使用結(jié)構(gòu)化光圖像的交互檢測(cè)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用結(jié)構(gòu)化光圖像的交互檢測(cè)。提供一種裝置(100)和方法，以確定與界面，尤其是與可以被投影在表面(128)上或以其他方式在表面(128)上生成的用戶界面圖像(120)的交互的發(fā)生和位置。該裝置(100)使用一個(gè)或更多個(gè)單元件傳感器(104)(例如光電二極管)感測(cè)和捕捉場(chǎng)景(114)的光讀數(shù)，所述讀數(shù)和注入所述界面展示部分內(nèi)的多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像(300)相對(duì)應(yīng)。比較所述讀數(shù)與讀數(shù)基線集合，以確定通過(guò)障礙物(204)(即，手指或觸筆)導(dǎo)致的交互事件，例如觸摸事件或障礙物(204)的移動(dòng)的發(fā)生和位置。
【專利說(shuō)明】使用結(jié)構(gòu)化光圖像的交互檢測(cè)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明大體涉及與界面交互的檢測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002]與界面的交互，例如，人與投影在表面上或以其他方式顯示在表面上的圖像的觸摸交互，這能夠通過(guò)許多手段檢測(cè)。這種包括在數(shù)碼相機(jī)(例如，電荷耦合器件(CCD)攝像機(jī)或CMOS攝像機(jī))中的先前交互檢測(cè)方法連續(xù)捕捉場(chǎng)景的圖像并連續(xù)處理所述場(chǎng)景，以確定與界面交互的發(fā)生或位置。然而，這些解決方案要求使用一個(gè)或更多個(gè)額外的攝像機(jī)和相關(guān)的光學(xué)器件以監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，這除了昂貴之外，還難以合并到便攜式電子設(shè)備如移動(dòng)通信設(shè)備的實(shí)施所需的小巧外形中。進(jìn)一步地，這些解決方案需要大量的處理功率來(lái)處理場(chǎng)景圖像，而且消耗額外的電力來(lái)操作攝像機(jī)和處理數(shù)據(jù)。更進(jìn)一步地，基于攝像機(jī)的解決方案在惡劣的環(huán)境光條件下表現(xiàn)不佳。
[0003]其他方法包括激光器或其他距離測(cè)量設(shè)備連續(xù)測(cè)量測(cè)量域內(nèi)的物體的距離，以確定是否發(fā)生交互。不過(guò)，這些解決方案也需要完成距離測(cè)量所必需的額外組件，這是很昂貴的，耗電的，并且相對(duì)于較小的便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)太大。還有其他解決方案使用超聲技術(shù)或電磁檢測(cè)。不過(guò)，這些解決方案不提供關(guān)于交互位置的準(zhǔn)確讀數(shù)。
[0004]鑒于移動(dòng)無(wú)線設(shè)備的普及，提供準(zhǔn)確交互檢測(cè)并最小化處理功率、功耗以及物理外形因素的解決方案是可取的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)這些各種實(shí)施例，提供一種裝置和方法確定與界面，尤其是可以投影在表面上或以其他方式在表面上產(chǎn)生的用戶界面圖像的交互的發(fā)生和位置。所述裝置使用一個(gè)或更多個(gè)單元件傳感器(例如光電二極管)感測(cè)和捕捉場(chǎng)景的光讀數(shù)，所述讀數(shù)和注入所述界面展示部分的多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像相對(duì)應(yīng)。比較讀數(shù)與讀數(shù)的基線集合，以確定通過(guò)障礙物(即，手指或觸筆)導(dǎo)致的交互事件(例如觸摸事件或障礙物的移動(dòng))的發(fā)生和位置。在對(duì)下列【具體實(shí)施方式】進(jìn)行全面回顧和研究后，這些益處和其他益處將變得更加清晰。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1示出根據(jù)各種方法用于感測(cè)與界面的交互的裝置的框圖；
[0007]圖2示出圖1的裝置使用的環(huán)境示例；
[0008]圖3示出根據(jù)至少一種方法可由圖1的裝置使用的示例性水平邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像；
[0009]圖4示出圖3的示例性水平邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像的空間反轉(zhuǎn)；
[0010]圖5示出根據(jù)至少一種方法可由圖1的裝置使用的示例性垂直邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像；
[0011]圖6示出圖5的示例性垂直邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像的空間反轉(zhuǎn)；
[0012]圖7示出根據(jù)至少一種方法可由圖1的裝置使用的示例性列模式結(jié)構(gòu)化光圖像；
[0013]圖8示出圖7的示例性列模式結(jié)構(gòu)化光圖像的空間反轉(zhuǎn)；
[0014]圖9示出圖1的裝置刻畫(huà)的場(chǎng)景的示例性代表圖；
[0015]圖10示出根據(jù)各種方法的使用多個(gè)單元件傳感器的示例性代表圖；
[0016]圖11示出根據(jù)各種方法通過(guò)圖1的裝置進(jìn)行的光檢測(cè)的進(jìn)一步方面。
[0017]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，為了簡(jiǎn)要和清楚起見(jiàn)，所示附圖中的元素并不一定按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸和/或相對(duì)位置可以相對(duì)于其他元件放大，以幫助理解本發(fā)明的各種實(shí)施例。而且，商業(yè)上可行的實(shí)施例中有用或必要的常用但易于理解的元件通常未被示出，以便不阻礙這些各種實(shí)施例的視圖。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步明白，某些動(dòng)作和/或步驟可以以特定的出現(xiàn)順序描述或示出，而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于順序的這種獨(dú)特性并不是實(shí)際要求的。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)式具有普通技術(shù)含義，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所述的這些術(shù)語(yǔ)和表達(dá)式，除非本文已經(jīng)敘述其具有不同的具體含義。

【具體實(shí)施方式】
