[发明专利]使用多分段光电二极管和一个或更少的照明源检测手势的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请是于_______提交，标题为“Optical Gesture Sensor Using A Single Illumination Source，”的美国专利申请序列号(代理人案卷号No.MAXIM-06401)的部分延续案。美国专利申请序列号(代理人案卷号No.MAXIM-06401)要求由这些相同申请人在2011年5月5日提交的、标题为“Optical Gesture Sensor Using A Single Illumination Source”的美国临时申请序列号61/483,034的优先权。本申请通过引用并入序列号为61/483,034的美国临时申请和序列号(代理人案卷号为No.MAXIM-06401)的美国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及电子设备的显示器。更具体地，本发明涉及感测并且确定物理手势的设备。

背景技术

手势传感器是一种如下的人机界面设备，该设备支持检测物理移动而并不需要用户实际接触手势传感器驻留于其中的设备。所检测的移动继而可以用作设备的输入命令。在某些应用中，设备被编程以识别明显的非接触手部移动，诸如从左至右、从右至左、从上至下、从下至上、从入至出、以及从出至入的手部移动。手势传感器常用于手持设备(诸如平板式计算设备和智能手机)以及其他便携设备(诸如膝上型电脑)。手势传感器也可以在检测视频游戏玩家的移动的视频游戏控制台中实现。

许多常规手势传感器实施方式使用三个或更多个照明源(诸如发光二极管(LED))以及光电传感器(诸如光检测器)。照明源被相继打开和关闭、或闪烁，以便传感器从闪烁光的反射获取空间信息。图1示出常规手势传感器的简化框图。光电传感器4位于LED1、LED 2、LED 3的邻近。控制电路5被编程以连续开启和关闭LED1-3并分析光电传感器4感测的所得测量。由光电传感器4感测的数据针对每个LED单独存储。例如，对应于LED 1的每次闪烁所感测的数据被存储在LED 1寄存器中，对应于LED 2的每次闪烁所感测的数据被存储在LED 2寄存器中，对应于LED 3的每次闪烁所感测的数据被存储在LED 3寄存器中。结果是针对每个LED的时域信号。图2示出使用图1的手势传感器检测移动目标的示例性方法。通过观察来自相同轴LED的所感测信号之间的相对延迟来检测移动。例如，如图2所示，为了检测从左至右或从右至左的移动，比较由LED1和LED 2感测的信号。LED 1在和LED 2不同的时间闪烁。LED 1和LED 2置于已知位置并以已知顺序开启和关闭。当来自LED的光照射在LED之上移动的目标时，光从移动目标反射回光电传感器4。所感测的反射光被转换为电压信号，该电压信号被发送到控制电路5。控制电路5包括使用LED位置、LED点亮顺序以及所接收感测数据以确定目标的相对移动的算法。相继的LED的闪烁之间的在时间上的分隔相比于移动目标的速度小地多，并且因此当比较一个LED和另一LED的时域信号时它可以忽略不计。

图2显示了针对从左至右的移动和从右至左的移动的两种情况的时域感测电压信号。标记为“来自LED 1的信号”的曲线显示了从LED 1的重复闪烁得到的感测电压。每个曲线的下部表示目标没有在LED 1之上经过或与其接近。换言之，目标不在光电传感器4的“视场”内或覆盖区域中，凭借该视场，从LED 1发射的光可以从目标反射到光电传感器4上。如果目标不在与LED 1相关的光电传感器4的视场内，则光电传感器4并不感测从LED 1发射的光的任何反射。曲线的高部表示目标在与LED 1相关的视场内，这表示目标正在LED 1之上经过或接近。标记为“来自LED 2的信号”的曲线显示从LED 2的重复闪烁所得的感测电压。LED 1和LED 2交替闪烁，从而当LED 1开启时，LED 2关闭，反之亦然。当目标位于对应于LED 1的视场内而不在对应于LED 2的视场内时，与LED