專利名稱：交替光源以減少鏡面反射的制作方法
交替光源以減少鏡面反射
些旦 冃豕
許多計(jì)算系統(tǒng)和其它設(shè)備的功能依賴于使用顯示器對信息的有效顯示。最近， 顯示器也被以交互的方式用作直接輸入設(shè)備。例如顯示器可以配備觸敏電阻和/或 電容陣列以檢測顯示器被接觸的部分。
某些現(xiàn)有交互式顯示器使用"視覺捕捉"技術(shù)，其中照相機(jī)被放置在顯示器 之后，該顯示器包括一層或多層透明或半透明材料。紅外照明器也被放置在顯示器 之后以照亮顯示器前面或與顯示器接觸的物體。從物體反射回來的照明光(即源于 照明器的光)被接收回拍攝反射光的照片的照相機(jī)。該照片被作為對系統(tǒng)的電子輸 入。由于物體在顯示器前的放置影響其由照相機(jī)所拍攝的圖像，因此該物體可用于 向系統(tǒng)輸入信息。
有些照明光不是從物體反射的，而是從形成顯示器的透明或半透明層的相對 平整表面反射的。結(jié)果是照相機(jī)將在顯示器特定區(qū)域處接收到相對高強(qiáng)度的鏡面反 射。鏡面反射可能過強(qiáng)以至于會難以區(qū)分從鏡面反射區(qū)域內(nèi)的輸入物體所實(shí)際反射 的任何圖像。鏡面反射甚至可以使照相機(jī)在該特定區(qū)域飽和。效果有些類似于一個 人在晴朗的日子向下看淺水池的情況。除了位于或接近太陽弦目反射的區(qū)域之外， 該個人可能能夠看到池子的底部。
因此，鏡面反射會不利地影響使用交互式顯示器作為輸入的能力，尤其是在 輸入物體被置于照相機(jī)正經(jīng)歷鏡面反射的區(qū)域處的情況下。
簡要概述
雖然不是必須的，但是本發(fā)明的各實(shí)施例涉及其中使用交替照明器來減少或 取消鏡面反射的交互式顯示器。該交互式顯示器包括放置在一個或多個顯示層之后 的多個照明器以及至少一個照相機(jī)。該交互式顯示器使用控制該交互式顯示器的各 照明階段的階段管理機(jī)制。在第一階段期間，控制第一照明器來支配第二照明器。 例如，第一照明器可以被打開，而第二照明器可以被關(guān)閉。在該狀態(tài)中，使照相機(jī) 拍攝圖像。在第二階段期間，控制第二照明器來支配第一照明器。
接著使用第一和第二圖像的組合來制定合并圖像?？梢允褂玫诙D像各部分
6來形成合并圖像，以使得來自第一圖像的鏡面反射被消弱或者甚至取消，反之亦然。 如果放置光源使得它們的鏡面反射不重疊，則鏡面反射影響可以被減輕或甚至消 除。
提供本概述以便以簡化的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概 念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于 幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
附圖簡述
使用附圖以便更具體地描述本發(fā)明的各實(shí)施例。請理解，這些附圖僅描述了 本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且因此不應(yīng)被認(rèn)為對其范圍的限制，通過使用附圖將用附 加特征和細(xì)節(jié)來描述和解釋各實(shí)施例，附圖中


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的交互式顯示器的側(cè)視圖，該交互式顯示器的 組件不一定按比例繪制；
圖2示出了供階段管理機(jī)制控制交互式顯示器中的各照明階段的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖， 其中交互式顯示器包括至少兩個但可能更多的照明階段；
圖3A示出了照相機(jī)可在第一照明階段期間捕捉的鏡面反射的圖像；
圖3B示出了照相機(jī)可在第二照明階段期間捕捉的鏡面反射的圖像；
圖4A示出了二階段照明序列的示例時(shí)序；
圖4B示出了三階段照明序列的示例時(shí)序；
圖4C示出了四階段照明序列的示例時(shí)序；
圖4D示出了另 一個四階段照明序列的示例時(shí)序；
圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的特定示例實(shí)施例的交錯照明器和照相機(jī)陣列的俯
視圖5B示出了與圖5A的交錯照明器和照相機(jī)一起使用的示例四階段照明序
列；
圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理的照明階段管理機(jī)制的各組件；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的用于構(gòu)建圖像的方法的流程圖；以及
圖8示出了在顯示層之后僅包括單個照明器和單個照相機(jī)的交互式顯示器。
詳細(xì)描述
本發(fā)明的各實(shí)施例延伸到通過交替照明階段來減少鏡面反射的交互式顯示200780050379.5
說明書第3/9頁 器。圖8示出了使用僅在一個或多個顯示層810之后放置了單個照明器802的交互 式顯示器800的一些問題。交互式顯示器800被配置成通過將物體放置在發(fā)出顯示 的光的一個或多個透明或半透明層810上來接收輸入。與大部分未在圖8中示出的 顯示機(jī)制分開并除此之外，交互式顯示器800包括成像機(jī)制。具體地，照明器802 發(fā)射通常與所顯示的光不是同一光譜的光，以免干擾顯示操作。
照明器802在許多方向上發(fā)射光。有些光從顯示器發(fā)射，但不干擾顯示操作， 因?yàn)樗c所顯示圖像具有不同的頻譜。其它光從放置在顯示層810的正面上(即圖 8中上表面的上面或上方)的物體反射，由此所反射的光表示有關(guān)顯示器前面的物 體的信息。其它光從顯示層810的平整表面反射，并且由此不表示有關(guān)顯示器前面 的物體的信息，而僅僅是鏡面反射。
例如，為了示出鏡面反射的干擾，示出三條光線821、 822和823從照明器802 射出。光線821和822從顯示器810前面的物體反射，由此表示有效的輸入信息。 另一方面，光線823從顯示層810的平整表面反射，由此表示鏡面反射。照相機(jī) 801由此可以在接近物體A的區(qū)域處觀察到鏡面反射。因此，照相機(jī)801可能不能 觀察到或難以觀察到物體A。另一方面，物體B不接近鏡面反射的區(qū)域，并且由 此可以被觀察到而無需顧慮鏡面反射。如果輸入物體被放置在顯示器的對應(yīng)于鏡面 反射的某些區(qū)域，則交互式顯示器800由此可能不能正常地工作。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的交互式顯示器100。雖然可以有比所示 的更多的照明器和照相機(jī)，但是交互式顯示器100被示為包括兩個照明器102和 103以及一個照相機(jī)101，其每一個都被放置在透明或半透明顯示層110 (下文中 簡稱為"顯示層110")之后。照相機(jī)101和照明器102類似于照相機(jī)801和照明 器802相對顯示層810放置的那樣相對于顯示層110放置(比較圖1和8)。因此， 雖然未在圖1中示出，但是當(dāng)照明器102打開時(shí)，交互式顯示器會有干擾照相機(jī) 101對物體A的檢測的鏡面反射。
相似地，當(dāng)?shù)诙彰髌?03打開而第一照明器102關(guān)閉時(shí)，會經(jīng)歷鏡面反射， 但是是在從照相機(jī)101覺察到的圖像的不同區(qū)域中。畢竟，照明器102和103被放 置在顯示層110之后的不同位置處。雖然照明器103發(fā)出許多光線，但是僅示出三 條光線121、 122和123。光線121從物體A反射并且被接收到照相機(jī)101中。光 線122從物體B反射并且被接收到照相機(jī)101中。光線123從顯示層110反射， 由此表示鏡面反射，并且被接收到照相機(jī)101中。在照明器103打開而照明器102 關(guān)閉的情況下，物體A和B都可以被照相機(jī)101覺察到，因?yàn)樗鼈兌歼h(yuǎn)離由照明
8器103造成的鏡面反射區(qū)域。然而，如果有物體更接近鏡面反射區(qū)域，則當(dāng)照明器
103打開時(shí)該物體對于照相機(jī)101而言可能更難以覺察。
圖3A示出了當(dāng)?shù)谝徽彰髌?02打開而第二照明器103關(guān)閉時(shí)，照相機(jī)101可 捕捉到的圖像300A的表示。如以上所討論的，圖像300A具有鏡面反射區(qū)域321， 減弱了覺察諸如例如物體A等鏡面反射區(qū)域321內(nèi)的物體的能力。另一方面，在 圖像300A中更容易觀察到諸如物體B等鏡面反射區(qū)域321之外的物體。圖3B示 出了當(dāng)?shù)谝徽彰髌?02關(guān)閉而第二照明器103打開時(shí)，照相機(jī)101可捕捉到的圖像 300B。圖像300B也具有鏡面反射區(qū)域322，其減弱覺察鏡面反射區(qū)域322內(nèi)的物 體的能力。另一方面，更容易觀察到諸如物體A和B等鏡面反射區(qū)域322之外的 物體。
