使用光学传感器检测到的运动手势输入的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有光学传感器的可穿戴设备，该光学传感器可用于识别正在穿戴设备的用户的手势。光源可被定位在可穿戴设备的后侧或面向皮肤的一侧，并且光学传感器可被定位在该光源附近。在操作期间，光可从光源发射并使用光学传感器进行感测。所感测到的光的变化可用于识别用户手势。例如，从光源发射的光可从穿戴者的皮肤反射，并且可使用光学传感器来感测反射光。在穿戴者以特定方式作出手势时，由于肌肉收缩、设备偏移、皮肤拉伸或光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离改变，该反射光可能发生可察觉的变化。可将所识别的手势解释为用于与可穿戴设备进行交互的命令。
【专利说明】
使用光学传感器检测到的运动手势输入
技术领域
[0001]本发明整体涉及光学传感器，并且更具体地涉及在可穿戴设备中使用光学传感器来识别穿戴者的手势。【背景技术】
[0002]光学传感器已被并入各种用户设备中，以提供增强的功能和用户交互的新机会。 用于检测光、检测接近性、进行拍照等的光学传感器已被并入移动电话(例如，智能电话)、 平板计算机、可穿戴设备(例如，手表、眼镜等)和其他计算设备中，从而允许软件开发者针对娱乐、生产率、健康等来创建参与软件应用程序(“apps”)。在一些情况下，光学传感器结合各种其他输入机构工作，以与设备(例如，触摸屏、按钮、用于语音命令的麦克风等)进行交互。
[0003]然而，很多设备可能由于设备尺寸限制、显示器尺寸限制、操作限制等，设备交互和控制能力受到限制。例如，小或薄的用户设备可能具有用于接收用户输入的有限数量的物理按钮。类似地，小型用户设备可能具有用于提供视觉按钮或其他视觉用户接口元件的空间受限的触摸屏。此外，一些设备可能具有按钮或其他交互元件，在某些状况或某些操作条件下，它们使用起来麻烦或者令人不适。例如，使用双手与设备进行交互可能是麻烦的 (例如，一只手拿着设备，同时另一只手使用接口元件)。在另一个示例中，在用户的手以其他方式被占用或不能使用时(例如，在戴手套、拿东西、牵着孩子的手、开车等时)，可能难以按下小按钮或使用触摸屏功能。在其他示例中，设备交互可能以多种其他方式受到限制。
【发明内容】
[0004]本发明公开了用于确定手势的可穿戴用户设备和方法。一种用于确定手势的示例性方法可包括:使得光将从可穿戴设备发射;感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分；以及基于所感测到的光的一部分的变化来确定由穿戴者作出的手势。在一个示例中，所感测到的光的一部分的变化对应于可穿戴用户设备的光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离的变化，以及并且感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分包括使用光学传感器来感测光的一部分。在另一个示例中，所感测到的光的一部分的变化对应于被穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度的变化。在又一个示例中，使得光将从可穿戴用户设备发射可包括使得光将从处于第一波长的第一 LED和处于与第一波长不同的第二波长的第二LED发射。 在另一个示例中，使得光将从可穿戴用户设备发射可包括使得光将以相对于可穿戴设备的角度发射，其中发射光以非垂直角度入射在穿戴者的皮肤上。在另一个示例中，感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分可包括基于所感测到的光的一部分使用被定位在第一 LED和第二LED之间的光学传感器来生成信号，其中使得光将从可穿戴用户设备发射可包括使得光将从第一 LED和第二LED发射。在另一个示例中，基于所感测到的光的一部分的变化来确定手势可包括在由用于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分的光学传感器生成的信号的导数中识别正峰、负峰和过零点。在又一个示例中，手势包括拳头紧握。
[0005]示例性非暂态计算机可读存储介质可包括用于执行以上所述示例性方法中的任一方法的计算机可执行指令。数据库可耦接到非暂态计算机可读存储介质，并且该数据库可包括手势识别数据。一种示例性系统可包括非暂态计算机可读存储介质和能够执行计算机可执行指令的处理器。
[0006]一种用于确定手势的示例性可穿戴设备可包括:被配置为在可穿戴设备被穿戴时从设备朝穿戴者的皮肤发射光的光源;被配置为基于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分来生成信号的光学传感器;包含计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该计算机可执行指令用于基于信号的变化来确定由穿戴者作出的手势;和耦接成接收信号的处理器，其中该处理器能够执行该计算机可执行指令。在一个示例中，信号的变化对应于光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离的变化。在另一个示例中，由光学传感器生成的信号基于被穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度而改变。在又一个示例中，该光源可包括被配置为在第一波长下发光的第一LED、以及被配置为在与第一波长不同的第二波长下发光的第二LED。在又一个不例中，该光源可包括第一LED和第二LED，并且光学传感器可被定位在第一LED和第二LED之间。在另一个示例中，该光源相对于可穿戴设备倾斜，以引导光将以非垂直角度入射在穿戴者的皮肤上。在另一个示例中，用于确定手势的计算机可执行指令包括用于通过识别信号的导数中的正峰、负峰和过零点来确定手势的计算机可执行指令。在又一个示例中，手势包括拳头紧握。在又一个示例中，该光学传感器被配置为感测与由光源发射的光的波长对应的光的波长。
