使用環(huán)境光傳感器的手勢檢測的制作方法
【專利摘要】描述了一種用于檢測與設備進行非觸摸通信的對象做出的手勢的設備和方法。所述設備包括：兩個或更多個環(huán)境光傳感器，被布置在所述設備的相應表面位置處，所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器中的每一個被配置為測量在所述相應表面位置處的光強度。該設備還包括：處理器，被配置為基于在兩個或更多個時刻或測量周期在所述相應表面位置中的每一個處測量的光強度的比較來檢測手勢。
【專利說明】使用環(huán)境光傳感器的手勢檢測

【背景技術(shù)】
[0001]計算機、移動電話、平板計算機和其他計算和通信設備包括各種輸入接口。例如，計算機包括鍵盤和鼠標輸入接口。使用鼠標，用戶可以導航到顯示區(qū)域并作出選擇。處于各種原因，鼠標或等同輸入接口不實際可用于諸如平板計算機和移動電話等的手持設備。原因之一是手持設備通常不用在用于適應鼠標操作的平穩(wěn)表面上。大多數(shù)平板計算機和許多移動設備包括構(gòu)建在屏幕下方的電容性觸摸傳感器用作主要導航和數(shù)據(jù)輸入方法。這些觸摸傳感器要求用戶利用他們的手指來對顯示進行導航，從而在他們試圖作出選擇時潛在地遮擋屏幕并隨著時間在屏幕上留下指紋和污跡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0002]為了更全面地理解本公開，現(xiàn)在結(jié)合附圖和詳述，參照以下簡要描述，附圖中相似的附圖標記表示相似的部分。
[0003]圖1示出了包括環(huán)境光傳感器的示例性布置的設備；
[0004]圖2描繪了圖1中所示的設備的另一視圖；
[0005]圖3示出了根據(jù)另一實施例的包括環(huán)境光傳感器的示例性布置的設備；
[0006]圖4示出了根據(jù)另一實施例的包括環(huán)境光傳感器的示例性布置的設備；
[0007]圖5是用于處理手勢的系統(tǒng)的框圖；
[0008]圖6是用于控制兩個或更多個環(huán)境光傳感器的系統(tǒng)的框圖；
[0009]圖7示出了檢測手勢的方法的處理流程；以及
[0010]圖8是如本文所述的便于非觸摸手勢檢測的示例性設備的框圖。

【具體實施方式】
[0011]首先應當理解，盡管以下提供了本公開的一個或多個實施例的示意性實施方式，但是所公開的系統(tǒng)和/或方法也可以使用任何數(shù)量的技術(shù)而實現(xiàn)，不論這些技術(shù)是當前已知還是已存在。本公開絕不應局限于包括本文示意和描述的示例性設計和實施方式在內(nèi)的以下所示的示意性實施方式、附圖和技術(shù)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍及其等同替換方式的整個范圍內(nèi)進行修改。
[0012]如上所述，當前用作移動設備的輸入設備的觸摸屏可能呈現(xiàn)準確性(由于在輸入期間用戶手指覆蓋選擇)和維護(由于在使用期間留下的指紋和污跡)的問題。在一些移動設備中，基于手勢的輸入已經(jīng)被認為是觸摸輸入的備選。這些系統(tǒng)包括例如用于記錄和解釋手勢輸入的攝像機和處理器。其他示例性實施例包括耦合到一個或更多個紅外光傳感器以記錄在每個紅外光傳感器處的強度的一個或更多個紅外發(fā)光二級管。
[0013]本文所描述的系統(tǒng)和方法的實施例包括環(huán)境光傳感器，環(huán)境光傳感器便于對由與設備(例如智能電話或平板計算機)進行非觸摸通信的對象(例如用戶的手)作出的手勢進行識別。
[0014]圖1示出了包括環(huán)境光傳感器110的示例性布置的設備100。設備100可以是任何計算、通信或數(shù)據(jù)存儲設備，例如平板計算機、膝上型計算機、智能電話、音樂播放器、存儲設備等。圖1所描繪的圖示示出了向用戶顯示信息的機身125表面上的設備100的屏幕120 (例如玻璃或其他透明表面)，該信息可以是基于用戶選擇或由設備100生成的。設備所生成的信息可以包括通信連接(移動網(wǎng)絡、wifi連接、藍牙連接等)、電話呼叫或電子消息或其任何組合的狀態(tài)。屏幕120可以充當設備100和用戶之間的輸入/輸出(I/O)。圖1中所示的示例性設備100具有占據(jù)設備100的一個表面的大部分的屏幕120。其他示例性設備100可以取而代之地包括鍵盤或其他組件，使得屏幕120相對于設備100的表面大小的相對大小小于圖1中所示的大小(例如見圖4)。三個環(huán)境光傳感器(ALS)110x、110y、IlOz布置在圖1中屏幕120的下方。盡管所示ALSllO布置在屏幕120的下方以保護免受環(huán)境和意外損壞，然而因為屏幕120是允許環(huán)境光穿過的透明設備元件，不論ALS布置在屏幕120上方還是下方，ALSllO接收相同強度的環(huán)境光或至少充足的環(huán)境光以檢測環(huán)境光的改變。屏幕120包括可以過濾或漫射一些光(例如特定范圍的光波長)的玻璃或聚合物外層。如本文所描述的用于檢測的充足的光穿過屏幕120的外層。環(huán)境光是指使用設備100的環(huán)境中可用的光(光的亮度和方向)。因此，ALSllO是被動(passive)設備。例如，ALSllO不具有用于提供由ALSllO檢測的光的設備100上的發(fā)射器并且不與其相關(guān)聯(lián)。在另一示例中，設備100不為了手勢檢測的目的而發(fā)射光。在一個示例中，環(huán)境光是在設備所在的環(huán)境中存在的光。
