Método y aparato táctil en base a cámara.

Un método que comprende:

la adquisición de primeras y segundas imágenes de una superficie táctil desdediferentes localizaciones utilizando cámaras con puntos de visión superpuestoscaracterizado por;



la sustracción de dichas primeras y segundas imágenes de las imágenes de basepara formar primeras y segundas imágenes de diferencia;el procesamiento de cada una de dichas primeras y segundas imágenes dediferencia para determinar si una región de interés dentro de la imagen dediferencia incluyendo la existencia de un puntero en ellas, dicha región de interésestando basada en intensidades de píxeles por encima de un nivel de umbral;para cada región de interés, la creación de una máscara de píxeles de la regiónde interés para separar píxeles que representan el puntero de los píxeles querepresentan la base;

la determinación de una posición del puntero relativa a la superficie táctil basadaen la información del puntero calculada desde las regiones de interés; yel control de una aplicación basada en la posición determinada del puntero

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10012779.

Solicitante: SMART TECHNOLOGIES ULC.

Nacionalidad solicitante: Canadá.

Dirección: 3636 Research Road NW Calgary, Alberta T2L 1Y1 CANADA.

Inventor/es: HOLMGREN,DAVID, MORRISON,GERALD D.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06F3/042 SECCION G — FISICA.G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06F TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores en los que una parte del cálculo se efectúa hidráulica o neumáticamente G06D, ópticamente G06E; sistemas de computadores basados en modelos de cálculo específicos G06N). › G06F 3/00 Disposiciones de entrada para la transferencia de datos destinados a ser procesados en una forma utilizable por el computador; Disposiciones de salida para la transferencia de datos desde la unidad de procesamiento a la unidad de salida, p. ej. disposiciones de interfaz. › mediante medios opto-electrónicos.

PDF original: ES-2396587_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

MÉTODO Y APARATO TÁCTIL EN BASE A CÁMARA DESCRIPCIÓN CAMPO TÉCNICO [0001] La presente invención se refiere en general a sistemas táctiles y en particular a un sistema táctil en base a cámara.

