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用于鏡面反射紅外光的投影屏幕的制作方法

文檔序號:11142169閱讀:818來源:國知局
用于鏡面反射紅外光的投影屏幕的制造方法與工藝

許多計算系統(tǒng)包括至少一個顯示器和至少一個輸入設(shè)備。顯示器可以包括例如監(jiān)視器、屏幕等。示例輸入設(shè)備包括鼠標、鍵盤、觸摸板等。某些計算系統(tǒng)包括觸摸敏感的顯示器以既顯示計算系統(tǒng)的輸出又接收物理(例如,觸摸)輸入。

附圖說明

以下詳細描述參考圖,在所述圖中:

圖1是包括分割引擎的示例計算系統(tǒng)的示意性透視圖;

圖2是圖1的示例計算系統(tǒng)的另一示意性透視圖;

圖3是圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;

圖4是圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性前視圖;

圖5是示例操作期間的圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;

圖6是示例操作期間的圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性前視圖;

圖7是圖示了圖像捕捉的示例的圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;

圖8A-B是圖1的示例計算系統(tǒng)的投影屏幕的示意圖;

圖9A-B是圖示了圖像捕捉的示例的圖1的示例計算系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;

圖10是包括分割引擎的圖1的計算系統(tǒng)的示例部分的框圖;

圖11是用以確定分割界限(segmentation boundary)的示例設(shè)備的框圖;以及

圖12是用于確定分割界限的示例方法的流程圖。

具體實施方式

除了上面提及的輸入設(shè)備之外,照相機是用于計算系統(tǒng)的輸入設(shè)備的另一示例。在某些示例中,計算系統(tǒng)可以利用照相機來捕捉視頻或靜止圖像。視頻或靜止圖像可以被存儲或經(jīng)由適當?shù)挠嬎銠C網(wǎng)絡(luò)提供到另一計算系統(tǒng)。在其他示例中,可以分析由照相機捕捉的圖像,并且計算系統(tǒng)可以將圖像的內(nèi)容用作到計算系統(tǒng)的輸入。例如,計算系統(tǒng)可以分析在所捕捉的圖像中表示的對象,并基于在圖像中表示的對象的特性(例如,定位、位置、定向、形狀等)來確定到計算系統(tǒng)的輸入。

在此類示例中,計算系統(tǒng)可以對所捕捉的圖像執(zhí)行過程以提取在所捕捉的圖像中表示的至少一個前景對象的圖像。該過程在本文中可以被稱為“分割”。在某些示例中,此類分割過程的結(jié)果可以是至少與在所捕捉的圖像中表示的背景分離的前景對象的圖像。作為示例,在所捕捉的圖像中表示的背景的至少一部分可以對應(yīng)于諸如投影屏幕之類的表面,用于反射從被通信地耦合到計算系統(tǒng)的投影儀組件投影的(一個或多個)圖像。由投影儀組件投影的(一個或多個)圖像可以包括通過由計算系統(tǒng)執(zhí)行軟件而產(chǎn)生的信息和/或圖像。為了向投影屏幕上提供充分明亮的被投影的圖像,可以利用用于漫射光的材料構(gòu)造屏幕。作為示例,照相機可以被布置在投影屏幕上面并被指向投影屏幕以基于由對象反射的光來捕捉表示被布置在照相機與投影屏幕之間的對象的圖像。

在某些示例中,分割過程可以包括確定用于在所捕捉的圖像中表示的對象的分割界限。如本文中使用的那樣,用于在圖像中表示的對象的“分割界限”可以是表示圖像的哪(一個或多個)部分表示對象和圖像的哪(一個或多個)部分表示諸如投影屏幕之類的除了對象之外的特征的估計的信息。在某些示例中,用于在圖像中表示的對象的分割界限可以包括表示如在圖像中表示的對象的至少一個外邊緣的信息。當執(zhí)行分割過程時,計算系統(tǒng)可以使用分割界限從至少包括投影屏幕的一部分的較大的所捕捉的圖像提取對象的圖像。

然而,可能難以準確地確定用于被布置在照相機與投影屏幕之間的對象的分割界限,因為某些條件可能使得準確地將前景對象與投影屏幕區(qū)分開是困難的。例如,在存在陰影的情況下或者當前景對象和投影屏幕在顏色上類似時,可能難以基于由彩色照相機(例如,RGB照相機)捕捉的圖像準確地確定分割界限。作為示例,可以使用紅外(IR)照相機,因為由IR照相機捕捉的圖像可以不被陰影或色彩類似性影響。然而,當利用用于漫射光(可以包括漫射IR光)的材料構(gòu)造投影屏幕時,可能難以準確地確定用于也可以漫射IR光的對象的分割界限。例如,通過漫射IR光,投影屏幕可能在計算系統(tǒng)確定用于也漫射IR光的前景對象的分割界限時不提供充分的對比度。

為了解決這些問題,本文中描述的示例提供了既鏡面反射IR光又漫射可見光的投影屏幕。通過例如鏡面反射IR光離開被布置在投影屏幕上面并指向投影屏幕的IR照相機,投影屏幕可以在計算系統(tǒng)基于由對象反射的IR光確定用于被布置在IR照相機與投影屏幕之間的前景對象的分割界限時提供充分的對比度。通過漫射可見光,投影屏幕可以提供從投影儀組件反射的充分明亮的圖像。

本文中描述的示例提供了一種投影屏幕,其包括用以鏡面反射IR光的第一表面和用以漫射可見光的第二表面。通過使用包括用以鏡面反射IR光的第一表面和用以漫射可見光的第二表面的投影屏幕可以允許計算系統(tǒng)較準確地確定用于被布置在屏幕與IR照相機之間的對象的分割界限。另外,投影屏幕可以提供從投影儀組件反射的充分明亮的圖像。

