用于提供顯示器上的紅外手勢交互的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所揭示的裝置、系統(tǒng)和方法大體上涉及用于電子裝置的用戶接口，且更具體 地說涉及使用用于電子裝置的觸摸感測顯示器的紅外手勢辨識。
【背景技術(shù)】
[0002] 觸摸感測顯示器是電子裝置上的流行接口，其允許用戶易于輸入命令和數(shù)據(jù)。觸 摸顯示器可在移動裝置、電子顯示器、平板計算機、膝上型計算機和桌上型計算機中找到。 觸摸顯示器大體上經(jīng)設(shè)計以操作且響應(yīng)于觸摸屏表面上的手指觸摸、觸筆觸摸、手指移動 或觸筆移動。
[0003] 觸摸觸摸顯示器上的特定點可激活在觸摸顯示器上的所述位置處找到或展示的 虛擬按鈕、特征或功能。典型特征可包含（例如）進行電話呼叫、輸入數(shù)據(jù)、打開或關(guān)閉瀏 覽器窗以及其它功能。
[0004] 在一些環(huán)境中，觸摸屏可能不能夠準確解析復(fù)雜的用戶手勢，例如多點觸摸輸入。 此不準確性可為顯示器上的觸摸傳感器內(nèi)缺乏靈敏度的結(jié)果，或是由于來自用戶的多點觸 摸輸入的復(fù)雜性。
[0005] 另外，例如移動電話等某些電子裝置可具有相對較小的顯示器，這限制用戶在觸 摸屏上的運動的量。在某些情況下，用戶可難以通過觸摸顯示屏幕輸入復(fù)合命令。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其中沒有單個方面單獨負責 本文所揭示的所需要的屬性。
[0007] -個實施例是用于交互手勢辨識的系統(tǒng)，其具有安裝在顯示器后方的紅外光源和 相機。在一些實施例中，所述系統(tǒng)可進一步具有可拆卸前面板，其也使用紅外相機和壓力傳 感器提供復(fù)合觸摸交互。所述可拆卸前面板的一些實施例可包括無框玻璃。在其中顯示裝 置暴露于塵土或油脂的環(huán)境中，不具有邊框提供防止塵土或油脂在邊框與玻璃之間的接觸 線處聚集的益處，所述塵土或油脂可能難以完全從玻璃清潔。前面板的可拆卸性質(zhì)允許用 戶在骯臟環(huán)境中舒適地使用所述顯示器，因為可移除前面板用于清潔，同時顯示器自身保 持不被塵土或油脂接觸。此外，在其中顯示器可變?yōu)椴羵驌p壞的環(huán)境中，具有可拆卸面板 以保護顯示器通過具有暴露于損害的可易于更換的組件而延長了顯示器的壽命。
[0008] 另一實施例是一種觸敏顯示裝置，其包含：觸摸屏，其具有正面和背面且能夠檢測 用戶的觸摸；一或多個紅外燈，其經(jīng)配置以照射放置于所述觸摸屏前方的用戶的手指；紅 外相機，其定位在所述觸摸屏后方且經(jīng)配置以通過所述觸摸屏俘獲用戶的手指的紅外圖 像；以及手勢處理模塊，其經(jīng)配置以確定所述觸摸屏上的用戶的觸摸且跟蹤所述用戶的手 指的位置，其中所述手勢處理模塊從所述所確定觸摸和位置跟蹤確定用戶的手勢。
[0009] 又另一個實施例是一種用以俘獲觸敏顯示裝置上的用戶手勢的系統(tǒng)，其包含：具 有正面和背面且能夠檢測用戶的觸摸的觸摸屏，經(jīng)配置以照射放置于所述觸摸屏前方的用 戶的手指的一或多個紅外燈，以及定位于所述觸摸屏后方且經(jīng)配置以通過所述觸摸屏俘獲 用戶的手指的紅外圖像的紅外相機。所述系統(tǒng)進一步包含控制模塊，其經(jīng)配置以：當用戶觸 摸所述觸摸屏時激活手勢辨識模塊；俘獲在所述觸敏顯示裝置的所述觸摸屏上做出的用戶 手勢的一或多個圖像；當用戶釋放所述觸摸屏時去激活所述手勢辨識模塊；以及分析用戶 手勢的所述圖像以在所述顯示器上執(zhí)行對應(yīng)動作。
[0010] 一個其它實施例是一種觸敏顯示裝置，其包含：觸摸屏，其具有正面和背面且能夠 檢測用戶的觸摸；用于當用戶觸摸所述觸摸屏時提供紅外光的裝置；用于俘獲在所述觸敏 顯示裝置的所述觸摸屏上做出的用戶的手勢的一或多個圖像的裝置；用于當用戶釋放所述 觸摸屏時去激活所述紅外光且中斷用戶手勢的圖像的俘獲的裝置；以及用于分析用戶手勢 的所述圖像以在所述顯示器上執(zhí)行對應(yīng)動作的裝置。
