DISPOSICIÓN DE INTERACCIÓN PARA LA INTERACCIÓN ENTRE UNA PANTALLA Y UN OBJETO DE PUNTERO.

Disposición de interacción (1) para la interacción entre al menos una pantalla (3) dispuesta detrás de un cristal transparente (2) y al menos un objeto de puntero (4) que se encuentra delante del cristal (2),

que comprende al menos dos cámaras (6, 7) dispuestas detrás del cristal (2), en la que a cada una de las cámaras (6, 7) está asociada una unidad de desviación (8, 9), por medio de la cual se puede desviar una trayectoria óptica (10.1) desde una zona de interacción (11) en la proximidad y delante del cristal (2) hacia la cámara (6, 7) y que comprende una unidad de cálculo (12) conectada con cada una de las cámaras (6, 7) para la determinación de una posición del objeto de puntero (4) que está guiado para ser visible por al menos dos de las cámaras (4), caracterizada porque al menos una trayectoria óptica (10.3) se puede desviar desde una zona de residencia (15) delante del cristal (2), que está más alejada que la zona de interacción (11) desde el cristal (2), a través de la unidad de desviación (8, 9) o por delante de la unidad de desviación (8, 9) hacia la cámara (6, 7), de manera que una persona (5) que se encuentra en la zona de residencia (15) se encuentra, al menos parcialmente, en una zona de visión de la cámara (6, 7).

La invención se refiere a una disposición de interacción para la interacción entre al menos una pantalla dispuesta detrás de un cristal transparente y al menos un objeto de puntero que se encuentra delante del cristal, que comprende al menos dos cámaras dispuestas detrás del cristal, cuyos ejes ópticos están alineados esencialmente perpendiculares al cristal, en la que a cada una de las cámaras está asociada una unidad de desviación, por medio de la cual se puede desviar una trayectoria óptica desde una zona de interacción en la proximidad y delante del cristal hacia la cámara y que comprende una unidad de cálculo conectada con cada una de las cámaras para la determinación de una posición del objeto de puntero que está guiado para ser visible por al menos dos de las cámaras.

Las pantallas interactivas se conocen bajo la designación de pantallas de contacto, en las que un usuario mueve un objeto de puntero, por ejemplo su dedo sobre la pantalla. Un posición o bien un movimiento del objeto de puntero sobre la pantalla es detectado por medio de sensores mecánicos. Una acción predeterminada es activada por la posición u otras acciones del objeto de puntero, por ejemplo a través de pulsación sobre una zona determinada de la pantalla. Tales sistemas están sujetos a desgaste mecánico a través de vandalismo y arañazos y debido al gasto de mantenimiento elevado derivado de ello solamente son adecuados con condiciones para utilización duradera, en particular, en el sector público.

Por lo tanto, han sido desarrollados sistemas, que calculan la posición del objeto de puntero con respecto a una superficie pasiva por medio de detección óptica. En el documento US 7.034.807 se publica una disposición para la interacción de un usuario con una pantalla a través de una ventana de observación. La zona visible a través de la ventana de observación de la pantalla sirve como superficie de contacto pasiva. El sistema comprende una unidad de registro para el registro del objeto de puntero en la proximidad de la superficie de contacto con medios ópticos. Una unidad de cálculo conectada con la unidad de registro puede calcular una posición del objeto de puntero en la proximidad de la superficie de contacto a partir de las señales registradas por la unidad de registro. La pantalla está dispuesta detrás de la ventana de observación, es decir, separada del usuario a través de la ventana de observación. La unidad de registro comprende, por ejemplo, dos cámaras y está dispuesta de la misma manera detrás de a ventana de observación. Por medio de una unidad de desviación, por ejemplo espejos o prismas, que están dispuestos por encima o por debajo de la superficie de contacto, se desvía la trayectoria óptica desde la unidad de registro hacia una zona delante de la superficie de contacto. Para elevar el contraste, se ilumina la zona delante de la superficie de contacto con luz infrarroja, que presenta la misma trayectoria óptica, que la unidad de registro. Con respecto a la superficie de contacto, frente a la unidad de desviación están dispuestas unas superficies reflectantes. Reflejan la luz infrarroja y sirven como fondo, delante del cual se puede detectar el objeto de puntero con contraste elevado. La posición del objeto de puntero se puede calcular entonces, por ejemplo, por medio de triangulación.