[0015]圖2描繪了圖1中所示的設備100的另一視圖。圖2所示的圖示包括光源210。該光源210可以是太陽、燈或在使用設備100的給定環(huán)境中提供可用光的光源的某種組合。如果白天時設備100在戶外，太陽提供環(huán)境光，該環(huán)境光是擴頻光。如果設備正用在沒有外窗的室內(nèi)，則由室內(nèi)發(fā)光系統(tǒng)(例如燈、熒光燈泡、白熾燈泡、LED等)生成環(huán)境光。環(huán)境光還可以是自然光(例如日光)和人造光(例如熒光、白熾光)的組合。每個ALSllO輸出與所測量的光強度115相對應的電流電平(例如見圖5)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以用于從ALSllO導出數(shù)字輸出。ALS中的每個可以具有可調(diào)靈敏度(可調(diào)增益設置)。每個ALS還可以是具有在兩個或更多個范圍(波長頻帶或范圍)中的可選操作范圍的擴頻傳感器。以下參考圖6討論在此選擇中進行的處理。每個ALSllO的操作的完全范圍可以接近可見光的波長范圍(400nm至700nm)。通常商業(yè)上可用的ALS可以檢測例如350nm至700nm波長范圍中的環(huán)境光。因為每個ALSllO測量其接收區(qū)域(見例如230y和230y’定義ALSllOy的接收區(qū)域，230z和230z’定義ALSllOz的接收區(qū)域)中的可用(環(huán)境)光的強度，ALSllO是不需要對應發(fā)射器或發(fā)射機的被動傳感器。接收區(qū)域通常是圓錐體形，圓錐體尺寸由半靈敏度的角度確定。圖2是示例性接收區(qū)域的截面圖。每個ALSllO可以以提供每平方米的流明的測量的光度單位(勒克斯)或以提供每平方米的瓦特的測量的輻射度單位(輻照度)來測量其接收區(qū)域中的光強度115。在圖1和圖2所示的實施例中，三個ALS110x、110y、110z以三角形圖案布置。即，至少一個ALSllO與至少兩個其他ALSllO偏離或不線性對齊。
[0016]通過包括兩個或更多個ALSllO (例如三個ALSllOx、IlOyUlOz)，圖1和圖2中所示的設備100便于對對象240的手勢的檢測，由于對象240的移動，所述手勢改變ALSllO中的一個或更多個ALSllO的檢測區(qū)域中的光強度115(例如見圖5)。通過以三角形圖案包括具有三個或更多個ALSl 10中的至少三個的三個或更多個ALSl 10，可以以三維識別對象240的移動。如以下進一步詳述，基于在不同時刻或測量周期由ALSllO中的每一個測量的由于對象240的移動導致的光強度115的改變，檢測和識別手勢。即，ALSllO中的每個ALSllO在給定時刻與其他ALS110同時或在測量周期中與其他ALS110按順序測量光強度115，使用對不同時刻或測量周期的光強度115測量的比較來檢測手勢。例如，假定ALSllO在圖2所示的時刻同時(或近似同時)測量光強度115，對象240被放置為使得由ALSllOz檢測的光強度115受影響，但由ALSI1x和IlOy檢測的光強度115不受對象240的影響?；趯ο?40的移動方向，由ALSl 10x、I 1y、I 1z中的不同ALS檢測的光強度115可能在不同時刻受對象240的位置的影響。對象240可以是手、一個或更多個手指、棒或另一非透明物體，它們部分地或完全地阻擋環(huán)境光的通過，使得可以基于對所測量的光強度115的作用來檢測其位置。
[0017]無觸摸手勢可以模仿劃動(還被稱為揮動)，劃動是觸摸敏感顯示器上的特定類型的觸摸。劃動或揮動可以從原點開始并持續(xù)到終點(例如手勢的結(jié)束點)。手勢可以由手勢的屬性或特性來識別，如以下進一步討論。這些屬性可以包括例如(ALS110檢測的)原點、終點、對象240行進的距離、持續(xù)時間、速度和方向。手勢在距離和/或持續(xù)時間上可長可短?？梢岳檬謩莸膬牲c來確定手勢的方向。手勢還可以包括懸停。懸?？梢允菍ο?40在一個時段內(nèi)在大致不變的位置不移動。
[0018]在圖1和圖2中所示的ALSllO的布置中，可以要求ALSllOx、IlOy和IlOz之間的最小距離(例如ALSllOy和IlOz之間的距離220)以區(qū)分對象240的移動。該最小距離通常是2厘米(cm)的數(shù)量級。更具體而言，ALSllO之間的最小距離是基于對象240的預期大小作為一個因素。例如，與使用一個手指作為對象240時相比，當使用張開的手作為對象240時，可能需要更大的最小距離來區(qū)分手勢。這是因為在更多時刻，張開的手會覆蓋所有三個ALS110x、110y、110z，使得僅當對象240處于ALSllOx、110y、IlOz集合的邊緣時，張開的手的移動才能被區(qū)分出來。根據(jù)一個或更多個實施例，ALSl 10可以位于角部或沿著屏幕120的邊緣，因此屏幕120大小可以確定ALSllO之間的距離。當預期張開的手作為用于執(zhí)行手勢的對象240時，ALSllO之間的最小距離可以使用3.5cm。ALSllO之間的增加的距離便于更清晰地區(qū)分手勢(例如方向、速度)，因為對于多數(shù)手勢移動，張開的手對象240將不會覆蓋所有ALSl 10。
[0019]另一必須考慮的距離是對象240和ALSllO之間的距離(例如對象240和ALSllOz之間的距離)。首先，如圖2明確示出，對象240必須在光源210和ALSllO之間，以便由ALSllO中的一個或更多個ALSllO基于對象240對由ALS110中的一個或更多個ALS110所檢測的光強度115的作用來對對象240進行檢測。盡管通常在對象240和ALS110之間不要求最小距離(即對象240可能幾乎觸摸屏幕120表面)，對象240在執(zhí)行手勢時通常距離屏幕120有2-3cm遠。當對象240離ALS110 (屏幕120表面)太近時，則可能檢測不到手勢的開始或結(jié)束的某個部分。這是由于ALSllO的接收區(qū)域的寬度(如例如在圖2的截面圖中的230y和230y’以及230z和230z’所示)是在ALS110的表面處最窄的，并隨著與ALS的距離增加而增加。因此，從圖2中可以清楚地看到，距離上更靠近ALSllO (屏幕120表面)的對象240還必須更靠近ALSllO的中心(在垂直尺寸上，沿著屏幕120)以進入ALS110的接收區(qū)域。通過將對象240懸停在給定ALSllO之上并將其移動更遠離(降低對象240作用并增加光強度115測量)或更靠近一起(增加對象240作用并降低光強度115測量)，可以作出與鼠標點擊類似的手勢。因此，可以將雙擊和三擊手勢添加到可用可區(qū)分手勢。