[0018]首先參照?qǐng)D1，其以框圖形式示出根據(jù)各種方法的用于感測(cè)與界面交互的裝置100。裝置100包括至少一個(gè)處理設(shè)備102和耦合到處理設(shè)備102的至少一個(gè)單元件光傳感器104。處理設(shè)備102可以耦合到至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備106或在其中包含至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備106。單兀件傳感器104可以是光電二極管、光傳感器、光電傳感器、光電開(kāi)關(guān)、光電管、光電晶體管、光子計(jì)數(shù)器、波陣面?zhèn)鞲衅鳌蜗袼氐挠性聪袼貍鞲衅?、光生伏打傳感器或其他已知或目前未知的單元件光傳感器。通過(guò)一些方法，可以使用多個(gè)單元件傳感器，例如傳感器104、108、110、112。不過(guò)，這些多個(gè)傳感器104、108、110、112通常彼此不在相同位置，其被提供以從不同角度和視點(diǎn)獲取場(chǎng)景114的讀數(shù)。場(chǎng)景114被定義為單元件傳感器104、108、110、112中的一個(gè)或更多個(gè)能夠讀取的區(qū)。通過(guò)另一個(gè)實(shí)施例，單元件傳感器104、108、110、112可被替換為〃幾個(gè)元件〃傳感器，其可包括位于相同位置的少量(即，2，或更多)單元件傳感器，也不是太多，以免與單捕捉讀數(shù)中所接收的改進(jìn)信號(hào)相比產(chǎn)生不必要的額外成本和功耗。例如，雙元件傳感器(具有位于相同位置的兩個(gè)傳感器元件)可用于代替單元件傳感器104，從而簡(jiǎn)單地憑借增加感測(cè)能力，允許額外的光靈敏度。然而，由于是通過(guò)增加元件傳感器提供增加的靈敏度，所以本文所述的功能不會(huì)改變。
[0019]裝置100還可以耦合到圖像生成器116。例如，如圖1所示，圖像生成器116可以是投影儀，例如，如DLP微型超短焦投影儀，不過(guò)，其他類型的投影儀118可適用于裝置100。投影儀118在圖像區(qū)122中生成圖像120，其由一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)元件124 (即，透鏡)，通過(guò)投影光輸出126經(jīng)由投影路徑130投影到場(chǎng)景114內(nèi)的表面128上。傳感器104、108、110、112配置為通過(guò)感測(cè)從表面128反射的來(lái)自投影光輸出126的光，以感測(cè)場(chǎng)景114的亮度水平。投影的圖像120可以占據(jù)比整個(gè)場(chǎng)景114少或多圖像區(qū)122，這可以根據(jù)表面128到投影儀118和/或傳感器104、108、110、112的距離而改變。通常情況下，但不是總是，表面128是平坦表面，例如桌面或墻，雖然這些教導(dǎo)適用于能夠具有圖像120在其上顯示的任何表面。通過(guò)另一種方法，圖像生成器116在表面128自身(例如通過(guò)圖形顯示器)上生成圖像120，而不是通過(guò)投影在其上生成圖像。
[0020]圖2提供環(huán)境實(shí)例。如圖2所示，裝置100是移動(dòng)設(shè)備，例如蜂窩電話202。蜂窩電話202包括投影儀118，并且其經(jīng)配置以將適于人們消費(fèi)和/或交互的圖像120投影在表面128(在這個(gè)示例中，是桌面)上。蜂窩電話202可以經(jīng)配置直立或具有相比于所述蜂窩電話坐在其上的表面128保持抬起的一部分，以便蜂窩電話202的用戶可以將其放置在表面128上并使用他/她的手與圖像120交互。如這里所示出的，用戶能夠以與觸摸屏設(shè)備(例如平板電腦或其等效物)的用戶非常相同的方式使用障礙物204(在這種情況下，手指)與圖像120交互。這類交互通過(guò)將障礙物204或物體(即，手指)插入投影路徑130實(shí)現(xiàn)，這種交互隨后由通常與投影儀光輸出126位于不同位置的一個(gè)或更多個(gè)傳感器104、108、110、112感測(cè)。因此，與蜂窩電話202的同等小巧和便攜外形上的顯示器上可能與用戶交互的區(qū)域相比，蜂窩電話202能夠提供用戶能夠與蜂窩電話202交互的更大面積。
[0021]為了只使用少量的單元件傳感器104、108、110、112實(shí)現(xiàn)交互事件(B卩，觸摸)的空間檢測(cè)，多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像300 (參照?qǐng)D3-8)在各個(gè)時(shí)隙分別投影到表面128上或以其他方式在表面128上生成。通過(guò)一種方法，通過(guò)使用用于投影非結(jié)構(gòu)化光圖像120的相同投影儀118，這些結(jié)構(gòu)化光圖像300按時(shí)間被插入到非結(jié)構(gòu)化光圖像120 (例如人類可消費(fèi)的圖像120和/或界面)的投影中。
[0022]通過(guò)一個(gè)示例，投影儀118能夠使用快速切換顯示技術(shù)。當(dāng)以最大約為60-100幀每秒(fps)的速率產(chǎn)生圖像時(shí)，人眼能夠檢測(cè)到各個(gè)圖像。不過(guò)，快速切換顯示投影儀或其他圖像生成器116能夠以高于人類可檢測(cè)的幀速率并且高達(dá)lOOOfps，或甚至lOOOOfps的幀速率生成圖像120。因此，當(dāng)采用這種技術(shù)時(shí)，多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300能夠在非結(jié)構(gòu)化光圖像120的投影期間按時(shí)間插入，而又保持不可被人類檢測(cè)。
[0023]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3-8，其根據(jù)各種方法示出示例性結(jié)構(gòu)化光圖像300。圖3示出水平邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像302的示例，其可由投影儀118在其他圖像120的投影期間在各別時(shí)隙中投影。水平邊界模式302使用垂直線確定障礙物204的水平位置信息。如這里所示出，結(jié)構(gòu)化光圖像300具有至少一個(gè)在其圖像區(qū)122內(nèi)部的高對(duì)比度邊界304。這個(gè)高對(duì)比度邊界304可以是，例如，直線且可以表示暗淡區(qū)域306(即，均勻涂黑的)和明亮區(qū)域308(即，均勻照亮的)之間的邊界304。高對(duì)比度邊界304還和圖像300內(nèi)的目標(biāo)地理位置(S卩，接近邊界304的整列)相對(duì)應(yīng)。其他高對(duì)比顏色或色度組合也是可能的。在其他示例中，結(jié)構(gòu)化光圖像300可以具有兩個(gè)對(duì)比區(qū)306、308之間的正弦曲線的或其他梯度邊界。通過(guò)其他示例，可以存在多個(gè)不同的高對(duì)比光區(qū)306、308或多個(gè)不同形狀的邊界304(—個(gè)或更多個(gè))。邊界304可以是直線(如圖3-8所示)或可以是彎曲的，可以是水平的或垂直的，或徑向模式跨越。幾乎任何模式或模式的組合都是可能的，其使得多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300允許根據(jù)下面詳細(xì)描述的方法的表面128的平場(chǎng)編碼(flat field encoding)。在這里討論和示出的結(jié)構(gòu)化光圖像300僅僅是示例性的，并不意味著以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0024]繼續(xù)圖4，其示出圖3的水平邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像302的空間反轉(zhuǎn)。通過(guò)使用該空間反轉(zhuǎn)圖像402，額外的數(shù)據(jù)可以從單元件傳感器104、108、110、112收集。進(jìn)一步地，即使結(jié)構(gòu)化光圖像300在他們不可被單獨(dú)檢測(cè)的如此快的時(shí)間被投影，人眼至少檢測(cè)插入到投影流中的多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的質(zhì)量效應(yīng)，這可以是可能的。通過(guò)投影結(jié)構(gòu)化光圖像，例如圖3中的水平邊界模式302，隨后不久跟隨有其空間反轉(zhuǎn)，如圖4中的空間反轉(zhuǎn)，由于結(jié)構(gòu)化光圖像302及其反轉(zhuǎn)圖像402在視覺(jué)上彼此抵消，因此能夠無(wú)效該效應(yīng)。
