CN105612482B - 手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法 - Google Patents

手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105612482B
CN105612482B CN201480055734.8A CN201480055734A CN105612482B CN 105612482 B CN105612482 B CN 105612482B CN 201480055734 A CN201480055734 A CN 201480055734A CN 105612482 B CN105612482 B CN 105612482B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
gesture
control system
mode
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480055734.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105612482A (zh
Inventor
彼得·特拉特勒
约瑟夫·克里贝内格
丹·雅各布斯
克里斯蒂安·毛特纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram AG
Original Assignee
Ams AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams AG filed Critical Ams AG
Publication of CN105612482A publication Critical patent/CN105612482A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105612482B publication Critical patent/CN105612482B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3206—Monitoring of events, devices or parameters that trigger a change in power modality
    • G06F1/3231—Monitoring the presence, absence or movement of users
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/325—Power saving in peripheral device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/325—Power saving in peripheral device
    • G06F1/3259—Power saving in cursor control device, e.g. mouse, joystick, trackball
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/325—Power saving in peripheral device
    • G06F1/3262—Power saving in digitizer or tablet
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0325—Detection arrangements using opto-electronic means using a plurality of light emitters or reflectors or a plurality of detectors forming a reference frame from which to derive the orientation of the object, e.g. by triangulation or on the basis of reference deformation in the picked up image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

用于具有至少一个传感器(S)的手势感测装置的控制系统(CS)以接近模式(PROX)操作传感器(S)。控制系统(CS)接收由传感器(S)生成的数据集并且基于这些数据集来确定对象(O)是否存在于传感器(S)的附近(V)。当对象(O)被检测为在附近(V)时，控制系统(CS)以手势模式(GEST)操作传感器(S)。基于由传感器(S)生成的另外的数据，控制系统(CS)确定手势的结束并且以接近模式(PROX)操作传感器(S)。

Description

手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法
技术领域
本发明涉及用于手势感测装置的控制系统和用于控制手势感测装置的方法。
背景技术
手势感测或手势识别表示控制电子设备特别是移动电子设备例如智能手机、平板计算机或电子书阅读设备的替选或另外的方式。手势检测允许使用由用户的手指或手的动作作出的特别限定的移动来以便捷的方式与电子设备进行交互，而非使用键盘或鼠标或者触摸触摸屏上的个别点。可能的实现是使用无接触手势感测——使用光学传感器或对应的评估装置。该技术涉及例如驱动红外发射器以及评估由光电检测器生成的信号，其中，光电检测器检测由对象反射的光。缺点是造成相当大的功耗以及随之发生的电子设备的电池寿命的降低。