[0020]圖3示出了根據(jù)另一實施例的包括環(huán)境光傳感器110的示例性布置的設備100。圖3中所示的示例性設備100與圖1和圖2中所示的設備100相似在于屏幕120占據(jù)設備100的一個表面中的大部分。圖3中所不的設備100包括被布置在屏幕120的周長周圍的七個 ALS110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g。如圖 3 所示，ALSllOa偏離 ALSllOb、IlOc和IlOd的公共軸線111以及ALSl1eUlOf和IlOg的公共軸線111’。在備選實施例中，可以布置ALSllOb、IlOc和IlOd或ALS110e、110f和IlOg中的一個或更多個ALS，使得它們不分別沿著111或111’與其他ALS線性對齊。例如，ALSI1c和ALSllOf可以布置在更靠近屏幕120的中心并因此分別偏離ALSllOb和IlOd公共的軸線111以及ALSllOe和IlOg公共的軸線111’。增加ALSllO的數(shù)量增加了設備100可以檢測的手勢的數(shù)量。例如，圖3示出了一個揮手手勢(對象240從設備100的一側(cè)向另一側(cè)移動)。因為在屏幕120周長周圍的ALSllO的數(shù)量，可以與圖3中所示的揮手手勢區(qū)分的其他揮手手勢也是可能的。對象240可以從ALSllOd和IlOe移動到ALSllOa或從ALSllOd移動到ALSllOg0應當注意，如果ALSllO更靠近地聚集在一起并且對象240是手(如圖3所示)，則與當如圖所示布置ALSllO時相比，更少的可區(qū)別手勢是可能的。
[0021]圖4示出了根據(jù)另一實施例的包括環(huán)境光傳感器110的示例性布置的設備100。不同于圖1-3中所示的示例性設備100，圖4中所示的設備100將鍵盤或其他組件包括在空間410中，使得屏幕120相對于圖1-3中所示的屏幕120占據(jù)設備100的一個表面中的較少部分。所示三個ALSl 10m、I1nUlOo在屏幕120的周長附近。如上所述并如圖1中所示，ALSl 10m、IlOnU10可以更靠近地布置在一起，使得對象240作出的手勢更類似于觸摸板的用戶利用手指作出的手勢。
[0022]圖5是用于處理手勢的系統(tǒng)500的框圖。以下參考特定組件討論系統(tǒng)500執(zhí)行的功能。然而，在備選實施例中，系統(tǒng)500可以使用用于本文所討論的多于一個功能的一個或更多個處理器和一個或更多個存儲設備來處理手勢。此外，與以下討論的處理器和存儲設備相同的處理手勢的處理器和存儲設備可以在設備100中執(zhí)行其他功能。例如，用于識別手勢的處理器可以是通常在智能電話或平板計算機中可用的若干數(shù)字信號處理器(圖8中的 DSP801)之一。
[0023]對系統(tǒng)500的輸入是從ALSllO中的每一個測量的光強度115。包括存儲器和處理器功能的數(shù)據(jù)收集引擎510接收測量。在從ALSllO中的每一個接收到光強度115測量數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)收集引擎510輸出針對每個時刻的數(shù)據(jù)幀520。即，每個數(shù)據(jù)幀520包括在給定時刻針對每個ALSllO的光強度115測量。盡管通?？梢詫⒚總€數(shù)據(jù)幀520討論為包括在給定時刻針對每個ALSl 10的光強度115測量，ALSllO可以取而代之地依次(而不是同時)對光強度115進行采樣，使得數(shù)據(jù)幀520包括針對ALSllO的一個周期的時間段的光強度115測量。充當手勢識別器530的處理器接收每個數(shù)據(jù)幀520。手勢識別器530可以根據(jù)如下文所討論的若干實施例之一進行操作。
[0024]為了將對象240的移動識別為特定(已知)手勢，手勢識別器530使用如下文所討論的ALSllO的光強度115測量的比較，以及與模板存儲設備535中所存儲的手勢模板537的比較。可以基于預期的噪聲和誤差來設置光強度115中的動態(tài)調(diào)整的最小改變。S卩，在所檢測的光強度115中的改變被解釋為周圍光的真實變化之前，可以需要所檢測的光強度115中改變的閾值百分比。基于數(shù)據(jù)幀520 (針對單個時刻或測量周期)內(nèi)ALSllO之間的光強度115測量，手勢識別器530可以確定對象240的位置。例如，對于給定數(shù)據(jù)幀520，如果ALSllOd和IlOf的光強度115測量高于(超出定義的閾值)由ALSllOe輸出的光強度115測量，則可以確定對象240在ALSllOe之上并從而阻擋來自光源210的一些光?；趦蓚€或更多個數(shù)據(jù)幀520 (兩個或更多個時刻或測量周期)之間的光強度115測量，手勢識別器530可以確定(移動)手勢的特性，例如移動的方向、移動的速度和移動是加速還是減速。例如，如果一個數(shù)據(jù)幀520中ALSllOd和IlOf的光強度115測量比由ALSllOe輸出的光強度115測量高(超出定義閾值)，并且下一數(shù)據(jù)幀520中ALSllOe的光強度115測量比由ALSllOd和IlOf輸出的光強度115測量高(超出定義閾值)，則手勢識別器530可以確定對象240從ALSllOe的方向向ALSllOd和IlOf的方向移動。如果在若干數(shù)據(jù)幀520期間發(fā)生光強度115測量的改變，則可以將對象240的移動確定為比在改變發(fā)生在一個數(shù)據(jù)幀240過程期間的情況相對更慢?；谒_定的手勢特性，手勢識別器530可以基于手勢模板537在已知手勢集合中識別手勢。
