使用閃爍電磁輻射的增強輸入的制作方法
【專利說明】使用閃爍電磁輻射的増強輸入
[0001 ] 本申請為發(fā)明名稱為“使用閃爍電磁輻射的增強輸入”的原中國發(fā)明專利申請的分案申請。原申請的中國申請?zhí)枮?00880005344.4 ;原申請的申請日為2008年2月15號，其國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/054123。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2007年2月15日提交的美國臨時申請N0.60/890108的利益，此處并入其整體作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本公開通常涉及用戶輸入。
【背景技術(shù)】
[0005]如果在屏幕附件的物體被恒定光源和環(huán)境光(ambient light)兩者照射，則環(huán)境光可能無法與該恒定光源充分地區(qū)分開來，以允許該恒定光源從物體出去的反射(reflect1n of the constant source off of the object)用作用戶輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個普通實現(xiàn)方式中，使用閃爍光(flashing light)照射物體，其中屏幕之后的環(huán)境光在閃爍光的關(guān)閉周期期間被實時地或者近實時地檢測并且從屏幕的圖像中被過濾?；谶^濾操作，可以辯別并且使用物體相對于屏幕的二維或三維位置或運動，例如通過將檢測到的位置或運動映射成控制輸入或鼠標事件來控制應(yīng)用程序。
[0007]在另一普通實現(xiàn)方式中，訪問在屏幕的第二側(cè)上放置的環(huán)境電磁輻射發(fā)射器和物體的、在屏幕的第一側(cè)上捕捉的第一圖像和第二圖像。所述第一圖像是在使用被投映的電磁輻射照射物體時被捕捉的，所述第二圖像是在所述被投映的電磁輻射熄滅時被捕捉的?；诘谝粓D像和第二圖像的比較而確定物體相對于所述屏幕的位置。基于所確定的位置控制應(yīng)用程序。
[0008]實現(xiàn)方式可以包括下列特征中的一個或多個特征?？梢匝刂移叫杏谄聊坏牡诙?cè)投映電磁輻射作為第一光幕?？梢脏徑移叫杏谄聊坏牡诙?cè)投映電磁輻射作為第二光幕，所述第一光幕和所述第二光幕彼此平行且相對于屏幕的第二側(cè)被放置在第一場所和第二場所處。所述物體可以包括人體的一部分?？梢源_定第二位置，并且所述應(yīng)用程序可以是基于所確定的位置和所述第二位置而控制的?；诘谝粓D像和第二圖像的比較而確定物體相對于所述屏幕的位置可以包括:將第一圖像和第二圖像相減以便生成差異圖像。確定物體相對于所述屏幕的位置可以包括:確定物體在差異圖像中的場所。
[0009]在一些示例實現(xiàn)方式中，基于所確定的位置控制應(yīng)用程序可以包括:控制光標。所述被投映的電磁輻射可以包括紅外輻射?？梢晥D像可被投映到所述屏幕，所述物體可以處于運動中，并且基于所確定的位置控制應(yīng)用程序可以包括控制所述可視圖像上的光標，從而所述光標的運動對應(yīng)于所述物體的運動。所述物體的運動可以包括人做出的手勢。
[0010]在一些示例實現(xiàn)方式中，訪問第一圖像和第二圖像可以包括訪問物體和第二物體的第一圖像和第二圖像，所述物體和所述第二物體被放置在所述屏幕的相同側(cè)上，并且可以確定第二物體相對于所述屏幕的位置?？梢詫ζ聊簧贤渡涞年幱敖?，其中所述陰影可以是當所述物體被所述投映的電磁輻射照射時由所述物體投射的?？梢曰谒瞿Ｐ痛_定所述陰影模糊了第二物體。確定第二物體相對于所述屏幕的位置包括考慮所述陰影。
[0011]在其它普通實現(xiàn)方式中，一種系統(tǒng)包括:透明屏幕，包括第一側(cè)和第二側(cè)；電磁輻射源，所述源被配置成以一閃爍率在發(fā)射電磁輻射與熄滅電磁輻射之間交替。傳感器位于屏幕的第一側(cè)上，并且被配置成以該閃爍率感測電磁輻射，并且從位于屏幕的第二側(cè)上的屏幕附近的物體反射電磁輻射。所述系統(tǒng)也包括處理器，其被配置成:基于所感測的電磁輻射而確定物體的位置，和基于所確定的物體的位置而控制應(yīng)用程序。
[0012]實現(xiàn)方式可以包括下列特征中的一個或多個特征。所述屏幕可以包括邊緣，和所述電磁輻射源可以包括沿著屏幕的一個或多個邊緣放置的發(fā)射器的線性陣列，從而電磁輻射被投映在屏幕的第二側(cè)上且與該屏幕的第二側(cè)平行。所述屏幕可以是平行四邊形。所述電磁輻射源可以包括一系列發(fā)射器的線性陣列，并且每個線性陣列可以位于屏幕的第二側(cè)離該屏幕表面一段距離處。所述電磁能量源可以發(fā)射發(fā)散的電磁能量，并且通道與所述源相鄰，其中所述通道可以被配置成校準所發(fā)射的電磁能量。所述通道可以包括材料塊，所述材料塊具有一條貫穿該塊從入口延伸到出口的過道，并且所述發(fā)散的電磁輻射可以接入所述入口，并且所述發(fā)散的電磁福射的一部分可以從所述出口射出作為被校準的電磁福射。所述通道可以包括鏡頭。所述電磁輻射源可以包括位于屏幕的第一側(cè)上的發(fā)射器，并且所述電磁輻射穿過所述屏幕且與從所述物體反射出去。所述電磁輻射源可以是發(fā)光二極管。所述發(fā)光二極管可以發(fā)射紅外輻射。所述傳感器可以是像素陣列。所述處理器也可被配置成對物體投射的陰影建模，并且基于所建模的陰影確定位于屏幕的第二側(cè)上的第二物體的位置。
