CN101772750B - 移动通信设备及其输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移动通信设备以及一种为操作该通信设备而设置的输入装置，通过该输入装置可以进行在通信设备的使用范围内所要求的输入操作。本发明要解决的技术问题是，实现一种解决方案，通过该解决方案特别是可以在相对紧凑的移动电子设备、特别是通信设备和数码相机中，以对于应用者来说是可以特别好地协调的方式进行这些输入操作。按照本发明的第一方面，上述技术问题按照本发明通过具有如下的移动通信设备解决：外壳装置，其如下构造，使得其是可单手抓握的；显示装置，其被包含在该外壳装置中用于提供图像显示面；控制装置，用于如下控制该显示装置，使得该显示装置在输入模式中提供其本身支持输入过程的进行的输入图形；以及输入装置，用于根据手动类型的输入操作进行输入过程，其中所述设备的特征是，如下构造所述输入装置，使得在以特定方式操作所述设备时在位于显示装置之前的区域中提供输入区域，在该输入区域内部可以通过使用者进行输入操作，方法是使用者用其空闲的手进行相对于外壳装置的控制运动而无需显示装置或者所述通信设备与该手接触。

Description

移动通信设备及其输入装置
技术领域
本发明涉及一种移动通信设备以及一种为操作该通信设备而提供的输入装置，通过该输入装置可以进行在通信设备的使用范围内所要求的输入操作。
此外，本发明还涉及一种用于在诸如提到的移动电话和数码相机的移动小电子设备上进行输入操作的方法。
背景技术
移动电话和数码相机典型地被配备有按键区和/或输入按钮以及必要时还配备的触摸屏输入装置，通过这些输入装置能够进行用于操作这些设备所需的输入操作。
特别是在这些设备的极小构建的实施方式中，存在的问题是，输入过程的进行对细微运动的(feinmotorisch)协调部分地提出了很高的要求，该要求在特定的使用者或在许多情况下只能有条件地被提供，或者在特定的应用情况中导致对于其它过程的注意力负担。
发明内容
考虑到该问题，本发明要解决的技术问题是，实现一种解决方案，通过该解决方案特别是可以在相对紧凑的移动电子设备、特别是通信设备和数码相机中，以对于应用者来说是可以特别好地协调的方式进行这些输入操作。
按照本发明的第一方面，上述技术问题按照本发明是通过具有权利要求1给出的特征的移动通信设备解决的。
由此，按照优选的方式，用于进行输入操作的操作手甚至可以通过相对粗运动学的运动，具有优势地进行所要求的精细的输入过程。
按照本发明的一个特别方面，如下配置控制装置，使得通过应用者一侧进行的控制运动产生的输入事件在显示屏上呈现的用户界面中找到其映射。例如特别可以在用户界面上显示光标结构或者其它符号，或者产生图像效果，其出现或者移动与使用者的输入运动一致。
在此，特别地如下构成用户界面，使得通过输入手的横向运动可以选择不同的、在用户界面中可见的按键或者字段。还可以如下构成用户界面，使得除了对横向运动的解析之外还可以采集纵向运动以及优选地还有深度运动。通过采集横向运动和纵向运动，可以在特定的菜单窗口中二维地移动。通过探测深度运动，可获得对不同菜单窗口的特别访问。还可以如下构成用户界面：通过手的显著运动、特别是通过Z轴信息的显著改变来产生选择过程。此外，还可以探测特定的姿势，并且从这些姿势中推导出对用户界面的选择或者特定的其它命令。
按照本发明的一个特别方面，优选地如下配置系统，使得操作区域至少就其宽度和/或高度来说大于在显示器上呈现的图形面积的宽度和/或高度，以及优选也大于通信设备本身。
通过纵向运动和横向运动，优选地可以在窗口内部或者框内部导航。还可以如下构造系统，使得借助探测事件导出选择命令。
该选择命令特别可以通过手指姿势、特别是食指或者多个手指在朝着显示器的方向上倾斜而产生。可以根据对该过程是典型的、在探测区域中的电场变化产生该相应的选择命令。在设备上优选地提供输入结构，借助于该输入结构除了基于无接触的手运动姿势的输入操作之外，还可以通过相应操纵该输入结构、特别是输入按钮来进行菜单项选择。
可以将该输入结构实施为按键结构，在以特定方式抓握移动通信设备时，特别地可以通过使用者的左手的大拇指和手指(右手型)，或者通过右手的相应的大拇指和手指(左手型)，操纵该按键结构。