发明内容
目的是提供针对手势感测的改进的概念以减小通过手势控制的电子设备的功耗。
上述目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实施方式为从属权利要求的主题。
根据本发明的手势感测装置包括至少一个被设计成发送并且检测光的光学传感器，其中，在此处和在下文中“光”一般表示电磁辐射，优选地表示红外辐射。
为了检测手势，执行手势的相应对象例如用户的手或手指需要位于传感器的某一附近内。因此，根据本发明的用于手势感测装置的控制系统被设计成为用于至少两个不同的任务。
第一任务为接近检测，即：确定对象例如用户的手是否已经进入传感器的附近。对象的位置特别是对象距离传感器的距离被编码在由传感器发出、通过对象反射并且随即被传感器检测到的光中。例如，对象与传感器越接近，则反射并且检测到的光的强度越高。通过将作为结果的传感器信号与例如对应于最大距离的阈值进行比较，确定对象进入传感器的由阈值限定的附近。
第二任务为实际手势检测：识别对象例如用户的手在传感器的附近如何移动。为了确定对象的位置和/或运动，再次利用由传感器发出、通过对象反射并且由传感器检测到的光。
应当提及的是，可以采用相同的传感器特别是相同的光发送元件和相同的光电检测器来执行接近检测和手势检测二者。
根据实施方式，用于手势感测装置的控制系统以接近模式开始操作传感器。在传感器以接近模式操作时，控制系统从传感器连续接收数据集并且基于这些数据集来确定对象是否已经进入接近传感器的某一附近。当确定对象在附近时，操作模式从接近模式被改变为手势模式。
控制系统被设计成在传感器以手势模式操作时从传感器接收一个或更多个数据集并且还基于所接收的数据集来确定手势的结束。当已经确定手势结束时，控制系统以接近模式操作传感器，相应地切换回接近模式。随后，该过程可以通过检测在传感器的附近的对象而再次开始。
手势的结束可以例如对应于传感器反复生成具有在限定的阈值以下的值的信号。这可以指示对象已经在传感器的附近的外部达限定的时段。可替代地，可以将对象的运动中的其他可检测模式限定为手势的结束。
接近模式和手势模式在与发出的光的特性和用于光检测的设置方面的要求可以不同。由传感器发出的光可以例如按照连续突发(burst)的光脉冲进行布置。表征传感器操作的参数例如为：
-一个突发内的脉冲的数目
-连续突发之间的时段
-脉冲宽度
-通过传感器的驱动电流进行控制的单个脉冲的强度
-增益因子
-检测阈值。
例如，对于检测手势而言，脉冲的突发之间的时段通常可以较短或者每一突发的脉冲的数目通常可以较高以便确定对象的接近。每一突发的光脉冲的典型数目可以介于1与64之间。增益因子的典型值可以介于1与8之间。脉冲宽度的典型值可以介于4μs与32μs之间。脉冲的突发之间的典型时段对于手势模式可以大约为几毫秒以及对于接近模式可以大约为数十毫秒。所以，与以接近模式进行操作时的功耗相比，以手势模式进行操作时的功耗会显著较高，并且因此如上所述在接近模式与手势模式之间进行切换将导致功耗减小。
在各个实施方式中，控制系统还包括缓冲元件，缓冲元件例如被实现为先进先出存储器。控制系统被设计成将在手势模式下操作时从传感器接收的数据集写入缓冲元件。数据集在此可以例如对应于手势的一部分或者数据集可以对应于全部手势。然后，控制系统确定写入缓冲元件的数据是否满足一个或更多个先前限定的手势有效性条件。当数据满足手势有效性条件时，控制系统向处理器发送信号，特别是唤醒信号。唤醒信号可以例如相当于中断请求IRQ。随即，处理器可以从缓冲元件收集数据。
处理器可以例如为通过手势感测装置例如平板计算机或智能手机进行操作的电子设备的一部分，或者处理器也可以为手势感测装置的一部分。还可以使处理器的任务分离，使得处理器的一部分包含在手势感测装置中而另一部分包含在电子设备中。
在用于手势感测装置的控制系统的实施方式中，将手势的最小长度用作手势有效性条件。最小长度可以对应于写入缓冲元件的具有大于限定的阈值的值的最小数目的数据集。
在另一实施方式中，将对象距离传感器的最大距离用作手势有效性条件。对象的在最大距离以下的距离可以对应于写入缓冲元件的具有大于限定的阈值的值的数据集。
当然，可以将其他条件限定为手势有效性条件，例如：对象沿限定方向的运动大于阈值距离。
根据本发明的一些实现方式，如果所有手势有效性条件没有被完全满足，则控制系统可以忽略来自缓冲元件的数据和/或从缓冲元件删除数据，特别是不向处理器发送唤醒信号。
在使用所描述的具有包括缓冲元件的控制系统的实施方式的情况下，因为仅在控制系统已经发送对应的唤醒信号时处理器才必须被打开，所以可以减小手势感测装置的功耗并且因此可以增加附接的电子设备的电池寿命。
使用缓冲元件的另一暗示是手势感测装置可以与以高延迟设备驱动器为特征的设备一起使用。光脉冲的连续突发之间的时间延迟可以非常短，例如大约几毫秒。因此，如果未在控制系统中实现缓冲元件，则处理器必须能够每隔几毫秒就接收和处理新的数据集。另一方面，使用缓冲元件虑及不能满足该要求的设备驱动器。如上所说明的，可以针对电子设备的各自要求来调整手势有效性条件。特别地，可以调整条件以优化处理器的中断率，同时手势感测装置的性能仍保持为高。
在一些实施方式中，控制系统包括传感器，传感器可以被实现为定向光传感器阵列。例如，传感器包括至少一个光发射(light-emitting)或光发送(light-sending)元件例如发光二极管，以及至少两个定向光电检测器，定向光电检测器被实现为检测主要来自主方向的光。可以分别针对每个光电检测器来指定主方向。使用具有不同主方向的定向光电检测器具有以下优点：传感器能够提供与从不同方向入射到传感器上的光相对应的信号。
