用于使用超声波束成形来进行多点触摸手势检测的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开内容的各方面涉及手势检测。更具体地，本公开内容的各方面涉及使用超声波束成形的多点触摸手势检测。
[0002]现代触屏设备允许通过使用一个或多个手指来触摸屏幕以使用简单的或多点触摸的手势进行用户控制。某些触屏设备还可以检测物体，诸如触控笔或者普通或特殊涂层手套。触屏使用户能够直接地与所显示的事物进行交互。近来，可以包括触屏特征的显示设备的尺寸已经变得更大。例如，电视机的平均尺寸正迅速地接近40英寸(对角线)。在这些较大的显示器中包括触屏功能是成本高昂的。另外，大尺寸的触屏需要增加用户的肢体(extremity)运动，这导致用户体验的降低。当前的解决办法以传统触屏、基于红外(IR)发光二极管的触摸框架以及双IR相机触摸解决办法的形式存在。然而，所有这些解决办法都需要针对不同触摸尺寸的专用产品。
[0003]因此，存在用于使用简单或多点触摸手势来控制较大显示设备的性价比高并且用户友好的方法的需求。
【发明内容】
[0004]某些实施例描述了一种能够通过沿着用于多点触摸手势识别的表面进行波束成形来输出超声的便携式设备。
[0005]在某些实施例中，用于手势检测的方法包括与表面平行地投射超声波，其中，利用超声波束成形来投射所述超声波。所述方法还包括从与所述表面接触的物体接收超声回波。所述方法还包括至少部分地基于所接收的超声回波来解释手势。
[0006]在某些实施例中，所述方法还包括将所解释的手势转换为数字图像，其中，所述数字图像是所解释的手势的表示。
[0007]在某些实施例中，所述方法还包括至少部分地基于所述解释步骤来执行指令。
[0008]在某些实施例中，所述物体包括用户肢体。
[0009]在某些实施例中，所述投射还包括在所述表面上创建2维手势扫描区域。
[0010]在某些实施例中，所述2维手势扫描区域是至少部分地基于所投射的超声波的频率或强度来定义的。
[0011]在某些实施例中，所述投射还包括在5mm或更小的距离处、与所述表面平行地投射所述超声波。
[0012]在某些实施例中，用于手势检测的装置包括被配置为与表面平行地投射超声波的超声传感器阵列，其中，利用超声波束成形来投射所述超声波。所述超声传感器还被配置为从与所述表面接触的物体接收超声回波。所述装置还包括耦合到所述超声传感器的处理器，其被配置为至少部分地基于所接收的超声回波来解释手势。
[0013]在某些实施例中，用于手势检测的装置包括用于与表面平行地投射超声波的单元，其中，利用超声波束成形来投射所述超声波。所述装置还包括用于从与所述表面接触的物体接收超声回波的单元。所述装置还包括用于至少部分地基于所接收的超声回波来解释手势的单元。
[0014]在某些实施例中，处理器可读介质包括处理器可读指令，所述处理器可读指令被配置为使处理器与表面平行地投射超声波，其中，利用超声波束成形来投射所述超声波。所述处理器可读指令还被配置为使所述处理器从与所述表面接触的物体接收超声回波。所述处理器可读指令还被配置为使处理器至少部分地基于所接收的超声回波来解释手势。
【附图说明】
[0015]通过示例的方式示出了本公开内容的各方面。在附图中，相似的附图标记指示相似的元素，以及:
[0016]图1示出了可以合并一个或多个实施例的超声波束成形设备的简化框图；
[0017]图2A示出了根据某些实施例的包括耦合到超声波束成形设备的外部系统的手势环境；
[0018]图2B示出了根据某些实施例的在手势环境中执行多点触摸手势；
[0019]图3示出了根据某些实施例的超声波束成形设备的一个实施例；
[0020]图4示出了根据某些实施例的沿着白板的超声波的投射；
[0021]图5是描绘了用于使用超声波束成形来进行多点触摸手势检测的示例性操作的说明性流程图；以及
[0022]图6示出了可以在其中实现一个或多个实施例的计算系统的示例。
【具体实施方式】
