非接觸式用戶界面的制作方法
【專利摘要】一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括：發(fā)射器件(7)，用于發(fā)射信號(hào)；接收器件(9a-9f)，用于在所述信號(hào)從輸入對(duì)象被反射之后接收反射的信號(hào)；處理器件，用于從反射的信號(hào)確定關(guān)于輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息以將用戶輸入提供至設(shè)備；以及屏幕(2)，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用的圖形對(duì)象(4，6)，用戶利用相關(guān)聯(lián)的交互作用通過所述用戶輸入能夠與所述圖形對(duì)象(4，6)進(jìn)行交互。設(shè)備被布置為使得通過圖形對(duì)象(4，6)在屏幕2上的位置和/或通過一個(gè)或多個(gè)交互作用來確定通過發(fā)射器件(7)發(fā)射的信號(hào)和/或通過處理器件所處理的反射信號(hào)。
【專利說明】非接觸式用戶界面

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，S卩，在用戶界面中，裝置的一個(gè)或多個(gè)的特征可通過對(duì)輸入對(duì)象-通常為用戶的身體的一部分(諸如手)的適當(dāng)定位或移動(dòng)來進(jìn)行控制。

【背景技術(shù)】
[0002]在之前的提議中，對(duì)這種用戶界面所采取的方法是將它當(dāng)作類似于其他更傳統(tǒng)的用戶輸入裝置，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、觸控板等。這意味著來自輸入對(duì)象的信號(hào)被發(fā)射并反射，并且分析反射以確定輸入對(duì)象所在位置和/或輸入對(duì)象是如何移動(dòng)的并且在適當(dāng)?shù)那闆r下將其轉(zhuǎn)化給特定用戶輸入以傳遞至恰巧正要運(yùn)行的無論哪個(gè)軟件應(yīng)用。
[0003]然而， 申請(qǐng)人:已認(rèn)識(shí)到在一些情況下可以對(duì)這種裝置進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)從第一方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括:
[0005]發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)；
[0006]接收器件，在所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后接收反射信號(hào)；
[0007]處理器件，用于根據(jù)所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而向裝置提供用戶輸入；以及
[0008]屏幕,用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用(interact1n)的圖形對(duì)象,用戶利用其通過所述用戶輸入與所述圖形對(duì)象交互(interact),
[0009]其中，布置設(shè)備使得處理器件根據(jù)需要通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用僅處理反射信號(hào)的子集。
[0010]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)看出根據(jù)本發(fā)明僅需要根據(jù)用戶可用的交互作用分析可從接收到的信號(hào)獲得的數(shù)據(jù)的子集而不是分析所有接收到的信號(hào)。這源于這樣一種理解，即，交互作用的類型和/或屏幕上圖形對(duì)象的位置可用于將作為不需要的一些接收信號(hào)“排除(rule out)”，甚至沒有對(duì)它們進(jìn)行處理。
[0011]如將能夠理解的是，使高層次圖形用戶界面向低層次輸入處理模塊反饋來確定要處理哪個(gè)接收信號(hào)有點(diǎn)不合常規(guī)并與常規(guī)方法形成對(duì)比，即，為所有可能的輸入分析輸入媒介介質(zhì)并將所接收的那些傳遞至應(yīng)用程序。然而，這在很多應(yīng)用程序中是有利的，因?yàn)槠淠軌虍a(chǎn)生顯著節(jié)省處理器的使用的結(jié)果。這明顯對(duì)于移動(dòng)設(shè)備是有益的，尤其在延長電池壽命上。如果設(shè)備被布置成使得即使在不同的時(shí)期時(shí)刻可能使用所有的部分，其從不需要立即分析整個(gè)感測(cè)空間同樣可以提供較低的最大處理器需求。
[0012]在一組實(shí)施方式中，通過僅處理接收器的子集接收到的信號(hào)實(shí)現(xiàn)用戶界面的圖形對(duì)象確定的反射信號(hào)的較小的子集(其中提供多個(gè)接收器)。在一組重疊的實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為僅處理在時(shí)間約束內(nèi)接收到的信號(hào)。
[0013]對(duì)用戶來說可用的與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的交互作用的性質(zhì)可以至少部分地確定要處理的反射信號(hào)的子集。例如， 申請(qǐng)人:已認(rèn)識(shí)到根據(jù)用戶界面提供的交互作用的性質(zhì)，存在針對(duì)所需空間和/或時(shí)間分辨率的不同的需求以便確定相應(yīng)的輸入。例如，菜單GUI元素可能需要高分辨率以允許非接觸式界面確定用戶希望選擇哪幾個(gè)菜單選項(xiàng)，同時(shí)，音量控制可能僅需要確定是否做出明顯向左或明顯向右移動(dòng)以便分別調(diào)低或調(diào)高音量。如果與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的交互作用僅需要相對(duì)原始的分辨率，如果其余接收器的所接收的信號(hào)足夠確定輸入也許可以忽視某些接收器接收到的反射信號(hào)。例如，接收器可在屏幕周圍間隔開但是對(duì)于某些交互作用僅處理交替接收器的信號(hào)。雖然這可能降低空間分辨率，但在對(duì)特定交互作用不重要的情況下能夠取得如上所闡述減少處理的好處。