在控制系统的利用了被实现为定向光传感器阵列的传感器的另外的实施方式中，传感器包括一个光发射或光发送元件。此外，传感器包括用于检测从左边入射的光的第一光电检测器、用于检测从右边入射的光的第二光电检测器、用于检测从上方入射的光的第三光电检测器以及用于检测从下方方向入射的光的第四光电检测器。通常关于手势感测装置所用于的电子设备的主平面和方位来限定方向左、右、上和下。
在本发明的一些实现方式中，可以在传感器以接近模式操作时关闭一个或更多个光电检测器。由此，可以例如避免由于错误地检测到对象的接近而引起控制系统从接近模式不必要地切换至手势模式。例如考虑智能手机，传感器可以安装在用于操作智能手机的触摸屏之上。然后，用户的手可能在用户未打算执行手势的情况下接近了传感器。在该情况下，可以通过在以接近模式进行操作期间停用第四光电检测器来避免不必要地进入手势模式。因为功耗在手势模式下通常比在接近模式下高，所以这还导致功耗的减小。
在另外的实施方式中，可以在传感器以手势模式操作的情况下关闭一个或更多个光电检测器。这可以针对以下情况来实施：例如，手势的子集可能是足够的。例如考虑在平板计算机上阅读虚拟书，使用用户的手或手指从左移至右或者从右移至左的手势可能是足够的。因此，在该情况下，可以将用于检测从上方方向和下方方向入射的光的传感器关闭。
另一方面，以下可能是足够的：仅提供使用包括从上到下或者从下到上的运动的手势的可能性。在智能手机上从头至尾滚动文献可以是该情况的示例。在该情况下，可以将用于检测从左边方向和右边方向入射的光的光电检测器关闭。再者，这些措施导致功耗的减小。对于切换个别光电检测器的控制可以通过处理器来执行或者来部分地执行，特别地处理器可以选择要打开和关闭光电检测器中的哪些光电检测器并且提供与进行切换的时间有关的信息。
在一些实施方式中，控制系统被设计成从传感器一个接一个地接收与个别光电传感器或者光电传感器的组相对应的信号。在该情况下，当在手势模式下操作时关闭一个或更多个光电检测器还可以提高手势感测的速度。
在其他实施方式中，手势感测装置可以包括另外的传感器，例如用于环境光感测的传感器。环境光感测指：评估电子设备或另外的传感器的周围环境的亮度，以调整电子设备的特定设置例如显示照明的亮度。
在本发明的一些实现方式中，控制系统被设计成在传感器以手势模式进行操作时停用另外的传感器并且在传感器以接近模式进行操作时激活另外的传感器。从而，防止了在用户执行手势时可能由遮蔽了另外的传感器的对象所触发的电子设备的不必要的动作。另外，控制系统可以被设计成还将来自另外的传感器的测量限制于传感器的突发之间的时段——意味着仅当不存在由传感器发射的光时，才执行来自另外的传感器的测量。以该方式，可以避免由传感器发出的光与另外的传感器例如环境光传感器的不必要的相互作用。
在其他实施方式中，控制系统包括另外的传感器，另外的传感器被设计成不检测由传感器发出的光，而传感器被设计成不检测可能由另外的传感器发出的光。特别地，另外的传感器可以被设计成发送并且检测可见光而非红外辐射，而传感器可以被设计成发送并且检测红外辐射而非可见光。例如，这可以通过使用具有不同传输特性的专用滤光器来实现。
在各个实施方式中，由传感器发出的光包括各个光脉冲的突发，特别是在突发之间具有相等的延迟时间的光脉冲的连续突发。优选地，脉冲的一个突发内的光脉冲具有相同的脉冲周期并且均等地隔开。然后，当将接近模式与手势模式相比较时，接近模式例如呈现以下中的一个或更多个：-一个突发内的不同(例如较少)数目的脉冲，
-不同的脉冲宽度，
-脉冲的两个连续突发之间的不同的(例如较长的)时间延迟，
-传感器特别是传感器的光发射元件的较高的驱动电流，
-传感器特别是传感器的光电检测器的不同增益因子，以及
-不同的检测阈值，例如对象的不同的最小和/或最大距离。
以该方式，可以例如针对低的功耗来优化接近模式并且针对手势检测的高可靠性和/或高性能来优化手势模式。
在用于手势感测装置的控制系统的另外的实施方式中，向传感器的光电检测器提供各自的补偿电流。特别地，补偿电流的值可以与脉冲的数目有关。该措施例如适合于补偿由于被光电电测器检测到的但是之前还没有被对象反射的光而错误生成的传感器信号。该类型的错误传感器信号被称为光学串扰并且可能例如由于光从传感器或电子设备的壳体或者从传感器之上的玻璃被反射而生成。通常，与具有其他主方向的定向光电检测器相比，该效应可能例如对于被设计成检测从光发送元件所处的方向入射的光的定向光电检测器而言较高。
在一些实施方式中，控制系统被配置成针对每个光电检测器执行各自补偿电流的自校准。在这样的实施方式中，处理器不必执行该校准——意味着功耗的额外减小。
根据用于控制具有至少一个传感器(所述传感器被设计成发送并且检测光并且根据检测到的光来生成数据集)的手势感测装置的方法的实施方式，首先以接近模式操作传感器。根据以上针对用于手势感测装置的控制系统的描述，则通过评估以接近模式进行操作时由传感器生成的数据集来确定对象是否存在于传感器的预定的附近。在检测到对象之后，以手势模式来操作传感器，从而传感器生成另外的数据集。基于另外的数据集来确定手势的结束。随即，相应地以接近模式来操作传感器或者将传感器切换回接近模式。
根据针对控制系统描述的各个实施方式，方法的另外的实施方式变得明显。
附图说明
在下文中，参照附图使用示例性实施方式来对本发明进行详细说明。功能上相同或者具有相同效果的部件具有相同的附图标记。将不会在以下附图的每个附图中重复描述对应于一个或另一功能的部件。
在附图中：
图1示出手势感测装置内的控制系统的实施方式；
图2示出用于控制手势感测装置的方法的处理流程的示例；
图3A示出手势感测装置内的控制系统的另外的实施方式；
图3B示出手势感测装置内的控制系统的另外的实施方式；
