用于提供顯示器上的紅外手勢(shì)交互的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所揭示的裝置、系統(tǒng)和方法大體上涉及用于電子裝置的用戶接口，且更具體 地說(shuō)涉及使用用于電子裝置的觸摸感測(cè)顯示器的紅外手勢(shì)辨識(shí)。
【背景技術(shù)】
[0002] 觸摸感測(cè)顯示器是電子裝置上的流行接口，其允許用戶易于輸入命令和數(shù)據(jù)。觸 摸顯示器可在移動(dòng)裝置、電子顯示器、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)和桌上型計(jì)算機(jī)中找到。 觸摸顯示器大體上經(jīng)設(shè)計(jì)以操作且響應(yīng)于觸摸屏表面上的手指觸摸、觸筆觸摸、手指移動(dòng) 或觸筆移動(dòng)。
[0003] 觸摸觸摸顯示器上的特定點(diǎn)可激活在觸摸顯示器上的所述位置處找到或展示的 虛擬按鈕、特征或功能。典型特征可包含（例如）進(jìn)行電話呼叫、輸入數(shù)據(jù)、打開或關(guān)閉瀏 覽器窗以及其它功能。
[0004] 在一些環(huán)境中，觸摸屏可能不能夠準(zhǔn)確解析復(fù)雜的用戶手勢(shì)，例如多點(diǎn)觸摸輸入。 此不準(zhǔn)確性可為顯示器上的觸摸傳感器內(nèi)缺乏靈敏度的結(jié)果，或是由于來(lái)自用戶的多點(diǎn)觸 摸輸入的復(fù)雜性。
[0005] 另外，例如移動(dòng)電話等某些電子裝置可具有相對(duì)較小的顯示器，這限制用戶在觸 摸屏上的運(yùn)動(dòng)的量。在某些情況下，用戶可難以通過(guò)觸摸顯示屏幕輸入復(fù)合命令。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其中沒(méi)有單個(gè)方面單獨(dú)負(fù)責(zé) 本文所揭示的所需要的屬性。
[0007] -個(gè)實(shí)施例是用于交互手勢(shì)辨識(shí)的系統(tǒng)，其具有安裝在顯示器后方的紅外光源和 相機(jī)。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可進(jìn)一步具有可拆卸前面板，其也使用紅外相機(jī)和壓力傳 感器提供復(fù)合觸摸交互。所述可拆卸前面板的一些實(shí)施例可包括無(wú)框玻璃。在其中顯示裝 置暴露于塵土或油脂的環(huán)境中，不具有邊框提供防止塵土或油脂在邊框與玻璃之間的接觸 線處聚集的益處，所述塵土或油脂可能難以完全從玻璃清潔。前面板的可拆卸性質(zhì)允許用 戶在骯臟環(huán)境中舒適地使用所述顯示器，因?yàn)榭梢瞥懊姘逵糜谇鍧?，同時(shí)顯示器自身保 持不被塵土或油脂接觸。此外，在其中顯示器可變?yōu)椴羵驌p壞的環(huán)境中，具有可拆卸面板 以保護(hù)顯示器通過(guò)具有暴露于損害的可易于更換的組件而延長(zhǎng)了顯示器的壽命。
[0008] 另一實(shí)施例是一種觸敏顯示裝置，其包含：觸摸屏，其具有正面和背面且能夠檢測(cè) 用戶的觸摸；一或多個(gè)紅外燈，其經(jīng)配置以照射放置于所述觸摸屏前方的用戶的手指；紅 外相機(jī)，其定位在所述觸摸屏后方且經(jīng)配置以通過(guò)所述觸摸屏俘獲用戶的手指的紅外圖 像；以及手勢(shì)處理模塊，其經(jīng)配置以確定所述觸摸屏上的用戶的觸摸且跟蹤所述用戶的手 指的位置，其中所述手勢(shì)處理模塊從所述所確定觸摸和位置跟蹤確定用戶的手勢(shì)。
[0009] 又另一個(gè)實(shí)施例是一種用以俘獲觸敏顯示裝置上的用戶手勢(shì)的系統(tǒng)，其包含：具 有正面和背面且能夠檢測(cè)用戶的觸摸的觸摸屏，經(jīng)配置以照射放置于所述觸摸屏前方的用 戶的手指的一或多個(gè)紅外燈，以及定位于所述觸摸屏后方且經(jīng)配置以通過(guò)所述觸摸屏俘獲 用戶的手指的紅外圖像的紅外相機(jī)。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包含控制模塊，其經(jīng)配置以：當(dāng)用戶觸 摸所述觸摸屏?xí)r激活手勢(shì)辨識(shí)模塊；俘獲在所述觸敏顯示裝置的所述觸摸屏上做出的用戶 手勢(shì)的一或多個(gè)圖像；當(dāng)用戶釋放所述觸摸屏?xí)r去激活所述手勢(shì)辨識(shí)模塊；以及分析用戶 手勢(shì)的所述圖像以在所述顯示器上執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
[0010] 一個(gè)其它實(shí)施例是一種觸敏顯示裝置，其包含：觸摸屏，其具有正面和背面且能夠 檢測(cè)用戶的觸摸；用于當(dāng)用戶觸摸所述觸摸屏?xí)r提供紅外光的裝置；用于俘獲在所述觸敏 顯示裝置的所述觸摸屏上做出的用戶的手勢(shì)的一或多個(gè)圖像的裝置；用于當(dāng)用戶釋放所述 觸摸屏?xí)r去激活所述紅外光且中斷用戶手勢(shì)的圖像的俘獲的裝置；以及用于分析用戶手勢(shì) 的所述圖像以在所述顯示器上執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作的裝置。