[0014]將時(shí)間約束應(yīng)用于確定要處理的反射信號(hào)的子集的實(shí)例將會(huì)僅處理某些發(fā)射信號(hào)(或聲脈沖(pings))的反射。例如,對(duì)于一些交互作用，其可能足以處理在穿插聲脈沖之后反射的信號(hào)。雖然這可能降低時(shí)間分辨率，但在對(duì)特定交互作用不重要的情況下能夠取得如上所闡述的減少處理方面的好處。
[0015]在一組實(shí)施方式中，交互作用的性質(zhì)也用于確定應(yīng)用于所接收的信號(hào)的處理的類型。這可能在使用較少的處理器密集型算法能夠成功檢測(cè)到一些交互作用以及一些算法提供了比其他算法更好的對(duì)某些交互作用的檢測(cè)的情況下具有性能優(yōu)勢(shì)。
[0016]其中一個(gè)因素可能是用戶進(jìn)行移動(dòng)的速度；一些算法適于檢測(cè)快速、廣泛的手勢(shì)，然而其他算法適于檢測(cè)慢速、更復(fù)雜的移動(dòng)。例如，對(duì)于具有需要(或接受)非常快速的移動(dòng)的交互作用的圖形對(duì)象，設(shè)備能夠被配置為識(shí)別在不同的信道(發(fā)射器-接收器配對(duì))中接收的信號(hào)中的相似圖案并根據(jù)信道中圖案之間時(shí)差推斷移動(dòng)。在WO 2011/036486中更詳細(xì)地描述這樣的方法，通過引用將其內(nèi)容結(jié)合于此。例如，這樣的方法可能用于這樣的情況中，即，圖形對(duì)象允許左或右掃動(dòng)手勢(shì)在電子書上上翻頁或者沿一系列照片、音樂文件等進(jìn)行導(dǎo)航。
[0017]相比之下，如在WO 2009/115799中更詳細(xì)地描述，通過將線路濾波器直接應(yīng)用到脈沖響應(yīng)圖像能夠更成功地檢測(cè)慢移動(dòng)。該方法允許挖掘接收的信號(hào)中的相位信息因此能夠分辨非常細(xì)微的動(dòng)作。因此，例如，其能夠用于來處理許多不同的輸入可以對(duì)應(yīng)于不同的手勢(shì)的更復(fù)雜的應(yīng)用程序(如，照片編輯應(yīng)用程序)中可用的交互作用。
[0018]如在WO 2009/115799中也描述到，在適于在介質(zhì)上快速執(zhí)行的交互作用的中間實(shí)例中，線路濾波器可能被應(yīng)用于脈沖響應(yīng)圖像的絕對(duì)值。例如，這能夠用于控制滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)控制對(duì)象。
[0019]如同手勢(shì)的速度，影響特定處理算法的適合性的另一個(gè)因素是手勢(shì)指示的用戶的手的形狀。例如，對(duì)于廣泛的手掃動(dòng)，手的形狀對(duì)于響應(yīng)于如在上述WO 2011/036486中描述的大的運(yùn)動(dòng)來推薦算法可能不會(huì)太重要，而對(duì)于精確跟蹤(例如，如可能在繪圖應(yīng)用程序中使用的或者用于在郵件應(yīng)用程序中選擇文本)簡單的橢圓交叉可被用于假設(shè)用戶的手指將會(huì)延伸并且因此提供能夠容易地與剩余的手分離的強(qiáng)大的點(diǎn)狀反射器。
[0020]基于可獲得的交互作用是新穎的并且其自身具有創(chuàng)造性將應(yīng)用于輸入的處理類型調(diào)整合適，從而當(dāng)從第二方面看時(shí)，本發(fā)明提供一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括:
[0021]發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)，
[0022]接收器件，在所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后接收反射信號(hào)，
[0023]處理器件，用于根據(jù)所述反射的信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而向設(shè)備提供用戶輸入；以及
[0024]屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用的圖形對(duì)象，用戶利用其通過所述用戶輸入與所述圖形對(duì)象交互，
[0025]其中，布置設(shè)備使得處理器件根據(jù)所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述交互作用而使用不同的算法來處理反射的信號(hào)。
[0026]如同可用的交互作用的性質(zhì)，圖形對(duì)象在屏幕上的位置也可以被用于減小反射的信號(hào)的處理量。在一組實(shí)施方式中，這可再次通過僅處理接收器的子集(其中，提供多個(gè)接收器)接收的反射信號(hào)來實(shí)現(xiàn)，例如，物理地定位成最靠近屏幕上的圖形對(duì)象的那些接收器。在一組重疊的實(shí)施方式中，設(shè)備被布置成基于圖形對(duì)象的位置僅處理時(shí)間約束內(nèi)接收的信號(hào)。
[0027]在一組優(yōu)選的這種實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為僅處理當(dāng)輸入對(duì)象處于與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的預(yù)定感測(cè)空間中時(shí)從輸入對(duì)象反射的接收信號(hào)。在這種情況下，處理的信號(hào)將是那些對(duì)應(yīng)于符合感測(cè)空間中輸入對(duì)象的反射的飛行(flight)的時(shí)間的信號(hào)。以及減小需要處理的量，本發(fā)明的這種實(shí)施方式也可以提供更可靠的輸入識(shí)別，因?yàn)檩^小的感測(cè)空間也會(huì)減小局部噪聲或背景回聲的影響。