[0025]結(jié)構(gòu)化光圖像300的其他示例如圖5-8所示。圖5示出垂直邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像502，而圖6示出其反轉(zhuǎn)圖像602。圖7示出列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702的示例，而圖8示出其反轉(zhuǎn)圖像802。列模式702的線條704包含兩個(gè)高對(duì)比度邊界304和706。線條704可以是任何寬度的，例如單一像素寬到幾百像素寬。也能夠修改圖7和8的列模式702、802以使線條704呈現(xiàn)行模式而不是列模式。
[0026]多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300將包含在高對(duì)比度邊界304的位置中彼此不同的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)化光圖像300集合。繼續(xù)圖7的列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702，這個(gè)圖像可以是幾十個(gè)、幾百個(gè)或幾千個(gè)列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702，其中，例如，每個(gè)圖像在線條704的布局方面從一側(cè)到另一側(cè)可以不同。如果在這個(gè)示例中多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300被一個(gè)接著一個(gè)地投影(慢到足以感知的程度)，則會(huì)出現(xiàn)光線條704掃描整個(gè)表面128。
[0027]在另一個(gè)示例中，圖5的垂直邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像502可以是在高對(duì)比度邊界(即，從頂部到底部)304的垂直布局中彼此不同的許多圖像的其中一個(gè)。如果這個(gè)示例中的多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300被一個(gè)接著一個(gè)地投影(慢到足以感知)，則會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多部分的光從頂部開(kāi)始并按照這種方式繼續(xù)，直到其占據(jù)整個(gè)(或大部分)圖像區(qū)122。
[0028]各個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的投影順序是從一側(cè)到另一側(cè)或從頂部到底部掃描(但絕不是限制)。投影順序能夠使邊界304 (—個(gè)或更多個(gè))能夠以任何合適的模式改變，如在給定的設(shè)置中可以被視為是恰當(dāng)?shù)?。例如，為了避免掃描感知，因?yàn)榭赡鼙挥脩魴z測(cè)到，處理設(shè)備102可以以看似隨機(jī)的順序投影結(jié)構(gòu)化光圖像300，以使高對(duì)比度邊界304以看似隨機(jī)的方式移動(dòng)，從而降低被用戶檢測(cè)到的可能性。
[0029]此外，被投影的結(jié)構(gòu)化光圖像300的順序或者甚至要投影哪些多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300能夠由處理設(shè)備102根據(jù)任何數(shù)量的因素在運(yùn)行時(shí)選擇。例如，如在繼續(xù)閱讀時(shí)將變得更加清楚的，處理設(shè)備102可以在第一時(shí)間期間使用第一多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300確定交互(或目標(biāo)區(qū))的大致位置，接著在第二時(shí)間，使用包含接近所述位置或區(qū)的邊界的第二多個(gè)圖像300收集和在所述位置發(fā)生的事件有關(guān)的額外的和/或更詳細(xì)的信息。
[0030]處理設(shè)備102經(jīng)配置以在每個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300投影期間，從單元件傳感器104、108、110、112捕捉一個(gè)或更多個(gè)傳感器讀數(shù)。每個(gè)傳感器讀數(shù)是在各個(gè)單元件傳感器104、108、110、112處檢測(cè)到的亮度水平。因?yàn)槊總€(gè)傳感器104、108、110、112具有單元件或至少提供單個(gè)可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)點(diǎn)，所以每個(gè)讀數(shù)的數(shù)據(jù)量是極小的并且容易被存儲(chǔ)。
[0031]在工作時(shí)，處理設(shè)備102響應(yīng)于不同的各個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300表征傳感器104、108、110、112的光學(xué)響應(yīng)。例如，在單獨(dú)結(jié)構(gòu)化光圖像300的投影期間，處理設(shè)備102將使傳感器104、108、110、112的每個(gè)能夠獲取單獨(dú)的讀數(shù)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該單獨(dú)結(jié)構(gòu)化光圖像300的一個(gè)或更多個(gè)傳感器讀數(shù)。返回圖7的示例性列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702，通過(guò)實(shí)現(xiàn)覆蓋圖像區(qū)122的多個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)化光圖像300中的列模式702投影，處理設(shè)備102能夠有效“掃描”圖像區(qū)122。處理設(shè)備102可以投影多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像704，以使在至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像702的投影期間，列線條704存在于圖像120上的每個(gè)位置。各個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像702可以改變列線條704的位置(少至一個(gè)像素，多到線條的寬度，或者甚至更多)。如上所述，所述掃描能夠在地理上按順序?qū)崿F(xiàn)(即，從一側(cè)到另一側(cè))或以看似隨機(jī)的模式(最終產(chǎn)生所期望的圖像區(qū)122的覆蓋)實(shí)現(xiàn)。
