专利名称：具有提高的信噪比(snr)的交互输入系统和图像捕获方法
技术领域：
本发明总体上涉及交互输入系统，并且更具体地，涉及ー种具有提高的信噪比的交互输入系统和ー种图像捕获方法。
背景技术：
允许用户使用有源指示器(例如，发出光、声音或其它信号的指示器)、无源指示器(例如，手指、触棒或其它适当物体)或诸如鼠标或轨迹球的其它适当输入设备来向应用程序注入输入的交互输入系统是已知的。这些交互输入系统包括但不限于包括采用模拟电阻或机器视觉技术来注册指示器输入的触摸面板的触摸系统，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，这些专利被转让给本申请的受让人加拿大Alberta的Calgary的 SMART Technologies ULC，其全部内容以引用方式被并入；包括采用电磁、电容、声音或其他技术来注册指示器输入的触摸面板的触摸系统；平板个人计算机(PC)；膝上型PC;个人数字助理(PDA)；以及其它类似设备。以上并入的授予Morrison等人的美国专利No. 6，803，906公开了ー种触摸系统， 该触摸系统采用机器视觉来检测与呈现了计算机生成图像的触摸表面的指示器交互。矩形边框或框架围绕接触表面，并且在其角部支撑具有数字相机形式的成像设备。数字相机具有重叠的视场，该视场包围并察看大体整个触摸表面。数字相机从不同的有利位置获取察看整个触摸表面的图像，并且生成图像数据。由数字相机获取的图像数据被机载数字信号处理器处理，以确定在所捕获的图像数据中是否存在指示器。当确定在所捕获的图像数据中存在指示器吋，数字信号处理器向主控制器传送指示器特性数据，主控制器进而处理该指示器特性数据以使用三角測量来确定指示器在(x，y)坐标上相对于触摸表面的位置。指示器坐标被传送到执行ー个或多个应用程序的计算机。计算机使用指示器坐标来更新在触摸表面上呈现的计算机生成的图像。在触摸表面上的指示器接触因此可被记录为书写或绘制，或用于控制由计算机执行的应用程序的执行。使用机器视觉从多个指示器接收并处理输入的多触摸交互输入系统也是已知的。 一种这样类型的多触摸交互输入系统使用熟知的受抑全内反射(FTIR)的光学现象。根据 FTIR的一般原理，当诸如指示器的物体触摸光学波导管表面吋，穿过光学波导管行进的光的全内反射(TIR)被抑制，导致ー些光从触摸点逸出。在多触摸交互输入系统中，机器视觉系统捕获包括逸出的光的ー个或多个点的图像，并且处理该图像以基于逸出的光的ー个或多个点来识别指示器在光学波导管表面上的位置，以便用作应用程序的输入。FIlR多触摸交互输入系统的ー个实例在授予Han的美国专利申请公开 No. 2008/0029691中公开。Han公开了ー种具有透明丙烯酸片材形式的光学波导管，紧贴该片材的ー侧放置有多个高功率红外发光二极管(LED)。由LED向丙烯酸片材内发射的红外光由于全内反射而被受限在丙烯酸片材的上表面和下表面之间。在丙烯酸片材的非接触侧的上方设置有漫射体显示表面，并且在两者间具有小间隙，以便防止漫射体显示表面抑制全内反射。根据ー个实施例，柔性表面覆盖层部署在丙烯酸片材的接触表面附近，并且在这两层之间有另一个小间隙，以便防止柔性表面覆盖层在被触摸之前抑制全内反射。当被触摸时，柔性表面覆盖层进而触摸丙烯酸片材并抑制全内反射。如将理解的，在采用成像设备获取图像以通过处理来检测指示器输入的交互输入系统中，照明是重要的因素。为了快速而准确地确定指示器接触，同时避免错误的指示器接触，指示器必须清楚地显示在捕获的图像帧中。为了有利于指示器检测，照明源常常与采用成像设备的交互输入系统一起使用。这些照明源发出辐射，该辐射要么被指示器阻挡，使得指示器在本来亮的图像帧中表现为暗区域，要么被指示器反射，使得指示器在本来暗的图像帧中表现为亮区域。例如，授予Akitt等人、2005年12月6日授权且转让给SMARITechnologies ULC 的美国专利No. 6，972，401公开了ー种带照明的边框，该边框用于在诸如以上并入的美国专利No. 6，803，906中描述的触摸系统中使用。带照明的边框在数字相机可见的触摸表面上发射红外或其它适当的辐射。結果，在数字相机的视场中不存在无源指示器的情况下，带照明的边框在捕获的图像中表现为连续的亮带或“白”帯。当无源指示器被带入数字相机的视场中时，无源指示器阻挡发出的辐射并且在捕获的图像中表现为中断亮带或“白”带的暗区域，这允许使用三角測量容易地确定指示器在捕获的图像中的存在情况并确定其位置。在采用照明源的交互输入系统中，理想的是，在图像帧捕获期间只有照明源发射的照明被成像设备检测到，使得可以清楚地识别所捕获的图像帧中的任何指示器。遗憾的是，在大多数环境中，在图像帧捕获期间，诸如阳光、由外部源发出的光、炫光等的有害光也被成像设备检测到。这种有害光可对捕获的图像帧的质量具有负面影响，这使得更难以识别捕获的图像帧中的指示器。因此期望改善。因此，本发明的目的是提供ー种具有提高的信噪比的新型交互输入系统和新型图像捕获方法。
发明内容
根据ー个方面，提供了一种用于交互输入系统的输入面板，包括光学波导管；第 ー辐射源，该第一辐射源将辐射引导至所述光学波导管内，所述辐射在所述光学波导管内经历全内反射；漫射层，该漫射层邻近且位于光学波导管的ー侧上，全内反射的光响应于漫射层上的指示器接触而被抑制并逸出光学波导管；第二辐射源，该第二辐射源将辐射朝背对该ー侧的光学波导管的另ー侧引导；以及至少ー个成像设备，该至少一个成像设备具有察看光学波导管的视场并捕获图像帧，其中所述第一辐射源和第二辐射源连续接通和断开，并且其中所述第一辐射源在所述第二辐射源接通时断开，并且其中所述第一辐射源在所述第二辐射源断开时接通。在一个实施例中，至少ー个成像设备的曝光时间被选择为少于总图像帧捕获时间，并且其中第一照明源或第二照明源均被促使在缩短的曝光时间期间以更高的强度发出辐射。通过减少在缩短的曝光时间期间捕获的环境或有害光的量，同时相对増加通过增加在缩短的曝光时间期间发出的辐射而捕获的期望光的量，増加了信噪比，从而有利于改善指示器检测。根据另ー个方面，提供了ー种交互输入系统，包括至少ー个成像设备，该至少一
