DE112005000770T5

DE112005000770T5 - Interaktives Anzeigesystem

Info

Publication number: DE112005000770T5
Application number: DE112005000770T
Authority: DE
Inventors: Wyatt Allen Huddleston; Michael Corvallis Blythe; Shane Corvallis Shivji; Gregory W. Corvallis Blythe
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2007-03-22
Also published as: WO2005101173A3; GB2429390A; WO2005101173A2; JP2007531950A; GB0620506D0; US20050219204A1

Abstract

Ein interaktives Anzeigesystem (10), das folgende Merkmale aufweist:
eine Anzeigeoberfläche (14);
einen digitalen Lichtprozessor (16), der dahin gehend konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Pixeln auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, um ein sichtbares Bild zu erzeugen; und
wobei der digitale Lichtprozessor (16) ferner dahin gehend konfiguriert ist, codierte optische Signale im Wesentlichen gleichzeitig auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, derart, dass das sichtbare Bild keine merkliche Qualitätsverschlechterung aufweist.

Description

HINTERGRUND
Interaktive elektronische Anzeigeoberflächen ermöglichen es menschlichen Benutzern, die Anzeigeoberfläche als Mechanismus sowohl zum Betrachten eines Inhalts, z.B. von Computergraphiken, Video usw., als auch zum Eingeben von Informationen in das System zu verwenden. Beispiele interaktiver Anzeigesysteme umfassen beispielsweise übliche Berührungsbildschirme und widerstandsbehaftete Bildschirmtafeln bzw. Whiteboards. Eine Bildschirmtafel ist analog zu einer herkömmlichen Wandtafel, mit der Ausnahme, dass ein Benutzer die Bildschirmtafel unter Verwendung einer in der Hand zu haltenden elektronischen Eingabevorrichtung, die wie ein Stift aussehen kann, „beschreibt". Die Bildschirmtafel ist ferner in der Lage, zu bestimmen, wo der „Stift" auf die Bildschirmtafel gedrückt wird, und überall dort, wo der „Stift" gegen die Bildschirmtafel gedrückt wird, zeigt die Bildschirmtafel eine Markierung an.
Herkömmliche interaktive Anzeigeoberflächen sind in der Lage, zu jeder gegebenen Zeit mit einer einzigen Eingabevorrichtung zu kommunizieren. Das heißt, dass herkömmliche interaktive Anzeigeoberflächen nicht dahin gehend ausgestattet sind, gleichzeitige Eingaben von mehreren Eingabevorrichtungen zu empfangen. Wenn mehrere Eingabevorrichtungen zur selben Zeit eine Eingabe an die herkömmliche interaktive Anzeigevorrichtung liefern müssten, würden wahrscheinlich Fehler auftreten, da die interaktive Anzeigevorrichtung nicht in der Lage wäre, eine Eingabevorrichtung von einer anderen zu unterscheiden. Somit sind herkömmliche interaktive Anzeigevorrichtungen darauf beschränkt, zu einer bestimmten gegebenen Zeit mit einer einzigen Eingabevorrichtung zu fungieren.
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund dieser und anderer Nachteile entwickelt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
1 ein interaktives Anzeigesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine auseinander gezogene Ansicht des interaktiven Anzeigesystems in 1;
3 eine Nahansicht eines Teils eines digitalen Lichtprozessors gemäß einem Ausführungsbeispiel, der bei dem in 1 und 2 gezeigten interaktiven Anzeigesystem verwendet wird; und
4 ein logisches schematisches Diagramm des interaktiven Anzeigesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird ein interaktives Anzeigesystem offenbart, das eine optische Kommunikation zwischen einer Systemsteuerung oder einem Prozessor und einer Eingabevorrichtung über eine Anzeigevorrichtung ermöglicht. Zusammen mit einer Rückkopplungsmethodologie ermöglicht die optische Kommunikation, dass das interaktive Anzeigesystem eine gleichzeitige Eingabe von mehreren Eingabevorrichtungen empfängt. Die Anzeigeoberfläche kann eine Glasoberfläche sein, die dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend auf digitale Signale von der Steuerung ein durch einen digitalen Lichtprojektor (DLP) erzeugtes optisches