[0032]通過(guò)另一種方法，可以選擇多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300，以使存在的線條704接近圖像區(qū)122的每個(gè)位置，意味著存在覆蓋空隙。根據(jù)具體應(yīng)用，這些空隙可以是大小相等或不等的。例如，處理設(shè)備102可以只掃描用戶實(shí)際能夠交互的區(qū)(B卩，按鈕或鍵盤的圖像)，留下不感興趣或不能發(fā)生有意義的交互的空隙。類似地，處理設(shè)備102可以掃描接收比其他區(qū)(即，邊緣)具有更高密度(即，更小空隙、無(wú)空隙、或線條704的位置變化更小)的最多交互(即，中心)的區(qū)。如果存在覆蓋空隙，處理設(shè)備102能夠?yàn)槟切┪恢脙?nèi)插場(chǎng)景114的光學(xué)響應(yīng)，以產(chǎn)生表征場(chǎng)景114的傳感器讀數(shù)集合。
[0033]雖然這些示例性掃描是關(guān)于圖7的示例性列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702描述的，但是這些教導(dǎo)是高度靈活的，且能夠適應(yīng)任何結(jié)構(gòu)化光模式300，例如在圖3-6中示出的那些以及本文描述的其他結(jié)構(gòu)化光圖像，這允許相對(duì)于具體區(qū)(即，高對(duì)比度邊界304 (—個(gè)或更多個(gè))的位置)的光學(xué)響應(yīng)感測(cè)。
[0034]圖9示出表征場(chǎng)景114的代表性圖900，其包括跨越多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的單元件傳感器104的光學(xué)響應(yīng)曲線圖，其中每個(gè)光學(xué)響應(yīng)都被捕捉。如果結(jié)構(gòu)化光圖像300根據(jù)每個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的目標(biāo)地理位置(B卩，線條704的位置或高對(duì)比度邊界304)被設(shè)置在每個(gè)圖902、904、906中，則每個(gè)圖902、904有效地變成跨越地理區(qū)的傳感器104的光學(xué)響應(yīng)的量度。進(jìn)一步地，通過(guò)一種方法，如果這個(gè)目標(biāo)地理區(qū)跨越多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300僅以一種結(jié)構(gòu)化方式改變(即，僅從一側(cè)到另一側(cè)改變圖7中的列線條的位置，或僅從頂部到底部改變圖5中的高對(duì)比度邊界的位置)，那么圖902、904有效地變成傳感器104跨越圖像區(qū)122的單個(gè)軸線(即，圖像區(qū)122的X軸線或y軸線，或圖像區(qū)122的徑向軸線等)的光學(xué)響應(yīng)的量度。
[0035]如圖904所示，其表示場(chǎng)景114的基線讀數(shù)，場(chǎng)景114已經(jīng)通過(guò)使用具體結(jié)構(gòu)化光圖像300集合被表征為具有所示的光學(xué)特性曲線。為了生成傳感器讀數(shù)的這個(gè)基線集904，在不存在交互或障礙物204時(shí)，處理設(shè)備102將多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像300投影在表面128上。接著，處理設(shè)備102基于從單元件傳感器104獲取的讀數(shù)，生成圖904上示出的傳感器讀數(shù)(即，具有與傳感器讀數(shù)I對(duì)I的相關(guān)性的圖形數(shù)據(jù)點(diǎn)，或具有使用較少實(shí)際的傳感器讀數(shù)的內(nèi)插)。接著，這些基線傳感器讀數(shù)904能夠被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器設(shè)備106中，供用戶以后使用。這在檢測(cè)裝置100的初始啟動(dòng)階段會(huì)發(fā)生，以考慮每個(gè)進(jìn)程期間存在的不同表面或環(huán)境光條件。如果投影儀118被配置有快速切換功能，基線傳感器讀數(shù)904能夠被非?？斓馗袦y(cè)和記錄，可能比用戶能夠檢測(cè)的速度快。此外，這個(gè)讀數(shù)基線集904能夠通過(guò)具體再次校準(zhǔn)的讀數(shù)而被連續(xù)更新(或者盡管根據(jù)各種因素(例如，隨著時(shí)間的每個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的每個(gè)讀數(shù)的平均值)，隨時(shí)間逐步改變)。通過(guò)其他方法，在裝置100的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、校準(zhǔn)時(shí)，或在制造、銷售和設(shè)置期間的其他具體時(shí)間上，可以對(duì)這些基線傳感器904讀數(shù)預(yù)編程、預(yù)配置或預(yù)校準(zhǔn)。
[0036]在已經(jīng)采集和存儲(chǔ)基線傳感器讀數(shù)904之后，在用戶能夠與投影的圖像120交互時(shí)(例如，在投影鍵盤上敲字或操縱瀏覽器等)，處理設(shè)備102開(kāi)始獲取有效讀數(shù)902。處理設(shè)備102將實(shí)現(xiàn)在非結(jié)構(gòu)化光圖像120的投影期間按時(shí)間插入的多個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300 (例如，用于生成基線傳感器讀數(shù)904的相同結(jié)構(gòu)化光圖像300，或可能不同的結(jié)構(gòu)化光圖像300)的投影。與上述類似，處理設(shè)備102也將使傳感器104在每個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)化光圖像300被投影時(shí)能夠獲取各個(gè)傳感器讀數(shù)，以生成對(duì)應(yīng)于每個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的多個(gè)有效傳感器讀數(shù)902。這些讀數(shù)902或其一部分可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備106中。采集有效數(shù)據(jù)902的這個(gè)過(guò)程能夠連續(xù)和/或重復(fù)發(fā)生，以連續(xù)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景114，從而搜索交互。
[0037]繼續(xù)圖9，圖902表示在較短時(shí)間段期間采集到的示例性有效傳感器讀數(shù)集合，而且表示在那時(shí)場(chǎng)景114的快照。圖902的讀數(shù)和圖904的讀數(shù)對(duì)應(yīng)于相同結(jié)構(gòu)化光圖像300。不過(guò)，圖902的讀數(shù)可以被再次生成(即，內(nèi)插)，并且不一定表示和實(shí)際結(jié)構(gòu)化光圖像300的實(shí)際測(cè)量值的I對(duì)I關(guān)系。如圖9所示，圖902和圖904看上去彼此不同。這是因?yàn)?，在這個(gè)示例中，障礙物204 (即，手指)被插入到投影儀118的投影路徑130中，從而產(chǎn)生交互。
[0038]處理設(shè)備102經(jīng)配置以比較有效傳感器讀數(shù)902的至少一部分和對(duì)應(yīng)于相同結(jié)構(gòu)化光圖像300的基線傳感器讀數(shù)904的至少一部分。圖906表示該比較，其是兩個(gè)圖902和904之間的計(jì)算差?；谶@種比較，處理設(shè)備102經(jīng)配置以檢測(cè)交互。