[0028]預(yù)定感測(cè)空間可方便地對(duì)應(yīng)于屏幕上圖形對(duì)象上方的空間。感測(cè)空間的尺寸和/或形狀可取決于圖形對(duì)象的尺寸和/或性質(zhì)。例如，虛擬按鍵可具有相對(duì)小的、圓的感測(cè)空間，然而，虛擬滑塊可具有與其相關(guān)聯(lián)的更大的、伸長的感測(cè)空間。
[0029]可根據(jù)在屏幕上顯示的圖形對(duì)象定義單個(gè)感測(cè)空間或定義多個(gè)感測(cè)空間。對(duì)于每個(gè)獨(dú)立的圖形對(duì)象可能存在一個(gè)感測(cè)空間或者感測(cè)空間可與多個(gè)圖像對(duì)象相關(guān)聯(lián)，例如，進(jìn)入數(shù)量可能與單個(gè)感測(cè)空間相關(guān)聯(lián)同時(shí)切塊與另一獨(dú)立感測(cè)空間相關(guān)聯(lián)的鍵板。
[0030]這里所討論的圖形對(duì)象不限于任何特定類型，其可以為圖形用戶界面對(duì)象，如，虛擬按鍵、小鍵盤、圖標(biāo)、滑塊、輪等。然而，同樣地，其可包括具有與其相關(guān)聯(lián)的交互作用的實(shí)際的內(nèi)容，如，窗口、圖片、視頻、頁等以便翻頁、縮放、直接跳到下一個(gè)圖像、快進(jìn)等。
[0031] 申請(qǐng)人:已認(rèn)識(shí)到根據(jù)圖形對(duì)象的位置和/或與它們相關(guān)聯(lián)的可用交互作用的性質(zhì)限制處理哪個(gè)接收反射信號(hào)來減小需要處理量可能是有利的。然而，已進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到也可考慮發(fā)射側(cè)上的這些因素以改善性能和/或減少電力消耗。例如，某些交互作用可能需要較低的更新速率以便不那么頻繁地發(fā)射(聲脈沖)。類似地，一些交互作用可能不需要使用所有的發(fā)射器(如果提供了一個(gè)以上的發(fā)射器)，例如，取決于屏幕上圖形對(duì)象的位置或所需空間分辨率。
[0032]除了通過進(jìn)行較少和/或較低電力發(fā)射能夠?qū)崿F(xiàn)改善性能和電池壽命，在設(shè)備的發(fā)射對(duì)附近區(qū)域的其他設(shè)備的影響上還具有優(yōu)勢(shì)。隨著對(duì)基于超聲波的非接觸式界面的采用的增加，通過減輕它們必須處理干擾的程度發(fā)射中任何總體減小對(duì)所有設(shè)備都都是有益的。
[0033]因而，在一組實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為根據(jù)屏幕上圖形對(duì)象的位置和/或通過與所述圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的可用交互作用控制發(fā)射器件改變所述信號(hào)的發(fā)射。
[0034]這是新穎的并且其自身具有創(chuàng)造性，因而當(dāng)從第三方面看時(shí)，本發(fā)明提供包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括:
[0035]發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)，
[0036]接收器件，在所述信號(hào)從輸入對(duì)象的反射之后接收反射信號(hào)，
[0037]處理器件，用于根據(jù)所述反射的信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至設(shè)備；以及
[0038]屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用的圖形對(duì)象，用戶利用其通過所述用戶輸入與所述圖形對(duì)象交互，
[0039]其中，所述設(shè)備被布置為使得通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述交互作用確定發(fā)射器件發(fā)射的信號(hào)。
[0040]在一組實(shí)施方式中，發(fā)射器件被控制以改變進(jìn)行發(fā)射的速率。在一組重疊的實(shí)施方式中，發(fā)射器件被控制以改變多個(gè)發(fā)射器中的哪一個(gè)被用于發(fā)射。
[0041]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解即使沒有采用本發(fā)明的第一方面，發(fā)射器數(shù)量的減少將對(duì)處理要求的接收的反射信號(hào)量有以及在被附近設(shè)備經(jīng)歷的干擾的層面上來看有利的影響。然而，當(dāng)然能夠想到可結(jié)合本發(fā)明的這個(gè)方面采用本發(fā)明的第一方面及其任意或所有的任選特征。
[0042]本發(fā)明的之前的方面事實(shí)上反應(yīng)了相同的總體的發(fā)明構(gòu)思，S卩，通過圖形對(duì)象使用對(duì)用戶可用的交互作用的了解來限制非接觸式界面必須做什么來識(shí)別匹配的輸入。
[0043]因而，當(dāng)從第四方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括:
[0044]發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)，
[0045]接收器件，在所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后接收反射信號(hào)，
[0046]處理器件，用于根據(jù)所述反射信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息以將用戶輸入提供至設(shè)備；以及
[0047]屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用的圖形對(duì)象，用戶利用其通過所述用戶輸入與所述圖形對(duì)象交互，
[0048]其中，設(shè)備被布置成通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述交互作用確定發(fā)射器件發(fā)射的發(fā)射信號(hào)和/或處理器件處理的反射信號(hào)。
