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的優先權，在此將其整體教導和公開的所有內容援引加入進來。
技術領域
[0003]本公開一般涉及計算設備用戶接口技術，更具體涉及一種用于經由設備顯示器感應用戶手勢的系統和方法。
【背景技術】
[0004]隨著移動設備在尺寸上變小，用戶輸入的新方法已經開發出來。例如，盡管用戶輸入最初是經由諸如按鈕和滑塊的硬件唯一地接收，用戶現在能夠經由觸摸屏輸入和語音命令而與許多移動設備交互。不管這樣的輸入方法的一般效果，增強輸入技術能夠在提供更大用戶便利性且允許更多先進設備性能方面發揮作用。
[0005]本公開旨在提供一種系統，其可以提供增強用戶輸入性能而不會過分增加設備成本和尺寸。但是，應該認識到，任何這樣的益處都不是對所公開原理的范圍的限制，也不是對所附權利要求的范圍的限制，除非在權利要求中明確提到的范圍。此外，本【背景技術】部分中的技術的討論僅僅反映了發明人的意見或考慮，而非指出所討論的技術代表了實際的現有技術。
【附圖說明】
[0006]盡管所附權利要求通過特殊性闡述了本技術的特征，根據下面詳細的描述并結合附圖，這些技術與其對象和優點一起可以被最好地理解，在附圖中:
[0007]圖1是在其內可以實現當前公開的創新的示例設備的一般化示意；
[0008]圖2是在其中可以實踐當前公開的技術的代表性環境的簡化平面圖；
[0009]圖3是用于實現公開原理的實施例的控制系統的架構示意；
[0010]圖4是根據公開原理的實施例的發射器和傳感器布置的示意圖；
[0011]圖5是根據公開原理的進一步實施例的可替換發射器和傳感器布置的示意圖；
[0012]圖6是根據公開原理的又一實施例的另一可替換發射器和傳感器布置的示意圖；以及
[0013]圖7是根據公開原理的用于檢測和解釋用戶手勢以在閱讀器應用內導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，在進行詳細描述之前，將概覽地描述設備顯示系統的示例實現。在示例實施例中，提供區域背光顯示系統并且以這樣的方式來控制:每個區域被調制的發光二極管(LED)的分離的組所照明。區域可以以相同或不同頻率來調制并且可以以同步或不同步方式照明，取決于應用的需要。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，利用受控區域，作為不同光學發射器或通道，在基本相同的時間發送多個不同信號。這樣，多個區域充當多通道光學發射器。不同于顯示器的光學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，對于使用直接頂發射背光LED陣列的顯示器有用的是，多個紅外(IR)發射器被嵌入到背光LED陣列內以形成多通道光學發射器，此外，當對象橫貫顯示器空間時，顯示器之外的光學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)顯示區域以充當光學發射器以及多個光學接收器，所述多個光學接收器位于顯示器周圍用于手勢感應。
[0017]現在參看附圖，其中，相似參考標記指代相似元件，本公開的技術被圖示為實現于合適環境中。下面的描述基于權利要求的實施例并且不應該被視為關于在此未明確描述的可替換實施例而限制權利要求。
[0018]圖1的示意圖示出了示例性設備，在其中可以實現本公開的多個方面。特別是，示意圖100圖示說明了小觸摸屏設備的移動智能電話實現的示例性內部部件。這些部件可以包括無線收發信機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，用于提供電力給設備部件。所有或一些內部部件可以互相耦合，且可以借助于一個或多個內部通信鏈路132，諸如內部總線，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備，諸如只讀存儲器、隨機存取存儲器(“RAM”)、靜態RAM、動態RAM等等，并且可以由處理器104用來存儲和檢索數據。由存儲器106存儲的數據可以包括一個或多個操作系統或應用以及信息數據。操作系統和應用是經由存儲在設備中的非瞬時計算機可讀介質中的計算機可執行指令來實現的。
[0021]設備可以被編程，使得處理器104和存儲器106與設備的其他部件交互以執行各種功能，例如與顯示器和光學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，諸如相機的光學傳感器;一個或多個音頻輸入部件124，諸如麥克風；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，設備100通過使用分區域的顯示器和一個或多個光學接收器來提供有效且經濟的手勢感應能力。圖2中所示的簡化平面圖表示示例設備屏幕區域和傳感器布置，其中，公開原理的實施例可以被實現。
[0024]圖2中所示的設備顯示器200被劃分為多個部或區域，其中每個獨立可控制以發射光學信號，但全部都可以協調以執行設備的正常顯示功能。在所示實施例中，顯示器200被劃分為六個區域，包括第一區域201、第二區域202、第三區域203、第四區域204、第五區域205、和第六區域206。除了顯示器200的區域201、202、203、204、205、206，設備100還包括光學接收器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，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協同處理器301的使用。處理器301實現信號生成功能302，包括調制發生器303和頻率發生器304。調制發生器303和頻率發生器304為每個顯示器區域生成信號特性。
[0026]處理器301在與處理器301相關聯的各個RAM位置中，例如RAM1(305)、RAM2(306)等等直到RAMn(307)，其中η代表實現的顯示器區域的數目，為不同顯示器區域存儲信號特性。
[0027]處理器301隨后利用存儲的值來驅動顯示器控制器300以提供編碼光學輸出。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域。這樣，對于具有η個區域的顯示器，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能夠使得背光光學輸出的所需空間編碼允許基于反射的后續手勢檢測。
[0028]盡管圖3的示例可以通過實際上無限制數量的顯示器區域來起作用，系統所提供的移動檢測的分辨率不需要大量區域。特別是，分辨率不限于區域的空間分辨率，即，系統不限于簡單檢測對象在或不在特定區域上。而是，由光學傳感器檢測所反射的光學信號，其被轉換為差分信號。因此，盡管單個區域可能不提供任何能力來決定對象位置(即，非常小的數據可以超越對象的存在、不存在或距離而生成)，具有三個區域的設備可以經由差分信號檢測來識別對象位置。盡管具有四個區域的設備可以進一步改善系統的分辨率以及可靠性，將認識到，系統的分辨率還受到每個區域的尺寸的影響。
[0029]圖4的平面圖示出了示例性設備顯示器400，其具有在用于編碼每個區域的背光輸出的顯示器編碼器的控制下的多顯示區域的布置。由于第一區域401、第二區域402、第三區域403和第四區域404中每個的背光被與每個其他區域不同地進行編碼，每個反射可以有效追蹤到源區域。對于檢測發射光，光學接收器405位于顯示器區域400外的設備上。
[0030]盡管圖4的實施例利用多個顯示器區域的背光性能，還可以將可控光學元件嵌入到每個區域內以執行對該區域的編碼發射。例如，關于使用直接頂發射背光LED陣列的顯示器，多個IR發射器可以嵌入到背光LED陣列內作為集體多通道光學發射器。
[0031]圖5圖示說明了這樣的布置。在圖5中所示的示例中，設備顯示器500包括第一區域501、第二區域502、第三區域503和第四區域504。在每個