CN114207558A - 手戴式数据输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仅可佩戴在一只手上的手戴式数据输入装置，用于通过电磁传感读取和解释手指、所述手部的其它部分以及所述数据输入装置的其它手戴部件之间相对于彼此的静态/动态用户输入手势，其中传感单元配置为放置在所述手部的特定点/区域处/旁边，并包括固定、绝缘和/或电磁屏蔽装置，其中所述装置包括至少一个能量单元、至少一个拇指佩戴传感单元、至少一个身体接触传感单元、至少一个信号/数据连接单元和至少一个数据输入连接单元，其中当多个指尖传感单元佩戴时，这些可以被唯一地识别，并且所述指尖传感单元和其它传感单元之间的同时多信道电磁耦合被启用。

Description

手戴式数据输入装置

技术领域

本发明涉及一种手戴式数据输入装置，更具体地说，涉及一种单手可佩戴装置，用于通过电磁传感读取和解释不同的静态或动态手势而将不同种类的数据输入客户端电子或计算装置，所述手势基本上发生在装有所述装置部件的拇指与同一只手的其余手指(digit/finger)的皮肤或指甲或所述装置的其它佩戴部件之间。

所述装置可能取代/集成相当数量的当前输入接口装置(键盘、鼠标、小键盘、触摸屏、触摸板等)，并提供其它显著优势：

-改进了健康和安全性(因为其消除了接触任何非手戴式接口元件的需要，因此特别指出，在疾病期间，如在新冠肺炎大流行期间，避免/最小化细菌或病毒的传播/传染风险)，

-可佩戴性和便携性(因为其易于使用、体积小、紧凑……)，

-适用于单手残疾用户和单手占用用户(因为其仅涉及一只手)，

-适用于视力受限用户和视力障碍用户(因为其读取和解释用户输入手势，无需看手即可学会执行)，

-适用于某些危险或不便环境(因为操作不受遮挡或光线条件的影响)，

-与仪器简化相关的成本降低(因为其将多个不同的接口装置集成到一个装置中…)，

-屏幕尺寸优化(因为其消除了在移动电话等计算装置上使用屏幕键盘的需要)，

-广泛的适用性(因为其潜在的丰富输入可以覆盖任何语言和任何大型字符集或命令…)，和

-独特的用户定制(因为其可以用作生物认证和安全访问系统)。

背景技术

一些新式可佩戴数据输入解决方案试图克服目前广泛使用的复杂、繁琐的数据接口装置(如键盘、鼠标和触摸屏)的缺点；然而，其只取得了部分、不足或在实践中不方便的成功。事实上，这些新式解决方案中的大多数都意味着一些新式缺点，例如与熊皮触觉能力的丧失、穿着不适、笨重感、使用复杂性、操作限制(如遮挡的影响)、互动的丰富性差(如弦线(chord)范围有限)、读数的不可靠性、环境因素的限制或附加外部元件的依赖性有关的缺点。以下是一些不成功或仅部分成功的发明的例子：

US2016259408A1公开了一种复杂的数据输入装置，所述装置包括一个手套接口物体，所述手套接口物体具有向外定向的传感器(具有不接触手部皮肤的传感导电垫)以及一个头戴式示出器，要求用户不仅要使用一只手(用手套状装置遮挡整个皮肤表面)，还要使用眼睛和部分头部。

US2013169420A1公开了一种电子控制手套，其具有向外定向的非身体接触传感器，放置在覆盖手指的手套外表面的不同点上，以便能够检测基本手势，但接触手指上的导电垫，拇指上的导电垫充当手势选择器。US20070132722和US6141643A还公开了完全嵌入覆盖整只手的手套式服饰中的单手数据输入装置。

US2010220054A1公开了一种环形数据输入可佩戴装置，配置为佩戴在食指上，包括相邻的一对环形信号电极，其产生有助于检测皮肤之间接触的电流。WO2009024971还公开了一种基本上基于机械传感技术的单指环型用户输入装置，其中用户动作和手势通过机械传感单元内固定和可旋转部分之间的相对旋转和位置来识别。

US20139708公开了一种单手或双手装置，用于跟踪基本上基于RFID技术的手指和手势，其中使用的信号范围为700-1000MHz，其中信号传感单元为无源RFID标签，通过环或条带连接到手指的远端段，其中信号发射单元是通过诸如腰带或袖子之类的服饰连接到身体其它部分的RFID元件。

US2011187637公开了一种基本上基于电容传感技术的单手触觉输入装置，其中传感单元是连接到佩戴在手指2-5远段上的环形元件上的触觉电容传感器。

US7109970B1公开了一种使用语音命令和手指运动的组合的数据输入装置，所述数据输入装置使用多个手指形套筒，所述手指形套筒嵌入了至少一个接触敏感元件和麦克风，其中接触敏感元件的所有接收单元都在外部。

US6380923B1公开了一种基本上基于冲击传感技术的可佩戴数据输入装置，其中用户动作通过手指在物理表面上的敲击来执行，并且其中传感器是冲击传感器，例如加速度计，并且支撑在所有手指上佩戴的环形元件上。

US20120319940公开了一种基本上基于加速度传感技术的双手多指数据输入装置，其中传感器连接到可佩戴在手指近端部分的环形元件上。

US8743052B1和US201501852A1公开了基本上基于加速度传感技术(而非电容传感技术)的环形拇指佩戴数据输入装置，其中主传感器只是连接到用户拇指上的一个加速度计。

US20100156783公开了一种单手数据输入装置，其由基本上基于表面接触传感技术的部分手覆盖服饰支撑。类似地，US7839383B2公开了一种不覆盖所有手指的部分手套式装置。

US20040263473公开了一种单手数据输入装置，所述装置基本上通过摄影和图像识别技术检测运动，其中所述装置包括带摄像头的手镯和包括运动传感器的手指佩戴环形元件。

许多新颖的基于手的数据输入系统，无论是否基于上述专利，也通过各种科学出版物呈现。然而，没有一款被证明是可靠、舒适和非遮挡式单手可佩戴数据输入解决方案。以下是这些公开内容及其基本缺陷的一些示例：

-“SkinTrack”、“Abracadabra”、“SkinPut”、“iSkin”、“Omnitouch”和“HoverFlow”不是为一只手设计的，而是为两只手设计的；

-“Kitty”、“DigiTouch”和“FJG可佩戴小键盘”均为单手可佩戴式，但基于手套，可遮挡手部大部分皮肤；

-“LightRing”、“SmartFinger”、“CyclopsRing”、“PickRing”、“PinchWatch”、“FingerInput”和“TypingRing”是单手/手腕而非基于手套的可佩戴装置，但由于仅使用一个环或腕带和/或基本上基于通过红外接近/深度传感器、摄像头、陀螺仪或加速度计传感用户的输入手势，和/或由于需要额外元件，如外表面或非手/手腕佩戴部件，其功能非常有限。

与现有技术相比，本发明提供了一些基本优势，这些优势可以通过以下方式综合：仅一只手的最小遮挡，通过身体接触传感单元识别指尖传感单元和熊皮之间的接触的电磁传感，以及拇指选择器上的多个电磁差分传感单元，以提供多信道通信/交互。

通过本发明，不仅可以克服当前广泛使用的接口系统的许多一般缺点，而且还可以克服与新式最先进的可佩戴数据输入系统和方法相关联的许多缺点。此外，这项发明可能意味着对成千上万的用户有价值的革命性技术贡献，因为其可以显著提高这些用户每天与个人电子装置交互的简单性、速度和可操作性。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于通过手部运动进行人机交互的改进装置。

本发明的另一目的是提供一种适于用户单手使用的装置。

本发明的另一目的是提供一种基本上基于接触(触摸/近似)传感技术的装置。

本发明的另一目的是提供一种用于检测和处理用户输入手势的装置，用户输入手势涉及拇指和同一只手的其它手指之间的物理接触，所有这些手指都被最少地插入仪器。

本发明的另一目的是提供一种基本上基于电磁传感技术的装置。

上述目的的至少一部分由根据权利要求1所述的装置解决。本发明的有利实施例和其它方面是从属权利要求的主题。

为了便于对本发明进行总结和详细描述，需要做出一些假设和术语澄清：

-装置描述为佩戴于操作位置；

-装置或其元件的“佩戴”在其更广泛的含义中被理解为等同于“携带”，因此也包括例如携带元件作为皮肤或指甲植入部件；

-“皮肤”是指“人体组织”，其不仅包括皮肤，还包括指甲组织和人体的任何其它外部或内部组织；

-“传感”的含义更广泛，包括等效、类似和/或密切相关的行动/活动，如“读取”、“测量”、“检测”或“识别”；

-“电磁”的含义更广泛，这是指与磁场和电场/电路有关的任何电磁现象；

-“电磁传感”的含义更广泛，包括与电磁现象相关的任何传感技术，如电容传感、电感传感或简单电流/电位传感；

-“传感单元”是电磁传感器的全部或部分，如电容传感器、电感传感器或电气传感器；

-“导电端子”的含义更广泛，其相当于导电垫、导电板、电极等，总的来说相当于由导电材料制成的任何部件，用于保持、接收或传输电磁能量，并呈现任何形状，例如板、垫、针、环、线圈、网，等；

-“电磁耦合”的含义更广泛，这是指受同一电磁场或电路相互影响的两种介质之间的电磁匹配(电磁能量的可能转移)；

-电磁耦合传感单元，其导电端子充分配置并放置在其参与的电磁场/电路内，能够检测和测量在所述电磁场/电路内作为电介质的材料的数量和质量变化和/或参与所述电磁场/电路的导电端子之间的距离变化；