图4示出在手势感测装置的控制系统中实现的传感器的框图；以及
图5示出用于控制手势感测装置的方法的处理流程的另外的示例。
具体实施方式
图1示出在具有传感器S和处理器PROC的手势感测装置内的控制系统CS的示例性实施方式。处理器PROC例如是通过手势感测装置进行操作的电子设备的一部分。控制系统CS耦接至处理器PROC和传感器S。对象O——其可以例如表示电子设备的用户的手或手指——被描绘在传感器S的预定义附近V中。
控制系统CS被设计成以不同的操作模式例如接近模式PROX或手势模式GEST来操作传感器S。在以接近模式PROX进行操作时，传感器S例如发出光，优选为红外光，光被对象O反射并且进而被传感器S检测到。检测到的光携带例如与对象O的位置有关特别是与对象O与传感器S之间的距离有关的信息。控制系统CS评估例如从传感器S接收的数据并且确定对象O是否位于传感器S的附近V内。当确定对象O的位置位于附近V内时，控制系统例如以手势模式GEST操作传感器。根据控制系统CS在以手势模式GEST操作的情况下而从传感器S接收的数据，控制系统CS确定例如手势的结束，并且当确定手势结束时，控制系统CS以接近模式PROX操作传感器S或者切换回接近模式。
图2示出根据控制手势感测装置的方法的处理流程的示例。方法可以在例如上文和下文所描述的控制系统CS中实现。以接近模式PROX操作传感器S(块210)。在以接近模式PROX操作传感器S时，从传感器S连续地接收数据。基于所接收的数据，确定对象O是否存在于传感器S的附近V中。一旦检测到对象O在传感器S的附近V中(块230)，则以手势模式GEST来操作传感器S(块240)。当基于从传感器S接收到的另外的数据而检测到手势的结束(块250)时，再次以接近模式PROX操作传感器S或者将传感器S切换回接近模式PROX(块210)。
图3A示出手势感测装置内的控制系统CS的实施方式，该控制系统CS基于图1所示的实施方式但是还包括缓冲元件BE。优选地将缓冲元件BE实现为先进先出存储器。
在该实施方式中，控制系统CS被设计成在传感器S以手势模式GEST操作时将例如从传感器S接收的数据集写入缓冲元件BE。此外，控制系统CS可以被设计成在满足预定的手势有效性条件时对存储的数据进行测试。手势有效性条件可以是例如表明对象存在于附近V中的一定数目的数据集，即手势有效性条件相当于手势的最小长度。另一种可能的手势有效性条件为由传感器S生成的信号的某一最小振幅——对应于对象O与传感器S之间的最大距离。当所要求的所有手势有效性条件均被满足时，控制系统CS例如向处理器PROC发送信号。优选地，所发送的信号相当于处理器PROC的唤醒信号，唤醒信号结束处理器PROC的可能的被动状态。例如，控制系统CS可以被设计成：如果所有手势有效性条件没有被完全满足，则控制系统CS忽视，尤其删除，写入缓冲元件BE的数据集，尤其不向处理器PROC发送唤醒信号。
图3B示出手势感测装置内的分别基于图3A和图1所示的先前实施方式的但是还包括传感器S的控制系统CS的实施方式。可以例如将传感器S实现为定向光传感器阵列。在该情况下，传感器S包括至少一个光发送元件和至少两个光电检测器，其中，所述光电检测器被实现为检测从分别针对每个光电检测器指定的主方向入射的光。
图4示出包括一个光发送元件LED和四个光电检测器——即第一光电检测器PD1、第二光电检测器PD2、第三光电检测器PD3和第四光电检测器PD4——的定向光传感器阵列的示例。第一、第二、第三和第四光电检测器被设计为定向光电检测器——意味着他们生成定向传感器信号，定向传感器信号每一者可以被分配至光进入传感器的主方向。这样的定向传感器阵列可以用作上文或下文描述的任意的实施方式中的传感器S。
例如，第一光电检测器PD1被设计成生成与从左边入射的光相对应的传感器信号，第二光电检测器PD2被设计成生成与从右边入射的光相对应的传感器信号，第三光电检测器PD3被设计成生成与从上方入射的光相对应的传感器信号以及第四光电检测器PD4被设计成生成与从下方入射的光相对应的传感器信号。方向左、右、上和下与平面和方位有关，优选地与电子设备的主平面和电子设备的方位有关。应当注意的是：光电检测器PD1、PD2、PD3和PD4的物理位置不必与由光电检测器所检测到的光的入射方向相关。例如，在图4中，第一检测器PD1被置于传感器布局的左侧并且还被设计成生成与从左边入射的光相对应的传感器信号。然而，第一检测器PD1也可以被设计成生成与从右边或另一方向入射的光相对应的传感器信号，同时其仍被置于布局的左侧。以上适用于所有光电检测器PD1、PD2、PD3、PD4。
对在之前段落中提及的四个方向的限制决不是强制的，特别地也可以使用多于四个的定向光电检测器。另一方面，在使用传感器S的控制系统CS的一些实施方式中，以下可能是足够的：传感器仅包括两个定向光电检测器，例如第一光电检测器PD1和第二光电检测器PD2或者第三光电检测器PD3和第四光电检测器PD4。在这样的情况下，仅可以检测到包括沿相应方向——例如从左到右或从右到左或者从上到下或从下到上——的运动的手势。当在电子设备上阅读虚拟书时这样的手势可以例如指示翻页。
在另外的实施方式中，可以在传感器S以接近模式PROX操作的情况下来关闭传感器S中的一个或更多个光电检测器。例如，可以在传感器S以接近模式PROX操作时停用第四光电检测器PD4，使得在对象O从下方方向进入传感器S的附近V时传感器S不会确定对象O。这可能在以下方面是有益的：例如当电子设备的用户在操作设备的触摸屏的情形下他的手错误地进入附近V时，防止控制系统CS意外地以手势模式GEST操作传感器S。
在其他实施方式中，可以在传感器以手势模式GEST操作时关闭传感器S的一个或更多个光电检测器。如上所说明的，这将可检测的手势限制为包括沿某些方向的运动的手势。通过该方式，可以实现例如功耗的减小。
