DE112013000535T5

DE112013000535T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren elektronischer Vorrichtungen mit Gesten

Info

Publication number: DE112013000535T5
Application number: DE112013000535.2T
Authority: DE
Inventors: Ilya K. Veygman
Original assignee: Maxim Integrated Products Inc
Current assignee: Maxim Integrated Products Inc
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2014-09-25
Also published as: US9342159B2; WO2013106606A4; US20150009144A1; WO2013106606A1; CN104246668A; CN104246668B

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung mit Gesten-Aktivierung enthält einen Hauptteil mit mindestens einem Infrarot-(IR-)durchlässigen Fenster, einen IR-Gestenerfassungssensor, der mit dem durchlässigen Fenster ausgerichtet ist, einen mit dem Gestenerfassungssensor gekoppelten Prozessor und einen mit dem Prozessor gekoppelten digitalen Speicher. Der digitale Speicher enthält auf dem Prozessor ausführbare Codesegmente zum Starten eines Zeitgebers, wenn eine erste Geste einer Aktivierungs-Gestensequenz, die eine geordnete Vielzahl von Gesten enthält, empfangen wird, während sich mindestens ein Vorgang der elektronischen Vorrichtung in einem inaktiven Modus befindet, und zum Aktivieren des mindestens einen Vorgangs der elektronischen Vorrichtung, wenn der Rest der geordneten Vielzahl von Gesten empfangen ist, bevor der Zeitgeber abgelaufen ist.

Description

Gebiet
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen elektronische Vorrichtungen und genauer die Aktivierung elektronischer Vorrichtungen.
Hintergrund
Ein Gestensensor ist eine Bedienungsvorrichtung, die das Erfassen physischer Bewegung nahe der Vorrichtung (sie aber nicht berührend) ermöglicht. Die erfasste Bewegung kann beispielsweise als Eingabeanweisung für die Vorrichtung oder für andere Zwecke verwendet werden. In einigen Anwendungen ist die Vorrichtung programmiert, bestimmte berührungslose Handbewegungen zu erkennen, wie etwa Handbewegungen von links nach rechts, von rechts nach links, von oben nach unten, von unten nach oben und von innen nach außen.
Allgemein gesprochen, ermöglicht die Gestenerkennung Menschen, mit Vorrichtungen in Verbindung zu treten (manchmal als „Mensch-Maschine-Schnittstelle” oder „MMS” bekannt), ohne die Vorrichtungen zu berühren. Es gibt viele mögliche Anwendungen für MMS auf Grundlage von Gestenerkennung. Beispielsweise fanden Gestensensoren verbreitete Verwendung in handgehaltenen Vorrichtungen, wie etwa Tablet-Computern und Smartphones sowie anderen tragbaren Vorrichtungen, wie etwa Laptops. Gestensensoren sind auch in Videospielkonsolen zum Erkennen der Bewegung eines Videospielers eingebaut.
Die meisten herkömmlichen Gestensensor-Ausführungsformen verwenden drei oder mehr Beleuchtungsquellen, wie etwa Leuchtdioden (LEDs), und einen Lichtsensor als Photodetektor. Typischerweise werden die Beleuchtungsquellen nacheinander ein- und ausgeschaltet oder blinken, damit der Sensor räumliche Informationen aus der Reflektion des blinkenden Lichts erhält.
1 stellt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer herkömmlichen Gestensensorvorrichtung dar. Ein Photosensor 4 ist nahegelegen zu den Leuchtdioden LED 1, LED 2 und LED 3 angeordnet. Ein Steuerschaltkreis 5 ist programmiert, die LEDs 1–3 nacheinander ein- und auszuschalten und die sich ergebenden, durch den Photosensor 4 erfassten Messungen zu analysieren.
2 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Erfassen eines sich bewegenden Objekts unter Verwendung der Gestensensorvorrichtung von 1 dar. Die Bewegung wird erfasst durch Beobachten der relativen Verzögerung zwischen erfassten Signalen von LEDs derselben Achse. Um beispielsweise Bewegung von links nach rechts oder von rechts nach links zu erfassen, werden die aufgenommenen Signale von den LEDs 1 und 2 verglichen. Die LED 1 blinkt zu einer anderen Zeit als die LED 2. Das heißt, die LEDs 1 und 2 sind an bekannten Stellen angeordnet und werden in einer bekannten Abfolge ein- und ausgeschaltet. Wenn das Licht von den LEDs auf ein Objekt fällt, das sich oberhalb der LEDs bewegt, wird Licht von dem sich bewegenden Objekt zurück zum Photosensor 4 reflektiert. Das aufgenommene reflektierte Licht wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das zum Steuerschaltkreis 5 gesendet wird. Der Steuerschaltkreis 5 enthält einen Algorithmus, der die LED-Positionen, die LED-Leuchtfolgen und die empfangenen aufgenommenen Daten zum Bestimmen von relativer Bewegung des Objekts benutzt.