[0007]一种用于确定手势的示例性系统可包括:被配置为在可穿戴用户设备被穿戴时从可穿戴用户设备朝穿戴者的皮肤发射光的光源;被配置为基于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分来生成信号的光学传感器;包括计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该计算机可执行指令用于基于信号的变化来确定由穿戴者作出的手势；和耦接成接收信号的处理器，其中该该处理器能够执行计算机可执行指令;和耦接到处理器的通信模块， 其中该通信模块被配置为与移动设备进行通信。在一个示例中，所述非暂态计算机可读存储介质进一步包括用于响应于确定手势经由通信模块向移动设备传送命令的指令。[〇〇〇8] —种用于使用被穿戴在穿戴者的手腕上的可穿戴设备来间接确定手部手势的示例性计算机实现的方法可包括:使得光将从可穿戴设备的光源朝穿戴者的手腕发射，其中光源邻近穿戴者的手腕处的皮肤定位;使用可穿戴设备的光学传感器来感测被穿戴者的手腕处的皮肤反射的光的一部分，其中光学传感器邻近穿戴者的手腕处的皮肤定位;基于被穿戴者的手腕处的皮肤反射的所感测到的光的一部分的变化来间接确定穿戴者作出的手部手势，其中变化源自光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离因手部手势而增大或减小。在一个示例中，光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离由于手部手势而增大或减小少于1/8英寸。在另一个示例中，所感测到的光的一部分的变化可对应于所感测到的光的一部分的强度基于光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离增大或减小而增大或减小。在又一个示例中，间接确定由穿戴者作出的手部手势包括感测被穿戴者的手腕处的皮肤反射的所感测到的光的一部分的变化，而无需直接感测穿戴者的手部移动。【附图说明】
[0009]图1示出了用户的皮肤附近的示例性可穿戴设备。
[0010]图2示出了与用户的皮肤分开某距离的示例性可穿戴设备。
[0011]图3A示出了示例性可穿戴设备的面向皮肤的一侧或后侧。
[0012]图3B示出了示例性可穿戴设备的正面侧或前侧。[〇〇13]图4示出了穿戴示例性可穿戴设备的用户的打开的手。[〇〇14]图5示出了穿戴示例性可穿戴设备的用户的紧握的拳头。
[0015]图6示出了来自可穿戴设备的光学传感器的所感测到的信号的示例性波形。
[0016]图7示出了来自可穿戴设备的光学传感器的所感测到的信号的示例性导数波形。 [〇〇17]图8示出了示例性导数波形和手势识别阈值。
[0018]图9示出了用于使用可穿戴设备的光学传感器来确定手势的示例性过程。
[0019]图10示出了用于使用光学传感器来识别手势并且执行与所识别的手势对应的功能的示例性过程。
[0020]图11示出了用于检测手势的示例性系统。【具体实施方式】
[0021]在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性变更。
[0022]这涉及到具有光学传感器的可穿戴设备，该光学传感器可用于识别穿戴设备的用户的手势。在一个示例中，可将一个或多个光源定位在可穿戴设备诸如手表、腕带、臂带、腿带、胸带、头带等的后侧或面向皮肤的一侧上。光学传感器可被定位在可穿戴设备的同侧上的一个或多个光源附近。在操作期间，光可从一个或多个光源发出并使用光学传感器进行感测。由穿戴设备的用户的移动导致的所感测到的光的变化可用于识别用户手势。例如，从光源发射的光可能从穿戴者的皮肤反射，可使用光学传感器来感测反射光。在穿戴者通过某种方式例如通过在穿戴设备的手臂上握紧拳头而作出手势时，反射光可能由于肌肉收缩、设备在手腕上偏移，皮肤拉伸、光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离改变等而发生可察觉的变化。可使用反射光和所感测到的光的各种变化的特征来识别人为手势，诸如入射角变化、强度、位置、波长等。
[0023]在一些示例中，在可穿戴设备中并入光学传感器并使用其识别穿戴者的手势可提供一种方便的方式与可穿戴设备进行交互。此类手势识别可补充甚至替代其他接口，诸如触摸屏、按钮、拨号盘等，并且其可用于执行相同或相似的功能，诸如选择显示元素、导航到不同视图、改变时间、改变显示、接听电话或各种其他功能中的任一种功能。在一些示例中， 此类手势识别可提供单手或免提设备操作，这样可提供便利以及安全性(例如，在携带东西、开车等时)。应当理解，很多其他应用是可能的，并且本文论述的手势识别可提供各种其他益处并通过许多其他方式来增强用户体验。
[0024]图1示出了穿戴者的皮肤表面116附近的示例性可穿戴设备100。在一个示例中，可穿戴设备1〇〇可被配置为被穿戴在用户的手腕(例如，如手镯、腕表、腕带等)上，并且根据用户偏好穿戴设备的方式，皮肤表面116可以是用户手腕周围的任何位置(例如，其中相关联的显示器在手掌附近或在手背附近)。除了其他部件之外，可穿戴设备100可包括光源104、 光源106和光学传感器102等。
[0025]光源104和106可各自包括发光二极管(LED)或另一种光源。在一些示例中，光源可以是倾斜的，使得在正常穿戴设备时，发射光的主体反射回到光学传感器1〇2(例如，倾斜使得发射光可以不垂直的角度入射在穿戴者的皮肤上)。倾斜光源还可避免光源和传感器之间的电弧(例如，发射光到达传感器而不会首先从用户的皮肤反射)。例如，可将光源104从垂直方向朝向光学传感器102倾斜六十度，使得发射光108的主体可从皮肤表面116朝光学传感器102反射，如反射光110所示的。类似地，可将光源106从垂直方向朝光学传感器102倾斜六十度，使得发射光112的主体可从皮肤表面116朝光学传感器102反射，如反射光114所示的。在其他示例中，可将光源104和106倾斜更接近垂直(例如，从垂直方向朝光学传感器 102倾斜三十度)或更接近水平。
[0026]可通过各种不同的方式来配置光源104和106,以用于稳定地识别反射光110和反射光114的变化。在一个示例中，光源104和106可包括在900nm范围内的发射红外光的LED。 在其他示例中，光源104可被配置为发射与光源106所发射光不同波长的光。在这些示例中， 可选择由光源104发射的光和由光源106发射的光，使得它们可由光学传感器102进行区分， 并可为可见波长、紫外波长、红外波长或其他波长。也可通过不同方式操作光源104和106以允许进行明显的反射光识别，诸如通过在不同频率下使发射光脉动，在交替时段发射光，等等。在一些示例中，具有两个独立光源可辅助在局域化移动或整个设备移动之间进行区分 (例如，某些肌肉收缩相对于整个设备统一偏移)。然而，在其他示例中，可穿戴设备100可包括单个光源(例如，光源104或光源106)、多于两个光源、多于一个光学传感器或各种其他组合，或者可包括可检测被皮肤表面116反射而没有专用光源的环境照明的变化的光学传感器。
