Sistema de ingreso interactivo y método.

Un sistema táctil (50) que comprende:

una superficie táctil (60) en la cual una imagen es visible;

ensamblajes de imágenes (70) cerca de la periferia de dicha superficie táctil(60), teniendo dichos ensamblajes de imágenes campos de visión al menosparcialmente superpuestos que abarcan dicha superficie táctil; y

una estructura de procesamiento (54) que procesa datos generados mediantelos ensamblajes de imágenes (70) para determinar la ubicación de al menosun puntero con relación a la superficie táctil (60),

caracterizados porque cada ensamblaje de imágenes (70) comprende almenos dos dispositivos de imágenes (72, 74) que adquieren datos deimágenes, teniendo cada dispositivo de imágenes una longitud focal diferente;y cada ensamblaje de imágenes (70) genera datos del puntero usando losdatos de imágenes adquiridos mediante solamente uno de los dispositivos deimágenes de los mismos.

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un sistema de ingreso interactivo o táctil y método.

Antecedentes de la invención [0002] Los sistemas táctiles son bien conocidos en la técnica y normalmente incluyen una pantalla o panel táctil que tiene una superficie táctil con la cual se hace contacto mediante el uso de un puntero para generar un ingreso del usuario. Los contactos del puntero con la superficie táctil se detectan y se utilizan para generar las salidas correspondientes dependiendo de las áreas de la superficie táctil donde hace contacto. Los sistemas táctiles comunes utilizan visión analógica resistiva, electromagnética, capacitiva, acústica o del ordenador para identificar las interacciones del puntero con la superficie táctil. [0003] Por ejemplo, la Solicitud PCT Internacional No. PCT/CA01/00980 presentada el 5 de julio de 2001 y publicada con el No. WO 02/03316 el 10 de enero de 2002,

cedida a SMART Technologies Inc., cesionario de la presente solicitud, divulga un sistema táctil basado en cámaras que comprende una pantalla táctil que define una superficie táctil con la cual se presenta una imagen generada por el ordenador. Dependiendo de la aplicación, puede usarse un dispositivo de proyección frontal o trasero para proyectar la imagen que es visible en la superficie táctil. Un bisel o cuadro rectangular rodea la superficie táctil y soporta las cámaras digitales gran angulares. Las cámaras digitales tienen campos de visión superpuestos que abarcan y miran generalmente hacia la superficie táctil completa desde diferentes puntos de vista. Las cámaras digitales adquieren imágenes que miran hacia la superficie táctil y generan datos de imágenes. Los datos de imágenes adquiridos mediante cámaras digitales se procesan por medio de procesadores digitales de señales para determinar si existe un puntero en los datos de imágenes capturados. Cuando se determina que existe un puntero en los datos de imágenes capturados, los procesadores digitales de señales trasmiten los datos característicos del puntero a un controlador maestro, el cual, a su vez, procesa los datos característicos del puntero para determinar la ubicación del puntero en las coordenadas (x, y) con relación a la superficie táctil usando una triangulación. Los datos de coordenadas del puntero se transmiten a un ordenador ejecutando uno o más programas de aplicación. El ordenador usa los datos de coordenadas del puntero para actualizar la imagen generada por el ordenador que se presenta en la superficie táctil. Los contactos del puntero en la superficie táctil pueden por lo tanto grabarse como escritura o dibujo o usarse para controlar la ejecución de programas de aplicación ejecutados por el ordenador. [0004] En muchos entornos, tal como en instituciones de enseñanza, se desean sistemas táctiles a gran escala para realizar exposiciones visibles a grupos grandes. Para satisfacer esta necesidad, se ha desarrollado un sistema táctil a gran escala como se divulgó en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de serie 10/750.219 de Hill et al. y cedida a SMART Technologies Inc., cesionario de la presente solicitud. Este sistema táctil a gran escala incluye un panel táctil que tiene una pluralidad de sub-regiones de ingreso. Las sub-regiones de ingreso se superponen para definir una superficie de ingreso generalmente contigua. Cada subregión de ingreso de coordenadas comprende un grupo de cámaras digitales gran angulares que tienen diferentes puntos de vista que miran hacia una porción asociada de la superficie de ingreso. Cada sub-región de ingreso procesa los datos de imágenes capturados mediante las cámaras digitales y genera datos de coordenadas del puntero en respuesta a los contactos del puntero en la porción asociada de la superficie de ingreso. Los datos de coordenadas del puntero se procesan para actualizar los datos de imágenes que se presentan en la superficie de ingreso. Cuando se establece un contacto del puntero en una sub-región de ingreso de coordenadas que no se superpone con una sub-región de ingreso de coordenadas adyacente, la sub-región de ingreso de coordenadas procesa las imágenes adquiridas para obtener datos del puntero y triangula la posición del puntero usando los datos del

