射源，所述方法包括根據(jù)不同的模式來點亮和熄滅每一個輻 射源，所述模式大體是正交的；將所述成像裝置的幀率與所述不同的模式同步；以及， 解調(diào)捕獲的圖像幀，以獲得基于來自不同的輻射源的影響的圖像幀。根據(jù)另一個方面，在包括用于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像的至少一個成像裝置和 用于向所述感興趣的區(qū)域內(nèi)提供照明的多個輻射源的交互輸入系統(tǒng)中，提供了一種成像 方法，包括調(diào)制所述輻射源的輸出；將所述成像裝置的幀率與調(diào)制的輻射源輸出同 步；以及，解調(diào)捕獲的圖像幀，以獲得基于來自不同的輻射源的影響的圖像幀。


現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述實施例，其中圖1是具有受控照明的交互輸入系統(tǒng)的透視圖；圖2是圖1的交互輸入系統(tǒng)的示意前正視圖；圖3是圖1的交互輸入系統(tǒng)的一部分的透視概念圖；圖4是圖1的交互輸入系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖5示出在子幀捕獲期間的圖像傳感器和紅外線光源的點亮/熄滅時序模式。圖6是示出通過組合不同的圖像子幀來產(chǎn)生圖像幀的示意圖；圖7是在圖4中所示的調(diào)制照明控制器的示意圖；圖8是形成圖7的調(diào)制照明控制器的一部分的子幀控制器的示意圖；圖9是形成圖7的調(diào)制照明控制器的一部分的解調(diào)器的示意圖；圖10是形成圖7的調(diào)制照明控制器的一部分的光輸出接口的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1至4，允許用戶向應(yīng)用程序內(nèi)加入諸如“墨水”的輸入的交互輸入 系統(tǒng)被示出，并且整體上被附圖標記20表示。在這個實施例中，交互輸入系統(tǒng)20包括 組件22，其接合顯示單元(未示出)，諸如等離子體電視、液晶顯示(LCD)裝置、平板 顯示裝置、陰極射線管等，并且組件22圍繞顯示單元的顯示表面24。組件22使用機器 視覺來檢測被使得進入接近顯示表面24的感興趣區(qū)域內(nèi)的指示器，并且經(jīng)由通用串行總 線(USB)電纜28來與執(zhí)行一個或多個應(yīng)用程序的計算機26進行通信。計算機26處理 組件22的輸出，并且調(diào)整向顯示單元輸出的圖像數(shù)據(jù)，使得在顯示表面24上呈現(xiàn)的圖像 反映指示器行為。以這種方式，組件22和計算機26允許將接近顯示表面24的指示器行 為記錄為書寫或繪圖或用于控制由計算機26執(zhí)行的一個或多個應(yīng)用程序的執(zhí)行。組件22包括與顯示單元整合或附接到顯示單元的框組件，并且圍繞顯示表面 24?？蚪M件包括邊框，該邊框具有三個邊框分段40至44、四個角件46和一個工具盤分段48。邊框分段40和42沿著顯示表面24的相對的側(cè)邊延伸，同時，邊框分段44沿著 顯示表面24的頂邊延伸。被照亮的邊框分段40至44形成圍繞顯示表面周界的紅外線 (IR)光源，該紅外線(IR)光源可以被調(diào)節(jié)以發(fā)射紅外線照明，使得位于接近顯示表面24 的感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器由發(fā)射的紅外線輻射從后面照射。邊框分段40至44可以是 在Akitt等人的并且被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓方加拿大的Alberta的SMART Technologies ULC of Calgary的美國專利No.6,972,401中公開的類型，該申請的內(nèi)容通過引用被并入。工具 盤分段48沿著顯示表面24的底邊延伸，并且支撐一個或多個筆工具P。接近顯示表面 24的左上和右上角的角件46將邊框分段40和42耦合到邊框分段44。接近顯示表面24 的左下和右下角的角件46將邊框分段40和42耦合到工具盤分段48。在這個實施例中，接近顯示表面24的左下和右下角的角件46容納圖像傳感器60 和62，圖像傳感器60和62從不同的有利地位(vantage)上整體掃視整個顯示表面24。 