[0023]现在将参照附图来描述若干说明性实施例，该附图构成本文的一部分。虽然下文描述了可以在其中实现本公开内容的一个或多个方面的特定实施例，但是在不脱离本公开内容的范围或所附权利要求书的精神的情况下，可以使用其它实施例并且可以对其进行各种修改。
[0024]根据本实施例，能够进行超声波束成形的小型、便携式和可扩展设备可以与表面平行地投射超声波束。实际上，该功能可以将平坦表面(例如，桌面等)虚拟地转换为能够作为用户输入设备运行的多点触摸表面。多点触摸表面的大小可以是基于应用需要而可调的。设备所使用的超声波束成形技术可以类似于通常在医学应用(例如，声波图)中使用的超声B-模式设备所使用的技术。设备可以包括:可操作以用于发送和接收超声波的超声传感器阵列，用于数字化所接收的超声信号的模数转换器(ADC)信道，用于控制超声波束的传输时序的波束器，以及用于重构所接收的超声波束的波束成形器。
[0025]在某些实施例中，设备可以像典型的火柴盒一样小。在其它实施例中，设备可以内置在移动设备(诸如，智能电话)中。因而，相比于当前的解决方案，设备的最小尺寸和重量都具有优势。设备可以将超声波束投射到表面上并且检测所投射的波束的差异，以确定用户是否已经发起了与表面的触摸。用户可以使用任何用户肢体来触摸表面。所投射的波束的尺寸可以根据应用而改变，并且可以基于所投射的超声波束的波频率和强度来对波束的尺寸进行进一步地精调。此外，与在医学应用中使用的那些波束相比，该波束可以具有较低的分辨率，这允许较低的应用成本和/或较快的处理时间。
[0026]公开了使用超声波束成形来进行多点触摸手势检测的方法和装置。在下面的描述中，阐述了大量具体细节(诸如，具体部件、电路和过程的示例)，以提供对本公开内容的全面理解。此外，在下面的描述中并且出于解释的目的，阐述了专用术语以提供对本实施例的全面理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，可以不需要这些具体细节来实践本实施例。在其它实例中，以框图形式示出公知的电路和设备，以避免模糊本公开内容。如本文所使用的，术语“耦合”意指直接地连接或通过电路的一个或多个中间部件来连接。在本文描述的各个总线上提供的信号中的任何信号可以与其它信号进行时间复用，并且在一个或多个公共总线上提供。另外，电路元件或软件块之间的互连可以被示为总线或单信号线。总线中的每个总线可以替代地为单信号线，并且单信号线中的每个信号线可以替代地为总线，并且单线或总线可以表示用于在部件之间通信的无数物理或逻辑机制中的任何一个或多个机制。本实施例将不被解释为受限于本文描述的具体示例，而是要将由所附权利要求书定义的所有实施例包括在其范围内。
[0027]图1示出了可以合并一个或多个实施例的超声波束成形设备100的简化框图。超声波束成形设备100包括处理器110、显示器130、输入设备140、扬声器150、存储器160、ADC120, DAC 121、波束成形器180、波束器181、超声传感器170以及计算机可读介质190。
[0028]处理器110可以是可操作以在超声波束成形设备100上执行指令的任何通用处理器。处理器110耦合到超声波束成形设备100的其它单元，包括显示器130、输入设备140、扬声器150、存储器160、ADC 120,DAC 121、波束成形器180、波束器181、超声传感器170以及计算机可读介质190。
[0029]显示器130可以是向用户显示信息的任何设备。示例可以包括IXD屏幕、CRT监视器或七段显示器。
[0030]输入设备140可以是接受来自用户的输入的任何设备。示例可以包括键盘、小键盘、鼠标或触摸输入。
[0031]扬声器150可以是向用户输出声音的任何设备。示例可以包括内置扬声器或响应于电音频信号来产生声音的任何其它设备。
[0032]存储器160可以是任何磁、电或光存储器。存储器160包括两个存储器模块，模块I162和模块2 164。可以认识到的是，存储器160可以包括任何数量的存储器模块。存储器160的示例可以是动态随机存取存储器(DRAM)。