特别是可以如下布置该选择按钮，使得可以以人类工程学上具有优势的方式通过大拇指或者食指来操纵该选择按钮。
可以如下构造按照本发明的通信设备，使得在电场路径上进行输入操作的探测。在此，特别可以将使用者的身体本身并入到信号传输系统，方法是例如通过通信设备的背面将移动电流事件(Verschiebestromereignis)耦合到应用者，该移动电流事件是通过对在设备的后部区域中设置的电极上的电压的相应调制而感应的。然后，可以通过集成到移动通信设备中的探测电极，再次采集该移动电流事件到位于通信设备的显示装置之前的区域中的反流(Rückführung)。
按照本发明的一个特殊方面，还可以如下构造移动通信设备以及照相机，使得在进行输入操作的范围内例如通过产生对于切换是典型的噪声(schalttypischer)(键盘噪声)来产生声学的反馈，或者必要时通过具有加速质量系统的相应执行机构产生触觉的反馈。通过显示装置或者其它光学装置、特别是发光二极管，可以产生关于所进行的输入过程的附加光学信息、例如反馈信息。
可以如下配置整个信号技术上的结构，使得输入操作的运动或者反应也考虑所谓的弹道学效应，从而通过快速改变操作手的位置，光标在相应的窗口中走过较大的路段，并且相应地按照弹道学函数(即按照负的加速系数a延迟地)结束(auslaufen)。优选地，如下确定探测区域的尺寸，使得该探测区域覆盖大约23×23cm的区域，因为在该区域中通过在手关节区域中的倾斜并且围绕肘关节稍微转动就可以实现操作手的特别快速的运动。
按照优选方式可以将语音识别系统集成到移动通信设备中，通过该语音识别系统可以进行语音信号的识别以及到文本的转换。然后例如可以作为e-mail的内容或者SMS成本低地传输该文本。
按照本发明的一个特别方面，将该语音识别系统用于转换和识别姿势。本发明就此而言还涉及一种用于进行输入信号的信号处理的方法，输入信号本身按照手姿势产生，而手姿势由使用者相对于在移动通信设备中包含的探测系统做出，并且与手或者其手指的空间运动相关，其中，如下产生或者转换输入信号：使得其表示这样的传输信号，即，其频带包括(erfasst)能够进入语音识别系统的声音信号的频带，其中通过语音识别系统根据这些传输信号进行对手姿势的解释。
由此，使用对于语音识别领域开发的、被证明的电路和分析系统，也可以按照优选方式进行姿势识别和分析。在此，如下应用是可能的，在这些应用中为语音识别而形成的概念和芯片组仅用于姿势解释。此外，语音识别系统还可以附加地具有姿势识别的功能，其中，麦克风输入端也可以直接地作为用于姿势信号的输入端。可以以相对小的附加硬件开销在分布的计算机系统以及其它的在其中执行语音识别的系统(特别是微控制器)中，实现将姿势轨迹变化到声音序列的转换的按照本发明的概念。可以如下地产生按照本发明所产生的声音序列，使得该声音序列必要时与麦克风信号重叠地馈入到系统的声音输入端。通过该概念可以以特别具有优势的方式将语音识别程序扩展姿势解释功能。特别地，可以将用于姿势记录或者说用于采集姿势手(或者必要时也仅手指)的空间运动而设置的采集电极，集成到移动通信设备的外壳中，或者头戴式耳机或免提设备(Freisprechenanlage)中，或者外围电话系统中，从而形成用于姿势采集的典型的参考点。在此，在车辆免提装置中，特别的结构适合于在仪表盘、方向盘、中央控制面板和门板(Tuerverkleidungen)的区域中。
还可以如下构造按照本发明的传感器装置，通过该传感器装置可以采集主要的静态姿势，例如静态手形，并且可以转换成对此充分清楚的声音序列。这样的静态姿势例如可以实施为“平的手”、“拇指深出的握拳”、“胜利的手势”。在这些静态姿势的情况下，可以借助在静态阶段期间产生的传感器信号产生特定的声音序列。还可以通过声音表示对于静态姿势的建立和取消来说是典型的运动过程，并且在识别这些姿势时考虑。
通过将与姿势相关的轨迹变化信号转换成声音的信号序列，还可以将姿势信息通过电信系统和VOIP系统在声音数据频率范围内部进行传输。由此，在使用语音传输系统的条件下也可以将姿势信息提供到远离操作者、即做出手姿势的使用者的位置。通过按照本发明的概念还可以进行手势语言到声音语言的转换或者传输。