6个成像设备捕获关注区域的图像帧，其中所述至少一个成像设备的曝光时间少于总图像帧捕获时间；至少一个辐射源，该至少一个辐射源在曝光时间期间向所述关注区域内发出辐射；以及处理结构，该处理结构处理由所述至少一个成像设备捕获的图像以确定所述关注区域内任何指示器的存在。根据另ー个方面，提供了ー种向交互输入系统内输入信息的方法，该交互输入系统包括捕获关注区域的图像帧的至少ー个成像设备，该方法包括促使至少ー个成像设备的曝光时间少于总图像帧捕获时间；由至少ー个辐射源在曝光时间期间向所述关注区域内发出辐射；以及处理由至少ー个成像设备捕获的图像以确定在所述关注区域内任何指示器的存在。根据另ー个方面，提供了一种用于交互输入系统的成像配件，包括至少ー个成像设备，该至少一个成像设备捕获关注区域的图像帧，其中所述至少一个成像设备的曝光时间少于总图像帧捕获时间；以及至少ー个辐射源，该至少一个辐射源基本上仅在曝光时间期间向所述关注区域内发出辐射。
现在将结合附图更全面地描述实施例，在附图中图1是交互输入系统的立体图；图2是图1的交互输入系统的前正视图；图3是形成图1的交互输入系统的一部分的图像配件的框图；图4是形成图1的交互输入系统的一部分的数字信号处理器的框图；图5示出图像传感器和顶光源定时图；图6a是由图3的成像配件在其视场内不存在指示器的情况下捕获的图像帧；图6b是由图3的成像配件在其视场内有指示器的情况下捕获的图像帧；图7是交互输入系统的另一个实施例的立体图；图8是图7的交互输入系统的侧剖视图；图9是形成图7的交互输入系统的一部分的台面和触摸面板的剖视图；图10是已被指示器接触的图9的触摸面板的一部分的剖视图；图Ila和lib是由形成图7的交互输入系统的一部分的成像设备捕获的图像；图12示出图7的交互输入系统的成像设备和顶光源定时图；图13示出图7的交互输入系统的替代操作的成像设备和顶光源定时图；图14示出图7的交互输入系统的又一个替代操作的成像设备和顶光源定时图；图15是交互输入系统的又一个实施例的侧剖视图；图16是形成图15的交互输入系统的一部分的台面和触摸面板的剖视图；图17是已被指示器接触的图16的触摸面板的一部分的剖视图；图18示出图15的交互输入系统的成像设备和顶光源定时图；以及图19是交互输入系统的再一个实施例的侧正视图。
具体实施例方式现在转到图1和2，示出了允许用户向应用程序内注入诸如数字墨水、鼠标事件等的输入的交互输入系统，该系统一般用附图标记20表示。在该实施例中，交互输入系统20 包括配件22，该配件22接合诸如等离子体电视、液晶显示(LCD)设备、平板显示设备、阴极射线管等的显示单元(未示出)，并且围绕显示単元的显示表面对。配件22采用机器视觉来检测接近显示表面M进入关注区域内的指示器，并且经由通信线路观与数字信号处理器(DSP)単元沈进行通信。通信线路观可以串行总线、并行总线、通用串行总线(USB)、 以太网连接或其它适当的有线连接来实现。替代地，配件22可通过使用诸如蓝牙、WiFi、 ZigBee, ANT、IEEE 802. 15. 4、Z-Wave等的适当无线协议的无线连接来与DSP单元洸进行通信。DSP単元沈进而经由USB电缆32来与处理结构进行通信，在该实施例中与执行ー个或多个应用程序的通用计算设备30进行通信。替代地，DSP単元沈可通过诸如并行总线、 RS-232连接、以太网连接、IEEE 1394连接等的另一有线连接来与计算设备30进行通信，或可通过使用诸如蓝牙、WiFi、ZigBee, ANT、IEEE 802. 15. 4、Z-Wave等的适当无线协议的无线连接来与计算设备30进行通信。计算设备30处理经由DSP単元沈接收到的配件22的输出，并且调整向显示单元输出的图像数据，使得在显示表面M上呈现的图像反映指示器行为。以这种方式，配件22、DSP単元沈和计算设备30允许将接近显示表面M的指示器行为记录为书写或绘制或用于控制由计算设备30执行的一个或多个应用程序的执行。配件22包括机械附接到显示单元并且围绕显示表面M的框配件。框配件包括边框，该边框具有三个边框分段40、42和44、四个角件46和ー个工具托盘分段48。边框分段 40和42沿着显示表面M的相対的侧边缘延伸，而边框分段44沿着显示表面M的上边缘延伸。工具托盘分段48沿着显示表面M的下边缘延伸并且支撑ー个或多个笔工具P。邻近显示表面M的左上角和右上角的角件46将边框分段40和42耦接到边框分段44。邻近显示表面M的左下角和右下角的角件46将边框分段40和42耦接到工具托盘分段48。在该实施例中，邻近显示表面M的左下角和右下角的角件46容纳成像配件60，成像配件60 从不同的有利位置大体扫视整个显示表面对。边框分段40、42和44被定向使得它们的面向内的表面被成像配件60看到。在该实施例中，每个边框分段40、42和44面向内的表面包括单个回射材料的纵向条或帯。为了最佳地利用回射材料的性质，边框分段40、42和44被定向使得它们的面向内的表面在与显示表面M的平面大体垂直的平面中延伸。现在转到图3，更好地图示了成像配件60之一。如可以看出的，成像配件60包括成像设备或图像传感器70，诸如由Micron在型号No. MT9V022下制造的图像传感器，其配备了由Boowon在型号No. BW25B下制造的类型880nm透镜。该透镜在其上具有顶通过/可见光阻挡滤光器(未示出)，并且为图像传感器70提供了大约98度的视场，使得图像传感器70看到整个显示表面对。图像传感器70连接到连接器72，连接器72经由I2C串行总线来接纳通信线路观之一。图像传感器70也连接到存储图像传感器校准參数的电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM) 74，并且连接到时钟(CLK)接收器76、串行化器78和电流控制模块80。时钟接收器76和串行化器78也连接到连接器72。电流控制模块80也连接到红外(IR)光源82并且还连接到电源84和连接器72，其中红外(IR)光源82包括多个顶发光二极管(LED)和关联的透镜配件。时钟接收器76和串行化器78使用低电压差分信令(LVDQ来使得能够通过便宜的电缆与DSP単元沈高速通信。