圖像傳感器60和62是由Microti制造的、型號No.MT9V022的類型，并且被配備了由 Boowon制造的、型號NO.BW25B的類型的880nm透鏡，該透鏡向圖像傳感器提供了 98 度的視場。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，可以使用其他商用或定制的圖像傳感器。 接近顯示表面24的左下和右下角的每一個角件46也容納被定位使接近其相關(guān)聯(lián)的圖像傳 感器的紅外線光源64、66?？梢哉{(diào)節(jié)紅外線光源64和66能夠以發(fā)射紅外線照明，使得 在感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器被所發(fā)射的紅外線輻射從正面照亮。圖像傳感器60和62與調(diào)制照明控制器70進行通信，調(diào)制照明控制器70經(jīng)由光 控制電路72至76來控制被照亮的邊框分段40至44與紅外線光源64和66的操作。每 一個光控制電路72至76包括功率晶體管和鎮(zhèn)流電阻器。光控制電路72與被照亮的邊框 分段40至44相關(guān)聯(lián)，光控制電路74與紅外線光源64相關(guān)聯(lián)，并且光控制電路76與紅 外線光源66相關(guān)聯(lián)。光控制電路72至76的功率晶體管和鎮(zhèn)流電阻器在它們相關(guān)聯(lián)的紅 外線光源和電源之間起作用。調(diào)制照明控制器70接收從晶體振蕩器78輸入的時鐘，并 且與微處理器80進行通信。微處理器80也通過USB電纜28與計算機26進行通信。優(yōu)選的是，調(diào)制照明控制器70被實現(xiàn)在諸如例如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或 專用集成電路(ASIC)的集成電路上。替代地，調(diào)制照明控制器70可以被實現(xiàn)在一般的 數(shù)字信號處理(DSP)芯片或其他適當?shù)奶幚砥魃稀＝换ポ斎胂到y(tǒng)20被設(shè)計來檢測使得接近顯示表面24并且在圖像傳感器60和62 的視場內(nèi)的諸如例如用戶手指F、圓柱體或其他適當物體的被動指示器以及具有回射或高 反射尖端的筆工具P。一般，在操作期間，被照亮的邊框分段40至44、紅外線光源64 和紅外線光源66每一個被調(diào)制照明控制器70以不同的模式點亮和熄滅(即調(diào)制)。點亮 /熄滅轉(zhuǎn)換模式被選擇成使得轉(zhuǎn)換模式是大體正交的。結(jié)果，如果一個轉(zhuǎn)換模式與另一個 轉(zhuǎn)換模式交叉相關(guān)，則結(jié)果大致為0，并且如果一個轉(zhuǎn)換模式與其本身交叉相關(guān)，則結(jié)果 是正增益。這允許圖像傳感器60和62捕獲圖像幀，而被照亮的邊框分段40至44和紅 外線光源64和66同時起作用，并且圖像幀被處理以得到僅包括來自紅外線光源的被選擇 的一個的影響的獨立圖像幀。在這個實施例中，諸如在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中使用的那些的沃爾什碼 的正交屬性用于調(diào)制被照亮的邊框分段40至44和紅外線光源64和66，由此允許分離不 同光源的圖像影響。例如，沃爾什碼W1 = U, -1，1，-1，1，-1，1，_1}和\^2 ={1, 1，-1，-1，1，1，-1，-1丨是正交的，這表示當對應(yīng)的元素被相乘并相加時，結(jié)果 是0?？梢悦靼祝庠床荒艹尸F(xiàn)負強度。因此，通過調(diào)制照明控制器70根據(jù)不同的修改 的沃爾什碼MWX，點亮和熄滅被照亮的邊框分段40至44、紅外線光源64和紅外線光源 66每一個，其中，值一(1)的沃爾什碼比特表示點亮情況，值零(0)的沃爾什碼比特表示 熄滅情況。具體地說，根據(jù)修改的沃爾什碼MW1 = {1，0，1，0，1，0，1，0丨來點亮 或熄滅被照亮的邊框分段40至44。根據(jù)修改的沃爾什碼MW2 =丨1，1，0，0，1，1， 0，0丨來點亮或熄滅紅外線光源64。根據(jù)修改的沃爾什碼MW3 = {1，0，0，1，1，0， 0，1丨來點亮或熄滅紅外線光源66?？