-当传感单元耦合时，其中一个或多个单元包括创建/生成和塑造其传感功能中使用的电磁信号所需的装置(例如振荡器电路)；

-“电磁信号”的含义更广泛，这是指不仅来自电磁辐射(例如，波振幅、波长、波频率、电容等)而且来自静电电路(例如，电势、电流强度、电阻、电导等)的信息。

-用户输入手势包括手部和/或装置元件参与的动作，以达到或执行静态位置(弦线或离散手势)和/或动态运动(或动态手势)；

-用户的静态或动态接触或接触动作不仅指物理触摸交互，还指接近、接近或接近触摸的物理/电磁交互；

-“变化”的含义更广泛，即不仅指变化，还指差异。

在第一实施例中，所述解决方案涉及用于将数据输入到客户端电子装置或计算装置的数据输入装置，所述数据输入装置被配置为用户仅在一只手上佩戴，即在拇指上(也称为手的第一指)和至少在第二、第三、第四和第五手指(也称为手指2-5)之一上或手的第一、第二、第三或第四叉指区域(也称为叉指1-4)上佩戴。

客户端装置的数据输入(数据输入装置的输出)是通过读取和解释用户输入手势产生的，用户输入手势包括手指、手的其它部分和佩戴在手上的数据输入装置部件之间的相对位置和移动。

安装有数据输入装置的用户手的大多数位置和移动是拇指和佩戴装置元件的同一只手的其它手指之间的交互。

用户输入手势可分为静态手势(静态手/手指位置，也称为弦线或离散手势)、动态手势(动态手/手指交互，也称为连续手势)或两者的组合。动态手势可包括各种运动动作，例如近似、加压或滑动动作，还包括为达到静态手势而执行的任何动作。

用户输入手势的读取和解释基本上是通过电磁传感实现的，也就是说，通过传感从传感单元(电磁传感器的部分/整体)参与的电磁场/电路读取的信息的变化，以及在执行用户输入手势时，传感单元的电磁耦合导电端子彼此之间的距离不同和/或彼此分离的介电材料(如空气或人体组织)的数量和质量不同。

所述装置的电磁传感由配置成放置在手部的特定点/区域的传感单元执行。

传感单元可以是“指尖”传感单元和“非指尖”传感单元：

-指尖传感单元是指设计或配置有导电端子的传感单元，可佩戴在手指远端或邻近区域；

-非指尖传感单元是指设计或配置有导电端子的传感单元，所述端子将佩戴在手部的非指尖传感单元的导电端子上。

在第一实施例中，数据输入装置包括：

-至少一个能量单元，用于提供所述数据输入装置使用的能量；

-至少一个指尖传感单元，佩戴在拇指上；

-至少一个身体接触传感单元，具有与人体组织接触的导电端子，佩戴在叉指或非所述拇指的手指上，并配置为传感电磁耦合，其中人体组织充当电介质；

-至少一个处理单元，用于处理由传感单元传感的来自电磁耦合的信息，并生成要发送到所述客户端装置的数据输入(用于执行诸如扫描、清洁、转换、处理、存储……来自电磁传感的信息等任务)；

-至少一个能量连接单元，用于从能量单元向所述数据输入装置的其它部件传输(无线地或通过电缆)功率；

-至少一个信号/数据连接单元，用于连接(无线地或通过电缆)传感单元和处理单元；

-至少一个数据输入连接单元，用于连接(无线地或通过电缆)处理单元和所述客户端装置；

数据输入装置还可以包括各种可选辅助部件。

每个指尖传感单元还包括：

-至少一个向外定向的导电端子，配置为不与人体组织直接接触(配置为便于将指尖传感单元用作触摸选择器)；

-绝缘和/或电磁屏蔽(防护)装置(例如，避免或减少指尖传感单元和支撑指尖传感单元的人体组织之间的电磁耦合，或改进指尖传感单元和其它传感单元的耦合)；

-固定装置，用于固定和支撑所述指尖传感单元，并确保其全部或部分可拆卸连接；

在优选的第一实施例中，当两个或多个指尖传感单元佩戴在同一手指或不同的手指上时，所述指尖传感单元使用的电磁信号以不同的频率和/或具有不同的特性产生，以便在参与用户输入手势时能够唯一地识别每个单独的指尖传感单元，并促进所述指尖传感单元之间的同时多信道电磁耦合指尖传感单元和其它传感单元。如果需要，多信道电磁交互/通信功能允许在同一用户输入手势(无论是静态手势、动态手势还是两者的组合)中完美区分不同指尖传感单元的物理参与。

在另一实施例中，数据输入装置还包括一个或多个未佩戴在指尖上的传感单元，称为非指尖传感单元，其佩戴在叉指(叉指1-4)或非拇指的手指(手指2-5)上。所述非指尖传感单元可以是身体接触传感单元和/或导体接触传感单元。

如前所述，身体接触传感单元(其中数据输入装置包括至少一个)非指尖传感单元，其导电端子接触人体组织(当处于操作位置时)，佩戴在手指2-5或叉指1-4中的一个上(最好是在手指或叉指的近端部分上)，并配置为通过人体组织使用电磁传感。

相反，导体接触传感单元是非指尖传感单元，其具有不与人体组织接触的向外定向的导电端子，并且被配置为传感电磁耦合，其中无或可变量的空气充当电介质。

当指尖传感单元的导电端子直接接触导体接触传感单元的导电端子时(导电材料之间的电磁耦合，其中无空气或人体组织充当其之间的电介质)，所述导体接触传感单元可以传感与指尖传感单元和导体接触传感单元所参与的电路相关联的电磁信号(例如静电势能差)的变化。

当导体接触传感单元的导电端子近似于指尖传感单元的导电端子时(导电材料之间的电磁耦合，其中至少有一定量的空气充当其之间的电介质)，所述导体接触传感单元可传感与指尖传感单元和导体接触传感单元所参与的电磁场/电路相关联的电磁信号(例如电容)的变化。

在又一实施例中，导体接触传感单元的导电端子被配置成放置在手指近端段的掌侧和/或桡侧。

每个身体接触传感单元包括：

-至少一个导电端子，配置为与人体组织接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽装置，

-固定装置，用于固定和支撑身体接触单元，并确保其全部或部分可拆卸连接；

且每个导体接触传感单元包括：

-至少一个导电端子，配置为不与人体组织接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽装置，

-固定装置，用于固定和支撑导体接触传感单元，并确保其全部或部分可拆卸连接。

身体接触传感单元具有导电端子和固定、绝缘和电磁屏蔽/防护装置，配置用于确保和优化通过人体组织的电磁耦合传感(例如，避免/最小化非皮肤接触可能产生的干扰)。相反，导体接触传感单元具有导电端子和固定件，绝缘和电磁屏蔽/防护装置，其配置为确保和优化电磁耦合的传感，而不是通过人体组织，而是通过可变量的空气(如指尖传感单元的近似动作)或通过零量的电介质(如与指尖传感单元直接接触)。

当一个或多个指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述指尖传感单元集成到具有共同支架的一组元件中，这组元件称为指尖套件。

当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述非指尖传感单元集成到具有共同支架的一组元件中，这组元件称为数字设备。

当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一叉指上时，所述非指尖传感单元集成到具有公共支架的一组元件中，这组元件称为叉指套件。

在示例性实施例中，指尖套件的支架呈现基本上由被配置为佩戴在完全/部分覆盖或包裹其指尖和/或其皮肤表面的其它部分的手指上的罩状元件构成的形状。

在另一示例性实施例中，指尖套件的支架呈现基本上由环形元件构成的形状，环形元件被配置为佩戴在部分覆盖或遮挡其皮肤表面的手指上。在所述示例性实施例的另一版本中，支架是基于环和基于罩的支架的混合组合，因为其包括连接到所述环形元件的罩状元件，并且被配置为佩戴在完全/部分覆盖或包裹其指尖的手指上或其上。

在另一示例性实施例中，指尖套件的支架通过连接机构或类似装置容易地连接到手指/从手指上分离，所述连接机构或类似装置允许与固定连接到用户指甲的小辅助部件容易地接合/分离。

在另一实施例中，指尖套件的支架包括补充、延伸或替换用户指甲并集成至少一个指尖传感单元的人造指甲。

在另一实施例中，指尖套件的支架包括至少一个指尖传感单元的部分植入物，位于用户指尖的人体组织内，使所述指尖传感单元的向外定向导电端子面向外部并伸出皮肤。

在更进一步的实施例中，指尖套件的支架可包括以下任意组合：

-与罩状元件组合的环绕的环形元件；

-与指甲连接机构等组合的环绕的环形元件；

-与人造指甲组合的环绕的环形元件；

-与部分植入物组合的环绕的环形元件。

此外，在优选实施例中，数字设备的支架呈现完全/部分环绕的环形元件的形状，所述环形元件被配置为佩戴在手指的近端部分上。

在先前优选实施例的另一版本中，数字设备的支架提供了调整部件/适配，以允许将被支撑的非指尖传感单元旋转和/或平移调整到其特定的佩戴/操作位置。

在先前实施例的另一版本中，叉指套件的支架呈现一种形状，所述形状包括配置为佩戴在叉指上的钩状形状和配置为佩戴在毗邻叉指的手指近端段上的两个部分环绕的环形形状的组合。

在先前实施例的又一版本中，叉指套件的支架包括可移动接头，以允许所述支架的两部分之间的铰接连接，可移动接头被配置为诱导分离和/或避免所述支架的两个连接部分彼此接近，同时保持其通过可移动接头连接。为了提高可佩戴性并促进支撑身体接触传感单元与手指人体组织的充分接触，可考虑采用不同的配置，以导致支架的两个接头连接部分分离和/或避免彼此接近，同时保持其通过可移动接头连接，例如，通过零件的特定形状和/或材料和/或通过诸如弹簧机构等附加简单施压机构。

在另一优选实施例中，至少一个数字设备或一个叉指套件包括非指尖套件接触检测器，其在所述至少一组的干预下检测触摸式接触，而无指尖传感单元的干预。

非指尖套件接触检测器是一种类似传感器的部件，可识别相邻佩戴非指尖套件之间、和/或非指尖套件与相邻手指之间、和/或同一叉指套件零件之间的相互作用。非指尖传感单元参与但指尖传感单元不干预的接触称为非指尖套件接触。这些接触基本上是二进制(触摸或非触摸)的检测可以使用简单的电磁传感并借助数据输入装置的现有或辅助元件来完成。例如，为了检测相邻佩戴的非指尖套件之间的接触，所述元件可以配置为彼此面对放置，一个位于一个非指尖套件佩戴的手指的尺侧，另一个位于另一非指尖套件佩戴的最近相邻手指的桡侧。

