便携式电子设备和运动和手势探测系统的制作方法_3

文档序号:10055820阅读:来源:国知局
thysmography,PPG)传感器,用于测量用户的心率或血压。
[0063]在一些例子中,惯性传感器,诸如加速计和陀螺仪,可以探测运动和手势。图6示出了根据本公开的例子的利用惯性传感器进行运动和手势感测的示例性设备的剖视图。设备600可以附连到用户的手腕(未示出)、放在其上或者触摸其。设备600还可以包括加速计和陀螺仪630,以确定平移和旋转运动。在一些例子中,加速计和陀螺仪可以是分开的部件。加速计可以测量非重力加速度并且可以确定沿X轴610、y轴612和z轴614的运动变化。陀螺仪可以测量设备的朝向并且可以确定俯仰(pitch)620、滚转(roll)622和偏航(yaw)624。
[0064]通过使用加速计、陀螺仪或者这二者来探测刚性身体运动,设备可以确定预定义的手势。这种运动的例子可以包括,但不限于,圆形手腕运动、挥手、手的上下运动、手掌的上下运动以及挥舞手臂。
[0065]在一些例子中,诸如图5的光源502和506的一个或多个光源、图5的一个或多个光传感器504和508以及诸如图6的加速计和陀螺仪630的加速计和/或陀螺仪可以结合到设备中,用于光学和惯性感测。光学感测可以允许设备确定手腕和手指屈曲、伸展、外展和内收,而惯性感测可以允许设备确定平移和旋转运动。
[0066]在一些例子中,设备可以利用机械接触感测来探测运动和手势。图7A示出了根据本公开的例子的手腕和利用机械传感器进行运动和手势感测的示例性设备的横截面视图。设备700可以包括附连到手腕720、放在其上或者触摸其的带子746。手腕720可以包括位于用户皮肤下面的肌腱710和712、肌肉730以及骨头740。带子746可以包括多个区域750、752、754和756。带子746可以由柔性材料制成,诸如Vi ton。当用户的手腕720移动时,带子746可以在拉伸/收缩发生的对应区域拉伸或收缩。设备700可以被配置为独立于其它区域来探测一个或多个区域中的拉伸。例如,用户可以作出第一手势。第一手势可以造成位于区域752和754的带子746中的拉伸,而区域750和756不受影响(即,在区域750和756不拉伸也不收缩)。在一些例子中,多个区域可以拉伸,并且在该区域的长度或面积的变化的位置和强度可以指示用户的手势。在一些例子中,带子746可以紧密适配到手腕720。
[0067]在一些例子中,带子746可以由柔性材料制成,并且可以包括能够测量柔性材料的长度或面积变化的测量仪器。例如,一个或多个应变计可以附连到或者可以位于带子746中。包括在设备700中或者带子746中的电路可以被配置为从一个或多个应变计测量电阻。当带子746上的区域拉伸时,电阻会增加,而收缩的区域会造成电阻的减小。
[0068]在一些例子中,带子746可以具有针对手腕720的不足量的摩擦力。由于具有不足量的摩擦力,带子746会相对用户的皮肤滑动,导致错误的测量。图7B示出了根据本公开的例子的手腕和利用位于带子中的光学传感器进行运动和手势感测的示例性设备的横截面视图。图7C示出了根据本公开的例子的带子的特写视图。设备700可以包括附连到手腕720的带子760。带子760可以包括内带(inner band) 764和外带(outer band) 766。内带764可以由柔性材料制成并且可以紧密适配到手腕720。外带766可以由刚性材料制成。内带764可以包括多个光学特征件762,而外带766可以包括一个或多个光源,诸如光源772,以及一个或多个光传感器,诸如光传感器774。在一些例子中,带子760可以包括装饰层768。
[0069]位于外带776中的光源772可以朝位于内带764中的光学特征件762发射光。所发射的光可以反射离开光学特征件762并且可以被位于外带776中的光传感器774探测。用户手腕的运动会导致光学特征件762的运动,这会造成由光源772探测的光的反射率的变化。
[0070]在一些例子中,设备可以包括探测运动和手势的肌电传感器。图8示出了根据本公开的例子的手腕和利用肌电传感器进行运动和手势感测的示例性设备的横截面视图。设备800可以包括附连到手腕820的带子846。手腕820可以包括肌腱810和812、肌肉830和骨头840。设备800可以包括一个或多个肌电传感器或者电极806和816。电极806和816可以被配置为测量来自肌腱810和812的电信号。在一些例子中,电极806和816可以被配置为测量从身体部位,诸如肌腱810和812,到电极的电容。电容的变化可以与用户运动关联。电信号或电容变化可以允许设备基于电信号或电容变化的强度和位置确定对应的运动或手势。
[0071]单独或一起使用的光学传感器、惯性传感器、机械接触传感器和肌电传感器当中任意一个可以允许设备确定用户的运动、手势或者这二者。手的运动可以包括,但不限于,手腕运动、手的打开和闭合、手掌向上、向下、朝向或远离以及手指屈曲/伸展,以及整个手向上、向下、向左或向右方向的运动。一个或多个手的运动可以定义手势输入。设备可以把手势输入解释为命令。示例性手势和对应的命令在图9A中说明。