[0027]光学传感器102可包括光电二极管或能够将光转换成电流、电压或其他信号的其他光电探测器。在一个示例中，光学传感器102可将所感测到的光转换成信号(例如，电流、 电压等)，其幅度或值对应于由传感器接收的光量。在一些示例中，光学传感器102可被配置为感测特定波长的光(例如，由光源104或106生成的那些光)，而不感测其他光。如图1所示， 皮肤表面116和可穿戴设备100之间的距离118可指示反射光110和反射光114入射在可穿戴设备100的面向皮肤的一侧上的哪个位置。尽管为了简单起见在图1中将发射光和反射光例示为直线，但应当理解，光可被扩散成更大光束并在不同角度下反射。在图1的示例中，其中距离118分隔可穿戴设备100和皮肤表面116,反射光110和反射光114被不为入射在光学传感器102的边缘(例如，由入射在边缘的直线表示的光主体)。在一个示例中，光学传感器102 可生成表不所感测到的光的较小量的信号，因为大部分反射光110和反射光114可能撞击在可穿戴设备100的主体而非传感器上。[〇〇28]相反，图2示出了可穿戴设备100与皮肤表面116分开可大于图1的距离118的距离 220。光源104和106可生成可从皮肤表面116被分别反射成反射光224和反射光228的发射光 222和发射光226。距离220可允许反射光224和反射光228在传感器中心附近撞击光学传感器102(与图1所示撞击传感器的边缘相反)。应当理解，为了简单起见例示了图2中简化的直光线，并且光可扩展成更大光束并在不同角度下反射。这样，在图2中所示的更居中的光入射可表示传感器可接收到比扩展光入射在别处更多的扩展光。其中中心附近入射的扩展光更多，光学传感器102可生成用于表不较大量感测光的信号，因为反射光224和反射光228的主体可能撞击传感器自身而非其他部件(例如，入射在传感器上而非可穿戴设备100的主体上)。光学传感器102因此可生成可表示可穿戴设备100和皮肤表面116之间的距离的不同的信号。[〇〇29] 在一些示例中，用户的手部手势可导致图1中的距离118和图2中的距离220之间的差异。如下文参考图4-8更加详细所述的，用户可通过握紧拳头、移动手指、弯曲手腕等来作出手势，这可能导致可穿戴设备100和皮肤表面116之间的距离的变化(例如，从图1中的距离118变为图2中的距离220)。在一些示例中，用户的手势可能至少导致与可穿戴设备相关联的腕带的轻微偏移或用户皮肤的变形，这可能导致设备和用户皮肤之间的距离的变化。 类似地，在一些情况下，收缩肌肉可能导致手腕扩展，这也可能改变可穿戴设备和用户皮肤之间的距离。应当理解，与手势相关联的很多其他因素可导致可穿戴设备和用户皮肤之间的距离的变化。光学传感器102基于不同距离而生成的不同信号可用于识别何时用户的手势与可穿戴设备人为地进行交互。
[0030]在其他示例中，除可穿戴设备和皮肤表面之间的距离之外的因素可用于识别手势。例如，皮肤拉伸、用户出汗等可能导致光学传感器102可检测到的反射光的可察觉的变化。在一些示例中，光源104和106可生成能至少部分地穿透外皮肤层且基于肌肉收缩、肌腱偏移、组织压缩、皮肤拉伸、密度变化、压力改变等而以不同方式反射的光。在各个示例中的任一个示例中，光学传感器102可感测到反射光并基于在入射在传感器上之前如何修改发射光而生成信号。可使用由光学传感器102生成的信号的变化来识别穿戴者的活动。
[0031]应当理解，本文所述的手势识别可用于通过感测穿戴者的手腕处发生的小变化来间接确定手部手势，这与直接感测作手势的手的移动相反。例如，尽管人为手势可能包括握紧和松开拳头，但增大或减小可穿戴设备的光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离(例如，改变1/8英寸)可被感测到并用于间接识别手势而不是直接检测握紧和松开拳头的运动(例如，手指和手掌移动)。可朝穿戴者的手腕处的皮肤发射光，从穿戴者的手腕处的皮肤反射，并被邻近穿戴者的手腕处的皮肤定位的光学传感器感测到。所感测到的光的强度可基于光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离增大或减小而增大或减小，这样变化的距离可能归因于如上所述的人为手部手势。因此，通过监测在穿戴者的手腕处发射和感测的光的小变化，可间接识别手部手势而无需直接感测手指或手掌的移动。[〇〇32]应当进一步理解，可将这里论述的手势识别应用于除手腕之外的各个其他身体部位和被穿戴在手腕上的可穿戴设备之外的设备，这里论述的手腕穿戴的设备可被提供作为使用光学传感器的手势识别的非限制性示例。例如，可使用臂带、腿带、胸带、头带等上的设备来执行根据本文示例的手势识别。可检测设备和皮肤移动，并使用那些所检测到的移动来确定手势。例如，头带中的可穿戴设备可根据用户抬高一个或两个眼眉来识别人为手势， 从而导致头带设备偏移和/或可察觉地改变前额上的皮肤。类似地，腿带或踝带中的可穿戴设备可从用户弯腿、移动脚等识别人为手势，从而导致腿带或踝带设备偏移和/或可察觉地改变腿部、脚踝或脚上的皮肤。如本文论述的示例那样，导致设备偏移、距离改变、皮肤移动等的任何移动可被检测到并用于确定手势。因此，可将本文论述的各个示例应用于可被穿戴在身体上的任何位置的皮肤的任何部分附近的各种设备，并可根据那些各种设备的光学传感器信号的变化来确定手势。
[0033]还应当理解，可用于如本文所述识别手势的光源、光学传感器和可穿戴设备的比例、间距或布局可与图1和图2中所示的那些示例不同。例如，光源和光学传感器可以是图示尺寸的一部分，并且光源和光学传感器可在小得多的空间中彼此相邻定位。此外，可夸大距离118和220,并且在一些情况下，光学传感器102可检测人眼不可察觉的距离的差异。例如， 尽管可穿戴设备和用户皮肤之间的距离的变化在作出手势时对于穿戴者而言可能不明显， 但光学传感器102可能足够灵敏以识别距离的轻微差异(例如，基于手势期间的手腕周长的轻微变化)。[〇〇34]还应当理解，可穿戴设备100可包括本文未示出或描述的各种其他部件，诸如显示器、触摸屏、按钮、拨号盘、中央处理单元、存储器、相机、指示灯、振荡器、时钟、无线收发器、 电池、运动传感器、光传感器、触摸传感器、其他传感器等。还应当理解，如本文所述使用光学传感器识别手势可在具有各种不同功能的各种不同可穿戴设备中被实现。
[0035]图3A示出了示例性可穿戴设备100的面向皮肤的一侧或后侧。在一个示例中，可穿戴设备100包括可附接到腕带330以用于将设备固定到用户的手腕的腕表或其他可穿戴设备。如图所不，可穿戴设备100的面向皮肤的一侧或后侧可包括被光学传感器102分开的光源104和106。光源104和106可包括可被定位在玻璃、塑料或其他透明窗后方，或者可被定位在同一窗口后方的LED。在一些不例中，光学传感器102还可被定位在同一或不同玻璃、塑料或其他透明窗后方。可设定光学传感器102,尤其是光学传感器102的感测区域或检测区域的尺寸，以避免来自手臂毛发和其他皮肤表面变化的干扰。例如，可将光学传感器102的尺寸设定为典型手臂毛发的几倍，使得传感器不容易被遮挡，从而无法感测反射光。[〇〇36] 还应当理解，可用于识别手势的光源和光学传感器的比例、间距或布局可与图3A 中所示示例有所变化。例如，光源104和106、以及光学传感器102可被定位在腕带330内，并且腕带330可包括线路，以从可穿戴设备100获得电力并实现与可穿戴设备100的通信。在其他示例中，光源104和106以及光学传感器102可以不同方式进行取向(例如，与腕带330串联)。[〇〇37]图3B示出了固定到腕带330的示例性可穿戴设备100的正面或前侧。在一个示例中，可穿戴设备100可包括前侧上的显示器332,并且用户可使用手势来与在显示器332上显示的信息进行交互。例如，可在显示器332上显示图像、数据、虚拟按钮、时钟、应用程序、音乐音轨等，并且用户可作出特定手势以作出选择、前进到新的显示、启用显示器、返回到 home屏幕、向前导航、向后导航、打开通知、滚动通过信息、滚动通过应用程序、滚动通过歌曲、暂停播放音乐、开始播放音频文件、接听电话、使用虚拟助理或执行各种其他功能中的任一种功能。可使用各种手势来执行这些功能，如下文参考图4和图5更加详细所述的。 [〇〇38] 在一些示例中，显示器332可包括可用于补充或替代与可穿戴设备100进行交互的手势的触摸屏能力。类似地，可穿戴设备100可包括图3A或图3B中未示出或本文未描述的各种其他部件，诸如显示器、触摸屏、按钮、拨号盘、中央处理单元、存储器、相机、指示灯、振荡器、时钟、无线收发器、电池、运动传感器、光传感器、触摸传感器、其他传感器等。
