CN102749995B - 移动终端及移动终端挥控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动终端及移动终端挥控方法。该移动终端包括一外壳，所述移动终端还包括：至少两个设于所述外壳上的电容式感应单元；一与所述电容式感应单元相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。利用本发明，用户便可以实现对移动终端的三维立体挥控，由此不但用户的操作将更加便捷高效，而且还能够大幅地降低误操作的发生几率，另外还可以延长移动终端的使用寿命，以及提高移动终端的用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动终端，特别是涉及一种具有三维立体挥控功能的移动终端以及一种利用该移动终端实现的移动终端挥控方法。
背景技术
目前，移动终端已经成为了人们日常生活中最常用的通讯工具，随着技术的不断进步，人们对移动终端的功能需求也已经不再仅限于以往简单的通话功能以及短信功能，现如今的市场上已经发展出了大量的多功能、全智能的移动终端。
纵观当前的移动终端市场，现有的移动终端大都是借助物理按键和/或触摸屏来进行输入以实现用户对移动终端的控制的，然而，这样的控制方式却天然地具有以下两方面缺陷：
一，频繁的接触式输入会对物理按键以及触摸屏产生长期磨损，从而降低移动终端整体的使用寿命；
二，无论是物理按键还是触摸屏上与输入选项对应的触摸区域通常都是比较小的，这会给用户带来一定的操作不便，同时也容易导致误操作。
此外还有一部分移动终端利用检测信号反射的方式来感应用户的挥控手势，虽然此时可以避免用户直接接触移动终端以及其相应的检测单元，但是采用所述方式既需要信号发射装置也需要反射信号检测装置，所以需要在移动终端中设置大量的装置，从而使得移动终端的结构更加复杂。
但是由于信号的发射的信号可能会和反射回来的信号相互串扰，所以和容易导致反射信号检测错误，而且若所述信号为红外信号或可见光波段的信号时，还需要考虑外部环境中自然光中红外频段和可见光频段的信号的干扰，从而需要对反射信号装置上加入滤光片等滤光模块，从而进一步地使得移动终端的结构复杂化。
而且目前各个国家均已经对信号频段的进行了划分，各个频段分别具有特定的应用领域，所以采用微波等频率的信号，容易与周围环境中的其他设备发生相互干扰，从而限制了移动终端的使用场合，降低了用户的使用体验。
另外信号发射装置和反射检测装置均需要暴露于外部环境中来满足反射检测的要求，所以移动终端的外壳中需要开口来暴露所述信号发射装置和反射检测装置，因而极大地限制了移动终端的结构设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中移动终端的控制方式会对物理按键以及触摸屏产生磨损、操作不便还容易导致误操作的缺陷以及信号反射检测的非接触方式的不可靠和结构复杂的缺陷，提供一种具有三维立体挥控功能的移动终端以及一种利用该移动终端实现的移动终端挥控方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种移动终端，其包括一外壳，其特点在于，所述移动终端还包括：
至少两个设于所述外壳上的电容式感应单元；
一与所述电容式感应单元相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；
一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
此处的“设于外壳上”既包括在该外壳外表面的常规设计，也包括将电容式感应单元设于该外壳之内、并将该外壳的相应区域设计为允许信号透过的常规设计。
而且本发明中所述电容式感应单元是指利用物体或手指接近电容式感应单元时会在所述物体或手指和电容式感应单元之间产生附加电容，从而通过检测所述附加电容的变化来表征物体或手指和电容式感应单元的距离。所以任何通过检测电容变化来表征物体之间距离关系的器件均可作为本发明中的电容式感应单元，例如电容式接近传感器或触摸屏等。
另外，本发明对电容式感应单元的设置位置以及设置数量均不做限定，本领域技术人员可以根据具体的手势识别需求对这两个参数进行合理的设计，当然地，为了根据来自不同电容式感应单元的信号实现对用户手势的有效识别，各个电容式感应单元的设置位置之间应当间隔一定的距离。
在本发明中，根据来自不同电容式感应单元的信号所识别出的手势是客观确定的。其基本原理为：当某一电容式感应单元的表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号变化时，便可以识别出用户的手部正处于该电容式感应单元上方；当该信号接收器从某一电容式感应单元所接收到的信号由小变大再变小时，便可以识别出用户的手部移动经过了该电容式感应单元的上方；当该信号接收器从某一电容式感应单元所接收到的信号单向地变大/单向地变小时，便可以识别出用户的手部正在该电容式感应单元上方进行下压/上浮的动作。通过将用户的手部相对于各个电容式感应单元的动作进行结合分析，便可以得出用户的手部的整体手势。而手势-指令之间的对应关系则可以由本领域技术人员根据实际需要任意设计，本发明对此不做限定。