时钟接收器76从DSP単元沈接收定时信息，并且向图像传感器70提供时钟信号，该时钟信号确定图像传感器70捕获和输出图像帧的速率，其中图像帧捕获速率的倒数被定义为总图像帧捕获时间。由图像传感器70输出的每个图像帧被串行化器78串行化，并且经由连接器72和通信线路28输出到DSP単元26。现在转到图4，更好地图示了 DSP単元沈。如可以看出的，DSP単元沈包括诸如微处理器、微控制器、DSP、其它适当的处理结构等的控制器120，控制器120具有经由解串行化器1 连接到连接器122和124的视频端ロ VP。控制器120也经由I2C串行总线开关 128连接到每个连接器122、124。I2C串行总线开关128连接到时钟130和132，其中每个时钟连接到连接器122、124中的相应的ー个。控制器120与接纳USB电缆32的USB连接器 140以及包括易失性和非易失性存储器的存储器142通信。时钟130和132以及解串行化器1 类似地采用低电压差分信令(LVDS)。通用计算设备30在该实施例中为个人计算机或其它适当的处理设备，其包括例如处理单元、系统存储器(易失性和/或非易失性存储器)、其它不可拆卸或可拆卸的存储器(例如，硬磁盘驱动器、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、DVD、闪速存储器等)和系统总线，该系统总线将各种计算机组件耦接到处理单元。计算设备30也可包括使用以太网、WiFi和/或其它网络格式的联网能力，以使得能够连接到共享或远程驱动器、ー个或多个联网计算机、 或其它联网设备。交互输入系统20能够检测诸如用户的手指、触棒或其他适当对象这样的无源指示器以及有源笔工具P，它们接近显示表面M并且在成像配件60的视场内。为了讨论方便，将描述当无源指示器接近显示表面M时的交互输入系统20的操作。在操作期间，控制器120调节时钟130和132以输出时钟信号，该时钟信号经由通信线路观被传送到成像配件60。每个成像配件60的时钟接收器76使用时钟信号来设置关联的图像传感器70的帧率。控制器120也通过I2C串行总线来向每个成像配件60的电流控制模块80发信号。作为响应，每个电流控制模块80将顶光源82连接到电源84，使得每个顶光源82当其关联的图像传感器捕获图像帧时接通。如此前提及的，通常在图像帧捕获期间，每个图像传感器70拾取由其关联的顶光源82发出并反射离开边框分段40、42和44的有益光以及包括例如阳光、从外部源发出的光、由显示单元发出的光、炫光等的有害光。如将理解的，该有害光干扰图像帧处理并且可能导致“错误的肯定”指示器检测。在该实施例中，为了提高交互输入系统20的信噪比而使用了照明/曝光平衡方案，如现在将描述的。为了减少由每个图像传感器70在图像帧捕获期间拾取的有害光的量，每个图像传感器70的曝光时间/曝光期被选择为少于总图像帧捕获时间。如将理解的，虽然将图像帧曝光时间选择为少于总图像帧捕获时间减少了由每个图像传感器70在图像帧捕获期间拾取的有害光的量，但其也减少了由每个图像传感器70拾取的有益光的量。为了增加由每个图像传感器70在所选曝光期期间拾取的有益光的量，而不对应地增加由图像传感器70 拾取的有害光的量，由控制器120调节电流控制模块80，以与图像传感器70的所选曝光期同步地向顶光源82供电。顶光強度根据所供电的增加而增加。具体地讲，每个图像传感器70的所选曝光期被设置为等于典型总图像帧的大约百分之四十(40%)。因此，对于每个图像传感器70，在每个图像帧期间，图像传感器70曝光等于总图像帧的40%的时间，并且在图像帧的剰余时间保持断开。在捕获图像帧期间，当
9每个图像传感器70接通吋，其关联的顶光源82也接通，而当每个图像传感器70断开时， 其关联的顶光源断开。图5示出了图像传感器和顶光源定时图。将顶光源82的操作与图像传感器70的所选曝光期同步使用来自图像传感器的“闪速”控制信号来实现，该控制信号施加到电流控制模块80并且用于激活顶光源82。在所选曝光期期间，供应到顶光源82的电流量増加，使得顶光源比在正常操作期间本来的更亮。正常电流是指制造商推荐的用于顶光源连续操作的电流(100%占空比或非脉冲)。为了实现光的脉冲的更高的电流要求，在电流控制模块80内的ー个或多个电容器中连续存储电荷和再充电，并且一旦从图像传感器70接收到闪速控制信号，则将电荷释放到光源。在电流控制模块内的脉冲被自动地断开，以便防止光源在过长时间内流过太多的电流。例如，可以考虑这样的假想配置，其中当电流保持恒定(占空比=1或100% )吋， 通过顶LED(发光二极管)光源的最大电流为100毫安(mA)；并且其中图像传感器70对于100帧/秒的帧率具有1毫秒的积分(曝光)时间。在该配置中的图像传感器将接收来自顶LED的辐射和环境光，导致S的基本信号电平和N的基本噪声电平，使得信噪比(SNR)
为 S/N。然而，利用该配置，人们能够根据制造商的推荐的用于顶LED的不连续或“脉冲式”操作的电流将顶LED的峰值电流増加至450mA，占空比为0. 1。根据制造商的规格，这将导致在积分时间期间光強度增加约四⑷倍，导致4S的信号电平。更具体地讲，IR LED 的占空比可简单地减小，因为仅在图像传感器的曝光期间需要照明。利用该配置，由于在所有其它因素不变的情况下环境光将不会改变，所以SNR将增加4倍。进ー步缩短图像传感器的积分(曝光)时间至0. 1毫秒会将顶LED占空比的要求降低至0.01，并且因此，根据制造商推荐的用于不连续操作的电流，IR LED可接收1.35A 的脉冲电流以产生基本水平十(10)倍的光強度。已减少90%的曝光将导致S的信号电平。 然而，在减少的曝光时间期间拾取的噪声将因此而减少90%。因此，SNR将提高10倍。通常，作为顶光源82的亮度在曝光时间期间增加的結果，相关联的图像传感器70 检测到由顶光源发出的更多的照明(即更多有益光)和更少的有害光，从而增加信噪比并允许更稳健和可靠的图像帧处理。虽然过多且过长时间地増加顶光源的亮度可降低顶光源的寿命，但通过循环或脉动顶LED的操作，满足了关于脉冲处理能力的顶光源规格以便保持顶光源的寿命。将理解，不要求顶光源精确地仅在所选曝光期期间提供更高的辐射强度。例如， 顶光源可在比曝光期更长的时间内脉动。