在进一步可能的实施例中，相邻手指或叉指套件通过柔性桥接元件彼此连接。这些桥接元件(称为桥接器)可具有多种用途，例如促进非指尖套件的处理或减少信号/数据连接单元的数量和长度。

在进一步的优选实施例中，导体接触传感单元被配置成放置在手指近端部分的掌侧和/或桡侧。在更进一步的优选实施例中，佩戴在同一手指上的导体接触传感单元有两个：一个配置为佩戴在所述手指近端部分的掌侧，另一个配置为佩戴在所述手指近端部分的桡侧。

在另一优选实施例中，数据输入装置还包括手镯型部件，所述手镯型部件佩戴在手的手腕上，并且被配置为便于临时承载数据输入装置的全部或部分部件。这种戴在手腕上的手镯型部件称为手镯，其可以永久承载数据输入装置的元件，这些元件不必佩戴在手指或叉指上，例如能量单元、处理单元或某些辅助部件。

在另一优选实施例中，能量单元永久性地放置在手镯内，并且能量连接单元是无线的，或者使用自动或半自动可伸缩或可卷起或可折叠到手镯中的布线系统。

在另一优选实施例中，处理单元永久性地放置在手镯内，并且信号/数据连接单元是无线的，或者使用自动或半自动可伸缩或可卷起或可折叠到手镯中的布线系统。

在另一更高级的优选实施例中，身体接触传感单元至少有两个，并佩戴在不同的手指上，并且处理单元被配置为能够使用手部皮肤的分隔表面作为触摸板，在其上动态手势包括定位和/或滑动作为指示器的指尖套件，转换为客户端装置数据输入的动态变化。手部皮肤的所述分隔表面被称为“皮肤触摸板”。

在所述最后一个实施例中，主要是在解释动态用户输入手势时，数据输入装置的性能在很大程度上取决于传感单元的数量和定位的程度，以及取决于数据输入装置的处理能力是否得到充分增强，以便能够快速传感并将用户输入手势转换为客户端装置使用的数据输入。

在更高级的优选实施例中，手指2-5的拇指可触及掌侧和桡侧皮肤区域的全部或部分被配置为皮肤触摸板，允许佩戴数据输入装置的用户将动态二维位置数据输入引入客户端装置的屏幕。

在另一优选实施例中，数据输入装置还包括佩戴在非拇指手指上的一个或多个指尖传感单元和/或佩戴在拇指上的一个或多个非指尖传感单元。

在另一优选实施例中，当一个或多个身体接触传感单元佩戴在同一手指上时，所述身体接触传感单元通过配置为位于用户手指的人体组织内部的所述身体接触传感单元的完整植入物的不可拆卸非指尖套件支架而支撑并连接到所述手指，使所述身体接触传感单元完全位于皮肤下并与人体组织接触。

附图说明

图1：右手静态手势或弦线示例。

图2：右手动态手势示例。

图3：右手指尖皮肤接触示例。

图4：右手非指尖套件接触示例。

图5：右手皮肤接触示例。

图6：右手指尖非指尖接触示例。

图7：同时具有多个指尖皮肤和皮肤接触的右手弦线示例。

图8A：身体接触传感单元植入手指D2-5和导体接触传感单元植入手指D2和D3的手指前剖面示意图。

图8B：图8A实施例的手背侧上方示意图。

图9A：数字设备的前剖面示意图。

图9B：图9A实施例的手背侧上方示意图。

图10A：桥接数字设备的前剖面示意图。

图10B：图10A实施例的手背侧上方示意图。

图11：基于罩的拇指指尖套件的顶部横向透视图。

图12：基于环的拇指指尖套件的顶部横向透视图。

图13：指甲连接拇指指尖套件的横向示意图，仅包括一个指尖传感单元。

图14：指甲集成拇指指尖套件的横向示意图，仅包括一个指尖传感单元。

图15：植皮拇指指尖套件的横向示意图，仅包括一个指尖传感单元。

图16：数字设备内身体接触和导体接触传感单元可能配置的前剖面示意图。

图17A：带有两个身体接触传感单元和两个导体接触传感单元的数字设备的前视图。

图17B：图17A的实施例的仰视图。

图17C：图17A的实施例的俯视图。

图17D：图17A的实施例的右视图。

图18A：根据本发明的优选实施例，佩戴在右手上的整个装置的手背侧视图。

图18B：图18A的实施例的手掌侧视图，但未示出客户端装置。

图19A：叉指套件的前剖面示意图。

图19B：图19A的实施例的示意性俯视图。

图20A：使用数据输入装置在特定皮肤触摸板上执行动态手势的右手手掌视图。

图20B：在处理图20A的动态手势之后，由所述装置产生的沿智能手机屏幕的移动路径。

图20C：在处理图20A的动态手势之后，由装置产生的沿着计算机/平板电脑的屏幕的光标的移动路径。

具体实施方式

以下方面对于本发明的不同实施例是重要的。

在随后的一些文本段落中，提及了附图中出现的参考符号。

可佩戴性

数据输入装置意味着用户仅在其一只手上佩戴，优选在拇指上(称为第一手指，手指1或D1)，以及在第二、第三、第四和第五手指(称为非拇指的手指，手指2-5或D2-5)或第一、第二、第三、第四叉指(称为手的叉指区，叉指1-4或I1-4)中的至少一个上佩戴。

数据输入装置不覆盖或显著遮挡任何用户的手部皮肤或指甲，除了拇指的皮肤或指甲部分，以及手指2-5或叉指1-4的近端部分皮肤部分。这是一种与最先进的手套式装置相比的强烈差异性特征。

用户输入手势

由数据输入装置提供的数据(称为“数据输入”)被指定为馈送客户端电子装置、计算装置等(称为“客户端装置”或CD)。这些数据输入源于读取、识别和解释配备有数据输入装置的用户手的用户输入手势，其中大多数所述手势是同一只手的手指之间的交互，无论是否佩戴装置元件。这些用户输入手势可以单独或组合使用，基本上包括：

-离散静态位置(称为“弦线”或“静态手势”)，

-动态动作(称为“动态手势”)，如滑动式触摸或几乎触摸(近似)动作或压力动作。

数据输入装置可以潜在地传感高度扩展的用户输入手势范围，也可以在到达特定离散或动态手势的过程中执行这些手势。

数据输入装置识别和处理的大多数用户输入手势

-是静态和动态手势，表示佩戴在拇指上的数据输入装置的元件与手或佩戴装置的其它部位之间发生的交互，例如手指2-5或叉指1-4的区域，其中插入仪器的拇指直接接触所述手指或叉指的皮肤或指甲，或数据输入装置的元件，佩戴在所述手指或叉指上；

-可执行，无需与外部元件进行任何物理交互，但不包括在数据输入装置内并佩戴在用户手上的元件；

-并且可以由用户生成，而无需具备或使用其视觉功能。

通过传感指尖传感单元和“身体接触”传感单元(称为BU1/2/3…)之间的电磁耦合，读取和解释触摸和/或按压皮肤的用户输入手势，所述身体接触传感单元呈现与人体组织接触的导电端子，并且被配置为通过充当电介质的人体组织传感电磁信号。

通过传感指尖传感单元和“导体接触”传感单元(称为CU1/2/3…)之间的电磁耦合，读取和解释几乎不接触指尖套件(例如在近似动作中)或直接接触指尖套件的用户输入手势，所述导体接触传感单元呈现不与人体组织接触的导电端子，并且被配置为通过作为电介质的空气的零量(直接接触)或可变量(近似或接近接触)传感电磁信号。

检测指尖传感单元和导体接触传感单元之间的直接接触可以理解为电磁传感的一种非常基本的情况，其中电磁耦合中没有电介质(因为空气和人体组织都不是传感单元导电垫之间的电介质)，并且通过简单识别参与简单静电电路的一对导电部件之间的电接触，实现接触或无接触的检测。

数据输入装置使用的基本技术是电磁传感。因此，诸如加速度计、陀螺仪、红外、光学或其它物理压力或弯曲传感装置等传感器可以是互补的，但不是本发明的关键。

数据输入装置使用的大多数电磁信号可以是电流强度低于1mA、频率低于1MHz的小电流辐射。

关键部件

在第一示例性实施例中，本发明包括以下部件：

-一个或多个能源装置(称为“能源装置”)，用于提供整个数据输入装置所需的电力，尤其是其电磁传感所需的电力，

-佩戴在指尖上的一个或多个传感单元(称为“指尖传感单元”或FU1/2/3…)，最好佩戴在手指1上，其中所述指尖传感单元被组织在具有共同支持功能的套件中(套件称为“指尖套件”，或者，如果佩戴在拇指上，则称为“拇指指尖套件”或FS1)，

-至少一个身体接触传感单元，具有与人体组织接触的导电端子，佩戴在叉指或非拇指的手指上，并配置为传感电磁耦合，其中人体组织充当电介质，

-一个或多个处理和数据存储元件(也称为“处理单元”)，其扫描、清理、处理、转换和存储来自传感的电磁信号的信息和从其派生的数据，以便生成要发送到客户端装置的数据输入，

-一个或多个无线或有线能量传输元件(称为“能量连接单元”或EC)，用于向数据输入装置的部件传输功率，

-一个或多个无线或有线信号或数据传输元件(称为“信号/数据连接单元”或SC)，用于将传感到的电磁信号的信息或从其派生的数据从传感单元传输到处理单元，

-一个或多个无线或有线数据输入连接元件(称为“数据输入连接单元”或IC)，用于将数据输入从处理单元传送到客户端装置，

-各种可选的辅助部件，如开关单元、模式按钮、复位按钮、连接器、发光状态指示器或辅助装置，进一步促进与数据输入装置相关的正确配置、调整、佩戴、操作和其它活动。

指尖传感单元

大多数指尖传感单元配置为放置在手部的特定(大致相同、预先建立或预先固定)点/区域处/旁边。

每个指尖传感单元包括：

-至少一个向外定向的传感导电端子或类似端子，配置为不与佩戴指尖传感单元的手指的人体组织直接接触，

-至少一个具有绝缘和/或电磁防护或屏蔽特性的元件(称为“绝缘/防护部件”或IN)，用于控制和提高电磁耦合的质量(并且优选地放置在导电垫和佩戴传感单元的手指的人体组织之间，以避免/减轻指尖传感单元和所述手指的人体组织之间的电磁耦合)，