現(xiàn)在參考圖,圖1-7是包括分割引擎170的示例計算系統(tǒng)100的示意圖。在某些示例中,分割引擎170可以基于所捕捉IR圖像來確定表示對象的至少一個外邊緣的分割界限,如上面描述的那樣。在圖1-7的示例中,系統(tǒng)100一般地包括支撐結(jié)構(gòu)110、計算設(shè)備150、投影儀單元180以及投影屏幕200,所述投影屏幕200包括用以鏡面反射IR光的第一表面和用以漫射可見光的第二表面。

計算設(shè)備150可以包括遵照本文中公開的原理的任何適當?shù)挠嬎阍O(shè)備。如本文使用的那樣,“計算設(shè)備”可以包括電子顯示器設(shè)備、智能電話、平板、芯片組、一體式計算機(例如,包括還容納計算機的(一個或多個)處理資源的顯示器設(shè)備的設(shè)備)、臺式計算機、筆記本計算機、工作站、服務(wù)器、任何其他處理設(shè)備或裝備,或它們的組合。在該示例中,設(shè)備150是一體式計算機,其具有中心軸或中心線155、第一側(cè)或頂側(cè)150A、與頂側(cè)150A軸向相對的第二側(cè)或底側(cè)150B、在側(cè)150A和150B之間軸向延伸的前側(cè)150C、也在側(cè)150A和150B之間軸向延伸并且一般地與前側(cè)150C徑向相對的后側(cè)150D。顯示器152被沿著前側(cè)150C布置并定義了計算系統(tǒng)100的觀看表面以顯示用于由系統(tǒng)100的用戶觀看的圖像。在本文中描述的示例中,顯示器可以包括適于顯示圖像、視頻等的任何技術(shù)的部件。

在某些示例中,顯示器152可以是觸摸敏感的顯示器。在本文中描述的示例中,觸摸敏感的顯示器可以包括例如用于顯示圖像、視頻等的任何適當?shù)募夹g(shù)(例如,部件),并且可以包括用于檢測物理接觸(例如,觸摸輸入)的任何適當?shù)募夹g(shù)(例如,部件),諸如例如電阻式的、電容性的、表面聲波、紅外(IR)、應(yīng)變儀、光學成像、聲脈沖識別、分散的信號感測或蜂窩內(nèi)(in-cell)系統(tǒng)等。在本文中描述的示例中,顯示器152可以被稱為觸摸敏感的顯示器152。設(shè)備150可以進一步包括照相機154,其可以例如是web照相機。在某些示例中,照相機154可以捕捉位于顯示器152前面的用戶的圖像。在某些示例中,設(shè)備150還可以包括麥克風或用以接收聲音輸入(例如,來自用戶的語音輸入)的其他設(shè)備。

在圖1-7的示例中,支撐結(jié)構(gòu)110包括底座120、豎直構(gòu)件140以及頂部160。底座120包括第一端或前端120A以及第二端或后端120B。底座120可以與支撐表面15接合以支撐系統(tǒng)100的部件(例如,構(gòu)件140、單元180、設(shè)備150、頂部160等)中的至少一部分的重量。在某些示例中,當系統(tǒng)100被配置用于操作時,底座120可以以該方式與支撐表面15接合。在圖1-7的示例中,底座120的前端120A包括凸起(raised)部分122,例如當?shù)鬃?20被如圖2中圖示的那樣布置在支撐表面15上時,其可以被布置在支撐表面15上面并且與支撐表面15分離(在部分122與表面15之間形成空間或間隙)。在此類示例中,可以在部分122與表面15之間形成的空間中布置(例如,在其內(nèi)接收)投影屏幕200的一側(cè)的一部分。在此類示例中,將屏幕200的一部分放置在由部分122和表面15形成的空間內(nèi)可以幫助屏幕200的適當對準。在其他示例中,可以使用其他適當?shù)姆椒ɑ蛟O(shè)備來幫助屏幕200的對準。

豎直構(gòu)件140包括第一端或上端140A、與上端140A相對的第二端或下端140B、在端140A和140B之間延伸的第一側(cè)或前側(cè)140C,以及與前側(cè)140C相對且也在端140A和140B之間延伸的第二側(cè)或后側(cè)140D。構(gòu)件140的下端140B被耦合到底座120的后端120B,使得構(gòu)件140從支撐表面15基本上向上延伸。

頂部160包括第一端或近端160A、與近端160A相對的第二端或遠端160B、在端160A和160B之間延伸的頂面160C以及與頂面160C相對且也在端160A和160B之間延伸的底面160D。頂部160的近端160A被耦合到豎直構(gòu)件140的上端140A,使得遠端160B從豎直構(gòu)件140的上端140A向外延伸。同樣地,在圖2中示出的示例中,頂部160在端160A處(并不在端160B處)被支撐,并且在本文中可以被稱為懸臂頂部。在某些示例中,底座120、構(gòu)件140以及頂部160可以被整體地形成。在其他示例中,底座120、構(gòu)件140以及頂部160中的兩個或更多可以由單獨件形成(即,沒有被整體地形成)。

投影屏幕200可以包括中心軸或中心線205、第一側(cè)或前側(cè)200A以及與前側(cè)200A軸向相對的第二側(cè)或后側(cè)200B。在圖1-7的示例中,屏幕200可以包括與軸205基本上對準的觸摸敏感區(qū)域202。區(qū)域202可以包括用于檢測物理接觸(例如,觸摸輸入)的任何適當?shù)募夹g(shù),如上面描述的那樣(例如,電容性觸摸墊)。例如,觸摸敏感區(qū)域202可以包括用于檢測(且在某些示例中跟蹤)由用戶進行的一個或多個觸摸輸入的任何適當?shù)募夹g(shù)以使得用戶能夠經(jīng)由此類觸摸輸入與由設(shè)備150或另一計算設(shè)備執(zhí)行的軟件交互。在圖1-7的示例中,區(qū)域202在小于全部屏幕200上延伸。在其他示例中,區(qū)域202可以在基本上全部屏幕200上延伸(例如,可以與屏幕200基本上相鄰)。

在本文中描述的示例中,投影屏幕200可以是任何適當?shù)钠矫鎸ο?,諸如墊子(例如,觸摸敏感墊)、桌面、薄板等。在某些示例中,投影屏幕200可以被布置成水平的(或者近似或基本上水平的)。例如,可以將屏幕200布置在支撐表面15上,其可以是水平的(或者近似或基本上水平的)。