较佳地，所述电容式感应单元和所述信号接收器均设于所述外壳的同一表面上。
本发明对各个电容式感应单元是否与该信号接收器设置于该外壳的同一表面上并不做限定，当各个电容式感应单元以及该信号接收器分布在该外壳的多个表面上时，将便于识别出用户在包覆该外壳的三维方向上的各种复杂手势，但是当所有的电容式感应单元和该信号接收器均分布于该外壳的同一表面上时，例如该外壳的正面、背面或侧面等等，该移动终端整体的设计难度以及制造难度显然将更低。
较佳地，所述电容式感应单元均设置于所述外壳的内侧的表面。
本发明中优选地将各个电容式感应单元设置于移动终端的外壳的内表面中，由于电容式感应单元均是通过电荷的改变来检测电容的改变，而且基于电容的基本原理，此时移动终端的外壳不会影响用户挥控时产生的电容值的变化，所以不需要去除覆盖电容式感应单元的外壳的部分，所以进一步地简化了移动终端的结构设计，此外当电容式感应单元设置于外壳的内表面时，而且不需要对外壳的形状和结构做任何改变，所以设计人员可以对移动终端内部各个部件设计具有更高的自由度，因此显著地降低了移动终端的设计难度和制造难度。
较佳地，当来自一个所述电容式感应单元的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的电容式感应单元上方下压的手势以及用户在信号由大变小的电容式感应单元上方上浮的手势；当来自两个所述电容式感应单元的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的电容式感应单元上方移向信号后出现峰值的电容式感应单元上方的手势。
较佳地，用户在一个所述电容式感应单元上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
本发明的目的还在于提供一种利用上述的移动终端实现的移动终端挥控方法，其特点在于，所述移动终端挥控方法包括：
S1、所述电容式感应单元感应用户做出的手势；
S2、所述手势识别模块根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；
S3、所述手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
较佳地，在S2中：当来自一个所述电容式感应单元的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的电容式感应单元上方下压的手势以及用户在信号由大变小的电容式感应单元上方上浮的手势；当来自两个所述电容式感应单元的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的电容式感应单元上方移向信号后出现峰值的电容式感应单元上方的手势。
较佳地，在S3中：用户在一个所述电容式感应单元上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
本发明的积极进步效果在于：
利用本发明，用户便可以通过各种悬空手势以非接触的方式对移动终端进行控制，而无需借助物理按键或触摸屏，由于手势挥控的有效操作范围显然远大于物理按键或触摸屏上与输入选项对应的触摸区域，因此不但用户的操作将更加便捷高效，而且还能够大幅地降低误操作的发生几率。另外，若是单独采用手势挥控的控制方式，则根本不会再对移动终端产生任何磨损，即使是将手势挥控与物理按键和/或触摸屏结合使用，也将大幅地降低输入时对物理按键以及触摸屏产生的磨损，从而延长移动终端的使用寿命。另外，手势挥控这种新颖有趣的控制方式，无疑也有助于提高移动终端的用户体验。
此外本发明中通过采用电容式感应单元简化了手势挥控的检测系统的结构，而且所述电容式感应单元不受外壳影响，所以简化了移动终端外壳结构设计，还进一步地赋予设计人员更高的自由设计度。
附图说明
图1为本发明的该移动终端的结构示意图。
图2a-2c为本发明的一实施例中的电容式感应单元的分布示意图。
图3a-3d为本发明的另一实施例中的电容式感应单元的分布示意图。
图4a-4d为本发明的又一实施例中的电容式感应单元的分布示意图。
图5a-5d为本发明的又一实施例中的电容式感应单元的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
本发明可以在普通的移动终端的基础上改进而得，经过改进的该移动终端将增设至少两个电容式感应单元1、一手势识别模块2以及一手势-指令转换模块3。
各个电容式感应单元1均设于该移动终端的外壳上，前者用于感应用户的挥控手势，而后者则用于接收来自各个电容式感应单元1中表征所述电容式感应单元1的电容值变化的信号。其中本实施例中所述电容式感应单元1感应用户在挥控过程中手指和所述电容式感应单元1构成的电容的电容值的变化，例如所述电容式感应单元1可以采用市售的电容式接近传感器或触摸屏等。