-各种支撑部件(固定装置)，用于支撑指尖传感单元，并确保其可连接到佩戴传感单元的手指皮肤或指甲表面的特定(固定或预设)近似点/区域(并可从中移除)。

非指尖传感单元

大多数非指尖传感单元配置为放置在手部的特定点/区域处/旁边(预先设定的几乎总是相同的固定位置)。

非指尖传感单元可以是“身体接触”传感单元或“导体接触”传感单元。

身体接触传感单元(称为BU1/2/3…)是配置用于处理通过人体组织传感到的电磁信号的单元，这些电磁信号是由于人体组织之间的物理交互(通常是触摸动作，但也可能是其它动作，例如近似、滑动动作或压力动作)而产生/形成的一个指尖传感单元和用户手部的人体组织(通常是皮肤或指甲)。

每个身体接触传感单元包括：

-至少一个向内定向的导电端子，其传感面配置为与人体组织直接接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽或防护装置，用于控制和改进通过人体组织的电磁耦合的质量(最好放置/支撑在所述导电端子的顶部)，以避免/减轻指尖传感单元和身体接触之间传感到的电磁信号的干扰传感单元)，

-固定是指固定和支撑身体接触传感单元，并确保每个身体接触传感单元可拆卸地连接到手部(戴在手部的手指、叉指或其它部位)。

身体接触传感单元优选地配置为佩戴在手指1-5的近端部分和/或叉指1-4上。

数据输入装置包括至少一个身体接触传感单元。

导体接触传感单元(称为CU1/2/3…)是指那些被配置为处理在指尖传感单元和所述导体接触传感单元之间的电磁耦合中传感到的电磁信号的装置，其中人体组织不充当关键电介质(如在与身体接触传感单元的电磁耦合中发生的)。指尖传感单元和导体接触传感单元之间的电磁耦合中的关键电介质是可变量的空气(例如在近似动作的情况下)，或被视为不存在或空气量为零(例如在指尖和导体接触传感单元的导电端子之间直接接触或滑动的情况下)。

每个导体接触传感单元包括：

-至少一个向外定向的导电端子，其传感面配置为不与支撑导体接触传感单元的手的人体组织直接接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽或防护装置，用于控制和提高装置电磁耦合的质量(优选放置/支撑在所述导电端子和人体组织之间，以避免/减轻精确通过人体组织的非预期电磁耦合)，

-固定指固定和支撑导体接触传感单元，并确保每个导体接触传感单元可拆卸地连接到手或手指上。

在本发明的优选实施例中，导体接触传感单元被配置成放置在手指近端部分的掌侧和/或桡侧。

在本发明的进一步优选实施例中，佩戴在同一手指上的导体接触传感单元有两个：一个配置为佩戴在所述手指近端部分掌侧放置的导电端子上，以及另一配置为与放置在所述手指近端部分的桡侧的导电垫一起佩戴。

接触类型

用户输入手势由手指和手的其它部分之间的位置和移动组成，这些位置和移动与数据输入装置的部件相对或不相关。这些用户输入手势可以是静态(离散)或动态的，其可以包括以下一个或多个：

-指尖传感单元和手的人体组织(例如手指的皮肤或指甲)之间的接触动作，称为“指尖皮肤”接触或F-S；

-指尖传感单元和导体接触传感单元之间的接触动作，称为“指尖非指尖接触”或F-N；

-非指尖套件与手的相邻部分之间，或两个非指尖套件之间，或非指尖套件各部分之间的接触动作，称为“非指尖套件接触”或N-N；

-手的不同部位的人体组织部分(如皮肤或指甲)之间的接触作用(称为“皮肤接触”或S-S)。

数据输入装置处理的大多数用户输入手势暗示拇指指尖套件参与的动作，即指尖皮肤接触和指尖非指尖接触。

多信道耦合

在本发明的优选实施例中，佩戴在同一手指上的指尖传感单元的数量不止一个，大多数指尖传感单元使用不同频率和/或具有不同特性的电磁信号，以实现指尖传感单元和非指尖传感单元之间的同时多信道电磁传感，并促进独特的参与用户输入手势时每个指尖传感单元的识别。

指尖套件及其支架

当一个或多个指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述指尖传感单元集成到称为“指尖套件”的一组元件中。指尖套件的指尖传感单元优选地彼此绑定并通过公共支架连接到相同的手指。

此外，在本发明的优选实施例中，指尖套件的支架是“基于罩”的，这是指，指尖套件呈现基本上由罩状元件构成的形状，所述罩状元件被配置为佩戴在手指上，完全/部分地覆盖或包裹指尖和/或其皮肤表面的其它部分。

为了便于对手指进行适当调整，指尖套件的基于罩的支架优选由具有一定弹性的柔性材料构成。

在本发明的替代实施例中，指尖套件的支架是“基于环的”，呈现基本上由完全/部分环绕的环形元件(称为“环形元件”或RE)构成的形状，并被配置为佩戴在部分覆盖或遮挡其皮肤表面的手指上。

为了便于对手指进行适当调整，指尖套件的基于环的支架最好基本上由刚性或半刚性材料构成。

在本发明的所述替代实施例的另一版本中，指尖套件的支架是指尖套件的基于环的支架(包括环形元件)和指尖套件的基于罩的支架(还包括覆盖部分或全部指尖的罩状元件)的混合组合。

在本发明的另一替代实施例中，指尖套件的支架通过连接机构或类似装置容易地连接到/从手指上分离，所述连接机构或类似装置允许与固定连接到用户指甲上的小辅助部件容易地接合/分离。

在另一实施例中，指尖套件的支架包括补充、延伸或替换用户指甲并集成至少一个指尖传感单元的人造指甲。

在另一实施例中，指尖套件的支架包括位于用户指尖的人体组织内部的至少一个指尖传感单元的植入物，使所述指尖传感单元向外定向，传感面朝向外部并伸出皮肤。

手指和叉指套件

当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述非指尖传感单元集成到称为“数字设备”的一组元件中。并非数字设备的指尖传感单元优选地彼此绑定并通过公共支架连接到同一手指。如果数字设备分别佩戴在手指2-5(D2-5)上，则称为DS2-5。

当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一叉指上时，所述非指尖传感单元集成到称为“叉指套件”的一组元件中。叉指套件的非指尖传感单元优选地彼此绑定并通过公共支架连接到相同的手指。如果叉指套件分别佩戴在叉指1-4(I1-4)上，则称为IS1-4。

如果信号/数据连接单元(SC)分别与数字设备DS1-4或叉指套件IS1-4关联，则称为SC1-4；如果信号/数据连接单元(SC)与数字设备DS5关联，则称为SC5。

基于环的数字设备

此外，在本发明的优选实施例中，数字设备的至少一个支架呈现“基于环”的形状，这是基本上由配置为佩戴在手指的近端部分上的完全/部分环绕的环形元件组成的形状。

在先前优选实施例的另一版本中，手指支架可提供调整部件/适配，以允许将受支撑的非指尖传感单元快速、容易和精确地旋转和/或平移调整到其特定(大致总是相同的)最佳佩戴/操作位置。

这些调节部件/适配(称为“横向旋转调整器”或LRA)的一个示例是尺侧和桡侧的横向平面，其彼此面对，属于佩戴在相邻手指上的环形指套。

调整部件/适配(称为“顶部旋转调整器”或TRA)的另一示例是放置在基于环的数字设备顶部外表面的特定标记、雕刻或凸起。

基于钩/环的叉指套件

在本发明的另一实施例中，叉指套件的至少一个支架呈现“基于钩/环”的形状，这是一种形状，包括配置为佩戴在所述叉指上的钩状形状和两个未完全环绕的环形形状的组合，配置为佩戴在邻近所述叉指的手指的近端部分上。

在另一实施例中，叉指套件的基于钩/环的支架包括可移动接头(称为MJ)，以允许叉指套件的两个部分之间的铰接连接。

还可以通过特定形状和/或材料和/或通过附加的简单弹簧机构等配置带可移动接头的叉指套件的钩/环支架，以诱导分离和/或避免两个连接部件彼此接近，同时保持其通过可移动接头连接，为了提高可佩戴性并促进支撑身体接触传感单元与手指的人体组织充分接触。

植入式传感单元

在另一实施例中，当一个或多个身体接触传感单元佩戴在同一手指上时，所述身体接触传感单元可以通过配置为所述身体接触传感单元在用户手指的人体组织内的完整植入物的不可拆卸的支架部件被支撑并连接到所述手指上，将所述身体接触传感单元完全置于皮肤下并与人体组织接触。

非指尖套件接触检测器

在本发明的另一优选实施例中，至少一个数字设备或一个叉指套件包括一个部件(称为“非指尖套件接触检测器”或NND)，所述部件在所述至少一组的干预下检测触摸式接触，而无需指尖传感单元的干预。例如，其可以是一个简单的电气或机械传感器，可以检测所述装置与所述装置佩戴的手指/叉指相邻的手指之间的接触，或者所述装置与相邻佩戴的另一手指/叉指装置之间的接触，或者所述装置的部件之间可以相对移动的接触。

这些非指尖套件接触检测器丰富和扩展了数据输入装置处理的可检测用户输入手势的范围。

在本发明的又一优选实施例中，非指尖套件接触检测器可以通过检测连接到彼此相邻的第一套件和第二套件且可以是手指或叉指套件的数据输入装置的现有或辅助元件之间的简单接触来识别非指尖套件接触，其中所述元件被配置成面对面放置，一个位于与第一套件相关联的手指的尺侧，另一位于与第二套件相关联的最近相邻手指的桡侧。