[0011] 再另一個實施例是一種用于將數(shù)據(jù)輸入到觸敏電子裝置中的方法，所述方法包 含步驟：檢測來自所述觸敏裝置上的用戶觸摸的壓力；當檢測到用戶觸摸時激活紅外光單 元；俘獲在所述觸敏顯示裝置上做出的用戶手勢的一或多個圖像；以及分析用戶手勢的所 述圖像以在所述觸敏電子裝置的顯示器上執(zhí)行對應(yīng)動作。
[0012] 一個其它實施例是一種具有指令的非暫時性計算機可讀存儲媒體，所述指令在由 處理器執(zhí)行時執(zhí)行將數(shù)據(jù)輸入到觸敏電子裝置中的方法。所述方法包含步驟：檢測來自所 述觸敏裝置上的用戶觸摸的壓力；當檢測到用戶觸摸時激活紅外光單元；俘獲在所述觸敏 顯示裝置上做出的用戶手勢的一或多個圖像；以及分析用戶手勢的所述圖像以在所述觸敏 電子裝置的顯示器上執(zhí)行對應(yīng)動作。
【附圖說明】
[0013] 將在下文中結(jié)合附圖和附錄來描述所揭示方面，提供附圖和附錄是為了說明而不 是限制所揭示方面，其中相同符號表示相同元件。
[0014] 圖1是根據(jù)一個實施方案的具有可拆卸如面板的觸敏顯不系統(tǒng)和設(shè)備的不意圖。
[0015] 圖2是根據(jù)一個實施方案的觸敏顯示裝置的正視透視圖。
[0016] 圖3是具有紅外相機的觸敏顯不裝置的俯視圖。
[0017] 圖4A是圖2的觸敏顯示裝置的可拆卸前面板的下側(cè)的示意圖。
[0018] 圖4B是在前面板經(jīng)拆卸的情況下的圖2的顯示裝置的示意圖。
[0019] 圖5是圖2的顯示裝置的示意性橫截面圖。
[0020] 圖6是并入到圖2的顯示裝置中的紅外手勢俘獲的示意性橫截面圖。
[0021] 圖7是描繪實施一些操作性元件的觸敏顯示系統(tǒng)的示意性框圖。
[0022] 圖8是說明根據(jù)一個實施方案的觸摸感測和紅外手勢處理過程的流程圖。
[0023] 圖9是說明根據(jù)一個實施方案的紅外手勢俘獲和辨識過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 實施例涉及使用成像系統(tǒng)將信息輸入到電子系統(tǒng)中。在一個實施例中，實施方案 包含利用紅外成像系統(tǒng)俘獲用戶的手指的運動且使用所述運動提供顯示屏幕上的基于觸 摸的輸入的系統(tǒng)、裝置、方法或設(shè)備。這提供具有紅外多點觸摸交互手勢辨識的觸敏顯示裝 置。
[0025] 舉例來說，在一個實施例中，所述裝置可具有對紅外光透明但顯示來自附接電子 系統(tǒng)的信息的顯示面板。此類顯示器可包含IXD或LED顯示面板。如下文所論述的紅外相 機和光源可定位在顯示面板后方，與用戶相對且經(jīng)聚焦以俘獲顯示面板前方的運動。在用 戶在顯示面板的前方移動手指或手指集合時，所述紅外相機可俘獲用戶的手指的特征且分 析所述特征以確定當前正執(zhí)行哪些手勢。在電子系統(tǒng)內(nèi)運行的軟件可用以分析用戶的手指 運動以確定正執(zhí)行的恰當手勢。
[0026] 在一個實施例中，顯示器可包含保持顯示面板的框架，所述顯示面板用以對用戶 顯示來自附接電子系統(tǒng)的信息。顯示面板可由可裝卸式透明面板覆蓋，所述透明面板可使 用磁體或用于將所述面板保持在適當位置的其它裝置固定到所述框架。紅外光源和紅外相 機可定位在顯示面板和透明面板后方且用以提供用戶的復(fù)合多點觸摸手勢的辨識和解譯。 多個壓力傳感器可附接到所述框架以使得所述透明面板相對于顯示器的移動產(chǎn)生壓力傳 感器信號，所述信號經(jīng)分析以確定用戶的觸摸的位置。此觸摸信號可用以確定何時系統(tǒng)應(yīng) 起始使用紅外相機的觸摸手勢的俘獲。因此，在使用中，系統(tǒng)掃描以從框架上的壓力傳感器 檢測透明面板上的壓力。當檢測到壓力時，系統(tǒng)計算屏幕上的壓力事件的坐標位置以定位 手指按壓已在何處發(fā)生。系統(tǒng)隨后初始化紅外圖像傳感器和光以監(jiān)視手指從所檢測位置的 移動。通過監(jiān)視此移動，系統(tǒng)可甚至跨越并不具有集成觸摸傳感器的透明面板跟蹤復(fù)合手 指移動，但改為使用壓力傳感器檢測手指位置。在一些實施例中，所述可裝卸式透明面板是 無框玻璃面板。