[0011] 再另一個(gè)實(shí)施例是一種用于將數(shù)據(jù)輸入到觸敏電子裝置中的方法，所述方法包 含步驟：檢測(cè)來(lái)自所述觸敏裝置上的用戶觸摸的壓力；當(dāng)檢測(cè)到用戶觸摸時(shí)激活紅外光單 元；俘獲在所述觸敏顯示裝置上做出的用戶手勢(shì)的一或多個(gè)圖像；以及分析用戶手勢(shì)的所 述圖像以在所述觸敏電子裝置的顯示器上執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
[0012] 一個(gè)其它實(shí)施例是一種具有指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，所述指令在由 處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行將數(shù)據(jù)輸入到觸敏電子裝置中的方法。所述方法包含步驟：檢測(cè)來(lái)自所 述觸敏裝置上的用戶觸摸的壓力；當(dāng)檢測(cè)到用戶觸摸時(shí)激活紅外光單元；俘獲在所述觸敏 顯示裝置上做出的用戶手勢(shì)的一或多個(gè)圖像；以及分析用戶手勢(shì)的所述圖像以在所述觸敏 電子裝置的顯示器上執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 將在下文中結(jié)合附圖和附錄來(lái)描述所揭示方面，提供附圖和附錄是為了說(shuō)明而不 是限制所揭示方面，其中相同符號(hào)表示相同元件。
[0014] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有可拆卸如面板的觸敏顯不系統(tǒng)和設(shè)備的不意圖。
[0015] 圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的觸敏顯示裝置的正視透視圖。
[0016] 圖3是具有紅外相機(jī)的觸敏顯不裝置的俯視圖。
[0017] 圖4A是圖2的觸敏顯示裝置的可拆卸前面板的下側(cè)的示意圖。
[0018] 圖4B是在前面板經(jīng)拆卸的情況下的圖2的顯示裝置的示意圖。
[0019] 圖5是圖2的顯示裝置的示意性橫截面圖。
[0020] 圖6是并入到圖2的顯示裝置中的紅外手勢(shì)俘獲的示意性橫截面圖。
[0021] 圖7是描繪實(shí)施一些操作性元件的觸敏顯示系統(tǒng)的示意性框圖。
[0022] 圖8是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的觸摸感測(cè)和紅外手勢(shì)處理過(guò)程的流程圖。
[0023] 圖9是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的紅外手勢(shì)俘獲和辨識(shí)過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例涉及使用成像系統(tǒng)將信息輸入到電子系統(tǒng)中。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)施方案 包含利用紅外成像系統(tǒng)俘獲用戶的手指的運(yùn)動(dòng)且使用所述運(yùn)動(dòng)提供顯示屏幕上的基于觸 摸的輸入的系統(tǒng)、裝置、方法或設(shè)備。這提供具有紅外多點(diǎn)觸摸交互手勢(shì)辨識(shí)的觸敏顯示裝 置。
[0025] 舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置可具有對(duì)紅外光透明但顯示來(lái)自附接電子 系統(tǒng)的信息的顯示面板。此類顯示器可包含IXD或LED顯示面板。如下文所論述的紅外相 機(jī)和光源可定位在顯示面板后方，與用戶相對(duì)且經(jīng)聚焦以俘獲顯示面板前方的運(yùn)動(dòng)。在用 戶在顯示面板的前方移動(dòng)手指或手指集合時(shí)，所述紅外相機(jī)可俘獲用戶的手指的特征且分 析所述特征以確定當(dāng)前正執(zhí)行哪些手勢(shì)。在電子系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的軟件可用以分析用戶的手指 運(yùn)動(dòng)以確定正執(zhí)行的恰當(dāng)手勢(shì)。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器可包含保持顯示面板的框架，所述顯示面板用以對(duì)用戶 顯示來(lái)自附接電子系統(tǒng)的信息。顯示面板可由可裝卸式透明面板覆蓋，所述透明面板可使 用磁體或用于將所述面板保持在適當(dāng)位置的其它裝置固定到所述框架。紅外光源和紅外相 機(jī)可定位在顯示面板和透明面板后方且用以提供用戶的復(fù)合多點(diǎn)觸摸手勢(shì)的辨識(shí)和解譯。 多個(gè)壓力傳感器可附接到所述框架以使得所述透明面板相對(duì)于顯示器的移動(dòng)產(chǎn)生壓力傳 感器信號(hào)，所述信號(hào)經(jīng)分析以確定用戶的觸摸的位置。此觸摸信號(hào)可用以確定何時(shí)系統(tǒng)應(yīng) 起始使用紅外相機(jī)的觸摸手勢(shì)的俘獲。