桥接元件

在本发明的可能实施例中，手指或叉指套件可以通过桥接元件(称为“桥接器”或BR)进行“桥接”或相互连接，以便于快速、简单和正确处理(接通、断开和调整)手指/叉指套件，和/或减少信号/数据连接单元的数量和复杂性。

为了便于手指/叉指套件的适当调整和佩戴，同时数据输入装置的舒适佩戴和灵活操作，桥接器最好由具有一定程度灵活性和弹性的材料组成。

识别用户输入手势

由于可能呈现以下内容，数据输入装置旨在以明确的方式识别和解释大量用户输入手势：

-不同的指尖传感单元连接到同一指尖或不同指尖的不同特定点/区域，

-不同的身体接触传感单元和导体接触传感单元连接到同一手指/叉指或不同手指/叉指的不同特定点/区域，

-通过使用具有不同特性的电磁信号实现不同的电磁耦合信道(意味着指尖和非指尖传感单元之间的多信道通信)，

例如，通过充分读取以下变量，可以正确识别特定弦线：

-执行弦线时，哪些弦线模式和手势语言处于活动状态，

-哪些身体接触传感单元传感电磁信号，这些信号的具体特征是什么(识别指尖传感单元/使用的电磁耦合信道以及指尖皮肤接触中皮肤接触的可能/近似点)，

-接触哪些导体接触传感单元以及通过哪些指尖传感单元(识别指尖非指尖接触)，

-哪些非指尖套件与相邻手指或其它非指尖套件接触(以识别非指尖套件接触)。

数据输入装置的性能，理解为传感的速度和分辨率(在传感动态用户输入手势(例如，相对于手部皮肤的限定区域的近似或滑动动作)或指尖皮肤接接触估计的准确性时为关键点)(包括其它类型的接触是否也干预了用户输入手势的确定性)，可能不仅随着传感器/传感单元的处理能力、灵敏度和分辨率的提高而大幅增加，而且还与通信/电磁耦合信道的数量以及身体接触和导体接触传感单元的数量和放置方式有关。

除了拇指的指尖套件之外，还包括其它指尖套件也可以进一步提高数据输入装置的性能。

解释用户输入手势

为了使数据输入装置充分解释并转换为用户执行的客户端装置用户输入手势的数据输入，用户必须使用特定手势语言，并且还必须使数据输入装置配置为上传/注册并激活所述手势语言。

手势语言旨在提供一组差异化的静态/动态手势，尽可能丰富，能够覆盖客户端装置所需的所有可能的数据输入。其可以是标准的，也可以是定制的，通常设计其是为了优化手势动作的速度和易用性。

一些用户输入手势，无论是静态的还是动态的，可能被解释并转换为数据输入装置的命令，而不是客户端装置的数据输入。可以保留特定弦线，例如，重置数据输入装置，在用户使用的数据输入模式之间切换(例如静态手势与动态手势)，在用户使用的弦线集之间切换(例如手指与字母与符号，或字符与字，或从不同手势语言中选择)，在数据输入装置使用的解释/转换规则之间切换(例如西班牙语与英语)，或在皮肤触摸板之间切换(例如，整只手与2-5位手指的背部区域、食指的纵向桡骨区域、无皮肤触摸板模式)。

根据弦线执行时的激活模式和/或取决于在弦线执行之前或之后实现的用户动作，相同弦线可以被不同地解释。

要发送到客户端装置的结果数据输入可以是各种类型的：字母手指字符、手指、符号、命令、空间定位数据等。

在数据输入装置的增强实施例中，基本上与传感单元的改进数量、配置和传感能力以及处理单元的处理能力有关，数据输入装置的性能足以实现快速可靠的传感，动态用户输入手势的解释和转换，如近似、滑动或加压动作(可作为一系列快速执行的离散用户输入手势进行传感和处理)。在这种增强的配置中，数据输入装置还可以被配置为能够使用手的皮肤区域作为皮肤触摸板，其中相对于所述皮肤触摸板的动态用户输入手势被立即转换为客户端装置的数据输入的等效变体。

作为举例说明所述最后高级功能的手段，当使用手指2-5的背侧区域作为皮肤触摸板时，相对于所述皮肤触摸板的指尖套件的空间触摸定位可以自动转换为指示器在客户端装置的屏幕内的等效空间定位。

在所述数据输入装置的所述增强实施例中，身体接触传感单元至少有两个，并佩戴在不同的手指上，并且处理单元被配置为能够使用手部皮肤的限定表面作为触摸板，在其上动态手势，由定位和/或滑动作为指示器的指尖套件组成，转换为客户端装置数据输入的动态变化。

手镯和连接单元

本发明的另一优选实施例还包括戴在手手腕上的手镯型部件(称为“手镯”或BR)，其可永久或临时承载数据输入装置的一些元件。示例性永久承载元件可以是在工作模式下不必佩戴在手的手指或叉指上的任何元件(例如能源装置、处理装置和辅助部件的全部或部分)。示例性临时承载元件可以是在操作模式下必须佩戴在手的手指或叉指上的任何元件(例如指尖套件、手指/叉指套件、能量连接单元和信号/数据连接单元的全部或部分)。

所述手镯还可以将其它补充元件集成到数据输入装置中，如手表、屏幕、摄像头、加速度计或其它传感器。

在本发明的另一实施例中，能量单元的尺寸和重量非常小，并且可以嵌入指尖套件中。

在本发明的另一优选实施例中，能量单元永久性地放置在手镯内，并且能量连接单元可以是无线的，也可以使用自动或半自动伸缩的布线系统，或者可以卷起或折叠到手镯中，当数据输入装置未在操作模式下佩戴时，除了便于收集和托管电缆到手镯中之外，还可能具有向手腕产生适度拉压的补充功能，以帮助支持佩戴的手指/叉指套件的功能。

在本发明的另一优选实施例中，处理单元永久性地放置在手镯内，并且信号/数据连接单元是无线的，或者使用自动或半自动伸缩或能够卷起或折叠到手镯中的布线系统，当数据输入装置未在操作模式下佩戴时，除了便于收集和将电缆托管到手镯中之外，还可能具有向手腕产生适度拉压的补充功能，以帮助支持佩戴的非指尖套件支架的功能。

图式的详细说明

考虑到不同实施例共有的公开概念和功能，下面更详细地描述附图中反映的不同实施例：

图1示出了右手静态用户输入手势或弦线，其是可由所提议的数据输入装置识别和解释的相关类型的用户输入手势之一。在所述图中，弦线示例为第一手指(拇指)D1和第二个手指D2之间的接触。

图2示出了右手动态用户输入手势，其是可由所提议的数据输入装置识别和解释的相关类型的用户输入手势之一。在所述图中，动态手势示例为第一手指(拇指)D1和第二个手指D2之间的滑动接触。

图3示出了佩戴所提议的数据输入装置的用户执行的右手弦线的示例，其中弦线的识别基于检测指尖皮肤接触F-S，这里示例为拇指指尖套件FS1(戴在手指D1上)和第四手指D4之间的触摸式接触。此图还示出了数字设备DS2-5，分别佩戴在手指D2-5(非拇指手指)上。

图4示出了图3中相同的右手弦线，其中弦线的识别可以通过检测非指尖套件接触N-N来补充，这里举例说明为数字设备DS2(戴在手指D2上)和数字设备DS3(戴在手指D3上)之间的接触。如图3所示，拇指指尖套件FS1佩戴在拇指D1上。

图5示出了图3的同一右手弦线，其中弦线的识别可以通过检测皮肤接触S-S来补充，这里举例说明为第四手指手指D4和第五位手指D5之间的触摸式接触。又如图3-4，拇指D1上佩戴拇指指尖套件FS1。

图6示出了佩戴数据输入装置的用户执行的右手弦线的另一不同示例，其中弦线的识别基于检测指尖而非指尖接触F-N，这里举例为佩戴在拇指D1上的拇指指尖套件FS1和佩戴在第二手指D2上的数字设备DS2之间的接触。

图7示出了佩戴数据输入装置的用户执行的右手更复杂弦线的另一不同示例，其中弦线的识别基本上基于检测多个同时的指尖皮肤接触F-S，也可能与皮肤接触S-S的检测互补。在所述图中，示例性的指尖皮肤同时接触F-S发生在拇指指尖套件FS1和第二个手指D2之间、拇指指尖套件FS1和第三个手指D3之间、拇指指尖套件FS1和第四个手指D4之间以及拇指指尖套件FS1和第五个手指D5之间；并且示例性的同时皮肤接触S-S发生在第二手指D2和第三手指D3之间、第三手指D3和第四手指D4之间以及第四手指D4和第五手指D5之间。

图8A-8B在前剖视图(图8A)和手背侧上视图(图8B)中示出了佩戴在右手上的本发明示例性实施例，其中身体接触和导体接触传感单元植入手指D2-5中。手指D2-5的横截面在图8A中示意性地表示为圆圈，省略了拇指。每个手指D2-5都有一个身体接触传感单元BU，植入到手指近端桡侧顶部的皮肤下。手指D3还示出了一个导体接触传感单元CU，部分植入手指近端部分掌侧桡侧皮肤下。手指D2表示身体接触传感单元BU和导体接触传感单元CU，两者都集成在一个单独的部件中，所述部件部分植入在手指近端部分掌侧桡侧的皮肤下，使身体接触传感单元BU完全位于皮肤下并与人体组织接触，以及使导体接触传感单元CU朝外并伸出皮肤。

作为本发明的一个实施例，图9A-9B在前剖视图(图9A)和手背侧上视图(图9B)中示出了佩戴在右手上的、用于各个手指D2-D5的基于环形的数字设备DS2-5。在本实施例中，数字设备DS2-5的支架具有全圆圈的形状，并且数字设备DS2-5通过各自的有线信号/数据连接单元SC2-5连接到处理单元。