[0072]手势和关联的命令可以在设备数据库中预定义并存储。图9B示出了根据本公开的例子的用于基于用户的运动确定命令的示例性过程流。过程950可以以步骤952开始,其中设备探测用户的运动。基于用户的运动,设备可以确定手势(步骤954)。设备可以比较所确定的手势与数据库中预定义的手势(步骤956)。如果在用户的手势与预定义的手势之间存在匹配,则设备可以查找与预定义的手势关联的命令并且可以执行该命令(步骤958)。
[0073]在一些例子中,设备可以包括可以使应用记录由用户定义的手势并且把手势与具体任务或命令关联的应用编程接口(API)。图9C示出了根据本公开的例子的用于记录用户定义的手势的示例性过程流。在过程960中,设备可以跟踪手势或运动历史和通常跟在该手势或运动之后的任务或命令(步骤962)。S卩,设备可以从过去的历史了解哪些命令与哪些手势关联。然后,在将来,设备可以预测用户期望什么命令跟在用户手势之后。当用户移动他或她的手、手臂、手腕或手指时,设备可以确定手势(步骤964)。设备可以预测关联的命令(步骤966)并且设备可以在不指导用户交互的情况下执行命令(步骤968)。
[0074]例如,用户可以如图9D中所示的那样开始让他们的手臂和手腕位于其身体的侧面。用户可以移动他们的手臂和手腕,使得手腕的背侧面向上并且朝着用户的眼睛,如图9E中所示。设备可以从过去的历史确定这种运动在用户想看设备的显示器时发生。设备可以把图9D-9E中所示的运动与自动开启显示器和唤醒设备的任务或命令关联。以这种方式,用户不再必需按下按钮或轻击显示屏来唤醒设备,而是代替地,设备可以“智能地”并自动地基于这种手势唤醒设备。
[0075]在一些例子中,设备可以包括特定于用户的校准过程。校准过程可以包括光学校准,例如,以补偿用户之间的解剖差异。设备可以在屏幕上显示手指、骨头或肌腱的示意图。通过设备附连到用户的身体部位、放在其上或者触摸其,用户可以屈曲或伸展每根手指。设备可以探测每根手指或肌腱的运动以及关联的信息。关联的信息可以被用来建立基线。当用户执行手势或运动时,设备可以比较从该手势或运动测出的信号并且可以比较该信号与基线。
[0076]除了探测到的手和手腕的运动,设备还可以探测手指的运动。包括探测手指运动的示例应用可以是探测手语。图9F-9H示出了根据本公开的例子的与手语关联的示例性手指运动。如9F中所示,用户可以例如利用手指902打手势表示字母C,并且设备900可以感测位于手腕920处或者其附近的肌腱的运动。位于设备900中的逻辑单元可以确定手指的运动并且图9F中所示的手势对应于用户打手势表示字母C。
[0077]在一些例子中,探测手语可以既包括手指运动又包括手腕运动。例如,用户可以通过伸展手指902并且移动手腕920和设备900远离用户的嘴巴990来打手势表示短语“谢谢你”,如图9G中所说明的。通过测量位于手腕920处或者其附近的肌腱的运动,设备900可以确定所有手指902都伸展。此外,设备900可以利用惯性传感器确定手腕920远离嘴巴990移动。
[0078]在一些例子中,探测手语可以包括探测用户双手的手指和手腕运动。例如,用户可以通过双手都伸展两个食指903和905、双手都屈曲剩余的手指902和907并且以交替和圆形方式移动手腕920和921来打手势表示词“走”。设备900和901可以附连到手腕920和921,以通过位于手腕920和921处或者其附近的肌腱的运动来探测手指903和905的伸展以及手指902和907的屈曲。设备900和901可以利用惯性传感器探测手腕920和921的圆形运动。在一些例子中,设备901可以利用有线或无线通信,诸如蓝牙,向设备900发送探测到的手势和运动信号或信息。当设备900从设备901接收信息时,设备900可以确定用户在同时移动手腕920和921,以及手指902、903、905和907,并且可以把手势与对应的短语或命令关联。在一些例子中,设备900和901都可以向主机设备发送探测到的手势和运动信号或信息。主机设备可以处理信号、确定手势和运动,并且把手势与对应的短语或命令关联。虽然附图示出附连到用户手腕的设备900,但是本公开的例子可以包括附连到其它身体部位的设备。
[0079]在一些例子中,例如,在以上说明的任何一个例子中手势的关联都会导致通过扬声器可听地说出关联的短语或字母或者在显示器上显示关联的短语或字母的任务。于是,设备900可以是例如手语解释器。
[0080]图10示出了根据本公开的例子的包括用于确定用户手势或运动的一个或多个运动和手势传感器的计算系统的示例性框图。计算系统1000可以对应于图1A-1C中所示的任何计算设备。计算系统可以包括被配置为执行指令以执行与计算系统1000关联的操作的处理
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