[0039]通過(guò)一種方法，為了確定交互的發(fā)生，處理設(shè)備102分析差值圖906。所述分析可以包括確定一個(gè)或更多個(gè)有效902傳感器讀數(shù)與基線904傳感器讀數(shù)的差值超出閥值908。例如，如圖906所示，有效902讀數(shù)與基線904讀數(shù)之間的計(jì)算差值的一部分超出閥值908 (其可以是正的或負(fù)的閥值)。通過(guò)這種方法，處理設(shè)備102能夠確定在所述位置處已經(jīng)發(fā)生交互。
[0040]通過(guò)另一種方法，處理設(shè)備102經(jīng)配置以在使用結(jié)構(gòu)化光圖像300的具體集合確定交互的位置時(shí)使用卷積濾波器(或匹配濾波器)，其中所述卷積濾波器具有的波形形狀結(jié)構(gòu)化表示交互事件。例如，所述卷積濾波器可以是接近手指寬度的方形缺口波形。可供選擇地，其可以類似于由手指攔截結(jié)構(gòu)化光圖像300的具體集合的投影產(chǎn)生的脈沖波形。這樣的脈沖波形可以是，例如，類似于結(jié)構(gòu)化光圖像906的具體集合的差值曲線906中生成的脈沖波形。接著，處理設(shè)備102能夠在差值曲線906之上運(yùn)行這個(gè)卷積脈沖波形，以搜索兩個(gè)波形(卷積脈沖波形和差值曲線906)最相關(guān)的位置。接著，這個(gè)位置標(biāo)記交互的位置。使用卷積濾波方法，不僅考慮差值信號(hào)906的原始幅值，而且考慮到處理設(shè)備102能夠搜索到的最終差值波形的形狀。這使得更可靠地指示交互位置。
[0041]通過(guò)這些教導(dǎo)，處理設(shè)備102能夠經(jīng)配置以搜索差值曲線906內(nèi)與已知具體交互類型(即，觸摸事件)或具體障礙物204 (即，手指或觸筆)的交互相對(duì)應(yīng)的已知形狀。這些已知形狀將基于所使用的結(jié)構(gòu)化光圖像300集合和交互類型改變，但是所述過(guò)程將保持基本不變。已知波形可以在設(shè)計(jì)或制造時(shí)被編程，或者可以在設(shè)備100的使用期間(即被所述設(shè)備學(xué)習(xí))，隨時(shí)間建立和/或更改。
[0042]例如，如果假設(shè)圖9的示例性圖集合900對(duì)應(yīng)經(jīng)具體配置檢測(cè)沿圖像區(qū)122的x軸線結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化的干擾(即，通過(guò)使用圖7的列模式結(jié)構(gòu)化光圖像702或圖3的水平邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像302)的結(jié)構(gòu)化光圖像300集合，那么，所確定的交互位置和X軸線中的位置相對(duì)應(yīng)。通過(guò)一種方法，為了確定二維圖像區(qū)122內(nèi)的位置，能夠進(jìn)行類似的過(guò)程以確定I軸線位置(同時(shí)進(jìn)行或在X軸線確定后隨后進(jìn)行)。例如，能夠選擇和投影包含水平目標(biāo)區(qū)的結(jié)構(gòu)化光圖像300集合，以確定交互的垂直位置，例如圖5的垂直邊界模式結(jié)構(gòu)化光圖像502或垂直于圖7的列模式702的行模式。在y軸線位置被確定后，其信息能夠與X軸線位置信息組合，以確定圖像區(qū)122內(nèi)的交互的二維位置。接著，處理設(shè)備102或另一個(gè)處理設(shè)備102能夠使用所述二維交互位置信息確定適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)行動(dòng)(即，打開(kāi)對(duì)應(yīng)于所述位置的圖標(biāo)的程序、致動(dòng)所投影鍵盤的按鍵、選擇將要被移動(dòng)的一段文字等)。實(shí)質(zhì)上，使用本文所述的方法能夠執(zhí)行任意能夠在觸摸界面上執(zhí)行的功能。
[0043]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖10，其示出使用多個(gè)單元件傳感器104、108的示例。在這個(gè)示例中，圖的匯總900是圖9的再現(xiàn)并與第一單元件傳感器104獲取的傳感器讀數(shù)相關(guān)。圖的匯總1002表示由與第一單元件傳感器104位于不同位置的第二單元件傳感器108獲取的傳感器讀數(shù)，其與第一傳感器104的圖的第一匯總900對(duì)應(yīng)于同一集合的結(jié)構(gòu)化光圖像300。如這里所示出，第二傳感器108已經(jīng)產(chǎn)生不同的讀數(shù)集合1002(有效1004和基線1006讀數(shù))。這表示處理設(shè)備102能夠使用以更好確定交互位置的額外數(shù)據(jù)。
[0044]在工作時(shí)，通過(guò)一種方法，處理設(shè)備102將計(jì)算有效讀數(shù)902與1004之間的差值，如曲線1010中所示。處理設(shè)備102還將計(jì)算基線讀數(shù)904與1006之間的差值，如曲線1012中所示。接著，處理設(shè)備102能夠計(jì)算兩個(gè)差值曲線1010與1012之間的差值，以確定第三差值曲線1014。可供選擇地，處理設(shè)備102能夠簡(jiǎn)單地確定曲線906與1008之間的差值，以生成第三差值曲線1014。基于這個(gè)第三差值曲線1014(其考慮了第二傳感器108提供的額外數(shù)據(jù))，處理設(shè)備102能夠以更高準(zhǔn)確度和可靠性識(shí)別交互事件及其位置(如圓圈1016所示)。
[0045]而且，通過(guò)使用多個(gè)傳感器104、108、110、112，尤其是如果它們主要在視覺(jué)上被固定在不同區(qū)，傳感器104、108、110、112能夠更容易地確定額外數(shù)據(jù)，而不是僅僅確定交互的X和y位置。例如，繼續(xù)參照?qǐng)D10，如果第二傳感器108被定位在使得其視場(chǎng)(FOV)體積限制在剛好在觸摸事件平面上方的區(qū)域，那么其數(shù)據(jù)能夠被用于幫助確定障礙物204是否僅僅被舉起或懸在所述觸摸平面上方，或者是否障礙物204已經(jīng)貫穿所述觸摸平面，從而指示觸摸事件。第二傳感器1004、1006和/或1008提供的額外數(shù)據(jù)對(duì)于做出這種確定是有用的。例如，第三差值曲線1016可以基于障礙物204是否已經(jīng)破壞所述觸摸平面或懸停在其上方，針對(duì)相同X和y位置，產(chǎn)生不同的波形，從而指示不同功能。
[0046]更進(jìn)一步，利用位于不同于投影光源的物理位置的傳感器104、108、110、112，存在每個(gè)傳感器104、108、110、112能夠讀取的交互的多個(gè)不同的方面，如圖11所示。圖11示出將圖像120通過(guò)投影光輸出投影在表面128上的投影儀(與圖1類似)。還存在兩個(gè)和投影光輸出126位于不同位置的傳感器104、108以及被插入到投影路徑130中的障礙物204。在結(jié)構(gòu)化光圖像300的投影期間，障礙物204能夠產(chǎn)生可以由傳感器104、108可檢測(cè)的各種類型的干擾。首先，傳感器104、108能夠檢測(cè)障礙物204 (而不是表面128)的反射光的放大值或衰減值。這在很大程度上取決于障礙物204的反射率和/或反射角，但仍然是干擾。障礙物204還可以移動(dòng)傳感器104、108可以檢測(cè)的結(jié)構(gòu)化光圖像。例如，可以希望第一傳感器104感測(cè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的具體部分，如在1102指示的。然而，從第一傳感器的視點(diǎn)104來(lái)看，所述圖像的這個(gè)部分1102將由對(duì)應(yīng)于障礙物204的反射范圍部分1104的一部分圖像替換，處理設(shè)備能將其登記為位移干擾。此外，傳感器104還能夠檢測(cè)障礙物204對(duì)所投影結(jié)構(gòu)化光圖像300的遮擋。這種遮擋由區(qū)1106表示，第一傳感器104可以將其檢測(cè)為沒(méi)有反射光，不然在此處其預(yù)計(jì)反射光存在?；跈z測(cè)這些各種不同種類的干擾，處理設(shè)備102能夠確定更多有關(guān)交互的特性，以能夠達(dá)到進(jìn)一步的功能或準(zhǔn)確性。