Lichtbild anzuzeigen. Die Eingabevorrichtungen können verschiedene Formen aufweisen, können z.B. Zeigevorrichtungen, Spielfiguren, Computermäuse usw. sein, die eine Art optischen Empfänger und einen Sender umfassen. Der DLP projiziert nacheinander eine Serie sichtbarer Bilder (Rahmen) auf die Anzeigeoberfläche, um ein(e) sich kontinuierlich bewegendes) Video oder Graphik zu erzeugen, z.B. ein Filmvideo, ein Videospiel, eine Computergraphik, Internet-Webseiten usw. Der DLP projiziert auch unterschwellige optische Signale, mit denen die sichtbaren Bilder durchsetzt sind. Die unterschwelligen Signale sind für das menschliche Auge unsichtbar. Jedoch empfangen optische Empfänger in den Eingabevorrichtungen die unterschwelligen optischen codierten Signale. Auf diese Weise kann die Steuerung Informationen in Form optischer Signale über den DLP und die interaktive Anzeigeoberfläche an die Eingabevorrichtungen kommunizieren. Um die physischen Positionen von Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche zu lokalisieren, kann die Steuerung ein unterschwelliges Positionierungssignal über die Anzeigeoberfläche senden, wobei sie verschiedene Methodologien verwendet. Wenn eine Eingabevorrichtung das unterschwellige Positionierungssignal empfängt, kann die Eingabevorrichtung ein eindeutiges Rückkopplungssignal (unter Verwendung diverser Techniken) an die Steuerung senden, wobei sie auf wirksame Weise eine „Rückmeldequittung" („Handshake") zwischen der Steuerung und der jeweiligen Eingabevorrichtung herstellt. Infolge der eindeutigen Rückkopplungssignale weiß die Steuerung, wo sich jede der Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche befindet, und kann für den verbleibenden Teil des Bildrahmens individuell eine gleichzeitige Zwei-Wege-Kommunikation mit den Eingabevorrichtungen herstellen. Nachdem die Steuerung weiß, wo sich die unterschiedlichen Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche befinden, können verschiedene Schritte unternommen werden, einschließlich eines Bewirkens einer Kommunikation zwischen der Steuerung und den Eingabevorrichtungen sowie eines Be wirkens einer Kommunikation zwischen den diversen Eingabevorrichtungen durch die Steuerung.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein interaktives Anzeigesystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei diesem bestimmten Ausführungsbeispiel ist das interaktive Anzeigesystem 10 als in einem „Tisch" 12 verkörpert gezeigt, wobei die Tischoberfläche als Anzeigeoberfläche 14 fungiert. Auf diese Weise können mehrere Betrachter (von denen jeder seine eigene Eingabevorrichtung aufweist) die Anzeigevorrichtung betrachten und auf diese zugreifen, indem sie um den Tisch herum sitzen. Jedoch kann das physische Ausführungsbeispiel auch viele andere Formen, die kein „Tisch" sind, aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst das interaktive Anzeigesystem 10 eine Anzeigeoberfläche 14, einen digitalen Lichtprozessor (DLP) 16 und eine Steuerung 18. Allgemein erzeugt die Steuerung 18 elektrische Bildsignale, die sichtbare Bilder wie z.B. Computergraphiken, Filmvideo, Videospiele, Internet-Webseiten usw. anzeigen, die an den DLP 16 geliefert werden. Die Steuerung 18 kann mehrere Formen aufweisen, kann z.B. ein Personal-Computer, ein Mikroprozessor oder andere elektronische Vorrichtungen sein, die in der Lage sind, Bildsignale an einen DLP zu liefern. Ansprechend auf die elektrischen Signale erzeugt der DLP 16 digitale optische (sichtbare) Bilder auf der Anzeigeoberfläche 14. Die Steuerung 18 kann Daten und andere Informationen zum Erzeugen der Bildsignale von diversen Quellen empfangen, z.B. Festplattenlaufwerken, CD- oder DVD-ROMs 32, Computer-Servern, lokalen und/oder Weitverkehrsnetzwerken und dem Internet. Die Steuerung 18 kann auch eine zusätzliche Ausgabe in Form von projizierten Bildern von einem Hilfsprojektor 20 und in Form von Ton von einem Lautsprecher 22 liefern.