图5示出基于图2的示例性处理流程的用于控制手势感测装置的方法的实施方式的处理流程的另一示例。该方法可以例如在前述的控制系统CS中实现。
处理流程从块500开始。在块505(对应于图2中的块210)中，首先以接近模式PROX操作传感器S。然后，在块510(对应于块220)中，接收在传感器S以接近模式操作时由传感器S生成的数据，以及在块515(对应于块230)中，确定对象O是否存在于传感器S的附近V中。如果情况并非如此，则等候第一延迟时间WTIME，如块520中所示。第一延迟时间WTIME可以例如与传感器S发送的光脉冲的突发(burst)之间的时间延迟同步。然后，根据块525，可以执行来自另外的传感器的测量，例如环境光测量。优选地，在传感器S未发出光的时段期间执行环境光测量——环境光测量是处理流程中的可选步骤。随后，处理流程再次达到块510，从传感器S接收数据。如果确定对象O存在于传感器S的附近V中，则根据块530(对应于块240)以手势模式GEST来操作传感器S。
在块535中从传感器S接收到另外的数据之后，在块540中将另外的数据写入缓冲元件BE。基于另外的数据，在块545中确定是否满足所要求的预定义的手势有效性条件。如果情况并非如此，则在块560中确定另外的数据是否表明手势的结束。如果在块545中所要求的所有手势有效性条件均被满足，则在块555中向处理器PROC发送唤醒信号。处理器PROC例如附接至手势感测装置。唤醒信号触发处理器PROC来例如从缓冲元件BE收集数据。块540和块545的步骤是可选的。
如果在块560中未检测到手势的结束，则处理流程继续执行块550，在块550中等候第二延迟时间GTIME并且处理流程再次继续执行块535至块545，从传感器S接收被写入缓冲元件BE的另外的数据。如果在块560中检测到手势的结束，则在块565中以接近模式PROX操作传感器S并且通过继续执行块520来终止循环。
此处应当注意的是：如果关于块545中的手势有效性的确定为否定结果，则随后在块560中无论如何均可检测到手势的结束。将例如振幅在某一最小值以上的多个传感器信号视为手势有效性条件，而将振幅在某一最大值以下的另外多个传感器信号视为手势结束的条件。
在上述方法的实施方式中，每当从传感器S接收到另外的数据(块535)时或者每当所要求的手势有效性条件被满足(块545)时，则向处理器PROC发送唤醒信号(块555)。然而，也可以在处理流程的其他位置处发送唤醒信号。在一些实施方式中，可以例如每当传感器S以手势模式GEST操作(块530)时或者每当检测到手势的结束(块560)时发送唤醒信号。在另外的实施方式中，发送唤醒信号可能是不必要的并因此被省略。
不同的方法以及他们在用于手势感测装置的控制系统中的实现方式表示用于减小电子设备的功耗的合适的手段。一些实施方式还可以导致更迅速或更精确的手势识别。可以例如通过使用如下技术来进一步减小功耗：减小例如在与如图5中的块520和/或550相对应的等候时间期间的总体时钟频率。虽然在一些实施方式中外部传感器S和/或处理器PROC通过控制系统CS进行控制，但是控制系统CS也可以包括或部分包括传感器S和/或处理器PROC。例如，可以将控制系统CS和/或传感器S实现为微芯片上的集成电路。此外，可以将各个实施方式进行组合或分解以使其适合于特定的应用。
附图标记
CS 控制系统
S 传感器
PROC 处理器
PROX 接近模式
GEST 手势模式
O 对象
V 附近
BE 缓冲元件
LED 光发送元件
PD1、PD2、PD3、PD4 光电检测器
WTIME 第一延迟时间
GTIME 第二延迟时间

Claims (18)

1.一种用于手势感测装置的控制系统CS，所述手势感测装置具有能够以接近模式PROX和手势模式GEST操作的同一个传感器S，所述传感器S被设计成发送并且检测光并且根据所检测到的光来生成数据集，所述控制系统CS被设计成：
-以所述接近模式PROX操作所述传感器S；
-在以所述接近模式PROX进行操作时，根据由所述传感器S生成的数据集来确定对象O存在于所述传感器S的预定附近；
-当已经确定所述对象O存在时，以所述手势模式GEST操作所述传感器S，其中，与在所述手势模式GEST下相比，所述传感器S的功耗在所述接近模式PROX下较低；
-在以所述手势模式GEST进行操作时，基于从所述传感器S接收的一个或更多个数据集来确定手势的结束；
-当确定出手势结束时，以所述接近模式PROX来操作所述传感器S，
其中，所述传感器S被实现为定向光传感器阵列，所述传感器S包括至少一个光发送元件LED和至少两个光电检测器，所述光电检测器被实现为检测从分别针对每个光电检测器指定的主方向入射的光。
2.根据权利要求1所述的控制系统CS，还包括缓冲元件BE，所述控制系统CS被设计成：
-在所述传感器S以所述手势模式GEST操作时，将从所述传感器S接收的数据集写入所述缓冲元件BE；
-在一个或更多个预定的手势有效性条件被满足时，向处理器PROC发送信号。
3.根据权利要求2所述的控制系统CS，所述控制系统CS被设计成在一个或更多个预定的手势有效性条件被满足时向处理器PROC发送唤醒信号。
4.根据权利要求3所述的控制系统CS，其中，所述缓冲元件BE被实现为先进先出存储器。
5.根据权利要求3所述的控制系统CS，还被设计成：如果并非所有手势有效性条件均被满足，则忽略写入所述缓冲元件BE的所述数据集。
6.根据权利要求5所述的控制系统CS ，还被设计成：如果并非所有手势有效性条件均被满足，则不向所述处理器PROC发送唤醒信号。
7.根据权利要求3所述的控制系统CS，其中，一个手势有效性条件表示手势的最小长度。