图10A-10B示出了与图9A-9B的实施例类似的实施例，呈现相同的前剖视图(图10A)和相同的手背侧视图(图10B)，部分使用相同的参考号。然而，在本实施例中，数字设备DS2-5通过桥状元件(桥)B2-4彼此连接，以便于快速、容易和正确地穿脱和调整所述非指尖套件。在这些图中，数字设备DS2-5的支架是部分圆圈，相邻手指的数字设备以以下方式相互连接：桥接器B2连接数字设备DS2和数字设备DS3，桥接器B3连接数字设备DS3和数字设备DS4，桥接器B4连接数字设备DS4和数字设备DS5。为了在数据输入装置灵活操作的同时方便数字设备DS2-5的适当调整，桥接器B2-4最好由具有一定柔性和弹性的材料组成。在本实施例中，数字设备DS2-5通过单个有线信号/数据连接单元SC连接到处理单元。

图11示出了本发明的优选实施例，其中拇指指尖套件FS1的指尖套件FSS的支架呈现罩或类似的形状，并且被配置为佩戴在拇指D1上，完全/部分覆盖或包裹其指尖和/或拇指D1表面的其它部分。然后，所述图描绘了右手拇指指尖套件FS1的顶部横向透视图。拇指指尖套件FS1包括多个指尖传感单元FU1-6，其支撑在集成指尖套件支撑FSS上，所述集成指尖套件支撑FSS中还包括绝缘/屏蔽/防护部件，在本示例中，仅需要阻止/减轻和/或控制指尖传感单元的导电垫和持有所述指尖传感单元的手指的人体组织(在本例中为拇指D1)之间电磁辐射的直接流动。每个指尖传感单元FU1-6包括一个或多个导电端子(未示出)。

图12示出了拇指指尖套件FS1的类似配置，然而不是基于罩而是基于环，因为其基本上由环形元件RE支撑。在本发明的这个替代实施例中，指尖套件FS1被配置为佩戴在拇指D1上，拇指D1仅覆盖其一部分(其前部和上部)，并且其呈现了基于全环绕的环形元件RE的集成支架FSS。集成支架FSS还包括绝缘/屏蔽/防护部件，在本示例中，仅为阻止/减轻和/或控制电磁信号从指尖传感单元流入容纳所述指尖传感单元的手指的人体组织所必需的部件。

图13示出了本发明的另一实施例，其中包括一个指尖传感单元FU1的拇指指尖套件FS1的支架FSS通过连接机构等容易地连接到/从手指上分离，所述连接机构等允许与固定连接到用户指甲的小辅助部件AUX容易地接合/分离。为了使图更清晰，所描绘的实施例示出了包括单个指尖传感单元的指尖套件。然而，如上所述，同一指尖套件中可能有多个指尖传感单元。

图14示出了本发明的另一实施例，其中包括一个指尖传感单元FU1的拇指指尖套件FS1的支架FSS与补充、延伸或替换用户指甲的人造指甲集成。为了使图更清晰，所描绘的实施例示出了包括单个指尖传感单元的指尖套件。然而，如上所述，同一指尖套件中可能有多个指尖传感单元。

图15示出了本发明的另一实施例，其中包括一个指尖传感单元FU1的拇指指尖套件FS1的支架FSS被植入用户指尖的人体组织内，使所述指尖传感单元的向外定向导电端子朝向外侧并伸出皮肤。为了使图更清晰，所描绘的实施例示出了包括单个指尖传感单元的指尖套件。然而，如上所述，同一指尖套件中可能有多个指尖传感单元。

图16是身体接触传感单元BU1-BU2和导体接触传感单元CU1-CU2在四个全圆圈环形数字设备DS2-5中的每一个上的优选布置的示意性前视图，用于相应的右手手指D2-D5。所示数字设备DS2-5中的每一个都连接了一个第一导体接触传感单元CU1，所述单元位于相应佩戴手指的桡侧(最靠近拇指的侧边)和一个第二导体接触传感单元CU2，所述第二导体接触传感单元位于相应佩戴手指的掌侧(底部或手掌侧)。所示数字设备DS2-5中的每一个还连接了第一身体接触传感单元BU1和第二身体接触传感单元BU2，所述第一身体接触传感单元BU1和第二身体接触传感单元BU2位于非指尖套件支架内表面的直径相对侧。

图17A-17B-17C-17D示出了为右手第三手指或第四手指配置的基于环形的数字设备DS的多个视图(分别为正面、顶部、底部和侧面)。图示的数字设备DS包括一个完整环形的集成支架，两个导体接触传感单元CU1-CU2，配置为分别位于佩戴手指的桡骨和掌侧，两个完全相反的身体接触传感单元BU1-BU2，配置成与戴指皮肤直接接触，一个非指尖套件接触检测器NND，配置成位于戴指尺侧，以及一些辅助部件(未示出)。数字设备DS还包括电缆信号/数据连接单元SC(在本例中位于数字设备的后顶部桡侧)、位于数字设备顶部的顶部旋转调整部件TRA，一个平面横向旋转调整器LRA和一个非指尖套件接触检测器NND位于数字设备掌侧，另一平面横向旋转调整器LRA与数字设备桡侧的导体接触传感单元CU1集成。调整部件TRA和LRA的配置有助于快速、简单和精确地将数字设备旋转和/或平移调整到其特定的最佳佩戴位置，以操作数据输入装置。

图18A-18B示出本发明的另一实施例，佩戴在右手上，呈现手背侧视图(图18A)和手掌侧视图(图18B)，其中图18A示意性地还示出了相关联的客户端装置CD和无线数据输入连接单元IC，以将数据输入从处理单元(未示出)传送到客户端装置CD。两幅图均示出了佩戴数据输入装置的右手，包括戴在拇指D1上的基于罩的拇指指尖套件FS1、戴在手指D2-5上的四个基于环的数字设备DS2-5、戴在同一只手手腕上的手镯BR、有线能量连接单元EC和四个有线信号/数据连接单元SC2-5。手镯型部件BR包含至少一个能量单元(未示出)和至少一个处理单元(同样未示出)，并且电缆能量连接单元EC将能量单元与拇指指尖套件FS1的指尖传感单元连接，电缆信号/数据连接单元SC2-5在各自数字设备DS2-5的身体接触传感单元和导体接触传感单元与手镯BR内的处理单元之间进行连接。所提出的配置只是一个示例性实施例，因为能量连接单元可以向数据输入装置的任何部件传送功率。在本实施例中，手的皮肤和指甲表面基本上没有覆盖物或遮挡物，除了拇指D1的主要顶部和手指D2-5的底部近端部分。图18B还示出了手部的叉指I1-4。

图19A-19B示出了本发明替代实施例的前剖面图(图19A)和手背侧上视图(图19B)，其中没有数字设备，只有两个叉指套件IS2(戴在具有相邻手指D2和D3的叉指2上)和IS4(戴在具有相邻手指D4和D5的叉指4上)。叉指套件IS2和IS4的支架呈现钩状形状(与叉指接触时佩戴)和两个部分环形形状(与所述叉指相邻的手指近端部分接触时佩戴)的组合。叉指套件IS2和IS4的每个支架分为两部分，可围绕称为MJ2(如果是IS2的一部分)或MJ4(如果是IS4的一部分)的可移动接头相互旋转。SC2和SC4示出了电缆信号/数据连接单元，用于连接两个叉指套件的传感单元和处理单元。

图20A-20B-20C说明了佩戴数据输入装置的右手执行的动态用户输入手势，所述数据输入装置基本上包括拇指指尖套件FS1、四位数字设备DS2-5和手镯BR(其余部件未示出)。在图示的情况下，拇指戴着拇指指尖套件FS1，在与手指D2-5掌侧皮肤保持动态接触的同时，其沿着从右上到左中心到右下的近似半圆形路径PA1移动，在由用户手掌上的假想点A-B-C-D分隔的“皮肤触摸板”STP内。皮肤触摸板上/上方的动态用户输入手势(包括手指D2-5掌侧面的套件)由数据输入装置转换为位置运动，所述位置运动描述了沿客户端装置CD的矩形屏幕(由角a-b-c-d分隔)的对应路径PA2，其示例为智能手机(图20B中)或平板电脑或计算机屏幕(图20C中)。需要强调的是，无论是离散的还是动态的用户输入手势，都不需要将手保持在静态位置，因为用户输入手势发生在手的不同部位之间(使用数据输入装置或未使用数据输入装置)。此外，在皮肤接触动态用户输入手势的情况下，皮肤接触的表面不一定需要保持刚性。作为所述手势灵活性的示例，在图20A中，形成皮肤触摸板STP的4个手指D2-5或右手可以彼此弯曲和/或移动，同时由拇指的指尖套件FS1绘制路径PA1；事实上，这些动作实际上可以促进用户输入手势的充分接触和提高执行质量。

图20A-20B-20C所示的示例性实施例是指一个示例，其中用户执行动态用户输入手势，使用佩戴的指尖套件FS1作为指示器，可以在皮肤触摸板STP上绘制，其中数据输入装置将用户输入手势解释并转换为屏幕上示出的相应二维位置数据输入以绘制路径的形式示出客户端装置(CD)。

同样使用由手指2-5的掌侧区域组成的皮肤触摸板的装置的一个简单示例是，在皮肤触摸板上执行的不是动态的而是静态的用户输入手势(使用指尖套件，就好像其是只用于选择屏幕上的点的指示器一样)。在未示出的所述应用中，数据输入装置例如将指尖套件和皮肤触摸板之间的离散触摸动作解释并转换为以绘制点集的形式呈现在客户端装置的屏幕上的等效二维位置数据输入。

使用皮肤触摸板的应用的另一示例是，其中皮肤触摸板被定义为食指的纵向桡骨区域，并且包括由拇指指尖沿(上下)所述皮肤触摸板执行的皮肤触摸滑动动作的动态用户输入手势被解释并转换为客户端装置(如音乐播放器的音量)使用的一维数据输入的相应方差。所描述的用户输入手势类似于图2中所示的手势。

在任何先前描述的示例中，在启动用户输入手势之前，用户将已经执行特定的已学习弦线以激活要使用的皮肤触摸板。类似地，为了停用使用过的皮肤触摸板，用户必须执行另一特定的学习弦线。