Das interaktive Anzeigesystem 10 umfasst ferner eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen, die in 1 und 2 als Ele mente D₁ und D_N gezeigt sind. Jede Eingabevorrichtung weist ein Außengehäuse auf und umfasst sowohl einen Empfänger als auch einen Sender, die normalerweise in die Eingabevorrichtung integriert sind. Der Empfänger ist ein optischer Empfänger, der dahin gehend konfiguriert, optische Signale durch die Anzeigeoberfläche 14 von dem DLP 16 zu empfangen. Beispielsweise kann der optische Empfänger ein Photorezeptor wie z.B. eine Photozelle, eine Photodiode oder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD – charge coupled device), die in das untere Ende der Eingabevorrichtung eingebettet ist, sein. Der Sender, der dahin gehend konfiguriert ist, Daten an die Steuerung 18 zu senden, kann viele Formen aufweisen, einschließlich eines Hochfrequenzsenders (HF-, z.B. Bluetooth^Wz-Senders), eines Infrarot-Senders (IR-Senders), eines optischen Senders, einer fest verdrahteten Verbindung mit der Steuerung (ähnlich einer Computermaus) usw. Die Eingabevorrichtungen D₁, D_N können ebenfalls eine Vielzahl physischer Formen aufweisen, z.B. Zeigevorrichtungen (Computermaus, Bildschirmtafel-Stift usw.), Spielfiguren und dergleichen. Die Eingabevorrichtungen D₁, D_N liefern Eingabeinformationen, z.B. ihre jeweilige physische Position auf der Anzeigeoberfläche usw., über ihre jeweiligen Sender an die Steuerung. Die Eingabevorrichtungen D₁, D_N sind dahin gehend konfiguriert, Daten von dem DLP 16, z.B. Positionierungssignale, über ihre jeweiligen Empfänger zu empfangen, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Bei manchen Ausführungsbeispielen können die Eingabevorrichtungen zusätzlich zu dem Empfänger und dem Sender Komponenten umfassen, z.B. eine Art Prozessor, um die durch den Empfänger empfangenen Signale zu interpretieren und ansprechend darauf zu handeln, und um den Sender beim Senden von Informationen an die Steuerung 18 zu treiben. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann ferner jede Eingabevorrichtung eine Art Lichtfilter umfassen, das lediglich Licht einer bestimmten Farbe oder Intensität durchlässt, was bezüglich eines Interagierens mit dem System dahin gehend vorteilhaft sein kann, die codierten optischen Signale von dem DLP zu empfangen.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, kann das interaktive Anzeigesystem 10 eine Vielzahl anderer Merkmale umfassen, z.B. einen Projektor 20, der dahin gehend konfiguriert ist, den Inhalt auf der Anzeigeoberfläche 14 gleichzeitig beispielsweise auf eine an der Wand angebrachte Leinwand zu projizieren. Das interaktive Anzeigesystem 10 kann auch einen oder mehrere Lautsprecher 22 zum Erzeugen hörbaren Tons umfassen, der mit dem visuellen Inhalt auf der Anzeigeoberfläche 14 einhergeht. Das interaktive Anzeigesystem 10 kann ferner eine oder mehrere Vorrichtungen zum Speichern und Wiedergewinnen von Daten umfassen, z.B. ein CD- oder DVD-ROM-Laufwerk, Diskettenlaufwerke, USB-Flash-Speicher-Tore usw.
Der DLP 16 kann viele verschiedene Formen aufweisen. Allgemein erzeugt DLP 16 auf der Anzeigeoberfläche 14 ein sichtbares digitales Bild, indem er eine Mehrzahl von Lichtpixeln auf die Anzeigeoberfläche 14 projiziert. Es ist üblich, dass jedes sichtbare Bild aus Millionen von Pixeln besteht. Jedes Pixel wird einzeln durch den DLP 16 dahin gehend gesteuert, dass es eine gewisse Farbe (oder eine gewisse Grauskalierung) aufweist. Die Kombination vieler Lichtpixel unterschiedlicher Farben (oder Grauskalierungen) auf der Anzeigeoberfläche 14 erzeugt ein sichtbares Bild oder einen sichtbaren „Rahmen". Kontinuierliches Video und kontinuierliche Graphiken werden dadurch erzeugt, dass Rahmen nacheinander miteinander kombiniert werden, wie bei einem Film.
Ein Ausführungsbeispiel eines DLP 16 umfasst eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD-Vorrichtung), um die Lichtpixel auf die Anzeigeoberfläche 14 zu projizieren. Andere Ausführungsbeispiele könnten Beugungslichtvorrichtungen (DLD – diffractive light devices), Flüssigkristall-auf-Silizium-Vorrichtungen (LCOS – liquid crystal on silicon devices), Plasmaanzeigen und Flüssigkristallanzeigen umfassen, um nur einige zu nennen. Andere Licht-Raum-Modulator- und -Anzeigetechniken sind Fachleuten bekannt und könnten ersetzt werden und immer noch der Wesensart und dem Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Eine Nahansicht eines Teils einer exemplarischen DMD ist in 3 veranschaulicht. Wie gezeigt ist, umfasst die DMD ein Array von Mikrospiegeln 24, die einzeln an Gelenken 26 angebracht sind. Jeder Mikrospiegel 24 entspricht einem Pixel in einem auf die Anzeigeoberfläche 14 projizierten Bild. Die Steuerung 18 liefert Bildsignale, die ein gewünschtes sichtbares Bild anzeigen, an den DLP 16. Der DLP 16 bewirkt, dass jeder Mikrospiegel 24 der DMD ansprechend auf die Bildsignale Licht (L) moduliert, um auf der Anzeigeoberfläche 14 ein rein digitales Bild zu erzeugen. Im Einzelnen bewirkt der DLP 16, dass sich jeder Mikrospiegel 24 ansprechend auf die Bildsignale von der Steuerung 18 wiederholt zu einer oder weg von einer Lichtquelle (nicht gezeigt) neigt, wobei das dem Mikrospiegel zugeordnete jeweilige Pixel effektiv „ein"- oder „aus"-geschaltet wird, was normalerweise pro Sekunde tausende von Malen erfolgt. Wenn ein Mikrospiegel 24 häufiger ein- als ausgeschaltet wird, wird ein hellgraues Pixel auf die Anzeigeoberfläche 14 projiziert, und, umgekehrt, wenn ein Mikrospiegel 24 häufiger aus- als eingeschaltet wird, wird ein dunkleres Graupixel projiziert. Ein (nicht gezeigtes) Farbrad kann verwendet werden, um ein Farbbild zu erzeugen, wie Fachleuten bekannt ist. Die einzeln lichtmodulierten Pixel bilden zusammen ein sichtbares Bild oder einen sichtbaren Rahmen auf der Anzeigeoberfläche 14.
