手勢敏感顯示器的制造方法
【專利說明】手勢敏感顯示器
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求2013年7月8日提交的美國臨時專利申請61/843,620的優(yōu)先權(quán)，在此將其整體教導(dǎo)和公開的所有內(nèi)容援引加入進來。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開一般涉及計算設(shè)備用戶接口技術(shù)，更具體涉及一種用于經(jīng)由設(shè)備顯示器感應(yīng)用戶手勢的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著移動設(shè)備在尺寸上變小，用戶輸入的新方法已經(jīng)開發(fā)出來。例如，盡管用戶輸入最初是經(jīng)由諸如按鈕和滑塊的硬件唯一地接收，用戶現(xiàn)在能夠經(jīng)由觸摸屏輸入和語音命令而與許多移動設(shè)備交互。不管這樣的輸入方法的一般效果，增強輸入技術(shù)能夠在提供更大用戶便利性且允許更多先進設(shè)備性能方面發(fā)揮作用。
[0005]本公開旨在提供一種系統(tǒng)，其可以提供增強用戶輸入性能而不會過分增加設(shè)備成本和尺寸。但是，應(yīng)該認識到，任何這樣的益處都不是對所公開原理的范圍的限制，也不是對所附權(quán)利要求的范圍的限制，除非在權(quán)利要求中明確提到的范圍。此外，本【背景技術(shù)】部分中的技術(shù)的討論僅僅反映了發(fā)明人的意見或考慮，而非指出所討論的技術(shù)代表了實際的現(xiàn)有技術(shù)。
【附圖說明】
[0006]盡管所附權(quán)利要求通過特殊性闡述了本技術(shù)的特征，根據(jù)下面詳細的描述并結(jié)合附圖，這些技術(shù)與其對象和優(yōu)點一起可以被最好地理解，在附圖中:
[0007]圖1是在其內(nèi)可以實現(xiàn)當前公開的創(chuàng)新的示例設(shè)備的一般化示意；
[0008]圖2是在其中可以實踐當前公開的技術(shù)的代表性環(huán)境的簡化平面圖；
[0009]圖3是用于實現(xiàn)公開原理的實施例的控制系統(tǒng)的架構(gòu)示意；
[0010]圖4是根據(jù)公開原理的實施例的發(fā)射器和傳感器布置的示意圖；
[0011]圖5是根據(jù)公開原理的進一步實施例的可替換發(fā)射器和傳感器布置的示意圖；
[0012]圖6是根據(jù)公開原理的又一實施例的另一可替換發(fā)射器和傳感器布置的示意圖；以及
[0013]圖7是根據(jù)公開原理的用于檢測和解釋用戶手勢以在閱讀器應(yīng)用內(nèi)導(dǎo)航的代表性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]盡管公開的原理將把自己提供給各種不同實現(xiàn)，在進行詳細描述之前，將概覽地描述設(shè)備顯示系統(tǒng)的示例實現(xiàn)。在示例實施例中，提供區(qū)域背光顯示系統(tǒng)并且以這樣的方式來控制:每個區(qū)域被調(diào)制的發(fā)光二極管(LED)的分離的組所照明。區(qū)域可以以相同或不同頻率來調(diào)制并且可以以同步或不同步方式照明，取決于應(yīng)用的需要。在進一步的實施例中，照明方案是可以重新配置的。
[0015]因此，在實施例中，利用受控區(qū)域，作為不同光學(xué)發(fā)射器或通道，在基本相同的時間發(fā)送多個不同信號。這樣，多個區(qū)域充當多通道光學(xué)發(fā)射器。不同于顯示器的光學(xué)接收器能夠在用戶的手通過顯示器上時，在做手勢時，檢測反射信號。