返回到圖1，交互式顯示器100還包括管理交互式顯示器100的照明階段的階 段管理機(jī)制130。圖2示出了顯示階段管理機(jī)制130的示例性操作的狀態(tài)圖200。 在狀態(tài)201中，機(jī)制130等待交互式顯示器下一階段的改變(狀態(tài)201)，并且實(shí) 際上當(dāng)時(shí)機(jī)合適時(shí)控制下一階段改變。當(dāng)轉(zhuǎn)換到第一階段(狀態(tài)轉(zhuǎn)換箭頭211)時(shí)， 控制第一照明器102來支配第二照明器103 (狀態(tài)221)。
在返回到圖2的狀態(tài)圖200的主要描述之前，本說明書現(xiàn)在將闡明若干定義。 在本說明書和權(quán)利要求書中，如果支配照明器比非支配照明器發(fā)出更多的光，則可 以控制一個照明器來"支配"另一照明器。在該行為的一個示例中，支配照明器可 以被簡單地"打開"，而非支配照明器可被"關(guān)閉"。
在本說明書和權(quán)利要求書中，照明器被"關(guān)閉"不一定意味著不從關(guān)閉的照 明器發(fā)出光，或者不向關(guān)閉的照明器供電。某些照明設(shè)備如果被保持在其中向照明 器提供一些電力的"關(guān)閉"狀態(tài)時(shí)，它們具有快得多的打開時(shí)間。因此，在快速采 樣交互式顯示器中，如果照明器仍發(fā)出光或者被供電，雖然可能程度上比處于"打 開"狀態(tài)時(shí)要少得多，但是照明器被認(rèn)為是關(guān)閉的。即，目前可以很快地給照明器 斷電或上電。相應(yīng)地，在一個非?？尚械膶?shí)施例中，支配照明器可以被打開，而非 支配照明器可以被關(guān)閉而完全沒有任何電源。
現(xiàn)在返回到圖2的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖200，當(dāng)控制第一照明器支配第二照明器時(shí)(狀 態(tài)221)，使照相機(jī)拍攝第一圖像(狀態(tài)221中的動作231)。例如，可以拍攝圖 3A的圖像300A。在階段管理機(jī)制130的指導(dǎo)下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖接著轉(zhuǎn)換到(狀態(tài)轉(zhuǎn) 換箭頭241)在其中等待下一階段改變的狀態(tài)(狀態(tài)201)。
在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，階段管理機(jī)制130轉(zhuǎn)換到第二階段(狀態(tài)轉(zhuǎn)換箭頭212)。在該狀態(tài)中，控制第二照明器來支配第一照明器(狀態(tài)222)。接著使照相機(jī)拍攝第
二圖像(狀態(tài)222中的動作232)。例如，可以拍攝圖3B的圖像300B。在階段管 理機(jī)制130的指導(dǎo)下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖接著轉(zhuǎn)換到(狀態(tài)轉(zhuǎn)換箭頭242)在其中等待下 一階段改變的狀態(tài)(狀態(tài)201)。
雖然狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖200也示出了第三和第四狀態(tài)，但是交互式顯示器100可以 被限制到兩個階段(第一階段和第二階段)，其中可以重復(fù)這兩個階段。圖4A示 出了其中可以重復(fù)第一階段401和第二階段402的時(shí)序圖400A。
返回到圖1，交互式顯示器IOO還包括被配置成使用第一圖像的至少一部分和 第二圖像的至少一部分來構(gòu)建輸入圖像的圖像構(gòu)建機(jī)制140。在圖1中，圖像構(gòu)建 機(jī)制140被示為有權(quán)訪問照相機(jī)101從而訪問圖像。圖像構(gòu)建機(jī)制140可以是軟件、 硬件或其組合，并且可以整體地或部分地包含在照相機(jī)101中，或者可以完全處于 照相機(jī)101的外部。
圖像構(gòu)建機(jī)制140可以用各種可能的方式來構(gòu)建圖像。在一個示例中，圖像 構(gòu)建機(jī)制140使用圖像300A的缺少鏡面反射的右半邊來制定圖像的右半邊。在該 示例中，圖像的左半邊是使用圖像300B的缺少鏡面反射的左半邊來制定的。因此， 可以每兩個階段一次地制定沒有鏡面反射的整個圖像。雖然最終圖像的左半邊和右
半邊可能表示略微不同時(shí)間的圖像，但是該時(shí)間可以通過使用更高的照相機(jī)采樣率 和照明器轉(zhuǎn)換速度以增加采樣率來最小化。另選地，屏幕前面的運(yùn)動可以保持得較 慢，以防止最終圖像的中央邊界過于不連續(xù)。作為另一替換，可以將用戶界面設(shè)計(jì) 成使得輸入遠(yuǎn)離圖像的左半邊和右半邊連接處的中央邊界。
在另一實(shí)施例中，可以使用除了鏡面反射的區(qū)域之外的全部一個圖像，而非 使用各圖像300A和300B的左半邊和右半邊。例如，可以使用除了鏡面反射區(qū)域 321之外的整個圖像300A。接著可以使用另一圖像300B的相應(yīng)區(qū)域來填充鏡面反 射區(qū)域。應(yīng)該注意，圖像300B內(nèi)對應(yīng)于圖像300A的鏡面反射區(qū)域321的區(qū)域沒 有鏡面反射，并且整體在圖300B的鏡面反射區(qū)域322之外。因此，最終圖像沒有 任何鏡面反射。
只要使用了每一圖像的各部分，則可以不同地選擇包括在最終圖像中各部分 的邊界。如果從在最終圖像中的任何給定位置內(nèi)所包括的區(qū)域是從在該位置處沒有 鏡面反射的對應(yīng)圖像來選擇的，則可以使用本發(fā)明的原理來得出重要的優(yōu)點(diǎn)。然而， 在閱讀了本說明書之后，可能有人試圖使用本發(fā)明的原理來減少而非消除鏡面反射。這種動機(jī)可能是由于技術(shù)限制，諸如例如可能來自圖像之一的鏡面反射在某 種程度上與另一圖像的鏡面反射重疊。由此，除非有附加照明階段和照明器，否則 在鏡面反射的重疊區(qū)域中消除鏡面圖像將是不可行的。
動機(jī)也可能是由于實(shí)用主義的原因，諸如試圖圍繞本發(fā)明的原理來設(shè)計(jì)，而 錯誤地認(rèn)為只有在最終圖像中完全消除鏡面反射的情況下才適用本發(fā)明的原理。在 閱讀本說明書后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，只要與輸入圖像中的至少一個相 比在最終圖像中減少了鏡面反射，則即使在最終圖像中選擇一些鏡面反射區(qū)域，也 可以使用本發(fā)明的原理得到重要的優(yōu)點(diǎn)。
可能有多于兩個照明階段。例如，如果來自前兩個照明器的鏡面反射有些重 疊，則有第三階段會是有幫助的，其中第三照明器被打開，而第一和第二照明器被 關(guān)閉。在第一和/或第二階段中，該第三照明器可以被關(guān)閉。因此，選擇所有三個 圖像的各部分以創(chuàng)建顯著地減少或消除了鏡面反射的圖像是更可能的。使用這些相 同的原理，給定本發(fā)明的原理，可以證明第四或更多照明階段有助于對減少鏡面反 射。
使用本發(fā)明的原理，照明階段不僅對取消鏡面反射有用，也對取消環(huán)境光有 用。例如，假設(shè)照明器是使用紅外光運(yùn)作的。在許多環(huán)境中，存在相當(dāng)大量的環(huán)境 紅外光。例如，太陽發(fā)射出相當(dāng)大量的紅外光。這種環(huán)境光可能也會不利地影響照 相機(jī)檢測區(qū)別于環(huán)境光的輸入物體的能力。
參考圖2的狀態(tài)圖200，前兩個階段被用于減少或取消鏡面反射，而第三和第
四階段被用于減少或取消環(huán)境光。當(dāng)在階段管理機(jī)制130的控制下進(jìn)入第三階段時(shí) (如狀態(tài)轉(zhuǎn)換箭頭213所示)，兩個照明器都被關(guān)閉(狀態(tài)223)。照相機(jī)接著拍 攝第三圖像(狀態(tài)223中的動作233)，其后再次等待下一階段，如轉(zhuǎn)換箭頭243 所示。在該第三狀態(tài)中，從照相機(jī)接收不到或接收到很少內(nèi)部生成的照明。相反， 高的多的比例是外部生成的環(huán)境光。可以從第一和第二圖像的組合減去該第三圖 像，以便構(gòu)建減少或消除了鏡面反射和環(huán)境光的最終圖像。這可進(jìn)一步增加交互式 顯示器對放置在顯示器上或其前面的輸入物體的敏感性。
如果使用三個階段，則圖像構(gòu)建機(jī)制可以使用以下方程(1)來計(jì)算圖像 最終圖像=(第一階段右半邊圖像+第二階段左半邊圖像) 一第三階段圖像
(1)
雖然在圖2的狀態(tài)圖200中示出了四個階段，但是同樣是前兩個階段減少或 取消鏡面反射，而僅用單個第三階段來取消環(huán)境光。圖4B的時(shí)序圖400B示出了階段圖序列，其中第一個二階段401和402被用于減少或消除鏡面反射，而第三階 段403被用于減少或消除環(huán)境光。同樣，該階段序列可以如同圖4B中所示地重復(fù)。 為了簡化減少或取消環(huán)境光的操作，可以使用第四階段。回頭參考圖2的狀 態(tài)圖200，如果在階段管理機(jī)制140的控制下進(jìn)入第四階段(狀態(tài)轉(zhuǎn)換箭頭214)， 則兩個照明器都被(或保持)關(guān)閉(狀態(tài)224)。在該狀態(tài)中，照相機(jī)拍攝另一圖 像(狀態(tài)224中的動作234)，并接著等待下一階段(如帶回到狀態(tài)201的轉(zhuǎn)換箭 頭244所示)。
如圖4C的時(shí)序圖400C所示，兩個鏡面減少照明階段401和402在時(shí)間上可 以是相鄰的，而兩個環(huán)境光減少照明階段403和404在時(shí)間上也可以是相鄰。然而， 如由圖4D的時(shí)序圖400D所示，鏡面減少照明階段401和402可以與環(huán)境光減少 照明階段403和404交錯。圖4D的這一后面的階段序列可優(yōu)于圖4C的階段序列， 因?yàn)榻诲e的鏡面減少照明階段和環(huán)境光減少照明階段會導(dǎo)致更為平滑的圖像采樣。 無論如何，如果使用四個階段，則圖像構(gòu)建機(jī)制140可以在最終圖像中使用 所有四個圖像。例如，第一圖像(例如圖3A的圖像300A)的右半邊可以與第二 圖像(例如圖3B的圖像300B)的左半邊組合。在該組合之前或之后，接著可以 將在第三階段期間所捕捉的圖像的左半邊或右半邊中的一個從相應(yīng)半邊的圖像減 去。接著可以將在第四階段期間所捕捉的圖像左半邊或右半邊中的另一個從相應(yīng)另 一半邊的圖像減去。例如，可以使用以下方程(2)來計(jì)算最終圖像的右半邊 最終圖像的右半邊二 (第一階段右半邊) 一 (第三階段右半邊)(2) 另一方面，可以使用以下過程(2)來計(jì)算最終圖像的左半邊: 最終圖像的左半邊=(第二階段左半邊) 一 (第四階段左半邊)(3) 圖5A示出了可以根據(jù)本發(fā)明的原理的一個特定實(shí)施例使用的照明器和照相 機(jī)陣列500。在該實(shí)施例中，圖1的照相機(jī)101可以被認(rèn)為是照相機(jī)陣列501，圖 1的第一照明器102可以被認(rèn)為是第一照明器陣列502，圖1的第二照明器103可 以被認(rèn)為是第二照明器陣列503。
在第一階段期間，所有相應(yīng)的第一照明器陣列502 (包括互連的照明器502A 到502O)照明，而所有相應(yīng)的第二照明器陣列503 (包括互連的照明器503A到 503J)被關(guān)閉。在第二階段期間，所有相應(yīng)的第二照明器陣列503被打開，而所有 相應(yīng)的第一照明器陣列502被關(guān)閉。因?yàn)檎障鄼C(jī)陣列501(包括照相機(jī)501A到501P) 是互連的，所以它們都在大約相同的時(shí)間拍照。每個照相機(jī)負(fù)責(zé)對顯示器的其相應(yīng) 的網(wǎng)格部分成像。
12圖5A的結(jié)構(gòu)500可用于上述兩個或三個照明階段實(shí)施例。然而，圖5B的圖 表示出了圖5A的結(jié)構(gòu)500可以如何在示例四個階段的實(shí)施例中運(yùn)作。
在第一階段中，照明器502被打開，而照明器503被關(guān)閉，讀取所有偶照相 機(jī)5011到501P的圖像中的每一個的右半邊，而讀取所有奇照相機(jī)501A到501H 的圖像中的每一個的左半邊。
在下一階段中，在圖5B中稱為"第三階段"，所有的照明器502和503被關(guān) 閉，讀取所有偶照相機(jī)501I到501P的圖像中的每一個的左半邊，而讀取所有奇照 相機(jī)501A到501H的圖像中的每一個的右半邊。
在下一階段中，在圖5B中稱為"第二階段"，照明器503被打開，而照明器 502被關(guān)閉，讀取所有偶照相機(jī)501I到501P的圖像中的每一個的左半邊，而讀取 所有奇照相機(jī)501A到501H的圖像中的每一個的右半邊。
在下一階段中，在圖5B中稱為"第四階段"，所有的照明器被關(guān)閉，讀取所 有偶照相機(jī)5011到501P的圖像中的每一個的右半邊，而讀取所有奇照相機(jī)501A 到501H的圖像中的每一個的左半邊。
對于對應(yīng)于照相機(jī)陣列中的單個照相機(jī)的每一網(wǎng)格區(qū)域，可以使用以上示出 的方程(2)和(3)來獲得網(wǎng)格圖像。接著可以組合網(wǎng)格圖像以形成整個圖像。
為了完整起見，圖6示意性地示出了圖1的階段管理機(jī)制130的示例結(jié)構(gòu)600。 示例階段管理機(jī)制130包括被配置成檢測交互式顯示器的正確的當(dāng)前階段(即應(yīng)該 將現(xiàn)在的時(shí)序給予哪個當(dāng)前階段)的階段檢測機(jī)制601。參考圖2，這種檢測會引 起由箭頭211到214所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
階段管理機(jī)制600還包括在給定階段控制照明器處于適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)的照明控制 機(jī)制602照明器。例如，當(dāng)處于第一階段時(shí)(圖2的狀態(tài)221)，照明控制機(jī)制602 會使第一照明器打開而使第二照明器關(guān)閉，當(dāng)處于第二階段時(shí)(圖2的狀態(tài)222)， 使第二照明器打開而使第一照明器關(guān)閉，以及當(dāng)處于環(huán)境光減少階段時(shí)(圖2的狀 態(tài)223和224)使各照明器關(guān)閉。
階段管理機(jī)制600還包括被配置成使得照相機(jī)在適當(dāng)?shù)恼彰麟A段期間拍攝適 當(dāng)?shù)膱D像(對應(yīng)于圖2的動作231到234)的照相機(jī)控制機(jī)制603。
階段管理機(jī)制600對照相機(jī)和照明器而言可以是外部的，或者可以部分地或 全部地包含在照相機(jī)和/或照明器中的一個或多個。階段管理機(jī)制600可以是集中 式控制模塊，或者可以跨多個模塊來分布。
圖7示出了圖1的圖像構(gòu)建機(jī)制140的操作的方法700的流程圖。圖像構(gòu)建機(jī)制訪問在交互式顯示器處于其中第一照明器打開而第二照明器關(guān)閉的狀態(tài)中時(shí) 由照相機(jī)拍攝的第一圖像(動作701)。圖像構(gòu)建機(jī)制還訪問在交互式顯示器處于 其中第二照明器打開而第一照明器關(guān)閉的狀態(tài)中時(shí)由照相機(jī)拍攝的第二圖像(動作
702)。如水平省略號703所示，如果有更多的鏡面減少照明階段或任何環(huán)境光減
少照明階段，則可以訪問附加圖像。圖像構(gòu)建機(jī)制接著使用第一圖像的一部分和第
二圖像的一部分來構(gòu)建輸入圖像(動作711)。如果拍攝了更多的圖像，如水平省 略號703所示，則這些附加圖像也可用于構(gòu)建圖像，如水平省略號702所示。
因此，描述了其中交互式顯示器交替照明器來減少或取消鏡面反射的各實(shí)施 例。也可以用其它具體形式來具體化本發(fā)明而不背離其精神或必要特征。無論從哪 方面來看，應(yīng)該認(rèn)為所描述的各實(shí)施例僅是說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明 的范圍由所附權(quán)利要求書而非由以上描述來指示。落入權(quán)利要求的等效方案的意義 和范圍內(nèi)的所有改變都包含在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交互式顯示器(100)，包括一個或多個顯示層(110)；放置在所述一個或多個顯示層之后的第一位置處的第一照明器(102)；放置在所述一個或多個顯示層之后的第二位置處的第二照明器(103)；放置在所述一個或多個顯示層之后的照相機(jī)(101)；階段管理機(jī)制(140)，其被配置成控制所述交互式顯示器的各階段(221-224)的交替(200)，所述交互式顯示器具有至少包括第一階段(221)和第二階段(222)的多個階段；當(dāng)處于第一階段時(shí)，控制所述第一照明器支配所述第二照明器，并且在該狀態(tài)中使所述照相機(jī)拍攝第一圖像(231)；以及當(dāng)處于第二階段時(shí)，控制所述第二照明器支配所述第一照明器，并且在該狀態(tài)中使所述照相機(jī)拍攝第二圖像(232)；以及被配置成至少使用所述第一圖像的至少一部分和所述第二圖像的至少一部分來構(gòu)建輸入圖像的圖像構(gòu)建機(jī)制(140)。
