便携的交互式白板模块制造技术

本发明专利技术提供一种用于在用户可定义区域中确定接触点位置的系统。该系统包括多个模块。在设置阶段，用户对每个模块进行定位，以定义区域的边缘点。示例性地，一个模块包括用于检测该模块和另一模块之间的校准的装置、用于测量模块间距的装置、以及用于进行无线数据通信的装置。具体地，校准的检测和模块间距的测量都配置为在无须将两个模块物理地连接在一起的情况下进行。因此，该模块相对于另一模块的几何坐标是在无须物理地连接这两个模块的情况下确定的。该系统因此能够被紧凑地包装以便移动，从而使包含有这样系统的便携的交互式白板系统显示出高便携性的优点。

【技术实现步骤摘要】
便携的交互式白板模块
本专利技术涉及一种用于构建便携的交互式白板的模块，该白板具有尺寸小的优点，提高了便携性。
技术介绍
交互式白板通常是一个尺寸从32英寸到144英寸的用于用户交互的板，因此交互式白板的组件(package)在运输时非常庞大而沉重。交互式白板系统包含白板和交互式白板模块。要想使交互式白板系统便于携带，需要交互式白板模块在运输过程中包装起来以后尺寸小且重量轻。在现有技术中，可以实现但不限于大的实物板。也可以选择例如普通白板、墙壁、玻璃窗、桌子等平面当作板。投影机用于将内容图像投射到平面上。传感单元感测对象在平面上的接触动作，以发现接触点的坐标，该坐标用于更新内容图像，从而达到与用户的交互。US2013/0070089和US2013/0141389的公开内容中采用了这种方法。在US2013/0070089中，传感单元具有两个固定的图像传感器，并且这两个图像传感器通过控制设备校准。由于控制设备的存在，使这个传感单元庞大而沉重。在US2013/0141389中，传感单元包括两个摄像设备，为了确保这两个摄像设备在同一平面上，通过弦(chord)将其连接。弦的存在使得传感单元很难被包装为小尺寸。需要一种交互式白板模块或包含这种模块的传感单元，以便在包装时，基于这种模块或单元的交互式白板系统形成小的尺寸。
技术实现思路
首先，本专利技术提供了一种用于在用户可定义区域上确定接触点位置的系统。该系统包括多个模块。将单个模块配置为可由用户移动，以便在设置阶段，用户定义区域的边缘点。整体上，该单个模块包括用于检测该单个模块和另一单个模块之间的校准的装置、进行无线数据通信的装置、以及用于测量该单个模块和所述另一单个模块之间的模块间距的装置。具体地，检测校准和测量模块间距都配置为在无须将两个模块物理地连接在一起的情况下进行。因此，该单个模块相对于所述另一单个模块的几何坐标是可在无须物理地连接该单个模块和所述另一单个模块的情况下确定的。因此，该系统允许为了移动而被紧凑地包装，显示出高便携性的优点。该单个模块可以进一步包括用于在无须物理地连接两个模块的情况下确定该单个模块和所述另一单个模块之间相对方位的装置。在一个实施例中，校准检测装置包括用于产生实质上定向的探测光束的光发射器、用于检测从第一模块发出的探测光束的光检测器、以及用于当检测到从所述第一模块发出的探测光束时向用户提供指示的指示器。可选择地，光发射器是激光生成设备。指示器可以是发光二极管或蜂鸣器。通过使用多个模块定义多个边缘点，可以将区域配置为具有任意形状，例如多边形。当区域是位于实质上平的表面上的区域时，可以使用本专利技术。此外，本专利技术可以扩展到当区域是三维接触操作空间时的应用场景。其次，本专利技术提供一种用于形成系统的一部分的设备，该系统用于在用户可定义区域中确定接触点的位置，其中，该系统包括多个模块，每个模块是该设备的一个复制品。该设备包括可重新配置的光学硬件单元，以进行检测校准、测量模块间距、以及进行无线数据通信。为了实现这三个功能，光学硬件单元包括光发射器和光检测器。下面，通过具体实施方式说明本专利技术的其他方面。附图说明图1示例性地描绘了用于在实质上平的表面中的用户可定义区域上确定接触点位置的系统，其中两个物理上不连接的模块用于定义该区域并且确定接触点位置。图2示例性地描绘了用于图1的系统中的两个模块的示意图。图3描绘了为了实现具有任意形状的用户可定义区域而使用多个模块的两个示例。图4描绘了使用回归反射器(retro-reflector)、通过增加由回归反射器反射的光的强度来辅助确定接触点位置，并且示出了根据一个实施例的回归反射器的两种设计。图5描绘了根据一个实施例的用于在三维接触操作空间中确定接触点的三维位置的系统。图6描绘了根据一个实施例的用于定义三维接触操作空间的多个模块的布置。具体实施方式本专利技术的一个方面是提供用于在用户可定义区域中确定接触点的系统。当区域是在实质上平的表面上的区域时，可以使用本专利技术，并且，本专利技术可以扩展到当区域是三维接触操作空间时的应用场景。该系统可用于构建便携的交互式白板系统。该系统通过多个用于定义区域边缘点的模块来实现。本专利技术是基于专利技术人的如下观测结果而研发的，当为了移动而包装时，如果模块在物理上是连接的，则不可能减小系统(或最终的便携的交互式白板系统)的尺寸。因此，这里公开的用于系统的模块在物理上是不连接的。本专利技术提供具有这种特性的模块。图1示例性地描绘了接触点位置确定系统，其中，使用了两个物理上不连接的模块。设想用户想要在实质上平的表面105上定义用户可定义区域110。还期望的是，对象120按压在区域110上产生的接触点125的坐标能够通过该系统确定。尽管图1所示的对象120是一只手，但是对象120也可以是任何定点设备，如铅笔和红外(IR)笔，后者能够发出红外辐射，以辅助系统定位接触点125。该系统包括第一模块130和第二模块140，将这两个模块配置为可在表面105上移动，从而用户能够将这两个模块130、140定位在表面105的任意两个位置上。此外，两个模块130、140可通过非接触通信连接150通信。在设置阶段，用户通过选择区域110的第一边缘点115和第二边缘点116并且分别将第一模块130和第二模块140定位于其上，来定义区域110的边界111。设置两个边缘点115、116后，通过模块130、140中每个模块的感测范围确定边界111。定义区域110后，测量模块间距160，即，两个模块130、140之间的距离。由此可确定第一模块130相对于第二模块140的几何坐标。将这个几何坐标作为参照，可以通过多种方法得到接触点125的位置。例如，这样的方法可以在序列号为13/929,756、2013年6月27日提交的美国专利申请和专利号为102,073,418、2010年1月23日授权的中国专利中找到，在此通过引用的方式将它们每个的内容整体合并于此。可选地，也可以确定第一模块130和第二模块140之间的方位。该方位表明了第一模块130指向第二模块140的方向。该方位通常由体现上述方向的向量表示，或更实际地，由图1所示的角度161表示。在图2的示例中，虽然在确定第一模块130相对于第二模块140的几何坐标时不需要角度161，但是在某些情况中是需要的。例如，当用户可定义区域是如图3所示的任意多边形时，在确定一个模块相对于另一模块的几何坐标时，需要方位的值。用户定位两个模块130、140以定义两个边缘点115、116后，两个模块130、140需要相互指向对方，以便有助于测量模块间距160，从而确定第一模块130的相对几何坐标。这里，将两个模块130、140设置为彼此指向对方，被称为“校准”。图2是两个模块130、140的示意图，用以说明在这两个模块130、140之间校准过程。第一模块130和第二模块140分别包括用于检测校准的装置290、295。第一模块130的校准检测装置290包括用于产生实质上定向的探测光束210并且将探测光束210发送至第二模块140的光发射器220。光发射器220可以是激光生成设备，因此探测光束210是在进行校准时有利地使用的激光束。第二模块140的校准检测装置295包括光检测器260，用于检测探测光束210本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在用户可定义区域中确定接触点位置的系统，其特征在于，所述系统包括配置为能够由用户移动的多个模块，以定义所述区域的多个边缘点，单个模块包括：用于测量所述单个模块和另一单个模块之间的模块间距的装置，所述模块间距能够用于确定所述单个模块相对于所述另一单个模块的几何坐标；以及与任意其他模块进行无线数据通信的装置，其使得所述单个模块能够和所述另一单个模块彼此通信，以开始确定所述模块间距；其中，所述模块间距的测量被配置为在无须将所述单个模块和所述另一单个模块物理地连接在一起的情况下进行，从而每个单个模块的几何坐标都是能够在所述多个模块中的任何两个之间无须物理连接的情况下确定的。