Sistemas interactivos basados en cámara similares se publican, por ejemplo, en los documentos WO 02/03316 A1, EP 1420335 A1 y DE 10163648 A1. Estos documentos enseñan la utilización de una unidad de registro con al menos dos cámaras con campos de visión que se solapan entre sí, que comprenden una superficie de contacto delimitada por un marco. La presencia de un objeto de puntero sobre o en la proximidad de la superficie de contacto es detectada a través de análisis de las diferencias entre dos imágenes sucesivas de la superficie de contacto. Cuando está presente un objeto de puntero, se procesan los datos registrados de la imagen, de tal manera que solamente son evaluadas diferencias seleccionadas de la imagen.

Los sistemas interactivos basados en cámara conocidos implican el problema de que las imágenes registradas por la unidad de registro son frecuencia están falsificadas por luz de otros objetos, por ejemplo luz que incide directamente, luz dispersa o luz reflejada desde el entorno. La luz que procede de tales fuentes externas tiene con frecuencia una intensidad más elevada que la luz que procede del objeto de puntero. Puesto que el control de la cámara se ajusta, en general, a la intensidad máxima, con frecuencia se dificulta o se imposibilita la detección del objeto de puntero. Además, la imagen registrada es con frecuencia muy sensible con respecto a modificaciones o iluminación ambiental, por ejemplo entre el día y la noche. Estas circunstancias conducen a errores en la determinación de la posición del objeto de puntero.

Para reducir estos errores, se puede emplear una iluminación infrarroja adicional para la iluminación de la zona delante de la superficie de contacto junto con cámaras sensibles a luz infrarroja correspondientes. El contraste se puede mejorar todavía más a través de las superficies reflectantes mencionadas anteriormente. El objeto de puntero iluminado se puede detectar entonces con contraste elevado. Sin embargo, el sistema es de esta manera más complejo y costoso.

Otro problema se plantea con ventanas de observación de doble cristal entre el usuario y la pantalla. Se puede reflejar luz entre los cristales de la ventana, que puede llegar a la unidad de registro y falsificar la imagen registrada y de esta manera dificultar o imposibilitar la determinación de la posición del objeto de puntero.

**(Ver fórmula)**

Por lo tanto, un cometido de la invención es indicar una disposición de interacción mejorada para la interacción entre una pantalla y un objeto de puntero.

El cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de una disposición de interacción con las características de la reivindicación 1.

Los desarrollos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Una disposición de interacción de acuerdo con la invención para la interacción entre al menos una pantalla dispuesta detrás de un cristal transparente y al menos un objeto de puntero que se encuentra delante del cristal, comprende al menos dos cámaras dispuestas detrás del cristal, cuyos ejes ópticos están alineados esencialmente perpendiculares al cristal. A cada una de las cámaras está asociada una unidad de desviación, por medio de la cual se puede desviar una trayectoria óptica desde una zona de interacción en la proximidad y delante del cristal hacia la cámara. Una unidad de cálculo conectada con cada una de las cámaras sirve para la determinación de una posición del objeto de puntero que está guiado para ser visible por al menos dos de las cámaras. La zona de interacción es iluminada estroboscópicamente con luz infrarroja. Las cámaras son sensibles a la luz infrarroja y son sincronizadas con la iluminación estroboscópica. La iluminación infrarroja no se perceptible para personas que se encuentran delante del cristal transparente, pero con una cámara de sensibilidad correspondiente mejora el contraste de los registros. Las cámaras digitales habituales son, en general, por sí, sensibles a la luz infrarroja. Pero su sensibilidad a la luz infrarroja se perjudica la mayoría de las veces por filtros de luz infrarroja correspondientes. Para la presente aplicación, se puede prescindir de este filtro, de manera que se producen para la cámara unos costes más bien reducidos. En la iluminación estroboscópica y en la sincronización de las cámaras a la iluminación estroboscópica es ventajoso que se excluye en gran medida una influencia de una iluminación ambiental variable sobre el registro, en particular en caso de radiación solar fuerte, que presenta porciones infrarrojas altas. Cono en el caso de una toma de un rayo con una cámara de fotos, en el momento de la iluminación se produce una especie de registro momentáneo del objeto de puntero, de manera que no aparecen faltas de nitidez de movimiento y, por consiguiente, el objeto de puntero se puede identificar claramente y se puede determinar con exactitud su posición durante el instante del impulso estroboscópico. Por sincronización debe entenderse que la iluminación estroboscópica está en una relación determinada con respecto a los tiempos de cierre de la cámara. No es forzosamente necesaria una simultaneidad. El impulso estroboscópico es especialmente más corto que un tiempo de iluminación de la cámara. La conexión de las cámaras con la unidad... [Seguir leyendo]