puntero obtenidos para determinar de este modo la posición del contacto del puntero relativo a la superficie de ingreso. Cuando se establece un contacto del puntero en una sub-región de ingreso de coordenadas que se superpone con una sub-región de ingreso de coordenadas adyacente, cada sub-región de ingreso de coordenadas superpuesta procesa las imágenes adquiridas para obtener datos del puntero y

triangula la posición del puntero usando los datos del puntero obtenidos. Después de eso, las posiciones trianguladas generadas mediante las sub-regiones de ingreso de coordenadas superpuestas se procesan de acuerdo con la lógica definida para determinar de este modo la posición del contacto del puntero con relación a la superficie de ingreso.

Aunque los sistemas táctiles anteriores funcionan extremadamente bien, surgen problemas de resolución puesto que el tamaño de la superficie táctil aumenta.

Normalmente las cámaras con campos de visión muy amplios se emplean de modo que cada cámara ve la superficie táctil completa. Sin embargo, cuando un puntero se pone en contacto con la superficie táctil en una ubicación que está lejos de una o más de las cámaras, el puntero puede parecer muy pequeño para aquellas cámaras. De hecho, para las cámaras, el puntero puede parecer de solamente (1) o dos (2) píxeles de ancho haciendo que la detección del puntero sea difícil y poco fiable. Como se apreciará, existe una necesidad de mejorar la detección del puntero especialmente en sistemas táctiles que tienen superficies táctiles muy grandes. [0006] Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un novedoso sistema de ingreso interactivo y método.

Compendio de la invención [0007] Por consiguiente, en un aspecto se proporciona un sistema de ingreso 15 interactivo que comprende:

dispositivos de imágenes con diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión al menos parcialmente superpuestos que abarcan una región de interés, teniendo al menos dos de dichos dispositivos de imágenes diferentes longitudes focales; y una estructura de procesamiento que procesa datos de imágenes adquiridos mediante los dispositivos de imágenes para detectar la existencia de un puntero y determinar la ubicación del puntero dentro de la región de interés.

En una realización, al menos algunos de los dispositivos de imágenes están dispuestos en pares. Un dispositivo de imágenes de cada par tiene un campo de visión amplio y el otro dispositivo de imágenes de cada par tiene un campo de visión estrecho. El campo de visión amplio abarca completamente el campo de visión estrecho. Los dispositivos de imágenes de cada par pueden estar apilados verticalmente o dispuestos uno al lado del otro. [0009] En una realización, una superficie táctil está asociada con la región de interés. Los pares de dispositivos de imágenes están posicionados adyacentes a las esquinas de la superficie táctil. Los dispositivos de imágenes de cada par generalmente miran hacia la superficie táctil. Para cada par de dispositivos de imágenes, la estructura de procesamiento procesa datos de imágenes adquiridos mediante cada dispositivo de imágenes del par para determinar si se cree que existe un puntero en los datos de imágenes con un nivel de confianza deseado y además procesa los datos de imágenes para determinar la ubicación del puntero. El nivel de confianza deseado es la existencia de un puntero más allá de un tamaño umbral. La estructura de procesamiento procesa los datos de imágenes adquiridos mediante los dispositivos de imágenes de cada par para verificar al menos la existencia de un puntero y la ubicación del puntero. [0010] De acuerdo con otro aspecto se proporciona un sistema táctil que comprende:

una superficie táctil en la cual una imagen es visible;

ensamblajes de imágenes cerca de la periferia de dicha superficie táctil, teniendo dichos ensamblajes de imágenes campos de visión al menos parcialmente superpuestos que abarcan dicha superficie táctil, comprendiendo cada ensamblaje de imágenes al menos dos dispositivos de imágenes, teniendo cada dispositivo de imágenes diferentes longitudes focales; y

una estructura de procesamiento que procesa datos generados mediante los ensamblajes de imágenes para determinar la ubicación de al menos un puntero con relación a la superficie táctil.

De acuerdo con otro aspecto adicional se proporciona un sistema de ingreso 20 interactivo que comprende:

ensamblajes de... [Seguir leyendo]

1. Un sistema táctil (50) que comprende:

una superficie táctil (60) en la cual una imagen es visible; ensamblajes de imágenes (70) cerca de la periferia de dicha superficie táctil (60) , teniendo dichos ensamblajes de imágenes campos de visión al menos parcialmente superpuestos que abarcan dicha superficie táctil; y una estructura de procesamiento (54) que procesa datos generados mediante los ensamblajes de imágenes (70) para determinar la ubicación de al menos un puntero con relación a la superficie táctil (60) , caracterizados porque cada ensamblaje de imágenes (70) comprende al menos dos dispositivos de imágenes (72, 74) que adquieren datos de imágenes, teniendo cada dispositivo de imágenes una longitud focal diferente;

y cada ensamblaje de imágenes (70) genera datos del puntero usando los datos de imágenes adquiridos mediante solamente uno de los dispositivos de imágenes de los mismos.

