專利名稱：：具有感測組件的電子設(shè)備以及用于解釋偏移手勢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及電子設(shè)備，并且更具體地涉及具有用于檢測和解釋手勢的紅外感測組件的電子設(shè)備，這些手勢由與電子設(shè)備的感測組件和/或顯示屏偏移的對象來執(zhí)行。
背景技術(shù)：
：諸如蜂窩電話、智能電話的移動設(shè)備以及諸如個人數(shù)字助手(PDA)、頭戴式耳機(jī)、MP3播放器等的其他手持或便攜式電子設(shè)備越來越受到歡迎和普及。隨著越來越多的特征被添加到移動設(shè)備中，越來越希望用輸入/輸出機(jī)構(gòu)來配備這些移動設(shè)備，這些輸入/輸出機(jī)構(gòu)適應(yīng)多種用戶命令和/或?qū)Χ喾N用戶行為做出反應(yīng)。例如，許多移動設(shè)備現(xiàn)在不僅配備有按鈕和按鍵/鍵盤，而且還配備有電容性觸摸屏，用戶可通過該觸摸屏簡單地通過觸摸移動設(shè)備的表面和/或沿著移動設(shè)備的表面移動用戶的手指就能向移動設(shè)備傳送各種消息或指令。現(xiàn)在越來越關(guān)注于移動設(shè)備能夠檢測位于移動設(shè)備外部的物理對象的存在和以某個精度來確定其位置，并且更具體地，確定使用該移動設(shè)備或以其他方式位于該移動設(shè)備附近的人類的存在和位置(或他們身體的一部分，諸如他們的頭或手)。借助于此類能力，移動設(shè)備能以適當(dāng)給出人類和/或其他物理對象的存在(或不存在)和位置的各種方式來調(diào)整它們的行為。雖然諸如電容性觸摸屏的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備可用作電話的輸入/輸出設(shè)備，但此類觸摸屏是相當(dāng)復(fù)雜的電子設(shè)備，其昂貴且需要分布在跨越電話的大表面區(qū)域的位置中分布的大量感測設(shè)備。而且，此類觸摸屏被限制為這個程度如果用戶實際上物理地觸摸觸摸屏，則它們僅允許用戶提供輸入信號。此外，雖然諸如紅外(或更準(zhǔn)確地說，近紅外)收發(fā)信機(jī)的遠(yuǎn)程感測設(shè)備在過去已經(jīng)在一些移動設(shè)備中采用，以允許即使當(dāng)沒有與移動設(shè)備物理接觸時也檢測人類和/或物理對象的存在和/或位置，但此類感測設(shè)備是在各方面都受到限制。特別是，一些此類移動設(shè)備中的一些此類近紅外收發(fā)信機(jī)僅能檢測距離給定收發(fā)信機(jī)某個距離之內(nèi)的人類/物理對象的存在或不存在(例如，二元地檢測到人類/物理對象在距離收發(fā)信機(jī)的預(yù)定距離內(nèi)或接近于收發(fā)信機(jī))，而不能檢測相對于收發(fā)信機(jī)處于三維空間中的人類/物理對象的三維位置。而且，一些此類移動設(shè)備中的一些此類收發(fā)信機(jī)非常復(fù)雜或需要大量部件以便進(jìn)行操作，這進(jìn)而使這樣的設(shè)備變得過度昂貴。因此，出于以上原因，如果開發(fā)一種或多種適用于一個或多個類型的電子設(shè)備的5新感測設(shè)備將是有利的，其能克服一個或多個上述限制和/或一個或多個其他限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性電子設(shè)備的正視圖，其采用能夠允許感測示例性外部對象(以剪切方式部分示出)的位置的示例性錐型感測組件；圖2是圖示圖1的電子設(shè)備的示例性部件的框圖；圖3是更具體示出圖1的錐型感測組件的部件的正視立體圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的與圖1和3的感測組件不同的錐型感測組件的替代實施例的部件的正視立體圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明又一實施例的與圖1、3和4的感測組件不同的錐型感測組件的另一替代實施例的部件的正視立體圖；圖6是圖1的電子設(shè)備、感測組件以及外部對象(也以剪切方式部分示出)的側(cè)視圖，其進(jìn)一步圖示感測外部對象的位置的方式；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明至少一些實施例的感測組件(以及與其相結(jié)合操作的處理設(shè)備)的示例性操作步驟的流程圖；圖8和9是可采用圖3、4或5的錐型感測組件的兩個示例性電子設(shè)備的正視圖；圖10示出了與圖4的感測組件不同的感測組件的又一替代實施例，該感測組件不是錐型感測組件，而是采用可致使感測組件體驗與圖4的錐型感測組件體驗的操作行為類似的操作行為的透鏡；以及圖11示出了與圖1-6和8-10的感測組件不同的感測組件的另一替代實施例，其包括棱鏡/反射鏡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可接收來自多個不同的相應(yīng)光發(fā)射器的光，所述光發(fā)射器彼此間隔設(shè)置于相應(yīng)位置處并與棱鏡/反射鏡結(jié)構(gòu)的位置間隔開；圖12-14順序圖示了通過手朝向電子設(shè)備移動而執(zhí)行的推動手勢；圖15-17順序圖示了通過手橫跨電子設(shè)備移動而執(zhí)行的滑動手勢；圖18是用于檢測手勢的示例性方法；圖19是推動手勢的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖20是拉動手勢的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖21是在負(fù)χ方向上的滑動手勢的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖22是在負(fù)y方向上的滑動手勢的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖23是示出水平揮擊識別分析的曲線圖；圖M是示出用于區(qū)分水平揮擊和垂直揮擊的分析的曲線圖；圖25是在正χ方向上的滑動手勢且用柔和動作配置的手執(zhí)行的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖沈是推動手勢之后發(fā)生的懸停的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖27是傾斜手勢的強(qiáng)度對時間的示例性曲線圖；圖觀-31圖示了包括推動手勢、傾斜手勢以及滑動手勢的連續(xù)手勢；以及圖32-33圖示了可以使用偏移手勢來控制的電子設(shè)備。具體實施例方式6紅外感測組件使得能夠檢測一種或多種手勢，其中手勢是外部對象相對于電子設(shè)備移動的預(yù)定模式，該電子設(shè)備還包括與感測組件通信的處理器。這些手勢可被限定為在三維空間中執(zhí)行并可包括例如推動/拉動手勢(對象沿著ζ軸朝向或遠(yuǎn)離電子設(shè)備移動)、滑動手勢(對象在橫跨電子設(shè)備的xy平面中移動)、懸停手勢(對象靜置預(yù)定時間量)以及傾斜手勢(對象繞翻滾、俯仰或偏軸旋轉(zhuǎn))。這些手勢的檢測可用于以各種方式來控制電子設(shè)備。紅外感測組件可以各種形式配置并且包括一個或多個光發(fā)射器，所述光發(fā)射器被控制成射出向外遠(yuǎn)離電子設(shè)備的紅外光，所述紅外光將被外部對象反射；以及用于接收從(一個或多個)光發(fā)射器射出并從外部對象反射的光的一個或多個光接收器。例如，感測組件可包括至少一個光接收器以及多個光發(fā)射器，其中每個光發(fā)射器都設(shè)置成繞對應(yīng)中心傳輸軸射出遠(yuǎn)離電子設(shè)備的紅外光，其中每個中心傳輸軸都相對于其余的傳輸軸而取向不同方向。處理器控制光發(fā)射器，使得每個光發(fā)射器在外部對象以指定移動模式移動時都以多個順序時間段的每一個的相應(yīng)部分處(或在每個時間段期間同時發(fā)射，如下進(jìn)一步描述的)射出紅外光。對于每個光發(fā)射器以及對于每個順序時間段來說，生成相應(yīng)的測量信號，該測量信號指示在該時間段期間源自光發(fā)射器并在由光接收器接收之前被外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量。測量信號可被劃分成測量信號集合，且每個集合都對應(yīng)于相應(yīng)的一個光發(fā)射器且包括隨時間變化(隨多個時間段變化)的強(qiáng)度值。可分析這些集合以確定在多個時間點處的外部對象的對應(yīng)位置并檢測移動的預(yù)定模式，因為每個測量信號集合能提供與對象是否處于紅外光可到達(dá)的三維空間中的對應(yīng)部分有關(guān)的信息。然后，可基于所標(biāo)識的位置或移動的模式來控制電子設(shè)備。作為另一實例，感測組件可包括單個光發(fā)射器和多個光接收器，其中光接收器被布置成接收繞對應(yīng)中心接收軸的紅外光，其中每個中心接收軸相對于其余接收軸取向不同方向。在這種情況下，控制光發(fā)射器以在多個順序時間段的每一個期間射出光，且對于每個光接收器和對于每個時間段來說，生成對應(yīng)的測量信號，該測量信號指示在該時間段期間源自光發(fā)射器并在由光接收器接收之前被外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量。而且，測量信號可被劃分成測量信號集合，且在這種情況下，每個集合都對應(yīng)于相應(yīng)的一個光接收器且包括隨時間變化(隨多個時間段變化)的強(qiáng)度值?？煞治鲞@些集合以確定在多個時間點處的外部對象的對應(yīng)位置、檢測預(yù)定模式的移動、以及因此控制電子設(shè)備?？赡芟Ｍ承┦謩菀韵鄬τ谠诟袦y組件之上的大致中心的位置偏移的方式執(zhí)行，尤其是在感測組件鄰近顯示屏且手勢用于控制顯示屏上的指示器(諸如光標(biāo)或其他項目)的情況下。例如，可能有利的是，使用于控制顯示屏上的指示器的位置和/或取向的手勢執(zhí)行為相對于感測組件和顯示屏的一側(cè)偏離，以允許顯示屏在手勢的執(zhí)行期間保持暢通。偏移手勢解釋執(zhí)行例程可操作為檢測偏移手勢，且可通過對象的第一指定移動模式來觸發(fā)。參考圖1，示出了一種示例性電子設(shè)備102，其包括各種部件，其中包括示例性感測組件104。如圖所示，電子設(shè)備102是移動設(shè)備，諸如個人數(shù)字助理(PDA)，盡管電子設(shè)備也意在代表在本發(fā)明范圍內(nèi)包括的各種其他設(shè)備，包括例如蜂窩電話、智能電話；其他手持或便攜電子設(shè)備，諸如筆記本或膝上型計算設(shè)備、頭戴式耳機(jī)、MP3播放器以及其他便攜視頻和音頻播放器、導(dǎo)航設(shè)備(例如諸如由Olathe，Kansas的GarminInternational,Inc.售賣的導(dǎo)航儀)、觸摸屏輸入設(shè)備、筆型輸入設(shè)備、其他移動設(shè)備以及其他設(shè)備，包括可利用或受益于方向控制或基于所感測到的一個或多個外部對象的存在和位置而進(jìn)行控制的各種設(shè)備(例如電視、電話亭、ATM、自動售貨機(jī)、汽車等等)。圖1所示的電子設(shè)備102的部件當(dāng)中還包括視頻屏106、具有多個鍵的鍵盤108以及導(dǎo)航鍵組110(在這種情況下為“五元導(dǎo)航區(qū)”)。如將參考圖3進(jìn)一步詳細(xì)描述的，本實施例中的感測組件104是錐型感測組件的第一實施例，其能用于檢測電子設(shè)備102外部(以及感測組件自身的外部)的對象(或?qū)ο蠹?的存在。根據(jù)情況，所感測到的物理對象(或多個對象)可包括各種非生物對象，和/或在至少某些情況下使用電子設(shè)備(或以其他方式接近電子設(shè)備)的人類的身體的一個或多個部分，諸如人類的頭或人類的手111，如圖中(以剪切方式部分)示出的。在本實施例中，感測組件104不僅依照此類對象是否足夠接近感測組件(和/或電子設(shè)備)來檢測此類對象的存在，而且也在每個時間點檢測對象相對于三維空間中的電子設(shè)備102的三維位置。在本實施例中，感測組件104通過將一個或多個(通常為多個)紅外信號113發(fā)射到感測組件之外來操作，紅外信號113由一個或多個紅外光發(fā)射器(例如，光電發(fā)光二極管(光電LED))來生成。更具體地，光發(fā)射器可以是但不必須是近紅外光電LED，其發(fā)射約850至890納米范圍內(nèi)的波長的光。然后，部分紅外信號113被存在的對象(或一個以上的對象)反射，該對象諸如是手111，以便構(gòu)成一個或多個反射信號115。反射信號115進(jìn)而由一個或多個紅外光感測設(shè)備或光接收器(例如，光電二極管)感測到，其特別(但不必須)適于接收具有上述范圍中的波長的近紅外光。如將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，借助于采用多個光發(fā)射器或多個光接收器，可精確地確定手111相對于感測組件(且因此相對于電子設(shè)備)的三維位置。參考圖2，框示了根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備102的移動設(shè)備實現(xiàn)的示例性內(nèi)部部件200。該示例性實施例包括無線收發(fā)信機(jī)202、處理器204(例如，微處理器、微計算機(jī)、專用集成電路等)、存儲器部206、一個或多個輸出設(shè)備208以及一個或多個輸入設(shè)備210。在至少在一些實施例中，存在包括一個或多個輸出設(shè)備208和一個或多個輸入設(shè)備210的用戶接口。內(nèi)部部件200還可包括部件接口212，以提供到用于附加或增強(qiáng)功能性的輔助部件或附件的直接連接。內(nèi)部部件200優(yōu)選還包括諸如電池的電源214，用于將電力提供給其他內(nèi)部部件。如將進(jìn)一步詳細(xì)描述的，本實施例的內(nèi)部部件200還包括傳感器228，其諸如是圖1中所示的感測組件104。所有內(nèi)部部件200都可彼此耦合并通過一個或多個內(nèi)部通信線路232(例如，內(nèi)部總線)彼此通信。