[0049] 申請(qǐng)人:進(jìn)一步理解也可利用對(duì)圖形對(duì)象在屏幕上的位置的了解來更有效地使用用戶輸入間提供的資源。更具體地，在一組實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為根據(jù)確定所述輸入對(duì)象是否在所述圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)改變信號(hào)的發(fā)射和/或接收信號(hào)的處理。這通過改變反射信號(hào)處理的數(shù)量能夠?qū)崿F(xiàn)，但在一組優(yōu)選的這種實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為根據(jù)確定輸入對(duì)象是否在所述圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)改變其發(fā)射信號(hào)的速率。這允許使用低背景聲脈沖速率(例如，僅足以確定靠近)但是如果檢測(cè)到輸入對(duì)象在圖形對(duì)象附近則使用高速率。正如前面提到的那樣，這能夠明顯節(jié)約電力并且附近設(shè)備經(jīng)歷的干擾減小。
[0050]當(dāng)從第五方面看時(shí)，本發(fā)明提供了一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括:
[0051]發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)，
[0052]接收器件，在所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后接收反射信號(hào)，
[0053]處理器件，用于根據(jù)所述反射信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息以將用戶輸入提供至設(shè)備；以及
[0054]屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)交互作用的圖形對(duì)象，用戶利用其通過所述用戶輸入與所述圖形對(duì)象交互，
[0055]其中，布置設(shè)備使得如果確定所述輸入對(duì)象在所述屏幕或所述屏幕上的圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則提高發(fā)射器件發(fā)射信號(hào)的速率。
[0056]預(yù)定附近區(qū)域僅是能夠限定距屏幕或圖形對(duì)象的部分或任一者、或更復(fù)雜的附近區(qū)域的預(yù)定距離。
[0057]設(shè)備可被布置為當(dāng)檢測(cè)到輸入對(duì)象在預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)時(shí)僅發(fā)射信號(hào)，即，當(dāng)檢測(cè)到輸入對(duì)象時(shí)從零增大發(fā)射速率。在這種實(shí)施方式中，將需要確定輸入對(duì)象是否在預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)的獨(dú)立器件。這通過任意合適的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)，如，電容性、紅外線、光學(xué)或另一個(gè)單獨(dú)的超聲波波系統(tǒng)。
[0058]然而在一組優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為在確定輸入對(duì)象不在預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)時(shí)具有第一發(fā)射速率并在確定輸入對(duì)象在預(yù)定附件區(qū)域范圍內(nèi)時(shí)具有第二、較高的發(fā)射速率。這使得在沒有另外復(fù)雜的情況下省電。
[0059]在一組優(yōu)選的實(shí)施方式中，設(shè)備被布置為在其證實(shí)了輸入對(duì)象在預(yù)定附近區(qū)域中之后將僅分析接收的信號(hào)來確定是否進(jìn)行了用戶輸入。通過不僅在發(fā)射側(cè)上進(jìn)行較少的發(fā)射而且在接收側(cè)上執(zhí)行較少的處理能夠省電。
[0060]設(shè)備優(yōu)選地被布置為一旦輸入對(duì)象不再在預(yù)定附近區(qū)域中，則再次降低發(fā)射速率。能夠?qū)Υ藨?yīng)用時(shí)間閾值以容納從預(yù)定附近區(qū)域的短的偏離。
[0061]本發(fā)明不限于提供單個(gè)的預(yù)定附近區(qū)域:可對(duì)多個(gè)中的每個(gè)提供相關(guān)聯(lián)的發(fā)射速率以便分辨率的增大是分級(jí)的。甚至能夠?qū)l(fā)射速率布置為隨著距離持續(xù)增大。
[0062]在本發(fā)明該方面的一些實(shí)施方式中，預(yù)定附近區(qū)域是相對(duì)于其屏幕至其預(yù)定部分定義的。在其他實(shí)施方式中，相對(duì)于用戶用其能夠交互的屏幕上圖形對(duì)象或其部分定義。這具有之前所描述的允許用戶界面控制在此討論的動(dòng)態(tài)分辨率特征的優(yōu)勢(shì)，這意味著當(dāng)輸入對(duì)象在允許手勢(shì)的右方位置時(shí)僅使用額外電力。
[0063]本發(fā)明全面地延伸至操作電子設(shè)備的相應(yīng)方法及具有適配為使得電子設(shè)備具有在此陳述的特征的邏輯或指令的計(jì)算機(jī)軟件或者實(shí)施執(zhí)行軟件時(shí)在此陳述的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]現(xiàn)在將參照附圖僅以實(shí)施例的方式描述本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，附圖中:
[0065]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用戶界面與現(xiàn)有技術(shù)的用戶界面的示意性比較；