可以通过训练方法或者对于特定的轨迹变化，计算并且为了分析而存储对于各个姿势的识别模式。
按照本发明，借助探测器采集来源于生物(优选人)的姿势并且转换到声音序列。然后可以用语音或者声音序列处理的当前方法来分析该声音序列。为此，口头命令必要时可以通过相同的通道到达同一个处理并且与姿势一起、单个地或者相继地被分析。
优选地，按照与语音输入相同的频带来产生由姿势识别电路所产生的声音序列，从而也可以使用在语音处理中现存的滤波方法。然而，也可以选择另一个、例如移动到所处理的频率范围的边沿范围的频率范围。与语音命令类似或者完全相同，可以将姿势训练(eintrainieren)到系统中，并且在其重现时按照例如存储在表中的函数来实施。因此，除了姿势-声音序列转换器之外，可以使用与在语音处理中相同的硬件和软件，相较于分离工作的系统这意味着经济上的和电路技术上的优点。在此，可以在采集装置之前以特定的时间间隔三维地实现所涉及的姿势，并且最大程度地不依赖于操作者。
原则上按照本发明的概念适合于姿势采集的不同技术，例如光学的、电容的或者图像处理的技术。具有优势的是，按照序列进行姿势的确定，并且对于每个序列可以产生特定的声音。由此，简单的或者复杂的姿势产生或长或短地持续的不同声音序列。因为不会有人两次输入完全相同的姿势，所以系统优选具有容错的识别。这点优选基于程序地进行。按照本发明在使用在语音处理系统中所提供的识别和解释过程的条件下，可以提供为此合适的软件，特别是当按照本发明与姿势、特别是姿势轨迹相关的声音序列具有如说出的词或者句子类似的效果时。
接收姿势信号
优选借助一个或多个电容(E场)传感器进行姿势信号的接收。优选地如下构造这些传感器，使得探测在人工产生的电场中的这些变化，并且据此提供伴随的信号，这些信号与手或手指的位置或运动足够紧密地相关。
优选地进行姿势信号的预处理。该预处理可以按照优选方式与已经识别的姿势协调一致。可以在分裂(Aufsplitten)/解复用由相关的传感器所提供的信号或者在优选使用多个传感器、多个信号的条件下进行姿势采集。
优选地通过产生对于至少两个、优选三个空间坐标的传感器信号进行姿势的解释。优选地在多通道测量系统中获得这些传感器信号，其中多通道地并行采集或者以时分多路传输采集传感器信号。同样可以以时分多路传输或者频分多路传输来激励系统。
特别地，可以通过包络线探测以及整流和低通滤波(运动频率＜低通滤波频率＜载波频率)成其振幅与靠近/远离接收传感器成比例的低频接收信号，来进行不同传感器通道的载波调制(电极接收)的信号的转换。
可以借助以下方法中的一种或者组合来识别姿势开始和姿势结束：
a.)靠近探测：作为姿势识别E场传感器的信号，其中至少一个传感器信号超过或者低于特定的或自适应调节的电平。
b.)运动探测：作为姿势识别具有最小改变速度的E场传感器的信号。为此具有优势的是，形成这些信号的数学导数。作为替换，相应地进行求导的高通滤波也是可以的。
c.)也可以组合地实施前面所提到的根据a.)和b.)的措施。
按照本发明的一种特别具有优势的实施方式，进行姿势信号的标准化。例如通过从相关的各个传感器信号中减去所有传感器信号的时间上的平均值或者说直流信号分量。
此外，还可以进行对所探测的传感器信号的坐标变换，从而在空间参考平面上反映出对应的姿势。
该参考姿势平面优选地基本上平行于电极面并且垂直于传感器轴，使得总是按照与传感器原点具有特定的间隔反映对应的姿势。通过姿势张开的面积的重心优选地位于传感器轴上。
优选地，通过电压-频率转换(例如VCO)到典型地位于50Hz-8000Hz以及300-3400Hz(电话带宽)的语音频率范围中的、合适的声音序列，进行这样所转换的多维传感器信号的变换(Umsetzung)，使得不同的(典型地为3个)传感器信号被变化成唯一地待分析的姿势信号(1通道)。该姿势信号在下一步骤中被提供给姿势识别器用于分析。
传感器信号可以作为时分多路传输信号产生。借助VCO转换的传感器信号的转换优选地导致在语音频率范围中的各个不同的频带中的信号。
姿势识别