8.根据权利要求3所述的控制系统CS，其中，一个手势有效性条件表示所述对象O与所述传感器S之间的最大距离。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的控制系统CS，还包括所述传感器S，其中，所述传感器S被实现为定向光传感器阵列，所述传感器S包括：一个光发送元件LED；
-第一光电检测器PD1，其被设计成检测从相对于指定的坐标系的左边入射的光；
-第二光电检测器PD2，其被设计成检测从相对于所述坐标系的右边入射的光；
-第三光电检测器PD3，其被设计成检测从相对于所述坐标系的上方入射的光；以及
-第四光电检测器PD4，其被设计成检测从相对于所述坐标系的下方入射的光。
10.根据权利要求1至8中的一项所述的控制系统CS，被设计成：在所述传感器S以所述接近模式PROX和/或所述手势模式GEST操作时关闭所述传感器S的所述光电检测器中的一个或更多个光电检测器，其中所关闭的光电检测器在所述接近模式PROX下和所述手势模式GEST下不需要是相同的。
11.根据权利要求1至8中的一项所述的控制系统CS，被设计成：
-在所述传感器S以所述手势模式GEST操作时，停用另外的传感器；
-在所述传感器S以所述接近模式PROX操作时，激活所述另外的传感器；以及
-将基于由所述另外的传感器生成的信号的测量限制于所述传感器S不发送光的时段。
12.根据权利要求1至8中的一项所述的控制系统CS，其中，由所述传感器S发送的光包括光脉冲的突发并且所述控制系统CS被设计成以所述接近模式PROX来操作所述传感器S，其中，与所述手势模式GEST下的操作相比，所述接近模式PROX下的操作具有以下中的至少一者：
-突发中的较少数目的脉冲，
-不同的脉冲宽度，
-连续突发之间的较长的时间延迟，
-较高的驱动电流，
-不同的增益因子，
-不同的检测阈值。
13.一种用于控制手势感测装置的方法，所述手势感测装置具有能够以接近模式PROX和手势模式GEST操作的同一个传感器S，所述传感器S被设计成发送并且检测光并且根据所检测到的光来生成数据集，其中，所述方法包括：
-以所述接近模式PROX操作所述传感器S；
-在以所述接近模式PROX进行操作时，基于由所述传感器S生成的数据集来确定对象O存在于所述传感器S的预定附近；
-在已经确定所述对象O存在时，以所述手势模式GEST操作所述传感器S，其中，与在所述手势模式GEST下相比，所述传感器S的功耗在所述接近模式PROX下较低；
-在以所述手势模式GEST进行操作时，基于从所述传感器S接收的一个或更多个数据集来确定手势的结束；
-在确定手势结束时，以所述接近模式PROX操作所述传感器S，
其中，所述传感器S被实现为定向光传感器阵列，所述传感器S包括至少一个光发送元件LED和至少两个光电检测器，所述光电检测器被实现为检测从分别针对每个光电检测器指定的主方向入射的光。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
-在所述传感器S以所述手势模式GEST操作时，将由所述传感器S生成的数据集写入缓冲元件BE；
-在一个或更多个预定的手势有效性条件被满足时，向处理器PROC发送信号。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：在一个或更多个预定的手势有效性条件被满足时，向处理器PROC发送唤醒信号。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：如果并非所有手势有效性条件均被满足，则忽略写入所述缓冲元件BE的所述数据集。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：如果并非所有手势有效性条件均被满足，则不向所述处理器PROC发送唤醒信号。
18.根据权利要求13至17中的一项所述的方法，还包括：
-在所述传感器S以所述手势模式GEST操作时，停用另外的传感器；
-在所述传感器S以所述接近模式PROX操作时，激活所述另外的传感器；以及
-将基于由所述另外的传感器生成的信号的测量限制于所述传感器S不发送光的时段。
CN201480055734.8A 2013-10-11 2014-10-08 手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法 Active CN105612482B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361889638P 2013-10-11 2013-10-11
US61/889,638 2013-10-11
EP13198091.4 2013-12-18
EP13198091.4A EP2887188B1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Control system for a gesture sensing arrangement and method for controlling a gesture sensing arrangement
PCT/EP2014/071555 WO2015052243A1 (en) 2013-10-11 2014-10-08 Control system for a gesture sensing arrangement and method for controlling a gesture sensing arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105612482A CN105612482A (zh) 2016-05-25
CN105612482B true CN105612482B (zh) 2020-06-16