[0066]圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的示意圖；
[0067]圖3是本發(fā)明的另外的實(shí)施方式的示意圖；以及
[0068]圖4是描述圖2中所示的實(shí)施方式的可能的操作的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0069]圖1示意性地示出了具有屏幕2的設(shè)備，在該屏幕上用戶可通過其非接觸地交互來顯示圖形用戶對(duì)象4、6。圖形對(duì)象包括由三個(gè)按鈕組成的菜單4以及可以用于通過大量的項(xiàng)來控制音量、導(dǎo)航等的虛擬輪6。
[0070]在各種情況下，設(shè)備具有非接觸式用戶界面，該設(shè)備包括在屏幕2的邊緣周圍的超聲波發(fā)射器7和多個(gè)超聲波接收器9。發(fā)射器7發(fā)送一系列的脈沖或線性調(diào)頻脈沖(chirp)，它們?cè)谌我鈱?duì)象附近被反射回來并被接收器9接收，并且通過應(yīng)用脈沖壓縮和脈沖響應(yīng)分析技術(shù)的內(nèi)部處理器進(jìn)行處理?？稍诶鏦O 2009/147398,WO 2009/115799以及W02011/036486中找到這種界面如何實(shí)現(xiàn)的更多細(xì)節(jié)。此外，如下面進(jìn)一步解釋的，所應(yīng)用的這種類型的處理算法可取決于圖形對(duì)象及它們的可用交互作用。
[0071]在在圖1左側(cè)的現(xiàn)有技術(shù)的布置中，非接觸式界面限定覆蓋整個(gè)屏幕2的感測(cè)空間8，需要處理由所有的接收器9接收到的信號(hào)。這允許針對(duì)任何圖形對(duì)象4、6的用戶輸入被接收。一旦通過非接觸式界面模塊檢測(cè)到用戶輸入，其被傳遞到正如鍵擊或鼠標(biāo)點(diǎn)擊將運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序，并且然后軟件應(yīng)用程序根據(jù)針對(duì)那些輸入已經(jīng)編程的無論何種行動(dòng)而采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。在該布置中，具有相關(guān)聯(lián)的用戶交互作用的圖形對(duì)象可被放置到屏幕上的任何地方并且如果檢測(cè)到適當(dāng)?shù)妮斎?，則底層軟件應(yīng)用程序?qū)⒉捎眠m當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
[0072]然而根據(jù)本發(fā)明，分別限定對(duì)應(yīng)于菜單圖形對(duì)象4和輪圖形對(duì)象6的兩個(gè)單獨(dú)的、分立的感測(cè)空間10、12而不是對(duì)應(yīng)于整個(gè)屏幕2的感測(cè)空間。通過僅使用離它們最近的接收器能夠限定這些較小的感測(cè)空間10、12，即，不處理從其他接收器接收的反射信號(hào)。例如，接收器9a、9b、9e和9f可被用于最左邊的感測(cè)空間10并且接收器9b、9c、9d和9e被用于最右邊的感測(cè)空間。這意味著如果軟件應(yīng)用程序以特定模式提供菜單4而不是輪6，完全不必處理接收器9c和9d收到的信號(hào)。相反地，如果輪6而不是菜單4可供應(yīng)用程序使用，則可去激活(de-activated)接收器9a和9f。
[0073]在這個(gè)變形中，可能菜單4僅需要相對(duì)地原始的空間分辨率，使得僅使用兩個(gè)接收器，例如，9a和9f，然而，輪6可能需要更高的分辨率，使得使用三個(gè)或四個(gè)接收器9b-9e。當(dāng)然，如果應(yīng)用激活了對(duì)象4、6兩者，可使用所有的接收器9a_9f。
[0074]另外地或可替換地以及將不同的感測(cè)空間10、12與不同的接收器相關(guān)聯(lián)。它們也可通過僅處理特定接收器接收的某部分的信號(hào)來限定，例如，僅處理與相應(yīng)感測(cè)空間中輸入對(duì)象反射的信號(hào)的飛行的時(shí)間一致的部分信號(hào)。這些可以組合使用。同樣地，如果設(shè)備上有多個(gè)發(fā)射器可用，可不需要它們中的某些來執(zhí)行示出的感測(cè)空間10、12。通過減小必須處理的量，降低了所使用電量。同樣可以有助于提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確度。通過減少發(fā)射器的使用次數(shù)，發(fā)射到環(huán)境中的超聲波波能量變少。這有益于其他采用超聲波波的設(shè)備，因?yàn)槠錅p少了處理干擾信號(hào)的問題。
[0075]另外地或可替換地，可以以處理信號(hào)的一部分的方式以外的方式來定制其中處理反射的信號(hào)的方式。例如，通過將線路濾波器應(yīng)用到脈沖響應(yīng)圖像的絕對(duì)值可分析來自菜單4上方的感測(cè)空間10的信號(hào)，然而，通過將線路濾波器直接應(yīng)用到脈沖響應(yīng)圖像則可分析從輪6上方感測(cè)區(qū)域12接收的信號(hào)。在WO 2009/115799中能夠找到這些方法的更多細(xì)節(jié)。
[0076]由于較小的感測(cè)空間10、12與特定圖形對(duì)象以及與它們連接的可用交互相作用關(guān)聯(lián)，感測(cè)空間將會(huì)隨著圖形對(duì)象的改變(在屏幕周圍移動(dòng)、移去等)而改變。這說明了操作背后的原理，即，圖形用戶界面向非接觸式界面提供反饋以影響其操作方式:更具體地，其是如何并從哪尋找輸入以及其如何處理它接收的信號(hào)。
[0077]圖2示出了其可以單獨(dú)使用或與本文所描述的另一特征一起使用的另一個(gè)發(fā)明原理。在該圖中，示出了用戶逐漸移動(dòng)他/她的手14接近非接觸式啟動(dòng)的設(shè)備16的屏幕的時(shí)間順序。如最左邊的示圖所示，當(dāng)手相對(duì)遠(yuǎn)離設(shè)備16時(shí)，非接觸式界面以相對(duì)低的速率發(fā)射線性調(diào)頻脈沖或聲脈沖18。該速率可能太低而不能有效地以手勢(shì)的形式解釋用戶輸入但卻適用于確定手14離設(shè)備有多遠(yuǎn)。