准备数据输入装置

下面是关于在优选实施例中如何启动和准备数据输入装置以进行操作的说明性步骤的列表：

1)用户将数据输入装置完全折叠并用手镯保护，然后将其戴在手腕上。

2)用户从手镯中拉出拇指的指尖套件，将其放在拇指上，并进行必要的调整，以确保其正确放置，指尖传感单元的所有导电端子放置在拇指的特定点/区域处/旁边。

3)用户从手镯中取出手指和/或叉指套件，将其放在人的手指2-5和/或叉指2-4上，并进行必要的调整(可能借助顶部或横向旋转调整器)，以确保其与身体接触传感单元的所有向内定向的导电端子和导体接触传感单元的向外定向的导电端子一起正确放置放置在手指2-5和/或叉指2-4的特定点/区域。根据数据输入装置是否包含更多或更少数量的手指/叉指套件和桥接元件，检索、接通和调整操作的方式和执行的容易程度将有所不同。例如，仅处理两个叉指套件而不是四个数字设备可能更容易、更快，而不必减少非指尖传感单元的数量和位置。

4)用户激活数据输入装置，例如通过放置在手镯上的辅助部件(如开关)激活数据输入装置。

用户还可以例如通过与拇指指尖传感单元集成的指纹传感器形式的辅助部件对自己进行身份验证并解锁数据输入装置，或者通过特定的用户输入手势，所述手势仅为用户所知，也可能与装置读取的用户手的特定生物特征和运动特征相关联。

5)处理单元运行初始内部流程，以检查并确保适当的操作条件，如部件准备就绪、连接可用性和环境条件的适宜性。

6)用户通过读取放置在手镯中或与数据输入装置的其它元件集成的辅助元件来检查数据输入装置的状态，这些元件指示处理单元运行的过程的结果。

7)如果需要或建议，用户可以执行补充过程，例如部分/完全重置数据输入装置、校准数据输入装置、加载配置信息(如他可能想要使用的手势语言)的过程，或者根据人的愿望或人的手的特定形状和运动特征定制其功能。

完成所有检查、修复、配置和定制操作后，数据输入装置即可运行。

使用静态用户输入手势(弦线)操作数据输入装置

下面列出了当用户执行静态用户输入手势或弦线时，数据输入装置如何工作的说明步骤：

1)用户希望生成要输入到客户端装置的特定离散用户输入手势，例如表示命令或字符的手势，并且他/她知道需要执行哪个特定弦线来生成所需的数据输入(命令或字符)，因为他/她已经知道或可以参考在数据输入装置中注册和激活的特定手势语言。

2)如有必要，用户通过切换辅助部件或通过执行特定弦线或弦线组合来激活模式以输入弦线。

3)用户执行基本弦线，例如由简单的指尖皮肤接触组成，通过将人的手指/手移动到拇指佩戴指尖套件的特定区域(意味着一个或多个特定指尖传感单元的接触)和人的手的身体组织的特定点之间的静态接触位置，例如在人的手指4的皮肤上(如图3所示)。

用户还可以通过将人的手指/手移动到拇指佩戴指尖套件的特定区域(意味着一个或多个特定指尖传感单元的接触)和非指尖套件的特定点之间的静态接触位置来执行由简单指尖非指尖接触组成的基本弦线，例如，佩戴在人的食指掌侧的导体接触传感单元(如图6所示)。

用户还可以执行基本弦线，所述弦线由简单的非指尖套件接触组成，例如，近似手指2-5的两个相邻手指，以便在相邻佩戴数字设备之间产生接触，可能借助诸如非指尖套件接触检测器之类的传感部件来检测。

用户还可以执行由不同类型的接触组合而成的用户输入手势，这些可能不仅是前述的指尖皮肤接触指尖不是指尖接触，或者不是指尖套件接触，而是皮肤接触。

并且用户还可以执行进一步的复杂弦线，例如交互，其中拇指指尖套件的多个指尖传感单元同时接合，和/或同时触摸同一手指的皮肤的多个点/区域(例如，分割其的嵴两侧的皮肤区域)，和/或一个以上的导体接触传感单元也同时接合，甚至当皮肤接触弦线与非指尖接触弦线组合时。

弦线也可以使用不同类型的接触持续时间和压力来执行(最后一种情况将被视为动态用户输入手势，因为人体组织和/或装置的其它辅助部件的质量将被动态改变)。

弦线的识别可通过之前或后续动态动作的额外识别来支持，例如来自拇指指尖套件的接近于手指指尖套件2-5之一或接近拇指指尖套件2-5之一的运动。

例如，执行弦线可以代替在智能手机屏幕键盘上轻敲一个键或在普通计算机键盘上轻敲一个键或多个键的组合。

4)如果弦线包括指尖传感单元和手指皮肤点之间的指尖皮肤接触(指尖皮肤接触的情况)，拇指指尖套件上的接合指尖传感单元传感接合指尖传感单元的向外定向导电端子和位于指间关节附近的身体接触传感单元的内向导电端子之间的电磁耦合产生的电磁信号，通过指尖套件接触的手指的人体组织。

由于拇指指尖部件的绝缘/防护部件，避免/减轻指尖传感单元和人体组织之间的电磁耦合。

如果是由指尖传感单元和导体接触传感单元之间的直接接触构成的弦的情况(指尖非指尖接触的情况)，电磁能的传感可以简化为简单的电传感(检测接合指尖传感单元的导电端子和接合导体接触传感单元的导电端子之间流动的电流，两者都参与相同的基本静电电路)。

通过输入装置检测(或至少近似猜测检测)附加皮肤接触(发生在手的人体组织的不同部位之间的接触)的能力以及非指尖套件接触(指/叉指套件的一部分与相邻指的人体组织或同一指/叉指套件或另一指/叉指套件的其它部分之间的接触)。尽管可能比指尖皮肤接触或指尖非指尖接触更难传感，但数据输入装置也可以传感非指尖设置接触和皮肤接触，因为任何此类接触不可避免地以较小或较大的方式改变，通过装有数据输入装置的手部人体组织引导的电磁场/电路的特性。

5)身体接触和导体接触传感单元通过数据连接单元向处理单元发送传感的电磁信号或从中导出的数据。

6)处理单元执行各种预处理过程，以将接收到的电磁信号或原始数据扫描、清理、过滤、细化、转换和准备成能够被充分检测和解释的预处理数据，以便于以最大的准确度识别正确执行的弦线。这些预处理功能中的一些可能会转移到基于非指尖传感单元的其它部件上。

7)处理单元还执行各种过程，以将与弦线相关联的预处理数据转换为特定的数据输入。或者，可以将部分或全部数据处理从数据输入装置转移到客户端装置。

8)处理单元通过数据输入连接单元将生成的数据输入发送到客户端装置。如果部分或全部数据处理转移到客户端装置，则发送到客户端装置的不是最终数据输入，而是原始数据或预处理数据。

9)客户端装置接收并处理由数据输入装置发送的数据输入。如果部分或全部数据处理转移到客户端装置，则客户端装置接收和处理的不是数据输入，而是原始数据或预处理数据。

使用动态用户输入手势操作数据输入装置

以下是当用户执行作为动态用户输入手势的用户输入手势时，数据输入装置如何工作的说明步骤列表：

1)用户希望为客户端装置生成数据输入的特定动态变化，例如客户端装置的变量的逐渐变化或客户端装置的屏幕内的元件的位置移动。

用户知道如何执行动态用户输入手势，以生成所需的数据输入动态变化。将用户输入手势转换为数据输入的转换规则已经编码并上传到数据输入装置中，并且已经由用户激活，例如通过执行特定弦线。

一些将动态用户输入手势转换为各种数据输入(以及将手的特定区域用作皮肤触摸板)的装置如下：

-在客户端装置中移动垂直滑块(需要线性位置数据输入)是通过沿手指2-5的指尖皮肤上下触摸和移动拇指指尖的背尖来实现的。

-在客户端装置中移动水平滑块(需要线性位置数据输入)是通过沿任意手指2-5的皮肤左右触摸和移动拇指指尖的背尖来实现的。

-通过触摸和移动拇指指尖的掌侧指尖，将光标移动到客户端装置的屏幕上(需要二维位置数据输入)，并将其移动到手指指尖2-5的指尖、手指指尖2-5的近端波峰内的皮肤上，指2的整个桡侧表面和指5的整个掌侧表面。

在使用数据输入装置的高级/增强配置的上述应用中，装置以与静态用户输入手势类似的方式使用电磁传感来传感、处理和转换从动态用户输入手势导出的电磁信号，但必须将动态传感读数解释为大量离散读数，并且必须以更高的速度传感和处理变化的电磁耦合，例如，当解释一系列缓慢执行的静态用户输入手势时。

2)如有必要，用户通过切换辅助部件或通过执行特定弦线或弦线组合来激活或禁用模式，以允许输入动态用户输入手势。

可能存在不同的动态用户输入模式(意味着相关的不同皮肤触摸板)，例如移动垂直滑块、移动水平滑块、移动光标等。

3)用户执行动态用户输入手势，例如，通过近似然后触摸并滑动人的拇指佩戴指尖套件沿手指2-5之一的皮肤的一部分，或者通过近似然后触摸并滑动人的食指佩戴指尖套件之一的一部分。

动态用户输入手势(如果触摸)可以在不同类型的压力和接触持续时间下执行。

例如，使用数据输入装置执行动态用户输入手势可以代替诸如修改电子装置的屏幕的音量或亮度或诸如移动滑块或将光标放置在智能手机、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机的屏幕上的动作。

4)如前所述，使用动态用户输入手势操作数据输入装置的其余功能步骤与使用静态用户输入手势或弦线的数据输入装置相当相似，但不同之处在于必须处理更大量的数据，并且必须运行更快、更激烈和更复杂的过程，因此，需要数据输入装置的高级配置，包括关于各种能力(例如灵敏度、连接性、准确性、处理性能、存储容量等)的高性能高端部件。