參考圖8A-B,屏幕200可以包括用以鏡面反射IR光的第一表面802和用以(例如,在寬范圍的方向上)漫射可見光的第二表面804。作為示例,屏幕200可以是電介質(zhì)反射鏡,其可以包括沉積在光學材料上的多層電介質(zhì)材料,諸如玻璃。通過選擇適當?shù)碾娊橘|(zhì)層和每個層的厚度,可以在光的不同波長處設(shè)計具有被指定的反射率的特定涂層。作為示例,參考圖8A,頂部電介質(zhì)層可以對應(yīng)于用以鏡面反射IR光的第一層802,并且在頂層下面的另一電介質(zhì)層可以對應(yīng)于用以漫射可見光的第二層804。作為示例,屏幕200的第一表面802可以包括熱反射鏡,其可以反射紅外光同時允許可見光穿過第一表面,并且屏幕200的第二表面804可以包括冷反射鏡,其可以反射可見光同時允許紅外光穿過第二表面。

為了鏡面反射IR光,第一表面802可以是高度反射的表面(例如,類似反射鏡的)。因此,從單個傳入方向朝著屏幕200投影的IR光806A可以被反射到(如806B指示的)單個傳出方向上。如將被進一步討論的那樣,通過鏡面反射IR光(而不是漫射IR光),屏幕200可以在計算系統(tǒng)150確定用于被布置在IR照相機與屏幕200之間的前景對象的分割界限時提供充分的對比度。關(guān)于漫射可見光(例如,從投影儀單元180投影的可見光808A),第二表面804可以是用于在(如808B指示的)寬范圍的方向上反射可見光的適當表面。因此,屏幕200可以提供從投影儀單元180反射的充分明亮的圖像。

參考圖8A-B,可以將屏幕200的第一表面802布置在第二表面804上面或下面。當?shù)谝槐砻?02被布置在第二表面804上面時(參見圖8A),從第二表面804反射或漫射的可見光可以穿過第一表面802。

如上面描述的那樣,屏幕200可以與結(jié)構(gòu)110的底座120對準以幫助屏幕200的適當對準(例如,至少在系統(tǒng)100的操作期間)。在圖1-7的示例中,可以將屏幕200的后側(cè)200B布置在底座120的凸起部分122與支撐表面15之間,使得后端200B與底座120的前側(cè)120A對準以幫助屏幕200與系統(tǒng)100的其他部件的適當總體對準(和特別地區(qū)域202的適當對準)。在某些示例中,屏幕200可以與設(shè)備150對準,使得設(shè)備150的中心線155與屏幕200的中心線205基本上對準。在其他示例中,屏幕200可以與設(shè)備150不同地對準。

在某些示例中,屏幕200的區(qū)域202和設(shè)備150可以被相互通信地連接(例如,電耦合),使得由區(qū)域202接收的用戶輸入可以被傳送到設(shè)備150。區(qū)域202和設(shè)備150可以經(jīng)由任何適當?shù)挠芯€或無線通信技術(shù)或機制相互通信,所述有線或無線通信技術(shù)或機制諸如例如Wi-Fi、藍牙、超聲技術(shù)、電纜、電引線、電導(dǎo)體、具有磁吸持力(holding force)的電彈簧承載的伸縮引腳(pogo pin)等或其組合。在圖1-7的示例中,被布置在屏幕200的后側(cè)200B上的暴露的電觸頭(contact)可以與底座120的部分122內(nèi)的相應(yīng)的電伸縮引腳引線接合以在系統(tǒng)100的操作期間在設(shè)備150與區(qū)域202之間傳送信息(例如,傳遞信號)。在此類示例中,電觸頭可以被(位于底座120的部分122與表面15之間的間隙中的)相鄰磁體吸持在一起以磁力地吸引和吸持(例如,機械地)沿著屏幕200的后側(cè)200B布置的相應(yīng)的鐵和/或磁的材料。

參考圖3,投影儀單元180包括外殼182以及被布置在外殼182內(nèi)的投影儀組件184。外殼182包括第一端或上端182A、與上端182A相對的第二端或下端182B以及內(nèi)腔183。在圖3的示例中,外殼182進一步包括用以(例如,至少在系統(tǒng)100的操作期間)與設(shè)備150接合并支撐設(shè)備150的耦合構(gòu)件或安裝構(gòu)件186。構(gòu)件186可以是用于懸掛和支撐如本文中描述的任何適當?shù)挠嬎阍O(shè)備150的任何適當?shù)臋C構(gòu)或設(shè)備。例如,構(gòu)件186可以包括鉸鏈,其包括旋轉(zhuǎn)軸,使得設(shè)備150可以(例如,被用戶)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以獲得用于觀看顯示器152的期望角度。在某些示例中,設(shè)備150可以被永久地或半永久地附接到單元180的外殼182。在某些示例中,外殼180和設(shè)備150可以被完整地或整體地形成為單個單元。

參考圖4,在某些示例中,當設(shè)備150經(jīng)由外殼182上的安裝構(gòu)件186從結(jié)構(gòu)110懸掛下來時,當從前面(即,基本上面對被布置在設(shè)備150的前側(cè)150C上的顯示器152)觀看系統(tǒng)100時,投影儀單元180,(即,外殼182和組件184兩者)可能基本上被隱藏在設(shè)備150后面。另外,如圖4中示出的那樣,當設(shè)備150如上面描述的那樣從結(jié)構(gòu)110懸掛下來時,從而可以將投影儀單元180(即,外殼182和組件184兩者)和被投影的任何圖像相對于設(shè)備150的中心線155基本上對準或居中。