1. Disposición de interacción (1) para la interacción entre al menos una pantalla (3) dispuesta detrás de un cristal transparente (2) y al menos un objeto de puntero (4) que se encuentra delante del cristal (2), que comprende al menos dos cámaras (6, 7) dispuestas detrás del cristal (2), en la que a cada una de las cámaras (6, 7) está asociada una unidad de desviación (8, 9), por medio de la cual se puede desviar una trayectoria óptica (10.1) desde una zona de interacción (11) en la proximidad y delante del cristal (2) hacia la cámara (6, 7) y que comprende una unidad de cálculo (12) conectada con cada una de las cámaras (6, 7) para la determinación de una posición del objeto de puntero (4) que está guiado para ser visible por al menos dos de las cámaras (4), caracterizada porque al menos una trayectoria óptica (10.3) se puede desviar desde una zona de residencia (15) delante del cristal (2), que está más alejada que la zona de interacción (11) desde el cristal (2), a través de la unidad de desviación (8, 9) o por delante de la unidad de desviación (8, 9) hacia la cámara (6, 7), de manera que una persona (5) que se encuentra en la zona de residencia (15) se encuentra, al menos parcialmente, en una zona de visión de la cámara (6, 7).

2. Disposición de interacción (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos la zona de interacción (11) puede ser iluminada estroboscópicamente con luz infrarroja y las cámaras (6, 7) son sensibles a la luz infrarroja y están sincronizadas con la iluminación estroboscópica.

3. Disposición de interacción (1) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque para la iluminación estroboscópica está prevista luz infrarroja en la zona infrarroja próxima.

4. Disposición de interacción (1) de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque para cada una de las cámaras (6, 7) está previsto un filtro de transmisión infrarroja.

5. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la posición del objeto de puntero (4) se puede calcular por medio de triangulación.

6. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cámaras (6, 7) están sincronizadas entre sí.

7. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de desviación (8, 9) está configurada como divisor del haz.

8. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está prevista una detección óptica del objeto de puntero (4) por medio de detección de muestras en la unidad de cálculo (12).

9. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como propiedad se puede cuantificar la estatura de la persona.

10. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está prevista una detección óptica de la cara de una persona (5) en la unidad de cálculo (12), de manera que, dado el caso, como propiedad se puede cuantificar la edad de una persona (5) con la ayuda de la cara y/o de la estatura, y en la que con preferencia se puede detectar como propiedad el sexo de la persona (5) con la ayuda de la cara y/o de la estatura.

11. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque como propiedad se puede detectar unas gafas usadas por la persona (5).

12. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque se puede detectar una dirección de la visión de los ojos de la persona (5) con respecto a la pantalla (12).

13. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada parqueen función del comportamiento del objeto de puntero (4) y/o de la persona (5) y/o de las propiedades determinadas de la persona (5) se pueden modificar contenidos representados en la pantalla (12).

14. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque se puede visualizar un cambio de la persona (5) sobre la pantalla, siendo representable el cambio con preferencia en simetría de imagen.

15. Disposición de interacción (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están previstos medios de blindaje, a través de los cuales se pueden suprimir trayectorias ópticas no deseables hacia la cámara (6, 7).