[0078]如中間的圖片所示，當(dāng)用戶將他/她的手14移動(dòng)靠近設(shè)備16時(shí)，從而與預(yù)定閥值交叉，設(shè)備確定用戶的手在屏幕的預(yù)定的附近區(qū)域并且因此發(fā)射器增加其發(fā)送線性調(diào)頻脈沖或聲脈沖18的頻率，從而允許較大的移動(dòng)分辨率。這同樣可以引發(fā)所接收的信號(hào)的處理去尋找用戶輸入手勢(shì)。
[0079]最右邊的圖片示出了如果用戶的手被放置為非?？拷谄聊荒軌蜻M(jìn)一步提高發(fā)射速率。這可用于向用戶輸入解釋給出更高的分辨率或者可用于執(zhí)行不同形式的用戶輸入。
[0080]當(dāng)用戶的手收回時(shí)該順序是相反的。
[0081]圖3是描述參考圖2描述像上述那樣的實(shí)施方式的可能的用法的簡單流程圖。在第一個(gè)步驟20中，設(shè)備確定輸入對(duì)象是否存在于屏幕的預(yù)定的附近區(qū)域。如果檢測(cè)到對(duì)象，設(shè)備移動(dòng)至下一個(gè)步驟22。在步驟22，如果對(duì)象仍存在于附近區(qū)域，設(shè)備開始包括增大聲脈沖發(fā)射速率的手勢(shì)識(shí)別事件。在步驟24，如果識(shí)別出手勢(shì)，則確定用戶界面已接收到輸入。如果未識(shí)別出，其返回到之前的步驟22以查看輸入對(duì)象是否還在附近區(qū)域。如果還在，仍能夠識(shí)別用戶輸入。如果用戶的手已經(jīng)移開，然而，裝置返回到待機(jī)狀態(tài)20并且聲脈沖發(fā)射速率再次減少。
[0082]應(yīng)當(dāng)理解的是具有如參考圖2和3描述的布置，在用戶真正執(zhí)行手勢(shì)時(shí)只需要高聲脈沖速率和相應(yīng)的重量級(jí)的處理。這能夠使輸入界面“一直打開”的設(shè)備明顯是省電的。也減少了對(duì)如上所述其他設(shè)備的干擾。
[0083]雖然在上述提及的描述是針對(duì)參考屏幕的預(yù)定的附近區(qū)域，這同樣可以以與相對(duì)于屏幕或者顯示于屏幕上的圖形對(duì)象(或者一部分)的固定部分限定的預(yù)定的附近區(qū)域?qū)嵤湮恢每梢允强勺兊摹?br> [0084]圖4示出可單獨(dú)使用或與本文中公開的其他特征一起使用的另一潛在特征。在這個(gè)實(shí)施方式中，可以看出具有與它們相關(guān)聯(lián)的用戶交互作用的兩個(gè)圖形對(duì)象具有不同的輸入分辨力要求因此使用不同的發(fā)射速率。在圖的左手部分示出的三個(gè)按鈕需要相對(duì)低的時(shí)間分辨率以便確定用戶輸入(加亮或按壓)，從而使用較低的發(fā)射速率，然而在右手側(cè)的輪需要較大分辨率從而使用較高發(fā)射速率。這再次說明圖形用戶界面的性質(zhì)如何被用于控制非接觸式輸入識(shí)別系統(tǒng)的操作以在可能的情況下保存電力和/或提高性能。這當(dāng)然可與一般將具有不同的固有分辨率的不同的處理算法結(jié)合。
【權(quán)利要求】
1.一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括: 發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)； 接收器件，用于接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)， 處理器件，用于從所述反射信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，以將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，所述設(shè)備被布置為使得通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來確定由所述發(fā)射器件發(fā)射的信號(hào)和/或由所述處理器件處理的反射信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述接收器件包括多個(gè)接收器并且被布置為僅處理通過所述接收器的子集接收的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，被布置為僅處理一些而非所有的所發(fā)射的信號(hào)的反射。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為僅處理在時(shí)間約束內(nèi)接收的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述時(shí)間約束是基于所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為僅處理當(dāng)所述輸入對(duì)象處于與所述圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的預(yù)定感測(cè)空間內(nèi)時(shí)從所述輸入對(duì)象反射的接收信號(hào)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)可用的所述一個(gè)或多個(gè)交互作用的類型對(duì)接收的信號(hào)應(yīng)用不同的處理。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過與所述圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的可用的一個(gè)或多個(gè)交互作用來控制所述發(fā)射器件改變所述信號(hào)的發(fā)射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，控制所述發(fā)射器件以改變進(jìn)行發(fā)射的速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其中，控制所述發(fā)射器件以改變多個(gè)發(fā)射器中的哪個(gè)被用于發(fā)射。