TÉCNICA ANTECEDENTE [0002] Los sistemas táctiles son bien conocidos en la técnica e incluyen típicamente una pantalla táctil que tiene una superficie táctil sobre la que se realizan contactos usando un puntero para generar una entrada de usuario. Se detectan los contactos del puntero con la superficie táctil y se usan para generar la correspondiente salida dependiendo de las áreas de la superficie táctil donde se realicen los contactos. Hay básicamente dos tipos generales de sistemas táctiles disponibles y se pueden clasificar globalmente como sistemas táctiles “activos” y sistemas táctiles “pasivos”. [0003] Los sistemas táctiles activos permiten al usuario generar entradas de usuario mediante el contacto de la superficie táctil con un puntero especial que requiere normalmente alguna forma de fuente de alimentación integrada, típicamente baterías. El puntero especial emite señales tales como luz infrarroja, luz visible, frecuencias ultrasónicas, frecuencias electromagnéticas, etc. que activan la superficie táctil. [0004] Los sistemas táctiles pasivos permiten al usuario generar entradas de usuario mediante el contacto de la superficie táctil con un puntero pasivo y no requieren el uso de un puntero especial para activar la superficie táctil. Un puntero pasivo puede ser un dedo, un cilindro de algún material o cualquier objeto adecuado que se pueda usar para hacer contacto con alguna área predeterminada de interés sobre la superficie táctil. [0005] Los sistemas táctiles pasivos proporcionan ventajas sobre los sistemas táctiles activos porque se puede usar cualquier dispositivo señalador, incluyendo un dedo del usuario, como un puntero para hacer contacto con la superficie táctil. Como resultado, se puede generar fácilmente la entrada del usuario. También, dado que en los sistemas táctiles pasivos no son necesarios los punteros activos especiales, no son preocupantes para los usuarios los niveles de carga de la batería y/o el daño del puntero, el robo o la pérdida del puntero. [0006] Los sistemas táctiles pasivos tienen un número de aplicaciones que se refieren al funcionamiento de pantallas de ordenadores y de video. Por ejemplo, en una aplicación interactiva como se desvela en la Patente de Estados Unidos Nº 5.448.263 de Martin, cedida al cesionario de la presente invención, un sistema táctil pasivo se acopla a un ordenador y se presenta la pantalla del ordenador sobre la superficie táctil de la pantalla táctil. Las coordenadas que representan localizaciones específicas de la superficie táctil se mapean en la pantalla del ordenador. Cuando un usuario hace contacto con la superficie táctil, las coordenadas de la posición de contacto se realimentan al ordenador y se mapean en la pantalla del ordenador permitiendo de este modo al usuario operar el ordenador de una manera similar al uso de un ratón de ordenador simplemente mediante el contacto con la superficie táctil. Adicionalmente, las coordenadas realimentadas al ordenador se puedan registrar en una aplicación y volver a representar en un momento posterior. El registro de las coordenadas de contacto se realiza típicamente cuando se desea registrar información escrita o dibujada por el usuario sobre la superficie táctil. [0007] La resolución de una pantalla táctil pasiva determina si el sistema táctil es adecuado para el registro de información escrita o dibujada sobre la pantalla táctil o solamente útil para la selección de áreas sobre la pantalla táctil mapeadas a regiones en la pantalla del ordenador o video para manipular la pantalla del ordenador o del video. La resolución se mide típicamente en puntos por pulgada (DPI) . Los DPI se relacionan con el tamaño de la pantalla táctil y la capacidad de muestreo del hardware y software del sistema táctil usado para detectar los contactos sobre la superficie táctil. [0008] Las pantallas táctiles pasivas de baja resolución sólo tienen suficientes DPI para detectar contactos sobre la superficie táctil dentro de un grupo grande de los píxeles visualizados por la pantalla del ordenador o video. Por lo tanto, estas pantallas táctiles pasivas de baja resolución son útiles solamente para la manipulación de la pantalla del ordenador o del video. [0009] Por otro lado, las pantallas táctiles pasivas de alta resolución tienen suficientes DPI para detectar contactos que son proporcionales a un número pequeño de píxeles o subpíxeles de la pantalla del ordenador o del video. Sin embargo, un requisito de las pantallas táctiles de alta resolución es la capacidad para detectar cuando el puntero está en contacto con la superficie táctil. Esto es necesario para la escritura, dibujo, operaciones de clic de ratón, etc. Sin la capacidad de detectar el contacto del puntero con la pantalla táctil, la escritura y dibujo sería una operación continua y los clics del ratón no serían posibles haciendo la manipulación de la pantalla del ordenador virtualmente imposible. Un requisito secundario es la capacidad para detectar cuando el puntero se está “moviendo por encima” de la superficie táctil. Aunque no se requiere para la escritura o dibujo, los sistemas operativos de los ordenadores actuales están utilizando crecientemente la información de movimiento por encima para manipular las pantallas del ordenador o video o los cuadros emergentes de información. [0010] Las pantallas táctiles pasivas son típicamente o bien de tipo resistivo analógico, del tipo de onda acústica superficial (SAW) o del tipo capacitivo. Desafortunadamente, estas pantallas táctiles sufren de un número de problemas o inconvenientes como se describirá. [0011] Las pantallas táctiles resistivas analógicas típicamente tienen una alta resolución. Dependiendo de la complejidad del sistema táctil, la resolución de la pantalla táctil puede producir 4096x4096 DPI o mayor. Las pantallas táctiles resistivas analógicas se construyen usando dos hojas flexibles que se recubren con un material resistivo y se dispone como un sandwich. Las hojas no se ponen en contacto entre sí hasta que se realiza un contacto. Las hojas se mantienen separadas típicamente por micro puntos de aislamiento o mediante un espacio de aire de aislamiento. Las hojas se construyen de ITO, que es principalmente transparente. Por ello, la pantalla táctil introduce alguna distorsión de imagen aunque muy pequeño paralaje. [0012] Durante la operación de una pantalla táctil pasiva resistiva analógica, se aplica un gradiente de tensión uniforme en una dirección a lo largo de una primera de las hojas. La segunda hoja mide la tensión a lo largo de la primera hoja cuando las dos hojas contactan entre sí como resultado de un contacto realizado sobre la superficie táctil. Dado que el gradiente de tensión en la primera hoja se puede traducir en una distancia a lo largo de la primera hoja, la tensión medida es proporcional a la posición del contacto sobre la superficie táctil. Cuando se adquiere una coordenada de contacto sobre la primera hoja, el gradiente de tensión uniforme se aplica entonces a la segunda hoja y la primera hoja mide la tensión a lo largo de la segunda hoja. El gradiente de tensión de la segunda hoja es proporcional a la distancia a lo largo de la segunda hoja. Estas dos coordenadas de contacto representan la posición X-Y de contacto sobre la superficie táctil en un sistema de coordenadas cartesianas. [0013] Desafortunadamente, dado que se requiere presión mecánica para poner ambas hojas en contacto, las pantallas táctiles resistivas analógicas sólo pueden detectar el contacto cuando hay una presión suficiente para poner las dos hojas juntas. Las pantallas táctiles pasivas resistivas analógicas tampoco pueden detectar cuando un puntero se está moviendo por encima de la superficie táctil. Por tanto, en el caso de las pantallas táctiles resistivas analógicas los eventos de contacto y las posiciones sólo se pueden detectar cuando se realizan contactos reales con la superficie táctil. [0014] Las pantallas táctiles de onda acústica superficial (SAW) proporcionan típicamente una resolución media y no son adecuadas para el registro de buena calidad de escritura. Las pantallas táctiles SAW emplean transductores sobre los bordes de una superficie de vidrio para hacer vibrar el vidrio y producir ondas acústicas que ondean sobre la superficie de vidrio. Cuando se realizan contactos sobre la superficie del vidrio, las ondas acústicas se reflejan hacia atrás y se determina la posición de contacto a partir de la marca de las ondas acústicas reflejadas. [0015] Desafortunadamente, las pantallas táctiles SAW presentan un notable paralaje... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método que comprende: la adquisición de primeras y segundas imágenes de una superficie táctil desde diferentes localizaciones utilizando cámaras con puntos de visión superpuestos caracterizado por; la sustracción de dichas primeras y segundas imágenes de las imágenes de base para formar primeras y segundas imágenes de diferencia; el procesamiento de cada una de dichas primeras y segundas imágenes de diferencia para determinar si una región de interés dentro de la imagen de diferencia incluyendo la existencia de un puntero en ellas, dicha región de interés estando basada en intensidades de píxeles por encima de un nivel de umbral; para cada región de interés, la creación de una máscara de píxeles de la región de interés para separar píxeles que representan el puntero de los píxeles que representan la base; la determinación de una posición del puntero relativa a la superficie táctil basada en la información del puntero calculada desde las regiones de interés; y el control de una aplicación basada en la posición determinada del puntero.