[0025]手勢模板537有助于將手勢識別器530識別的對象240的移動與特定已知手勢進行關(guān)聯(lián)。手勢模板537可以被認為是與每個已知手勢相對應的理想光強度115測量的樣本。更具體而言，手勢模板537可以被認為是為給定已知手勢提供ALSllO或數(shù)據(jù)幀520或兩者之間的理想相對光強度115。因此，通過比較輸入光強度115測量(數(shù)據(jù)幀520中)或?qū)⒐鈴姸葴y量115與手勢模板537中的理想測量進行比較，手勢識別器530將對象240移動識別為已知手勢。該手勢的識別可以通過消除手勢模板537中的已知手勢的處理來完成。因此，手勢識別器530可以在對象240移動完成之前，通過消除可用已知手勢的處理，使用手勢模板537來識別手勢。在此情況下，手勢識別器530可以繼續(xù)處理數(shù)據(jù)幀520來驗證所檢測的手勢，或在備選實施例中，手勢識別器530可以在識別手勢之后停止處理附加數(shù)據(jù)幀520并等待以下討論的觸發(fā)信號540。ALSllO中的每一個可以可編程用于一秒鐘提供10、20、50、10、125、15、200和250個光強度115采樣(數(shù)據(jù)幀520)。ALSllO掃描速率是確定作出手勢的速度以便被識別的因素。即，當ALSllO以每秒10個光強度115采樣的速率進行采樣時，最快可識別手勢比當ALSllO在以每秒250個光強度115采樣的速率進行采樣時可以作出的最快可識別手勢要慢很多。以每秒10個數(shù)據(jù)幀520(每秒10個光強度115采樣)的速率進行采樣的ALSl 15可以轉(zhuǎn)換為對象240以1.5秒行進1cm以被正確地識別和處理。系統(tǒng)610 (圖6)可以動態(tài)地計算并調(diào)整ALSllO的掃描速率。
[0026]對手勢識別器530的另一輸入是手勢庫存儲設備550中存儲的手勢庫555之一。每個手勢庫555與應用相關(guān)聯(lián)，并且手勢識別器530選擇與設備100當前正在執(zhí)行的應用相關(guān)聯(lián)的手勢庫555。與給定應用相關(guān)聯(lián)的給定手勢庫555可能不包括手勢模板537中的每個已知手勢。因此，基于設備100當前正在執(zhí)行的應用，手勢識別器530可以縮小手勢模板537中要與數(shù)據(jù)收集引擎510輸出的數(shù)據(jù)幀520進行比較以識別手勢的已知手勢集合。手勢庫555指示與手勢集合相對應的動作輸出560。因此，當手勢識別器530基于對象240的移動和手勢模板537來識別已知手勢，并且手勢識別器530在與設備100當前正在運行的應用相關(guān)聯(lián)的手勢庫555中的手勢集合中找到已知手勢時，則手勢識別器530輸出源于對象240移動的對應動作輸出560。手勢識別器530的動作輸出560充當對正在執(zhí)行的應用的命令。例如，當正在執(zhí)行的應用是文檔編輯會話時，手勢識別器530所識別的手勢可以對應于諸如“下一頁”(向下?lián)]手)、“前一頁”(向上揮手)、“放大”(將手指放在一起)和“縮小”(將手指展開)等的動作輸出560。如果設備100當前未執(zhí)行任何應用或如果設備100當前正在執(zhí)行的應用不具有與其相關(guān)聯(lián)的手勢庫555，則即使手勢識別器530基于對象240的移動使用手勢模板537來識別已知手勢，手勢識別器530基于識別手勢不作出動作。即，因為不存在要查找的手勢庫555，不存在與所識別的手勢相對應的動作輸出560。
[0027]根據(jù)一個實施例，當設備100未執(zhí)行應用時或當設備100正在執(zhí)行沒有相關(guān)聯(lián)的手勢庫555的應用時，手勢識別器530可能不使用手勢模板537來識別手勢。根據(jù)另一實施例，手勢識別器530在接收觸發(fā)信號540之前可以不開始處理任何數(shù)據(jù)幀520。以下參考圖6詳述觸發(fā)信號540。根據(jù)另一實施例，手勢識別器530可以處理初始數(shù)據(jù)幀520集合，并然后在接收到觸發(fā)信號540之前不處理識別手勢所需的另一數(shù)據(jù)幀520集合。例如，手勢識別器530可以處理特定數(shù)量的數(shù)據(jù)幀520或表示特定時間長度(時刻數(shù))的多個數(shù)據(jù)幀520，并然后在接收到觸發(fā)信號540之前停止處理其他數(shù)據(jù)幀520。根據(jù)另一實施例，手勢識別器530可以在數(shù)據(jù)幀520從數(shù)據(jù)收集引擎510輸出時持續(xù)處理數(shù)據(jù)幀520。
[0028]不管基于觸發(fā)信號540的手勢識別器530的行為如何，缺乏相關(guān)聯(lián)的手勢庫555或完全缺乏正在執(zhí)行的應用，數(shù)據(jù)收集引擎510仍輸出數(shù)據(jù)幀520。這是因為即使不執(zhí)行手勢檢測，光強度115測量仍可以用于諸如基于所檢測的環(huán)境光來調(diào)整屏幕120背光等的后臺功能。以下參考圖6詳述這些后臺功能中的一些。