再次參考圖3,投影儀組件184被布置在外殼182的腔183內(nèi),并且包括第一端或上端184A、與上端184A相對的第二端或下端184B。上端184A是外殼182的接近的上端182A,而下端184B是外殼182的接近的下端182B。投影儀組件184可以包括用于從計算設(shè)備(例如,設(shè)備150)接收數(shù)據(jù)并投影與該輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)的(例如,出自上端184A的)(一個或多個)圖像的任何適當?shù)臄?shù)字光投影儀組件。例如,在某些實現(xiàn)中,投影儀組件184可以包括數(shù)字光處理(DLP)投影儀或硅上液晶(LCoS)投影儀,其有利地是緊湊的并對高效的投影引擎供電,所述高效的投影引擎能夠有多個顯示分辨率和大小,諸如例如具有4:3縱橫比的標準XGA分辨率(1024×768像素)或具有16:10縱橫比的標準WXGA分辨率(1280×800像素)。投影儀組件184被進一步通信地連接(例如,電耦合)到設(shè)備150以便從其接收數(shù)據(jù)并以便基于接收到的數(shù)據(jù)從端184產(chǎn)生(例如,投影)光和(一個或多個)圖像??梢越?jīng)由例如任何適當?shù)念愋偷碾婑詈匣虮疚闹忻枋龅娜魏纹渌m當?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)或機制將投影儀組件184通信地連接到設(shè)備150。在某些示例中,可以經(jīng)由(一個或多個)電導(dǎo)體、Wi-Fi、藍牙、光學連接、超聲連接或其組合將組件184通信地連接到設(shè)備150。在圖1-7的示例中,通過被布置在安裝構(gòu)件186內(nèi)的(例如,如上面關(guān)于屏幕200和底座120描述的)電引線或?qū)w將設(shè)備150通信地連接到組184,使得當設(shè)備150通過構(gòu)件186從結(jié)構(gòu)110懸掛下來時,被布置在構(gòu)件186內(nèi)的電引線接觸被布置在設(shè)備150上的相應(yīng)的引線或?qū)w。

仍參考圖3,頂部160進一步包括折疊反射鏡162和傳感器束164。反射鏡162包括高度反射的表面162A,其被沿著頂部160的底面160D布置并被定位成反射在操作期間從投影儀組件184的上端184A朝著屏幕200投影的光、(一個或多個)圖像等。反射鏡162可以包括任何適當?shù)念愋偷姆瓷溏R或反射表面。在圖1-7的示例中,折疊反射鏡162可以包括標準前表面真空金屬化涂鋁玻璃反射鏡,其動作以將從組件184發(fā)射的光向下折疊到屏幕200。在其他示例中,反射鏡162可能具有復(fù)雜的非球面曲率以充當提供附加的聚焦能力或光學校正的反射透鏡元件。

傳感器束164包括多個傳感器(例如,照相機或其他類型的傳感器)以基于傳感器束164與屏幕200之間的區(qū)域的狀態(tài)(例如,其中發(fā)生的活動)來檢測、測量或否則獲取數(shù)據(jù)。傳感器束164與屏幕200之間的區(qū)域的狀態(tài)可以包括在屏幕200上或上面的(一個或多個)對象或者在屏幕200上或附近發(fā)生的(一個或多個)活動。在圖3的示例中,束164包括RGB照相機164A(或另一類型的彩色照相機164A)、IR照相機164B、深度照相機(或深度傳感器)164C以及環(huán)境光傳感器164D。

在某些示例中,RGB照相機164A可以是用以捕捉彩色圖像(例如,靜止圖像和視頻中的至少一個)的照相機。在某些示例中,RGB照相機164A可以是用以根據(jù)RGB顏色模型來捕捉圖像的照相機,所述圖像在本文中可以被稱為“RGB圖像”。在某些示例中,RGB照相機164A可以以相對高的分辨率來捕捉圖像,所述分辨率例如諸如約幾兆像素(MP)的分辨率。作為示例,RGB照相機164A可以14 MP的分辨率來捕捉彩色(例如,RGB)圖像。在其他示例中,RGB照相機164A可以用不同的分辨率來捕捉圖像。在某些示例中,RGB照相機164可以被指向屏幕200,并且可以捕捉屏幕200、被布置在屏幕200與(例如,在屏幕200上或上面的)RGB照相機164A之間的(一個或多個)對象或其組合的(一個或多個)圖像。

IR照相機164B可以是用以檢測在照相機164B的視野中的多個點處的IR光的強度的照相機。在本文中描述的示例中,IR照相機164B可以結(jié)合系統(tǒng)100的IR光投影儀166(參見圖7)操作以捕捉IR圖像。在此類示例中,每個IR圖像可以包括多個像素,每個表示在由像素表示的點處檢測到的IR光的強度。在某些示例中,系統(tǒng)100的頂部160可以包括用以朝著屏幕200投影IR光167的IR光投影儀166(參見圖7),并且IR照相機164B可以被指向屏幕200。在此類示例中,IR照相機164B可以檢測由屏幕200、被布置在屏幕200與(例如,在屏幕200上或上面的)IR照相機164B之間的(一個或多個)對象或其組合反射的IR光的強度。在某些示例中,IR照相機164B可以專門地檢測由IR光投影儀166投影的(例如,如從屏幕200、(一個或多個)對象等反射的或被直接地接收的)的IR光167。如上面提及的那樣,通過鏡面反射IR光(而不是漫射IR光),屏幕200可以在計算系統(tǒng)150確定用于被布置在IR照相機164B與屏幕200之間的前景對象的分割界限時提供充分的對比度。

深度照相機164C可以是用以檢測深度照相機164C的視野中的(一個或多個)對象的部分的相應(yīng)的(一個或多個)距離(或(一個或多個)深度)的照相機((一個或多個)傳感器等)。如本文中使用的那樣,由深度照相機檢測的數(shù)據(jù)在本文中可以被稱為“距離”或“深度”數(shù)據(jù)。在本文中描述的示例中,深度照相機164C可以捕捉多像素深度圖像(例如,深度圖),其中每個像素的數(shù)據(jù)表示在由像素表示的點處的對象的一部分的(從照相機164C測量到的)距離或深度??梢允褂萌魏芜m當?shù)募夹g(shù)來實現(xiàn)深度照相機164C,所述技術(shù)諸如(一個或多個)立體視覺照相機、具有大量均勻IR光的單IR照相機傳感器、具有大量均勻IR光的雙IR照相機傳感器、結(jié)構(gòu)光深度傳感器技術(shù)、飛行時間(TOF)深度傳感器技術(shù)或其組合。在某些示例中,深度傳感器164C可以指示對象(例如,三維對象)何時在屏幕200上,其包括用以鏡面反射IR光例如離開深度照相機164C的表面。在某些示例中,深度傳感器164C可以檢測被放置在屏幕200上的對象(或其部分)的存在、形狀、輪廓、運動以及相應(yīng)的(一個或多個)距離中的至少一個。