[0047]如前面提到的，結(jié)構(gòu)化光圖像300集合的選擇能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地被確定。例如，如果場(chǎng)景114沒(méi)有交互，處理設(shè)備102可以簡(jiǎn)單地繼續(xù)廣泛掃描整個(gè)圖像區(qū)122以搜索交互。當(dāng)障礙物204最終進(jìn)入投影路徑130或試圖與圖像120交互，那么，所述廣泛掃描將確定它的發(fā)生和大致位置。根據(jù)一種方法，處理設(shè)備102可以接著動(dòng)態(tài)選擇主要聚焦在圍繞所述廣泛掃描中確定的位置的區(qū)域上的結(jié)構(gòu)化光圖像300的第二集合。這個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖像300的第二集合可以被選擇使得圖像300的高對(duì)比度邊界304或線條704接近于交互的大致位置。接著，處理設(shè)備102能夠相對(duì)于新選擇的結(jié)構(gòu)化光圖像300的第二集合重復(fù)上述步驟。
[0048]因此，結(jié)構(gòu)化光圖像300的第二集合允許與交互相關(guān)的額外信息被確定，就像，例如，更準(zhǔn)確的位置信息或關(guān)于障礙物204是否已經(jīng)破壞觸摸平面還是懸停在其上的信息。進(jìn)一步地，結(jié)構(gòu)化光圖像300的第二集合能夠隨著，例如障礙物204在圖像區(qū)122內(nèi)移動(dòng)(例如，當(dāng)與圖像120交互時(shí)，移動(dòng)圖標(biāo)或類似物)、第二障礙物204被檢測(cè)、障礙物204的方向改變、或保證額外或更詳細(xì)信息的任何其他變動(dòng)而不斷改變。
[0049]這些教導(dǎo)是高度可擴(kuò)展的，并且能夠用于確定1、2、3個(gè)或更多交互(即，通過(guò)一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多障礙物204進(jìn)行的交互)的位置。進(jìn)一步地，其他更改可以包括調(diào)制光的使用，其中一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)化光模式或圖像300可以以適當(dāng)頻率進(jìn)行調(diào)制，并且傳感器104、108、110、112可以經(jīng)配置以捕捉調(diào)制光線的航行時(shí)間。接著，航行時(shí)間數(shù)據(jù)能夠用于進(jìn)一步提高交互事件檢測(cè)和跟蹤的可靠性。而且，如上所述，這些教導(dǎo)是通用的，因?yàn)樗鼈兣c能夠產(chǎn)生人類可消耗圖像120和結(jié)構(gòu)化光圖像300的所有類型顯示設(shè)備(包括直接觀看的顯示設(shè)備(即，IXD顯示器))可連用。
[0050]這樣配置后，投影儀118或其他圖像生成器116不僅能夠用于投影用于人類消費(fèi)和交互的圖像120，而且作為一種允許一個(gè)或更多個(gè)單元件傳感器104、108、110、112用于檢測(cè)通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)障礙物204與圖像120交互的位置(一個(gè)或更多個(gè))和特性(一個(gè)或更多個(gè))的手段。能夠?qū)崿F(xiàn)成本節(jié)約，因?yàn)橐呀?jīng)配備投影儀118或圖像生成器116的系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)單地使用現(xiàn)有投影儀118或圖像生成器116投影或顯示結(jié)構(gòu)化光圖像300。進(jìn)一步地，單元件傳感器104、108、110、112能比像素陣列或上述其他先前的感測(cè)裝置明顯便宜。而且，通過(guò)再使用現(xiàn)有投影儀118或圖像生成器116顯示結(jié)構(gòu)化光圖像300，所收集的位置信息被自動(dòng)鏈接到人類可消耗圖像120內(nèi)的結(jié)構(gòu)化光圖像的位置。更進(jìn)一步，由于單元件傳感器104、108、110、112比其他已知技術(shù)和/或設(shè)備消耗更少功率并占據(jù)更少空間，這些教導(dǎo)提供功率節(jié)約和空間節(jié)約。而且，單元件傳感器104、108、110、112產(chǎn)生更少的數(shù)據(jù)，這減少了所需的處理時(shí)間和功率。
[0051]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在沒(méi)有偏離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例進(jìn)行各種各樣的更改、變化和組合，并且這種更改、變化和組合應(yīng)被視為在本發(fā)明原理的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其包括: 使用至少一個(gè)光電二極管，感測(cè)在各個(gè)時(shí)隙分別投影在表面上的多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成多個(gè)傳感器讀數(shù)，其中所述傳感器讀數(shù)中的各個(gè)讀數(shù)和所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像中的各個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像對(duì)應(yīng)； 使用至少一個(gè)處理設(shè)備，比較所述多個(gè)傳感器讀數(shù)的至少一部分和多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的至少一部分，所述多個(gè)傳感器讀數(shù)的至少一部分和所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的至少一部分對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的同一集合；以及 使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，基于所述比較確定交互的發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 使用所述至少一個(gè)光電二極管，感測(cè)沒(méi)有交互時(shí)在各個(gè)時(shí)隙投影到所述表面上的所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的各個(gè)讀數(shù)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的各個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像；以及 