[0029]圖6是用于控制兩個或更多個環(huán)境光傳感器110的系統(tǒng)610的框圖。如參考圖5所述，針對系統(tǒng)610描述的功能可以由一個或更多個處理器和一個或更多個存儲設備執(zhí)行，它們還可以執(zhí)行設備100中的其他功能。系統(tǒng)610可以被認為是后臺處理系統(tǒng)，因為其可以持續(xù)操作以動態(tài)地控制ALS110。系統(tǒng)610接收ALSllO向數(shù)據(jù)收集引擎510作為數(shù)據(jù)幀520輸出的光強度115測量。在備選實施例中，ALSl 10可以直接將光強度115測量輸出到系統(tǒng)610以及數(shù)據(jù)收集引擎510。系統(tǒng)610還可以接收附加信息620。此附加信息620可以指示例如設備100當前是否正在執(zhí)行應用，如果是，則指示設備100當前正在執(zhí)行哪個應用。
[0030]基于光強度115測量(直接地或以數(shù)據(jù)幀520的形式)和附加信息620，系統(tǒng)610調(diào)整每個ALSllO的靈敏度或波長頻帶或范圍或兩者。例如，基于可用光(所測量的環(huán)境光強度115)，系統(tǒng)610可以經(jīng)由從系統(tǒng)610到ALSllO中的一個或更多個的控制信號來改變ALSllO的波長范圍。改變(調(diào)整波長范圍)可以確保針對當前條件，ALSllO聚焦于正確的波長(頻率)頻帶。作為另一示例，基于可用光中的改變(例如基于將光切換為開或關(guān))，系統(tǒng)610可以改變ALSllO的靈敏度。切換光的任何順序產(chǎn)生ALSllO必須適配的光靈敏度115中的新改變范圍。例如，ALS敏感的光強度115的改變范圍可以是50-250勒克斯。在較暗環(huán)境(例如展示期間的會議室)中，ALS敏感的光強度115的改變范圍可以是2-15勒克斯。通過控制信號630對ALSllO的調(diào)整可以持續(xù)地、周期性地或基于觸發(fā)事件(例如設備100正在執(zhí)行的應用的改變)來完成。例如，靈敏度調(diào)整可以每5個數(shù)據(jù)幀520自動地完成一次。系統(tǒng)610還可以調(diào)整ALSllO的光強度115測量的順序和頻率。例如，基于指示設備100正在執(zhí)行特定應用的附加信息620，系統(tǒng)610可以發(fā)送控制信號630以使ALSllO以特定順序并以特定頻率收集針對每個周期(數(shù)據(jù)幀520)的光強度115采樣。
[0031]除了控制ALSllO之外，系統(tǒng)610可以將觸發(fā)信號540提供給手勢識別器530 (見圖5)。因為系統(tǒng)610監(jiān)視數(shù)據(jù)幀520中的光強度115測量以滿足上述后臺功能，系統(tǒng)610可以附加地識別信號通知手勢識別器530應當何時發(fā)起手勢處理的觸發(fā)事件并相應地輸出觸發(fā)信號540。例如，當系統(tǒng)610接收到指示由一個或更多個ALSllO測量的光強度115中改變的數(shù)據(jù)幀520時，系統(tǒng)610可以向手勢識別器530輸出觸發(fā)信號540。光強度115測量中的改變可以指示對象240的移動的開始(因此是手勢的開始)。在各種實施例中，在系統(tǒng)610輸出觸發(fā)信號540之前，所測量的光強度115的改變可以是10% +/_3%或更高。在實施例中，在系統(tǒng)610輸出觸發(fā)信號540之前，所測量的光強度115的改變可以是20%+/-5%或更高。在實施例中，在系統(tǒng)610輸出觸發(fā)信號540之前，所測量的光強度的改變可以是25% +/-5%或更高。
[0032]圖7示出了根據(jù)上述實施例的檢測手勢的方法700的處理流程。在步驟710，可以根據(jù)圖1、3和4中或根據(jù)上述指導的備選布置中所示的實施例來在將兩個或更多個ALS布置在設備100的屏幕120下方。如上所述，從ALSllO獲得光強度115測量(步驟720)可以光度單位或輻照度單位來進行。獲得(接收)光強度115測量還可以包括利用系統(tǒng)610來動態(tài)地控制ALSllO以例如修改每個ALSllO的波長范圍或頻譜靈敏度。如結(jié)合圖6所討論，系統(tǒng)610進行的控制可以基于例如由ALSllO的光強度115測量。在步驟730，確定設備100正在執(zhí)行哪個應用(如果有的話)可以由手勢識別器530完成并可以是提供給系統(tǒng)610的附加信息620的部分。在步驟740，處理包括在手勢庫存儲設備550中存儲與可以使用非觸摸手勢進行操作的每個應用相關(guān)聯(lián)的手勢庫555。在步驟750，手勢識別器530可以完成選擇與設備100正在執(zhí)行的應用相關(guān)聯(lián)的手勢庫555。步驟750還可以包括:手勢識別器530確定沒有手勢庫555可應用，因為設備100未執(zhí)行任何應用或正在執(zhí)行不具有相關(guān)聯(lián)的手勢庫555的應用。在步驟760，處理光強度115測量并識別手勢涉及數(shù)據(jù)收集引擎510輸出數(shù)據(jù)幀520，以及，除手勢模板537之外，手勢識別器530還使用光強度115測量的比較。步驟760還可以包括:系統(tǒng)610向手勢識別器530發(fā)送觸發(fā)信號540以開始或繼續(xù)手勢處理。步驟760還可以包括:手勢識別器530基于不具有可用的手勢庫555而根本不識別手勢。在步驟770，如上文已經(jīng)詳述，手勢識別器530完成基于手勢庫555來輸出與手勢相對應的動作信號560。