2 zeigt unten links die aufgenommenen Spannungssignale für den Fall der Bewegung von rechts nach links. Ein aufgenommenes Spannungssignal ist eine Kurve der Spannung über der Zeit. Die Kurve mit der Bezeichnung „Signal von LED 1” zeigt die aufgenommene Spannung, die sich aus wiederholtem Blinken der LED 1 ergibt. Der untere Teil der Kurve gibt an, dass das Objekt nicht über oder nahe der LED 1 verbeiläuft. Mit anderen Worten, das Objekt befindet sich nicht im „Sichtfeld” des Photosensors 4, wodurch von der LED 1 ausgesendetes Licht vom Objekt und auf den Photosensor 4 reflektiert werden kann. Falls sich das Objekt nicht im Sichtfeld des Photosensors 4 bezüglich der LED 1 befindet, nimmt der Photosensor 4 keine Reflektionen von Licht auf, das von der LED 1 ausgesendet ist. Der obere Teil der Kurve gibt an, dass das Objekt über oder nahe der LED 1 verbeiläuft. Die Kurve mit der Bezeichnung „Signal von LED 2” zeigt die aufgenommene Spannung, die sich aus wiederholtem Blinken der LED 2 ergibt. Während die LED 1 eingeschaltet ist, ist die LED 2 ausgeschaltet und umgekehrt. Während sich das Objekt über oder nahe der LED 1 befindet, ist die auf das Blinken der LED 1 bezogene aufgenommene Spannung hoch, aber die auf das Blinken der LED 2 bezogene aufgenommene Spannung ist niedrig. Während sich das Objekt in der Mitte zwischen den beiden LEDs 1 und 2 befindet, erfasst der Photosensor 4 reflektiertes Licht vom Blinken sowohl von LED 1 als auch von LED 2. Während sich das Objekt über oder nahe der LED 2 befindet, ist die auf das Blinken der LED 2 bezogene aufgenommene Spannung hoch, aber die auf das Blinken der LED 1 bezogene aufgenommene Spannung ist niedrig. Wenn sich das Objekt weder über der LED 1 noch der LED 2 oder zwischen LED 1 und LED 2 befindet, erfasst der Photosensor 4 kein mit einer der beiden verknüpftes reflektiertes Licht, und die entsprechenden aufgenommenen Spannungspegel sind niedrig.
Es ist daher einzusehen, dass bei einer Bewegung von links nach rechts der aufgenommene Spannungspegel für „Signal von LED 1” vor dem aufgenommenen Spannungspegel für „Signal von LED 2” hoch geht, wie in 2 gezeigt. Mit anderen Worten, die Kurve der Spannung über der Zeit des „Signals von LED 2” ist bezüglich der Kurve der Spannung über der Zeit des „Signals von LED 1” verzögert, wenn sich das Objekt von links nach rechts bewegt. Bei einer Bewegung von rechts nach links geht der aufgenommene Spannungspegel für „Signal von LED 2”, wie im unteren rechten Teil von 2 dargestellt, vor dem aufgenommenen Spannungspegel für „Signal von LED 1” hoch, wie bei den beiden Kurven der Spannung über der Zeit auf der linken Seite von 2 gezeigt. Mit anderen Worten, die Kurve der Spannung über der Zeit des „Signals von LED 1” ist bezüglich der Kurve der Spannung über der Zeit des „Signals von LED 2” verzögert, wenn sich das Objekt von rechts nach links bewegt.
Auch andere Bewegungen können mit der Vorrichtung von 1 aufgenommen werden, beispielsweise kann Bewegung nach oben und unten, wobei oben und unten als Bewegung in der y-Achse betrachtet wird, unter Verwendung der LEDs 2 und 3 und der entsprechenden Daten der Spannung über der Zeit bestimmt werden. Der Steuerschaltkreis 5 empfängt die aufgenommene Spannung vom Photosensor 4 und bestimmt relative Objektbewegung in der y-Achse auf ähnliche Weise wie die oben bezüglich der x-Achse beschriebene.