[0016]在另一實施例中，對于使用直接頂發(fā)射背光LED陣列的顯示器有用的是，多個紅外(IR)發(fā)射器被嵌入到背光LED陣列內(nèi)以形成多通道光學(xué)發(fā)射器，此外，當對象橫貫顯示器空間時，顯示器之外的光學(xué)接收器用于檢測反射的IR信號。但是，單個接收器的使用并不需要。在可替換實施例中，顯示器包括一個中央化的(centralized)顯示區(qū)域以充當光學(xué)發(fā)射器以及多個光學(xué)接收器，所述多個光學(xué)接收器位于顯示器周圍用于手勢感應(yīng)。
[0017]現(xiàn)在參看附圖，其中，相似參考標記指代相似元件，本公開的技術(shù)被圖示為實現(xiàn)于合適環(huán)境中。下面的描述基于權(quán)利要求的實施例并且不應(yīng)該被視為關(guān)于在此未明確描述的可替換實施例而限制權(quán)利要求。
[0018]圖1的示意圖示出了示例性設(shè)備，在其中可以實現(xiàn)本公開的多個方面。特別是，示意圖100圖示說明了小觸摸屏設(shè)備的移動智能電話實現(xiàn)的示例性內(nèi)部部件。這些部件可以包括無線收發(fā)信機102、處理器104、存儲器106、一個或多個輸出部件108、一個或多個輸入部件110、以及一個或多個傳感器128，例如一個或多個光學(xué)傳感器。處理器104可以是微處理器、微計算機、專用集成電路等中的任意一種。類似地，存儲器106可以，但不需要，駐留在與處理器104相同的集成電路上。
[0019]設(shè)備還可以包括:部件接口112，以提供到附屬部件或附件的直接連接用于額外或增強的功能;和電源114，諸如電池，用于提供電力給設(shè)備部件。所有或一些內(nèi)部部件可以互相耦合，且可以借助于一個或多個內(nèi)部通信鏈路132，諸如內(nèi)部總線，來互相通信。
[0020]存儲器106可以包含各種形式中的任意一種的一個或多個存儲器設(shè)備，諸如只讀存儲器、隨機存取存儲器(“RAM”)、靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM等等，并且可以由處理器104用來存儲和檢索數(shù)據(jù)。由存儲器106存儲的數(shù)據(jù)可以包括一個或多個操作系統(tǒng)或應(yīng)用以及信息數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)和應(yīng)用是經(jīng)由存儲在設(shè)備中的非瞬時計算機可讀介質(zhì)中的計算機可執(zhí)行指令來實現(xiàn)的。
[0021]設(shè)備可以被編程，使得處理器104和存儲器106與設(shè)備的其他部件交互以執(zhí)行各種功能，例如與顯示器和光學(xué)接收器交互以生成表示手勢的信號以及評估這些信號以解釋手勢。
[0022]輸出部件108可以包括各種視覺、音頻或機械輸出。例如，輸出部件108可以包括一個或多個視覺輸出部件116，諸如顯示屏。一個或多個音頻輸出部件118可以包括揚聲器、警報或蜂鳴器，且一個或多個機械輸出部件120可以包括例如振動機制。類似地，輸入部件110可以包括:一個或多個視覺輸入部件122，諸如相機的光學(xué)傳感器;一個或多個音頻輸入部件124，諸如麥克風(fēng)；以及一個或多個機械輸入部件126，諸如觸摸檢測表面和鍵盤。
[0023]傳感器128主要包括用于手勢檢測的一個或多個光學(xué)傳感器129，但還包括其他傳感器131，諸如加速計、陀螺儀等等。如上所提到的，設(shè)備100通過使用分區(qū)域的顯示器和一個或多個光學(xué)接收器來提供有效且經(jīng)濟的手勢感應(yīng)能力。圖2中所示的簡化平面圖表示示例設(shè)備屏幕區(qū)域和傳感器布置，其中，公開原理的實施例可以被實現(xiàn)。
