基于电容性接近度的手势输入系统技术方案

使用在实质上水平平面上且与微控制器组合的多个电容性接近度传感器检测用于对视频显示器的向上/向下翻页、放大/缩小、向上/向下/向右/向左移动、旋转等等命令的用户手势。所述微控制器经调适以解译由所述用户手势引起的所述多个电容性接近度传感器的电容性变化，且基于这些手势而产生控制信号以控制所述视频显示器的视觉内容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于电容性接近度的手势输入系统相关专利申请案本申请案主张由基斯埃德温.柯蒂斯(Keith Edwin Curtis)及法聂耳杜文哈格(Fanie Duvenhage)在2011年12月14日申请的标题为“基于电容性接近度的手势输入系统(Capacitive Proximity Based Gesture Input System)，，的共同拥有的第 61/570, 530 号美国临时专利申请案的优先权；所述申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于接近度检测的方法及设备，且特定来说，涉及基于电容性接近度的手势输入系统。
技术介绍
当前文档查看软件需要快捷键组合或下拉式菜单加鼠标以控制文档的显示。因为需要关于系统操作及命令结构的专门知识，所以键盘及鼠标接口不如基于手势的系统直观。基于手势的系统不需要专门命令，因为其使用与纸张硬复制处理几乎相同的手势。
技术实现思路
因此需要可与许多不同信息显示器一起使用的基于手势的系统，例如，例如但不限于在机场、办公大楼、医生办公室、博物馆、图书馆、学校、动物园、政府及邮局及类似处的信息(例如，文档及数据)亭。根据本专利技术的教示，基于手势的系统可独立于视觉显示器，且可容易地与和所述视觉显示器相关联的计算机介接。根据一实施例，一种人机接口装置可包括:多个电容性接近度传感器，其以模式布置于衬底的平面上；及控制器，其可操作以测量所述多个电容性接近度传感器中的每一者的电容，及借助于所述多个电容性接近度传感器检测手势。根据进一步实施例，所述多个电容性接近度传感器可为以所述模式布置于所述衬底的平面上的六个电容性接近度传感器。根据进一步实施例，所述模式包括:布置于所述平面的远端部分上的两个电容性接近度传感器；布置于所述平面的近端部分上的另外两个电容性接近度传感器；及布置于所述平面的任一侧部分上的还有另外两个电容性接近度传感器。根据进一步实施例，所述控制器可为微控制器。根据进一步实施例，所述微控制器可包括:模拟前端及多路复用器，其耦合到所述多个电容性接近度传感器；电容性测量电路，其耦合到所述模拟前端及多路复用器；及模/数转换器(ADC)，其具有耦合到所述电容性测量电路的输入；数字处理器及存储器，其耦合到ADC的输出；及计算机接口，其耦合到所述数字处理器。根据进一步实施例，所述计算机接口可为通用串行总线(USB)接口。根据另一实施例，一种用于用包括多个电容性接近度传感器的人机接口装置检测手势的方法可包括以下步骤:将所述多个电容性接近度传感器以一模式布置于感测平面内；用所述电容性接近度传感器中的至少两者检测距所述感测平面某一距离的用户的至少一只手的移动；及将所述检测到的移动解码并且将其与多个命令的相应一者关联。根据所述方法的进一步实施例，所述多个电容性接近度传感器可为以所述模式布置于所述感测平面上的六个电容性接近度传感器。根据所述方法的进一步实施例，左上方及右上方的电容性接近度传感器可布置于所述感测平面的远端部分上，左下方及右下方的电容性接近度传感器可布置于所述感测平面的近端部分上，且左方及右方的电容性接近度传感器可布置于所述感测平面的任一侧部分上。根据所述方法的进一步实施例，当手从所述右方传感器以扫动动作移动到所述左方传感器时，可检测到向上翻页命令，其中可检测到所述右方、右下方、左下方及左方传感器中的电容性变化。根据所述方法的进一步实施例，当手从所述左方传感器以扫动动作移动到所述右方传感器时可检测到向下翻页命令，其中可检测到所述左方、左下方、右下方及右方传感器中的电容性变化。根据所述方法的进一步实施例，当手悬停于所述传感器上且以所需行进方向移动时，可检测到向左/向右/向上/向下命令，其中可检测到所述传感器的电容值的比率度量变化。根据所述方法的进一步实施例，当手悬停于所述传感器上且以所需行进方向移进或移出时可检测到放大/缩小命令，其中可检测到所述传感器的电容值的比率度量变化。根据所述方法的进一步实施例，当至少一只手悬停于所述右上方/右方传感器及左下方/左方传感器上且接着顺时针旋转到右下方/右方传感器及左上方/左方传感器时，可检测到顺时针旋转命令，其中可检测所述右上方/右方传感器到右方/右下方传感器及左下方/左方传感器到左上方/左方传感器的电容值的变化。根据所述方法的进一步实施例，当至少一只手悬停于所述右下方/右方传感器及左上方/左方传感器上且接着顺时针旋转到所述右上方/右方传感器及左下方/左方传感器时，可检测到逆时针旋转命令，其中可检测到所述右下方/右方传感器到右方/右上方传感器及左上方/左方传感器到左下方/左方传感器的电容值的变化。