优选地，在使用用于识别整个姿势的、类似于在语音识别器中的词汇识别的DTW(Dynamic Time Warping，动态时间伸缩)模式识别的条件下，进行姿势的识别。该识别类型的特征在于，相对于类似做出的姿势对于大量应用情况具有足够的分离精度并且由此在具有相对显著的姿势的较小姿势图谱(Gestenspektrum)的情况下具有足够的识别率。
作为对前面提到的DTW模式识别的替换，还可以使用同样作为语音识别概念公知的、隐马尔可夫模型(Hidden Markov Modell，HMM)识别器的方法。在这种语音识别中，将词汇分解为音素，即语言的基本的似稳定的(quasistation-)发音。类似地，将姿势分解为在HMM中通过状态代表的姿势片段。作为姿势片段可以使用姿势的任意部分，即任意的姿势优选是手指/手/手臂。特别是直线或者弯曲的运动、方向的改变(例如手的转动)、形状的改变(如手的打开)，以及这些改变的各个任意程度的推导和集成的形状(运动长度、运动速度等等)。单个地相继识别这些姿势片段并且又由HMM识别器将定义的(在训练或者描述过程中)整个姿势与这些姿势片段对应(对于本例：L姿势)。
还可以通过神经网络识别器和姿势片段分类器、类似于语音识别(音素分类器)来分析按照本发明作为声音信号序列产生并且与手姿势相关的信号。
还可以组合地实施前面提到的措施以及其它分散的语音识别方法，以便分析按照本发明作为声音的信号序列所产生的姿势信号并且从而解释它们。
3训练阶段和识别阶段的区别
优选地，至少一次、必要时多次训练待识别的姿势，并且作为参考模式存储在姿势识别器中。具有相同含义、但是在训练中被不同识别的姿势优选被丢弃。可以通过对相应的参考信号形成平均值来综合没有被丢弃的、足够类似的和由此明确的姿势。
作为训练过程的替换，还可以进行参考姿势的图形的、例如基于鼠标/菜单的输入(箭头从右向左，从上向下，圆形，等等)。对于这些输入的姿势可以确定相应期望的传感器信号并且作为参考模式存储在姿势识别器中。
识别阶段
优选地，在识别阶段将姿势信号与在训练/描述过程中存储的参考信号模式进行比较并且输出最可能的姿势。如果姿势信号与所有的参考信号偏差太大，则输出“不可识别”。在此，可以根据偏差定义一个阈值，利用该阈值可以根据不同的应用来调整对于错误识别的概率(识别的姿势被错误地对应)以及错误的丢弃(英语Miss，遗漏)(姿势没有被识别并且被丢弃)。
在HMM识别器中优选地通过Viterbi算法进行对最佳姿势的搜索。
通过按照本发明的概念，可以将姿势信号引导到语音识别系统并且以极其有效的方式通过已经为语音识别而开发的识别方法来进行分析。在使用在直到大约100kHz范围中的低频电场的条件下的传感技术(E场传感技术)，使得可以可靠识别在与相应的探测电极距离为典型地直到50cm的运动。
对于姿势的空间映射，优选地使用至少三个电极，其例如提供三个分别与距离变化的动力学相关的声音信号。为了特别也能够识别手的形状，以及提高整体分辨率和必要时实现一定的冗余，优选地使用多于三个电极，并且由此实现关于坐标必要时超定的(überbestimmtes)系统。
附图说明
本发明的其它细节和特征在以下结合附图的描述中给出。其中：
图1示出了按照本发明的、移动通信设备的透视图，包括为了进行输入操作通过该通信设备提供的虚拟输入面，
图2示出了用于解释为了探测操作手相对于通信设备的运动而设置的电极装置的结构的原理性概图，
图3示出了用于解释按照本发明的、移动通信设备的电路技术的结构的示意图，
图4示出了作为预制组件实施的、按照本发明的用于通信设备的输入装置，其本身包括薄的印刷电路板结构和在其上形成的电极面，其中在该印刷电路板结构上设置ASIC电路，用于根据通过电极面探测的靠近效应产生控制信号，
图5示出了用于解释按照本发明的姿势识别概念的示意图，在该姿势识别概念中通过三个发送电极和一个接收电极来采集手的空间运动，并且如下产生或者修改通过接收电极采集的信号，使得能够通过语音识别系统足够清楚地识别它。
具体实施方式
在图1示出的移动通信设备1包括显示装置2，该显示装置在该实施例中被实施为纯平显示器。在该实施例中移动通信设备1的外部构造类似于高质量的移动通信设备、特别是I-Phone电话。通过显示器2形成图形用户界面，该图形用户界面本身提供多个操作窗口，其中在各个操作窗口内部可以进行光标3的二维导航或者其它显著突出的颜色结构(Farbstruktur)。