[0039]图4示出了穿戴示例性可穿戴设备100的用户的张开的手。如上所述，用户可使用多种手势与可穿戴设备100进行交互，这些手势可导致指向用户皮肤、从用户皮肤反射并被光学传感器感测到的光的可察觉的变化。各种移动可导致反射光变化，该变化可改变又光学传感器生成的信号，并且此类变化的信号可被解释为人为手势。可被解释为人为手势的移动可包括手指移动、手部移动、手腕移动、整个手臂移动等。例如，图4中的张开的手可握紧成图5中所示的拳头，并张开或松开回到图4中所示的位置，从而成为用于和可穿戴设备100进行交互的人为手势。
[0040]需要指出的是，图5中的穿戴者的手腕可相对于图4中的穿戴者的手腕至少发生轻微的改变(例如，周长扩展、皮肤拉伸、肌肉收缩、肌腱偏移、组织压缩等)。手腕从图4中的张开的手至少轻微变化成图5中的握紧的拳头可能导致可穿戴设备100和穿戴者的皮肤之间的距离的变化(例如，增大或减小)。如上所述，与可穿戴设备100相关联的光学传感器可生成在设备和穿戴者的皮肤之间的距离变化时发生变化的信号，使得握紧用户拳头的运动可与松开用户拳头的后续运动一起被感知到。在一些示例中，相继握紧和松开用户拳头可被识别为人为手势(例如，如鼠标光标点击或触摸屏按压以选择虚拟按钮、接听电话、向前导航等的等同操作那样)。
[0041]在其他示例中，可使用其他运动作为用于与可穿戴设备100进行交互的手势。例如，穿戴者可向内移动拇指以触摸手掌，并接下来将拇指释放回到其自然位置(例如，图4中所示的位置)。在另一个示例中，穿戴者可收缩手指(例如，除拇指之外的手指)，以触摸手掌并接下来将它们释放回到其自然位置。在又一个示例中，穿戴者可收缩单个手指(例如，食指、中指等)，以触摸手掌并接下来将手指释放到其自然位置。在其他示例中，穿戴者可向下在手腕处弯曲手(例如，屈曲)、向上在手腕处弯曲手(例如，伸展)、扭曲手(例如，内旋或外旋)、向左或向右倾斜手(例如，径向偏离或尺骨偏离)或执行可导致在手腕处发生可被感测入射光的变化的光学传感器感知的至少轻微变化的多种其他人为动作的任一种人为动作。
[0042]在一些示例中，可穿戴设备100可被配置为唯一地识别用于执行不同功能的不同手势以及将进行相同手势的不同方式识别为指定不同用户意图。例如，穿戴者可握紧拳头， 保持握紧的拳头一定时间量，接下来张开手以请求不同于与迅速相继握紧并松开拳头相关联的功能的功能(例如，如在简单鼠标点击和双击之间的差异中那样)。在另一个示例中，穿戴者可在一个方向上扭转手以请求一个功能(例如，向前导航)，并在另一个方向上扭转手以请求不同的功能(例如，向后导航)。在又一个示例中，穿戴者可将拇指触摸到手掌，以请求一个功能(例如，选择)并将手指触摸到手掌以请求不同功能(例如，返回到home屏幕)。应当理解，多种不同运动可被感知并与多种不同功能相关联。然而，在其他示例中，一组不同运动中的任一种运动可各自被感知为对相同功能(例如，拳头握紧，手腕弯曲或拇指触摸中的任一者可被解释为对相同功能的请求)的用户请求。
[0043]由于不同用户的手腕形状、尺寸、肌肉系统和其他特性有所不同，在一些示例中， 可穿戴设备1〇〇可被配置为进行学习或训练，以适应特定穿戴者。例如，与可穿戴设备1〇〇相关联的应用程序可指导穿戴者执行特定移动(例如，通过在设备显示器上显示命令来以可听方式播放命令而指示握紧和松开拳头等)。在穿戴者执行移动时，可穿戴设备1〇〇可监测由光学传感器生成的信号如何响应于所请求的移动而变化。可穿戴设备1〇〇然后可将光学传感器信号的变化与特定移动相关联，以便识别特定穿戴者将来的人为手势。在一些情况下，可通过不同方式对可穿戴设备100进行训练，以用于穿戴在不同手上或用于穿戴在手腕上的不同位置(例如，手掌侧或背侧)。在一些示例中，光学传感器信号的特定变化以及相关联的手势可被存储在数据库(例如，设备上的、远离设备的、另一个设备上的存储器等)中， 并可将光学传感器信号的感测变化与所存储的数据进行对比，以识别特定手势。
[0044]图6示出了来自可穿戴设备的光学传感器(例如，来自上述可穿戴设备100的光学传感器102)的感测信号的示例性波形。在一个示例中，垂直轴可对应于由光学传感器随时间(例如，在水平轴上以秒为单位)生成的信号的幅度。此类信号可对应于用于表示所感测到的光的电流、电压或类似信号。例如，该信号可以是单位为毫安的电流，其可沿着刻度对其进行量化，以能够进行比较、计算和手势识别(例如，可利用24比特的精确度进行数字化)。
[0045]图6中的波形可对应于穿戴本文所述的具有光学传感器的可穿戴设备的用户执行六次重复手势，每次手势被几秒的间隙分开。例如，每个尖峰或手势事件640可对应于迅速相继地握紧并松开穿戴者的拳头。如所指出的那样，拳头握紧642可对应于增大幅度，并且接下来的拳头松开644可对应于减小幅度。在一些示例中，快速相继的增大幅度和减小幅度的组合可被识别为人为手势。
[0046]在图6中例示的示例中，可穿戴设备可能已相对于对应的穿戴者偏移，使得在握紧拳头时比在松开拳头时感测到更多衬底的光。这样，可看到波形在拳头握紧642时幅度升高，并且接下来在拳头松开644时幅度降低。然而，在其他示例中，该信号和相关联的波形可针对不同穿戴者或针对用于执行不同手势的同一穿戴者有所变化。例如，对于不同用户或对于不同手势(例如，弯曲手腕)，幅度可相继首先下降并且然后升高。在另一个示例中，与手势事件640相关联的尖峰的峰值幅度可对于不同用户或不同手势更低或更高。类似地，与手势事件相关联的尖峰的宽度或斜率可对于不同用户或不同手势而变化(例如，在保持拳头紧握时更宽，以指示特定用户请求)。应当理解，各种不同手势和穿戴者特性可生成可用于识别手势事件(例如，表示特定用户意图的人为用户手势)的多种不同波形。此外，应当理解，在一些示例中，可穿戴设备可学习或被训练，以将唯一的信号与特定穿戴者的手势相关联。