Family

ID=49882841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480055734.8A Active CN105612482B (zh) 2013-10-11 2014-10-08 手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10101819B2 (zh)
EP (1) EP2887188B1 (zh)
CN (1) CN105612482B (zh)
WO (1) WO2015052243A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU92909B1 (en) * 2015-12-15 2017-06-21 Iee Sa Optical Smart Trunk Opener
DE102016100075A1 (de) * 2016-01-04 2017-07-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Auswertung von Gesten
CN106293481B (zh) * 2016-08-24 2020-05-08 Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 一种移动终端基于环境光检测待机的方法及系统
CN106802715A (zh) * 2016-12-30 2017-06-06 珠海市魅族科技有限公司 电子设备及其感测方法
CN108870481B (zh) * 2017-05-12 2024-03-22 华帝股份有限公司 一种基于激光传感器的控制方法及智能吸油烟机
US10397394B1 (en) * 2018-04-19 2019-08-27 Motorola Mobility Llc Electronic device with adjustable depth imager and corresponding methods
CN112462963A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 北京小米移动软件有限公司 非接触手势控制方法、装置及存储介质
US10929011B1 (en) * 2019-12-13 2021-02-23 EMC IP Holding Company LLC System and method for dynamic gesture control for workload management in a deployment
US11435938B2 (en) 2019-12-13 2022-09-06 EMC IP Holding Company LLC System and method for generating asset maps
US11366693B2 (en) 2019-12-26 2022-06-21 EMC IP Holding Company LLC System and method for deployment interface
US11070652B1 (en) 2019-12-26 2021-07-20 EMC IP Holding Company LLC System and method for enhancing asset maps of physical assets in a deployment
EP4168819A1 (en) * 2020-06-17 2023-04-26 Google LLC Multi-radar system
CN112346571A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 北京小米移动软件有限公司 设备操控方法、装置及存储介质

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8381135B2 (en) * 2004-07-30 2013-02-19 Apple Inc. Proximity detector in handheld device
US7890778B2 (en) * 2007-01-06 2011-02-15 Apple Inc. Power-off methods for portable electronic devices
US8059101B2 (en) * 2007-06-22 2011-11-15 Apple Inc. Swipe gestures for touch screen keyboards
US8432372B2 (en) * 2007-11-30 2013-04-30 Microsoft Corporation User input using proximity sensing
JP5326989B2 (ja) * 2009-10-26 2013-10-30 セイコーエプソン株式会社 光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置
US20110310005A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for contactless gesture recognition
KR101257303B1 (ko) * 2010-09-08 2013-05-02 인테니움 인코퍼레이션 언터치 방식의 제스쳐 인식 방법 및 장치