[0013]上述的任一技術(shù)的實施方式可以包括方法或處理、系統(tǒng)或者存儲在存儲裝置上的指令。特定實施方式的細節(jié)被闡述在附圖以及下面的描述中。其它特征將從下面的描述(包括附圖和權(quán)利要求書)中顯而易見。
【附圖說明】
[0014]圖1A到圖1C提供了示例系統(tǒng)的上下文圖。
[0015]圖2到圖4、圖7A到圖7D、圖9和圖10示出了允許用戶與應(yīng)用程序進行交互作用的示例系統(tǒng)。
[0016]圖5是圖示用于確定物體的位置的示例處理的流程圖。
[0017]圖6圖示了兩個示例輸入圖像以及得到的差圖像。
[0018]圖8A和圖8B圖示了示例電磁輻射源。
[0019]圖11示出了示例系統(tǒng)和伴隨的受控應(yīng)用程序。
【具體實施方式】
[0020]在一種普通實現(xiàn)方式中，物體被閃爍光照射，其中屏幕之后的環(huán)境光在該閃爍光的關(guān)閉周期期間被實時地或者近實時地檢測并且從該屏幕的圖像中被過濾。基于所述過濾操作，可以辯別并且使用物體相對于屏幕的二維或三維位置或運動，例如通過將檢測到的位置或運動映射到控制輸入或鼠標事件來控制應(yīng)用程序。
[0021]例如，并且參考圖1A，系統(tǒng)100允許用戶102、103和104不必觸摸屏幕110就可以與被顯示在透明屏幕110上的應(yīng)用程序105進行交互作用。在所示的示例中，用戶102、103和104通過平行投映到屏幕110且在其之前的光的簾幕(也可被稱作“光幕”和/或“光平面”)來運動物體，以便與應(yīng)用程序105交互作用。在圖1A中所示的示例中，應(yīng)用程序105是“搶奪植物”游戲。
[0022]光幕是通過從源115和120發(fā)射的電磁福射而形成的。電磁福射可以是光。為了與應(yīng)用程序105交互作用，用戶102、103和104可以朝著屏幕110運動或放置物體，例如手或棒，以便打斷光幕。光幕中物體的運動、盤旋和/或放置可以促使系統(tǒng)100向應(yīng)用程序105發(fā)出鼠標事件序列(或者其它I/O事件)，從而影響應(yīng)用程序105的控制。因此，用戶102、103和104可以通過運動、放置或盤旋物體以便物體被光幕照射來控制應(yīng)用程序105。
[0023]如下面更詳細所述，物體相對于屏幕110的運動、放置和/或位置被確定并且被用來控制應(yīng)用程序105。具體地，被放置在光幕中的物體反射從源115和120投映的電磁能量，并且通過傳感器，例如像素、像素陣列或相機，感測所反射的電磁能量。根據(jù)所感測的能量來確定物體的位置或運動，并且根據(jù)所確定的位置或運動來控制應(yīng)用程序105。除了物體將來自源115和120的光反射到屏幕110，物體也可以反射環(huán)境光，或者環(huán)境光自身可以照射屏幕110。環(huán)境光可以出現(xiàn)在圖像上并且否則被錯誤地檢測為物體。
[0024]為了將來自被物體反射的源115和120的光與來自可被錯當作物體的環(huán)境光點的光區(qū)分開來，源115和120以預(yù)定的模式或順序(例如源115和120以及光幕正閃爍)發(fā)射電磁輻射，因此被光幕照射的物體也以預(yù)定的模式或順序照射。因此，真正的物體出現(xiàn)在源115和120發(fā)射輻射時收集的圖像中，而環(huán)境光點出現(xiàn)在所有圖像中，包括那些在源115和120沒有發(fā)射電磁輻射時收集的圖像。通過將在源115和120發(fā)射電磁輻射時收集的圖像與在源115和120正熄滅電磁能量時收集的圖像進行比較，真正的物體可以與由環(huán)境光造成的屏幕110上的游離點(spray spot)區(qū)分開來。使用預(yù)定的模式或者順序同步或者調(diào)整傳感器，從而傳感器交替收集當物體被源115和120照射時以及當物體不被源115和120照射時屏幕的圖像。
[0025]在圖1A中所示的示例中，“搶奪植物”游戲105允許用戶從投映到屏幕110上的植物121、122、123和124中選擇一種植物。一旦選擇一種植物，則游戲105呈現(xiàn)所選植物的放大且?guī)ш幱暗陌姹?。用?02用他的右手134來選擇植物121，并且用戶104選擇植物123和124。在這個示例中，用戶102將手132和134放置到光幕，并且當手134被光幕照射時例如通過用手134做出手勢，或者當手134被光幕照射時將手在植物121上盤旋，來選擇