Wie in 4 gezeigt ist, ermöglicht das interaktive Anzeigesystem 10 eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen der Steuerung 18 und den Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N. Insbesondere sendet jede Eingabevorrichtung D₁, D₂, D_N ID-Signale über ihren Sender an die Steuerung 18. Jede Eingabevorrichtung D₁, D₂, D_N empfängt von der Steuerung 18 Signale in Form von modulierten optischen Signalen (optischen Positionierungssignalen) über den DLP 16, der durch elektrische Positionierungssignale und elektrische Bildsignale von der Steuerung 18 gesteuert wird. Wie oben angegeben wurde, kann der Sender jeder Eingabevorrichtung D₁, D₂, D_N ID-Signale über eine Vielzahl von Mechanismen, einschließlich drahtloser HF-, IR- oder optischer Signale, Festverdrahtung usw., an die Steuerung senden.
Die durch die Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N empfangenen optischen Signale werden durch den DLP 16 gesendet, wobei sie die auf die Anzeigeoberfläche 14 projizierten sichtbaren optischen Bilder derart durchsetzen, dass die optischen Signale für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Somit ist das sichtbare Bild bezüglich seiner Qualität nicht merklich verschlechtert. Beispielsweise kann dort, wo der DLP 16 eine DMD-Vorrichtung umfasst, ein gegebener Mikrospiegel der DMD dahin gehend programmiert sein, ein digitales optisches Signal, mit dem das repetitive Sich-Neigen des Mikrospiegels durchsetzt ist, zu senden, das bewirkt, dass für jeden Bildrahmen eine bestimmte Farbe (oder eine bestimmte Grauskalierung) auf die Anzeigeoberfläche projiziert wird. Obwohl das eingestreute optische Signal theoretisch die Farbe (oder die Grauskalierung) dieses bestimmten Pixels verändern kann, ist die Veränderung allgemein so geringfügig, dass sie für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Das durch die DMD gesendete optische Signal kann in Form einer Serie von optischen Pulsen vorliegen, die gemäß einer Vielzahl bekannter Codierungstechniken codiert sind.
Eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen der Steuerung 18 und jeder Eingabevorrichtung ermöglicht es dem interaktiven Anzeigesystem 10, eine gleichzeitige Eingabe von mehreren Eingabevorrichtungen zu berücksichtigen. Wie oben beschrieben wurde, sind andere bekannte Systeme nicht in der Lage, gleichzeitig mehrere Eingabevorrichtungen zu berücksichtigen, die eine Eingabe an das System liefern, da andere Systeme nicht in der Lage sind, die mehreren Eingabevorrichtungen zu identifizieren und zwischen denselben zu unterscheiden. Eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen den Einga bevorrichtungen D₁, D₂, D_N und der Steuerung 18 ermöglicht, dass das System einen Rückkopplungsmechanismus verwendet, um einen eindeutigen „Handshake" zwischen jeder Eingabevorrichtung D₁, D₂, D_N und der Steuerung 18 herzustellen. Insbesondere projiziert der DLP 16 für jeden Rahmen (jedes Standbild), der auf der Anzeigeoberfläche 14 erzeugt wird, unterschwellige optische Positionierungssignale auf die Anzeigeoberfläche 14, um die Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N zu lokalisieren, und ansprechend darauf senden die Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N Rückkopplungssignale an die Steuerung 18, um einen „Handshake" zwischen jeder Eingabevorrichtung und der Steuerung 18 herzustellen. Dies kann für jeden Rahmen eines sichtbaren Inhalts auf der Anzeigeoberfläche 14 erfolgen. Allgemein bewirkt die Steuerung 18 für jeden Bildrahmen, dass ein oder mehrere unterschwellige optische Signale auf die Anzeigeoberfläche 18 projiziert werden, und die Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N reagieren derart auf die unterschwelligen Signale, dass die Steuerung 18 in der Lage ist, jede der Eingabevorrichtungen D₁, D₂, D_N eindeutig zu identifizieren, wodurch der „Handshake" für den jeweiligen Rahmen hergestellt wird.