实现决不限于上述实施例和上述参考的方面和功能，但是可以在附加权利要求的范围内进行许多修改和组合。

术语汇编

在图式中使用代码/手指时，术语大写；其后面还附有综合说明。

电磁相关：

-电磁的：关于磁/电现象，以下简称EM

-电磁信号：电磁现象、电磁辐射的信号

-电磁耦合：在介质之间传输电磁能量

-电磁传感：允许检测和量化EM场/电路中电介质/导体数量/位置的变化

人体相关：

-手指(D)：手指

-手指1(D1)：拇指、手的第一手指

-手指2-5(D2-5)：第二、三、四和五手指

-叉指(I)：手的叉指区

-叉指1-4(I1-4)：第一、第二、第三和第四叉指

-皮肤：任何人体组织(皮肤、指甲等)

传感单元：

-传感单元：EM传感器的一部分，此后称为SU

-指尖传感单元(FU)：戴在指尖上

-非指尖传感单元：指尖未佩戴，可为身体接触传感单元和导体接触传感单元

-身体接触传感单元(BU)：与人体组织接触

-导体接触传感单元(CU)：不接触人体组织

传感套件：

-指尖套件(FS)：集成各种指尖SU

-手指1上的指尖套件(FS1)：拇指上戴的指尖套

-非指尖套件：集成各种非指尖SUs，可以是数字设备和叉指套件

-数字设备(DS)：指尖未套在手指上

-叉指套件(IS)：非叉指上佩戴的指尖套件

-指尖固定支架(FSS)：非指尖套件的支架，FSS1-5(如果在手指1-5上佩戴)

用户输入相关：

-用户输入手势：手指/手的位置/移动

-弦线：手指/手部/手静态位置或静态手势

-动态手势：手指/手部/手部动作(非静态手势)

接触类型：

-指尖皮肤接触(F-S)：指尖套件与人体组织之间的接触

-非指尖套件接触(N-N)：指尖套件之间或与相邻组/皮肤接触的非指尖套件部分

-指尖非指尖接触(F-N)：指尖套件与非指尖套件之间的接触

-皮肤接触(S-S)：人体组织各部分之间的接触

连接：

-信号/数据连接单元(SC)：连接传感单元-处理单元

-数据输入连接单元(IC)：连接单元-客户端装置

-能量连接单元(EC)：将电源连接到装置

其它：

-处理单元：具有计算能力的部件

-能量单元：具有能量的部件

-导电端子：由导电材料制成，任何形状

-辅助部件(AUX)：任何辅助元件

-桥(B)：物理连接多组SU

-手镯(BR)：戴在手腕上的装置元件支架

-客户端装置(CD)：接收装置产生的数据输入

-皮肤触摸板(STP)：手部皮肤区域，可配置为触觉垫，通过指尖SU执行静态或动态接触

-绝缘/屏蔽部件(IN)：引导电磁辐射，控制电磁耦合

-横向旋转调整器(LRA)：在SU套件支架顶部，用于调整佩戴

-顶部旋转调整器(TRA)：在SU套件支架的侧面，用于调整佩戴

-可移动接头(MJ)：促进部件之间的旋转

-非指尖套件接触检测器(NND)：便于检测N-N接触

-路径(PA)：指尖运动的虚拟路径

-环形元件(RE)：环形支撑部件

Claims (16)

1.一种数据输入装置，

用于将数据输入输入到电子或计算客户端装置中，所述数据输入装置被配置为仅由用户单手佩戴，

其中所述数据输入源于读取和解释用户输入手势；

其中所述用户输入手势包括手指、所述手部的其它部分以及佩戴在所述手上的所述数据输入装置的部件之间的相对位置和移动；

其中通过电磁传感来读取和解释所述用户输入手势；

其中所述装置的电磁传感由配置成放置在所述手部的特定点/区域处/旁边的传感单元执行；

其中所述数据输入装置包括：

-至少一个能量单元，用于提供所述数据输入装置使用的能量；

-至少一个指尖传感单元，佩戴在拇指上；

-至少一个身体接触传感单元，具有与人体组织接触的导电端子，佩戴在叉指或非所述拇指的手指上，并配置为传感电磁耦合，其中人体组织充当电介质；

-至少一个处理单元，用于处理由传感单元传感的来自电磁耦合的信息，并生成要发送到所述客户端装置的数据输入；

-至少一个能量连接单元，用于从能量单元向所述数据输入装置的其它部件传输(无线地或通过电缆)功率；

-至少一个信号/数据连接单元，用于连接(无线地或通过电缆)传感单元和处理单元；

-至少一个数据输入连接单元，用于连接(无线地或通过电缆)处理单元和所述客户端装置；

其中每个指尖传感单元还包括

-至少一个向外定向的导电端子，配置为不与人体组织直接接触；

-绝缘和/或电磁屏蔽装置；

-固定装置，用于固定和支撑所述指尖传感单元，并确保其全部或部分可拆卸连接；

其中当两个或多个指尖传感单元佩戴在同一手指或不同的手指上时，所述指尖传感单元使用的电磁信号以不同的频率和/或具有不同的特性产生，以便在参与用户输入手势时能够唯一地识别每个单独的指尖传感单元，并促进所述指尖传感单元与其它传感单元之间的同时多信道电磁耦合。

2.根据权利要求1所述的数据输入装置，

其中所述数据输入装置还包括一个或多个未佩戴在指尖上的其它传感单元，称为非指尖传感单元，其佩戴在叉指或非所述拇指的手指上；

其中所述其它非指尖传感单元为：

-根据权利要求1所述的身体接触传感单元；和/或

-导体接触传感单元，具有不与人体组织接触的向外定向导电端子，并配置为传感电磁耦合，其中无或可变量的空气充当电介质。

3.根据权利要求2所述的数据输入装置，

其中导体接触传感单元的导电端子配置为放置在所述手指近端部分的掌侧和/或桡侧。

4.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

其中每个身体接触传感单元包括：

-至少一个导电端子，配置为与人体组织接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽装置，

-固定装置，用于固定和支撑所述指尖传感单元，并确保其全部或部分可拆卸连接；

其中每个导体接触传感单元包括：

-至少一个导电端子，配置为不与人体组织接触，

-绝缘和/或电磁屏蔽装置，

-固定装置，用于固定和支撑所述导体接触传感单元，并确保其全部或部分可拆卸连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

其中当一个或多个指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述指尖传感单元集成到一组称为指尖套件的元件中，所述元件具有公共支架；和/或

其中当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一手指上时，所述非指尖传感单元集成到一组称为数字设备的元件中，所述元件具有公共支架；和/或

其中当一个或多个非指尖传感单元佩戴在同一叉指上时，所述非指尖传感单元集成到一组称为叉指套件的元件中，所述元件具有公共支架。

6.根据权利要求5所述的数据输入装置，

其中指尖套件的支架呈现以下任一配置：

-罩状元件，被配置为佩戴在手指上，完全/部分覆盖或包裹其指尖和/或其皮肤表面的其它部分；

-完全/部分环绕的环形元件，被配置为佩戴在部分覆盖或遮挡其皮肤表面的手指上，包括附在所述环形元件上的罩状元件，其被配置为佩戴在完全/部分覆盖或包裹其指尖的手指上或上方；

-连接机构等，允许与固定连接到用户指甲上的小辅助部件容易接合/分离；

-人造指甲，补充、延伸或替换所述用户指甲并集成所述至少一个指尖传感单元；

-所述至少一个指尖传感单元的部分植入物，位于所述用户指尖的所述人体组织内，使所述指尖传感单元的向外定向的导电端子朝向外部并伸出所述皮肤；以及以下任何组合：

-所述环绕的环形元件与所述罩状元件组合；

-所述环绕的环形元件与所述指甲连接机构等组合；

-所述环绕的环状元件与所述人工指甲结合；

-所述环绕的环形元件与所述部分植入物结合。

7.根据权利要求5所述的数据输入装置，

其中数字设备的支架呈现完全/部分环绕的环形元件的形状，所述环形元件被配置为佩戴在手指的近端部分上。

8.根据权利要求7所述的数据输入装置，

其中数字设备的支架提供调整部件/适配，以允许将被支撑的非指尖传感单元旋转和/或平移调整到其特定的佩戴/操作位置。

9.根据权利要求5所述的数据输入装置，

其中叉指套件的支架呈现一种形状，所述形状包括钩状形状和两种部分环绕的环形形状的组合，所述钩状形状被配置为佩戴在所述叉指上，所述两种部分环绕的环形形状被配置为佩戴在毗邻所述叉指的手指近端部分。

10.根据权利要求9所述的数据输入装置，

其中叉指套件的支架包括可移动接头，以允许所述支架的两个部分之间的铰接连接，所述可移动接头被配置为诱导分离和/或避免所述支架的所述两个连接部分彼此接近，同时保持其通过所述可移动接头连接。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的数据输入装置，

其中至少一个数字设备或一个叉指套件包括非指尖套件接触检测器，所述检测器在所述至少一组的干预下、指尖传感单元不干预的情况下检测接触。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的数据输入装置，

其中相邻手指或叉指套件通过柔性桥接元件相互连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

还包括手镯型部件，佩戴在所述手的手腕上并被配置为促进所述数据输入装置的全部或部分部件的临时托管。

14.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

其中身体接触传感单元至少有两个，佩戴在不同的手指上，并且处理单元被配置为能够使用手部皮肤的分隔表面作为触摸板，在所述触摸板上，动态手势包括定位和/或滑动作为指示器的指尖套件，转换为客户端装置数据输入的动态变化。

15.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

其中所述数据输入装置还包括：

-一个或多个其它指尖传感单元，佩戴在非所述拇指的手指上，和/或

-一个或多个其它非指尖传感单元，佩戴在所述拇指上。

16.根据前述权利要求中任一项所述的数据输入装置，

其中当一个或多个身体接触传感单元佩戴在同一手指上时，所述身体接触传感单元通过配置为所述身体接触传感单元在所述用户手指的所述人体组织内的完整植入物的不可拆卸非指尖支架支撑并连接到所述手指，使所述身体接触传感单元完全位于所述皮肤下并与所述人体组织接触。

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