每個無線收發(fā)信機(jī)202都利用無線通信技術(shù)，諸如但不限于基于蜂窩的通信技術(shù)，諸如模擬通信(使用AMPQ、數(shù)字通信(使用CDMA，TDMA,GSM,iDEN,GPRS,EDGE等)以及下一代通信(使用UMTS，WCDMA,LTE,IEEE802.16等)或其變型、或?qū)Φ然蜃越M織通信技術(shù)，諸如HomeRF、藍(lán)牙和IEEE802.11(a，b，g或η)，或其他無線通信技術(shù)，諸如紅外技術(shù)。在本實施例中，無線收發(fā)信機(jī)202包括蜂窩收發(fā)信機(jī)203和無線局域網(wǎng)(WLAN)收發(fā)信機(jī)205，雖然在其他實施例中僅存在這些類型的無線收發(fā)信機(jī)中的一種(且可能不采用這些類型的無線收發(fā)信機(jī)，和/或其他類型的無線收發(fā)信機(jī))。而且，無線收發(fā)信機(jī)的數(shù)量可從零變化至任何正數(shù)，且在一些實施例中，僅存在一個無線收發(fā)信機(jī)，且此外，根據(jù)該實施例，每個無線收發(fā)信機(jī)202都可包括接收器和發(fā)射器，或僅包括那些設(shè)備中的一個或另一個。與電子設(shè)備102的其他內(nèi)部部件200中的其他結(jié)合的無線收發(fā)信機(jī)202的示例性操作可采取各種形式，并且可以包括例如以下操作，其中一旦接收到無線信號，則內(nèi)部部件檢測通信信號且發(fā)射器202解調(diào)通信信號以恢復(fù)由無線信號發(fā)射的傳入信息，諸如語音和/或數(shù)據(jù)。在從收發(fā)信機(jī)202接收到傳入信息后，處理器204為一個或多個輸出設(shè)備208格式化傳入信息。類似地，為了傳輸無線信號，處理器204格式化傳出信息，這可通過或不通過輸入設(shè)備210來激活，且將傳出信息傳送至一個或多個無線收發(fā)信機(jī)202以調(diào)制成通信信號。無線收發(fā)信機(jī)202將調(diào)制后的信號傳送至遠(yuǎn)程設(shè)備，諸如手機(jī)發(fā)射塔(celltower)或遠(yuǎn)程服務(wù)器(未示出)。根據(jù)該實施例，內(nèi)部部件200的輸入和輸出設(shè)備208、210可包括各種視覺、音頻和/或機(jī)械輸出。例如，輸出設(shè)備208可包括諸如液晶顯示器和發(fā)光二極管指示器的視覺輸出設(shè)備216；諸如揚(yáng)聲器、警報器和/或蜂鳴器的音頻輸出設(shè)備218；和/或諸如振動機(jī)構(gòu)的機(jī)械輸出設(shè)備220。除了別的之外，視覺輸出設(shè)備216可包括圖1的視頻屏106。類似地，作為實例，輸入設(shè)備210可包括諸如光學(xué)傳感器(例如相機(jī))的視覺輸入設(shè)備222；諸如麥克風(fēng)的音頻輸入設(shè)備224;以及諸如霍耳效應(yīng)傳感器、加速度計、鍵盤、小鍵盤、選擇按鈕、觸摸板、觸摸屏、電容傳感器、運動傳感器和/或開關(guān)的機(jī)械輸入設(shè)備226。除了別的之外，機(jī)械輸入設(shè)備2可以特別包括圖1的小鍵盤108和導(dǎo)航鍵組110。啟動一個或多個輸入設(shè)備210的操作可包括但不必須限于開啟電子設(shè)備、解鎖該設(shè)備、移動該設(shè)備和操作該設(shè)備。雖然內(nèi)部部件200的傳感器2至少在一些情況下可被認(rèn)為包括在輸入設(shè)備210中，但向本實施例給予一個或多個這些傳感器228的特別的重要性而獨立于輸入設(shè)備210描述了傳感器。特別是如圖所示，傳感器2可包括接近傳感器2和其他傳感器231。如將進(jìn)一步詳細(xì)描述的，除了別的之外，接近傳感器2可包括一個或多個傳感器，諸如圖1的感測組件104，通過所述傳感器，電子設(shè)備102能檢測一個或多個外部對象的存在(例如，電子設(shè)備實際上足夠接近于對象的事實)和位置，該對象包括人類身體的部分，諸如圖1的手111。通過比較，其他傳感器231可包括其他類型的傳感器，諸如加速度計、陀螺儀或可幫助標(biāo)識電子設(shè)備102的當(dāng)前位置或取向的任何其他傳感器。內(nèi)部部件200的存儲器部206可包括任何各種形式的一個或多個存儲器設(shè)備(例如，只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器等)，且可由處理器204用來存儲和檢索數(shù)據(jù)。由存儲器部206存儲的數(shù)據(jù)可包括但不限于操作系統(tǒng)、應(yīng)用以及信息數(shù)據(jù)。每個操作系統(tǒng)包括控制通信設(shè)備的基本功能的可執(zhí)行代碼，諸如各種內(nèi)部部件200當(dāng)中的交互、經(jīng)由無線收發(fā)信機(jī)202和/或部件接口212與外部設(shè)備的通信、以及將應(yīng)用和數(shù)據(jù)存儲到存儲器部206和從存儲器部206檢索應(yīng)用和數(shù)據(jù)。每個應(yīng)用包括利用操作系統(tǒng)來提供用于通信設(shè)備的更具體功能性的可執(zhí)行代碼，諸如文件系統(tǒng)服務(wù)以及處理在存儲器部206中存儲的受保護(hù)和不受保護(hù)的數(shù)據(jù)。信息數(shù)據(jù)是可以由用于執(zhí)行通信設(shè)備的功能的操作系統(tǒng)或應(yīng)用參照和/或操縱的非可執(zhí)行代碼或信息。轉(zhuǎn)向圖3，更詳細(xì)地示出了圖1的感測組件104的部件。如圖所示，感測組件104特別包括錐型殼體結(jié)構(gòu)340，其更特別地可被認(rèn)為是橫截面是圓形并分別具有從三角形頂表面348向下延伸的第一、第二和第三傾斜表面342、344和346的四面體結(jié)構(gòu)。嵌入傾斜表面342、344和346內(nèi)的分別是第一、第二和第三光發(fā)射器352、3M和356，其如上所述可以是適于射出紅外光的光電LED。第一、第二和第三光發(fā)射器352、3M和356特別以與它們相應(yīng)的傾斜表面342、344和346的方式來取向。也就是，從相應(yīng)光發(fā)射器延伸的第一、第二和第三中心傳輸軸362、364和366中的每個垂直/正交于傾斜表面342、344和346中的相應(yīng)一個。此外，第一、第二和第三中心傳輸軸362、364和366中的每個通常與從頂表面348垂直地/正交地延伸的垂直軸350偏離角度α。本實施例中的垂直軸350也垂直于視頻屏106的表面并通常垂直于其上安裝了感測組件104、視頻屏106、小鍵盤108和導(dǎo)航鍵組110的電子設(shè)備102的整個正面。如圖3中進(jìn)一步所示，錐型感測組件104還包括除光發(fā)射器352、3Μ和356(他們本身也是光電設(shè)備)之外的附加光電設(shè)備，即沿頂表面348安裝的光接收器360，且在本實施例中特別布置在該表面的中心內(nèi)(即，布置在等腰三角形表面的中心處)。如上所述，光接收器360可為適于接收紅外光的光電二極管或光電晶體管，光接收器360更特別地被布置成使其接收的中心軸與垂直軸350對準(zhǔn)。因此，當(dāng)光發(fā)射器352、3Μ和356被取向成大致繞三個中心傳輸軸362、364和366射出光時，光接收器360被取向成大致繞垂直軸350接收光。簡言之，錐型感測組件104因此可被描述為包括單個光接收器，該單個光接收器在其側(cè)面被三個光發(fā)射器圍繞，這三個光發(fā)射器在繞光接收器行進(jìn)時彼此等距間隔，且它們按照其垂直旋轉(zhuǎn)取向與光接收器的垂直旋轉(zhuǎn)取向偏移相同的角度量，其中所有這些部件都置于四面體形殼體中，而該殼體的表面對應(yīng)于光發(fā)射器和光接收器的旋轉(zhuǎn)取向。在其他情況下，可使用多個光發(fā)射器和多個光接收器兩者，例如如上所述取向的光發(fā)射器，并且使得一個和多個光接收器被取向成更好地接收從相應(yīng)光發(fā)射器射出的反射光。由于光發(fā)射器352、354、356和光接收器360的特定取向，所以一般在與中心傳輸軸362、364和366相對應(yīng)的三個不同方向上引導(dǎo)來自相應(yīng)光發(fā)射器的光(雖然可能存在相應(yīng)光發(fā)射器將光引導(dǎo)到其中的一些范圍的重疊)，當(dāng)光接收器360由于其沿著垂直軸350的中心位置和取向而可能能夠接收來自各個方向的反射光(所述各個方向可能與三個光發(fā)射器中每一個的傳輸方向部分重疊)。更具體地，因為光接收器360能接收繞垂直軸350的較大角度范圍的光，且該角度范圍比繞相應(yīng)中心傳輸軸362、364、366(相應(yīng)光發(fā)射器能將光引導(dǎo)到其中)的角度范圍大，所以在本實施例中，在假設(shè)光接收器能接收從諸如手111的對象反射回的光的情況下，可斷定整個感測組件104的操作，即使反射光可能源自三個光發(fā)射器中任何一個或多個。還如圖3中所示，上述感測組件104的部件可直接安裝在電路板368上，電路板368上還安裝了諸如部件369的其他部件。借助于感測組件104的這種直接安裝，感測組件104不必遠(yuǎn)離地突出于電子設(shè)備102的整個表面，其上設(shè)置了視頻屏106、小鍵盤108和導(dǎo)航鍵組110。在圖3所示的實施例中，感測組件104特別被示為在電子設(shè)備102的正面的上邊緣附近實現(xiàn)，該位置通常是移動電話的揚(yáng)聲器的位置。但是如下文進(jìn)一步描述的，也可將此類感測組件設(shè)置在其他位置。以下參考圖4，本發(fā)明意在包括除圖3中所示之外的多種其他錐型感測組件。例如，如圖4中所示，采用具有更常規(guī)的四邊錐型(與圖3的四面體形相比)的感測組件400。更具體地，感測組件400具有錐型殼體結(jié)構(gòu)471，其具有形成正方形周界472的四個邊，以及四個傾斜表面474，476，478和480。與圖3的感測組件104類似，感測組件400的殼體結(jié)構(gòu)471還包括頂表面482，相應(yīng)四個傾斜表面474，476，478和480中的每一個都從該頂表面482向下傾斜。對于感測組件104來說，諸如光電LED的光發(fā)射器484，486，488和490都沿傾斜表面474，476，478和480中的相應(yīng)的一個設(shè)置，且諸如光電二極管的光接收器492安裝在頂表面482上。因此，類似于感測組件104，感測組件400包括繞單個光接收器布置的多個光發(fā)射器(并與單個光接收器等距間隔)，該單個光接收器設(shè)置在光發(fā)射器之間的中心處。還如圖4中所示，光接收器492的中心接收軸與從頂表面482垂直延伸的垂直軸493對準(zhǔn)，該垂直軸493與相應(yīng)光發(fā)射器484，486，488和490的每個第一、第二、第三和第四中心傳輸軸494，496，498和499偏移角度β。在其他實施例中，一個或多個光發(fā)射器可被布置成彼此具有不同的關(guān)聯(lián)角度。因此，對于感測組件104來說，相應(yīng)光發(fā)射器484，486，488和490每一個都以與光發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)傾斜表面474，476，478，480的斜率相對應(yīng)的方式相對于垂直軸493(且因此相對于光接收器492的中心接收軸)垂直旋轉(zhuǎn)偏移。而且，對于感測組件104來說，光接收器492能接收與相應(yīng)光發(fā)射器484，486，488，490相對于它們相應(yīng)中心傳輸軸494，496，498，499發(fā)射光相比大得多的角度范圍內(nèi)的光，且感測組件400的操作可再次在假設(shè)光接收492能接收已經(jīng)由光發(fā)射器484，486，488，490中的任何一個或多個發(fā)射的從外部對象反射回的光時被斷定。接著參考圖5，示出了感測組件500的另一替代實施例。在該實施例中，感測組件500也具有錐型殼體結(jié)構(gòu)501，該殼體結(jié)構(gòu)501分別具有四個傾斜的表面502，504，506和508，每個傾斜表面都從水平頂表面510向下傾斜。但是在該實施例，感測組件500不采用在傾斜表面502，504，506和508上的光發(fā)射器，而是具有分別安裝在這些表面上的第一、第二、第三和第四光接收器512，514，516和518。此外，不是采用沿頂表面510的光接收器，而是將光發(fā)射器520沿其表面(或更具體地，凹進(jìn)該表面內(nèi))安裝。給定該設(shè)計，與圖3和4所示的實施例對比，預(yù)期從光發(fā)射器520射出的光一旦被電子設(shè)備外部的一個或多個對象(例如，手111)反射，則將被反射到光接收器512，514，516和518中的一個或多個。雖然圖3-5中未示出，但在一些情況下，光接收器360，492和512，514，516，518無需延伸到感測組件/錐型殼體結(jié)構(gòu)的最外表面，而是在以上那些光接收器上附加其他結(jié)構(gòu)，諸如提供對光接收器的保護(hù)和/或提供其他期望的光學(xué)特性的透明窗或壁。在一些此類情況下，例如，此類透明窗可構(gòu)成波導(dǎo)(或“V槽”或復(fù)合拋物面集光器(CPC)波導(dǎo))，該波導(dǎo)用于將傳入的反射光更好地引導(dǎo)到光接收器中，和/或用作用于放大目的的透鏡，從而提高增益和/或最小化局部耦合。在一些情況下，圍繞光接收器的某些表面部分可由銀或銅顏料(或其他有光澤的材料)涂覆，以便向光接收器反射紅外光。而且，在一些情況下，光接收器本身可被屏蔽(例如，電屏蔽)或可為“黑色二極管”，以減輕背景照明問題、內(nèi)反射/噪聲和/或來自感測組件的光發(fā)射器的噪聲。這些類型的特征可以用于與諸如包括單個光接收器的圖3-4的實施例的有關(guān)的實施例。此外，根據(jù)該實施例，光接收器可采取各種形式，包括例如角度分集接收器或蠅眼接收器。根據(jù)該實施例，可在光接收器和/或光發(fā)射器上采用各種過濾器以過濾掉不想要的光。例如，在一些情況下可對不同的光發(fā)射器/光接收器采用不同的過濾器，以允許不同顏色的光與不同部件關(guān)聯(lián)、由不同部件發(fā)射或由不同部件接收。圖3，4和5中示出的感測組件的每個實施例的類似之處(雖然存在不同)在于多個光發(fā)射器和/或光接收器共存(也就是，共同位于)單個或共享的小區(qū)域中，也就是，與其上意在實現(xiàn)感測組件的電子設(shè)備的整個表面尺寸相比較小的區(qū)域。