Der eindeutige „Handshake" kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerung 18 bewirken, dass der DLP 16 sequentiell ein eindeutig codiertes Positionierungssignal an jedes Pixel oder an jede Gruppe von Pixeln auf der Anzeigeoberfläche 14 aussendet. Wenn das Positionierungssignal an das Pixel (oder die Gruppe von Pixeln), über dem der Empfänger einer der Eingabevorrichtungen positioniert ist, gesendet wird, empfängt die Eingabevorrichtung das optische Positionierungssignal und sendet ansprechend darauf ein eindeutiges ID-Signal (über ihren Sender) an die Steuerung 18. Das ID-Signal identifiziert die jeweilige Eingabevorrichtung, von der es gesendet wurde, auf eindeutige Weise. Wenn die Steuerung ansprechend auf ein an ein bestimmtes Pixel gesendetes Positionierungssignal ein eindeutiges ID-Signal von einer der Eingabevorrichtungen empfängt, weiß die Steuerung 18, wo diese bestimmte Eingabevorrichtung auf der Anzeigeoberfläche positioniert ist. Im Einzelnen ist die Eingabevorrichtung direkt über dem Pixel (oder der Gruppe von Pixeln) positioniert, das das Positionierungssignal projizierte, als die Eingabevorrichtung ihr Rückkopplungs-ID-Signal an die Steuerung 18 sendete. Auf diese Weise wird zwischen jeder der Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche und der Steuerung 18 ein Rückkopplungs-„Handshake" hergestellt. Danach können die Steuerung 18 und die Eingabevorrichtungen über den verbleibenden Teil des Rahmens hinweg miteinander kommunizieren – die Steuerung kann optische Datensignale an die Eingabevorrichtungen über ihre jeweiligen zugeordneten Pixel senden, und die Eingabevorrichtungen können Datensignale an die Steuerung 18 über ihre jeweiligen Sender senden – und die Steuerung ist dann in der Lage, zwischen den verschiedenen Eingangssignalen, die sie während dieses Rahmens empfängt, zu unterscheiden. Dieser Prozess kann für jeden Bildrahmen wiederholt werden. Auf diese Weise kann die Position jeder Eingabevorrichtung auf der Anzeigeoberfläche von Rahmen zu Rahmen genau identifiziert werden.
Die Methodologie zum Herstellen des „Handshakes" für jede der Eingabevorrichtungen wird nun im Zusammenhang mit einem System, das zwei Eingabevorrichtungen D₁ und D₂ verwendet, ausführlicher beschrieben. Für jeden durch den DLP 16 erzeugten Bildrahmen bewirkt die Steuerung 18, dass der DLP 16 sequentiell ein eindeutiges Positionierungssignal an jedes Pixel (oder an jede Gruppe von Pixeln) auf die Anzeigeoberfläche 14 projiziert, d.h. eines nach dem anderen. Das Positionierungssignal kann in einem beliebigen Muster sequentiell an die Pixel auf der Anzeigeoberfläche 14 gesendet werden – beispielsweise könnte das Positionierungssignal reihenweise an die Pixel (oder Gruppen von Pixeln) gesendet werden, wobei bei der oberen Reihe des Bildrahmens begonnen wird. Das Positionierungssignal, das auf die meisten Pixel (oder Gruppen von Pixeln) projiziert wird, wird durch keine der Eingabevorrichtungen empfangen werden. Wenn jedoch das Positionierungssignal auf das Pixel (oder auf die Gruppe von Pixeln) projiziert wird, über dem der Empfänger der ersten Eingabevorrichtungen ruht, empfängt der Empfänger der ersten Eingabevorrichtung das Positionierungssignal, und der Sender der Eingabevorrichtung sendet ein eindeutiges ID-Signal an die Steuerung 18 zurück, wodurch die Eingabevorrichtung gegenüber der Steuerung 18 wirksam identifiziert wird. Auf diese Weise weiß die Steuerung, wo sich die erste Eingabevorrichtung auf der Anzeigeoberfläche 14 befindet. Desgleichen fährt die Steuerung fort, den DLP 16 zu veranlassen, das unterschwellige Positionierungssignal auf die verbleibenden Pixel (oder Gruppen von Pixeln) des Bildrahmens zu projizieren. Wie bei der ersten Eingabevorrichtung sendet die zweite Eingabevorrichtung ihr eigenes eindeutiges ID-Signal zurück an die Steuerung 18, wenn sie das Positionierungssignal von dem DLP 16 empfängt. An diesem Punkt weiß die Steuerung 18 genau, wo sich jede der Eingabevorrichtungen D₁, D₂ auf dem Anzeigebildschirm befindet. Somit kann die Steuerung 18 für den verbleibenden Teil des Rahmens optisch Informationen an jede der Eingabevorrichtungen senden, indem sie optische Signale durch das Pixel sendet, über dem sich der Empfänger der jeweiligen Eingabevorrichtung befindet. Desgleichen kann jede Eingabevorrichtung für den verbleibenden Teil des Rahmens Signale an die Steuerung (mittels HF, IR, Festverdrahtung, optisch usw.) senden, und die Steuerung ist dann in der Lage, die Signale, die sie empfängt, der jeweiligen Eingabevorrichtung, die sie sendete, und der physischen Position der Eingabevorrichtung auf der Anzeigeoberfläche 14 zuzuordnen.