[0047]在一些示例中，给定光学传感器信号可如何针对不同用户和不同手势而变化，可使用光学传感器信号的导数来实现稳定的手势识别(例如，同时忽略噪声、意外移动、杂散光污染等)。图7示出了来自可穿戴设备的光学传感器的所感测到的信号的示例性导数波形。在一个示例中，图7的导数波形可对应于图6的原始信号波形。在一些示例中，可使用正峰750、负峰752和过零点754来肯定地识别用于与可穿戴设备进行交互的人为用户手势。例如，发生正峰750,之后发生过零点754,之后发生负峰752可足以识别所认识到的手势事件 756(由矩形进行标记)。在另一个示例中，次序可改变，使得在负峰之后可跟随过零点和正峰，并且也被识别为所认识到的手势事件。在又一个示例中，在特定时间窗口内发生正峰、 负峰和过零点可足以识别手势。[〇〇48]在一些示例中，可使用手势识别阈值来过滤掉噪声或其他偶然数据，并正确地识别用于与可穿戴设备进行交互的人为用户手势。图8示出了具有手势识别阈值的示例性导数波形，该手势识别阈值包括正阈值860和负阈值862。在一个示例中，为了识别人为手势， 在除预定阈值之外时诸如在除正阈值860和负阈值862之外时，可识别导数波形中的正峰或负峰。在一些示例中，可忽略阈值内的峰或其他数据移动。例如，微小振动或意外手部运动可导致原始光学传感器信号以及原始光学传感器信号的导数的显著移动。为了避免从此类移动错误地识别手势(例如，假肯定性)，可使用手势识别阈值来将肯定性手势识别限制为除阈值之外的显著移动的实例。
[0049]在其他示例中，可使用各种其他技术和数据肯定地识别人为用户手势，同时过滤掉噪声和其他偶发数据。例如，可使用凹度改变、过零点、峰之间的时间、峰斜率、峰宽度和其他数据特性来将手势识别限制为特定预期的信号行为。通过这种方式，可穿戴设备可准确地识别用户手势并在适当的情况下对用户手势作出响应，而且避免在没有意图时识别用户交互。
[0050]图9示出了示例性过程970,可根据本文论述的各种示例来将其用于使用可穿戴设备中的光学传感器来确定手势。在框972处，可使得光将从可穿戴用户设备发射。例如，可如上文参考图1中的可穿戴设备100的光源104和/或光源106所述来发光。光源可包括发光二极管(LED)，该LED可以是倾斜的，使得在正常穿戴设备时，发射光的主体反射回到光学传感器(例如，光学传感器102)(例如，倾斜使得发射光可以不垂直的角度入射在穿戴者的皮肤上)。在一些示例中，可以使用两个光源，每个光源都可被配置为发射波长与另一个光源不同的光。在此类示例中，可选择由个体光源发射的光，使得它们可被光学传感器区分，并且可以是可见波长、紫外波长、红外波长或其他波长。也可通过不同方式操作光源以允许进行明显的反射光识别，诸如通过在不同频率下使发射光脉动，在交替时段发射光，等等。在一些示例中，具有两个独立的光源可辅助在局域化移动或整个设备移动之间进行区分(例如， 某些肌肉收缩相对于整个设备统一偏移)。然而，在其他示例中，可穿戴设备可包括单个光源、多于两个光源、多于一个光学传感器或各种其他组合，或者可包括可检测被皮肤表面反射而没有专用光源的环境照明中的变化的光学传感器。[〇〇51]再次参考图9,在框974处，可感测被用户皮肤反射的光。例如，可如上文参考光学传感器102所述来感测反射光。可通过各种方式感测光，诸如利用光电二极管进行感测，该光电二极管生成用于表不入射在传感器上的光的相对量(例如，所接收的光的强度)的电流、电压或其他信号。在一些示例中，光学传感器可被配置为主要或排他地将具有类似特性 (例如，波长)的光感测为从与可穿戴设备相关联的光源发射的光。在一个示例中，用户皮肤表面和可穿戴设备之间的距离可指定反射光入射在可穿戴设备面向皮肤的一侧上的位置， 这可能影响在传感器处接收的光强度。例如，在相对于穿戴者的皮肤的第一位置，光学传感器可能会生成用于表示相对小量的所感测到的光的信号，而在相对于穿戴者的皮肤的另一个位置，假定光相对于传感器入射的位置有偏移，光学传感器可能会生成用于表示相对大量的所感测到的光的信号。可穿戴设备和光学传感器相对于穿戴者的皮肤的移动从而可能导致由光学传感器生成的信号随着在传感器处接收的光强度变化而变化。[〇〇52]再次参考图9,在框976处，可基于所感测到的光的变化来确定手势。例如，可从原始光学传感器信号(例如，如参考图6所述)或从光学传感器信号的导数(例如，如参考图7或图8所述)确定手势事件。各种移动可导致反射光变化，该变化可改变由光学传感器生成的信号，并且此类变化的信号可被解释为人为手势。可被解释为人为手势的移动可包括手指移动、手部移动、手腕移动、整个手臂移动等。例如，对于腕表型可穿戴设备，穿戴者的手腕可至少在握紧的拳头和松开的拳头之间轻微改变(例如，周长扩展、皮肤拉伸、肌肉收缩、肌腱偏移、组织压缩等)。手腕从张开的手至少轻微变化成握紧的拳头可能导致可穿戴设备和穿戴者的皮肤之间的距离的变化(例如，增大或减小)。如上所述，与可穿戴设备相关联的光学传感器可生成在设备和穿戴者的皮肤之间的距离的变化时发生变化的信号，使得握紧用户拳头的运动可与松开用户拳头的后续运动一起被感知到。在一些示例中，相继握紧和松开用户拳头可被确定为人为手势(例如，如鼠标光标点击或触摸屏按压以选择虚拟按钮、接听电话、向前导航等的等同操作那样)。
[0053]在一些示例中，可使用光学传感器信号的导数进行手势识别。例如，在光学传感器信号导数中发生正峰之后发生过零点之后发生负峰可足以确定人为手势。在另一个示例中，次序可改变，使得在负峰之后可跟随着过零点和正峰，并且也被识别为人为手势。在又一个示例中，在特定时间窗口内发生正峰、负峰和过零点可足以确定光学传感器信号导数中的人为手势。
[0054]在其他示例中，可使用各种其他技术和数据肯定地确定人为用户手势，同时过滤掉噪声和其他偶发数据。例如，可使用凹度改变、过零点、峰之间的时间、峰斜率、峰宽度和其他数据特性来将手势识别限制为特定预期的信号行为通过这种方式，可穿戴设备可准确地确定用户手势并在适当的情况下对用户手势作出响应，而且避免在没有意图时识别用户交互。
[0055]在一些示例中，可将所确定的手势与特定用户请求相关联，并且可穿戴设备可对用户请求(例如，用于选择虚拟按钮、导航到不同视图、接听电话、前进到不同歌曲等请求) 适当地作出响应。因此，可在一些示例中使用手势识别使得用户能够与可穿戴设备进行交互而无需推动按钮、触摸触摸屏等。[〇〇56]图10示出了示例性过程1080,可根据本文论述的各个示例将其用于使用光学传感器来识别手势并执行与所识别的手势对应的功能。在框1082处，可在用户使用可穿戴设备时启用手势识别。在一些示例中，在不可能有人为手势时(例如，在穿戴者不操作设备时，在没有人穿戴设备时，在穿戴者正在跑步时等等)，可将集成到可穿戴设备中以用于手势识别的光源和光学传感器禁用、保持关闭或用于除手势识别之外的功能。禁止使用光源和光学传感器进行手势识别可节省电池电量，避免手错误的手势检测，将它们解放出来以用于其他功能等。
[0057]在发现用户正在使用设备时，可自动启用手势识别(例如，可启用光源和光学传感器以识别手势)。可使用各种方法来识别用户使用可穿戴设备。例如，可使用可穿戴设备中的其他传感器(例如，使用加速度计、陀螺仪、相机、接近传感器、光传感器等)来检测用户将可穿戴设备举高，向用户面部倾斜它，并正在观看显示器。在另一个示例中，用户可按压按钮，触摸触摸屏，说出命令，摇动设备等，以开始使用可穿戴设备。在又一个示例中，在启用主动手势识别之前，可使用可穿戴设备中的传感器检测到用户没有移动并且主动查看显示器，因为移动可能导致人为噪声和手错误的手势检测。在其他示例中，可在用户未使用设备时启用光源和光学传感器，但可忽略或无视由光学传感器生成的信号直到检测到用户使用。[〇〇58]在框1084处，可使得光将从可穿戴用户设备发射(例如，如参考过程970的框972所述的)。在框1086处，可感测到被用户的皮肤反射的光(例如，如参考过程970的框974所述的)。在框1088处，可确定被感测光的变化是否表示人为用户手势(例如，意图导致可穿戴设备作出功能响应的手势)。例如，可从原始光学传感器信号(例如，如参考图6所述的)或从光学传感器信号的导数(例如，如参考图7或图8所述的)识别人为手势。