【附图说明】可通过参考结合附图进行的以下描述而获得对本专利技术的更完整理解，其中:图1说明根据本专利技术的教示的显示亭、手势输入面板及计算机的示意等距图；图2说明根据本专利技术的教示的用于旋转文档的手势的示意平面图；图3说明根据本专利技术的教示的用于放大/缩小文档的手势的示意平面图；图4说明根据本专利技术的教示的用于文档的X/Y定位的手势的示意平面图；图5说明根据本专利技术的教示的用于文档的向上/向下翻页定位的手势的示意平面图；及图6说明根据本专利技术的特定实例实施例的具有多个电容性接近度传感器及一微控制器接口的手势输入面板的示意框图。虽然本专利技术允许有各种修改及替代形式，但是已在图式中展示了且在本文中详细描述了其特定实例实施例。然而应理解，本文中对特定实例实施例的描述并不旨在将本专利技术限制于本文中揭示的特定形式，而是相反，本专利技术涵盖由所附权利要求书界定的所有修改及等效物。【具体实施方式】当前所有在使用中的手势系统或需要接触触控屏幕，或需要基于安装到显示器的相机系统对用户的手进行视觉捕获及区别。根据各种实施例的系统替代地以基于用户与实质上水平传感器板的接近度，所述实质上水平传感器板可例如大体上垂直于视觉显示器而安装。这从显示系统移除了手势捕获且使其成为经调适以容易与计算机介接的独立外围设备。根据各种实施例，本文中揭示一种用于使用多个电容性接近度传感器的组合来检测向上/向下翻页、放大/缩小、向上/向下/向右/向左移动及旋转的方法。本文中揭示的所提出的手势涵盖共同文档/图像查看器控制件，然而其可容易地经调适而用于其它人机接口装置。所述多个可能手势可使用简单的数据驱动的状态机来解码。因此，可在此人机接口装置中使用单个混合信号集成电路或微控制器。还可用需要低程序额外开销的8到32位的微处理器系统实施检测状态机。配备有此手势辨识装置的相应系统可代替用于信息显示的鼠标/轨迹球接口，个人计算机、工作站及/或移动装置，等等。此方法允许创建用于任何文档或数据显示器(例如信息亭)的基于直观手势的用户接口系统。所述多个电容性接近度传感器可提供最多约三(3)英寸的比例接近度检测。如果与具有集成式通信功能性的微控制器(例如，通用串行总线(USB)接口)组合，那么此手势装置可有利地用于多种人/机接口装置中。现参考图式，示意地说明特定实例手势实施例及因此其硬件实施方案的细节。图式中的相同元件将由相同数字表示，且类似元件将由具有不同小写字母后缀的相似数字表/Jn ο参考图1，描绘根据本专利技术的教示的显示亭、手势输入面板及计算机的示意等距图。根据本文中揭示的实施例，对于许多不同信息显示器，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人机接口装置，其包括：多个电容性接近度传感器，其以一模式布置于衬底的平面上；及控制器，其可操作以测量所述多个电容性接近度传感器中的每一者的电容，且借助于所述多个电容性接近度传感器而检测手势。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.14 US 61/570,530;2012.12.04 US 13/693,5571.一种人机接口装置，其包括: 多个电容性接近度传感器，其以一模式布置于衬底的平面上 '及控制器，其可操作以测量所述多个电容性接近度传感器中的每一者的电容，且借助于所述多个电容性接近度传感器而检测手势。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个电容性接近度传感器为以所述模式布置于所述衬底的平面上的六个电容性接近度传感器。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述模式包括所述电容性接近度传感器中布置于所述平面的远端部分上的两者、所述电容性接近度传感器中布置于所述平面的近端部分上的另外两者，及所述电容性接近度传感器中布置于所述平面的任一侧部分上的再另外两者。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器为微控制器。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述微控制器包括: 模拟前端及多路复用器，其耦合到所述多个电容性接近度传感器； 电容测量电路，其耦合到所述模拟前端及多路复用器； 模/数转换器ADC，其具有耦合到所述电容测量电路的输入； 数字处理器及存储器，其耦合到所述ADC的输出；及 计算机接口，其耦合到所述数字处理器。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述计算机接口为通用串行总线USB接口。7.一种用于用包括多个电容性接近度传感器的人机接口装置检测手势的方法，所述方法包括以下步骤: 将所述多个电容性接近度传感器以一模式布置于感测平面内； 用所述电容性接近度传感器中的至少两者检测距所述感测平面某一距离的用户的至少一只手的移动；及 解码所述检测到的移动且将所述检测到的移动与多个命令的相应一者关联。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个电容性接...

【专利技术属性】
技术研发人员：基思·埃德温·柯蒂斯，法尼·杜芬哈格，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US