因此，在使用中，系統(tǒng)掃描以從框架上的壓力傳感器 檢測(cè)透明面板上的壓力。當(dāng)檢測(cè)到壓力時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算屏幕上的壓力事件的坐標(biāo)位置以定位 手指按壓已在何處發(fā)生。系統(tǒng)隨后初始化紅外圖像傳感器和光以監(jiān)視手指從所檢測(cè)位置的 移動(dòng)。通過(guò)監(jiān)視此移動(dòng)，系統(tǒng)可甚至跨越并不具有集成觸摸傳感器的透明面板跟蹤復(fù)合手 指移動(dòng)，但改為使用壓力傳感器檢測(cè)手指位置。在一些實(shí)施例中，所述可裝卸式透明面板是 無(wú)框玻璃面板。
[0027] 本發(fā)明的實(shí)施例與許多其它通用或?qū)Ｓ糜?jì)算系統(tǒng)環(huán)境或配置一起操作?？蛇m合與 本發(fā)明一起使用的眾所周知的計(jì)算系統(tǒng)、環(huán)境及/或配置的實(shí)例包含（但不限于）個(gè)人計(jì) 算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持式或膝上型計(jì)算機(jī)裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、可 編程消費(fèi)型電子裝置、網(wǎng)絡(luò)PC、微型計(jì)算機(jī)，包含以上系統(tǒng)或裝置中的任一者的分布式計(jì)算 環(huán)境及類似者。
[0028] 如本文中所使用，指令涉及用于處理系統(tǒng)中的信息的計(jì)算機(jī)實(shí)施的步驟。指令可 在軟件、固件或硬件中實(shí)施且包含由系統(tǒng)的組件進(jìn)行的任何類型的編程步驟。
[0029] 在以下描述中，提供具體細(xì)節(jié)是為了便于透徹理解實(shí)例。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員將理解，可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐所述方面。舉例來(lái)說(shuō)，可以在框圖中展示電 組件/裝置，以免用不必要的細(xì)節(jié)混淆所述實(shí)例。在其它例子中，可以詳細(xì)展示此些組件、 其它結(jié)構(gòu)及技術(shù)以進(jìn)一步解釋所述實(shí)例。
[0030] 還應(yīng)注意，可能將所述實(shí)例描述成過(guò)程，這個(gè)過(guò)程被描繪成程序圖、流程圖、有限 狀態(tài)圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖。雖然流程圖可以將操作描述成順序過(guò)程，但是許多操作可以并行或 同時(shí)執(zhí)行，并且所述過(guò)程可以重復(fù)。另外，操作的次序可以重新安排。過(guò)程在其操作完成時(shí) 終止。過(guò)程可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、程序、子例程、子程序等。當(dāng)過(guò)程對(duì)應(yīng)于軟件函數(shù)時(shí)，其 終止對(duì)應(yīng)于所述函數(shù)返回到調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。
[0031] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可以使用多種不同技術(shù)及技藝中的任一者來(lái)表示信 息及信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子或其任何組 合來(lái)表示可能貫穿上述描述參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片。
[0032] 顯示裝詈概沐
[0033] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及具有可拆卸的前面板的觸敏裝置，其中壓力傳感器放置在顯 示器上且放置在顯示器后方的紅外（"IR"）相機(jī)提供交互觸摸感測(cè)和手勢(shì)辨識(shí)。一個(gè)示 范性裝置在2013年1月4日申請(qǐng)的標(biāo)題為"具有可裝卸式前面板的交互式顯示器"的第 61/749184號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案中描述，所述申請(qǐng)案的全部以引用的方式并入本文中。紅外 手勢(shì)辨識(shí)功能可提供在觸敏顯示裝置上，如所描述實(shí)施例中說(shuō)明。在其它實(shí)施例中，紅外手 勢(shì)辨識(shí)可提供在其它電子裝置上，例如（但不限于）膝上型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)或移動(dòng)裝 置。
[0034] 圖1圖解說(shuō)明觸敏顯示器系統(tǒng)5的一個(gè)實(shí)施例，其具有安裝在由支腿20、25支撐 的框架結(jié)構(gòu)（未