然而，由于仅在曝光期期间检测到増加的辐射，所以为了顶光源的效率和寿命，曝光期和脉冲期优选地紧密匹配。当顶光源82接通吋，IR光源的LED使红外照明充满在显示表面M上的关注区域，照在边框分段40、42和44的回射带上的红外照明返回成像配件60。結果，在没有指示器的情况下，每个成像配件60看到亮带160，亮带160在其长度上具有大致均勻的强度，如图6a中所示。当指示器接近显示表面M并且与顶光源82相距足够远时，指示器挡住由边框分段40、42和44的回射带反射的红外照明。結果，指示器表现为在捕获的图像帧中中断亮带160的暗区域166，如图6b中所示。如上所述，由每个成像配件60的图像传感器70输出的每个图像帧被传送到DSP 単元26。当DSP単元沈从成像配件60接收到图像帧时，控制器120处理该图像帧以检测指示器在其中的存在，并且如果存在指示器，则使用熟知的三角測量以与上文并入的授予 Morrison等人的美国专利No. 6，803，906中描述的类似方式来计算指示器相对于显示表面 M在(X，y)坐标中的位置。然后，由控制器120经由USB电缆32将所计算的指示器坐标传送到计算设备30。计算设备30进而处理所接收到的指示器坐标并在必要时更新提供给显示单元的图像输出，使得在显示表面M上呈现的图像反映指示器行为。以这种方式，指示器与显示表面M的交互可被记录为书写或绘制，或用于控制在计算设备30上运行的一个或多个应用程序的执行。在以上实施例中，每个边框分段40至44被示出为包括单个回射材料的条或带。如果期望，则边框分段可包括具有不同反射性质的多个带，例如回射和顶辐射吸收带或反射和顶辐射吸收带。本领域的技术人员将理解，框配件可采用其它配置。例如，配件22可包括其自身的面板以覆盖显示表面对。在这种情况下，优选的是，配件22的面板由基本上透明的材料形成，使得透过面板可清晰地看到呈现在显示表面M上的图像。配件22当然可与前或后投影设备一起使用，并且围绕其上投射了计算机生成的图像的基板。虽然将成像配件描述为由邻近显示表面M的下角的角件46所容纳，但本领域的技术人员将理解，可将成像配件放置在相对于显示表面的不同位置。而且，不要求工具托盘分段，并且可将工具托盘分段替换为边框分段。现在转到图7和8，示出了一种替代的交互输入系统，该系统一般用附图标记210 表示。在该实施例中，交互输入系统具有触摸台的形式。触摸台210包括安装到机柜216顶部的台面212。在该实施例中，机柜216安放在轮、小脚轮等218的顶部上，使得触摸台210 能够容易地根据需要四处移动。在台面212中集成了具有基于受抑全内反射(FTIR)的触摸面板214形式的坐标输入设备，触摸面板214使得能够检测和跟踪接近触摸面板的ー个或多个指示器，诸如手指、笔、手、触棒或其它物体。机柜216支撑台面212和触摸面板214并且容纳处理结构220，处理结构220执行主机应用和一个或多个应用程序。由处理结构220生成的图像数据显示在触摸面板214 上，以允许用户经由在触摸面板214的显示表面上的指示器接触来与所显示的图像进行交互。处理结构220将指示器接触解释为对正在运行的应用程序的输入，并且相应地更新图像数据，使得显示在触摸面板214的显示表面上的图像反映指示器行为。以这种方式，触摸面板214和处理结构220允许将与触摸面板214的指示器交互记录为手写或绘制，或用于控制应用程序的执行。处理结构220在该实施例中为计算机形式的通用计算设备。该计算机包括例如处理单元、系统存储器(易失性和/或非易失性存储器)、其它不可拆卸或可拆卸的存储器 (硬磁盘驱动器、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、DVD、闪速存储器等)和系统总线，该系统总线将各种计算机组件耦接到处理单元。在执行由处理结构运行的主机软件应用程序/操作系统期间，在触摸面板214的显示表面上呈现包括画布页或调色板(即背景)的图形用户界面，画布页或调色板上显示图形小部件。在该实施例中，图形用户界面使得能够经由与触摸面板214的显示表面的指示器交互来输入和操纵自由形状或手写墨对象和其它对象。机柜216也容纳投影仪222和成像设备232。投影仪222旨在将图像直接投射到触摸面板214的底部表面上，该图像可通过触摸面板214从上方看到。成像设备232被类似地定向，使得其视场包围触摸面板214的底部表面。两个红外(IR)光源234(在本示例中是顶LED)容纳在机柜216内横向间隔位置处，并且在60Hz下操作以照亮触摸面板214 的底部表面。投影仪222和成像设备232分别连接到处理结构220并由其管理。电源(未示出)向触摸台210的电子组件供电。电源可以是外部単元或者例如机柜216内的通用电源， 以用于改善触摸台210的便携性。机柜216完全包围其内容物，以便限制进入机柜216的环境可见光和红外光的水平，以改善信噪比性能。这样做可以与用于管理在机柜216内的热量的各种技术竞争。触摸面板214、投影仪222和处理结构220都是热源，并且这样的热量如果被包含在机柜216内达到延长的时间段，则可能缩短组件的寿命，影响组件的性能， 并且产生可使触摸台210的光学组件变形的热波。因此，机柜216容纳热管理设备(未示出)以在从机柜排出热空气的同时向机柜内引入较冷的环境空气。例如，该热管理设备可以是在 2008 年 9 月 29 日提交的题为 “!"ouch Panel for an Interactive Input System, and Interactive System Incorporating the Touch Panel，，白勺J^t Sirotich 等人、转ih 给本申请的受让人加拿大Alberta的Calgary的SMART Technologies ULC的美国专利申请No. 12/240, 953中公开的类型，其全部内容以引用方式并入本文中。如上所述，触摸台210的触摸面板214基于受抑全内反射(FTIR)的原理而操作。 图9是台面212和触摸面板214的剖视图。台面212包括由塑料形成的框架320，用于支撑触摸面板214。触摸面板214包括根据该实施例为丙烯酸片材的光学波导管344。