此外，在至少這些實施例中，還存在僅使用一個光接收器(其中存在多個光發(fā)射器)或僅一個光發(fā)射器(其中11存在多個光接收器)的情況，雖然本發(fā)明還意在包括其中存在共存的多個光發(fā)射器和多個光接收器的其他實施例。而且，如參考圖3已經(jīng)提及的，在這些實施例中的每個中，光發(fā)射器/光接收器及其關(guān)聯(lián)的錐型殼體結(jié)構(gòu)可(但不必須)安裝在具有其他電路部件的電路板上。安裝在根據(jù)諸如圖3-5中所示的實施例的錐型殼體結(jié)構(gòu)中的共存的光發(fā)射器/光接收器在幾個方面是有益的。首先，借助于以所示方式共存的光接收和光發(fā)射設(shè)備，包括所示的(例如，相對于垂直軸350，493的)特定取向，可以使相應(yīng)感測組件允許不僅感測部對象的存在(也就是，檢測對象相對于感測組件在給定距離內(nèi)或靠近其的事實)，而且也感測相對于感測組件在三維空間中的諸如手111的外部對象的位置。實際上，這即使在圖3-5中所示的每個實施例情況下也能實現(xiàn)，如參考圖6在下文進(jìn)一步詳細(xì)討論的，僅具有一個光發(fā)射器或光接收器中的一個。此外，借助于以所示方式在錐型殼體結(jié)構(gòu)中共存的光接收和光發(fā)射設(shè)備，最終使感測組件設(shè)計得穩(wěn)健且集中(而不是分散)。因此，感測組件可能是離散結(jié)構(gòu)，其能通過相對簡單的安裝工藝與現(xiàn)有的多種不同類型的電子設(shè)備有關(guān)地實現(xiàn)，從而作為追加或售后設(shè)備。應(yīng)注意到，與由與諸如上述的感測組件相關(guān)聯(lián)的不同光發(fā)射器和光接收器進(jìn)行的光的傳輸或接收相關(guān)聯(lián)的特定角度范圍可隨實施例并根據(jù)所需目的而變化。如上所述，典型的光接收器可以具有大于光發(fā)射器的傳輸范圍(例如，20度范圍)的接收范圍(例如基于關(guān)聯(lián)的集成透鏡方案從諸如60度范圍的非常寬的范圍到較窄的范圍)。但是并不是在所有實施例中都必須是這種情況。如上所述，還應(yīng)注意到，在實踐實現(xiàn)中，可以預(yù)期，在給定的光接收器能接收光的角度范圍遠(yuǎn)大于光發(fā)射器能發(fā)送光的角度范圍的通常情況下，圖3和4的實施例可能優(yōu)于圖5的實施例，且因此將需要圖5的實施例中的光接收器的此類非常嚴(yán)重的傾斜來區(qū)別反射的光信號。而且，通常就是圖3-4的實施例那樣的，使用單個光接收器接收源自多個光發(fā)射器的反射光通常允許使用更簡單的感測電路，因為接收器電路通常比發(fā)射電路復(fù)雜。參考圖6，提供了圖1的電子設(shè)備102和手111的側(cè)視圖(再次以剪切方式示出手)，以進(jìn)一步圖示具有其共存的多個光發(fā)射器和單個光接收器的感測組件104如何能檢測手(或其一部分，例如，手指)的存在和位置。如所圖示的，當(dāng)手111存在并且位置足夠接近感測組件104時，如果不是通常(或總是)，則經(jīng)常是以下的情況，手將位于感測組件104的光發(fā)射器352，3M和356的至少兩個(如果不是所有三個)的光的傳輸范圍內(nèi)的位置處。因此，在本實例中，當(dāng)從一個以上的光發(fā)射器(例如如圖所示的光發(fā)射器352和354)發(fā)射光時，從相應(yīng)光發(fā)射器射出的光672和674以一角度到達(dá)手并被手反射回，以便分別生成對應(yīng)量的反射光676和678。給定光接收器360在光發(fā)射器352，354之間中的位置，這些量反射光676，678都到達(dá)光接收器并被光接收器感測到，如圖所示。另外參考圖7，提供了以更詳細(xì)的一個示例性方式示出操作感測組件104的部件以便確定外部對象(例如，手111)的位置的流程圖，且其中控制每個光發(fā)射器在一個或多個順序的時間段內(nèi)射出光。更具體地參考圖7，在步驟780的操作開始后，在步驟782選擇感測組件104的第一光發(fā)射器(例如，光發(fā)射器35。然后在步驟784中，啟動所選擇的光發(fā)射器以從該光發(fā)射器射出紅外光。然后，該光可以向外部對象行進(jìn)(例如，圖6中的射出的光672)，并且一旦到達(dá)外部對象，則一些光被外部對象反射(例如，如反射光676)。在步12驟786，反射光進(jìn)而被光接收器(例如光接收器360)接收到，并且光接收器對應(yīng)地將信號發(fā)送至記錄所接收到的信息的處理設(shè)備(和/或存儲設(shè)備)。在步驟788，進(jìn)一步確定是否已經(jīng)啟動了所有光發(fā)射器。如果不是這種情況，則在步驟790選擇剩余的光發(fā)射器中的另一個(例如，光發(fā)射器354)，并且然后重復(fù)步驟784、786和788(例如，使得發(fā)射了所射出的光674且由光接收器接收到反射光678)。然而，如果在步驟788確定所有光發(fā)射器都已經(jīng)啟動，則因此光接收器已經(jīng)在對應(yīng)的時間段期間接收到與由那些光發(fā)射器中的每一個射出的光有關(guān)的反射光信號，然后在步驟792，處理來自光接收器的信息以確定三維空間中的外部對象的位置。可以對來自光接收器的信號信息進(jìn)行處理以如下確定外部對象的位置。圖7中描述的示例性操作方式有效地構(gòu)成了時分復(fù)用形式，其中以串行方式一次接通和斷開各個光發(fā)射器，使得存在連續(xù)時間窗口或與不同光發(fā)射器的啟動相關(guān)聯(lián)的每個時間段的相應(yīng)部分。給定感測的外部對象的位置相對靠近發(fā)射器和光接收器，則這些連續(xù)時間窗口不僅構(gòu)成啟動不同光發(fā)射器的相應(yīng)窗口，而且也構(gòu)成射出了源自相應(yīng)光發(fā)射器處的光、被外部對象反射回且被光接收器接收到的相應(yīng)窗口。因此，從光接收器提供的指示在任何給定時間窗口期間由光接收器接收到的光強(qiáng)度/量的信號可與已知在該時間窗口期間已經(jīng)射出光的光發(fā)射器發(fā)出的光強(qiáng)度/量進(jìn)行比較，且此類比較可用作由給定的光發(fā)射器射出的由于外部對象的反射而實際返回光接收器的光的比例的測量。此類測量進(jìn)而用作外部對象與在其間傳送光的相應(yīng)光發(fā)射器和光接收器的接近度的指示。因此，在圖7中，控制光發(fā)射器，使得每個光發(fā)射器在一個或多個時間段中每一個的相應(yīng)的、非重疊部分期間射出光，且光接收器檢測測量的信號，所述信號中每一個可以基于時序而與光發(fā)射器中的對應(yīng)一個相關(guān)聯(lián)。但是，在其他情況下，光發(fā)射器可以以不同頻率(波長)或帶寬或可能不同顏色來射出光，使得可控制每個光發(fā)射器在一個或多個順序時間段的每一個期間同時射出光。在這種情況下，可提供接收器電路，以便通過頻率來電過濾所測量的信號，使得每個測量的信號都可以與光發(fā)射器中的相應(yīng)一個相關(guān)聯(lián)。當(dāng)感測組件使用由光發(fā)射器射出的不同顏色的光時用來區(qū)分所測量的信號的另一個方法包括使用光學(xué)過濾器，該光學(xué)過濾器可通過每個顏色的匹配光接收器的對應(yīng)使用來分離不同顏色波長的光。在任何情況下，為了使此類測量更精確，更具體地，可以考慮某些附加信息，或可以做出至少一個或多個假設(shè)。例如，此類測量特別在能做出與外部對象的物理反射率有關(guān)的精確假設(shè)的情況下變?yōu)楦_的接近度指示，物理發(fā)射率是通常在實踐中具有足夠高等級的某物。要考慮的附加考慮可以包括表面紋理、尺寸、形狀、致密度、材料、對象取向/方向。在此類環(huán)境下預(yù)測絕對反射水平可能有挑戰(zhàn)性，并且可能需要校準(zhǔn)過程。而且，可能希望依靠本質(zhì)上對以上因素不敏感的其他技術(shù)(諸如超聲感測)來更精確地測量對象范圍并將信息反饋給處理器以優(yōu)化感測組件性能和提高跟蹤能力。另外，光發(fā)射器和光接收器的物理位置/取向也影響測量且應(yīng)被考慮。此外，光發(fā)射器和光接收器的傳輸和接收的角度變化也應(yīng)被考慮。在這個方面中并如已經(jīng)討論的，每個光發(fā)射器都具有相應(yīng)的中心傳輸軸，且光接收器也類似地具有相應(yīng)的中心接收軸。光發(fā)射器的發(fā)射強(qiáng)度隨中心傳輸軸與傳輸?shù)膶嶋H方向之間的角度增大而改變(通過是降低)，并且同樣地，光接收器的接收能力也隨中心接收軸和接收的實際方向之間的角度增大而改變(通常是降低)。通常，這些數(shù)量隨遠(yuǎn)離傳輸或中心接收軸移動而變化的等級是與光發(fā)射器和光接收器相關(guān)聯(lián)的已知性質(zhì)。然后假設(shè)處理設(shè)備具有所有這些類型的信息或至少能依靠與這些問題有關(guān)的合理假設(shè)，從光接收器接收信號的處理設(shè)備(例如，圖2的處理器204，其也可控制光發(fā)射器的啟動)不僅能確定外部對象與紅外感測組件的距離，更特別地還能通過一種類型的三角計算(或多種類型的三角計算)來確定外部對象的三維位置。更具體地，在處理設(shè)備已經(jīng)關(guān)聯(lián)由光接收器在不同時間窗口期間(這期間多個光發(fā)射器已經(jīng)分別被啟動以發(fā)射光)指示的多個幅值(強(qiáng)度)水平后，處理設(shè)備不僅能確定每個光發(fā)射器發(fā)出的反射回光接收器的紅外光的量/強(qiáng)度，而且也能比較源自不同光發(fā)射器處的反射回光接收器的紅外光的相對量/強(qiáng)度，以便確定外部對象相對于紅外感測組件的位置。一般而言，由于反射回光接收器的紅外光的量/強(qiáng)度基于紅外光所源自的光發(fā)射器而傾向于彼此不同，所以這傾向于指示外部對象已經(jīng)移位至紅外感測組件的一側(cè)或另一側(cè)。例如，如果如圖3中所示外部對象直接處于感測組件104的前面，則由光接收器360接收到的光強(qiáng)度應(yīng)大致相同，而與啟動了哪個光發(fā)射器(例如，光發(fā)射器352，354，356中的哪一個)無關(guān)(雖然在該近距離情況下，反射信號很強(qiáng)并傾向于使接收器飽和)。因此，如果在連續(xù)地啟動三個光發(fā)射器的三個連續(xù)時間窗口的每一個期間從光接收器360接收到的信號都相同或近似相同，則這種信息的處理應(yīng)確定外部對象處于感測組件104的前面。相反，如果在與光發(fā)射器352的啟動相對應(yīng)的時間窗口期間由光接收器360提供的所接收到的光信號遠(yuǎn)高于在與光發(fā)射器3M和356的啟動相對應(yīng)的時間窗口期間由光接收器提供的所接收到的光信號，則這種信息的處理應(yīng)確定外部對象處于感測組件104的側(cè)面，且比其他兩個光發(fā)射器更靠近光發(fā)射器352。雖然關(guān)于怎樣通過三角測量確定外部對象的位置的以上描述特別預(yù)想使用與源自多個光發(fā)射器處并在單個光接收器處接收到的光有關(guān)的信息(例如，如在圖3和4中所示的紅外感測組件的實施例中的情況)，類似的處理同樣也是適用的，其中多個光接收器用于接收源自單個光發(fā)射器處的反射光的多個不同分量(例如，如在圖5所示的實施例中的情況)。在所有這些實施例中，為了在連續(xù)時間窗口期間獲得多個反射光樣本，通常假設(shè)時間窗口足夠短，使得外部對象將不可能在包括了所需所有時間窗口的整個時間期間顯著移動。而且，當(dāng)其可能是在單個時間窗口集合期間(例如，僅發(fā)生一個光電發(fā)射集合且每個光發(fā)射器僅啟動一次的情況下)的采樣足以確定外部對象的位置的情況時，也能獲取多個重復(fù)的反射光樣本并將其用于確定外部對象的位置(例如，處理設(shè)備不僅考慮了在連續(xù)時間窗口期間連續(xù)啟動每個光發(fā)射器時發(fā)生的接收到的光的多個采樣，而且也考慮了在其他時間連續(xù)啟動光發(fā)射器時接收到的光的其他采樣)。最后，盡管以上一般說明描述了怎樣將反射光信息用于確定外部對象的位置，但將理解的是，也可采用其他附加或不同處理步驟來確定或更準(zhǔn)確估計對象的位置。例如，在一些情況下，希望在對反射光強(qiáng)度進(jìn)行測量之前進(jìn)行背景光的測量(例如，如上所述在連續(xù)時間窗口之前或其間)，使得可評估背景噪聲并通過處理設(shè)備在其計算中將背景噪聲考慮在內(nèi)，和/或使得處理設(shè)備可調(diào)整光發(fā)射器和/或光接收器的操作參數(shù)，諸如增益等。在這方面中，可以考慮在2008年12月四日提交的題為“PortableElectronicDeviceHavingSelf-CalibratingProximitySensors(具有自校準(zhǔn)接近傳感器的便攜電子設(shè)備)”的美國專利申請12/344，760以及2008年12月31日提交的題為“PortableElectronicDeviceHavingDirectionalProximitySensorsBasedonDeviceOrientation(具有基于設(shè)備取向的方向接近傳感器的便攜電子設(shè)備)”的美國專利申請No.12/347，146中找到的公開，通過引用的方式將以上專利申請中的每一個并入本文中，且以上專利申請中的每一個都轉(zhuǎn)讓給與本申請相同的受益受讓人。還應(yīng)注意到，在至少一些實施例中，感測組件的操作可以被限制成考慮僅源自可用光發(fā)射器的某些子集合的反射光。在感測組件實現(xiàn)在移動電話或PDA中的一些此類實施例中，使得能夠通過從紅外跟蹤中消除源自由于位置偏移而被遮擋的感測組件的該側(cè)上的光發(fā)射器的任何信號而手跟蹤/手勢偏移至電子設(shè)備上的一側(cè)。例如，參考圖4的實施例，在確定外部對象的存在/位置時將不會考慮源自感測組件的被遮擋側(cè)上的一個光發(fā)射器的反射光(或可能不啟動光發(fā)射器來射出光)。這種操作方式是有效的，因為如果人類用戶將手放在觸摸屏上方并偏移至右側(cè)，使得手不遮擋觸摸屏的查看，則幾乎不存在來自感測組件的左側(cè)LED的反射(遠(yuǎn)離并與手的位置相反的點)，且其他三個LED用于手跟蹤，且反之亦然(結(jié)果，可以通過將手定位在該側(cè)而跟蹤手)。