梢悦靼?，將負沃爾什碼比特值替換為零值向IR照 明引入了直流偏置。在解調(diào)期間，使用沃爾什碼W1 = U, -1，1，-1，1，-1，1，-1}、W2 = {1， 1，-1，-1，1，1，-1，-1}和\^3 = {1，-1，-1，1，1，-1，-1，1}。這些沃爾什碼 是所感興趣的，因為它們在960Hz的子幀率具有在直流、120Hz、240Hz和360Hz的頻譜 空值。結(jié)果，如果這些沃爾什碼交叉相關(guān)，則消除在直流、120Hz、240Hz和360Hz的頻 率，以允許濾除外部穩(wěn)態(tài)光(例如，太陽光)的效應(yīng)、由修改的沃爾什碼MWx引入的直 流偏置和在常用頻率，即在北美洲的120Hz，閃爍的光源(例如，熒光和白熾光源等)的 效應(yīng)。如果在其中照明以不同的頻率閃爍的不同環(huán)境中使用交互輸入系統(tǒng)20，則調(diào)整子 幀率以濾除這個閃爍的光的影響。圖像傳感器60和62由調(diào)制照明控制器70與被照亮的邊框分段40至44、紅外 線光源64和紅外線光源66的點亮/熄滅轉(zhuǎn)換模式同步地操作，使得捕獲具有每秒960幀 (ips)的子幀率的八(8)個子幀，以向每一個圖像傳感器提供120Hz的幀率。圖5示出 了紅外線光源的點亮/熄滅轉(zhuǎn)換模式和圖像傳感器60和62的子幀捕獲速率。由圖像傳 感器60和62捕獲的子幀被調(diào)制照明控制器70以不同的組合進行組合，以獲得多個結(jié)果 產(chǎn)生的圖像幀，即如圖6中所示的，來自每一個圖像傳感器60、62的圖像幀90，其大 致僅基于由被照亮的邊框分段40至44發(fā)射的紅外線照明的影響；來自圖像傳感器60的 圖像幀92，其大致僅基于由紅外線光源64發(fā)射的紅外線照明的影響；來自圖像傳感器62 的圖像幀94，其大致僅基于由紅外線光源66發(fā)射的紅外線照明的影響；以及，來自每一 個圖像傳感器60、62的圖像幀96，其基于由邊框分段40至44、紅外線光源64、紅外線 光源66發(fā)射的紅外線照明和環(huán)境光的影響。由調(diào)制照明控制器70產(chǎn)生的結(jié)果圖像幀然后被傳送到微處理器80。在接收到圖 像幀后，微處理器80查看由對于每一個圖像傳感器60、62產(chǎn)生的、大致僅基于被照亮的 邊框分段40至44發(fā)射的紅外線照明的影響的圖像幀，以檢測指示器的存在。對于這些 圖像幀，被照亮的邊框分段40至44顯現(xiàn)為在圖像幀中的亮帶。如果指示器在子幀的捕 獲期間接近顯示表面24，則指示器將擋住由被照亮的邊框分段40至44發(fā)射的背光紅外線 照明。結(jié)果，指示器將在每一個圖像幀中顯現(xiàn)為中斷亮帶的暗區(qū)域。微處理器80成對地處理由每一個圖像傳感器60、62輸出的連續(xù)圖像幀。當可以 獲得來自圖像傳感器的一對圖像幀時，微處理器80將圖像幀相減以形成差圖像幀，然后 處理差圖像幀，以產(chǎn)生不連續(xù)值，該不連續(xù)值表示指示器在差圖像幀中存在的可能性。 當沒有指示器接近顯示表面24時，不連續(xù)值為高。當有指示器接近顯示表面24時，一 些不連續(xù)值下降低于閾值，以使得容易確定在差圖像幀中的指示器的存在。
為了產(chǎn)生每一個差圖像幀的不連續(xù)值，微處理器80通過求和在圖像幀的每一個 像素列中的像素的強度值來計算圖像幀的垂直強度分布(VIPbrad)。如果不存在指示器， 則VIPbrad值將對于圖像幀的所有像素列保持為高。然而，如果在圖像幀中存在指示器， 則VIPbrad值將在與在圖像幀中的指示器的位置對應(yīng)的區(qū)域降低為低值。查看由每一個圖 像幀的VIPbrad值定義的結(jié)果VIPbrad曲線以確定VIPbrad曲線是否下降低于表示指示器的存 在的閾值，并且如果如此，則檢測用于表示指示器的相對側(cè)的、在VIPbrad曲線中的左和 右邊。具體地說，為了在每一個圖像幀中定位左和右邊，計算VIPbrad曲線的一階導(dǎo)數(shù) 以形成梯度曲線VVIPbezel(X)1=如果VIPbrad曲線降低得小于用于表示指示器的存在的閾 值，則結(jié)果產(chǎn)生的梯度曲線VVIPbezel(X) 將包括由正峰值和負峰值界定的區(qū)域，正 峰值和負峰值表示由在VIPbezd曲線中的凹陷部分形成的邊。為了檢測該峰值并且因此檢 測區(qū)域的邊界，梯度曲線7 VIPbezel(X)被邊緣檢測器處理。具體地說，首先向梯度曲線VVIPbezel(X)應(yīng)用閾值τ，使得對于每一個位置X， 如果梯度曲線VVIPbezel(X)的絕對值小于閾值，則梯度曲線VVIPbezel(X)的值被設(shè)置為