[0024]圖2中所示的設(shè)備顯示器200被劃分為多個部或區(qū)域，其中每個獨立可控制以發(fā)射光學(xué)信號，但全部都可以協(xié)調(diào)以執(zhí)行設(shè)備的正常顯示功能。在所示實施例中，顯示器200被劃分為六個區(qū)域，包括第一區(qū)域201、第二區(qū)域202、第三區(qū)域203、第四區(qū)域204、第五區(qū)域205、和第六區(qū)域206。除了顯示器200的區(qū)域201、202、203、204、205、206，設(shè)備100還包括光學(xué)接收器207用于檢測反射光，例如來自顯示器200之前的手或手指的反射光。
[0025]為了控制顯示器配置和傳感器系統(tǒng)，如圖2中所示，可以使用顯示器控制器，如圖3中示意性所示。特別是，圖3示出了顯示器控制器300協(xié)同處理器301的使用。處理器301實現(xiàn)信號生成功能302，包括調(diào)制發(fā)生器303和頻率發(fā)生器304。調(diào)制發(fā)生器303和頻率發(fā)生器304為每個顯示器區(qū)域生成信號特性。
[0026]處理器301在與處理器301相關(guān)聯(lián)的各個RAM位置中，例如RAM1(305)、RAM2(306)等等直到RAMn(307)，其中η代表實現(xiàn)的顯示器區(qū)域的數(shù)目，為不同顯示器區(qū)域存儲信號特性。
[0027]處理器301隨后利用存儲的值來驅(qū)動顯示器控制器300以提供編碼光學(xué)輸出。特別是，顯示器控制器300提供輸入信號和背光控制信號用于顯示器的每個區(qū)域。這樣，對于具有η個區(qū)域的顯示器，顯示器控制器300提供第一輸入308和第一背光控制信號309、第二輸入310和第二背光控制信號311等等，直到第η輸入312和第η背光控制信號313。這樣，處理器301能夠使得背光光學(xué)輸出的所需空間編碼允許基于反射的后續(xù)手勢檢測。
[0028]盡管圖3的示例可以通過實際上無限制數(shù)量的顯示器區(qū)域來起作用，系統(tǒng)所提供的移動檢測的分辨率不需要大量區(qū)域。特別是，分辨率不限于區(qū)域的空間分辨率，即，系統(tǒng)不限于簡單檢測對象在或不在特定區(qū)域上。而是，由光學(xué)傳感器檢測所反射的光學(xué)信號，其被轉(zhuǎn)換為差分信號。因此，盡管單個區(qū)域可能不提供任何能力來決定對象位置(即，非常小的數(shù)據(jù)可以超越對象的存在、不存在或距離而生成)，具有三個區(qū)域的設(shè)備可以經(jīng)由差分信號檢測來識別對象位置。盡管具有四個區(qū)域的設(shè)備可以進一步改善系統(tǒng)的分辨率以及可靠性，將認識到，系統(tǒng)的分辨率還受到每個區(qū)域的尺寸的影響。
[0029]圖4的平面圖示出了示例性設(shè)備顯示器400，其具有在用于編碼每個區(qū)域的背光輸出的顯示器編碼器的控制下的多顯示區(qū)域的布置。由于第一區(qū)域401、第二區(qū)域402、第三區(qū)域403和第四區(qū)域404中每個的背光被與每個其他區(qū)域不同地進行編碼，每個反射可以有效追蹤到源區(qū)域。對于檢測發(fā)射光，光學(xué)接收器405位于顯示器區(qū)域400外的設(shè)備上。
[0030]盡管圖4的實施例利用多個顯示器區(qū)域的背光性能，還可以將可控光學(xué)元件嵌入到每個區(qū)域內(nèi)以執(zhí)行對該區(qū)域的編碼發(fā)射。例如，關(guān)于使用直接頂發(fā)射背光LED陣列的顯示器，多個IR發(fā)射器可以嵌入到背光LED陣列內(nèi)作為集體多通道光學(xué)發(fā)射器。
[0031]圖5圖示說明了這樣的布置。在圖5中所示的示例中，設(shè)備顯示器500包括第一區(qū)域501、第二區(qū)域502、第三區(qū)域503和第四區(qū)域504。在每個