手势反馈的制作方法

文档序号:11233682阅读:562来源:国知局
手势反馈的制造方法与工艺

本发明涉及手势识别,并且具体而言涉及用于响应于手势提供感觉反馈的手势识别。



背景技术:

许多电子装置需要用户执行特定手势以与装置交互,例如,跨越智能手机的屏幕滑动以解锁装置。这些装置通常需要用户物理地触碰装置以使得手势能够被识别。这并不总是所希望的。举例来说,对于虚拟现实装置,必须通过物理地触碰触摸屏来与装置交互可能限制虚拟现实体验和/或是不切实际的(例如,假如触摸屏安置在接近用户的眼睛处)。

此外,装置通常并不提供任何种类的感觉反馈来指示已经执行手势。这也可以限制虚拟现实体验以及限制与更常规的智能手机和其它基于屏幕的应用程序的交互性。



技术实现要素:

根据本发明的第一方面,提供一种用于识别用户作出的手势的手势识别装置,该装置包括:

手势检测器,该手势检测器用于检测用户作出的手势;

手势分析块,该手势分析块包括:

存储器,该存储器被配置成存储已知的手势;以及

图案识别块,该图案识别块被配置成使由手势检测器检测到的手势与存储在存储器中的已知的手势相关联;以及

磁场产生器,该磁场产生器用于与可佩戴标签交互,该磁场产生器被配置成当特定手势被手势分析块识别时在可佩戴标签上提供磁力。

当使用该装置时用户可以佩戴可佩戴标签,例如,在指甲或指尖上或围绕指甲或指尖。如果装置识别特定手势,例如,按压虚开关,那么磁力被施加到标签,例如,产生模仿按压实际开关的感觉的力。标签上的力可以是吸引性或排斥性的。磁场产生器可以包括多个产生器,每个产生器是独立地可操作的以在标签上提供磁力。产生器可以在空间分开。因此,装置可以在标签上提供来自一些产生器的吸引力,并且同时在标签上提供来自其它产生器的排斥力。

在一些例子实施例中,手势检测器可以包括用于发射和检测电磁辐射的天线,其中手势检测器是可操作的以检测从用户反射的电磁辐射。反射可用于检测用户作出的手势而无须用户必须物理地触碰装置。

在一些例子实施例中,手势检测器包括用于发射和检测电磁辐射的天线的阵列。

在一些例子实施例中,天线是可操作的以在近场体系中发射和接收无线电波。该装置可另外包括近场通信(nearfieldcommunication,nfc)读取器,该近场通信读取器被配置成使用天线或天线中的至少一个发射和接收nfc信号。nfc读取器可以例如用于与可佩戴标签通信。举例来说,nfc读取器可以接收关于可佩戴标签或用户的信息,例如,确认用户具有访问装置的权限。

在一些实施例中,手势检测器可以包括数码相机。相机可用于记录用户作出的手势,这些手势可以随后通过手势分析块进行分析。这还允许用户作出手势而无须物理地触碰装置。

在一些例子实施例中,磁场产生器可以包括永磁体。替代地,磁场产生器可以被配置成将直流电施加到天线或施加到天线中的至少一个以便产生磁场。

在一些例子实施例中,装置可以是可操作的以使用时域多路复用或场切换分开电磁辐射的传输与磁场的产生。这可以避免磁场与电磁场之间的干扰。

根据第二方面,提供一种手势识别系统以及根据第一方面的任何例子实施例的手势识别装置,该手势识别系统包括适合于由系统的用户佩戴的可佩戴标签。

在第二方面的一些例子实施例中,可佩戴标签可以包括永磁体。在此类实施例中,手势识别装置可以包括电磁体,以可切换地产生磁场以与可佩戴标签的永磁体交互。举例来说,装置的磁场产生器可以被配置成将直流电施加到天线或施加到多个天线中的至少一个以便产生磁场。

在替代例子实施例中,可佩戴标签可以包括电磁体,并且系统可另外包括可操作以为电磁体供电的电源。在此类实施例中,手势识别装置的磁场产生器可以是永磁体。

在一些例子实施例中,可佩戴标签可以包括天线和被配置成使用nfc信号与手势识别装置通信的微处理器。

根据第三方面,提供一种将感觉反馈提供到手势识别装置的用户的方法,该方法包括:

通过装置的手势检测器来检测用户作出的手势;