[0059]如果没有手势由所感测到的光的变化来指示(例如，框1088的“否”分支)，则可在框1084处再次使得光将被发射，并可在框1086处再次感测反射光。在一些示例中，可重复使得光发射并感测反射光的轮询周期，以确定用户是否已执行人为手势。相继的轮询周期可由时间间隔分开，或者它们可以是连续的，直到检测到手势或另一个事件打破周期(例如，设备关机、用户交互终止、过去超时间隔等)。
[0060]如果手势由所感测到的光的变化来指示(例如，框1088的“是”分支)，则可在框 1090处执行与所识别的手势对应的功能。例如，特定的所识别手势可指示用户接听来电的期望意图，因此可执行接听来电的功能。在其他示例中，在其他上下文中识别的手势可对应于可在识别用户人为手势时执行的各种其他功能(例如，向前导航、向后导航、暂停音乐、打开通知等)。在一些示例中，在框1090处执行与所识别的手势对应的功能之后，手势识别可继续(例如，在框1084处)，以允许用户继续使用手势与可穿戴设备进行交互。在其他示例中，可在框1090处执行功能时或者在关闭可穿戴设备时，用户停止使用设备已过去超时时段等时，禁用手势识别。
[0061]尽管这里的各个示例展示了可如何使用手势识别来与可穿戴设备进行交互，但应当理解，也可使用手势识别与其他设备进行交互。在一些示例中，用户可使用可穿戴设备可向各种其他设备中的任一种设备传送的手势而有效地生成命令，其他设备诸如移动电话、 电视、音频系统、媒体播放器、游戏控制台、照明系统、安全系统、平板计算机等。例如，可穿戴设备可与媒体播放器(例如，经由W1-F1、蓝牙、互联网等)进行通信，并且穿戴者可执行可识别的手势。响应于识别手势，可穿戴设备可向媒体播放器发送对应命令，诸如导航通过菜单、暂停回放、选择内容以用于显示等。在另一个示例中，可穿戴设备可与移动电话(例如， 经由蓝牙)进行通信，并且穿戴者可执行可识别的手势。响应于识别手势，可穿戴设备可向移动电话传输对应命令，诸如接听电话、使铃声静音、发出声音以帮助定位电话等。应当理解，可采用手势识别来进行很多其他设备到设备交互。
[0062]此外，尽管这里的各个示例展示了如何可使用光源和光学传感器来实现手势识另IJ，但应当理解，可结合光源和光学传感器使用各种其他传感器和元件来识别用于与可穿戴设备进行交互的人为用户手势。例如，可使用加速度计和/或陀螺仪检测移动并确定光学传感器信号是否表示人为手势而不是其他随机用户移动的人为噪声。类似地，特定手势可与独特的加速度计和/或陀螺仪信号同时生成独特的光学传感器信号，并且可使用此类信号的组合的同时发生来肯定地识别人为手势。在其他示例中，可使用其他设备元件、传感器和信号组合来避免错误的手势检测并正确识别人为用户手势。
[0063]可由与图11所示的系统1100相似或相同的系统来执行上述与确定手势相关的一种或多种功能。系统1100可包括被存储在非暂态计算机可读存储介质诸如存储器1102或存储设备1101上并由处理器1105执行的指令。该指令也可被存储和/或输送于任何非暂态计算机可读存储介质内，以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统，或从可指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的上下文中，“非暂态计算机可读存储介质”可以是可包含或存储程序以供指令执行系统、装置和设备使用或与其结合的任何介质。非暂态计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、便携式计算机磁盘(磁性)、 随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM) (磁性)、便携式光盘(诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW)、闪存存储器(诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡)、USB存储设备、记忆棒等，或任何类型的数据库。[〇〇64]该指令也可传播于任何传输介质内以供指令执行系统、装置或设备，诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统，或从可指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的上下文中，“传输介质”可以是可传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质。传输介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。
[0065]系统1100还可包括输入/输出(“I/O”)模块诸如I/O模块1103,这可使处理器1105 能够与系统1100的其他部件以及外围装置、设备、服务器、数据库等进行通信。例如，I/O模块1103可包括可使得处理器1105能够通过有线或无线通信方式(包括LAN、WAN、W1-F1、i 牙、蜂窝等)与外部设备进行通信的收发器、无线电部件、调制解调器等。[〇〇66]系统1100还可包括耦接到处理器1105以用于检测触摸并显示信息的触敏显示器 1107。应当理解，该系统不限于图11的部件和配置，而是可包括根据各种实例的多种配置中的其他部件或附加部件。此外，系统1100的部件可被包括在单个设备内，或者可分布于多个设备之间。在一些示例中，处理器1105可被位于触敏显示器1107内。
[0067]因此，根据以上所述的，本公开的一些示例涉及一种用于确定手势的计算机实现的方法，该方法包括:使得光将从可穿戴设备发射;感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分；以及基于所感测到的光的一部分的变化来确定由穿戴者作出的手势。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，所感测到的光的一部分的变化对应于可穿戴用户设备的光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离的变化;并且感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分包括使用光学传感器来感测光的一部分。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，所感测到的光的一部分的变化对应于被穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度的变化。