環(huán)境光傳感器164D可以被布置成測量圍繞系統(tǒng)100的環(huán)境中的光的強度。在某些示例中,系統(tǒng)100可以使用傳感器164D的測量結(jié)果來調(diào)整系統(tǒng)100的其他部件,諸如例如系統(tǒng)100的傳感器或照相機(例如,照相機164A-164C)的曝光設(shè)置、從系統(tǒng)100的光源(例如,投影儀組件184、顯示器152等)發(fā)射的光的強度等。

在某些示例中,傳感器束164可以省略傳感器164A-164D中的至少一個。在其他示例中,除了傳感器164A-164D之外或代替?zhèn)鞲衅?64A-164D中的至少一個,傳感器束164可以包括其他(一個或多個)照相機、(一個或多個)傳感器等。例如,傳感器束164可以包括用戶接口傳感器,其包括用于跟蹤諸如例如手(hand)、觸筆、定點設(shè)備等的用戶輸入設(shè)備的(一個或多個)任何適當?shù)脑O(shè)備(例如,(一個或多個)傳感器、(一個或多個)照相機)。在某些示例中,用戶接口傳感器可以包括照相機的對,其被布置成在用戶輸入設(shè)備(例如,觸筆)被用戶關(guān)于屏幕200(例如,關(guān)于屏幕200的區(qū)域202)移動時立體地跟蹤用戶輸入設(shè)備的位置。在其他示例中,用戶接口傳感器可以附加地或替代地包括(一個或多個)IR照相機或(一個或多個)傳感器,其被布置成檢測由用戶輸入設(shè)備發(fā)射或反射的紅外光。

在本文中描述的示例中,束164中的傳感器164A-164D中的每個被通信地連接(例如,耦合)到設(shè)備150,使得在束164內(nèi)生成的數(shù)據(jù)(例如,由照相機捕捉的圖像)可以被提供到設(shè)備150,并且設(shè)備150可以向傳感器束164中的(一個或多個)傳感器和(一個或多個)照相機提供命令。可以經(jīng)由上面描述了其示例的任何適當?shù)挠芯€或無線通信技術(shù)或機制將束164中的傳感器164A-164D通信地連接到設(shè)備150。在圖1-7的示例中,可以通過被布置在(如上面描述的)安裝構(gòu)件186內(nèi)的引線將電導(dǎo)體從束164路由(route)通過頂部160、豎直構(gòu)件140以及投影儀單元180并且到設(shè)備150中。

參考圖5和6,在系統(tǒng)100的操作期間,投影儀組件184可以投影可見光187以從反射鏡162朝著屏幕200反射以從而在屏幕200的投影儀顯示空間188上顯示(一個或多個)可見圖像。如上面提及的那樣,通過包括用以漫射可見光的表面(例如,圖8A-B中的第二表面804),屏幕200可以提供從投影儀組件184反射的充分明亮的圖像。在圖5-6的示例中,空間188可以基本上是矩形的,具有長度188L和寬度188W。在某些示例中,長度188L可能近似16英寸,而寬度188W可能近似12英寸。在其他示例中,長度188L和寬度188W可以具有不同的值。

在某些示例中,傳感器束164中的照相機164A-164C被布置在系統(tǒng)100內(nèi),使得照相機164A-164C中的每個的視野包括屏幕200的空間168,其可以與顯示空間188中的某些或全部重疊或者可以與顯示空間188相鄰。在本文中描述的示例中,可以將照相機164A-164C的視野說成包括空間168,雖然有時屏幕200可能至少部分地被屏幕200上或上方的(一個或多個)對象遮擋(occlude)。在此類示例中,屏幕200上或上方的(一個或多個)對象可以在照相機164A-164C中的至少一個的視野中。在此類示例中,傳感器束164中的傳感器可以基于傳感器束164與屏幕200的空間168之間的區(qū)域的狀態(tài)(例如,在其中發(fā)生的活動、被布置在其中的(一個或多個)對象)獲取數(shù)據(jù)。例如,關(guān)于IR照相機164B,在屏幕200鏡面反射(例如,來自IR光投影儀166的)IR光離開IR照相機164B的情況下,屏幕200可以為計算設(shè)備150提供充分的對比度以可靠地確定被布置在傳感器束164與屏幕200的空間168之間的區(qū)域中的對象的分割界限。

在某些示例中,空間188和空間168兩者與屏幕200的區(qū)域202重合或?qū)?yīng),使得觸摸敏感區(qū)域202、投影儀組件184以及傳感器束164的功能都關(guān)于同一定義的區(qū)域被執(zhí)行。在圖7中示意性地圖示了照相機164A-164C的視野165。在某些示例中,照相機164A-164C中的每個可以具有稍有不同的視野。

再次參考圖8A-B,屏幕200可以包括用以鏡面反射IR光的第一表面802和用以漫射可見光的第二表面804。作為示例,第一表面802可以鏡面反射IR光離開IR照相機(例如,IR照相機164B),使得IR照相機164B可以檢測與在相同IR光投影條件下的來自被布置在照相機164B與屏幕200之間的對象的IR光的強度不同的來自投影屏幕200的IR光的強度。

