近日，美国专利商标局发布了苹果公司的一项专利申请，该专利申请涉及一种新的投影系统，该投影系统可以与台式电脑配合使用，以展示发光的键盘或游戏控制器。该系统可以与未来的混合现实头显配合使用，以提供虚拟键盘或交互式游戏对象。此外该系统还可用于提供交互式演示屏幕或墙的专业应用程序中。

　　苹果公司的专利引入了与新设计的交互式投影系统有关的一系列概念。该专利涵盖了用于检测电子设备用户输入的设备、系统和方法，其中用户输入是通过用户输入对象(例如手指或手写笔)对输入表面施加的触摸或按压力进行的，包括用户输入对象在输入表面上的运动，或用户输入对象朝向或远离输入表面的手势。

　　输入表面可以与电子设备本身分开。系统可以将键盘或其他输入屏幕的图像投影到桌面上。然后，用户可以按压投影图像的位置，以输入到与该位置图像相关联的计算机系统。作为示例，用户可以按下投影的“Enter”键以使计算机系统执行动作。

　　这样的设备、系统和方法的优点在于，可以减少相关联的硬件组件，并拥有将图像投影到各种表面的能力以及轻松缩放投影图像等优点。

　　苹果的专利图1A示出了用于将图像投影到输入表面上并且通过用户与输入表面的交互来接收用户输入的电子设备。

　　当投影仪与用户的计算设备(MacBook、iMac、游戏设备)进行通信时，投影系统(#106)可用于为用户提供虚拟键盘或游戏控制器系统。上面的专利图显示了一个“ ENTER”按钮，可以用手指或Apple Pencil触摸该按钮以激活系统，从而允许用户在其显示器上显示文件或程序。

　　投影的图像#104可用作投影机的单一、主要或辅助用户输入机制(#106)。

　　在一些实施例中，从投影仪投射的光(#108)可以包括投射图像和扫描光束。

　　扫描光束可以由投影仪内的自混合干涉测量传感器发射。自混合干涉测量传感器可以用于检测用户与投影图像的触摸、按压或其他交互。

　　扫描光束可以是激光束，并且可以是例如红外或紫外光，以使用户对其不可见。

　　在一些实施例中，可以使用扫描光束来检测投影仪与输入表面(桌子#102)之间的三维(3D)空间内的用户位置、手势或动作。手指从输入表面抬起的检测可以用于指示滚动命令、缩放命令或其他命令。

　　从技术上讲，可以将带照明的虚拟投影键盘视为隐私工具。当关闭投影仪系统时，旁人将无法控制计算机。

　　投影系统可以具有专业版，其中可以用于学校或公司演示。如专利图1B所示，与标准投影系统不同，教师可以通过触摸、特殊的指针或Apple Pencil与图像进行交互。

　　该表面也可以是球形的。投影系统将首先扫描要投影图像的表面并将其映射出来，以便可以看到图像包裹在球体或3D形状的可见区域周围。从技术上讲，该表面可以被设计为支持交互式墙的形状。

　　在另一种配置中，Apple声明扫描和距离检测系统的各种实施例可以用作增强现实或虚拟现实(AR / VR)设备的一部分。

　　例如，这样的扫描和距离检测系统可以在AR / VR系统的用户头显上创建图像，使得用户能感知到距离用户较远的输入表面。

　　尽管不存在物理输入表面，但是用户可能能够通过将手指或其他用户输入对象实际放置在头显面前(与到虚拟输入表面的投影距离相对应)的位置上，以与系统进行交互。

　　在苹果的专利图2A中，我们可以看到200号扫描系统可用于扫描输入表面。如专利所指示的，可以逐行执行扫描。

　　该系统也可以使用另一扫描模式进行替代。系统可以足够迅速地执行扫描，以允许扫描系统与投影到输入表面上的视频图像协同工作。

　　光源可以是激光发射器，发射的光束204可以是激光束。光束204可以穿过准直透镜206以增加工作距离范围。

　　苹果的专利图4B示出了如何在扫描操作(#410)期间检测诸如用户手指(#416)或另一个用户输入对象(例如Apple Pencil)的居中对象。

　　在所示的扫描操作中，通过扫描一行(例如每次一行)并垂直步进穿过所有行，将来自自混合式干涉测量传感器的光束指向或穿过输入表面(#412)。

　　在不存在用户输入对象或介入对象的情况下对视场的初始扫描可以允许电子设备确定输入表面在视场内的范围。这样的初始扫描可以提供到输入表面位置的距离的基线。苹果的专利图6是用于获得用户的手指或其他用户输入对象的基线形貌方法600的流程图。

　　美国专利局发布的这项苹果专利的申请号为20200356159.该专利于2019年第二季度提交。考虑到这只是专利申请，因此目前尚不知道这种产品上市的时间。

　　苹果这项专利的发明者包括：

　　Mehmet Mutlu：显示光学设计和架构经理

　　Fatih Cihan：高级光学硬件工程师

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