0，如下式所表達如果丨VVIPbezel(X) I < T>PJVVIPbezel(x)=0按照該閾值化過程，被閾值化的梯度曲線VVIPbezel(x)·包含與用于表示指示器 的相對側(cè)的左邊和右邊對應(yīng)的負尖峰和正尖峰，并且在其他位置是零。然后，由被閾 值化的梯度曲線VVIPbezel(X)的兩個非零的尖峰分別檢測左和右邊。為了計算左邊，根 據(jù)下式，從自像素列Xldl開始的閾值化的梯度曲線VVIPbezel(X)的左尖峰計算質(zhì)心距離 CDleft
權(quán)利要求
1.一種交互輸入系統(tǒng)，包括至少一個成像裝置，用于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像； 多個輻射源，每一個輻射源都向所述感興趣的區(qū)域提供照明；以及， 控制器，用于協(xié)調(diào)所述輻射源和所述至少一個成像裝置的操作，以允許產(chǎn)生基于來 自不同的輻射源的影響的獨立圖像幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換模式來點亮和熄滅每 一個輻射源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述不同的轉(zhuǎn)換模式是基本上正交的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，選擇所述不同的轉(zhuǎn)換模式和成像 裝置幀率，以基本上消除來自環(huán)境光和閃爍的光源的效應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述不同的轉(zhuǎn)換模式遵循沃爾什碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述多個輻射源包括至少三個輻射源。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源中的至少一個從背面照亮 位于所述感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源中的至少一個從正面照亮 位于所述感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源中的兩個從正面照亮位于 所述感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互輸入系統(tǒng)，包括至少兩個成像裝置，用于從不同的 有利地位捕獲感興趣的區(qū)域的圖像；以及，與每一個成像裝置相關(guān)聯(lián)的輻射源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，將每一個輻射源都定位成接近所述 相應(yīng)的成像裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，從背面照亮位于所述感興趣的區(qū)域 內(nèi)的指示器的所述輻射源是圍繞所述感興趣的區(qū)域的被照亮的邊框。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述感興趣的區(qū)域是多邊形的，并 且其中，所述被照亮的邊框沿著所述感興趣的區(qū)域的多條邊延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述感興趣的區(qū)域是大體矩形的， 所述被照亮的邊框沿著所述感興趣的區(qū)域的至少三條邊延伸，將成像裝置定位成接近所 述感興趣的區(qū)域的相對角。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源發(fā)射紅外和可見輻射之一。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15的任何一個的交互輸入系統(tǒng)，進一步包括處理結(jié)構(gòu)，用于處 理所述獨立圖像幀，以確定在所述感興趣的區(qū)域內(nèi)的指示器的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源發(fā)射紅外輻射。