使用真空台将弹性漫射层346或其它适当的材料施加到光学波导管344的上表面，以抑制起皱和保证齐平地安装在光学波导管上，弾性扩散层146在该实施例中为加拿大Ontario的Mount i^rest的Vintex Inc.制造的ー层V-CARE V-LITE 阻挡织物。漫射层346漫射由投影仪222投射到其上的可见光，使得所投射的图像清晰地显示在其上面。在光学波导管344的相对侧上，具有平滑触摸表面的透明保护层348覆盖弹性漫射层346。在该实施例中，保护层348是聚碳酸酯材质的薄片，其上施加了由美国Wisconsin 的New Berlin的Tekra Corporation制造的Mamot 材料的硬膜。虽然触摸面板214可在没有保护层；348的情况下起作用，但保护层348允许使用触摸面板214，而没有下面的漫射层346的不适当的变色、荒磨或变皱，并且没有用户手指的不适当磨损。此外，保护层348 向整个触摸面板214提供耐磨损、耐刮伤和耐化学性，这有助于面板的长寿。包括一組顶发光二极管(LED)的顶光源342沿着光学波导层344的至少ー个侧表面(进入图9中的页面内)定位。每个顶LED在60Hz下操作，并且向光学波导层344 内发射红外光。在该实施例中，顶LED342沿其定位的侧表面被火焰抛光，以有利于从顶 LED 342接收光。在顶LED和光学波导管344的侧表面之间优选地維持1_2毫米(mm)的气隙，以便减少从顶LED 342向光学波导管344的热传递，并且由此减轻在丙烯酸光学波导管344中的变形。反射带343结合到光学波导管344的其它侧表面，以将光反射回光学波导管344内，从而用红外照明使光学波导管344饱和。在操作中，在与光学波导管344的上下表面大致平行的方向上，将顶光源342发出的顶光经由其火焰抛光的侧表面引入光学波导管344中。顶光由于全内反射(TIR)而不通过光学波导管344的上表面或下表面逸出，因为其在上表面和下表面处的入射角不足以允许其逸出。到达光学波导管的其它侧表面的顶光通常被其它侧表面的反射带343完全反射回光学波导管344内。如图10所示，当用户用指示器P接触触摸面板214的显示表面吋，指示器P在保护层348上的压カ将弾性漫射层346压贴到光学波导管344上，使得在接触点或“触摸点” 的折射率改变。这种改变“抑制”了触摸点的TIR，使得顶光从光学波导管344逸出。逸出的顶光从被指示器P按压的漫射层346反射离开，局部向下散射通过光学波导管344，并通过其底部表面离开光学波导管344。当指示器P在相应触摸点接触触摸面板214的显示表面时，对于每个指示器P都会发生这种情況。当每个触摸点沿着触摸面板214的显示表面移动时，发生弹性漫射层346紧贴光学波导管344的压縮，并且因此顶光的逸出跟踪触摸点的移动。在触摸点移动期间或一旦移除触摸点，由于漫射层346的弾性，此前存在触摸点的地方的漫射层346减压，使得顶光再一次停止从光学波导管344逸出。同样，IR光仅在ー个或多个触摸点位置处从光学波导管344逸出，以允许在由成像设备232获取的图像帧中捕获顶光。 以顶光源342和顶光源234的两倍帧率操作的成像设备232与顶光源342和 IR光源234同步化，使得当顶光源342接通而顶光源234断开时，捕获每个偶数图像帧， 并且当顶光源342断开而顶光源234接通吋，捕获每个奇数图像帧。当用如上所述ー个或多个指示器接触触摸面板214的显示表面吋，由于逸出光学波导管344的顶光，由成像设备232捕获的偶数图像帧包括与相应的触摸点相对应的ー个或多个亮点，这表明已经发生了与触摸面板的接触。处理结构220接收所捕获的图像帧并进行图像处理，以检测在所捕获的图像中的一个或多个亮点的坐标和特性，如2008年9月四日提交的题为“Method for Calibrating Interactive Input System Executing the Calibration Method，，白勺fe 予Holmgren等人的、转让给本专利申请的受让人SMART Technologies ULC的美国专利申请No. 12/240, 963中描述的，其全部内容以引用方式并入本文中。所检测到的坐标接着被映射以显示提供给主机应用的坐标。主机应用基于所接收到的触摸点数据来跟踪每个触摸点，并且处理在图像帧之间的连续性处理。更具体地，主机应用从图像帧接收触摸点数据，并且基于触摸点数据来确定是否注册新触摸点、修改现有触摸点、或取消/删除现有触摸点。因此，主机应用当其接收到与现有触摸点无关的触摸点数据时注册用于表示新触摸点的接触向下(Contact Down) 事件，并且赋予新触摸点唯一标识符。如果触摸点数据表征例如与现有触摸点相距阈值距离的触摸点，则可将该触摸点数据视为与现有触摸点无关。主机应用当其接收到与现有指示器相关的触摸点数据时注册用于表示触摸点的移动的接触移动(Contact Move)事件，例如通过在现有触摸点的阈值距离内或与现有触摸点重叠但具有不同焦点而与现有指示器相关。当停止从随后的图像帧接收与现有触摸点相关联的触摸点数据时，主机应用当停止从后续图像帧接收可以与现有触摸点相关联的触摸点数据时注册接触向上(Contact Up) 事件，该事件表示从触摸面板214的显示表面215移除触摸点。基于触摸点当前所关联的元素和/或触摸点的当前位置，接触向下、接触移动和接触向上事件被传递到用户界面的相应元素，诸如图形对象、小部件或背景/画布。如上所述，当顶光源234接通而顶光源342断开而导致从下面照亮台面吋，捕获由成像设备232捕获的奇数图像帧。結果，这些图像帧包括从靠近或接触台面的指示器反射的光，如图Ila和lib所示。在捕获的图像帧中，较靠近台面的物体将比较远离台面的物体看起来更亮。处理结构220接收所捕获的奇数图像帧并且使用污点检测或目标识别来进行图像处理，以确定每个物体相对于台面的位置并确定每个物体的形状。来自顶光源234 的直接照明也使得能够通过处理由成像设备232捕获的图像帧来识别触摸表面上方载有诸如可读取的条形码的标记的物体。此外，在由于一部分漫射层在与其接触的指示器被移除之后较慢地减压而存在拖尾假象(tracing artifact)的情况下，可比较奇数图像帧和偶数图像帧，以便滤除拖尾假象并弄清实际当前触摸点的位置。