2. Un sistema táctil de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un dispositivo de imágenes (72) de cada ensamblaje de imágenes (70) tiene un campo de visión amplio que generalmente abarca la superficie táctil completa (60) y el otro dispositivo de imágenes (74) de cada ensamblaje de imágenes (70) tiene un campo de visión estrecho, preferiblemente estando los dispositivos de imágenes de cada ensamblaje de imágenes apilados verticalmente y uno al lado del otro.

3. Un sistema táctil de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde cada ensamblaje de imágenes (70) procesa datos de imágenes adquiridos para detectar la existencia de un puntero, utilizándose los datos de imágenes adquiridos mediante el dispositivo de imágenes de cada ensamblaje de imágenes (70) que mejor ve el

puntero para generar los datos del puntero que se procesan mediante dicha estructura de procesamiento (54) .

4. Un sistema táctil de acuerdo con la reivindicación 3, en donde los dispositivos de imágenes de cada ensamblaje de imágenes (70) usan los datos de imágenes 35 adquiridos de este modo para verificar la existencia del puntero.

5. Un sistema táctil de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha superficie táctil (60) es rectangular y en donde los ensamblajes de imágenes (70) están posicionados en las esquinas de dicha superficie táctil.

6. Un sistema de ingreso interactivo (50) que comprende:

ensamblajes de cámaras (70) con diferentes puntos de vista y que tienen campos de visión que abarcan una región de interés; y

estructura de procesamiento (70) que procesa datos de imágenes adquiridos mediante dichos ensamblajes de cámaras para detectar uno o más punteros en dicha región de interés, caracterizados porque cada ensamblaje de cámaras (70) comprende al menos dos sensores de imágenes (72, 74) que adquieren datos de imágenes con los sensores de imágenes que tienen diferentes longitudes focales; y los datos de imágenes adquiridos mediante solamente uno de los sensores de imágenes de cada ensamblaje de cámaras (70) se usan para determinar la ubicación de cada puntero en dicha región de interés.

7. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde para cada ensamblaje de cámaras (70) , dicha estructura de procesamiento procesa los datos de imágenes adquiridos mediante cada sensor de imágenes (72, 74) de los mismos para determinar si se cree que existe un puntero en los datos de imágenes con un nivel de confianza deseado, y además procesa los datos de imágenes para obtener datos característicos del puntero usados para determinar la ubicación del puntero.

8. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicha estructura de procesamiento procesa los datos de imágenes adquiridos mediante los sensores de imágenes (72, 74) para verificar al menos la existencia de un puntero y la ubicación del puntero.

9. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde cada ensamblaje de cámaras (70) comprende un par 35 de sensores de imágenes (72, 74) , un sensor de imágenes (72) de cada par que tiene un campo de visión amplio y el otro sensor de imágenes (74) de cada par que tiene un campo de visión estrecho.

10. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 que comprende además una superficie táctil (60) asociada con dicha región de interés.

11. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho nivel de confianza deseado es la existencia de un puntero en datos de imágenes capturados que tienen un tamaño mayor que un tamaño umbral.

12. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 10 en donde los ensamblajes de cámaras (70) se posicionan adyacentes a las esquinas de la superficie táctil (60) , mirando los sensores de imágenes (72, 74) de cada ensamblaje de cámaras (70) hacia dicha superficie táctil.

13. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el campo de visión amplio abarca completamente o parcialmente el campo de 20 visión estrecho.

14. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el campo de visión amplio es equivalente a aproximadamente 95 grados y el campo de visión estrecho está en el rango de aproximadamente 30 grados a 60

grados.

15. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el sensor de imágenes (74) de cada ensamblaje de cámaras (70) que tiene un campo de visión estrecho es más apropiado para detectar punteros distantes del

ensamblaje de cámaras y en donde el sensor de imágenes (72) de cada ensamblaje de cámaras (70) que tiene un campo de visión amplio es más apropiado para detectar punteros próximos al ensamblaje de cámaras.

16. Un sistema de ingreso interactivo de acuerdo con la reivindicación 10 en donde un ordenador (56) actualiza los datos de imágenes que se presentan en la superficie táctil (60) en respuesta a la ubicación determinada de cada puntero.