通过使用装置的手势分析块使所检测到的手势与已知的手势相关联来识别手势;

响应于识别特定手势通过装置的磁场产生器来产生磁场,以便在用户所佩戴的可佩戴磁性标签上提供磁力。

在一些例子实施例中,检测用户作出的手势的步骤可以包括从装置的天线发射电磁辐射,并且检测从用户反射的电磁辐射。在此类实施例中,发射电磁辐射和产生磁场的步骤可以是使用时域多路复用或场切换技术分开的。

将通过下文所描述的实施例清楚本发明的这些以及其它方面并且参考这些实施例阐明本发明的这些以及其它方面。

附图说明

将参考图式仅通过举例来描述实施例,在图式中:

图1是例子手势识别装置的示意性图示;

图2a和2b示出了图1中所示的装置的使用的例子;

图3示出了图1中所示的装置的使用的替代例子;

图4是手势识别装置的替代例子的示意性图示;

图5示出了手势识别装置和可佩戴标签的组件的方块图;以及

图6示出了指示提供感觉反馈到手势的方法的方块流程图。

应注意,图式是图解说明且未按比例绘制。为在图式中清楚且方便,这些图式的各部分的相对尺寸和比例已示出为在大小上放大或缩小。相同的参考符号一般用于指代在被修改的和不同的实施例中的对应的或类似的特征。

具体实施方式

图1示出了例子手势识别装置100。图1的顶部部分示出装置100的前表面。举例来说,装置100可以是智能手机,或能够检测和识别用户作出的手势的任何其它装置。在示出的例子中,装置100包括屏幕101,屏幕101可以是触摸屏,例如,常规的智能手机的触摸屏。

图1的底部部分示出装置100的内部的视图。装置100包括天线102的阵列,天线102的阵列可以如所说明布置为矩形阵列。阵列102可以例如是近场通信(nearfieldcommunication,nfc)天线的阵列,能够发射和接收电磁波,并且尤其是近场体系中的无线电波。天线的阵列102可以是可操作以执行多个功能的。举例来说,它们可以充当正常nfc读取器的天线,能够与nfc标签通信。天线的阵列102也可以用作装置100的手势检测器的一部分,阵列102提供nfc电磁场用于手势检测。举例来说,天线可以发出nfc场。电磁波可以从在场内执行手势的用户中反射,例如,在装置100上方。反射波可以由天线的阵列102检测并且得到分析以检测已知的手势。

另外,天线的阵列102可用作磁场产生器的一部分。直流电可以提供到一个或多个天线的阵列102,或者交流电的直流偏移可以提供到天线的阵列102中的一个或多个。流过天线的直流电将诱发磁场。

当特定手势被装置100识别时磁场可以由天线的阵列102中的一个或多个产生。这个场可以在作出手势的用户所佩戴的标签上提供磁力以便响应于该手势提供感觉反馈。磁场可以被诱发以便在此类标签上形成吸引力或排斥力。多个天线可用于诱发磁场。因为天线的阵列102在空间上跨越装置传播,所以使用多个天线可以提供位置依赖性磁场。天线中的一些可用于产生吸引力,而其它天线同时在可佩戴标签上产生排斥力。力反馈可以取决于手势的位置和/或标签在用户的单根手指上的位置。

图2a示出与装置100交互的用户的例子。用户佩戴可佩戴标签200,例如,在用户的手指201的指甲上。用户可以佩戴一个或多个标签200。举例来说,用户可以在一个或多个指甲上佩戴标签200。在示出的例子中,标签200包括用于与由装置100产生的临时磁场交互的永磁体。然而,标签200可以替代地包括连接到电源的电磁体。

用户可以执行手势以与装置交互。在示出的例子中,用户作出手势以模拟按压虚拟开关,例如,显示在装置100的屏幕101上的开关。当装置100识别此手势时,直流电被施加到天线、天线102a中的一个,以便产生磁场。所诱发的磁场将磁力202施加到标签200。在示出的例子中,力202是排斥力。施加到标签200的力被用户感觉到;在示出的例子中,用户感觉到力推动他们的手指201远离装置100。在当前例子中,此力可以感觉为相当于在按压例如图2b中说明的开关203的物理开关时感觉到的阻力。