如下构造此处示出的移动通信设备，使得通过利用剩下的空闲的手R(此处仅举例是右手)通过手或者说伸出的食指F在此处示出的虚拟的输入平面E上的无接触的运动，在通过显示器2提供的用户界面内部进行光标移动或者选择过程，可以在使用典型的(gebrauchstypischem)抓握情况下操作该移动通信设备。在此处示出的实施例中，如下确定系统调谐，使得虚拟输入平面E的宽度B以及长度L大于显示装置2的宽度b和长度l。由此，明显大于显示器的尺寸的输入运动是可能的。此外，如下构造移动通信设备1的输入装置，使得特别是通过操作手R或者手指F的显著的运动，可以进行在输入平面E法向方向(Z分向)上的选择操作。
此外，移动通信设备1还配备有以按钮4、5形式的输入装置，通过它们可以进行其它输入操作。如下构造移动通信设备1，使得通过显示装置2可以直接显示出：通过输入手R的当前位置推导出光标3在显示装置2内部的哪个定位。可以通过设备侧的按钮4、5进行复位过程，这些复位过程导致例如作为零位置来解释操作手R相对于移动通信设备1的当前位置，该零位置例如导致光标3基本上位于显示装置2的中央。还可以如下构造通信设备1，使得通过训练模式可以读入为产生输入命令而考虑的虚拟输入区域E的宽度B和必要时的长度L，方法是：例如在特定的按键组合的情况下(例如同时按压按钮4和5)，首先完全向左，然后完全向右，随后完全向上以及最后完全向下地移动操作手R。
通过此处示出的移动通信设备1，可以无接触地并且通过操作手R在虚拟输入区域E的相对粗运动学的运动可靠并可快速协调地进行直接在小结构实施的紧凑的显示装置2中呈现的输入操作。
优选地，将为探测操作手R的运动而设置的探测装置直接集成到通信装置1中。特别可以如下构造该探测装置，使得借助电场相互作用探测操作手R的运动和位置。
可以根据手和手指运动实现在显示装置的显示区域内部的光标结构。还可以根据手和手指的运动分别在显示装置的中央区域中移动特定的菜单项并且然后在其进入到中央窗口中时选择这些特定的菜单项。还可以组合这两种方案，使得例如在达到特定的边界区域、例如到显示器边沿延伸的边界线的距离为图像区对角线的大约20％时进行图像区跟踪 并且然后在所跟踪的窗口中又可以进行X-Y导航和必要时的Z缩放。
可以如下构造输入装置，使得其也就像特定的手指姿势在虚拟键盘上书写时产生的那样来解释这些手指姿势。显示装置2还被可以实施为触摸屏。
在图2中示出了电极结构，优选地直接在通信设备1的不导电的外壳面下面与显示装置相邻地安装该电极结构。通过该电极结构7可以探测操作手R(图1)相对于移动通信设备1的X和Y运动以及Z运动，并且产生在用户界面内部导航所必需的X/Y信号和必要时的Z信号。
电极结构7包括馈电电极装置8、屏蔽电极装置9和多个探测电极11、12、13、14。通过馈电电极装置8产生调制的E场，该E场扩散进入位于通信设备1之前的、操作手R可到达的空间区域。通过屏蔽电极装置9阻止了由馈电电极8产生的场与探测电极11、12、13、14的直接电场耦合。通过场电极11、12、13、14可以探测操作手R的位置以及操作手R相对于馈电电极8的相对运动。探测电极11、12、13、14为此被连接到分析电路，该分析电路优选地根据多个不同的分析概念对探测事件、特别是在各个探测电极11、12、13、14上施加的电场强度进行分析。探测电极11、12、13、14优选地形成LC网络的组成部分。分析概念特别可以包含对在LC网络的相应片段中的电流、电压、电流和电压相互的相位、以及相对激励系统的相位、和电容的测量。
在图3中高度简化地示出了为进行输入过程而设置的、通信设备1的电路结构的基本构造。