类似于此前的实施例，为了减少由成像设备232在图像帧捕获期间拾取的有害光的量，成像设备的曝光时间被选择为少于总图像帧捕获时间，并且供应给顶光源234和342 的电流与所选曝光期同步增加。結果，在图像帧捕获期间，在成像设备232的曝光期内，顶光源234或顶光源342中为当前图像帧操作的那ー个发出增加的照明，使得更多的有益照明和更少的有害照明被成像设备捕获，从而增加信噪比水平。图12示出了用于实现该操作的成像设备和顶光源的定时图。在替代实施例中，与顶光源在60Hz下操作不同JR光源在30Hz下操作。在这种情况下，成像设备232仍然以相同帧率来捕获图像帧。結果，对于捕获的每对连续的奇数图像帧，ー个奇数图像帧在顶光源接通时被捕获，并且ー个奇数图像帧在顶光源断开时被捕获。在使用污点检测和目标识别处理图像帧之前，首先通过将两个奇数图像帧相减形成差图像帧，以消除环境光的影响。然后使用污点检测和目标识别来处理所得到的差图像帧，以确定每个物体相对于台面的位置并确定每个物体的形状。图13示出了交互输入系统的替代操作的定时图。在该实施例中，成像设备与顶光源342以相同速率同步捕获图像帧。当处理结构220检测到其想要通过处理在顶光源 342接通时捕获的图像帧而识别的ー个或多个物体吋，正常图像捕获过程被中断两个图像帧(帧n+3和n+4)。在此期间JR光源342保持断开，并且在顶光源234断开时捕获这两个图像帧中的一个图像帧，而在顶光源234接通时捕获另ー个图像帧。因此，通过由光源 234从物体下面直接照明来捕获该ー个或多个物体，并且该ー个或多个物体可与用非直接照明捕获的背景图像中的特征区别开。交互输入系统接着恢复其正常操作。图14示出了交互输入系统的替代操作的定时图。在该实施例中，成像设备的帧率增加至MOHz，而IR光源234和342的频率保持在60Hz。在每个IR光源234和342操作期间的照明期被设置为相等的1/240HZ = 4. 167毫秒。在此照明期期间，驱动顶光源的电流増加至正常电流的4倍，以如上所述进ー步提高SNR，但要求更复杂的成像设备。现在转到图15至17，示出了与图7至10中类似的交互输入系统的另一个实施例。 在该实施例中，机柜216容纳两个成像设备ぬ加和M2b。每个成像设备被定位在投影仪 222的相对侧上。触摸面板与图7至10中的类似，不同的是在漫射层346和保护层348之间设置有顶反射膜450。在该实施例中，保护层348是由美国Wisconsin的New Berlin的 Tekra Corporation制造的"Terrapin系列材料中的光学膜涂层。在该实施例中，顶反射膜450包含称为近红外(NIR)反射膜的少量透明顶反射材料。来自顶反射膜450上方并到达透明顶反射材料的一些环境顶光反射离开该材料，并且因此不到达成像设备23 和 232b。相似地，在触摸点从光学波导管344逸出并到达光学波导管344上方的顶反射膜中
14的IR反射材料的顶光将反射离开该材料并向下朝向成像设备，而不会消失在环境中。与图7至10的实施例不同，不是使用用于弹性漫射层346的织物材料，而是使用由美国^idiana的Warsaw的Da-Lite Screen Company制造的平板投影乙烯基屏幕材料(flat projectionvinyl screen material)来制造比织物材料更清晰的投影显示图像，因为其具有相比织物材料改善的透射特性。成像设备23 在其透镜上有顶滤波器，以便仅通过第一波长的顶照明。顶LED342向光学波导管344内发出该第一波长的红外辐射。顶反射膜450阻挡该第一波长的环境顶照明，并且因此允许成像设备23 仅拾取由顶LED 342发出的光，从而显著减少环境光(背景噪声)。成像设备232b在其透镜上有顶滤波器，以便仅通过与第一波长不同的第二波长的顶照明。顶光源234发出第二波长的红外辐射。这允许成像设备232b检测仅由顶光源234发出的光，同时第二波长的任何环境光都进入机柜216内。图18示出了图15至17的交互输入系统的成像设备和顶光源定时图。可以看出，成像设备23 的曝光时间与成像设备232b的曝光时间相反，使得成像设备23 当顶光源342接通而顶光源234断开时曝光。相似地，成像设备232b当顶光源342断开时曝光，并且也当顶光源234接通和断开时都曝光。因此，成像设备232b捕获背景以及触摸表面上或附近的直接照明指示器或物体的图像帧，这些图像帧可被处理以移除背景特征，从而正确地识别触摸表面上面或附近反射来自顶光源234的顶光的物体的位置。在该实施例中，正确识别物体包括在拖尾假象和实际触摸点之间进行区分。例如，在指示器抬起或从此前的触摸点移走之后，平板乙烯基屏幕投影材料可以不像织物材料那样快速地从光学波导管344减压。由于这个原因，顶光往往会从光学波导管344逸出，反射离开顶反射膜450，并且向下朝向成像设备23h、232b。虽然投影材料会最终减压，但其比起织物材料相对不愿意这样做，这会留下被成像设备23 捕获的明显的拖尾假象或条痕。因此，为了滤除拖尾假象以便正确定位指示器，将由成像设备23 捕获的FIlR图像与由成像设备232b捕获的直接照明图像比较，并且识别和移除拖尾假象。台面212可由任何刚性、半刚性材料或刚性材料和延展性材料的组合制成，诸如塑料、树脂、木材或木制品、金属、或其它适当的一种或多种材料。例如，台面212可由塑料制成，并且涂以诸如闭孔氯丁橡胶的延展性材料。该组合将提供刚性，同时为用户提供缓冲表面。在替代实施例中，处理结构220可位于机柜216外部，并且可经由诸如以太网、RS-232或USB等的有线连接和/或诸如BluetoothTM或WiFi等的无线连接与触摸台210的其它组件通信。还应理解，光学波导管344可由除丙烯酸树脂之外的透明或半透明材料形成，诸如玻璃。如果期望，则代替将投影仪和/或一个或多个成像设备取向成使它们直接在光学波导管344的底部表面上对准，如果期望，则投影和/或一个或多个成像设备的取向可更改，并且使用一个或多个反射表面在光学波导管的底部表面上对准投影仪和/或成像设备。