Eine Anzahl tragbarer Vorrichtungen kann vom Einbeziehen einer gestenbasierten MMS Nutzen ziehen. Es gibt beispielsweise Fälle, in denen es unbequem, unpraktisch oder sogar illegal ist, ein Mobiltelefon (auch bekannt als „Handy”, „Funktelefon”, „Smartphone” usw.) zu handhaben, sodass eine gestenbasierte MMS sehr nützlich wäre. Beispielsweise ist es in einigen Staaten nicht legal, während des Autofahrens ein Mobiltelefon zu halten. Dasselbe kann für andere tragbare Vorrichtungen mit Anzeigebildschirmen gelten, wie etwa Tablet-Computer, GPS-Geräte und Laptop-Computer. Zusammenfassend sind diese Vorrichtungen als „tragbare digitale Vorrichtungen” bezeichnet.
Tragbare digitale Vorrichtungen sind fast universell batteriebetrieben. Da es typischerweise das Ziel ist, die Batterie-Betriebszeit bei solchen Vorrichtungen zu verlängern, werden oft verschiedene Batteriespartechniken verwendet. Beispielsweise können tragbare digitale Vorrichtungen mit Anzeigebildschirmen (z. B. Smartphones, Tablets, GPS-Geräte, Laptops usw.) in den Schlafmodus (in dem typischerweise der Anzeigebildschirm ausgeschaltet wird) oder andere Zustände mit niedriger Leistung versetzt werden, indem die Anzeigebildschirme nach einem Zeitraum der Inaktivität ausgeschaltet werden, um Energie zu sparen und die Batterie-Betriebszeit zu verlängern.
Auch sind tragbare digitale Vorrichtungen aufgrund ihrer geringen Größe und ihres hohen Werts anfällig für Diebstahl. Aus diesem Grund weisen viele tragbare digitale Vorrichtungen ein „Selbstsperr”-Merkmal auf, wodurch ein Passwort oder dergleichen erforderlich ist, um die Vorrichtung zum Gebrauch zu entsperren. Beispielsweise kann ein Benutzer einen mehrstelligen Passcode auf einem Berührungsbildschirm eingeben müssen, um die Vorrichtung zu entsperren.
Tragbare digitale Vorrichtungen müssen geweckt und/oder entsperrt werden (hier generisch als „aktiviert” bezeichnet), wenn ein Benutzer wieder mit ihnen zusammenwirken möchte. Beispielsweise wird dies bei einem Smartphone typischerweise erreicht durch Drücken einer Schaltfläche, dann Schieben eines Schiebebalkens nach rechts oder links und/oder Eingeben eines Codes. All diese Betätigungen erfordern physischen Kontakt mit dem Smartphone und können unbequeme und/oder gefährliche Aufgaben sein, die beispielsweise beim Fahren eines Fahrzeugs auszuführen sind.
Diese und andere Beschränkungen des Stands der Technik werden Fachleuten beim Lesen der folgenden Beschreibungen und Studium der verschiedenen Figuren der Zeichnung offenbar.
Zusammenfassung
Verschiedene Beispiele sind hier zum Erläutern verschiedener Kombinationen von Elementen und Vorgängen im Umfang der Offenbarungen der Beschreibung und der Zeichnung dargelegt. Wie Fachleuten offenbar werden wird, sind hier auch andere Kombinationen von Elementen und Vorgängen und Abwandlungen davon unterstützt.
Eine elektronische Vorrichtung mit Gesten-Aktivierung enthält einen Hauptteil mit mindestens einem Infrarot-(IR-)durchlässigen Fenster, einen IR-Gestenerfassungssensor, der mit dem durchlässigen Fenster ausgerichtet ist, einen mit dem Gestenerfassungssensor gekoppelten Prozessor und einen mit dem Prozessor gekoppelten digitalen Speicher. Der digitale Speicher enthält auf dem Prozessor ausführbare Codesegmente zum Starten eines Zeitgebers, falls eine erste Geste einer Aktivierungs-Gestensequenz, die eine geordnete Vielzahl von Gesten enthält, empfangen wird, während sich mindestens ein Vorgang der elektronischen Vorrichtung in einer inaktiven Betriebsart befindet, und zum Aktivieren des mindestens einen Vorgangs der elektronischen Vorrichtung, falls der Rest der geordneten Vielzahl von Gesten empfangen ist, bevor der Zeitgeber abgelaufen ist.