參考圖8和9，諸如圖3-6的感測組件104，400和500的感測組件的定位可根據(jù)實施例和/或電子設(shè)備而變化。如圖8中所示，例如，諸如感測組件400的感測組件可設(shè)置在諸如電子設(shè)備800的電子設(shè)備的正面中間的位置處。在一些此類實施例中，感測組件400可取代導(dǎo)航鍵組，使得感測組件的錐型殼體結(jié)構(gòu)不僅用于容納光發(fā)射器/光接收器，而且也用作可被按壓和/或相對于電子設(shè)備的正面傾斜/旋轉(zhuǎn)的按鈕/致動器，由此允許非手動和/或基于觸摸的控制。而且，雖然圖1和6的實施例中示出感測組件的位置，但感測組件可根據(jù)實施例而實現(xiàn)在任何給定的電子設(shè)備的任一端部或沿其任何邊緣實現(xiàn)。例如，如圖9中所示，諸如圖3-5的感測組件104，400，500可實現(xiàn)在電子設(shè)備900的另一端(例如靠近正面的底部)，而不是圖1和6中所示的那一端(例如，靠近正面頂端)。電子設(shè)備900也意在說明諸如上述任何的感測組件可以怎樣實現(xiàn)在其中整個正面都是玻璃或塑料/透明視頻屏或觸摸屏的電子設(shè)備上。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述類型的遮擋問題(例如，與手的定位有關(guān))通常不會在感測組件處于觸摸屏底部時發(fā)生，如圖9所示。雖然在此類實施例中，可能希望向更靠近電話中心的點略微傾斜感測組件(或使用透鏡實現(xiàn)此類效果)。雖然上述實施例都預(yù)想將一個或多個光接收器和光發(fā)射器沿錐型結(jié)構(gòu)的不同側(cè)壁來實現(xiàn)(或凹進(jìn)其中)，其中那些光接收器/光發(fā)射器的響應(yīng)取向都對應(yīng)于其中實現(xiàn)了那些設(shè)備的錐型結(jié)構(gòu)的相應(yīng)表面的取向，但本發(fā)明還應(yīng)理解為包括與上述實施例在某些方面不同的各種附加實施例。例如，在至少一些實施例中，光接收器/光發(fā)射器以各種設(shè)備維持與上述相同或類似的相對呈角度位置的方式被一起持有，然而沒有容納在具有如上所述的具體壁的任何特定的錐型殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)。實際上，本發(fā)明意在包括其中僅若干光接收器/光發(fā)射器彼此組裝但那些設(shè)備之間沒有設(shè)置壁或結(jié)構(gòu)的實施例。而且，上述實施例特別預(yù)想一種類型(例如，光發(fā)射器或光接收器)的多個(例如三個或三個以上)設(shè)備圍繞另一類型(例如光接收器或光發(fā)射器)的單個設(shè)備的實現(xiàn)，其中一種類型的設(shè)備在另一類型的設(shè)備周圍彼此等距間隔開，其中這一種類型的設(shè)備都與另一類型的設(shè)備等距間隔開，且其中這一種類型的設(shè)備都在它們相對于另一類型的設(shè)備的取向的取向上角度上偏移一致的角度(例如，角度α或β)，其他實施例也是可能的。例如，在一些替代實施例中，這一種類型的設(shè)備無需繞另一類型的設(shè)備彼此等距間隔開，無需都與另一類型的設(shè)備等距和/或無需都相對于另一設(shè)備在它們的取向上偏移相同量。在這個方面中，圖10中示出了感測組件1000的一種示例性替代實施例。如圖所示，在該實施例中，與圖4的感測組件400類似的感測組件1000具有在單個光接收器3M周圍間隔的四個光發(fā)射器1002。但是，與感測組件400相反，光發(fā)射器1002每一個都垂直取向，以便它們的中心傳輸軸平行于光接收器354的中心接收軸。也就是，光發(fā)射器1002根本不在它們的旋轉(zhuǎn)取向上相對于光接收器偏移。此外，其中支撐光發(fā)射器1002和光接收器1004的殼體1006不一定采用具有任何傾斜表面的錐形。雖然感測組件1000和感測組件400之間存在這些不同，但在感測組件1000另外包括提供在光發(fā)射器和光接收器頂部(或可能僅設(shè)置在那些設(shè)備中的一個或多個上)的錐形透鏡或棱鏡1008(或可能具有多個錐型形狀的透鏡)時，感測組件1000能在光發(fā)射器相對于光接收器旋轉(zhuǎn)偏移時發(fā)射光和接收反射光(由外部對象反射)，該錐形透鏡或棱鏡1008折射/彎曲所發(fā)射的離開感測組件/透鏡的光和/或折射/彎曲所接收到的入射在感測組件/透鏡上的光，使得外出和進(jìn)入感測組件的光的全部傳輸和接收以與由感測組件400經(jīng)歷的基本相同的方式進(jìn)行。在一些情況下，透鏡1008可以是用于波束彎曲的微型膜，特別是在所涉及的角度較小(例如，10至5度)且光電LED具有相對狹窄的傳輸范圍(例如，正或負(fù)30度)的情況下。雖然所示的透鏡1008具有包括遠(yuǎn)離透鏡頂端(在這種情況下，該頂端可認(rèn)為是透鏡的中心表面)傾斜的四個傾斜側(cè)面的錐型形式，但在其他實施例中，透鏡可采取與參考圖3-5描述的錐型結(jié)構(gòu)更類似的形式，其中去掉棱錐的頂端部使得存在較為寬廣的中心表面(例如，諸如頂表面348，482和510)，傾斜的表面遠(yuǎn)離該中心表面傾斜。本發(fā)明還意在包括特別適用于實現(xiàn)為某些類型的電子設(shè)備的感測組件的附加實施例。特別參考圖11，示出了另一感測組件1100，其由在某些類型的電子設(shè)備(例如，包括圖9的電子設(shè)備900)中常見的玻璃(或透明塑料)視頻屏或觸摸屏1102來實現(xiàn)。如圖所示，在圖11的實施例中，感測組件1100包括四個收發(fā)信機(jī)1104，每個收發(fā)信機(jī)1104都包括相應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器，并且相應(yīng)的收發(fā)信機(jī)分別位于屏幕1102的四個邊緣中的每一個的中點處。還如圖中所示，感測組件1100還包括錐型結(jié)構(gòu)1114，其形成為屏幕1102的一部分(或位于其下)。錐型結(jié)構(gòu)1114包括從正方形頂(水平)表面1106的四個側(cè)面延伸的四個傾斜表面1108，其中每個傾斜表面都從頂表面朝屏幕1102的相應(yīng)邊緣中的一個向下傾斜。圖11的感測組件1100如下操作。在第一操作方式中，從相應(yīng)收發(fā)信機(jī)1104的每個光發(fā)射器經(jīng)由相應(yīng)的光波導(dǎo)1110穿過屏幕1102(或位于屏幕下且平行于其表面)向最靠近該相應(yīng)收發(fā)信機(jī)的一個傾斜表面1108發(fā)射光。一旦到達(dá)傾斜表面時，則根據(jù)傾斜表面1108的斜率，從感測組件1100(且因此從實現(xiàn)了感測組件1100的電子設(shè)備)以各種角度向外反射光，從而使光傳輸集中在相應(yīng)中心傳輸軸1112周圍。因此，發(fā)射的光從感測組件1100發(fā)出的方式與如圖4中所示的從沿錐型結(jié)構(gòu)的側(cè)面布置的光發(fā)射器直接射出光的方式相同。在繞中心傳輸軸1112射出光后，其然后可被諸如圖1的手111的外部對象反射回。反射光的一部分最終由與相應(yīng)收發(fā)信機(jī)1104相關(guān)聯(lián)的一個或多個光接收器接收，且由此感測到反射光。16感測組件1100的其他變型也是可能的。例如，在一個替代實施例中，錐型結(jié)構(gòu)1114的傾斜表面1108不反射要發(fā)射到感測組件之外的光，而是意在將傳入的反射光反射回收發(fā)信機(jī)1104，在收發(fā)信機(jī)1104處設(shè)置相應(yīng)光接收器。在此類實施例中，收發(fā)信機(jī)1104的光發(fā)射器可被配置成在收發(fā)信機(jī)的位置處直接向外發(fā)射光(例如，垂直于屏幕1102的表面)，而該光進(jìn)而由外部對象部分或全部反射回錐型結(jié)構(gòu)1114。在另一替代實施例中，沒有采用每一個具有相應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器的四個收發(fā)信機(jī)，而是僅將四個光發(fā)射器或四個光接收器提供在圖11所示的收發(fā)信機(jī)1104的位置處。在此類實施例中，在四個光發(fā)射器位于屏幕1102的邊緣處的情況下，一個光接收器可沿錐型結(jié)構(gòu)的頂表面設(shè)置，并且在四個光接收器可位于屏幕的邊緣處的情況下，一個光發(fā)射器可沿棱錐型部分的頂表面設(shè)置。結(jié)合圖11在上文說明的每個實施例特別有利，因為它們允許使用諸如錐型結(jié)構(gòu)1114的錐型結(jié)構(gòu)，該錐型結(jié)構(gòu)的高度遠(yuǎn)小于上述感測組件104，400，500的錐型結(jié)構(gòu)。因此，無需(或幾乎不需要)從電子設(shè)備的表面向外突出的殼體結(jié)構(gòu)。此外，錐型結(jié)構(gòu)1114可以是透明的，且因此在外觀上基本與屏幕1102的其余部分相同。因此，使用諸如結(jié)構(gòu)1114的此類錐型結(jié)構(gòu)可特別有利地用于希望設(shè)備的正面是較大的平板視頻屏或觸摸屏且不被視頻屏或觸摸屏不能顯示信息的凸起或區(qū)域中斷的電子設(shè)備中。相對于圖10-11的感測組件的實施例應(yīng)注意的是，即使所采用的結(jié)構(gòu)在某些程度上不同于圖1-6中所示的結(jié)構(gòu)，但這些實施例中的每一個仍然可以如參考圖7描述的基本上相同的方式來操作。此外，雖然圖10的透鏡1008和圖11的錐型結(jié)構(gòu)1114是四個面的錐型結(jié)構(gòu)，但在其他實施例中，也可采用其他錐型結(jié)構(gòu)(例如，四面體結(jié)構(gòu))。在一些情況下，錐結(jié)構(gòu)不是必需的，因為光反射器和/或光接收器可適當(dāng)傾斜，使得光在期望的方向上射出。盡管已經(jīng)在上文進(jìn)行了討論，但本發(fā)明意在也包括各種其他實施例。例如，在一些其他實施例中，僅有兩個光發(fā)射器(和一個或多個光接收器)或僅有兩個光接收器(和一個或多個光發(fā)射器)。在其他實施例中，存在四個以上的光發(fā)射器(和一個或多個光接收器)，或四個以上的光接收器(和一個或多個光發(fā)射器)。而且，盡管在本發(fā)明的多個實施例中感測組件意在以固定/靜止方式安裝到電子設(shè)備，這是有利的，因為此類安裝方式可容易實現(xiàn)而不需要很多復(fù)雜的部件，但是在一些其他實施例中，可以以可傾斜、旋轉(zhuǎn)或可轉(zhuǎn)移的方式將感測組件安裝到電子設(shè)備上，以允許感測組件相對于電子設(shè)備的其余部分傾斜、旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)移(通常，此類傾斜、旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)移本質(zhì)上是受到限制的，例如如上所述的感測組件取代導(dǎo)航鍵組的示例)。此外，盡管在例如圖3和4的實施例的上述一些實施例中光接收器(光電二極管)放置在錐型結(jié)構(gòu)內(nèi)部(例如，位于該結(jié)構(gòu)的中心處)，但是在替代實施例中，光接收器(光電二極管)可位于錐型結(jié)構(gòu)的頂部或外部或其中心。此外，雖然上述實施例預(yù)想在給定的電子設(shè)備上實現(xiàn)單個紅外感測組件，但在一些其他實施例中還可以在給定電子設(shè)備上實現(xiàn)多個紅外感測組件。例如，在電子設(shè)備的一些實施例中，可采用位于電子設(shè)備的外表面的相對徑向上的兩個感測組件，以便允許檢測電子設(shè)備兩側(cè)上的外部對象的存在和位置。此外，雖然上文描述了特定的四面體和四個面的錐結(jié)構(gòu)，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明還包括采用具有多個傾斜表面等的類似結(jié)構(gòu)的其他實施例。此外，盡管以上參考某些實施例描述了使用透鏡/錐結(jié)構(gòu)用于彎曲/折射光的目的，但是光的彎曲/折射也可通過在傾斜封裝中設(shè)置光學(xué)二極管或向其附接傾斜透鏡來實現(xiàn)(實際上，在一些情況下，用作光發(fā)射器或光接收器的紅外光電LED或光電二極管將由廠商制造為具有此類傾斜特征，除了別的之外，其例如可稱為“頂部射擊”、“側(cè)面射擊”或“傾斜射擊”等等)。而且，盡管在上述實施例中預(yù)想感測組件將結(jié)合電子設(shè)備或其他設(shè)備來實現(xiàn)，其中電子設(shè)備或其他設(shè)備將包括處理器和/或適于控制感測組件的光反射器的啟動、適于接收指示由光接收器反射的光的接收的信號以及適于基于那些接收到的信號來確定外部對象的存在和位置的其他設(shè)備，但是在其他實施例中感測組件本身將可以包括處理器和/或適于允許感測組件根據(jù)控制其光發(fā)射器的啟動、監(jiān)視其光接收器的操作、進(jìn)行存在/位置確定和將此類存在/位置信息傳送至其他外部設(shè)備而通過其本身進(jìn)行操作的其他部件(例如，存儲器設(shè)備、電池/電源設(shè)備和輸入/輸出端子等)。在一些此類實施例中，感測組件本身具有適于允許感測組件經(jīng)由有線或無線網(wǎng)絡(luò)(包括通過互聯(lián)網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò))與遠(yuǎn)程設(shè)備通信的一個或多個端子/端口/接口。本發(fā)明的實施例允許具備適當(dāng)感測組件的電子設(shè)備基于獲得的與外部對象的存在和位置有關(guān)的信息來實現(xiàn)有益的操作方式。例如，在諸如蜂窩電話的一些電子設(shè)備中，對人類用戶的電話的存在和位置感興趣并將其用于管理或影響電話的一個或多個操作。首先，使用諸如上述的感測組件的感測組件可以允許移動電話檢測人類用戶的手或耳是否接近電話的右側(cè)或電話的左側(cè)，且由此允許對電話操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。還例如，可基于所感測到的人類用戶的頭的位置而自動調(diào)整電話揚(yáng)聲器的音量。