參考圖9A-B,可以基于反射IR光167的表面不同地反射(例如,鏡面反射和/或漫反射)由IR光投影儀166投影的IR光167。如在圖9A中圖示的那樣,屏幕200可以包括用于將IR光從單個傳入方向167A反射到單個傳出方向169A上的高度反射的表面(例如,如圖8A-B中圖示的第一表面802),其可以離開IR照相機164B的視野165或在其外部。然而,針對不包括、涂有此類高度反射的表面或否則利用此類高度反射的表面制備的對象40而言,投影在對象40上的IR光167B可以產(chǎn)生IR光的漫反射169B,其可以在IR照相機164B的視野165內(nèi),如圖9B中圖示的那樣。因此,照相機164B可以檢測到與從對象40反射的IR光的強度不同的從屏幕200反射的IR光的強度。為了確定對象40的分割界限,表示屏幕200的部分的IR圖像的像素可以具有與表示對象的部分的像素不同的IR光強度,使得強度值中的差異可以提供充分的對比度以可靠地確定IR圖像中的對象40的分割界限。作為示例,表示屏幕200的部分的IR圖像的像素可以具有比表示對象40的部分的像素顯著高和/或低的IR光強度。作為示例,計算設(shè)備150可以基于由不同類型的照相機(例如,彩色照相機、IR照相機和/或深度照相機)捕捉的多個圖像來確定用于對象的分割界限。這在難以基于由單個照相機(例如,IR照相機164B)捕捉的圖像準確地確定用于對象的分割界限時可能是必要的。

現(xiàn)在參考圖5-7,設(shè)備150可以引導(dǎo)投影儀組件184將(一個或多個)圖像投影到屏幕200的區(qū)域202上。設(shè)備150還可以在顯示器152上顯示(一個或多個)圖像(其可以與由投影儀組件184投影到區(qū)域202上的(一個或多個)圖像相同或不同)。由組件184投影的(一個或多個)圖像可以包括通過由設(shè)備150執(zhí)行軟件產(chǎn)生的信息和/或圖像。在某些示例中,用戶可以通過以任何適當?shù)姆绞轿锢砩辖雍掀聊?00的觸摸敏感區(qū)域202而與在區(qū)域202上投影的和在顯示器152上顯示的(一個或多個)圖像交互,所述以任何適當?shù)姆绞街T如利用用戶的手35(例如,經(jīng)由觸摸、輕敲、手勢或其他觸摸輸入)、利用觸筆25或者經(jīng)由(一個或多個)任何其他適當?shù)挠脩糨斎朐O(shè)備。觸摸敏感區(qū)域202可以經(jīng)由與區(qū)域202的物理接合檢測此類交互。并且,在某些示例中,組件184還可以(至少部分地)在被布置在屏幕200之上的對象(例如,如圖5中示出的手35)上投影(一個或多個)圖像。

作為示例,當用戶(例如,如圖7中示出的那樣用手35)與屏幕200的區(qū)域202交互時,觸摸敏感區(qū)域202可以生成觸摸輸入信息并通過(上面描述了其示例的)任何適當?shù)倪B接將它提供到設(shè)備150。在某些示例中,觸摸輸入信息可以被提供到在設(shè)備150上執(zhí)行的操作系統(tǒng)(OS),并且可以進一步被OS傳遞到在設(shè)備150上執(zhí)行的另一應(yīng)用(例如,程序等)。作為響應(yīng),執(zhí)行OS或應(yīng)用可以改變由投影儀組件184投影的(一個或多個)圖像、在顯示器152上顯示的(一個或多個)圖像或其組合。如本文中使用的那樣,“應(yīng)用”(或“計算機應(yīng)用”)是可由處理資源執(zhí)行的機器可讀指令的集合。在某些示例中,用戶可以類似地與在(可以是觸摸敏感的顯示器的)顯示器152上顯示的(一個或多個)圖像或設(shè)備150的任何其他輸入設(shè)備(例如,鍵盤、鼠標等)交互。

在某些示例中,傳感器束164中的傳感器還可以生成可以被提供到設(shè)備150用于進一步處理的系統(tǒng)輸入。例如,系統(tǒng)100可以至少利用束164中的(一個或多個)傳感器和分割引擎170檢測用戶的手35(或如圖5中示出的觸筆25)的存在和位置中的至少一個,并且向設(shè)備150提供表示檢測到的信息的系統(tǒng)輸入信息。所提供的系統(tǒng)輸入信息可以被傳遞到由設(shè)備150執(zhí)行的OS和應(yīng)用中的至少一個,并且可以改變由系統(tǒng)100顯示的(一個或多個)圖像,如上面關(guān)于觸摸輸入描述的那樣。例如,束164可以包括被布置成執(zhí)行(例如,觸筆25的)立體觸筆跟蹤的照相機或傳感器的對。在其他示例中,觸筆25包括尖端26,其被涂有紅外回復(fù)反射涂層(例如,涂料),使得尖端26可以用作紅外回復(fù)反射器。在此類示例中,束164可以包括(一個或多個)IR照相機(或(一個或多個)傳感器),如上面描述的那樣,其檢測從尖端26反射的IR光以使得設(shè)備150能夠在尖端26跨區(qū)域202移動時跟蹤尖端26的位置。作為示例,在屏幕200鏡面反射IR光離開IR照相機的情況下,屏幕200可以為設(shè)備150提供充分的對比度以在尖端26跨區(qū)域202移動時跟蹤尖端26的位置。

在某些示例中,(具有由組件184在其上投影的(一個或多個)圖像的)區(qū)域202可以用作系統(tǒng)100內(nèi)的第二或替代的觸摸敏感顯示器。另外,可以通過如上面描述的傳感器束164中的傳感器的使用來增強與在區(qū)域202上顯示的(一個或多個)圖像的交互的檢測。