2. 如權(quán)利要求1所述的交互式顯示器，其特征在于，所述交互式顯示器包括 至少三個階段，包括第一階段、第二階段和第三階段，其中所述階段管理機(jī)制還在第三階段時(shí)將所述第一和第二照明器關(guān)閉，并且 在該狀態(tài)中使所述照相機(jī)拍攝第三圖像；以及其中所述圖像構(gòu)建機(jī)制還被配置成也使用所述第三圖像來構(gòu)建所述輸入圖像。
3. 如權(quán)利要求2所述的交互式顯示器，其特征在于，所述圖像構(gòu)建機(jī)制被配 置成使用所述第一和第二圖像的合并并且減去所述第三圖像的至少一部分來構(gòu)建 所述輸入圖像。
4. 如權(quán)利要求2所述的交互式顯示器，其特征在于，所述交互式顯示器包括 至少四個階段，包括第一階段、第二階段、第三階段和第四階段，其中所述階段管理機(jī)制還在第四階段時(shí)將所述第一和第二照明器關(guān)閉，并且 在該狀態(tài)中使所述照相機(jī)拍攝第四圖像；以及其中所述圖像構(gòu)建機(jī)制還被配置成使用所述第四圖像的至少一部分來構(gòu)建所 述輸入圖像。
5. 如權(quán)利要求4所述的交互式顯示器，其特征在于，所述圖像構(gòu)建機(jī)制被配置成使用所述第一和第二圖像的合并并且減去所述第三圖像的至少一部分以及減 去所述第四圖像的至少一部分來構(gòu)建所述輸入圖像。
6. 如權(quán)利要求4所述的交互式顯示器，其特征在于，所述第一和第二階段在 時(shí)間上是相鄰的。
7. 如權(quán)利要求6所述的交互式顯示器，其特征在于，所述第三和第四階段在 時(shí)間上是相鄰的。
8. 如權(quán)利要求4所述的交互式顯示器，其特征在于，所述第一和第二階段與 所述第三和第四階段交錯。
9. 如權(quán)利要求1所述的交互式顯示器，其特征在于，所述照相機(jī)是第一照相 機(jī)，所述交互式顯示器還包括一個或多個顯示層；放置在所述一個或多個顯示層之后的第三位置處的第三照明器；放置在所述一個或多個顯示層之后的第四位置處的第四照明器；放置在所述一個或多個顯示層之后的第二照相機(jī)，其中所述階段管理機(jī)制還被配置成當(dāng)處于第一階段時(shí)，控制所述第三照明器支配所述第四照明器，并且在該 狀態(tài)中使所述第二照相機(jī)拍攝第三圖像；以及當(dāng)處于第二階段時(shí)，控制所述第四照明器支配所述第三照明器，并且在該 狀態(tài)中使所述第二照相機(jī)拍攝第四圖像;以及 其中所述圖像構(gòu)建機(jī)制被配置成至少使用所述第三圖像的至少一部分和所述 第四圖像的至少一部分來構(gòu)建第二輸入圖像。
10. 如權(quán)利要求1所述的交互式顯示器，其特征在于，所述階段管理機(jī)制被 配置成通過打開所述第一照明器并關(guān)閉所述第二照明器來控制所述第一照明器照 明器照明器支配所述第二照明器。
11. 如權(quán)利要求10所述的交互式顯示器，其特征在于，所述階段管理機(jī)制被 配置成通過打開所述第二照明器并關(guān)閉所述第一照明器來控制所述第二照明器照 明器照明器支配所述第一照明器。
12. 如權(quán)利要求1所述的交互式顯示器，其特征在于，所述第一和第二照明 器是紅外照明器，并且所述照相機(jī)是紅外照相機(jī)。
13，如權(quán)利要求1所述的交互式顯示器，其特征在于，所述第一照明器等同于第一多個照明器的陣列，其中當(dāng)打幵所述第一照明器 時(shí)，所述第一多個照明器中的每一個被打開，所述第二照明器等同于第二多個照明器的陣列，其中當(dāng)打開所述第二照明器 時(shí)，所述第二多個照明器中的每一個被打開，以及所述照相機(jī)等同于多個照相機(jī)的陣列，其中當(dāng)所述照相機(jī)拍攝圖像，所述多 個照相機(jī)的每一個拍攝所述圖像的一部分。