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，使得光将从可穿戴用户设备发射包括:使得光将从处于第一波长的第一 LED和处于与第一波长不同的第二波长的第二LED发射。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，使得光将从可穿戴用户设备发射包括:使得光将以相对于可穿戴设备的角度发射，其中发射光以非垂直角度入射在穿戴者的皮肤上。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分包括:基于所感测到的光的一部分使用被定位在第一 LED和第二LED之间的光学传感器来生成信号;并且使得光将从可穿戴用户设备发射包括使得光将从第一 LED和第二LED发射。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，基于所感测到的光的一部分的变化来确定手势包括:在由用于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分的光学传感器生成的信号的导数中识别正峰、负峰和过零点。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择， 在一些示例中，该手势包括拳头紧握。
[0068]根据以上所述的，本公开的其他示例涉及一种包括计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该计算机可执行指令用于执行上述方法的任一种方法;并且数据库可被耦接到该非暂态计算机可读存储介质，其中该数据库包含手势识别数据。
[0069]根据以上所述，本公开的其他示例涉及一种包括上述非暂态计算机可读存储介质的系统；以及一种能够执行计算机可执行指令的处理器。
[0070]根据以上所述，本公开的其他示例涉及一种用于确定手势的可穿戴设备，该设备包括:被配置为在可穿戴设备被穿戴时从设备朝穿戴者的皮肤发射光的光源;被配置为基于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分来生成信号的光学传感器;包含计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该计算机可执行指令用于基于信号的变化来确定由穿戴者作出的手势;和耦接成接收信号的处理器，其中该处理器能够执行该计算机可执行指令。 除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，信号的变化对应于光学传感器和穿戴者的皮肤之间的距离的变化。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，由光学传感器生成的信号基于被穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度而改变。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些不例中，该光源包括被配置为在第一波长下发光的第一LED、以及被配置为在与第一波长不同的第二波长下发光的第二LED。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些不例中，该光源包括第一LED和第二LED;并且该光学传感器被定位在第一 LED和第二LED之间。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，该光源相对于可穿戴设备倾斜，以引导光将以非垂直角度入射在穿戴者的皮肤上。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，用于确定手势的计算机可执行指令包括用于通过识别信号的导数中的正峰、负峰和过零点来确定手势的计算机可执行指令。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，该手势包括拳头紧握。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些不例中，该光学传感器被配置为感测与由光源发射的光的波长对应的光的波长。[〇〇71]根据以上所述，本公开的其他示例涉及一种用于确定手势的系统，该系统包括:被配置为在可穿戴用户设备被穿戴时从可穿戴用户设备朝穿戴者的皮肤发射光的光源;被配置为基于感测被穿戴者的皮肤反射的光的一部分来生成信号的光学传感器;包含计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，该计算机可执行指令用于基于信号的变化来确定由穿戴者作出的手势;和耦接成接收信号的处理器，其中该该处理器能够执行计算机可执行指令;和耦接到处理器的通信模块，其中该通信模块被配置为与移动设备进行通信。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，该非暂态计算机可读存储介质进一步包括用于响应于确定手势经由通信模块向移动设备传送命令的指令。
[0072]根据以上所述，本公开的其他示例涉及一种用于使用被穿戴在穿戴者的手腕上的可穿戴设备来间接确定手部手势的计算机实现的方法，该方法包括:使得光将从可穿戴设备的光源朝穿戴者的手腕发射，其中光源邻近穿戴者的手腕处的皮肤定位;使用可穿戴设备的光学传感器来感测被穿戴者的手腕处的皮肤反射的光的一部分，其中光学传感器邻近穿戴者的手腕处的皮肤定位;基于被穿戴者的手腕处的皮肤反射的所感测到的光的一部分的变化来间接确定穿戴者作出的手部手势，其中变化源自光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离因手部手势而增大或减小。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离由于手部手势而增大或减小少于1/8英寸。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，所感测到的光的一部分的变化对应于所感测到的光的一部分的强度基于光学传感器和穿戴者的手腕处的皮肤之间的距离增大或减小而增大或减小。除上文公开的示例中的一个或多个之外或作为另外一种选择，在一些示例中，间接确定由穿戴者作出的手部手势包括:感测被穿戴者的手腕处的皮肤反射的所感测到的光的一部分的变化， 而无需直接感测穿戴者的手部移动。
[0073]虽然参照附图对示例进行了全面的描述，但应注意，各种变化和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类变化和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的各种示例的范围内。
【主权项】