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)確定所述輸入對(duì)象是否在所述圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)來改變信號(hào)的發(fā)射和/或接收信號(hào)的處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)確定輸入對(duì)象是否在所述圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)來改變發(fā)射信號(hào)的速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，被布置為當(dāng)確定在所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)沒有輸入對(duì)象時(shí)具有第一發(fā)射速率以及當(dāng)確定所述輸入對(duì)象在所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)時(shí)具有更高的第二發(fā)射速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，被布置為使得在已證實(shí)輸入對(duì)象處于所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)之后，所述設(shè)備將僅分析接收信號(hào)來確定是否進(jìn)行了用戶輸入。
15.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的設(shè)備，被布置為一旦所述輸入對(duì)象不再處于所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則再次降低發(fā)射速率。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，相對(duì)于所述屏幕上的所述用戶能夠與其交互的圖形對(duì)象，或其一部分，限定所述預(yù)定附近區(qū)域。
17.—種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括: 發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)； 接收器件，用于接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理器件，用于從所述反射信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，以將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，所述設(shè)備被布置為如果確定所述輸入對(duì)象在所述屏幕或在所述屏幕上的圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則增加所述發(fā)射器件發(fā)射所述信號(hào)的速率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，被布置為當(dāng)確定在所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)沒有輸入對(duì)象時(shí)具有第一發(fā)射速率以及當(dāng)確定所述輸入對(duì)象在所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)時(shí)具有更高的第二發(fā)射速率。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的設(shè)備，被布置為使得在已證實(shí)輸入對(duì)象處于所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)之后，所述設(shè)備將僅分析接收信號(hào)以確定是否進(jìn)行了用戶輸入。
20.根據(jù)權(quán)利要求17、18或19所述的設(shè)備，被布置為一旦所述輸入對(duì)象不再處于所述預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則再次降低發(fā)射速率。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，相對(duì)于在所述屏幕上的所述用戶能夠與其交互的圖形對(duì)象，或其一部分，限定所述預(yù)定附近區(qū)域。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述接收器件包括多個(gè)接收器并且被布置為僅處理由所述接收器的子集接收的信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為僅處理一些而非所有的所發(fā)射的信號(hào)的反射。
24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為僅處理在時(shí)間約束內(nèi)接收的信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述時(shí)間約束是基于所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置。