14. 如權(quán)利要求13所述的交互式顯示器，其特征在于，其中所述多個照相機(jī) 中的每一個對應(yīng)于所述第一多個照明器中的一個和所述第二多個照明器中的一個，使得相應(yīng)的照相機(jī)接收到的大部分照明光來自所述第一多個照相機(jī)中相應(yīng)的一個 或所述第二多個照相機(jī)中相應(yīng)的 一個。
15. —種用于交互式顯示器(100)的階段管理機(jī)制(130， 600)，所述交互 式顯示器(100)包括多個交替階段(221-224)、 一個或多個顯示層(110)、放 置在所述一個或多個顯示層之后的不同位置處的第一和第二照明器以及照相機(jī)，其 中所述階段管理機(jī)制包括階段檢測機(jī)制(601)，其被配置成檢測所述交互式顯示器的當(dāng)前階段； 照明控制機(jī)制(602)，其被配置成當(dāng)所述階段檢測機(jī)制檢測到所述當(dāng)前階段 應(yīng)該是第一階段(221)時(shí)，打開所述第一照明器(102)并關(guān)閉所述第二照明器(103)， 以及被配置成當(dāng)所述階段檢測機(jī)制檢測到所述當(dāng)前階段應(yīng)該是第二階段(222)時(shí)， 關(guān)閉所述第一照明器并打開所述第二照明器；照相機(jī)控制機(jī)制(603)，其被配置成當(dāng)所述階段檢測機(jī)制檢測到所述當(dāng)前階 段應(yīng)該是第一階段(221)時(shí)拍攝第一照片(300A)，以及被配置成當(dāng)所述階段檢 測機(jī)制檢測到所述當(dāng)前階段應(yīng)該是第二階段(222)時(shí)拍攝第二照片(300B)。
16. 如權(quán)利要求15所述的階段管理機(jī)制，其特征在于，所述第一照明器當(dāng)被 關(guān)閉時(shí)仍發(fā)出一些光，但程度上低于當(dāng)所述第一照明器被打開的時(shí)候。
17. 如權(quán)利要求15所述的階段管理機(jī)制，其特征在于，所述第二照明器當(dāng)被 關(guān)閉時(shí)仍發(fā)出一些光，但程度上低于當(dāng)所述第二照明器被打開的時(shí)候。
18. —種在用于交互式顯示器(100)的圖像構(gòu)建機(jī)制(140)中的用于構(gòu)建 圖像的方法(700)，所述交互式顯示器(100)包括多個交替階段(221-224)、 一個或多個顯示層(110)、放置在所述一個或多個顯示層之后的不同位置處的第 一和第二照明器(102， 103)以及照相機(jī)(101)，所述方法包括照明器照明器訪問(701)由所述照相機(jī)在所述交互式顯示器處于其中所述第一照明器打開而所述第二照明器關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)所拍攝的第一圖像(300A)的動作；照明器照明器訪問(702)由所述照相機(jī)在所述交互式顯示器處于其中所述第二 照明器打開而所述第一照明器關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)所拍攝的第二圖像(300B)的動作；以及使用所述第一圖像的一部分和所述第二圖像的一部分構(gòu)建(711)輸入圖像的 動作。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，未在所構(gòu)建的輸入圖像中使用 的第一圖像的一部分包括所述第一圖像的鏡面反射。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，未在所構(gòu)建的輸入圖像中使用 的第二圖像的一部分包括所述第二圖像的鏡面反射。
全文摘要
一種交互式顯示器，其中使用交替照明器來減少或取消鏡面反射。該交互式顯示器包括放置在一個或多個顯示層之后的多個照明器和至少一個照相機(jī)。該交互式顯示器使用控制該交互式顯示器的各階段的交替的階段管理機(jī)制。當(dāng)處于第一階段時(shí)，控制第一照明器來支配第二照明器。當(dāng)處于第二階段時(shí)，控制第二照明器來支配第一照明器。接著使用第一和第二圖像的組合來制定合并圖像。與單獨(dú)的第一和第二圖像相比，合并圖像減少或消除了鏡面反射。
文檔編號G03B21/00GK101595418SQ200780050379
公開日2009年12月2日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者N·基姆 申請人:微軟公司