虽然已描述了大致平面的触摸面板214，但将理解，以上阐述的原理可应用于产生非平面触摸面板或具有多个相交平面或小平面的触摸面板，在这些平面或小平面处，通过压缩抵靠并顺着光学波导层的表面轮廓的弹性漫射层，非平面或多平面光学波导层的全内反射受到抑制。非平面形状的实例包括弧形、半圆形、或其它规则或不规则形状。现在转到图19，示出了交互输入系统的又一个实施例，该系统一般用附图标记420表示。在该实施例中，交互输入系统包括安装在壁或其它适当表面上的白板422。投影仪似4与白板422间隔开，并且投射显示在白板前表面上的图像。成像设备似6被定位在投影仪似4上方，并且被取向成其视场包围白板的前表面。发出脉冲辐射的光笔或激光指示器430被用来与白板的前表面交互。当成像设备似6捕获白板422的前表面的图像帧并且指示器430用来与白板422交互时，由成像设备似6捕获的图像帧包括与由指示器430发出的脉冲辐射相对应的辉点。与成像设备似6通信的处理器432处理图像帧，以确定辉点的坐标并且在必要时使用该坐标更新提供给投影仪424的图像数据。指示器430通过无线通信信道(例如蓝牙等)与成像设备似6通信，以将发出的辐射脉冲的定时同步化至成像设备426的曝光时间。以这种方式，采用了与此前的实施例中类似的照明/曝光方案。有利地，为指示器430的光源供电的脉冲的电流水平可增加至高于用于非脉冲或恒定操作的指示器430的光源的最大电流水平。将脉冲同步化至成像设备426的缩短的曝光时间减少了捕获的环境光的量，但不减少捕获的信号光的量，从而相比非脉冲操作增加了 SNR。虽然已参考具体的交互输入系统描述了照明/曝光平衡方案，但本领域的技术人员将理解，可在采用成像设备和照明源的其它交互输入系统中采用该照明/曝光平衡方案。此外，虽然照明/曝光平衡方案已被描述为使成像设备向光源发信号以在成像设备曝光期间发出辐射脉冲，但这样的替代形式是可能的，其中成像设备被预配置为与光源脉冲同步，使得不要求连续发信号，或者其中由外部控制器向成像设备发信号以曝光，并且向光源发信号以与曝光同时地发出辐射。可以构想其它替代形式。在上述实施例中，光源被描述为以由高于正常电流的电流确定的增加的强度来发出辐射。然而，本领域的技术人员将理解，在替代实施例中，光源可由正常电流驱动，在这种情况下，将光源与具有比总图像捕获时间短的曝光时间的成像设备一起使用以获得提高的信噪比。虽然已经参考附图描述了实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的其精神和范围的情况下，可以进行变型和修改。
权利要求
1.一种用于交互输入系统的输入面板，包括光学波导管；第一辐射源，所述第一辐射源将辐射引导至所述光学波导管内，所述辐射在所述光学波导管内经历全内反射；漫射层，所述漫射层邻近且位于所述光学波导管的ー侧上，全内反射的光响应于所述漫射层上的指示器接触而被抑制并逸出所述光学波导管；第二辐射源，所述第二辐射源将辐射朝背对所述ー侧的所述光学波导管的另ー侧引导；以及至少ー个成像设备，所述至少ー个成像设备具有察看所述光学波导管的视场并捕获图像帧，其中所述第一辐射源和第二辐射源连续接通和断开，并且其中所述第一辐射源当所述第二辐射源接通时断开，并且其中所述第一辐射源当所述第二辐射源断开时接通。
2.根据权利要求1所述的输入面板，其中所述至少一个成像设备被定时为当所述第一辐射源接通时捕获图像帧，并且被定时为当所述第一辐射源断开时捕获图像帧。
3.根据权利要求1所述的输入面板，其中所述至少一个成像设备中的第一成像设备被定时为当所述第一辐射源接通时捕获图像帧，并且所述至少一个成像设备中的第二成像设备被定时为当所述第二辐射源接通时捕获图像帧。
4.根据权利要求3所述的输入面板，其中所述至少一个成像设备中的所述第二成像设备被定时为当所述第一辐射源和所述第二辐射源都断开时也捕获图像帧。
5.根据权利要求2所述的输入面板，进ー步包括处理结构，所述处理结构处理由所述至少ー个成像设备捕获的所述图像帧以识别在所述输入面板上的触摸输入的位置。
6.根据权利要求5所述的输入面板，进ー步包括投影仪，所述投影仪从所述处理结构接收图像数据并投射图像以用于呈现在显示表面上。
7.根据权利要求1所述的输入面板，其中所述至少ー个成像设备的所述曝光时间短于总图像帧捕获时间，并且其中所述第一辐射源或者所述第二辐射源被促使在所述曝光时间期间发出辐射。
8.根据权利要求1所述的输入面板，其中所述第一辐射源和第二辐射源包括红外光发光二极管。
9.根据权利要求8所述的输入面板，其中所述第一辐射源与所述第一成像设备相关联并且在所述第一成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲，并且其中所述第二辐射源与所述第二成像设备相关联并且在所述第二成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲。
10.根据权利要求1所述的输入面板，其中柔性层为紧贴所述光学波导管的织物材料， 所述柔性层当受压时抑制所述光学波导管内的辐射的所述全内反射，并且从而导致所述光学波导管内的辐射逸出。
11.根据权利要求1所述的输入面板，其中所述漫射层由投影屏幕材料形成。
12.根据权利要求1所述的输入面板，进ー步包括在所述漫射层上方的红外反射膜。
13.根据权利要求4所述的输入面板，其中所述第一辐射源发出第一波长的辐射，并且所述第二辐射源发出与所述第一波长不同的第二波长的辐射。
14.根据权利要求13所述的输入面板，其中所述至少一个成像设备中的所述第一成像设备仅捕获所述第一波长的辐射，并且所述至少一个成像设备中的所述第二成像设备仅捕获所述第二波长的辐射。
15.根据权利要求13所述的输入面板，其中所述处理结构将由所述至少ー个成像设备中的所述第一成像设备捕获的图像与由所述至少一个成像设备中的所述第二成像设备捕获的图像相比较，以从在关注区域内的触摸点滤除拖尾假象，从而在所述关注区域内正确地定位ー个或多个指示器。
16.ー种交互输入系统，包括至少ー个成像设备，所述至少一个成像设备捕获关注区域的图像帧，其中所述至少一个成像设备的曝光时间少于总图像帧捕获时间；至少ー个辐射源，所述至少一个辐射源在所述曝光时间期间向所述关注区域内发出辐射；以及处理结构，所述处理结构处理由所述至少一个成像设备捕获的图像以确定在所述关注区域内任何指示器的存在。