Ein Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten enthält Starten eines Zeitgebers, falls eine erste Geste einer Aktivierungs-Gestensequenz, die eine geordnete Vielzahl von Gesten enthält, empfangen wird, während sich mindestens ein Vorgang der elektronischen Vorrichtung in einer inaktiven Betriebsart befindet, und Aktivieren des mindestens einen Vorgangs der elektronischen Vorrichtung, falls der Rest der geordneten Vielzahl von Gesten empfangen ist, bevor der Zeitgeber abgelaufen ist. Die inaktive Betriebsart kann beispielsweise ein Schlafmodus und/oder ein Sperrmodus einer tragbaren digitalen Vorrichtung sein, wie etwa eines Mobiltelefons, eines Smartphones, eines Satellitentelefons, eines GPS-Geräts, eines Tablet-Computers oder eines Laptop-Computers.
Ein Vorteil bestimmter Ausführungsformen besteht darin, dass ein oder mehrere deaktivierte Betriebsarten einer elektronischen Vorrichtung aktiviert werden können, ohne die Vorrichtung zu berühren. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft bezüglich tragbarer digitaler Vorrichtungen, die beim Fahren eines Motorfahrzeugs oder unter anderen gefährlichen Bedingungen in einer „freihändigen” Weise benutzt werden sollten.
Diese und andere Beispiele von Kombinationen von hier unterstützten Elementen und Vorgängen sowie Vorteile davon werden Fachleuten beim Lesen der folgenden Beschreibungen und Studium der verschiedenen Figuren der Zeichnung offenbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Verschiedene Beispiele sind nun mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei bei gleichen Elementen und/oder Vorgängen gleiche Bezugsziffern vorgesehen sind. Die Beispiele sollen hier offenbarte Konzepte erläutern, nicht einschränken. Die Zeichnungen umfassen die folgenden Figuren:
1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild einer herkömmlichen Gestensensorvorrichtung;
2 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Erfassen eines sich bewegenden Objekts unter Verwendung der Gestensensorvorrichtung von 1 dar;
3 ist eine Draufsicht eines beispielhaften Smartphones mit einem Gestenerkennungssensor;
4 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften CPU und einer zugehörigen Schaltung des beispielhaften Smartphones von 1;
5 ist ein als Beispiel und nicht zur Einschränkung dargelegtes Flussdiagramm eines Ablaufs zur Gestenerkennung, der durch eine elektronische Vorrichtung umgesetzt werden kann;
6 ist ein als Beispiel und nicht zur Einschränkung dargelegtes Flussdiagramm eines verallgemeinerten Ablaufs zur Gestenerkennung; und
7 ist ein Pseudocode-Listing eines Ablaufs zur Gestenerkennung, wie er durch einen digitalen Prozessor einer Bedienungsvorrichtung umgesetzt sein kann.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 und 2 sind bezüglich des Stands der Technik beschrieben. 3 stellt als Beispiel und nicht als Beschränkung ein Gestenerkennungssystem mit optionalem Pulsfrequenzüberwachungssystem dar, das in ein Smartphone 10 eingebaut ist. In diesem Beispiel enthält das Smartphone 10 einen Hauptteil 12, eine LED 14, einen Photodetektor 16, einen Lichtsensor 18, eine lichtdurchlässige Fläche 20 (z. B. eine Glas- oder Kunststofffläche), die ein Fenster für einen damit ausgerichteten Gestenerfassungssensor 21 vorsieht. Das beispielhafte Smartphone 10 enthält weiter einen Berührungsbildschirmbereich 22, der einen Anzeigebildschirm, eine Lautsprecheröffnung 24 und eine Steuerschaltfläche 26 enthält.
Die Leuchtdiode (LED) 14 ist ein bevorzugtes Beispiel einer Licht aussendenden Quelle, obwohl auch andere Licht aussendende Quellen in einigen Anwendungen geeignet sein können. In einem Ausführungsbeispiel ist die LED 14 eine IR-LED, sodass das Licht, das sie aussendet, im Allgemeinen durch das menschliche Auge nicht erkennbar ist, und die lichtdurchlässige Fläche 20 ist transparent oder zumindest durchscheinend für IR-Licht. Der Photodetektor 16 kann beispielsweise eine Photodiode sein, obwohl für andere Anwendungen auch andere Photodetektoren geeignet sein können.