2. El método de la reivindicación 1, en el que las primeras y segundas imágenes se capturan con primeras y segundas cámaras que miran en general a través de la superficie táctil.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 2, comprendiendo también la determinación de la velocidad del puntero o del ángulo del puntero, en el que la aplicación también se controla basada en la velocidad de puntero o el ángulo de puntero determinados.

4. El método de la reivindicación 2, comprendiendo también la determinación de si el puntero se está moviendo por encima de o en contacto con la superficie táctil.

5. Un aparato comprendiendo: cámaras con campos de visión que se solapan configurados para adquirir primeras o segundas imágenes de una superficie táctil (10) desde diferentes localizaciones; caracterizado por al menos un procesador (54, 56) configurado para: sustraer dichas primeras y segundas imágenes de las imágenes de base para formar primeras y segundas imágenes de diferencia; procesar cada una de dichas primeras y segundas imágenes de diferencia para determinar si existe una región de interés dentro de la imagen de diferencia incluyendo un puntero, dicha región de interés estando basada en intensidades de

píxeles por encima de un nivel de umbral; para cada región de interés, crear una máscara de píxeles de la región de interés para separar los píxeles que representan el puntero de los píxeles que representan la base; determinar una posición del puntero relativa a la superficie táctil basada en la información del puntero calculada de las regiones de interés; y controlar la aplicación basada en una posición determinada del puntero.


 

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