在某些示例中,系統(tǒng)100可以捕捉物理對象的(一個或多個)二維(2D)圖像或形成物理對象的三維(3D)掃描,使得對象的圖像然后可以被投影到區(qū)域202上用于其進一步使用或操縱。例如,如圖6中示出的那樣,可以將對象40放置在區(qū)域202上,使得束164中的傳感器(例如,照相機164A-164C中的至少一個)可以檢測對象40的位置、尺寸以及色彩中的至少一個以增強其(一個或多個)2D圖像或形成其3D掃描。在此類示例中,由束164中的傳感器搜集的信息可以被提供到設(shè)備150(例如,OS、應(yīng)用等),如上面描述的那樣。在某些示例中,在接收信息之后,設(shè)備150(例如,OS、應(yīng)用等)可以引導(dǎo)投影儀組件184將對象40的圖像投影到區(qū)域202上。對象40可以是例如智能電話、書、文檔、照片或任何其他物理對象。

在某些示例中,一旦(一個或多個)對象由束164中的傳感器掃描到,則可以(例如,經(jīng)由如上面描述的分割過程)移除表示對象的圖像的背景,并且可以將得到的前景對象的圖像投影到區(qū)域202上(或示出在顯示器152上)。在此類示例中,可以捕捉、處理并在區(qū)域202上顯示物理對象(例如,對象40)的圖像以快速地且容易地形成物理對象的數(shù)字版本以慮及其進一步操縱。被移除的表示對象40的圖像的背景可以對應(yīng)于屏幕200的至少一部分。在屏幕200鏡面反射(例如,來自IR光投影儀166的)IR光離開IR照相機164B的情況下,屏幕200可以為計算設(shè)備150提供充分的對比度以可靠地確定對象40的分割界限,從而移除圖像的背景。

圖10是包括分割引擎170的圖1的計算系統(tǒng)100的一部分的框圖。特別地,圖10圖示了計算設(shè)備150的示例,其包括分割引擎170并被通信地連接到投影儀組件184、IR照相機164B以及投影屏幕200(如上面描述的那樣)。盡管在圖10中未示出,但計算設(shè)備150還可以被通信地連接到系統(tǒng)100的其他部件,如上面描述的那樣。在圖10的示例中,分割引擎170包括引擎904、906和908。在某些示例中,引擎170可以包括(一個或多個)附加引擎。

計算設(shè)備150(或?qū)崿F(xiàn)分割引擎170的任何其他計算設(shè)備)可以包括至少一個處理資源。在本文中描述的示例中,處理資源可以包括例如一個處理器或者被包括在單個計算設(shè)備中或跨多個計算設(shè)備分布的多個處理器。如本文中使用的那樣,“處理器”可以是中央處理單元(CPU)、基于半導(dǎo)體的微處理器、圖形處理單元(GPU)、被配置成檢索并執(zhí)行指令的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、適于檢索和執(zhí)行存儲在機器可讀存儲介質(zhì)上的指令的其他電子電路或其組合中的至少一個。

引擎170、904、906、908以及計算設(shè)備150的任何其他引擎中的每個可以是用以實現(xiàn)相應(yīng)的引擎的功能的硬件與編制程序(programming)的任何組合??捎靡远鄠€不同的方式來實現(xiàn)硬件和編制程序的此類組合。例如,編制程序可以是存儲在非瞬時機器可讀存儲介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令,并且硬件可以包括用以執(zhí)行那些指令的處理資源。在此類示例中,機器可讀存儲介質(zhì)可以存儲指令,所述指令在被處理資源執(zhí)行時實現(xiàn)引擎。存儲指令的機器可讀存儲介質(zhì)可以被集成在與用以執(zhí)行指令的處理資源相同的計算設(shè)備(例如,設(shè)備150)中,或者機器可讀存儲介質(zhì)可以與計算設(shè)備和處理資源分離但對其而言是可訪問的。處理資源可以包括一個處理器或被包括在單個計算設(shè)備中或跨多個計算設(shè)備分布的多個處理器。

在某些示例中,指令可以是安裝包的部分,所述安裝包在被安裝時可以被處理資源執(zhí)行以實現(xiàn)系統(tǒng)100的引擎。在此類示例中,機器可讀存儲介質(zhì)可以是諸如壓縮盤、DVD或閃速驅(qū)動之類的便攜式介質(zhì),或者由可以從其下載和安裝安裝包的服務(wù)器維持的存儲器。在其他示例中,指令可以是已經(jīng)安裝在包括處理資源的計算設(shè)備(例如,設(shè)備150)上的一個或多個應(yīng)用的部分。在此類示例中,機器可讀存儲介質(zhì)可以包括諸如硬盤驅(qū)動、固態(tài)驅(qū)動等的存儲器。

如本文中使用的那樣,“機器可讀存儲介質(zhì)”可以是用以包含或存儲諸如可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)等的信息的任何電子的、磁的、光學的或其他物理的存儲裝置。例如,本文中描述的任何機器可讀存儲介質(zhì)可以是存儲驅(qū)動(例如,硬盤驅(qū)動)、閃存、隨機訪問存儲器(RAM)、任何類型的存儲盤(例如,壓縮盤、DVD等)等中的任何或其組合。進一步地,本文中描述的任何機器可讀存儲介質(zhì)可以是非瞬時的。

在圖10的示例中,分割引擎170可以包括界限引擎904、移除引擎906以及投影引擎908。界限引擎904可以從IR照相機164B捕捉表示被布置在IR照相機164B與投影屏幕200之間的對象的IR圖像。作為示例,IR圖像可以基于由對象和投影屏幕200反射的IR光的強度。界限引擎904可以至少部分地基于IR光強度值的第一集合與IR光強度值的第二集合之間的至少一個界限來確定對象的分割界限(例如,基于IR圖像的對象的至少一個外邊緣)。

在投影屏幕200鏡面反射IR光例如離開IR照相機164B的情況下,界限引擎904可以針對IR圖像的每個像素確定IR強度值。例如,IR照相機164B可以檢測到比來自對象IR光的強度小的來自投影屏幕200的IR光的強度,使得表示投影屏幕200的IR圖像的部分包括比在表示對象的IR圖像的部分中包括的較高的IR光強度值小的IR光強度。IR光強度值的第一集合可以包括較小的IR光強度值,并且第二集合可以包括較高的IR光強度值。同樣地,分割引擎170可以至少部分地基于IR圖像的較小IR光強度值與IR圖像的較大IR光強度值之間的至少一個界限來確定分割界限。