在將電話上方的手置于/跟蹤偏移至電話的左側(cè)或右側(cè)時，諸如上述的感測組件的感測組件也可使得能夠不被遮擋地跟蹤移動。還例如，通過使用諸如上述的一種或多種感測組件，可以使得電子設(shè)備能夠感測并識別表示用戶選擇或命令的手勢。在這方面中，還例如，感測到的在電子設(shè)備正面上方的人類用戶的手指的移動可表示由人類用戶做出的命令，該命令使在電子設(shè)備上顯示的圖像或內(nèi)容暫停/中止(例如，以促進(jìn)發(fā)送或共享該圖像/內(nèi)容)、改變、釋放/選擇(例如，翻過一頁信息，使得顯示另一頁信息)、共享等，或使在屏幕上顯示的光標(biāo)移動(例如，諸如經(jīng)常由“鼠標(biāo)”提供的命令)，或修改與圖像(例如，地圖或照片)有關(guān)的縮放水平或平移設(shè)置。以此方式，此類紅外手勢用作觸摸屏的替換，其中用戶不必實際觸摸電子設(shè)備的表面來執(zhí)行命令(雖然該系統(tǒng)仍可能以當(dāng)確實發(fā)生觸摸時也允許識別命令的方式來實現(xiàn))。通過消除對觸摸屏幕的需要，可減少潛在與觸摸相關(guān)聯(lián)的缺陷(例如，視頻顯示屏的指紋和其他污跡或細(xì)菌傳播)。在一些情況下，通過電子設(shè)備的感測組件感測到的不同的手移動或重復(fù)的手移動可被理解為構(gòu)成選擇特定可變操作特性的第一命令(例如，出現(xiàn)在電子設(shè)備的視頻屏上的音量控制圖標(biāo))，和第一命令之后的修改可變操作特性的設(shè)置的第二命令(例如，將音量設(shè)置成特定水平)。特別是在這個方面中，例如，因為上述類型的紅外感測組件能檢測跨越組件的移動(例如，水平xy平面的移動)以及朝向組件或遠(yuǎn)離組件的移動(例如，垂直的ζ軸移動)，所以水平面手勢之后可以是垂直軸手勢作為特定命令的指示。還例如，使用此類手勢，當(dāng)垂直手勢可實際上造成音量(或縮放)被調(diào)整至期望水平時，水平手勢可促成使音量(或縮放)調(diào)整器圖標(biāo)變得可用。替代地，在預(yù)計行多個重復(fù)的手移動的情況下，發(fā)生第二或連續(xù)的手移動的失敗可被解釋為應(yīng)當(dāng)采取某個其他動作的命令(例如，使光標(biāo)或圖像回到中心位置或以其他方式再定位)。包括多個上述考慮的操作的一個示例將如下。假設(shè)用戶將手置于觸摸屏以上約六英寸的位置并置于蜂窩電話的右側(cè)，該蜂窩電話上設(shè)置了紅外感測組件。在這種情況下，電話會通過與手的位置相對應(yīng)地將光標(biāo)置于觸摸屏的右側(cè)邊緣上而立即進(jìn)行響應(yīng)。但是，假設(shè)用戶的手在該位置處保持靜止一秒，則電話會進(jìn)一步將光標(biāo)再集中/映射至觸摸屏的中央(對應(yīng)于電話右側(cè)附近的手)。如上所述，給定將手置于電話右側(cè)上，電話會通過操作感測組件來對手進(jìn)行跟蹤，使得僅考慮光發(fā)射器中的某些光發(fā)射器(例如，由圖4的感測組件的四個光發(fā)射器中的三個光發(fā)射器)而不是指向電話左側(cè)的光發(fā)射器生成的反射光的某些部分。一旦用戶完成了感興趣的操作(例如，平移或縮放)，則用戶的手會再次保持靜止，且這將表示應(yīng)暫停/中止當(dāng)前圖像。在一些實施例中，電子設(shè)備的現(xiàn)有其他傳感器(例如，能檢測導(dǎo)航鍵組的物理敲擊的加速度計)的操作可與諸如上述的紅外感測組件的操作協(xié)調(diào)。實際上，根據(jù)該實施例，除了紅外感測組件之外的各種其他傳感器都可用于檢測導(dǎo)航操作模式的命令和/或因此調(diào)整由紅外傳感操作模式和基于觸摸操作模式之間切換的紅外范圍。例如，在一些實施例中，其中感測組件被實現(xiàn)為導(dǎo)航鍵組，可通過感測組件上方的手勢(沒有觸摸感測組件)來實現(xiàn)導(dǎo)航，接著按壓導(dǎo)航設(shè)備的中心來實現(xiàn)選擇。在此類情況下，紅外接收將從最高水平(手指位于感測組件附近)降至最低水平(手指全部遮擋接收)，且此類最大到最小的發(fā)生將被解釋為構(gòu)成選擇輸入。替代地，例如，由另一傳感器感測到的輕敲可然后使電子設(shè)備預(yù)期即將進(jìn)行的將經(jīng)由紅外感測組件感測到的用戶命令。而且，在一些情況下，諸如手指直接沿感測組件滑動(包括觸摸)的外部對象的滑動可被認(rèn)為是命令。實現(xiàn)諸如上述的感測組件的電子設(shè)備也可用于其他上下文中。例如，實現(xiàn)感測組件的電子設(shè)備可被操作成識別表面(例如，桌面)與電子設(shè)備的接近，使得電子設(shè)備在位于表面上并在其上移動時可被用作鼠標(biāo)。有關(guān)地，通過感測人類用戶的手相對于電子設(shè)備上的紅外感測組件的位置/傾斜，也可將鼠標(biāo)型命令提供給電子設(shè)備。在此類應(yīng)用中，特別期望利用具有窄傳輸角范圍的光發(fā)射器以允許在檢測用戶的手的傾斜中的高靈敏度。而且，在一些實施例中，可基于與外部對象的位置有關(guān)的感測到的信息來控制感測組件本身的操作。例如，在一些情況下，可基于用戶的接近來修改采樣率(例如，用以啟動諸如感測組件104的感測組件的各種光發(fā)射器來射出光的頻率)，以便基于用戶的接近來調(diào)整位置檢測的靈敏度。實際上，盡管參考圖7描述的操作方式預(yù)想將順序而不是同時啟動給定的感測組件的不同光發(fā)射器，但是在一些情況下，可能期望同時啟動所有光發(fā)射器以增加由感測組件射出的光的整體強(qiáng)度，這可增加使光反射回光接收器的反射光的總量，且由此使得可以即使在對象非常遠(yuǎn)離感測組件的情況下也能夠感測到外部對象的接近。例如，感測組件的接近檢測的范圍可從六英寸(其中順序啟動光發(fā)射器)增加至二英尺(其中同時啟動所有光發(fā)射器)，這可被稱為“超范圍接近檢測”。更具體地，對于手勢的檢測來說，諸如感測組件104，400或500的感測組件結(jié)合諸如處理器204的處理器可用于檢測一個或多個不同的基礎(chǔ)手勢，其中每個手勢都是外部對象(諸如用戶的手或拇指或手指)相對于電子設(shè)備的預(yù)限定移動，且可用于基于所檢測到的手勢來控制電子設(shè)備的操作。電子設(shè)備的操作還可基于在手勢期間處于不同時間的對象的位置的確定。感測組件和處理器可檢測感測組件周圍的三維空間中的對象的存在和移動，且因此各種不同的手勢可被限定為在該三維空間中的移動，而不是在一維或二維空間中的移動。要被檢測的各種預(yù)限定的基礎(chǔ)手勢例如可包括推動/拉動手勢(ζ軸負(fù)向或正向上的移動)、滑動手勢(xy平面上的移動)、懸停手勢(靜止放置)以及傾斜手勢(外部對象繞對應(yīng)俯仰、翻滾或偏軸的旋轉(zhuǎn))以及這四種基礎(chǔ)手勢的不同組合。感測組件和處理器可操作成運行特定例程來檢測這些手勢中的對應(yīng)手勢，和/或檢測和區(qū)分兩種或多種預(yù)限定手勢。每個預(yù)限定手勢(包括組合手勢)都可與電子設(shè)備的相應(yīng)預(yù)定控制操作相關(guān)聯(lián)。在一些情況下，可使用在對應(yīng)的手勢時間的確定的對象位置，諸如控制控制操作的特定設(shè)置。如上所述，手勢可被限定成以非觸摸方式執(zhí)行(即，不觸摸電子設(shè)備的顯示屏等)，雖然一些可能包括對電子設(shè)備的觸摸。此外，手勢可被限定成具有預(yù)限定的開始或結(jié)束位置，或相對于電子設(shè)備或感測組件的其他取向。例如，某些手勢可被限定成以相對于顯示屏“偏移”的方式執(zhí)行，以便使顯示屏保持不因?qū)ο蟮囊苿佣徽趽?。對于預(yù)限定手勢的示例來說，圖12-14順序圖示了通過對象(在這種情況下是用戶的手111)朝向具有諸如感測組件400的感測組件的電子設(shè)備1200(例如移動設(shè)備)移動而執(zhí)行的推動手勢。更具體而言，使用所示的三維(3D)坐標(biāo)系統(tǒng)，推動手勢可被限定為對象在負(fù)ζ軸方向上從如圖12所示的第一位置至諸如圖14所示的更靠近感測組件400的第二位置的移動。在這種情況下，用戶的手被示出為通常位于感測組件400上方的中心處，雖然這對于推動手勢的檢測不是必需的。類似地，推動手勢可被限定為對象在正ζ軸方向上從靠近感測組件的第一位置至遠(yuǎn)離感測組件的第二位置的移動。如上所述，ζ方向計算例程可用于確定在推動或拉動手勢的一個或多個時間段期間在對象和電子設(shè)備之間的近似距離。通常，滑動或揮動手勢可被限定為對象在已限定平面內(nèi)跨越電子設(shè)備的移動，且優(yōu)選在通常距電子設(shè)備(通常在其上方)一恒定距離處。例如，圖15-17順序圖示了通過用戶的手111在xy平面上以及在負(fù)χ方向上(如箭頭1502所指示的)從電子設(shè)備1200的第一側(cè)1504跨越電子設(shè)備，且優(yōu)選跨越感測組件400至電子設(shè)備1200的第二側(cè)1506的移動而執(zhí)行的一側(cè)到另一側(cè)的滑動手勢。類似地，從頂部到底部(或從底部到頂部)的滑動手勢可通過對象跨越感測設(shè)備諸如從電子設(shè)備的頂側(cè)在負(fù)y方向上到電子設(shè)備的底側(cè)的移動或在正y方向上從底側(cè)到頂側(cè)的移動來限定。還可以限定在所限定的xy平面在指定方向上發(fā)生的各種其他滑動手勢。部分滑動手勢可被限定為僅部分跨越電子設(shè)備延伸的移動?？稍诨瑒邮謩莸牟煌瑫r間段確定對象相對于電子設(shè)備的大致xy位置。懸停手勢可被限定為對象(諸如面向下的手)在某一時間段內(nèi)(諸如一或兩秒)沒有發(fā)生移動。遮擋手勢可被限定為懸停手勢的特殊情況，諸如諸如彎曲成蓋狀的手的對象觸摸電子設(shè)備且基本上遮擋了感測組件。傾斜手勢可被限定為諸如手的對象繞翻滾軸(X軸)、偏軸(y軸)或俯仰軸(ζ軸)的旋轉(zhuǎn)。諸如俯沖或突降手勢的組合手勢可被限定為推動手勢后立即進(jìn)行傾斜手勢。例如，俯沖手勢可通過用手指靠近感測組件移動的諸如手的對象最初大致朝向電子設(shè)備延伸(ζ方向上的推動手勢)且然后改變成使手指大致平行于電子設(shè)備延伸(經(jīng)由諸如圍繞平行于χ軸的軸的傾斜手勢在xy平面中進(jìn)行)來限定。某些手勢可被限定成通過處于特定的手或手指配置的手來執(zhí)行，且感測組件和處理器還操作成在某些情況下結(jié)合預(yù)限定的手勢來檢測特定的手配置。例如，一種此類手勢可以是由面向感測組件的手掌側(cè)面和兩個延伸的手指(諸如處于和平標(biāo)志配置)來執(zhí)行。也可限定各種其他手勢和手配置?；旧?，為了檢測手勢，由處理器來控制感測組件的一個或多個光發(fā)射器以在執(zhí)行手勢的順序時間段內(nèi)射出光，且感測組件的一個或多個光接收器接收從對應(yīng)光發(fā)射器射出且然后被對象反射(在被光接收器接收之前)的任何光，從而生成測量信號。優(yōu)選地包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理器從一個或多個光接收器接收這些測量信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，諸如10比特的數(shù)字測量信號。然后，處理器分析隨時間變化的所有或一部分的這些數(shù)字測量信號，以檢測預(yù)限定的手勢，且可能確定特定手配置，且可能確定在手勢的一個或多個對應(yīng)時間期間的對象的一個或多個相對位置或取向?？赏ㄟ^確定測量信號集合、或者修改或計算的信號集合中的一個或多個的具體模式或特征來實現(xiàn)分析。在一些情況下，測量信號集合中的檢測到的模式或特征的時序可與其他測量信號集合中的檢測到的模式或特征的時序進(jìn)行比較。在一些情況下，可確定檢測到的模式或特征沿ζ軸的距離、xy位置和/或幅值。也可執(zhí)行其他數(shù)據(jù)操縱。可獨立檢測或以預(yù)限定組合來檢測預(yù)限定基礎(chǔ)手勢，從而允許對電子設(shè)備進(jìn)行直觀并復(fù)雜的控制。圖18是用于檢測預(yù)限定基礎(chǔ)手勢的示例性方法，并且可與如上述感測組件中的任何一個的感測組件一起使用，包括具有多個光發(fā)射器和至少一個光接收器的感測組件，或具有多個光接收器和至少一個光發(fā)射器的感測組件，或具有多個收發(fā)信機(jī)(具有或不具有錐結(jié)構(gòu))的感測組件。在如上所述圍繞單個光接收器的多個光發(fā)射器的情況下，每個光發(fā)射器被取向為使得其繞對應(yīng)中心傳輸軸射出向外遠(yuǎn)離電子設(shè)備的紅外光，且每個中心傳輸軸都相對于感測組件和電子設(shè)備在不同方向上延伸。以此方式，射出的紅外光可以到達(dá)與電子設(shè)備相鄰的大部分容積，以在該容積中跟蹤對象的移動。類似地，能夠利用具有可以圍繞單個光發(fā)射器的多個光接收器或利用具有多個收發(fā)信機(jī)(其中每個收發(fā)信機(jī)基本包括與光接收器共存的光發(fā)射器)的感測組件來跟蹤對象的移動。特別是，該示例性方法開始于步驟1800，該步驟是用于指示應(yīng)當(dāng)開始手勢檢測例程的發(fā)起?？梢远喾N方式來實現(xiàn)該發(fā)起，諸如當(dāng)用戶發(fā)動或關(guān)注于電子設(shè)備上的特定應(yīng)用、應(yīng)用的特定部分或步驟或當(dāng)用戶指示應(yīng)當(dāng)使用電子設(shè)備的各種輸入設(shè)備中的一種以預(yù)定方式發(fā)起手勢檢測時，或通過這些步驟的組合。處理器能獨立或同時執(zhí)行各種手勢檢測例程。在步驟1802，處理器控制光發(fā)射器以控制由光發(fā)射器射出的紅外光的時序和強(qiáng)度。例如，如果感測組件包括單個光發(fā)射器，則光發(fā)射器被控制成在外部對象以指定的移動模式移動的多個順序時間段的每一個期間射出光。如果感測組件包括多個光發(fā)射器，則每一個光發(fā)射器被配置成在外部對象以指定的移動模式移動的多個順序時間段的每一個的相應(yīng)、非重疊、部分期間射出光。以此方式，由光接收器生成的每個測量信號可與光發(fā)射器中的相應(yīng)一個相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地選擇時間段的長度以使在該時間段期間對象的移動量與對象完成手勢的總移動量相比是可忽略不計的。在如上所述的一些情況下，每個光發(fā)射器可以不同頻率(波長)、或帶寬來射出光，且然后這些光發(fā)射器可被控制成在每個時間段期間同時發(fā)射光。