Bei dieser Methodologie zum Herstellen eines „Handshakes" zwischen den Eingabevorrichtungen D₁, D_N und der Steuerung 18 können mehrere Variationen implementiert werden. Beispielsweise muss die Steuerung 18, nachdem sich die Eingabevorrichtungen anfänglich auf der Anzeigeoberfläche 14 befinden, das Positionierungssignal in nachfolgenden Bildrahmen eventuell nicht an alle Pixel (oder Gruppen von Pixeln) auf der Anzeigeoberfläche senden. Da sich die Eingabevorrichtungen normalerweise zwischen benachbarten Abschnitten der Anzeigeoberfläche 14 bewegen, bewirkt die Steuerung 18 eventuell, dass die unterschwelligen Positionierungssignale lediglich an diejenigen Pixel gesendet werden, die die letzten bekannten Positionen der Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche 14 umgeben. Alternativ dazu können mehrere unterschiedliche unterschwellige Positionierungssignale auf die Anzeigeoberfläche projiziert werden, von denen jedes in Bezug auf jedes andere eindeutig codiert ist. Mehrere Positionierungssignale würden eine schnellere Lokalisierung der Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche ermöglichen.
Ein weiteres Verfahren kann umfassen, dass das bzw. die Positionierungssignal(e) gleichzeitig an große Abschnitte der Anzeigeoberfläche gesendet werden, und dass der Bereich der Fläche, in dem sich die Eingabevorrichtung(en) befinden kann bzw. können, nacheinander verringert wird. Beispielsweise könnte die Steuerung 18 die Anzeigeoberfläche logisch halbieren und nacheinander an jede der Bildschirmhälften ein Positionierungssignal senden. Wenn die Steuerung ansprechend darauf, dass das Positionierungssignal auf eine der Bildschirmhälften projiziert wird, von einer Eingabevorrichtung keinerlei „Handshake"-Signale zurückempfängt, „weiß" die Steuerung, dass auf dieser Hälfte der Anzeigeoberfläche keine Eingabevorrichtungen positioniert sind. Unter Verwendung dieses Verfahrens kann die Anzeigeoberfläche 14 logisch in eine beliebige Anzahl von Abschnitten unterteilt werden, und unter Verwendung des Eliminierungsprozesses können die Eingabevorrichtungen rascher lokalisiert werden als durch ein einfaches Abtasten jeder Reihe der gesamten Anzeigeoberfläche. Dieses Verfahren würde ermöglichen, dass jede der Eingabevorrichtungen in jedem Bildrahmen rascher lokalisiert wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel könnte die Steuerung 18, nachdem jede der Eingabevorrichtungen auf bejahende Weise auf der Anzeigeoberfläche 14 positioniert wurde, bewirken, dass der DLP 16 damit aufhört, einen Bildinhalt auf die Pixel auf der Anzeigeoberfläche unter den Eingabevorrichtungen zu projizieren. Da die Eingabevorrichtungen diese Pixel sowieso abdecken würden (und somit für einen menschlichen Benutzer nicht sichtbar wären), bestünde kein Bedarf, einen Bildinhalt auf diese Pixel zu projizieren. Ohne einen Bildinhalt könnten alle Pixel unter jeder der Eingabevorrichtungen kontinuierlich dazu verwendet werden, Daten an die Eingabevorrichtung zu senden. Ohne einen Bildinhalt könnte die Steuerung größere Datenmengen in demselben Zeitrahmen senden.
Die Fähigkeit, zu ermöglichen, dass mehrere Eingabevorrichtungen gleichzeitig Daten an das System kommunizieren, weist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten auf. Beispielsweise kann das interaktive Anzeigesystem für interaktive Video-/Computerspiele verwendet werden, wo mehrere Spielfiguren (Eingabevorrichtungen) gleichzeitig mit dem System kommunizieren können. Bei einem Spielausführungsbeispiel kann die Anzeigeoberfläche 14 als Schachbrett mit zweiunddreißig Eingabevorrichtungen aufgebaut sein, wobei jede Eingabevorrichtung eine der Schachfiguren ist. Das beschriebene interaktive Anzeigesystem ermöglicht, dass jede der Schachfiguren gleichzeitig mit dem System kommuniziert, wobei es dem System ermöglicht wird, die Bewegungen der Figuren auf dem Brett nachzuverfolgen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Anzeigeoberfläche als kooperierende Arbeitsoberfläche verwendet werden, bei der mehrere menschliche Nutzer unter Verwendung mehrerer Eingabevorrichtungen (beispielsweise Stifte) gleichzeitig die Anzeigeoberfläche „beschreiben".