In einer als Beispiel und nicht als Einschränkung dargelegten Ausführungsform sind die LED 14 und der Photodetektor 16 nahe der lichtdurchlässigen Fläche 20 (die im Wesentlichen eben sein kann) ausgerichtet. Auf diese Weise wird, wenn ein Finger auf die lichtdurchlässige Fläche 20 über der LED 14 und dem Photodetektor 16 gelegt wird, IR-Licht von der LED 14 vom Finger zum Photodetektor 16 zum Überwachen der Pulsfrequenz reflektiert. In anderen Ausführungsformen kann das Pulsfrequenzüberwachungssystem (einschließlich beispielsweise der LED 14 und des Photodetektors 16) weggelassen sein, oder die LED 14 und der Photodetektor 16 können für andere Zwecke verwendet sein.
Der Gestenerfassungssensor 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel nahe der lichtdurchlässigen Fläche 20 zum Erfassen von Handgesten angeordnet. Wie nachstehend genauer beschrieben, können diese Gesten eine vorgegebene Anzahl und Arten von Handbewegungen im Sichtfeld des Gestenerfassungssensors 21 enthalten. Es ist anzumerken, dass tatsächlicher physischer Kontakt mit dem Smartphone 10 nicht erforderlich ist, sodass bestimmte Funktionalität des Smartphones 10 oder von in Verbindung mit dem Smartphone 10 stehenden Vorrichtungen ausgeführt sein kann, ohne das Smartphone physisch zu berühren.
Die Aufbauten und Verwendungen geeigneter Gestenerfassungssensoren, wie etwa des Gestenerfassungssensors 21, sind offenbart in USSN 61/483.034, eingereicht am 5. Mai 2011, und in USSN 13/304.603, eingereicht am 25. November 2011, die beide in ihrer Gesamtheit durch Bezug einbezogen sind. Vorzugsweise reagiert der Gestenerfassungssensor 21 auf IR-Licht der Art, die durch die IR-LED 14 erzeugt ist. Die Verwendung von IR-Gestenerfassungssensoren kann vorteilhaft sein, weil keine sichtbare Lichtquelle zum Erfassen von Handgesten erforderlich ist. Andere Gestenerfassungssensoren sind auch geeignet, wie von gewöhnlichen Fachleuten einzusehen ist.
4 ist ein als Beispiel und nicht zur Einschränkung dargelegtes Blockschaltbild der Schaltung 28 im Hauptteil 12 des Smartphones 10. Die Schaltung enthält eine CPU 30, einen Speicher 32, eine Netzwerkschnittstelle 34, eine Antennenschnittstelle 36, eine Berührungsbildschirm-Schnittstelle 38 und weitere Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Schaltung 40. Die weitere E/A-Schaltung 40 kann beispielsweise eine Schnittstelle zu einer Gestenerfassungsvorrichtung enthalten, wie etwa dem Gestenerfassungssensor 21. Die Antennenschnittstelle 36 sieht Funkverbindung mit externen Vorrichtungen und/oder Netzwerken vor. Beispielsweise kann das Smartphone 10 drahtlos mit dem Mobilfunknetz, mit dem Internet (typischerweise über eine Wi-Fi-Verbindung) oder über Bluetooth mit anderen Vorrichtungen kommunizieren.
Die CPU 30 kann von mehreren Herstellern vorgesehen sein, wie von Fachleuten einzusehen, und der Speicher 32 kann sowohl flüchtigen als auch nichtflüchtigen digitalen Speicher (auch bekannt als „computerlesbare Medien”) umfassen, die beide Daten und Programmcode dauerhaft (d. h. nicht als sich ausbreitende elektromagnetische Wellen) speichern können. Die CPU ist hier alternativ als Mikroprozessor, Mikrocontroller oder einfach Prozessor bezeichnet und kann Anweisungen ausführen, die als Codesegmente im Speicher 32 oder in Formen dauerhafter computerlesbarer Medien gespeichert sind, wie gewöhnliche Fachleute einsehen werden.
Eine Anzahl von Abläufen zur Gestenerkennung ist nun beschrieben. Während diese Abläufe bezüglich der Aktivierung von elektronischen Vorrichtungen und spezieller von tragbaren digitalen Vorrichtungen mit Bildschirmen beschrieben sind, werden Fachleute einsehen, dass die Abläufe zusätzliche Anwendungen bei Mensch-Maschine-Schnittstellen aufweisen. Im Kontext beispielhafter tragbarer digitaler Vorrichtungen bedeutet „Aktivierung” Entsperren und/oder Aufwecken eines Teils oder der gesamten Funktionalität der Vorrichtungen. Im Kontext anderer elektronischer Vorrichtungen können die Gestenerkennungsabläufe für alternative Zwecke benutzt werden.