同時發(fā)射的光發(fā)射器的益處是提高了速度。在步驟1804，由光接收器來生成指示接收到的光的強(qiáng)度的測量信號。例如，假設(shè)感測組件包括多個光發(fā)射器和至少一個光接收器，則對于每個光發(fā)射器和對于每個時間段來說，對應(yīng)的測量信號可由光接收器生成，該對應(yīng)的測量信號指示在對應(yīng)時間段期間源自對應(yīng)光發(fā)射器并在被光接收器接收之前被外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量。如果光發(fā)射器同時發(fā)射光，則可諸如通過頻率過濾等來對測量信號進(jìn)行解碼，以便辨別那些信號源自不同光發(fā)射器中的每一個。這還可通過使用多個光接收器來實現(xiàn)。在另一示例中，其中感測組件包括多個光接收器和至少一個光發(fā)射器，對于多個光接收器中每一個和多個順序時間段中的每一個來說，可生成對應(yīng)的測量信號，該對應(yīng)的測量信號指示在對應(yīng)時間段期間源自發(fā)射器并在被對應(yīng)光接收器接收之前被外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量。如上所述，可控制所射出的紅外光的強(qiáng)度以確保光接收器不飽和，使得測量信號提供有用的信息。測量信號優(yōu)選地通過A/D轉(zhuǎn)換器來數(shù)字化，以提供數(shù)字測量信號集合，且每個數(shù)字測量信號集合對應(yīng)于相應(yīng)的光發(fā)射器(諸如多個光發(fā)射器和單個光接收器的情況)或相應(yīng)的光接收器(諸如多個光接收器和單個光發(fā)射器的情況)。也可將在對應(yīng)的光發(fā)射器不射出光時獲得的非零值考慮在內(nèi)而校正數(shù)字信號。這要求在沒有光發(fā)射器發(fā)射時獲取一個或多個測量信號且將該值從數(shù)字信號中減去以產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)字信號值。例如，假設(shè)使用諸如圖4中所示的感測組件400的感測組件，其包括被四個光發(fā)射器484，486，488和490圍繞的單個光接收器492，最初，在沒有光發(fā)射器發(fā)射時可從光接收器492獲得背景讀數(shù)，且并且然后可一次起動一個光發(fā)射器，并獲得與一個時間段相對應(yīng)的四個對應(yīng)的測量強(qiáng)度信號或讀數(shù)。可通過減去背景讀數(shù)來補(bǔ)償這四個讀數(shù)，且對于每一個后續(xù)時間段內(nèi)都可以重復(fù)該過程。為了在整個可能的對象位置的范圍內(nèi)獲得有意義的測量，可實現(xiàn)自動功率控制方案，以在步驟1802中控制射出的紅外光的強(qiáng)度，從而避免光接收器的飽和。以下描述再次假設(shè)使用如圖4中所示的感測組件400，即，具有多個發(fā)射器和單個光接收器的感測組件，但是也可對其他感測組件的實施例應(yīng)用類似的操作。基本上，該功率控制方案通過在至少一個時間段期間利用以各種功率設(shè)置中的一種操作的光發(fā)射器獲得對應(yīng)的測量信號并且檢查在該時間段期間光接收器沒有在最大輸出范圍時產(chǎn)生信號來操作。例如，可對光發(fā)射器采用三個不同的功率設(shè)置高設(shè)置、中設(shè)置和低設(shè)置。與每個光發(fā)射器相對應(yīng)的來自光接收器的相應(yīng)測量信號首先利用光發(fā)射器獲得，該光發(fā)射器被控制成在一個時間段期間以高設(shè)置來射出光(其中，如果光發(fā)射器以相同頻率或帶寬射出光的話，則光發(fā)射器可被控制成在該時間段的相應(yīng)部分射出光，且如果光發(fā)射器以不同頻率或不同帶寬射出光的話，則光發(fā)射器可被控制成在該時間段期間同時射出光)。如果測量信號指示沒有飽和，則這些信號用于與該時間段相對應(yīng)的后續(xù)計算。如果與高設(shè)置相對應(yīng)的測量信號飽和，則以中設(shè)置進(jìn)行后續(xù)時間段中的附加測量。如果與中設(shè)置相對應(yīng)的測量信號沒有飽和，則這些信號用于后續(xù)計算。如果與中設(shè)置相對應(yīng)的測量信號指示光接收器飽和，則在后續(xù)時間段中以低功率設(shè)置進(jìn)行附加測量，且這些測量用于后續(xù)計算。當(dāng)光接收器完全被處于感測組件的表面處的對象遮擋時，設(shè)定低功率設(shè)置以產(chǎn)生僅低于飽和的測量信號。對于需要檢測手勢的每個時間段中可以重復(fù)這個過程。如上所述，測量數(shù)字信號是對反射的紅外光的強(qiáng)度的測量?？梢赃x擇功率水平以22在這些水平之間提供某個重疊，使得來自不同功率水平的測量信號可被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)度，使得它們可組合在一起成為連續(xù)曲線。例如，可采取重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)(諸如對應(yīng)于若干推動或拉動手勢)并執(zhí)行曲線擬合。在一個示例中，獲得以下等式，用于將在各個功率水平下獲得的測量轉(zhuǎn)換為由I表示的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度標(biāo)度I一Ip0WerLevel=highI=12*IPowerLevel=medium+38_9]I=128*IP。werLevel=1。w+3911以上述方式，可獲得測量信號集合，該測量信號集合提供了與在不同方向上射出光的不同光發(fā)射器相對應(yīng)的或與從不同方向接收光的不同光接收器相對應(yīng)的隨時間變化的強(qiáng)度值。每個數(shù)字測量信號集合可提供關(guān)于在相對于感測組件以及與相應(yīng)光發(fā)射器或光接收器相對應(yīng)的相應(yīng)容積中的對象的存在和不存在相關(guān)信息。在步驟1806，評估一個或多個測量信號集合以檢測預(yù)限定手勢以及確定在該手勢期間在不同時間的對象的對應(yīng)位置。例如，如下文進(jìn)一步描述的，可搜尋測量信號集合的具體特征且可將這種特征的時序與一個或多個其他測量信號集合中的對應(yīng)特征進(jìn)行比較以檢測手勢。而且，還如下文所述，一個或多個測量信號集合或其部分可以以指定的方式組合并被評估，以便提取與手勢的發(fā)生有關(guān)的相關(guān)信息。在步驟1807，進(jìn)行關(guān)于是否已經(jīng)檢測到手勢的確定。如果檢測到，則處理進(jìn)行至步驟1808，并且如果沒有檢測到，則處理進(jìn)行至步驟1809。在步驟1809，為用戶生成用于重復(fù)該手勢的請求，且然后處理進(jìn)行至1802。在步驟1808，響應(yīng)于所檢測到的手勢來控制電子設(shè)備的操作，諸如通過控制電子設(shè)備的具體功能或控制對在電子設(shè)備上存儲的內(nèi)容的選擇。各種預(yù)限定手勢每一個都可與各種電子設(shè)備操作中的任一種相關(guān)聯(lián)，雖然是優(yōu)選的，但是預(yù)限定手勢每一個都能以直觀的方式來控制電子設(shè)備的操作或動作。例如，推動手勢的檢測可用于減少或限制功能，諸如降低音樂播放器的音量，或?qū)﹄娮釉O(shè)備的相機(jī)特征進(jìn)行縮放操作，其中電子設(shè)備在指定時間點與對象的距離可與將要改變的音量或縮放操作的量有關(guān)。類似地，拉動手勢可用于對應(yīng)地增加功能。推動和拉動手勢還可用于通過層疊菜單、圖片或用于選擇的其他項目進(jìn)行導(dǎo)航。作為另一實例，在顯示屏上從頂部到底部的滑動手勢可以表示清除或關(guān)閉應(yīng)用，而從顯示屏的一側(cè)到另一側(cè)的滑動手勢可指示卷動功能等，其中對象在滑動手勢期間的相對xy位置被關(guān)聯(lián)至電子設(shè)備顯示屏上的光標(biāo)的位置。懸停手勢(尤其是與用于定位一個項目的其他手勢聯(lián)合的懸停手勢)可意指在已經(jīng)對其定位之后的項目進(jìn)行選擇，諸如對具體文件、圖像、歌曲或其他項目的選擇。例如，繞y軸的傾斜手勢可表示電子書或相冊的頁面翻轉(zhuǎn)。有利地，具體手勢(包括具體組合手勢)可用于以非觸摸方式簡單地且快捷地選擇在電子設(shè)備的顯示屏上顯示的一個或多個項目。因為預(yù)限定手勢在三維空間中是可檢測的，所以這允許項目(諸如聯(lián)系人或圖片)的顯示或各種菜單以準(zhǔn)三維方式布置在電子設(shè)備的顯示屏上。具體項目是可通過使用一個或多個預(yù)限定手勢(包括推動/拉動、滑動、傾斜和懸停手勢)選擇的，所述預(yù)限定手勢用于通過項目的三維布置來控制對應(yīng)光標(biāo)或其他選擇設(shè)備的移動。例如，如果兩個或更多個層疊窗口(或照片或文檔或其他項目)的若干組被示出在電子設(shè)備的顯示屏上，則用戶可執(zhí)行用于選擇期望的組的一個或多個滑動手勢，之后是用于在層疊內(nèi)進(jìn)行調(diào)遣的推動手勢。替代地，用戶可執(zhí)行滑動手勢以將一個或多個頂部窗口推開，或者用戶可以利用推動手勢使手到達(dá)屏幕，之后通過傾斜手勢來隱藏(divepast)一個或多個頂部窗口并將下部窗口滑動至具有更好視覺性的側(cè)部。如上所述，可執(zhí)行包括了各種處理步驟的各種手勢檢測例程以評估測量信號。例如，假設(shè)使用如圖4中所示的感測組件400，圖19示出了強(qiáng)度對時間的曲線1900,1902，1904和1906的示例性曲線圖，其表示用于推動手勢的與相應(yīng)光發(fā)射器484，486，488和490相對應(yīng)的數(shù)字測量信號集合。基本上，在對象靠近感測組件400移動時，每個集合中對應(yīng)的強(qiáng)度值在相同時間幀(其包括多個順序時間段)期間增大，并且如果在執(zhí)行手勢時對象大致位于感測組件上的中心處，則每個集合的值隨該時間幀增大的量大致相同，如圖19中所7J\ο在對象略微偏離感測組件的情況下，測量信號集合的最小強(qiáng)度值和最大強(qiáng)度值(分別對應(yīng)于對象在遠(yuǎn)距離處和對象在近距離處時)各仍然出現(xiàn)在大體相同的相應(yīng)時間處，但不同集合之間將在相同的相應(yīng)時間處具有不同值(幅值)。例如，圖20是強(qiáng)度對時間的曲線2000，2002，2004和2006的示例性曲線圖，其表示用于拉動手勢的與相應(yīng)光發(fā)射器484，486，488和490相對應(yīng)的數(shù)字測量信號集合，且圖示了在對象遠(yuǎn)離感測組件移動時，測量信號集合的對應(yīng)強(qiáng)度值在相同時間幀期間都降低。如果對象在手勢執(zhí)行時大致位于感測組件上方的中心處，則每個集合的值隨時間幀降低的量大致是大致相同的量。但是，如圖20中所示，在對象諸如通過大致置于感測組件400的右側(cè)中央而從感測組件略微偏離的情況下，則與每個測量信號集合相對應(yīng)的最大和最小強(qiáng)度值將仍然出現(xiàn)在大體相同的相應(yīng)時間處，但將具有不同值。在這種情況下，如果對象大致位于感測組件400的右側(cè)中央，則與右側(cè)上的光發(fā)射器(即光發(fā)射器486)相對應(yīng)的測量信號集合將具有最大值，與光發(fā)射器484和488相對應(yīng)的測量信號集合的軌跡將通常在一起，且與光發(fā)射器490(其與對象距離最遠(yuǎn)并將光遠(yuǎn)離對象進(jìn)行導(dǎo)向)相對應(yīng)的測量信號集合與其他測量信號集合相比將具有較小值。注意到，強(qiáng)度與距離是倒數(shù)、非線性關(guān)系，且假設(shè)推動或拉動手勢以幾乎恒定的速度執(zhí)行，則強(qiáng)度值將以非線性方式增大或降低。因此，用于檢測推動(或拉動)手勢的手勢檢測例程可包括如下步驟評估一個或多個測量信號集合以確定對應(yīng)的強(qiáng)度值是否隨時間增大(或降低)，且可包括如下步驟在一個或多個時間處將這些集合的幅值彼此比較。要被評估的不同測量信號組的數(shù)量可以基于是否需要檢測和區(qū)分其他手勢以及這些其他手勢是什么手勢。例如，如果僅要檢測推動手勢，則單個測量信號集合的評估可能足以確定強(qiáng)度值是否順序增大，而如果期望區(qū)分大致居中的推動手勢和偏移推動手勢時，則在該分析中將需要包括兩個或多個測量信號集I=IO可對數(shù)字測量信號集合執(zhí)行處理步驟以將強(qiáng)度值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的距離。特別是，處理器可被編程為使用測量數(shù)字信號來執(zhí)行Z距離確定例程，以確定在推動或拉動手勢期間在一個或多個不同時間處中心表面(或電子設(shè)備上的其他參考表面)之上的對象的相對距離。因為所測量的反射光的強(qiáng)度(即，測量信號)取決于對象的尺寸、顏色和表面紋理/反射率，所以不能僅基于所接收到的強(qiáng)度來確定距離的精確值，而是可校準(zhǔn)電子設(shè)備以便基于具體對象(諸如半打開的手)的使用來提供近似距離。替代地，用戶可執(zhí)行校準(zhǔn)例程以個性化用戶的獨立左手或右手。具體而言，反射光強(qiáng)度根據(jù)1/距離2而變化。然后可以計算與每個光發(fā)射器相對應(yīng)的產(chǎn)生的距離或Z值，并基于測量強(qiáng)度值而將其標(biāo)度在某個范圍內(nèi)。例如，假設(shè)可將與相應(yīng)光發(fā)射器相對應(yīng)的四個光發(fā)射器距離值Z1,Z2,4和&利用使用了測量強(qiáng)度ι的以下等式而計算為預(yù)定范圍內(nèi)的10比特值，諸如0和1000之間的值(大于1000的任何結(jié)果都被設(shè)置為1000)Z=10000/sqrt(I)在一些情況下，然后可通過將與多個光發(fā)射器相對應(yīng)計算的Z值一起進(jìn)行平均化來計算表示距離的平均Z值，例如rIwi=I~在一些情況下，可使用來自所有光發(fā)射器(或光接收器)的子集的對應(yīng)的測量信號來計算距離。在一個實施例中，處理器可被編程為計算用于推動或拉動手勢的每個順序時間段的對應(yīng)距離。