在至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中存儲(chǔ)所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的各個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像各自包括在所述時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的圖像區(qū)內(nèi)部的至少一個(gè)高對(duì)比度邊界，并且其中所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像包括在所述至少一個(gè)高對(duì)比度邊界的位置中彼此不同的多個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)化光圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少一個(gè)高對(duì)比度邊界包括定義至少兩個(gè)區(qū)域的至少一條直線，所述至少兩個(gè)區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域包括均勻亮度區(qū)，而所述第二區(qū)域包括均勻暗度區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少一個(gè)高對(duì)比度邊界包括跨越至少大部分的所述圖像區(qū)的垂直直線或水平直線的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中確定所述交互的發(fā)生進(jìn)一步包括確定所述交互的大致位置；以及其中所述方法進(jìn)一步包括: 響應(yīng)于確定所述交互的大致位置，使用所述至少一個(gè)光電二極管，在第二時(shí)間感測(cè)第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成第二多個(gè)傳感器讀數(shù)，所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)中的各個(gè)讀數(shù)和所述第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像中的各個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像對(duì)應(yīng)，其中所述第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像包括至少多個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)化光圖像，所述多個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)化光圖像的每個(gè)包括接近所述交互的大致位置的至少一個(gè)高對(duì)比度邊界； 使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，比較所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)和第二多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，所述第二多個(gè)基線傳感器讀數(shù)中的各個(gè)讀數(shù)和所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)中的各個(gè)讀數(shù)相對(duì)應(yīng)；以及 使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，基于第二比較，確定與所述交互有關(guān)的額外信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述交互事件包括障礙物插入到所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像投影到所述表面上的投影路徑中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述交互的發(fā)生進(jìn)一步包括: 分析所述多個(gè)傳感器讀數(shù)的所述至少一部分的至少一個(gè)單獨(dú)的傳感器讀數(shù)與所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的至少一部分的至少一個(gè)單獨(dú)的基線傳感器讀數(shù)之間的比較， 其中所述至少一個(gè)單獨(dú)的傳感器讀數(shù)和所述至少一個(gè)單獨(dú)的基線傳感器讀數(shù)各自對(duì)應(yīng)于相同的至少一個(gè)單獨(dú)的時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，所述分析包括確定所述至少一個(gè)單獨(dú)的傳感器讀數(shù)與所述至少一個(gè)單獨(dú)的基線傳感器讀數(shù)之間的差值超出閥值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述交互的發(fā)生進(jìn)一步包括確定所述交互的大致位置，其中確定所述交互的大致位置進(jìn)一步包括: 確定至少一個(gè)單獨(dú)的傳感器讀數(shù)與至少一個(gè)單獨(dú)的基線傳感器讀數(shù)之間的差值超出閥值，所述至少一個(gè)單獨(dú)的傳感器讀數(shù)和所述至少一個(gè)單獨(dú)的基線傳感器讀數(shù)對(duì)應(yīng)于相同的至少一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)化光圖像；以及 確定所述至少一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)化光圖像的至少一個(gè)高對(duì)比度的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像在非結(jié)構(gòu)化光圖像投影期間，在各個(gè)時(shí)隙中被分別投影到所述表面上，所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像由用于投影所述非結(jié)構(gòu)化光圖像的同一投影儀投影。
11.一種裝置，其包括: 至少一個(gè)處理設(shè)備，其經(jīng)配置以: 在非結(jié)構(gòu)化光投影期間插入的各個(gè)時(shí)隙中，經(jīng)由用于投影非結(jié)構(gòu)化光圖像的同一投影儀，使多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的投影投影到表面上； 比較來(lái)自至少一個(gè)光電二極管的多個(gè)傳感器讀數(shù)和相應(yīng)的多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，各個(gè)所述多個(gè)傳感器讀數(shù)和所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)對(duì)應(yīng)于各個(gè)所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像；以及 基于所述比較，確定交互事件的發(fā)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述至少一個(gè)處理設(shè)備經(jīng)進(jìn)一步配置以: 在不存在交互時(shí)，使所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像投影在所述表面上； 