5 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ablaufs 42 zur Gestenerkennung. Der Ablauf 42 beginnt bei 44, und ein Vorgang 46 bestimmt, ob ein ”Links-Wischen” empfangen ist. Falls ja, wird in Vorgang 48 ein Zeitgeber gestartet. Dann bestimmt ein Vorgang 50, ob ein „Rechts-Wischen” empfangen ist und der Zeitgeber nicht abgelaufen ist. Wenn dies der Fall ist, bestimmt ein Vorgang 52, ob ein „Links-Wischen” empfangen ist und der Zeitgeber nicht abgelaufen ist. Wenn dies der Fall ist, kann ein Befehl 54 an die tragbare digitale Vorrichtung (z. B. das Smartphone) gegeben werden, wie etwa „Aufwachen”, um sie beispielsweise aus einem Schlafzustand zu wecken, und der beispielhafte Ablauf 42 endet bei 55.
6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ablaufs 56 zur Gestenerkennung, der bei 58 in einem inaktiven Zustand oder Modus (z. B. schlafend und/oder gesperrt) beginnt. Ein Zähler k wird bei Vorgang 62 initialisiert, und es wird bei Vorgang 64 bestimmt, ob die k-te Geste g(k) empfangen ist. Falls ja, bestimmt ein Vorgang 68, ob der Zähler k gleich eins ist. Falls ja, wird durch Vorgang 70 ein Zeitgeber gestartet, um eine „Zeitüberschreitungsdauer” oder ein „Zeitüberschreitungsfenster” vorzusehen, innerhalb dessen alle Gesten empfangen sein müssen, um einen Aktivierungsbefehl zu erzeugen. Als Nächstes wird k im Vorgang 72 inkrementiert, und die Ablaufsteuerung kehrt zu Vorgang 64 zurück. Falls jedoch der Vorgang 68 bestimmt, dass k nicht gleich 1 ist, bestimmt ein Vorgang 74, ob der Zeitgeber abgelaufen ist (d. h. ob der Ablauf die Zeitüberschreitungsdauer oder das -fenster überschritten hat). Falls nicht, wird der Zähler k durch den Vorgang 76 inkrementiert, und es wird in einem Vorgang 78 bestimmt, ob alle Gesten empfangen wurden. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Vorgang 80 an die Vorrichtung ein Befehl ausgegeben, wie etwa „Aufwachen”, und der Ablauf 56 endet bei 81. Falls der Vorgang 78 bestimmt, dass nicht alle der Gesten empfangen wurden, kehrt die Ablaufsteuerung zum Vorgang 64 zurück. Falls der Vorgang 64 bestimmt, dass die Geste g(k) nicht empfangen wurde, oder falls der Vorgang 74 bestimmt, dass eine Zeitüberschreitung eingetreten ist, weil der Zeitgeber abgelaufen ist, wird der Vorrichtung bei Vorgang 66 befohlen, schlafen zu bleiben, und der Ablauf endet bei 67.
Ein verallgemeinerter Ausdruck eines beispielhaften Gestenerkennungsablaufs lautet wie folgt. Die k-te Geste in einer Sequenz oder einem Tupel sei mit g_k bezeichnet. Ein n-Tupel beliebiger Länge würde als S_entsperr = (g₁, g₂, g₃, ..., g_n) geschrieben sein. Offensichtlich muss S_entsperr von endlicher Länge sein, und jede Geste g_k ist vorzugsweise wohl definiert. Vorzugsweise muss es auch eine Länge des Zeitüberschreitungsfensters T_erfass geben. Damit es einen Entsperrvorgang gibt, sollte die Sequenz S_entsperr innerhalb des Fensters T_erfass empfangen sein, um zu einem Aktivierungsbefehl für die Vorrichtung zu führen.
Es ist anzumerken, dass der Ausdruck einer Gestenerkennungssequenz als n-Tupel sehr flexibel ist. Beispielsweise kann eine Geste als eine Reihe einfacherer Gesten definiert sein, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums erfasst sind. Auch kann die Gestenerkennungssequenz leicht geändert oder für einen Benutzer angepasst werden, der bestimmte Präferenzen haben kann oder eine zusätzliche Sicherheitsfunktion beispielsweise mit einer kundenspezifischen Entsperrsequenz haben möchte. Die n-Tupel-Gestenerkennungssequenz ermöglicht daher große Flexibilität, Kundenanpassung und Sicherheit für eine elektronische Vorrichtung.