[0033]圖8是便于如以上實施例所述的非觸摸手勢檢測的示例性設備100的框圖。盡管描述了設備100的各種組件，設備100的備選實施例可以包括所示的組件的子集或包括圖8中未示出的附加組件。設備100包括DSP801和存儲器802。DSP801和存儲器802可以部分地或全部地提供系統(tǒng)500的功能(圖5)。如所示，設備100還可以包括天線和前端單元803、射頻(RF)收發(fā)機804、模擬基帶處理單元805、麥克風806、頭戴式揚聲器807、耳機端口 808、總線809(例如，系統(tǒng)總線或輸入/輸出(I/O)接口總線)、可拆卸存儲卡810、通用串行總線(USB)端口 811、告警812、鍵區(qū)813、短距離無線通信子系統(tǒng)814、可以包括觸摸敏感表面的液晶顯示器(IXD) 815、IXD控制器816、電荷耦合器件(CXD)攝像機817、攝像機控制器818和全球定位系統(tǒng)(GPS)傳感器819以及與能量存儲單元(例如，電池826)可操作耦合的能量管理模塊820。在各種實施例中，設備100可以包括不提供觸摸敏感屏的另一類型的顯示器。在一個實施例中，DSP801直接與存儲器802進行通信，而不經(jīng)過輸入/輸出接口( “總線”)809。
[0034]在各種實施例中，DSP801或一些其他形式的控制器或中央處理單元(CPU)根據(jù)在存儲器802中存儲的或在DSP801自身中包含的存儲器中存儲的嵌入式軟件或固件進行操作，以控制設備100的各種組件。除了嵌入式軟件或固件之外，DSP801可以執(zhí)行其他應用，這些其他應用是存儲在存儲器802中的或經(jīng)由信息媒體(例如像可拆卸存儲卡810 —樣的便攜式數(shù)據(jù)存儲介質(zhì))或經(jīng)由有線或無線網(wǎng)絡通信可獲得的。應用軟件可以包括配置DSP801以提供期望功能的機器可讀指令的匯編集合，或者應用軟件可以是要通過解釋器或編譯器處理用來間接配置DSP801的高層軟件指令。
[0035]提供天線和前端單元803用來在無線信號和電信號之間轉(zhuǎn)換，使設備100能夠發(fā)送信息并且從蜂窩網(wǎng)絡或一些其他可用無線通信網(wǎng)絡或從對等設備100接收信息。在實施例中，天線和前端單元803可以包括用于支持波束成形和/或多輸入多輸出(MMO)操作的多個天線。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的MIMO操作可以提供空間分集，空間分集能用于克服不同信道條件或用于增加信道吞吐量。同樣，天線和前端單元803可以包括天線調(diào)諧和/或阻抗匹配組件、RF功率放大器或低噪聲放大器。
[0036]在各種實施例中，RF收發(fā)機804便于將所接收的RF信號轉(zhuǎn)換到基帶并且將基帶傳輸信號轉(zhuǎn)換到RF的頻率平移。在某些描述中，無線電收發(fā)機或RF收發(fā)機可以理解為包括其他信號處理功能(例如調(diào)制/解調(diào)、編碼/解碼、交織/解交織、擴頻/解擴頻、快速傅里葉逆變換(IFFT)/快速傅里葉變換(FFT)、循環(huán)前綴添加/移除以及其他信號處理功能)。為了清楚的目的，說明書這里將此信號處理和RF和/或無線電層的描述分離，并將此信號處理概念性地分配給模擬基帶處理單元805/或DSP 801或其他中央處理單元。在某些實施例中，可以將RF收發(fā)機804、天線和前端單元803的部分和模擬基帶處理單元805合并為一個或更多個處理單元和/或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)。
[0037]應當注意的是，在此圖式中，無線接入技術(shù)(RAT)RATl和RAT2收發(fā)機821、822、IXRF823、IRSL824和多RAT子系統(tǒng)825可操作地耦合到RF收發(fā)機804和模擬基帶處理單元805，并然后還經(jīng)由RF收發(fā)機804耦合到天線和前端單元803。因為可能存在多個RAT收發(fā)機，通常將存在多個天線或前端803或RF收發(fā)機804，其中每個針對每個RAT或操作頻帶。
[0038]模擬基帶處理單元805可以為RF收發(fā)機804和語音接口(806、807、808)提供輸入和輸出的各種模擬處理。例如，模擬基帶處理單元805從麥克風806和頭戴式耳機808接收輸入，并向耳機807和頭戴式耳機808提供輸出。為此，模擬基帶處理單元805可以具有用于與內(nèi)置麥克風806和耳機揚聲器807相連的端口，這使設備100能夠作為手機使用。模擬基帶處理單元805還可以包括用于與耳機或其他免提麥克風和揚聲器配置相連的端口。模擬基帶處理單元805可以提供一個信號方向的數(shù)模轉(zhuǎn)換以及相反信號方向的模數(shù)轉(zhuǎn)換。在各種實施例中，模擬基帶處理單元805的至少一些功能可以由數(shù)字處理組件(例如由DSP801或由其他中央處理單元)提供。
[0039]DSP801可以執(zhí)行調(diào)制/解調(diào)、編碼/解碼、交織/解交織、擴頻/解擴頻、快速傅里葉逆變換(IFFT)/快速傅里葉變換(FFT)、循環(huán)前綴附加/移除以及與無線通信相關(guān)聯(lián)的其他信號處理功能。在實施例中，例如在碼分多址接入(CDMA)技術(shù)應用中，對于發(fā)射機功能，DSP801可以執(zhí)行調(diào)制、編碼、交織和擴頻，并且對于接收機功能，DSP801可以執(zhí)行解擴頻、解交織、解碼和解調(diào)。在另一實施例中，例如在正交頻分復用接入(OFDMA)技術(shù)應用中，對于發(fā)射機功能，DSP801可以執(zhí)行調(diào)制、編碼、交織、快速傅里葉逆變換和附加循環(huán)前綴，并且對于接收機功能，DSP801可以執(zhí)行移除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、解交織、解碼和解調(diào)。在其他無線技術(shù)應用中，DSP801可以執(zhí)行其他信號處理功能和信號處理功能的組合。