26.如根據(jù)權(quán)利要求17至25中任一項(xiàng)所述的設(shè)備中的設(shè)備，被布置為僅處理當(dāng)所述輸入對(duì)象處于與所述圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的預(yù)定感測(cè)空間中時(shí)從所述輸入對(duì)象反射的接收信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求17至26中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)可用的所述一個(gè)或多個(gè)交互作用的類型而對(duì)接收的信號(hào)應(yīng)用不同的處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求17至27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過與所述圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的可用的所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來控制所述發(fā)射器件改變所述信號(hào)的發(fā)射。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，控制所述發(fā)射器件以改變進(jìn)行發(fā)射的速率。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其中，控制所述發(fā)射器件以改變多個(gè)發(fā)射器中的哪一個(gè)被用于發(fā)射。
31.根據(jù)權(quán)利要求17至30中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，被布置為根據(jù)確定所述輸入對(duì)象是否在所述圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)來改變信號(hào)的發(fā)射和/或接收信號(hào)的處理。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述信號(hào)是超聲波。
33.一種包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備，包括: 發(fā)射器件，用于發(fā)射信號(hào)； 接收器件，用于接收在所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理器件，用于從所述反射信號(hào)確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，以將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 屏幕，用于顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，所述設(shè)備被布置為使得所述處理器件根據(jù)所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來用不同的算法處理所述反射信號(hào)。
34.一種操作包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備的方法，包括: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來確定發(fā)射的信號(hào)和/或處理的反射信號(hào)。
35.一種具有邏輯或指令的計(jì)算機(jī)軟件，當(dāng)所述邏輯或所述指令被執(zhí)行時(shí)操作電子設(shè)備以: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，通過所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來確定通過所述發(fā)射器件發(fā)射的信號(hào)和/或通過所述處理器件處理的反射信號(hào)。
36.一種操作包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備的方法，包括: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，如果確定所述輸入對(duì)象在所述屏幕或所述屏幕上的圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則增加發(fā)射所述信號(hào)的速率。
37.一種具有邏輯或指令的計(jì)算機(jī)軟件，當(dāng)所述邏輯或所述指令被執(zhí)行時(shí)，操作電子設(shè)備以: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，如果確定所述輸入對(duì)象在所述屏幕或所述屏幕上的圖形對(duì)象的預(yù)定附近區(qū)域內(nèi)，則增加發(fā)射所述信號(hào)的速率。
38.一種操作包括非接觸式用戶界面的電子設(shè)備的方法，包括: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，根據(jù)所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來用不同的算法處理所述反射信號(hào)。
39.一種具有邏輯或指令的計(jì)算機(jī)軟件，當(dāng)所述邏輯或所述指令被執(zhí)行時(shí)，操作電子設(shè)備以: 發(fā)射信號(hào)； 接收所述信號(hào)從輸入對(duì)象反射之后的反射信號(hào)； 處理所述反射信號(hào)以確定關(guān)于所述輸入對(duì)象的位置和/或移動(dòng)的信息，從而將用戶輸入提供至所述設(shè)備；以及 在屏幕上顯示具有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用的圖形對(duì)象，用戶能夠通過所述用戶輸入利用所述一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的交互作用與所述圖形對(duì)象進(jìn)行交互， 其中，根據(jù)所述圖形對(duì)象在所述屏幕上的位置和/或通過所述一個(gè)或多個(gè)交互作用來用不同的算法處理所述反射信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F1/32GK104285197SQ201380023636
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月5日
【發(fā)明者】漢斯·約爾延·邦, 托比亞斯·古爾登·達(dá)爾 申請(qǐng)人:艾利普提克實(shí)驗(yàn)室股份有限公司