18.—種交互輸入系統(tǒng)，包括至少兩個成像裝置，用于從不同的有利地位上捕獲感興趣的區(qū)域的重疊圖像； 輻射源，與每一個所述成像裝置相關(guān)聯(lián)，以向所述感興趣的區(qū)域提供照明；控制器，用于使用向所述輻射源分配的不同的轉(zhuǎn)換模式來定時所述成像裝置的幀 率，并且解調(diào)所捕獲的圖像幀，以產(chǎn)生基于來自不同輻射源的影響的圖像幀；以及處理結(jié)構(gòu)，用于處理所述獨立圖像幀，以確定在所述感興趣的區(qū)域內(nèi)指示器的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述不同的轉(zhuǎn)換模式是基本上正交的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，選擇所述不同的轉(zhuǎn)換模式和成像裝 置幀率，以基本上消除來自環(huán)境光和閃爍的光源的效應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述不同的轉(zhuǎn)換模式遵循沃爾什碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21的任何一個所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述輻射源發(fā)射 紅外和可見輻射之一。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22的任何一個的交互輸入系統(tǒng)，進一步包括至少部分地圍繞 所述感興趣的區(qū)域的背光輻射源。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至22的任何一個的交互輸入系統(tǒng)，進一步包括至少部分地圍繞 所述感興趣的區(qū)域的反射邊框。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的交互輸入系統(tǒng)，其中，所述反射邊框包括回射材料。
26.一種在交互輸入系統(tǒng)中產(chǎn)生圖像幀的方法，所述交互輸入系統(tǒng)包括用于捕獲感興 趣的區(qū)域的圖像的至少一個成像裝置、和用于向所述感興趣的區(qū)域內(nèi)提供照明的多個輻 射源，所述方法包括根據(jù)不同的模式來點亮和熄滅每一個輻射源，所述模式大體是正交的；將所述成像裝置的幀率與所述不同的模式同步；以及，解調(diào)捕獲的圖像幀，以獲得基于來自不同的輻射源的影響的圖像幀。
27.在包括用于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像的至少一個成像裝置和用于向所述感興趣的 區(qū)域內(nèi)提供照明的多個輻射源的交互輸入系統(tǒng)中，一種成像方法，包括調(diào)制所述輻射源的輸出；將所述成像裝置的幀率與調(diào)制的輻射源輸出同步；以及， 解調(diào)捕獲的圖像幀，以獲得基于來自不同的輻射源的影響的圖像幀。
全文摘要
交互輸入系統(tǒng)(20)，包括至少一個成像裝置(60，62)，用于捕獲感興趣的區(qū)域的圖像；多個輻射源(40至44，64，66)，每一個輻射源向所述感興趣的區(qū)域提供照明；以及，控制器，用于協(xié)調(diào)所述輻射源和所述至少一個成像裝置的操作，以允許產(chǎn)生基于來自不同的輻射源的影響的獨立圖像幀。
文檔編號G06F3/042GK102016771SQ200980116652
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者丹尼爾·P·麥克雷諾德斯, 吉拉爾德·莫里森, 格蘭特·麥克吉布尼 申請人:智能技術(shù)無限責任公司