【技术特征摘要】
1.一种用于在用户可定义区域中确定接触点的位置的系统，其特征在于，所述系统包括配置为能够由用户移动的多个模块，以定义所述区域的多个边缘点，单个模块包括：光学硬件单元，其包括光发射器和光检测器，该光发射器用于生成实质上定向的探测光束，该光检测器用于检测接收到的探测光束，该光学硬件单元被配置为用于测量所述单个模块和另一单个模块之间的模块间距、确定所述单个模块和所述另一单个模块之间的相对方位、并且与所述另一单个模块进行无线数据通信，其中所述相对方位是所述单个模块指向所述另一单个模块的方向，由此所述模块间距、所述相对方位和无线通信的数据能够用于确定所述单个模块相对于所述另一单个模块的几何坐标；其中，所述模块间距的测量和所述相对方位的确定被配置为在无须将所述单个模块和所述另一单个模块物理地连接在一起的情况下进行，从而每个单个模块的几何坐标都是能够在所述多个模块中的任何两个之间无须物理连接的情况下确定的。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学硬件单元被进一步配置为用于检测所述单个模块和所述另一单个模块之间的校准，所述校准的检测被配置为在无须将所述单个模块和所述另一单个模块物理地连接在一起的情况下进行。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单个模块进一步包括：光学传感单元，用于检测接收的光以便能够将从检测的光得到的信息用于确定所述接触点的位置。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，通过第一模块的所述光发射器生成所述实质上定向的探测光束，使得在所述第一模块和第二模块之间检测校准时所述第一模块能够发送所述探测光束至所述第二模块，其中所述第一模块和所述第二模块选自所述多个模块；由所述第二模块的所述光检测器检测从所述第一模块发出的探测光束，使得所述第二模块能够通过检测从所述第一模块发出并在所述第二模块的光检测器处接收的探测光束的存在来检测所述第一模块和所述第二模块的校准；以及所述光学硬件单元还包括用于当检测到从所述第一模块发射的探测光束时向用户提供指示的指示器，从而通知用户已实现所述第一模块和所述第二模块的校准。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，对于所述第一模块和所述第二模块中的每一个模块，所述光学硬件单元被配置为根据在所述第一模块处发射并在所述第二模块的光检测器处接收的探测光束的飞行时间来测量所述模块间距。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，根据在所述第一模块处发射的探测光束和在所述第二模块的光检测器处接收的探测光束之间的相位差来测量所述飞行时间。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光发射器是激光生成设备。8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述指示器是发光二极管。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户可定义区域是在实质上平的表面上的二维区域，从而所述多个模块被配置为能够在所述表面上移动，其中，所述区域具有任意形状。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户可定义区域是三维接触操作空间。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，每个所述模块被配置为能够三维地移动；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄骏业，黄志坚，朱秀玲，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81