该手势识别模块2与该电容式感应单元1相连，用于根据接收到的来自各个电容式感应单元1的信号来识别用户的手势。该手势-指令转换模块3则与该手势识别模块2相连，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令，然后控制该移动终端执行该指令。
该手势识别模块2以及该手势-指令转换模块3均可以在现有的硬件条件下结合现有的软件编程手段加以实现，故在此对它们的具体实现方法均不做赘述。
相应地，利用本发明的该移动终端实现的移动终端挥控方法将包括以下步骤：
S1、所述电容式感应单元感应用户做出的手势；
S2、所述手势识别模块根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；
S3、该手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
为了降低设计难度以及制造难度，可以将这些电容式感应单元1均设计在该外壳的同一表面上，例如该外壳的正面、背面或侧面等等。此外从美观地角度，以及移动终端结构设计的角度，所述电容式感应单元1可以设置于所述外壳的内表面上。并且在该表面上，这些电容式感应单元1也可以有多种分布方式，若以采用两个电容式感应单元1的情况为例，则这两个电容式感应单元1可以设计在该表面的左右两侧（参考图2a-2c所示，但并非穷举）、上下两侧（参考图3a-3d所示，但并非穷举）或是对角线两端（参考图4a-4d所示，但并非穷举）等等；而若以采用三个电容式感应单元1的情况为例，则这三个电容式感应单元1的分布方式可以参考图5a-5d所示，但图5a-5d同样并非穷举。
以下对手势识别的原理进行说明。当用户的手部水平地移动经过某一电容式感应单元上方时，该手势识别模块2处接收来自该电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号。在用户的手部接近该电容式感应单元正上方的时段中，电容值变化的信号是逐渐变大的，而在用户的手部从该电容式感应单元正上方远离的时段中，电容值变化的信号又是逐渐变小的。
同理，当用户的手部在某一电容式感应单元的上方先下压而后再上浮时，该手势识别模块2处接收来自该电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号。其中在用户的手部仅执行下压动作时，电容值变化的信号是单向变大的，而在用户的手部仅执行上浮动作时，电容值变化的信号则是单向变小的。并且，由于在移动经过某一电容式感应单元上方时，用户的手部会较快地进入然后离开该电容式感应单元的有效范围，而在某一电容式感应单元上方下压/上浮时，用户的手部进入或离开该电容式感应单元的有效范围的速率则要低得多，因此电容值变化的信号的变化率相应地也会较小。
由此可知，当来自各电容式感应单元1的电容值变化的信号均呈现出类似的变化率较小的单向变大/单向变小时，或者说预先选定某一个电容式感应单元、并探测到来自该选定的电容式感应单元的信号反射值呈现出变化率较小的单向变大/单向变小时，便可以识别出用户的手部做出了下压/上浮的手势。
以下对识别用户的移动手势的原理进行说明。若希望对用户的移动手势进行识别，则至少需要两个电容式感应单元1来确定用户手部的移动轨迹。其中当用户手部首先移动经过的第一个电容式感应单元，所述用户手部继而移动经过的第二个电容式感应单元时，该手势识别模块2只需对电容式感应单元上的两个电容值变化的信号的变化趋势进行分析，便可以根据这两个信号出现峰值的先后顺序得知：在此过程中，用户手部的移动轨迹即为从该第一个电容式感应单元的上方移至该第二个电容式感应单元的上方。
根据上述原理，再结合如图2a-2c、图3a-3d以及图4a-4d中的针对两个电容式感应单元1的各种设计方式，便可以正确地识别出用户的各种水平移动的手势，例如左右挥动、前后挥动、斜向挥动以及上下挥动等等。
依此类推，用户的任何手势均可以由一段一段的仅移经两个电容式感应单元的移动轨迹片段拼接而得，基于这样的原理该手势识别模块2便可以分析获得用户的各种更加复杂的手势，例如，当用户的手部顺时针/逆时针地依次移经三个设置位置不共线的电容式感应单元时，该三个电容式感应单元的电容值变化的信号便会依次先后出现峰值，由此该手势识别模块2便可以将此种手部动作正确地识别为用户进行了顺时针/逆时针的画圈手势。
当然，若是需要进一步地提高对用户的复杂手势的识别能力，则还可以进一步地增加电容式感应单元的设置数量，并为这些电容式感应单元设计更为精致的布局，以便识别出更加细腻的手势轨迹。可以合理推知的是，电容式感应单元的数量越多、布局越广泛均匀，则该手势识别模块2能够识别出的控制手势就越复杂细腻，在此基础上，便可以相应地将该些复杂细腻的控制手势与更多的复杂控制指令进行相互关联，从而控制该移动终端进行较为高级的功能操作。