7 stellt unter Verwendung von Pseudocode einen beispielhaften, auf einem Computer umgesetzten Ablauf 82 zur Gestenerkennung dar. Der Ablauf 82 kann beispielsweise auf der CPU 30 unter Verwendung eines Anwendungsprogramms, einer „App”, eines Dienstprogramms, einer Routine usw. umgesetzt sein, das/die als Codesegmente auf dauerhaften computerlesbaren Medien, wie etwa dem Speicher 32, gespeichert ist, wie Fachleute einsehen werden. Dieser beispielhafte Ablauf ist im Kontext des Entsperrens einer gesperrten elektronischen Vorrichtung beschrieben; es versteht sich, dass er auch zum Entsperren einer Funktion, Wecken einer „schlafenden” Vorrichtung, Aktivieren eines Teils oder der gesamten Funktionalität einer Vorrichtung usw. anwendbar ist.
In dem Beispiel von 7 ist als Vorbedingung angenommen, dass sich die Vorrichtung in einem gesperrten Modus befindet und eine erste Geste in einer Sequenz erfasst oder „empfangen” ist. Die Nachbedingung des Ablaufs 82 in diesem Beispiel ist die, dass die Vorrichtung entweder entsperrt ist oder gesperrt bleibt. Der Ablauf 82 ist umgesetzt als eine Routine detect_unlock (Entsperren erfassen) mit den Parametern key_sequence (Schlüsselsequenz), received_gesture (empfangene Geste) und window_length (Fensterlänge). Falls detect_unlock eine Entsperrsequenz erfasst, gibt die Routine eine Meldung „success” (Erfolg) zurück; falls detect_unlock nicht rechtzeitig eine Entsperrsequenz erfasst, gibt die Routine eine Meldung „fail” (Fehlschlag) zurück. key_sequence ist die Folge von Bewegungen, die einer Entsperrsequenz entsprechen, received_gesture ist die zuletzt empfangene Geste, und window_length ist ein Zeitüberschreitungsparameter (z. B. gemessen in Sekunden und/oder Sekundenbruchteilen). Falls die erste empfangene Geste (received_gesture) nicht gleich der ersten Geste der Entsperrsequenz (key_sequence[0]) ist, dann wird die Vorrichtung nicht entsperrt, und der Ablauf gibt ein „fail” zurück Falls jedoch die erste empfangene Geste die erste Geste einer Entsperrsequenz ist, wird ein Zähler „k” auf 1 initialisiert, und eine Zeit t0 wird auf die aktuelle Zeit initialisiert.
Als Nächstes tritt die Routine in eine do-Schleife ein, die weiter läuft, bis das Erste aus einer Zeitüberschreitung (current_time() > t0 + window_length) und dem Abschluss einer Entsperrsequenz eintritt. Current_time() in diesem Beispiel ist eine Routine, die die aktuelle Zeit zurückgibt, z. B. von einer Echtzeituhr, einem Zeitgeber usw. In der do-Schleife wird eine Geste durch Aufrufen einer Routine get_a_gesture() erlangt. Die aktuelle Geste wird dann mit der nächsten Geste der Gestensequenz (key_sequence[k]) verglichen, und falls sie nicht dieselben sind, wird die Vorrichtung nicht entsperrt, und der Ablauf gibt ein „fail” zurück. Falls die Geste die nächste Geste in der Sequenz ist, wird der Zähler k inkrementiert, und die do-Schleife läuft weiter. Falls die do-Schleife entweder wegen einer Zeitüberschreitung oder des Abschlusses einer Entsperrsequenz endet, bestimmt eine zweite if-Anweisung, ob das Erstere oder das Letztere vorliegt. Das heißt, falls die Entsperrsequenz abgeschlossen worden war („alle Gesten empfangen”), entsperrt die Routine die Vorrichtung und gibt ein „success” zurück. Sonst hatte die do-Schleife die Zeit überschritten, und die Vorrichtung ist nicht entsperrt, und die Routine gibt ein „fail” zurück.