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das interaktive Anzeigesystem derart verwendet werden, dass mehrere Benutzer durch eine einzige Anzeigeoberfläche auf die Ressourcen einer einzigen Steuerung (z.B. eines Personal-Computers, einschließlich beispielsweise seiner Speicherplattenlauf werke und seiner Verbindung mit dem Internet) zugreifen, um getrennte Aufgaben auszuführen. Beispielsweise könnte ein interaktives Anzeigesystem dahin gehend konfiguriert sein, es jedem von mehreren Benutzern zu ermöglichen, durch eine einzige Anzeigeoberfläche auf unterschiedliche Websites, PC-Anwendungen oder andere Aufgaben an einem einzigen Personal-Computer zuzugreifen. Beispielsweise könnte der „Tisch" der 1 und 2 dahin gehend konfiguriert sein, es vier Benutzern zu ermöglichen, durch eine einzige Personal-Computer-Vorrichtung und eine einzige in dem „Tisch" eingebettete Anzeigeoberfläche unabhängig voneinander auf das Internet zuzugreifen. Jeder Benutzer könnte durch seine eigene jeweilige Eingabevorrichtung (z.B. Computermaus) seine eigenen getrennten Aktivitäten auf der Anzeigeoberfläche fortführen. Die vier unterschiedlichen „Aktivitäten" (Webseiten, Tabellenkalkulationsblätter, Videoanzeige usw.) könnten an vier unterschiedlichen Positionen auf derselben Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Auf diese Weise können mehrere Benutzer in einer Gruppensituation (alle Benutzer sitzen um einen „Tisch" herum) eine einzige Steuerung (Personal-Computer), ein einzelnes Bildprojektionssystem (digitaler Lichtprozessor) und eine einzige Anzeigeoberfläche gemeinsam nutzen, wobei jeder Benutzer seine eigenen getrennten Aktivitäten mit/bei seinen eigenen jeweiligen logischen „Arbeitsbereichen" auf der gemeinsamen Anzeigeoberfläche fortsetzt.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann es nützlich sein, dass die diversen Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche positioniert sind, um miteinander zu kommunizieren. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass durch die Anzeigeoberfläche eine Kommunikation von einer Eingabevorrichtung zur anderen erfolgt. Im Einzelnen kann eine erste Eingabevorrichtung, nachdem sich die diversen Eingabevorrichtungen auf der Anzeigeoberfläche befinden, Dateninformationen über ihren Sender (z.B. über Infrarot, Hochfrequenz, Festverdrahtungen usw.) an die Steuerung 18 senden, und die Steuerung 18 wiederum kann diese Informationen auf optische Weise an eine zweite Eingabevorrichtung weiterleiten, wie oben beschrieben wurde. Die zweite Eingabevorrichtung kann auf ähnliche Weise durch die Steuerung 18 auf die erste Eingabevorrichtung reagieren.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden bevorzugten und alternativen Ausführungsbeispiele besonders gezeigt und beschrieben wurde, sollten Fachleute verstehen, dass beim Praktizieren der Erfindung diverse Alternativen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendet werden können, ohne von der Wesensart und dem Schutzumfang der Erfindung gemäß der Definition in den folgenden Patentansprüchen abzuweichen. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Patentansprüche den Schutzumfang der Erfindung definieren, und dass das Verfahren und die Vorrichtung innerhalb des Schutzumfangs dieser Patentansprüche sowie deren Äquivalente durch dieselben abgedeckt sind. Diese Beschreibung der Erfindung sollte man so verstehen, dass sie alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen von hierin beschriebenen Elementen umfasst, und in dieser oder einer späteren Anmeldung können Patentansprüche bezüglich etwaiger neuartiger und nicht nahe liegender Kombinationen dieser Elemente präsentiert werden. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind veranschaulichend, und kein einziges Merkmal oder Element ist für alle möglichen Kombinationen, die in der vorliegenden oder einer späteren Anwendung beansprucht werden mögen, wesentlich. Dort, wo die Patentansprüche „ein" oder „ein erstes" Element des Äquivalents desselben anführen, sollten diese Ansprüche so verstanden werden, dass sie eine Integration eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten, wobei sie zwei oder mehrere derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein interaktives Anzeigesystem (10) wird offenbart. Das interaktive Anzeigesystem (10) umfasst eine Anzeigeoberfläche (14) und einen digitalen Lichtprozessor (16), der dahin gehend konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Pixeln auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, um ein sichtbares Bild zu erzeugen, Der digitale Lichtprozessor (16) ist ferner dahin gehend konfiguriert, codierte optische Signale im Wesentlichen gleichzeitig auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, so dass das sichtbare Bild keine merkliche Qualitätsverschlechterung aufweist.