在识别出用户的各种手势之后，本领域技术人员便可以为这些手势一一设计相应的指令以供该移动终端执行。例如，可以将用户的下压/上浮的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的放大/缩小的指令相对应；还可以将用户的连续地仅移经两个电容式感应单元上方的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的翻页的指令相对应；还可以将用户的顺时针/逆时针地仅移经三个电容式感应单元上方的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的横竖屏切换的指令相对应。其中，当前显示画面的放大/缩小可以包括例如图片的放大/缩小以及电子书字体的放大/缩小等等，而当前显示画面的翻页则也可以包括各种情况，例如：电子书书页的上/下页切换、网页的上/下页切换、播放曲目的上/下首切换、菜单选项的上/下项切换以及图片的上/下张切换等等。
当电容式感应单元的数量较少时，由于该移动终端仅能够对较为简单的控制手势进行识别以及执行，因此此时，为了保证该移动终端的全部既有功能的完美实现，仍然需要将本发明的手势挥控与现有的物理按键或是触摸屏结合使用。但是，当电容式感应单元的数量足够多时，由于该移动终端已经能够对用户的极为复杂细腻的控制手势进行识别以及执行，因此甚至可以以手势挥控完全取代现有的物理按键以及触摸屏。
另外，无论是结合使用还是单独使用手势挥控，由于该控制方式的基本原理为感生电容的电容值的变化的感应，而除了用户的手部之外的其他部位以及外部环境中的诸多物体均有可能造成感生电容的电容值变化，因此，该移动终端中还需要设置相应的硬件控制按钮或是软件控制选项，以使得用户可以在必要的时候启动/关闭手势挥控，以避免出现误识别的现象。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种移动终端，其包括一外壳，其特征在于，所述移动终端还包括：
至少两个设于所述外壳上的电容式感应单元；
一与所述电容式感应单元相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；
一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行；
当来自一个所述电容式感应单元的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的电容式感应单元上方下压的手势以及用户在信号由大变小的电容式感应单元上方上浮的手势；当来自两个所述电容式感应单元的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的电容式感应单元上方移向信号后出现峰值的电容式感应单元上方的手势。
2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述电容式感应单元均设于所述外壳的同一表面上。
3.如权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述电容式感应单元均设置于所述外壳的内侧的表面。
4.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，用户在一个所述电容式感应单元上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
5.一种利用权利要求1所述的移动终端实现的移动终端挥控方法，其特征在于，所述移动终端挥控方法包括：
S1、所述电容式感应单元感应用户做出的手势；
S2、所述手势识别模块根据接收到的来自各个电容式感应单元中表征所述电容式感应单元的电容值变化的信号来识别用户的手势；
S3、所述手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行；
在S2中：当来自一个所述电容式感应单元的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的电容式感应单元上方下压的手势以及用户在信号由大变小的电容式感应单元上方上浮的手势；当来自两个所述电容式感应单元的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的电容式感应单元上方移向信号后出现峰值的电容式感应单元上方的手势。
6.如权利要求5所述的移动终端挥控方法，其特征在于，在S3中：用户在一个所述电容式感应单元上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述电容式感应单元上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
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