[0040]DSP801可以經(jīng)由模擬基帶處理單元805與無線網(wǎng)絡通信。在一些實施例中，通信可以提供因特網(wǎng)連接，使用戶能夠訪問因特網(wǎng)上的內(nèi)容并能夠發(fā)送和接收電子郵件或文本消息。輸入/輸出接口( “總線”)809與DSP801和各種存儲器和接口相互連接。存儲器802和可拆卸存儲卡810可以提供用于配置DSP801的操作的軟件和數(shù)據(jù)。在接口中可以是USB接口 811和短距離無線通信子系統(tǒng)814。USB接口 811可以用于給設備100充電并也可以使設備100能夠起到用來與個人計算機或其他計算機系統(tǒng)交換信息的外圍設備的作用。短距離無線通信子系統(tǒng)814可以包括紅外端口、藍牙端口、服從IEEE802.11無線端口或使設備能夠無線地與其他附近客戶端節(jié)點和接入節(jié)點進行通信的任何其他短距離無線通信子系統(tǒng)。短距離無線通信子系統(tǒng)814還可以包括合適的RF收發(fā)機、天線和前端子系統(tǒng)。
[0041]輸入/輸出接口( “總線”)809還將DSP801連接到告警526，當觸發(fā)(例如通過響鈴、播放旋律或震動)時，使設備100向用戶提供通知。告警812可以充當用于通過靜音震動或通過為特定呼叫者播放特定預指派旋律來警告用戶各種事件(例如來電、新文本消息和預約提醒)中任何一個的機制。
[0042]鍵區(qū)813經(jīng)由I/O接口( “總線”)809耦合到DSP801，以提供一種使用戶作出選擇、輸入信息以及向設備100提供輸入的機制。鍵區(qū)813可以是完全的或簡化的字母數(shù)字鍵盤(例如QWERTY、DVORAK、AZERTY和有序類型)，或具有與電話鍵區(qū)相關(guān)聯(lián)的字母的傳統(tǒng)數(shù)字鍵區(qū)。輸入鍵同樣可以包括履帶輪、履帶板、退出或取消鍵、軌跡球以及可以是向內(nèi)按壓的以提供其他輸入功能的其他導航或功能鍵。另一輸入機制可以是LCD815，LCD815可以包括觸摸屏功能并也可以向用戶顯示文本和/或圖形。IXD控制器816將DSP801耦合到LCD815。
[0043]CXD攝像機517 (如果裝配的話)使設備100能夠拍攝數(shù)字照片。DSP801經(jīng)由攝像機控制器818與CCD攝像機817進行通信。在另一實施例中，可以使用根據(jù)不是充電耦合設備攝像機的技術(shù)來進行操作的攝像機。GPS傳感器519耦合到DSP801以對全球定位系統(tǒng)信號或其他導航信號進行解碼，從而使設備100能夠確定其位置。GPS傳感器819可以耦合到天線以及適用于其操作頻帶的前端(未示出)。可以包括其他各種外圍設備以提供額外功能(例如，無線電和電視接收)。
[0044]在各種實施例中，設備100包括第一無線接入技術(shù)(RAT)收發(fā)機821和第一 RAT收發(fā)機822。并在本文中更詳細的描述，RAT收發(fā)機‘I’ 812和RAT收發(fā)機‘2’ 822依次通過RAT間監(jiān)督層模塊824耦合到多RAT通信子系統(tǒng)825。進而，多RAT通信子系統(tǒng)825可操作地耦合到總線809?？蛇x地，第一無線電接入技術(shù)(RAT)收發(fā)機821和第一 RAT收發(fā)機822的各個無線電協(xié)議層通過RAT間交換功能(IRXF)模塊823可操作地相互耦合。
[0045]盡管在本公開中已經(jīng)提供了若干實施例，但應當理解:在不脫離本公開的精神或范圍的前提下，可以以很多其他的特定形式實現(xiàn)所公開的系統(tǒng)和方法?？梢詫⒈臼纠醋魇疽庑缘亩皇窍拗菩缘?，并且其意圖不限于本文所給出的細節(jié)。例如，可以在另一系統(tǒng)中合并或集成各種元件或組件，或可以省略或不實現(xiàn)特定的特征。
[0046]此外，在不背離本公開的范圍的前提下，在各種實施例中描述和闡述為離散或分離的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可以與其他系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法合并或集成。示出為或討論為耦合的或直接耦合的或相互通信的其他項目可以是間接耦合的，或通過一些接口、設備或中間組件，不管是電子地、機械地或以其他形式地通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員可確定改變、代替和變更的其他示例，并且在不脫離本文公開的精神和范圍的前提下，可以作出改變、代替和變更的其他示例。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測由進行非觸摸通信的對象(240)做出的手勢的設備(100)，所述設備(100)包括: 兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)，被布置在所述設備(100)的相應表面位置處，所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的每一個被配置為測量在所述相應表面位置處的光強度(115);以及 