TWI464691B (zh) * 2010-11-16 2014-12-11 Pixart Imaging Inc 影像感測模組與光學訊號處理裝置
US9619038B2 (en) * 2012-01-23 2017-04-11 Blackberry Limited Electronic device and method of displaying a cover image and an application image from a low power condition
US9389690B2 (en) * 2012-03-01 2016-07-12 Qualcomm Incorporated Gesture detection based on information from multiple types of sensors
US9632179B2 (en) * 2012-07-04 2017-04-25 Blackberry Limited Estimating a baseline of a proximity sensor
EP2857938B1 (en) * 2013-10-04 2019-08-14 ams AG Optical sensor arrangement and method for gesture detection

Also Published As

Publication number Publication date
CN105612482A (zh) 2016-05-25
EP2887188A1 (en) 2015-06-24
WO2015052243A1 (en) 2015-04-16
EP2887188B1 (en) 2018-05-30
US10101819B2 (en) 2018-10-16
US20160239097A1 (en) 2016-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105612482B (zh) 手势感测装置的控制系统和控制手势感测装置的方法
EP2419812B1 (en) Optical touch screen systems using reflected light
KR102059085B1 (ko) 멀티터치 이벤트를 검출하기 위한 광터치-감지 장치의 저전력 동작
US8766162B2 (en) Ambient light based gesture detection
US9696853B2 (en) Optical touch apparatus capable of detecting displacement and optical touch method thereof
AU2010213918B2 (en) Light-based touch screen
EP2624103B1 (en) System and method for rocking and static touch object detection on an input device
CN101853109A (zh) 用于光学邻近度感测和触摸输入控制的设备和方法
US8970519B2 (en) System and method for spurious signal detection and compensation on an input device
WO2015005847A1 (en) Partial detect mode
US8907264B2 (en) Motion and simple gesture detection using multiple photodetector segments
EP3387516A1 (en) Improved stylus identification
US20190146633A1 (en) Instrument Detection with an Optical Touch Sensitive Device, with Associating Contacts with Active Instruments
KR101984737B1 (ko) 광 터치 패널과 터치 펜을 포함하는 터치 시스템 및 터치 시스템에서 간섭 광신호 제어 방법
US20140139488A1 (en) Gesture recognition apparatus and complex optical apparatus
US10289885B2 (en) Use fingerprint sensor signal to prevent device sleep
CN105446563B (zh) 降低等待时间的混合感测
US9152275B2 (en) Optical touch system, method of touch detection and non-transitory computer readable medium recording program instructions
CN202995627U (zh) 光学感测式输入装置
US8896553B1 (en) Hybrid sensor module
US8866795B1 (en) Current sensor output measurement system and method
KR20150062175A (ko) 통합 터치 시스템 및 표시장치
JP2023532794A (ja) ユーザ機器からの視覚フィードバック
KR20140125998A (ko) 제스처 인식 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant