用于使用超聲波束成形來進行多點觸摸手勢檢測的系統和方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本公開內容的各方面涉及手勢檢測。更具體地，本公開內容的各方面涉及使用超聲波束成形的多點觸摸手勢檢測。
[0002]現代觸屏設備允許通過使用一個或多個手指來觸摸屏幕以使用簡單的或多點觸摸的手勢進行用戶控制。某些觸屏設備還可以檢測物體，諸如觸控筆或者普通或特殊涂層手套。觸屏使用戶能夠直接地與所顯示的事物進行交互。近來，可以包括觸屏特征的顯示設備的尺寸已經變得更大。例如，電視機的平均尺寸正迅速地接近40英寸(對角線)。在這些較大的顯示器中包括觸屏功能是成本高昂的。另外，大尺寸的觸屏需要增加用戶的肢體(extremity)運動，這導致用戶體驗的降低。當前的解決辦法以傳統觸屏、基于紅外(IR)發光二極管的觸摸框架以及雙IR相機觸摸解決辦法的形式存在。然而，所有這些解決辦法都需要針對不同觸摸尺寸的專用產品。
[0003]因此，存在用于使用簡單或多點觸摸手勢來控制較大顯示設備的性價比高并且用戶友好的方法的需求。
【發明內容】
[0004]某些實施例描述了一種能夠通過沿著用于多點觸摸手勢識別的表面進行波束成形來輸出超聲的便攜式設備。
[0005]在某些實施例中，用于手勢檢測的方法包括與表面平行地投射超聲波，其中，利用超聲波束成形來投射所述超聲波。所述方法還包括從與所述表面接觸的物體接收超聲回波。所述方法還包括至少部分地基于所接收的超聲回波來解釋手勢。
[0006]在某些實施例中，所述方法還包括將所解釋的手勢轉換為數字圖像，其中，所述數字圖像是所解釋的手勢的表示。
[0007]在某些實施例中，所述方法還包括至少部分地基于所述解釋步驟來執行指令。
[0008]在某些實施例中，所述物體包括用戶肢體。
[0009]在某些實施例中，所述投射還包括在所述表面上創建2維手勢掃描區域。
[0010]在某些實施例中，所述2維手勢掃描區域是至少部分地基于所投射的超聲波的頻率或強度來定義的。
[0011]在某些實施例中，所述投射還包括在5mm或更小的距離處、與所述表面平行地投射所述超聲波。
[0012]在某些實施例中，用于手勢檢測的裝置包括被配置為與表面平行地投射超聲波的超聲傳感器陣列，其中，利用超聲波束成形來投射所述超聲波。所述超聲傳感器還被配置為從與所述表面接觸的物體接收超聲回波。所述裝置還包括耦合到所述超聲傳感器的處理器，其被配置為至少部分地基于所接收的超聲回波來解釋手勢。
[0013]在某些實施例中，用于手勢檢測的裝置包括用于與表面平行地投射超聲波的單元，其中，利用超聲波束成形來投射所述超聲波。所述裝置還包括用于從與所述表面接觸的物體接收超聲回波的單元。所述裝置還包括用于至少部分地基于所接收的超聲回波來解釋手勢的單元。
[0014]在某些實施例中，處理器可讀介質包括處理器可讀指令，所述處理器可讀指令被配置為使處理器與表面平行地投射超聲波，其中，利用超聲波束成形來投射所述超聲波。所述處理器可讀指令還被配置為使所述處理器從與所述表面接觸的物體接收超聲回波。所述處理器可讀指令還被配置為使處理器至少部分地基于所接收的超聲回波來解釋手勢。
【附圖說明】
[0015]通過示例的方式示出了本公開內容的各方面。在附圖中，相似的附圖標記指示相似的元素，以及:
[0016]圖1示出了可以合并一個或多個實施例的超聲波束成形設備的簡化框圖；
[0017]圖2A示出了根據某些實施例的包括耦合到超聲波束成形設備的外部系統的手勢環境；
[0018]圖2B示出了根據某些實施例的在手勢環境中執行多點觸摸手勢；
[0019]圖3示出了根據某些實施例的超聲波束成形設備的一個實施例；
[0020]圖4示出了根據某些實施例的沿著白板的超聲波的投射；
[0021]圖5是描繪了用于使用超聲波束成形來進行多點觸摸手勢檢測的示例性操作的說明性流程圖；以及
[0022]圖6示出了可以在其中實現一個或多個實施例的計算系統的示例。
【具體實施方式】
[0023]現在將參照附圖來描述若干說明性實施例，該附圖構成本文的一部分。雖然下文描述了可以在其中實現本公開內容的一個或多個方面的特定實施例，但是在不脫離本公開內容的范圍或所附權利要求書的精神的情況下，可以使用其它實施例并且可以對其進行各種修改。
[0024]根據本實施例，能夠進行超聲波束成形的小型、便攜式和可擴展設備可以與表面平行地投射超聲波束。實際上，該功能可以將平坦表面(例如，桌面等)虛擬地轉換為能夠作為用戶輸入設備運行的多點觸摸表面。多點觸摸表面的大小可以是基于應用需要而可調的。設備所使用的超聲波束成形技術可以類似于通常在醫學應用(例如，聲波圖)中使用的超聲B-模式設備所使用的技術。設備可以包括:可操作以用于發送和接收超聲波的超聲傳感器陣列，用于數字化所接收的超聲信號的模數轉換器(ADC)信道，用于控制超聲波束的傳輸時序的波束器，以及用于重構所接收的超聲波束的波束成形器。
[0025]在某些實施例中，設備可以像典型的火柴盒一樣小。在其它實施例中，設備可以內置在移動設備(諸如，智能電話)中。因而，相比于當前的解決方案，設備的最小尺寸和重量都具有優勢。設備可以將超聲波束投射到表面上并且檢測所投射的波束的差異，以確定用戶是否已經發起了與表面的觸摸。用戶可以使用任何用戶肢體來觸摸表面。所投射的波束的尺寸可以根據應用而改變，并且可以基于所投射的超聲波束的波頻率和強度來對波束的尺寸進行進一步地精調。此外，與在醫學應用中使用的那些波束相比，該波束可以具有較低的分辨率，這允許較低的應用成本和/或較快的處理時間。
[0026]公開了使用超聲波束成形來進行多點觸摸手勢檢測的方法和裝置。在下面的描述中，闡述了大量具體細節(諸如，具體部件、電路和過程的示例)，以提供對本公開內容的全面理解。此外，在下面的描述中并且出于解釋的目的，闡述了專用術語以提供對本實施例的全面理解。然而，對本領域技術人員將顯而易見的是，可以不需要這些具體細節來實踐本實施例。在其它實例中，以框圖形式示出公知的電路和設備，以避免模糊本公開內容。如本文所使用的，術語“耦合”意指直接地連接或通過電路的一個或多個中間部件來連接。在本文描述的各個總線上提供的信號中的任何信號可以與其它信號進行時間復用，并且在一個或多個公共總線上提供。另外，電路元件或軟件塊之間的互連可以被示為總線或單信號線。總線中的每個總線可以替代地為單信號線，并且單信號線中的每個信號線可以替代地為總線，并且單線或總線可以表示用于在部件之間通信的無數物理或邏輯機制中的任何一個或多個機制。本實施例將不被解釋為受限于本文描述的具體示例，而是要將由所附權利要求書定義的所有實施例包括在其范圍內。
[0027]圖1示出了可以合并一個或多個實施例的超聲波束成形設備100的簡化框圖。超聲波束成形設備100包括處理器110、顯示器130、輸入設備140、揚聲器150、存儲器160、ADC120, DAC 121、波束成形器180、波束器181、超聲傳感器170以及計算機可讀介質190。
[0028]處理器110可以是可操作以在超聲波束成形設備100上執行指令的任何通用處理器。處理器110耦合到超聲波束成形設備100的其它單元，包括顯示器130、輸入設備140、揚聲器150、存儲器160、ADC 120,DAC 121、波束成形器180、波束器181、超聲傳感器170以及計算機可讀介質190。
[0029]顯示器130可以是向用戶顯示信息的任何設備。示例可以包括IXD屏幕、CRT監視器或七段顯示器。
[0030]輸入設備140可以是接受來自用戶的輸入的任何設備。示例可以包括鍵盤、小鍵盤、鼠標或觸摸輸入。
[0031]揚聲器150可以是向用戶輸出聲音的任何設備。示例可以包括內置揚聲器或響應于電音頻信號來產生聲音的任何其它設備。
[0032]存儲器160可以是任何磁、電或光存儲器。存儲器160包括兩個存儲器模塊，模塊I162和模塊2 164。可以認識到的是，存儲器160可以包括任何數量的存儲器模塊。存儲器160的示例可以是動態隨機存取存儲器(DRAM)。