Obwohl verschiedene Beispiele unter Verwendung bestimmter Ausdrücke, Abläufe und Vorrichtungen beschrieben wurden, dient eine solche Beschreibung nur zur Erläuterung. Die verwendeten Worte sind Worte der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Auch kann, wie oben bemerkt, der Ablauf zum Erkennen von Gesten in Verbindung mit einer Anzahl anderer Arten von Vorrichtungen und Maschinen verwendet werden und ist nicht auf die oben dargelegten Beispiele beschränkt. Es versteht sich, dass Änderungen und Abwandlungen durch gewöhnliche Fachleute vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgeist oder Umfang beliebiger hier beschriebener Beispiele abzuweichen. Außerdem versteht sich, dass Aspekte verschiedener anderer Beispiele entweder im Ganzen oder teilweise untereinander ausgetauscht werden können. Es ist daher beabsichtigt, dass die hier und hiernach vorgelegten Ansprüche gemäß ihrem wahren Erfindungsgeist und Umfang und ohne Einschränkung oder hemmenden Einwand ausgelegt werden.

Claims

Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung, umfassend: einen Hauptteil mit mindestens einem Infrarot-(IR-)durchlässigen Fenster; einen IR-Gestenerfassungssensor, der sich in dem Hauptteil befindet und mit dem durchlässigen Fenster ausgerichtet ist; einen in dem Hauptteil befindlichen und mit dem Gestenerfassungssensor gekoppelten Prozessor; und einen in dem Hauptteil befindlichen und mit dem Prozessor gekoppelten digitalen Speicher, wobei der Speicher Codesegmente enthält, die auf dem Prozessor ausführbar sind zum: (a) Starten eines Zeitgebers, falls eine erste Geste einer Aktivierungs-Gestensequenz, die eine geordnete Vielzahl von Gesten enthält, empfangen wird, während sich mindestens ein Vorgang der elektronischen Vorrichtung in einer inaktiven Betriebsart befindet; und (b) Aktivieren des mindestens einen Vorgangs der elektronischen Vorrichtung, falls der Rest der geordneten Vielzahl von Gesten empfangen ist, bevor der Zeitgeber abgelaufen ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Vorrichtung eine tragbare digitale Vorrichtung ist, ausgestattet mit einem Anzeigebildschirm.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 2, wobei die tragbare digitale Vorrichtung eine drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk enthält.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 3, wobei das Netzwerk mindestens eins aus einem Mobilfunknetz und dem Internet ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 4, wobei die inaktive Betriebsart ein Schlafmodus ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 4, wobei die inaktive Betriebsart ein Sperrmodus ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 1, wobei die inaktive Betriebsart eine aus einer Vielzahl von Betriebsarten der elektronischen Vorrichtung ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 1, wobei die inaktive Betriebsart eine aus einer Vielzahl von Betriebsarten der elektronischen Vorrichtung ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 1, wobei eine Aktivierungs-Gestensequenz S_entsperr ein Tupel beliebiger Länge n ist, geschrieben als S_entsperr = (g₁, g₂, g₃, ..., g_n), wobei die k-te Geste in dem n-Tupel durch g_k bezeichnet ist.
Elektronische Vorrichtung mit Gestenaktivierung nach Anspruch 9, wobei der Zeitgeber auf eine Fensterlänge von T_erfass eingestellt ist, sodass die Aktivierungs-Gestensequenz S_entsperr innerhalb der Fensterlänge T_erfass erfolgen muss.
Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten, umfassend: Starten eines Zeitgebers, falls eine erste Geste einer Aktivierungs-Gestensequenz, die eine geordnete Vielzahl von Gesten enthält, empfangen wird, während sich mindestens ein Vorgang einer elektronischen Vorrichtung in einer inaktiven Betriebsart befindet; und Aktivieren des mindestens einen Vorgangs der elektronischen Vorrichtung, falls der Rest einer geordneten Vielzahl von Gesten empfangen ist, bevor der Zeitgeber abgelaufen ist.
Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten nach Anspruch 11, weiter umfassend Erfassen von Gesten mit einem R-Gestenerfassungssensor.
Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten nach Anspruch 12, wobei die elektronische Vorrichtung eine tragbare digitale Vorrichtung ist, die einen Anzeigebildschirm und eine drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk enthält.
Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten nach Anspruch 13, wobei die inaktive Betriebsart mindestens einer aus einem Schlafmodus und einem Sperrmodus ist.
Verfahren zum Aktivieren einer elektronischen Vorrichtung mit Gesten nach Anspruch 14, wobei die inaktive Betriebsart eine aus einer Vielzahl von Betriebsarten der elektronischen Vorrichtung ist.