通过编程的电子控制装置20控制显示装置2。在这里示出的实施例中，如下进行显示装置2的该控制：在用户界面2上形成对于输入过程的进行来说是具有优势的、优选可直观理解的用户界面。特别可以如下构造该用户界面，使得其形成多个窗口，其中，这样构成这些窗口的至少一部分，使得在这些窗口中光标结构的二维移动或者相应的二维的其它导航是可能的。按照本发明通过直接在移动通信设备1中包括的探测装置21产生用于在图像区内部移动光标结构3的X/Y信息。如下构造该探测装置21，使得其允许操作手在位于移动通信设备1的显示装置之前的操作空间中(参见图1)的运动。在这里示出的实施例中，如下构造输入装置21，使得通过该输入装置探测使用者的操作手R相对于输入装置21的X/Y运动。该运动优选地直接通过光标结构3在移动通信设备1的显示器中的相应的运动来表示。在该实施例中移动通信设备1还包括输出结构，其中，该输出结构为此包括用于产生声学信号的扬声器装置22，还有用于产生附加的光学信号的附加的LED装置23，以及优选地还有用于产生触觉信号的脉冲执行机构24。在这里示出的实施例中，操作手R相对于输入装置21的运动例如导致在通过显示装置2提供的用户界面中的光标结构3的移动。在选择相应的菜单项时通过扬声器装置2产生与此相关的声学信号、特别是按键声音或者通过声音设计定义的蜂鸣信号。通过发光二极管装置23同样可以说明特定的设备状态、例如设备准备好进行输入过程，以及特别是特定的菜单平面。因此可以对应在通信设备1上通过LED链产生的光学滚动条(Laufleiste)，使得根据该光学滚动条可以直接表示，使用者刚好位于哪个用户窗口平面中。该用户平面例如可以通过改变操作手R在Z方向上(基本上垂直于设备表面或者垂直于操作平面E)的距离来处理(abgewickelt)。
在图形用户窗口内部选择特定按键时可以通过执行机构装置24产生小的脉冲事件，该脉冲事件附加地通知使用者：现在起选择了一个菜单项。
根据按照本发明的概念得出如下可能性，无接触地通过使用者的另一空闲的手的一旁运动(Vorbeibewegen)来操作仅单手抓握的移动电话，其中，通过使用者的空闲的手相对于移动通信设备的可相对良好协调的运动并且特别是在此无需输入手与通信设备接触，就可以处理具有数字和字母命令字段的相对精细的菜单窗口。
按照本发明的概念并不限于在移动电话中的应用。其特别地还适用于操作数码相机、Gameboys和游戏站(playstations)和其它功能强的电子小设备，其本身可以被单手抓握并且典型地通过使用者的另一只手来操作。
图4示出了作为预制的组件构成的、用于通信设备的按照本发明的输入装置，其本身包括具有在其上面构造的电极结构8、9、11、12、13的薄的印刷电路板20，其中在该印刷电路板上设置ASIC电路AC，用于根据通过电极装置探测的靠近效果产生控制信号。通过连接结构AS可以按照标准化的信号标准、特别是USB标准提供该控制信号。
还可以将用于无接触地采集姿势和手运动的按照本发明的系统与接触采集系统、特别是触摸屏系统组合。还可以通过惯性传感器( )、特别是陀螺探测仪与在手持式设备的范围中的、按照本发明的探测概念组合，为了进行输入操作而处理附加的输入信息。
图5示出了按照本发明的姿势转换电路的第一变形。主要适合于并且被构造用于语音处理的电子组件(例如模块RSC4128)包含可编程的控制器。通过固件指示该控制器，以便在至少一个IO端口上产生交变信号(1-0序列)。该信号可以要么光学地(例如通过发光二极管)要么电容地被输出到例如耦合面。在后者情况中产生交变电场。优选地，具有互阻抗放大器的探测器可以接收该场或者来自于发光二极管的光量。其被转换为直流电压，该直流电压驱动电压控制的振荡器VCO。例如由于人的肢体进入采集区域产生的光强度或者电场的变化，改变音高。其可以降低或升高。如果仅短时激活(例如40毫秒)相应的控制引脚，则声音改变也仅在该时间中进行。最后可以通过另一个IO引脚接通或者断开所涉及的VCO，从而在空闲状态中不能听到声音。通过靠近产生的声音序列被传输到用于语音处理的、典型地由硬件和软件的组合而组成的分析电路，其具体来说优选地在也产生场信号或者光信号的相同的芯片中。如果要采集多维，则如果需要的话设置多个形成场的电极或者发光二极管。这可以借助同一个控制器的可以相继(＝序列)激活的其它IO引脚进行。作为前面提到的采集概念的替换，还可以通过光学鼠标系统或者其它照相机装置(特别是必要时的在移动电话中设置的照相机)来采集姿势。