1.一种用于确定手势的计算机实现的方法，所述方法包括:使得光将从可穿戴用户设备发射；感测被穿戴者的皮肤反射的所述光的一部分；以及基于所感测到的光的一部分的变化来确定由所述穿戴者作出的手势。2.根据权利要求1所述的方法，其中所感测到的光的一部分的所述变化对应于所述可 穿戴用户设备的光学传感器和所述穿戴者的皮肤之间的距离的变化;并且其中感测被所述穿戴者的皮肤反射的所述光的所述一部分包括使用所述光学传感器 来感测所述光的所述一部分。3.根据权利要求1所述的方法，其中所感测到的光的一部分的所述变化对应于被所述 穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度的变化。4.根据权利要求1所述的方法，其中使得所述光将从所述可穿戴用户设备发射包括:使得所述光将从处于第一波长的第一 LED和处于与所述第一波长不同的第二波长的第 二LED发射。5.根据权利要求1所述的方法，其中使得所述光将从所述可穿戴用户设备发射包括:使得所述光将以相对于所述可穿戴设备的角度发射，其中所述发射光以非垂直角度入 射在所述穿戴者的皮肤上。6.根据权利要求1所述的方法，其中感测被所述穿戴者的皮肤反射的所述光的所述一 部分包括:基于所感测到的光的一部分使用被定位在第一 LED和第二LED之间的光学传感器来生 成信号;并且其中使得所述光将从所述可穿戴用户设备发射包括使得所述光将从所述第一 LED和所 述第二LED发射。7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所感测到的光的一部分的变化来确定所述手 势包括:在由用于感测被所述穿戴者的皮肤反射的所述光的所述一部分的光学传感器生成的 信号的导数中识别正峰、负峰和过零点。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述手势包括拳头紧握。9.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质包含用于执行根 据权利要求1-8中任一项所述的方法的计算机可执行指令;和耦接到所述非暂态计算机可读存储介质的数据库，其中所述数据库包含手势识别数 据。10.—种系统，包括:根据权利要求9所述的非暂态计算机可读存储介质;和能够执行所述计算机可执行指令的处理器。11.一种用于确定手势的可穿戴设备，所述设备包括:光源，所述光源被配置为在所述可穿戴设备被穿戴时从所述设备朝穿戴者的皮肤发射 光；光学传感器，所述光学传感器被配置为基于感测被所述穿戴者的皮肤反射的所述光的 一部分来生成信号；包含计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令用于基 于所述信号的变化来确定由所述穿戴者作出的手势;和被耦接成接收所述信号的处理器，其中所述处理器能够执行所述计算机可执行指令。12.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述信号的所述变化对应于所述光学传 感器和所述穿戴者的皮肤之间的距离的变化。13.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中由所述光学传感器生成的所述信号基于 被所述穿戴者的皮肤反射的所感测到的光的一部分的强度而改变。14.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述光源包括被配置为在第一波长下发 光的第一 LED、以及被配置为在与所述第一波长不同的第二波长下发光的第二LED。15.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述光源包括第一 LED和第二LED;并且其中所述光学传感器被定位在所述第一LED和所述第二LED之间。16.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述光源相对于所述可穿戴设备倾斜，以 引导光将以非垂直角度入射在所述穿戴者的皮肤上。17.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中用于确定所述手势的所述计算机可执行 指令包括用于通过识别所述信号的导数中的正峰、负峰和过零点来确定所述手势的计算机 可执行指令。18.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述手势包括拳头紧握。19.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述光学传感器被配置为感测与由所述 光源发射的光的波长对应的光的波长。20.—种用于确定手势的系统，所述系统包括:光源，所述光源被配置为在所述可穿戴用户设备被穿戴时从所述可穿戴用户设备朝穿 戴者的皮肤发射光；光学传感器，所述光学传感器被配置为基于感测被所述穿戴者的皮肤反射的所述光的 一部分来生成信号；包含计算机可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令用于基 于所述信号的变化来确定由所述穿戴者作出的手势;和耦接成接收所述信号的处理器，其中所述处理器能够执行所述计算机可执行指令;和耦接到所述处理器的通信模块，其中所述通信模被配置为与移动设备进行通信。21.根据权利要求20所述的系统，其中所述非暂态计算机可读存储介质进一步包括用 于响应于确定所述手势经由所述通信模块向所述移动设备传送命令的指令。22.—种用于使用被穿戴在穿戴者的手腕上的可穿戴设备来间接确定手部手势的计算 机实现的方法，所述方法包括:使得光将从所述可穿戴设备的光源朝所述穿戴者的手腕发射，其中所述光源邻近所述 穿戴者的手腕处的皮肤定位；使用所述可穿戴设备的光学传感器来感测被所述穿戴者的手腕处的皮肤反射的所述 光的一部分，其中所述光学传感器邻近所述穿戴者的手腕处的所述皮肤定位；基于被所述穿戴者的手腕处的所述皮肤反射的所感测到的光的一部分的变化来间接 确定由所述穿戴者作出的手部手势，其中所述变化源自所述光学传感器和所述穿戴者的手 腕处的所述皮肤之间的距离因所述手部手势而增大或减小。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述光学传感器和所述穿戴者的手腕处的所述 皮肤之间的所述距离由于所述手部手势而增大或减小少于1/8英寸。24.根据权利要求22所述的方法，其中所感测到的光的一部分的所述变化对应于所感 测到的光的一部分的强度基于所述光学传感器和所述穿戴者的手腕处的所述皮肤之间的 距离增大或减小而增大或减小。25.根据权利要求22所述的方法，其中间接确定由所述穿戴者作出的所述手部手势包 括:感测被所述穿戴者的手腕处的所述皮肤反射的所感测到的光的一部分的所述变化，而 无需直接感测所述穿戴者的手部移动。
【文档编号】G06F3/01GK106062666SQ201480075209
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年2月10日
【发明人】E·马尼
【申请人】苹果公司