[0027] 本發(fā)明的實施例與許多其它通用或?qū)Ｓ糜嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置一起操作?？蛇m合與 本發(fā)明一起使用的眾所周知的計算系統(tǒng)、環(huán)境及/或配置的實例包含（但不限于）個人計 算機、服務(wù)器計算機、手持式或膝上型計算機裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、可 編程消費型電子裝置、網(wǎng)絡(luò)PC、微型計算機，包含以上系統(tǒng)或裝置中的任一者的分布式計算 環(huán)境及類似者。
[0028] 如本文中所使用，指令涉及用于處理系統(tǒng)中的信息的計算機實施的步驟。指令可 在軟件、固件或硬件中實施且包含由系統(tǒng)的組件進行的任何類型的編程步驟。
[0029] 在以下描述中，提供具體細節(jié)是為了便于透徹理解實例。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員將理解，可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐所述方面。舉例來說，可以在框圖中展示電 組件/裝置，以免用不必要的細節(jié)混淆所述實例。在其它例子中，可以詳細展示此些組件、 其它結(jié)構(gòu)及技術(shù)以進一步解釋所述實例。
[0030] 還應(yīng)注意，可能將所述實例描述成過程，這個過程被描繪成程序圖、流程圖、有限 狀態(tài)圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖。雖然流程圖可以將操作描述成順序過程，但是許多操作可以并行或 同時執(zhí)行，并且所述過程可以重復(fù)。另外，操作的次序可以重新安排。過程在其操作完成時 終止。過程可以對應(yīng)于方法、函數(shù)、程序、子例程、子程序等。當過程對應(yīng)于軟件函數(shù)時，其 終止對應(yīng)于所述函數(shù)返回到調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。
[0031] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可以使用多種不同技術(shù)及技藝中的任一者來表示信 息及信號。舉例來說，可通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組 合來表示可能貫穿上述描述參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號和碼片。
[0032] 顯示裝詈概沐
[0033] 本發(fā)明的實施例涉及具有可拆卸的前面板的觸敏裝置，其中壓力傳感器放置在顯 示器上且放置在顯示器后方的紅外（"IR"）相機提供交互觸摸感測和手勢辨識。一個示 范性裝置在2013年1月4日申請的標題為"具有可裝卸式前面板的交互式顯示器"的第 61/749184號美國臨時申請案中描述，所述申請案的全部以引用的方式并入本文中。紅外 手勢辨識功能可提供在觸敏顯示裝置上，如所描述實施例中說明。在其它實施例中，紅外手 勢辨識可提供在其它電子裝置上，例如（但不限于）膝上型計算機、桌上型計算機或移動裝 置。
[0034] 圖1圖解說明觸敏顯示器系統(tǒng)5的一個實施例，其具有安裝在由支腿20、25支撐 的框架結(jié)構(gòu)（未