Claims

Ein interaktives Anzeigesystem (10), das folgende Merkmale aufweist: eine Anzeigeoberfläche (14); einen digitalen Lichtprozessor (16), der dahin gehend konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Pixeln auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, um ein sichtbares Bild zu erzeugen; und wobei der digitale Lichtprozessor (16) ferner dahin gehend konfiguriert ist, codierte optische Signale im Wesentlichen gleichzeitig auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, derart, dass das sichtbare Bild keine merkliche Qualitätsverschlechterung aufweist.
Das interaktive Anzeigesystem (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die codierten optischen Signale auf Pixel auf der Anzeigeoberfläche (14) projiziert werden, die auch einen Teil eines sichtbaren Bildes im Wesentlichen gleichzeitig anzeigen.
Das interaktive Anzeigesystem (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Eingabevorrichtung dahin gehend konfiguriert ist, die Informationen entweder über optische Signale, Infrarotsignale, Hochfrequenzsignale oder Festverdrahtungen zu senden.
Das interaktive Anzeigesystem (10) gemäß Anspruch 1, bei dem jede der Eingabevorrichtungen dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend darauf, dass die Eingabevorrichtung ein Positionierungssignal von dem digitalen Lichtprozessor (16) empfängt, ein ID-Signal an eine Steuerung (18) zu senden, wobei das ID-Signal dahin gehend konfiguriert ist, die Eingabevorrichtung, von der es gesendet wird, zu identifizieren.
Ein Verfahren zum Kommunizieren mit einer auf einer Anzeigeoberfläche (14) positionierten Eingabevorrichtung, das folgende Schritte umfasst: Projizieren sichtbarer Bilder auf eine Anzeigeoberfläche (14); und Projizieren codierter optischer Signale auf die Eingabevorrichtung durch die Anzeigeoberfläche (14) im Wesentlichen gleichzeitig mit den sichtbaren Bildern.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der Schritt des Projizierens sichtbarer Bilder auf eine Anzeigeoberfläche (14) ein Modulieren von Licht umfasst, um eine Mehrzahl von sichtbaren Pixeln auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren.
Ein Verfahren zum Lokalisieren einer Eingabevorrichtung auf einer Anzeigeoberfläche (14), das folgende Schritte umfasst: Projizieren eines codierten optischen Positionierungssignals auf die Anzeigeoberfläche (14) im Wesentlichen gleichzeitig mit einem sichtbaren Bild; und Senden eines ID-Signals von der Eingabevorrichtung an die Steuerung (18) ansprechend darauf, dass die Eingabevorrichtung das Positionierungssignal empfängt, wobei das ID-Signal die Eingabevorrichtung eindeutig identifiziert.
Eine Eingabevorrichtung zur Verwendung mit einer Anzeige, die folgende Merkmale aufweist: ein Gehäuse; einen optischen Empfänger; und einen Sender, wobei der Sender dahin gehend konfiguriert ist, ansprechend darauf, dass der optische Empfänger durch die Anzeige ein optisch codiertes Signal empfängt, ein Sendesignal zu senden.
Ein Verfahren zum Kommunizieren zwischen zwei auf einer Anzeigeoberfläche (14) positionierten Objekten, das folgende Schritte umfasst: Senden eines Sendesignals von einem auf der Anzeigeoberfläche (14) positionierten ersten Objekt an eine Steuerung (18); wobei die Steuerung (18) bewirkt, dass ein optisches Signal von einem digitalen Lichtprozessor (16) auf die Anzeigeoberfläche (14) projiziert wird, wobei das optische Signal dem Sendesignal entspricht; und Empfangen des optischen Signals mit einem auf der Anzeigeoberfläche (14) positionierten zweiten Objekt.
Ein interaktives Anzeigesystem (10), das folgende Merkmale aufweist: eine Anzeigeoberfläche (14); einen digitalen Lichtprozessor (16), der dahin gehend konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Pixeln auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, um an unterschiedlichen Positionen auf der Anzeigeoberfläche (14) mehrere sichtbare Bilder zu erzeugen, um logische Arbeitsbereiche zu schaffen; und wobei der digitale Lichtprozessor (16) ferner dahin gehend konfiguriert ist, codierte optische Signale im Wesentlichen gleichzeitig auf die Anzeigeoberfläche (14) zu projizieren, derart, dass die mehreren sicht baren Bilder keine merkliche Qualitätsverschlechterung aufweisen.