在某些示例中,如果IR強度數(shù)據(jù)暗示(或否則指示)邊緣的存在,則引擎904可以估計IR圖像的一部分表示對象的邊緣。在某些示例中,引擎904可以附加地或替代地利用各種(一個或多個)啟發(fā)法、(一個或多個)規(guī)則等,用于基于IR圖像的IR強度來估計對象的邊緣的存在。

移除引擎906可以移除位于分割界限外部的IR圖像的部分,以便生成被布置在IR照相機164B與投影屏幕200之間的對象的圖像910。作為示例,位于分割界限外部的IR圖像的部分可以對應(yīng)于在IR圖像中捕捉的屏幕200的至少一部分。在屏幕200鏡面反射IR光離開IR照相機164B的情況下,屏幕200可以為計算設(shè)備150提供充分的對比度以可靠地確定對象的分割界限,從而移除IR圖像中表示的背景。投影引擎908可以經(jīng)由投影儀組件184將對象的圖像910投影到投影屏幕200上。形成物理對象的數(shù)字版本可以慮及經(jīng)由計算系統(tǒng)100進一步操縱對象。

圖11是用以確定分割界限的另一示例計算設(shè)備150的框圖。在圖11的示例中,計算設(shè)備150被通信地連接到投影儀組件184、IR照相機164B以及投影屏幕200(如上面描述的那樣),并且包括處理資源1010以及機器可讀存儲介質(zhì)1020,其包括指令1022、1024、1026以及1028(例如,被用其編碼)。在某些示例中,存儲介質(zhì)1020可以包括附加指令。在其他示例中,指令1022、1024、1026、1028以及在本文中關(guān)于存儲介質(zhì)1020描述的任何其他指令可以被存儲在遠離計算設(shè)備150和處理資源1010但對其而言可訪問的機器可讀存儲介質(zhì)上。處理資源1010可以獲取、解碼并執(zhí)行存儲在存儲介質(zhì)1020上的指令以實現(xiàn)下面描述的功能。在其他示例中,可以以電子電路的形式、以機器可讀存儲介質(zhì)上編碼的可執(zhí)行指令的形式或其組合來實現(xiàn)存儲介質(zhì)1020的任何指令的功能。機器可讀存儲介質(zhì)1020可以是非瞬時機器可讀存儲介質(zhì)。

在圖11的示例中,諸如上面關(guān)于圖1描述的計算系統(tǒng)100之類的計算系統(tǒng)可以包括計算設(shè)備150、投影儀組件184、IR照相機164B以及投影屏幕200。在某些示例中,指令1022可以從IR照相機164B捕捉IR圖像。在本文中描述的示例中,指令1022可以主動地(例如,通過對圖像進行檢索、請求、訪問等)或被動地(例如,接收圖像等)從照相機164B捕捉圖像。作為示例,IR圖像可以表示被布置在IR照相機164B與投影屏幕200之間的對象(例如,對象40)。

指令1024可以包括用于確定在IR圖像中表示的對象的分割界限的指令。可以至少部分地基于從IR圖像獲得的IR光強度值的第一集合與從IR圖像獲得的IR光強度值的第二集合之間的至少一個界限來確定分割界限。

指令1026可以包括用于移除位于分割界限外部的IR圖像的部分以便生成被布置在IR照相機164B與投影屏幕200之間的對象的數(shù)字圖像的指令。作為示例,位于分割界限外部的IR圖像的部分可以對應(yīng)于在IR圖像中捕捉的屏幕200的至少一部分。在屏幕200鏡面反射IR光離開IR照相機164B的情況下,屏幕200可以為計算設(shè)備150提供充分的對比度以可靠地確定對象的分割界限,從而移除在IR圖像中表示的背景。

指令1028可以包括用于經(jīng)由投影儀組件184將對象的數(shù)字圖像投影到投影屏幕200上的指令。形成物理對象的數(shù)字圖像可以慮及經(jīng)由計算系統(tǒng)100進一步操縱對象。

圖12是用于確定分割界限的示例方法1100的流程圖。盡管下面參考圖1的計算系統(tǒng)100描述方法1100的執(zhí)行,但可以利用用于執(zhí)行方法1100的其他適當?shù)南到y(tǒng)。另外,方法1100的實現(xiàn)不限于此類示例。

在方框1100的1105處,被布置在計算系統(tǒng)100的觸摸屏200上面并被指向觸摸屏200的IR照相機164B可以捕捉表示被布置在投影屏幕200與IR照相機164B之間的對象的IR圖像。作為示例,可以基于由對象和投影屏幕200反射的IR光的強度來捕捉IR圖像。投影屏幕200可以包括用以鏡面反射IR光的表面(例如,第一表面802)。作為示例,可以將IR照相機164B和投影屏幕200布置成使得投影屏幕200可以鏡面反射IR光離開IR照相機164B。

在1105處,計算系統(tǒng)100可以至少部分地基于IR光強度值的第一集合和IR光強度值的第二集合之間的至少一個界限來確定分割界限。作為示例,分割界限可以基于IR圖像來表示對象的至少一個外邊緣。在投影儀200鏡面反射光離開IR照相機164B的情況下,IR照相機164B可以檢測到比來自對象的IR光的強度小的來自投影屏幕200的IR光的強度,使得表示投影屏幕200的IR圖像的部分包括比在表示對象的IR圖像的部分中包括的較高的IR光強度值小的IR光強度值。因此,當確定分割界限時,IR光強度值的第一集合可以包括較小的IR光強度值,并且IR光強度值的第二集合可以包括較高的IR光強度值。

盡管圖12的流程示出了某些功能的執(zhí)行的特定順序,但方法1100不限于該順序。例如,在流程圖中連續(xù)地示出的功能可以以不同的順序執(zhí)行,可以被同時地或部分同時地執(zhí)行,或其組合。在某些示例中,可以結(jié)合在本文中關(guān)于圖1-11中的任何圖描述的特征和功能來提供在本文中關(guān)于圖12描述的特征和功能。

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