按照本发明，通过用于语音处理的广泛使用的分析技术来进行信号处理和分析。该语音识别技术按照本发明用于姿势识别，方法是首先与姿势、特别是姿势对象(手和/或手指)的形状轨迹变化和动力学(力度)相关，形成声音的、类似语音的信号序列。对该声音的信号序列的分析是相对可靠的，因为可以如下产生声音，使得其例如以元音的序列出现并且可以缺少辅音和齿擦音(但不一定)。由此，还可以将语音命令和姿势命令互相混合并且同时或者先后执行。借助神经网络或者其它学习算法可以训练这样的系统并且设置容差阈值。
在图5中示出的电子组件中在其IO端口上例如耦合三个形成场的电极(例如铜面)。用于接收场的电极E-in位于其附近。该电极在缓冲器(例如互阻抗放大器)、由二极管和电容组成的随后的整流电路，和电压控制的振荡器(VCO，此处是针式脉冲产生器)上示出。借助该电路可以产生声音序列，该声音序列通过优选是人的肢体的靠近来改变其高度。借助序列发生器电路(软件或硬件)此时相继激活各个电极面E1至E3，并且具体来说是利用由具有例如对于每20毫秒100kHz的时间长度的1-0序列组成的交变场进行激活。产生交变电场。肢体的引入可以衰减到输入电极面Ke的场或者作为跨接起作用。两种效果都改变连接的VCO的音高。其输出端反向传输到芯片中，语音处理被集成到该芯片。由此可以简单地训练并且分析运动序列。在同一个(或者其它)输入端上还可以连接麦克风，其以相同的方式处理语音命令。
本发明可以成本极低地实现并且使得在移动通信设备中可以按照综合的方式实现语音和姿势识别。

Claims (27)

1.一种移动通信设备，包括：
-外壳装置，其被如下构造，使得其是可单手抓握的，
-显示装置，其被包含在所述外壳装置中用于提供图像显示面，
-控制装置，用于如下控制所述显示装置，使得该显示装置在输入模式中提供其本身支持输入过程的进行的输入图形，以及
-输入装置，用于根据手动类型的输入操作进行输入过程，
其特征在于，
如下构造所述输入装置，使得在以特定方式操作所述设备时在位于显示装置之前的区域中提供输入区域，在该输入区域内部能够通过使用者进行输入操作，方法是使用者利用其空闲的手进行相对于所述外壳装置的控制运动而无需所述显示装置或者所述移动通信设备与该手接触，
其中，所述输入装置包括电极结构(7)，用于探测在输入区域内部的输入操作，其中，该电极结构(7)包括一个发送电极(8)和多个接收电极(11，12…，14)，该发送电极位于一个板结构(20)上并且被安排成其向前发射激励场，而所述接收电极在该板结构(20)上包围该发送电极，以便接收该激励场，其中基于所述接收电极的信号来探测操作手的位置。
2.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，该移动通信设备还包括：包围所述发送电极并且被安排在所述发送电极和所述接收电极之间的屏蔽电极。
3.根据权利要求2所述的移动通信设备，其特征在于，该移动通信设备还包括：与各个接收电极耦合、用于选择所述接收电极中的一个的复用器。
4.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，如下配置所述控制装置，使得在使用者一侧进行的控制运动映射到在显示器上形成的用户界面中。
5.根据权利要求4所述的移动通信设备，其特征在于，如下构造所述用户界面，使得通过操作手相对于所述移动通信设备的横向运动能够选择不同的按键。
6.根据权利要求4所述的移动通信设备，其特征在于，如下配置所述用户界面，使得通过操作手的纵向运动能够选择不同的按键。
7.根据权利要求4所述的移动通信设备，其特征在于，通过深度运动能够选择所述用户界面的不同菜单窗口。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，通过深度运动能够选择不同的菜单窗口或者框。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，通过Z信息调谐通过所述显示装置显示的用户界面的缩放系数。
10.根据权利要求5所述的移动通信设备，其特征在于，通过所述横向运动在窗口或框内部由使用者的操作手导航。
11.根据权利要求6所述的移动通信设备，其特征在于，通过所述纵向运动在窗口或框内部由使用者的操作手导航。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，如下配置所述移动通信设备，使得借助探测事件推导出选择命令。