處理器(530)，被配置為:基于在兩個或更多個時刻或測量周期(520)在所述相應表面位置中的每一個處測量的光強度(115)的比較來檢測所述手勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，其中，所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的兩個在線性軸(111、111’)上對齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，其中，所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的至少一個偏離所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的兩個環(huán)境光傳感器(110)公共的線性軸(111、111’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，其中，所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)是位于所述設備(100)的玻璃表面(120)下方的被動設備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，所述處理器(530)還基于包括已知手勢集合的模板(537)來檢測所述手勢。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，其中，所述處理器(530)基于所述手勢來輸出信號(560)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設備(100)，其中，所述處理器(530)基于所述設備(100)正在執(zhí)行的應用來將所述手勢與所述信號(560)相關(guān)聯(lián)，所述信號(560)控制所述應用的方面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備(100)，還包括:第二處理器￠10)，被配置為動態(tài)地控制所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)，所述第二處理器(610)修改所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的每一個的波長范圍或頻譜靈敏度或所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)的操作順序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設備(100)，其中，所述第二處理器(610)基于所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的一個或更多個環(huán)境光傳感器(110)測量的光強度(115)來動態(tài)地控制所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設備(100)，其中，所述第二處理器(610)基于所述設備(100)正在執(zhí)行的應用來動態(tài)地控制所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)。
11.一種檢測由與設備(100)進行非觸摸通信的對象(240)做出的手勢的方法(700)，所述方法包括: 使用在所述設備(100)的相應表面位置處布置的兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)來測量在所述相應表面位置處的光強度(115); 使用處理器(530)對在兩個或更多個時刻或測量周期(520)在所述相應表面位置中的每一個處的光強度(115)進行比較(760)，以識別所述手勢的一個或更多個特性；以及 基于所述一個或更多個特性，使用所述處理器(530)來檢測(760)所述手勢。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(700)，其中，所述檢測(760)手勢包括將所述一個或更多個特性與模板(537)中已知手勢集合的特性進行比較。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(700)，還包括:所述處理器(530)基于所述設備(100)正在執(zhí)行的應用，將所述手勢與信號(560)相關(guān)聯(lián)(770)，并將所述信號輸出(770)到所述應用，所述信號(560)控制所述應用的方面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(700)，還包括:使用第二處理器(610)動態(tài)地控制(720)所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)，所述動態(tài)地控制(720)所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)包括修改所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的每一個的波長范圍或頻譜靈敏度或所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)的操作順序。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(700)，其中，所述動態(tài)地控制(720)所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)是基于所述兩個或更多個環(huán)境光傳感器(110)中的一個或更多個環(huán)境光傳感器(110)測量的光強度(115)。
【文檔編號】G06F3/0487GK104484032SQ201410310199
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】瑞恩·亞歷山大·格里斯, 杰塞克·艾奇克, 皮特·曼考斯基, 亞當·斯諾斯基, 克里斯托夫·扎瓦達 申請人:黑莓有限公司