17.根据权利要求16所述的交互输入系统，其中所述至少ー个成像设备的所述曝光时间是所述总图像帧捕获时间的40%。
18.根据权利要求16所述的交互输入系统，其中所述至少一个辐射源至少包括第一辐射源和第二辐射源，并且其中所述至少ー个成像设备至少包括第一成像设备和第二成像设备O
19.根据权利要求18所述的交互输入系统，其中所述第一辐射源与所述第一成像设备相关联并且在所述第一成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲，并且其中所述第二辐射源与所述第二成像设备相关联并且在所述第二成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲。
20.根据权利要求19所述的交互输入系统，其中所述处理结构基于由所述第一成像设备和第二成像设备捕获的图像利用三角測量来对所述ー个或多个指示器的位置进行三角測量。
21.根据权利要求19所述的交互输入系统，其中所述第一辐射源和第二辐射源各自包括电流控制模块，所述电流控制模块从相关联的第一成像设备和第二成像设备中相应的成像设备接收控制信号以在相应曝光时间期间发出辐射。
22.根据权利要求16所述的交互输入系统，进一歩包括投影仪，所述投影仪从所述处理结构接收图像数据并投射图像以用于呈现在显示表面上。
23.根据权利要求16所述的交互输入系统，进一歩包括与所述关注区域相关联的ー个或多个反射边框分段，以用于将由所述至少一个辐射源发出的辐射反射回所述至少ー个成像设备。
24.根据权利要求23所述的交互输入系统，其中所述处理结构基于检测反射的辐射在捕获的图像中的阻挡来检测在所述关注区域内指示器的存在。
25.根据权利要求16所述的交互输入系统，其中所述处理结构基于检测与由一个或多个指示器发出的脉冲辐射相对应的一个或多个辉点来检测在所述关注区域内所述ー个或多个指示器的存在。
26.ー种向交互输入系统中输入信息的方法，所述交互输入系统包括捕获关注区域的图像帧的至少ー个成像设备，所述方法包括促使所述至少一个成像设备将其曝光时间建立为少于总图像帧捕获时间；在所述曝光时间期间从至少ー个辐射源向所述关注区域内发出辐射；以及处理由所述至少一个成像设备捕获的图像以确定在所述关注区域内任何指示器的存在。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中所述至少ー个成像设备向所述至少一个辐射源发信号以在所述曝光时间期间发出其辐射。
28.根据权利要求沈所述的方法，其中所述至少一个辐射源中的第一辐射源与所述至少ー个成像设备中的第一成像设备相关联，并且所述至少一个辐射源中的第二辐射源与所述至少一个成像设备中的第二成像设备相关联，其中所述第一辐射源在所述第一成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲，并且所述第二辐射源在所述第二成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲。
29.根据权利要求观所述的方法，其中所述第一照明源发出第一波长的辐射脉冲，并且所述第二照明源发出与所述第一波长不同的第二波长的辐射脉冲。
30.根据权利要求四所述的方法，其中所述至少一个成像设备中的所述第一成像设备仅捕获所述第一波长的辐射，并且所述至少一个成像设备中的所述第二成像设备仅捕获所述第二波长的辐射。
31.根据权利要求30所述的方法，进ー步包括将由所述至少一个成像设备中的所述第一成像设备捕获的图像与由所述至少ー个成像设备中的所述第二成像设备捕获的图像相比较，以从在所述关注区域内的触摸点滤除拖尾假象，从而在所述关注区域内正确地定位ー个或多个指示器。
32.一种用于交互输入系统的成像配件，包括至少ー个成像设备，所述至少一个成像设备捕获关注区域的图像帧，其中所述至少一个成像设备的所述曝光时间少于总图像帧捕获时间；以及至少ー个辐射源，所述至少一个辐射源基本上仅在所述曝光时间期间向所述关注区域内发出辐射。
33.根据权利要求32所述的成像配件，其中所述至少一个成像设备的所述曝光时间是所述总图像帧捕获时间的40%。
34.根据权利要求32所述的成像配件，其中所述至少一个辐射源至少包括第一辐射源和第二辐射源，并且其中所述至少ー个成像设备至少包括第一成像设备和第二成像设备。
35.根据权利要求34所述的成像配件，其中所述第一辐射源与所述第一成像设备相关联并且在所述第一成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲，并且其中所述第二辐射源与所述第二成像设备相关联并且在所述第二成像设备的所述曝光时间期间发出辐射脉冲。
36.根据权利要求35所述的成像配件，其中所述第一辐射源和第二辐射源各自包括电流控制模块，所述电流控制模块从相关联的第一成像设备和第二成像设备中相应的成像设备接收控制信号以在相应曝光时间期间发出辐射。
全文摘要
一种用于交互输入系统的输入面板，包括光学波导管；第一辐射源，该第一辐射源将辐射引导至所述光学波导管内，所述辐射在所述光学波导管内经历全内反射；漫射层，该漫射层邻近且位于光学波导管的一侧上，全内反射的光响应于漫射层上的指示器接触而被抑制并逸出光学波导管；第二辐射源，该第二辐射源将辐射朝背对该一侧的光学波导管的另一侧引导；以及至少一个成像设备，该至少一个成像设备具有察看光学波导管的视场并捕获图像帧，其中所述第一辐射源和第二辐射源连续接通和断开，并且其中所述第一辐射源当所述第二辐射源接通时断开，并且其中所述第一辐射源当所述第二辐射源断开时接通。
文档编号G06F3/042GK102597935SQ201080048929
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者吉拉尔德·莫里森, 埃里克·本纳, 杰米·邓卡夫, 查尔斯·翁格, 格兰特·麦克吉布尼, 特雷弗·阿科特, 艾德·蔡 申请人:智能技术无限责任公司