13.根据权利要求12所述的移动通信设备，其特征在于，通过手指运动产生所述选择命令。
14.根据权利要求13所述的移动通信设备，其特征在于，所述手指运动是操作手的一个或多个手指在朝着显示器的方向上倾斜。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，在所述设备上提供输入结构，用于通过相应操纵该输入结构实现手动选择。
16.根据权利要求14所述的移动通信设备，其特征在于，所述输入结构被实施为按键结构，其在所述移动通信设备被以一定方式抓握时能够通过抓握手的手指被操纵。
17.根据权利要求16所述的移动通信设备，其特征在于，所述手指是大拇指或者食指。
18.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，所述发送电极和接收电极包括第一、第二和第三电极装置，并且根据在这些电极上施加的电场事件的区别来探测操作手的位置和/或操作手相对于所述移动通信设备的横向运动、纵向运动和/或深度运动。
19.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，该移动通信设备在后部区域中包括耦合电极，用于将移动电流事件耦合到使用者的抓握手。
20.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，所述设备具有扬声器装置，用于在进行输入操作期间产生声学反馈。
21.根据权利要求20所述的移动通信设备，其特征在于，所述扬声器装置是压电扬声器。
22.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，所述移动通信设备配备有用于产生触觉反馈的装置。
23.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，所述移动通信设备配备有用于产生光学反馈的装置。
24.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，如下构造所述移动通信设备，使得用于进行输入操作的、通过操作手R设置的、虚拟输入面E的尺寸的长度大于所述显示装置的长度，宽度大于所述显示装置的宽度。
25.根据权利要求1至7中任一项所述的移动通信设备，其特征在于，如下配置所述移动通信设备，使得所述操作区域至少关于其宽度大于通过显示器呈现的图形界面的宽度B和/或至少关于其高度大于通过显示器呈现的图形界面的高度H。
26.一种用于根据权利要求1至25中任一项所述的移动通信设备的输入装置，其特征在于，该输入装置包括在其上具有形成的电极结构的薄的印刷电路板结构，并且在该印刷电路板结构上设置了ASIC电路，用于根据通过所述电极装置探测的靠近效应产生控制信号。
27.一种用于在使用移动通信设备时实现输入过程的方法，该移动通信设备本身包括：
-外壳装置，其如下构造，使得其是能够单手抓握的，
-显示装置，其被包含在所述外壳装置中用于提供图像显示面，
-控制装置，用于如下控制所述显示装置，使得该显示装置在输入模式中提供其本身支持输入过程的进行的输入图形，以及
-输入装置，用于根据手动类型的输入操作进行输入过程，
-其中，如下地进行所述输入过程：在以特定方式操作所述设备时在位于显示装置之前的区域中在电场路径上提供输入区域，在该输入区域内部能够通过使用者进行输入操作，方法是使用者用其空闲的手进行相对于所述外壳装置的控制运动而无需所述显示装置或者所述移动通信设备与该手接触，其中，所述输入装置包括电极结构(7)，用于探测在输入区域内部的输入操作，其中，该电极结构(7)包括一个发送电极(8)和多个接收电极(11，12…，14)，该发送电极位于一个板结构(20)上并且被安排成其向前发射激励场，而所述接收电极在该板结构(20)上包围该发送电极，以便接收该激励场，其中基于所述接收电极的信号来探测操作手的位置。
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