图3示出替代例子,其中力响应于不仅来自直接地位于标签200下方的天线102a而且还来自相邻天线102b-e的手势而施加在标签200上。在所示出的实施例中,全部激活的天线103a-c在相同方向上提供力,推动标签200远离装置100。在替代例子中,全部的天线102a-e可以提供吸引力,或者天线102a-e可以各自在不同方向上提供力和/或以不同强度提供力。

在图2和3中说明的例子仅仅是可以通过装置100检测和产生的手势和反馈的简单例子。在其它例子中,力反馈可以取决于手势的位置,和/或在用户所佩戴的一个或多个标签200上的位置。在其它例子中,所诱发的场可以受到控制,使得力的动态可以发生改变,例如通过控制所诱发的场的强度作为时间的函数或控制一个或多个标签200的位置。在后一种情况下,举例来说,磁场的强度可以作为位置的函数受到控制,方法是改变哪个天线的阵列102诱发磁场以及多少直流电流过此天线。通过天线的电流的方向可以逆转以使所产生的力202的方向发生逆转。如果用户佩戴一个以上标签200,那么阵列102可以被配置成使得每个标签200取决于其相对于阵列102的位置并且在所执行的特定手势上感觉到不同的力。

在其它例子中,可以产生磁力以促使用户的手势,例如,在屏幕上的活动可以触发力的产生。作为一个例子,虚拟开关可以仅在完成任务之后变得可供使用。力可以提供在用户上以指示虚拟开关现在可供使用。作为一个替代例子,多个天线可用于产生响应于屏幕上的活动在特定方向上推动和/或拉动标签200的磁场。举例来说,模拟游戏中的平面的倾斜可以引起在倾斜方向上推动和/或拉动标签200的磁场的产生。

标签200可以包括nfc标签以及磁体。nfc标签可以包括能够发射和接收nfc信号的nfc微芯片和天线。举例来说,nfc标签可以在存储器中存储关于标签的信息或关于用户的信息。nfc标签可以是可操作的以与装置100的nfc读取器通信。nfc标签可以例如告知装置100它附接到用户的哪根手指,以帮助装置100识别特定手势。nfc标签可以传送关于必须由装置100产生的力的数量的信息以在标签200上形成合适的力。nfc标签可以提供安全信息到装置100,例如,确认用户具有操作装置100的权限。

图4示出手势识别装置400的替代例子。装置400包括与平台控制器400b通信的主要装置400a。平台控制器400b包括天线的阵列402。天线402可以上文关于天线的阵列102所述的任何方式操作。主要装置400a可以是任何电子装置,例如,智能手机或虚拟现实头戴式耳机。在示出的例子中,主要装置400a包括屏幕401。主要装置400a可以使用任何方法与平台控制器400b通信,例如,有线或无线通信。

在示出的例子中,用户佩戴五个磁性标签200a-e,一只手的每根手指和拇指上有一个标签,以与平台控制器400b交互。在替代例子中,用户可以使用双手,例如,标签在双手的每根手指上。在替代例子中,各自佩戴一个或多个标签200的两个或两个以上不同用户可以与装置400交互。

除nfc标签之外,每个标签200a-e可以包括永磁体或电磁体。每个标签200的nfc标签可以例如与平台控制器400b中的一个或多个nfc读取器通信,例如,以提供关于标签200附接到哪根手指的信息。

作为操作的例子,每个标签200a-e可以链接到主要装置400a的对应的功能403a-e。功能403a-e的特定操作可以指导平台控制器400b以在特定标签200a-e上产生特定磁力。举例来说,功能403a可以指导平台控制器以施加力到标签200a,但不会到任何其它标签。标签200a附近的一个或多个天线可用于在标签200a上产生磁力,但是其它标签200b-e附近的天线可以是关闭的使得这些标签并不感知力。

在逆向操作的例子中,平台控制器400b的阵列402可用于检测用户模仿手势的力,例如,模仿按压键盘上的键。标签200a-e的磁场可以在手势期间在阵列402中的一个或多个天线中诱发电流。所产生的电流可用于确定作出手势的力的量度。举例来说,在每个标签200a-e链接到对应的功能403a-e的情况下,对应的功能403a-e可以仅在正确的标签200a-e以足够的力执行特定手势时运行。替代地,取决于作出手势的力,可以在主要装置400a上运行不同功能。此类逆向操作也可以用于上文所述的装置100的例子。