對于推動手勢來說，這些距離隨時間順序減小(假設(shè)推手勢具有恒定速度，則通常為線性方式)，且對于拉動手勢來說，這些距離隨時間順序增大。以此方式，可以將對應(yīng)計算的距離與光標(biāo)的位置相關(guān)聯(lián)，諸如將層疊的項目中的特定項目定位在電子設(shè)備的顯示屏上，或?qū)?yīng)計算的距離與控制設(shè)置的特定改變或其改變量相關(guān)聯(lián)，諸如音量或縮放控制功能。對于滑動手勢來說，假設(shè)對象與感測組件的ζ軸距離仍保持相對恒定，則可通過相對于一個或多個其他測量信號集合檢查在對應(yīng)測量信號集合中的強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的時序來確定滑動手勢的發(fā)生及其方向。當(dāng)對象靠近具體光發(fā)射器的中心傳輸軸時，來自該發(fā)射器的更多的光將被反射并被光接收器接收，諸如圖4中所示的感測組件400的光接收器492。在每個測量信號集合中相對于其他測量信號集合的強(qiáng)度峰值的時序提供了與對象的行進(jìn)方向有關(guān)的信息。例如，圖21是強(qiáng)度對時間的曲線2100，2102，2104和2106的示例性曲線圖，其表示通過諸如在圖4的感測組件400上方移動的手的對象執(zhí)行的用于滑動手勢的與相應(yīng)光發(fā)射器486，484，488和490相對應(yīng)的測量信號集合，并且具體圖示了對象跨越電子設(shè)備從電子設(shè)備的右側(cè)移動到左側(cè)的滑動手勢。因此，對象首先最靠近光發(fā)射器486，然后大體同時移動跨越光發(fā)射器484和488，并且然后最靠近光發(fā)射器490。類似地，圖22是用于滑動手勢的強(qiáng)度對時間的曲線2200，2202，2204和2206的示例性曲線圖，其中對象跨越感測組件400從頂部而移動至底部(這里稱為垂直手勢)，其中曲線2200，2202，2204和2206表示與相應(yīng)光發(fā)射器484，486,490和488相對應(yīng)的測量信號集合。在這種情況下，對象首先跨越光發(fā)射器484從頂部移動至底部，然后大體同時跨越光發(fā)射器486和490，并且然后跨越光發(fā)射器488，而該移動大致相對于光發(fā)射器486和490居中。如圖22中所示，在測量信號集合中與光發(fā)射器484相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在測量信號集合中與光發(fā)射器486和490相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值之前，且測量信號集合中與光發(fā)射器486和490相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在測量信號集合中與光發(fā)射器488相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值之前。雖未示出，但在執(zhí)行頂部至底部的滑動手勢，而其中對象通過諸如更靠近光發(fā)射器486而略微偏移光發(fā)射器486和490之間的中心的情況下，圖22中所示的曲線圖將修改為與曲線2200(光發(fā)射器484)、2204(光發(fā)射器490)以及2206(光發(fā)射器488)相對應(yīng)的峰值將較小，并且與曲線2202(光發(fā)射器486)相對應(yīng)的峰值將較大。圖23是圖示用于識別對象從使用感測組件400的電子設(shè)備的右側(cè)到左側(cè)的一側(cè)至另一側(cè)的滑動手勢(也稱為水平滑動手勢)的分析的曲線圖。特別是，圖23圖示了表示與光發(fā)射器486相對應(yīng)的測量信號集合的第一強(qiáng)度曲線2300、表示與光發(fā)射器490相對應(yīng)的測量信號集合的第二強(qiáng)度曲線2302、表示強(qiáng)度差值的計算的第三曲線2304(例如，在相應(yīng)時間段處與右側(cè)光發(fā)射器486相對應(yīng)的強(qiáng)度值減去與左側(cè)光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度值)、以及表示平均強(qiáng)度值的計算的第四曲線2306(例如，在相應(yīng)時間段處與光發(fā)射器486和光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度值的平均相對應(yīng)的強(qiáng)度值)。如果對象在滑動手勢期間從右側(cè)移動至左側(cè)，則所計算的差值將首先為正值且然后為負(fù)值，如曲線2304所示。如果對象在滑動手勢期間從左側(cè)移動至右側(cè)，則所計算的差值將首先為負(fù)值且然后為正值。因此，差值的計算和分析可提供與滑動手勢的存在和方向有關(guān)的信息。在一些情況下，手勢檢測例程可計算第一差異曲線，其表示與右側(cè)光發(fā)射器486相對應(yīng)的強(qiáng)度值減去與左側(cè)光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度值，且還可計算第二差異曲線，其表示與左側(cè)光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度值減去與右側(cè)光發(fā)射器486相對應(yīng)的強(qiáng)度值。在第一差異曲線中出現(xiàn)的后面是負(fù)信號的正信號確定了滑動手勢從右側(cè)向左側(cè)發(fā)生，而第二差異曲線中的后面是負(fù)信號的正信號確定了滑動手勢從左側(cè)向右側(cè)發(fā)生。差異信號的幅值取決于當(dāng)手勢移動時對象距離感測組件有多近。在一個實施例中，選擇對應(yīng)的檢測閾值2308并將其用于確定差異信號是否是適當(dāng)量的正值，且選擇識別閾值2310并將其用于確定當(dāng)信號變?yōu)檫m當(dāng)量的負(fù)值時是否已經(jīng)發(fā)生該手勢。這些閾值可提供滑動手勢實際上已經(jīng)發(fā)生的附加確認(rèn)。此外，滑動手勢檢測例程還可利用與邊遠(yuǎn)的光發(fā)射器486和490相對應(yīng)的測量信號集合的平均強(qiáng)度值(由曲線2306表示)，并相對于這些平均強(qiáng)度值設(shè)置諸如曲線2306上示出的清除閾值2312。如果所計算的平均強(qiáng)度信號在已經(jīng)發(fā)生手勢識別之前處于該清除閾值之下，則重置該例程并開始搜尋新的手勢?；瑒邮謩輽z測例程還可在不同時間確定對象的近似xy位置。例如，參考圖21，在時間A處，執(zhí)行該手勢的對象大致在光發(fā)射器486之上，在時間B處，對象大致在光發(fā)射器484和488之上，且在時間C處，對象大致在光發(fā)射器490之上。也可使用插值法來確定各種其他位置?？梢圆捎妙愃朴趨⒖紙D23在上文描述的手勢檢測例程，以檢測頂部至底部的手勢，而不是一側(cè)至另一側(cè)的手勢。此外，可應(yīng)用類似的分析來確定另一方向上的滑動手勢，諸如大致沿χ=y線的手勢。電子設(shè)備可被操作成使得同時操作用于檢測垂直(頂部到底部或底部到頂部)滑動手勢和水平(一側(cè)到另一側(cè))滑動手勢的手勢檢測例程。在此類情況下，可隨著操作單個手勢檢測例程而增大與每個類型的滑動手勢相對應(yīng)的預(yù)定檢測和識別閾值。也可采用更復(fù)雜的例程，以便區(qū)分不同方向上的滑動手勢，例如區(qū)分垂直(頂部到底部或底部到頂部)滑動手勢和水平(右側(cè)到左側(cè)或左側(cè)到右側(cè))滑動手勢。這些當(dāng)在一個方向上執(zhí)行滑動時尤其有用，但也產(chǎn)生沖突信號，所述沖突信號傾向于指示另一方向上的滑動也已經(jīng)被執(zhí)行。例如，這可在手或拇指是對象且腕或手的部分延伸到活動感測容積中并影響測量信號集合時發(fā)生。為了更好地區(qū)分水平和垂直滑動，應(yīng)認(rèn)識到，在零交點處，與有意識的滑動方向相對應(yīng)的隨時間變化的差異強(qiáng)度值集合的斜率大于與無意識的滑動方向相對應(yīng)的差異強(qiáng)度值集合的斜率。具體而言，參考圖24，相對于垂直對準(zhǔn)的光發(fā)射器(例如，光發(fā)射器484和488)來計算示出為曲線MOO的第一垂直差異強(qiáng)度值，以及相對于水平對準(zhǔn)的光發(fā)射器(例如，光發(fā)射器486和490)來計算示出為曲線M02的第二水平差異強(qiáng)度值。在零交點M03處計算第一差異強(qiáng)度值集合的第一斜率，且也計算第二差異強(qiáng)度值集合的第二斜率。第一斜率的計算可通過采取零交點之后的三個值以及零交點之前的一個值以及計算這些值中最大值和最小值之間的差來實現(xiàn)。以類似方式，也可確定與第二差異強(qiáng)度值相對應(yīng)的第二斜率。如果第一斜率大于第二斜率，諸如圖M中的情況，則確定已經(jīng)發(fā)生垂直滑動手勢，而如果第二斜率大于第一斜率，則確定已經(jīng)發(fā)生水平滑動手勢。也可采用各種其他方式來確定在水平或垂直方向上是否已經(jīng)發(fā)生想要的手勢，包括計算垂直和水平平均強(qiáng)度信號集合(由相應(yīng)曲線M04和M06表示)，并確定最大平均值是否與垂直或水平信號集合相對應(yīng)，且最大平均值指示在對應(yīng)的垂直或水平的方向上已經(jīng)發(fā)生想要的手勢。另一方法包括在檢測閾值處(可以由此推斷手勢的開始點)確定與一個光發(fā)射器相對應(yīng)的最大強(qiáng)度值。又一方法檢查如水平和垂直平均信號之間的正峰值和負(fù)峰值之間的差的幅值。圖25是曲線2500的示例性曲線圖，其表示與諸如感測組件400的光發(fā)射器486的光發(fā)射器相對應(yīng)的測量信號集合，其中水平滑動手勢由處于和平標(biāo)志配置(手指指向大致y方向)的手來執(zhí)行。在這種情況下，可通過確定在一個或多個測量信號集合中存在兩個相鄰的峰值來檢測該手配置。如上所述，與一個或多個其他不同的發(fā)射器(諸如發(fā)射器490)的對應(yīng)峰值的時序相比較，這兩個相鄰峰值的時序提供了與滑動手勢的方向有關(guān)的信肩、ο圖沈是曲線沈00，2602,2604和沈06的示例性曲線圖，其表示用于懸停手勢的與光發(fā)射器484，486，488和490相對應(yīng)的測量信號集合，所述懸停手勢是移動暫停預(yù)定時間段，且其例如被執(zhí)行為諸如打開的手的對象從大致位于感測組件400上方中心的位置處移動至靠近感測組件的位置處，且然后停留在該處達(dá)預(yù)限定時間段。如圖所示，曲線2500，2502,2504和2506通過對應(yīng)平坦的曲線部分來指示懸停手勢，其中強(qiáng)度對于每個測量信號集合來說，在諸如若干秒的預(yù)定量時間內(nèi)保持不變?？扇缟纤龃_定懸停手勢與感測組件的對應(yīng)距離。圖27是曲線2700，2702，2704和2706的示例性曲線圖，其表示用于傾斜手勢的與相應(yīng)光發(fā)射器490，484，488和486相對應(yīng)的測量信號集合。在這種情況下，傾斜手勢是對象(諸如位于感測組件上方且與指向a+y方向的手指對齊的打開的手)繞大致平行于y軸的軸的旋轉(zhuǎn)，從傾斜的左側(cè)取向開始，旋轉(zhuǎn)通過大致垂直于移動設(shè)備的手的取向，且然后旋轉(zhuǎn)到傾斜的右側(cè)取向。如圖所示，與光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值具有最大幅值，其大于在傾斜的左側(cè)取向(時間幀2708)期間的其他幅值，且與光發(fā)射器486相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值的幅值小于在傾斜的左側(cè)取向(時間幀2708)期間的其他幅值，隨著手移動至大致垂直于移動設(shè)備的取向，所有光發(fā)射器都具有大致相同的強(qiáng)度值(時間幀2710)。在傾斜的右側(cè)取向期間(時間幀2712)，與光發(fā)射器486相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值大于其他值，且與光發(fā)射器490相對應(yīng)的強(qiáng)度峰值小于其他值。通過識別測量信號集合中的此類模式，可檢測到傾斜手勢。此外，可在該手勢期間的各個時間處確定手的近似取向。對于其他預(yù)限定手勢來說，或其他手配置來說，這些其他手勢可通過使用類似于上述的技術(shù)來檢測，即通過檢測已經(jīng)相對于對應(yīng)的測量信號集合被標(biāo)識的某些模式或特征來檢測，諸如在一個集合中的強(qiáng)度峰值的時序相對于在一個或多個其他集合中的強(qiáng)度峰值的時序。使用兩種或更多種連續(xù)手勢及其檢測可提供對電子設(shè)備的附加控制可能性?？梢栽O(shè)置許多不同的連續(xù)手勢，其可包括相同或不同的手勢，且很多不同的操作可與這些不同集合相關(guān)聯(lián)。一般來說，連續(xù)手勢的檢測采用與上述相同或相似的技術(shù)。注意到，連續(xù)手勢不等同于組合手勢。組合手勢將不具有在手勢期間在任何時間處被測量為近零的所有信號集合。如果所有信號集合都被測量為近零，則這指示當(dāng)前沒有發(fā)生任何手勢，且因此這種間歇使連續(xù)手勢分離。一系列手勢可以是有利的，以便提供對電子設(shè)備的多步驟控制。例如，電子設(shè)備可被操作成使得可以執(zhí)行一個或多個第一手勢以定位項目，且可以執(zhí)行第二手勢以選擇或發(fā)動該項目。具體而言，當(dāng)一次在顯示屏上僅顯示文檔或文件的一部分時，一個或多個連續(xù)滑動的手勢可以使得用戶能夠在文檔中或多個文件之間進(jìn)行滾動。當(dāng)用戶定位文檔的特定期望部分或期望文件時，可執(zhí)行懸停手勢以便選擇或發(fā)動對應(yīng)部分或文件。在觀-31中圖示了一系列連續(xù)手勢的另一示例。特別是，這些示出了相對于諸如移動設(shè)備觀02的電子設(shè)備移動的對象觀00。移動設(shè)備觀02包括諸如圖4的感測組件400的感測組件。