基于經(jīng)由不存在交互時(shí)，所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的投影的所述至少一個(gè)光電二極管獲得的讀數(shù)，生成所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)中的各個(gè)和所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像中的各個(gè)相對(duì)應(yīng)；以及 使所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)存儲(chǔ)到至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中各個(gè)所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像都包括在所述時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的圖像區(qū)內(nèi)部的至少一個(gè)高對(duì)比度邊界，并且其中所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像包括在所述至少一個(gè)高對(duì)比度邊界的位置中彼此不同的多個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)化光圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其進(jìn)一步包括操作地連接到所述至少一個(gè)處理設(shè)備的投影儀，和操作地連接到所述至少一個(gè)處理設(shè)備但不與所述投影儀的投影光輸出位于相同位置的至少一個(gè)光電二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述至少一個(gè)光電二極管至少包括第一光電二極管和第二光電二極管，所述第一光電二極管和第二光電二極管彼此位于不同位置或與所述投影儀的投影光輸出位于不同位置，并且被配置為感測(cè)從所述表面反射的投影光輸出的光。
16.—種方法,其包括: 在不存在交互時(shí)，經(jīng)由投影儀在第一時(shí)間將多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像投影到表面上，各個(gè)所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像在各個(gè)時(shí)隙被投影，并包括在所述投影儀的投影區(qū)內(nèi)部的至少一個(gè)高對(duì)比度邊界；使用至少兩個(gè)單獨(dú)的光電二極管，感測(cè)在所述第一時(shí)間投影的所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，各個(gè)所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)和各個(gè)所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像相對(duì)應(yīng)； 將所述多個(gè)基線傳感器讀數(shù)存儲(chǔ)到至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中； 經(jīng)由所述投影儀，在第二時(shí)間投影所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，各個(gè)所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像在非結(jié)構(gòu)化光圖像投影期間插入的各個(gè)時(shí)隙中被投影； 使用所述至少兩個(gè)光電二極管，感測(cè)在所述第二時(shí)間投影的所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成多個(gè)傳感器讀數(shù)，各個(gè)所述多個(gè)傳感器讀數(shù)和所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像的各個(gè)相對(duì)應(yīng)； 將所述多個(gè)傳感器讀數(shù)存儲(chǔ)到所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中； 使用至少一個(gè)處理設(shè)備，比較所存儲(chǔ)的多個(gè)傳感器讀數(shù)的至少一部分和存儲(chǔ)的多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的至少一部分，所述多個(gè)傳感器讀數(shù)的至少一部分和所述存儲(chǔ)的多個(gè)基線傳感器讀數(shù)的至少一部分對(duì)應(yīng)于同一時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像集合；以及使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，基于所述比較，確定交互的發(fā)生。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中: 所述多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像經(jīng)配置以使至少一個(gè)高對(duì)比度邊界接近于所述投影區(qū)的至少大部分的位置存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求17 所述的方法，其中確定所述交互的發(fā)生進(jìn)一步包括確定所述交互的大致位置； 并且其中所述方法進(jìn)一步包括: 經(jīng)由所述投影儀，在第三時(shí)間投影第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，各個(gè)所述第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像在非結(jié)構(gòu)化光圖像投影期間插入的各個(gè)時(shí)隙中被投影，并被配置為使至少一個(gè)高對(duì)比度邊界接近于所述交互的大致位置存在； 使用所述至少兩個(gè)光電二極管，感測(cè)在所述第三時(shí)間投影的所述第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像，以生成第二多個(gè)傳感器讀數(shù)，各個(gè)所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)和各個(gè)所述第二多個(gè)時(shí)變結(jié)構(gòu)化光圖像相對(duì)應(yīng)； 將所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)存儲(chǔ)到所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中； 使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，比較所存儲(chǔ)的第二多個(gè)傳感器讀數(shù)和第二多個(gè)基線傳感器讀數(shù)，各個(gè)所述第二多個(gè)基線傳感器讀數(shù)和各個(gè)所述第二多個(gè)傳感器讀數(shù)相對(duì)應(yīng)；以及使用所述至少一個(gè)處理設(shè)備，基于第二比較，確定與所述交互相關(guān)的額外信息。
【文檔編號(hào)】G06F3/042GK104049811SQ201410098968
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】M·C·查珀斯, G·德代奧盧 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司