图5表示可以操作手势识别装置和标签的系统的方块图,该装置和标签例如,装置100和400以及标签200。

手势识别装置500包括与平台控制器502通信的天线或天线的阵列。平台控制器502包括手势分析块503、磁力控制块504和nfc读取器505,它们中的每一个在平台控制器502的控制下彼此通信。

除nfc块602之外,可佩戴标签600包括永磁体或电磁体601。nfc块602可以被配置成传送标识和/或安全信息到装置500的nfc读取器505。任选地,nfc块602还可以发送关于应该使用装置500的哪种场强度以施加力到标签600的信息。

手势可以通过天线或阵列501检测到,例如,通过检测来自用户或来自用户所佩戴的标签600的nfc信号的反射或通过检测由用户佩戴的标签600传输的nfc信号。

所检测到的手势可以通过手势分析块503来分析。手势分析块503位于其基础水平的图案识别块处,该图案识别块具有存储场变化的集合、在特定频率下采样并且数字化为“手势”的能力。此数据库随后用于以操作模式参考。

分析过的手势可以被发送到平台控制器502且与对应的标识以及任选地从nfc读取器块505接收的安全信息连同关于个体标签600所希望的磁力设置的任选的信息聚集。

此信息可以随后被馈送到磁力控制块504以配置阵列以便在标签600上产生力。替代地或另外,标签的力要求可以通过nfc读取器505独立地确定或可以通过应用程序配置。可以使平台控制器502成为任何电子装置的一部分以便使得装置手势与磁力反馈兼容并且响应于磁力反馈。

图6示出了提供感觉反馈到手势识别装置的用户的方法700,该方法700可以通过例如装置100或装置400的手势识别装置使用。在方法700的步骤701,用户作出的手势通过装置的手势检测器检测到。这可以举例来说,通过从装置的天线发射电磁辐射并且检测从用户反射的电磁辐射来实现。在步骤702处,手势通过使用装置的手势分析块使所检测到的手势与已知的手势相关联来识别。在步骤703处,响应于识别特定手势由装置的磁场产生器产生磁场,以便在用户所佩戴的可佩戴磁性标签上提供磁力。

在上述例子中,天线的阵列用于检测手势并且用于产生磁力。然而,手势识别装置可以包括仅一根天线,或者可以仅使用天线来产生磁场。手势检测可以通过记录手势来实现,例如,通过数码相机,并且用装置的手势分析块来分析所记录的手势。

在上述实施例中,手势识别装置示出为例如移动电话的单独的装置的一部分。然而,在这些实施例中的任何一个中手势识别装置也可以由用户佩戴,并且可以形成与可佩戴标签相同的可佩戴设备的零件的一部分。举例来说,可佩戴标签和手势识别装置这两者可以都是手套的一部分。手套的某些部分可以包括手势识别装置。手套的部分可以例如是手套的手掌或手套的一根或多根手指。举例来说,在包括多根天线的实施例中,多根天线可以是跨越手套的手指部分铺展的。

在包括磁场产生器和检测且发射电磁辐射的构件的根据本发明的手势识别装置的任何例子中可能必需要分开磁信号与电磁信号以最小化这些信号之间的干扰。这可以例如使用时域调制或场切换技术来实现。

通过阅读本发明,本领域的技术人员将明白其它变化和修改。此类变化和修改可涉及等效物和其它特征,这些等效物和其它特征在手势识别装置的领域中已经为我们知晓,且可用作本文已经描述的特征的替代或补充。

尽管所附权利要求书是针对特定的特征组合,但应理解,本发明的公开内容的范围还包括本文中明确地或隐含地公开的任何新颖特征或任何新颖特征组合或其任何一般化形式,而不管其是否涉及与当前在任何权利要求中主张的发明相同的发明或其是否缓解与本发明所缓解的任一或全部技术问题相同的技术问题。

在单独实施例的上下文中描述的特征也可以组合地提供于单个实施例中。相反,为了简洁起见,在单个实施例的上下文中所描述的多种特征也可以单独地或以任何合适的子组合形式提供。申请人特此提醒,在审查本申请案或由此衍生的任何另外的申请案期间,可根据此类特征和/或此类特征的组合而制订新的权利要求。

为了完整起见,还指出,术语“包括”并不排除其它元件或步骤,术语“一”并不排除多个,并且权利要求书中的附图标记不应被解释为限制权利要求书的范围。

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