如圖所示，可以首先執(zhí)行推動手勢，如圖觀中的箭頭觀04所示，接著執(zhí)行諸如對象觀00繞與χ軸平行的軸旋轉(zhuǎn)的傾斜手勢，如圖四中的箭頭四02、2904所示。隨后，可以執(zhí)行滑動手勢，如圖30中的箭頭3000所示，對象觀00的最終位置和取向如圖31中所示。假設(shè)對象觀00的位置最初被關(guān)聯(lián)以控制在移動設(shè)備觀02的顯示屏上的光標(biāo)的位置，則這一系列手勢例如可用于首先使用推動手勢來標(biāo)識層疊項目中的具體項目，然后使用傾斜手勢來選擇所標(biāo)識的項目，且使用滑動手勢將所選擇的項目滑動至顯示屏的上不同區(qū)域。如果一個接一個地執(zhí)行這些連續(xù)手勢而沒有任何移除在每個基礎(chǔ)手勢之間的對象觀00，則它們將變成單個的組合手勢。在某些情況下，有利地是使用偏移解釋例程來控制電子設(shè)備，以解釋當(dāng)對象從相對于感測組件的大致中心的位置偏移時執(zhí)行的手勢。如上所述，以偏移方式執(zhí)行的手勢(諸如移動至感測組件的一側(cè))可以是有利的，因為電子設(shè)備的顯示屏可保持不被遮擋，且偏移手勢可控制顯示屏上的指示器的對應(yīng)移動。圖32-33幫助圖示使用偏移手勢來控制電子設(shè)備3200的方式。如圖所示，電子設(shè)備3200可包括顯示屏3202以及感測組件400。最初，電子設(shè)備運行諸如上述的手勢檢測例程，使得在某一時間點的諸如手111的對象的位置控制顯示屏3202上的指示器3204(諸如光標(biāo))的對應(yīng)位置。當(dāng)手111靜止并位于感測組件400的之上的大致中心位置時，指示器3204取向在對應(yīng)的預(yù)定參考位置3206，并且然后，手111相對于感測組件400之上的大致中心位置的移動控制指示器3204在顯示屏上相對于參考位置3206的對應(yīng)移動。第一指定的移動模式可以在其被執(zhí)行和檢測時被限定為觸發(fā)運行偏移手勢解釋執(zhí)行例程。當(dāng)電子設(shè)備運行偏移手勢解釋執(zhí)行例程時，執(zhí)行置于中心操作以根據(jù)檢測到的參考偏移位置使顯示屏上的指示器3204回到中心位置(如下所述)，并且然后使得手111相對于所檢測到的參考位置到一個新的位置的移動將控制指示器3204在顯示屏上相對于參考位置3206到對應(yīng)的新的位置的對應(yīng)移動。例如，第一指定的移動模式可以是組合手勢，其包括后面是懸停手勢的滑動手勢。假設(shè)電子設(shè)備正在運行手勢檢測例程，當(dāng)手111移動以執(zhí)行滑動手勢時(如圖32中的箭頭3208所指示的)，則指示器3204被控制成跟著手勢一起移動，如箭頭3210所指示的。當(dāng)手111到達(dá)期望的參考偏移位置時，諸如通過3302表示的，可執(zhí)行懸停手勢達(dá)預(yù)定時間段(諸如1或2秒)。電子設(shè)備3200操作以標(biāo)識懸停手勢并在懸停手勢期間檢測手111的對應(yīng)位置3302。響應(yīng)于前面是識別的滑動手勢的懸停手勢的標(biāo)識，指示器3204回到參考位置3206的中心處。顯示屏上的參考位置3206現(xiàn)在關(guān)聯(lián)到懸停手勢的所檢測到的參考偏移位置3302，使得手從位置3302的附加移動可控制指示器3204從參考點3206的對應(yīng)移動。例如，然后，在xy平面中沿軸3304的方向上的偏移滑動手勢將控制指示器3204在顯示屏3202上沿平行軸3306的對應(yīng)移動。以此方式，通過確定在偏移手勢期間在不同時間的對象的對應(yīng)位置，可控制指示器3204在顯示屏上的對應(yīng)連續(xù)位置。對象的參考偏移位置3302還可包括取向或傾斜分量。因此不僅跟蹤相對位置改變(相對于在三維空間中的參考偏移位置)，而且也可跟蹤相對取向改變(相對于在繞滾動、俯仰或偏軸取向上的參考偏移位置)。因此，如果人當(dāng)使用偏移手勢時以一角度更舒服地持有對象(諸如用戶的手)，則該角度可并入?yún)⒖计莆恢?302。進(jìn)一步傾斜充當(dāng)傾斜手勢，而在保持在回到中心期間測量的傾斜可看作“平坦的”。換言之，在回到中心的測量的時間的外部對象的位置和取向是用于以后的對象跟蹤和手勢檢測的新的位置和取向[χ=0,y=0,ζ=0，傾斜=0]。具有四個或更多個對應(yīng)光發(fā)射器或光接收器的感測組件(諸如感測組件400)可用于檢測偏移手勢。在圖32和33所示的示例中，在執(zhí)行偏移手勢而使其從感測組件400的右側(cè)偏移的情況下，即使與最左側(cè)的光發(fā)射器3308相對應(yīng)的測量信號集合幾乎不提供與手111的位置或取向有關(guān)的信息(因為其可能沒有接收所射出的被手反射的光)，三個其他光發(fā)射器也對應(yīng)于生成的測量信號集合，該測量信號集合提供了足以檢測移動和確定對應(yīng)在偏移手勢期間隨時間變化的對應(yīng)位置的信息。感測組件400和處理器還能檢測在執(zhí)行偏移手勢時對象在各個時間的對應(yīng)取向。例如，指示器3204可以是諸如視頻游戲中的飛機(jī)的項目，并且可以使用以偏移方式執(zhí)行的各種傾斜手勢來控制飛機(jī)在顯示屏上的取向，可以與參考圖27在上文所述的方式類似的方式來執(zhí)行和檢測所述傾斜手勢。因此，偏移手勢可操作成控制指示器在顯示屏上隨時間變化的位置和取向。通過支持回到中心位置的操作，用戶可執(zhí)行偏移手勢以控制電子設(shè)備的操作，而不會遮擋住用戶對電子設(shè)備的顯示屏的查看。因此，可相對于沒有繞感測組件位于中心的參考位置(且可選地，取向)來檢測手勢。在一些實現(xiàn)中，在垂直于顯示屏的特定部分的容積之外的三維空間中執(zhí)行偏移手勢。在這種實現(xiàn)中，用戶對顯示屏的查看不可能被做手勢的對象遮擋。具體地，并不意在將本發(fā)明限于在此包含的實施例和說明，而是包括那些實施例的修改形式，包括如在下面的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的實施例的部分和不同實施例的元素的組合。權(quán)利要求1.一種用于控制電子設(shè)備的方法，該方法包括提供作為所述電子設(shè)備一部分的顯示屏和感測組件，所述顯示屏用于顯示內(nèi)容，所述感測組件包括至少一個光接收器和多個光發(fā)射器，其中每個光發(fā)射器被設(shè)置成繞對應(yīng)的中心傳輸軸射出遠(yuǎn)離所述電子的紅外光，其中每個中心傳輸軸在相對于其他中心傳輸軸的不同方向上取向；在外部對象以第一指定移動模式移動的多個時間段中的每一個期間，由所述光發(fā)射器中的每一個來控制紅外光的射出，該第一指定移動模式是相對于所述感測組件從大致中心的位置偏移；對于所述光發(fā)射器中的每一個和所述多個時間段中的每一個，生成對應(yīng)的測量信號，所述測量信號指示出在該時間段期間源自該光發(fā)射器并在被光接收器接收到之前被所述外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量；評估所述測量信號，以標(biāo)識所述對象的所述第一指定移動模式并且檢測與所述對象的所述第一指定移動模式的結(jié)束相對應(yīng)的參考偏移位置；響應(yīng)于所述第一指定移動模式的所述標(biāo)識而執(zhí)行置于中心操作，其中所述置于中心操作在顯示屏上將指示器移動至預(yù)定參考位置，其中所述預(yù)定參考位置然后與所述參考偏移位置相關(guān)聯(lián)；以及隨后根據(jù)進(jìn)一步被確定的所述對象相對于所述參考偏移位置的位置來控制所述顯示屏上所述指示器的順序位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，隨后控制的步驟包括評估所述測量信號，以對于一組時間段中的每一個確定所述對象相對于所述感測組件的對應(yīng)位置；以及根據(jù)所對應(yīng)的確定位置來控制所述顯示屏上所述指示器的順序位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，評估的步驟進(jìn)一步包括評估所述測量信號，以檢測在所述第一指定移動模式結(jié)束時所述對象的參考取向。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，隨后控制的步驟進(jìn)一步包括確定所述對象相對于所述參考取向的后續(xù)取向。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，隨后控制的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)所述對象相對于所述參考取向的所述后續(xù)取向來控制所述顯示屏上所述指示器的取向。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一指定移動模式包括滑動手勢，在所述滑動手勢后面跟隨有懸停手勢。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述參考偏移位置是在所述懸停手勢期間與所述對象相對應(yīng)的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述參考取向是在所述懸停手勢期間與所述對象相對應(yīng)的取向。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，隨后控制的步驟包括在偏移容積中檢測處于第二移動模式的所述對象的移動，其中所述第二移動模式包括推動/拉動手勢、滑動手勢和傾斜手勢中的至少一個。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述偏移容積不包括由所述顯示屏內(nèi)和在法向矢量上延伸遠(yuǎn)離所述顯示屏的區(qū)域所限定的三維容積。11.一種用于控制電子設(shè)備的方法，該方法包括提供作為所述電子設(shè)備一部分的顯示屏和感測組件，所述顯示屏用于顯示內(nèi)容，所述感測組件包括至少一個光發(fā)射器和多個光接收器，其中所述光發(fā)射器被設(shè)置成繞中心傳輸軸射出遠(yuǎn)離所述電子設(shè)備的紅外光，并且每個光接收器被設(shè)置成繞對應(yīng)的中心接收軸接收紅外光，其中每個中心接收軸在相對于其他中心接收軸的不同方向上取向；在外部對象以第一指定移動模式移動的多個時間段中的每一個期間，由所述光發(fā)射器控制紅外光的射出，其中所述第一指定移動模式的結(jié)束是相對于所述感測組件從大致中心的位置偏移；對于所述多個光接收器中的每一個和所述多個時間段中的每一個，生成對應(yīng)的測量信號，所述測量信號指示出在所述對應(yīng)的時間段期間源自所述光發(fā)射器并在被對應(yīng)光接收器接收之前被所述外部對象反射的紅外光的相應(yīng)量；評估所述測量信號，以標(biāo)識所述對象的所述第一指定移動模式并且檢測與所述第一指定移動模式的結(jié)束相對應(yīng)的參考偏移位置；響應(yīng)于所述第一指定移動模式的所述標(biāo)識來執(zhí)行置于中心操作，其中所述置于中心操作在所述顯示屏上將指示器移動至預(yù)定參考位置，其中所述預(yù)定參考位置然后與所述參考偏移位置相關(guān)聯(lián)；以及隨后根據(jù)進(jìn)一步被確定的所述對象相對于所述參考偏移位置的位置來控制所述顯示屏上的所述指示器的順序位置。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，隨后控制的步驟包括評估所述測量信號，以對于一組時間段中的每一個確定所述對象相對于所述感測組件的對應(yīng)位置；以及根據(jù)所對應(yīng)的確定位置來控制所述顯示屏上所述指示器的順序位置。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，評估的步驟進(jìn)一步包括評估所述測量信號，以確定所述對象相對于所述感測組件的參考取向。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，隨后控制的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)所述對象相對于所述參考取向的后續(xù)取向來控制所述顯示屏上所述指示器的取向。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一指定移動模式包括滑動手勢，所述滑動手勢后面跟隨有懸停手勢。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述參考偏移位置是在所述懸停手勢期間與所述對象相對應(yīng)的位置。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，隨后控制的步驟包括在偏移容積中檢測處于第二移動模式的所述對象的移動，其中所述第二移動模式包括推動/拉動手勢、滑動手勢和傾斜手勢中的至少一個。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述偏移容積不包括由所述顯示屏內(nèi)和在法向矢量上延伸遠(yuǎn)離所述顯示屏的區(qū)域所限定的第一三維容積。19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括檢測第三移動模式；以及基于所述第三移動模式來控制所述電子設(shè)備。全文摘要一種用于控制電子設(shè)備的方法，包括提供至少一個光接收器和多個光發(fā)射器，以在不同角度射出遠(yuǎn)離電子設(shè)備的紅外光。在外部對象以相對于感測組件從大致中心位置偏移的模式移動的多個時間段中的每一個期間控制通過每個光發(fā)射器的紅外光的射出，并生成測量信號。評估該測量信號以標(biāo)識對象的移動模式以及檢測參考偏移位置。執(zhí)行置于中心操作，且根據(jù)對象相對于參考偏移位置所對應(yīng)被確定的位置來控制顯示屏上的指示器的順序位置。文檔編號H03K17/96GK102439538SQ201080022152公開日2012年5月2日申請日期2010年12月20日優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日發(fā)明者托馬斯·梅里爾,拉希德·阿拉梅赫,肯尼斯·A·派特爾申請人:摩托羅拉移動公司