具有非接触式手势检测系统的设备的基于非接触式手势的用户界面的锁定和解锁.pdf

本文描述非接触式手势检测系统设备的锁定/解锁机制。锁定/解锁机制可以方便自动锁定、手动锁紧和/或手动解锁非接触式手势检测系统。非接触式手势检测系统可以实现本文所述的锁定/解锁机制以控制设备的基于非接触式手势的用户界面状态。在不同的实施方式中，与用户相关联的控制包括在与设备相关联的非接触式空间中检测手势；在从检测到手势的规定时间期限内，检测定义的手势序列；和基于定义的手势序列，将设备过渡到基于非接触式手势的用户界面锁定状态或基于非接触式手势的用户界面解锁状态。

1.  一种方法，包括：
控制具有非接触式手势检测系统的设备的基于非接触式手势的用户 界面状态，其中，所述控制包括：
在与所述设备相关联的非接触式空间中，检测与用户相关联的手势；
在从检测到手势的规定时间期限内，检测定义的手势序列；和
基于定义的手势序列，将所述设备过渡到基于非接触式手势的用户界 面锁定状态或基于非接触式手势的用户界面解锁状态。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，基于非接触式手势的用户界面 锁定状态包括：禁用所述非接触式手势检测系统触发所述设备以执行与检 测手势相关的功能。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中，基于非接触式手势的用户界面 解锁状态包括：使能所述非接触式手势检测系统以触发所述设备来执行与 检测手势相关联的功能。

4.  根据权利要求2所述的方法，其中，所述禁用包括：防止所述设备 的应用响应于由非接触式手势检测系统检测到的任何手势。

5.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制进一步包括：在非接 触式检测系统检测到没有手势的超时周期之后，将所述设备转换到基于非 接触式手势的用户界面锁定状态。

6.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制进一步包括:
检测饱和手势；
相应于检测饱和手势，将所述设备转换为基于非接触式手势的用户界 面锁定状态。

7.  根据权利要求1所述的方法，进一步包括：向用户指示所述设备的 基于非接触式手势的用户界面状态。

8.  根据权利要求7所述的方法，其中所述指示包括：
响应于所述设备转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态，显示 锁定图像；和
响应于所述设备转换到基于非接触式手势的用户界面解锁状态，显示 解锁图像。

9.  根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于所述设备转换到 基于非接触式手势的用户界面锁定状态，将所述非接触式手势检测系统置 于最小功率状态。

10.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述非接触式手势检测系统是 包括光学近距离传感器设备的光学手势检测系统。

11.  一种便携式设备，包括：
非接触式手势检测系统，被配置成为所述便携式设备提供基于非接触 式手势的用户界面，使得用户可以通过所述基于非接触式手势的用户界面 与所述便携设备交互，其中，所述非接触式手势检测系统进一步被配置为 控制所述便携设备的基于非接触式手势的用户界面状态，其中所述控制包 括：
在与所述便携式设备相关联的非接触式空间中，检测与用户相关联的 手势；
在从检测到手势的规定时间期限内，检测定义的手势序列；和
基于定义的手势序列，将所述设备过渡到基于非接触式手势的用户界 面锁定状态或基于非接触式手势的用户界面解锁状态。

12.  根据权利要求11所述的便携式设备，进一步包括显示器，其中所 述便携式设备被配置为在显示器上指示基于非接触式手势的用户界面状 态。

13.  根据权利要求11所述的便携式设备，其中所述控制进一步包括：
响应于将所述便携式设备转换为基于非接触式手势的用户界面锁定 状态，使得所述非接触式手势检测系统禁用触发设备以执行和所检测手势 相关的功能；和
响应于将所述便携式设备转换到基于非接触式手势的用户界面解锁 状态，使得所述非接触式手势检测系统触发所述设备以执行和所检测手势 相关的功能。

14.  根据权利要求11所述的便携式装置，其中所述控制进一步包括：
检测饱和手势；
响应于检测所述饱和手势，将所述设备转换为基于非接触式手势的用 户界面锁定状态。

15.  根据权利要求14所述的便携式设备，其中，所述非接触式手势检 测系统是包括光学近距离传感器设备的光学手势检测系统。

16.  一个使用逻辑编码的非临时介质，包括代码用于执行，当由处理器 执行时可操作以执行操作包括：
控制具有非接触式手势检测系统的设备的基于非接触式手势的用户 界面状态，其中，所述控制包括：
在与设备相关联的非接触式空间中，检测与用户相关联的手势；
在从检测到手势的规定时间期限内，检测定义的手势序列；和
基于定义的手势序列，将设备过渡到基于非接触式手势的用户界面锁 定状态或基于非接触式手势的用户界面解锁状态。

17.  根据权利要求16所述的非临时介质，其中所述控制进一步包括： 响应于所述非接触式手势检测系统在超时时间没有检测手势，将所述设备 转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态。

18.  根据权利要求16所述的非临时介质，进一步包括：向用户指示设 备的基于非接触式手势的用户界面状态。

19.  根据权利要求16所述的非临时介质，其中，所述控制进一步包括：
检测饱和手势；
响应于检测所述饱和手势，将所述设备转换到基于非接触式手势的用 户界面锁定状态。

具有非接触式手势检测系统的设备的基于非接触式手势的用户界面的锁定和解锁
优先权数据
本申请是于2012年9月27日提交的美国临时专利申请序列号 61/706714的非临时申请，该申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开一般涉及具有非接触式手势检测系统的设备，并且更具体地， 涉及接触手势检测系统的锁定/解锁机构，以及从而用于由非接触式手势 检测系统提供的基于非接触式手势的用户界面的锁定/解锁机构。
背景技术
许多设备实现基于手势的检测系统以提供基于手势的用户界面，使 得用户能够进行交互并控制该设备。非接触式手势检测系统(诸如，光 学系(基于视觉的)手势检测系统)可以将用户界面延伸进稀薄空气， 使得用户可以与控制设备进行交互，而不接触该设备。与在设备中实施 非接触式手势检测系统以及因此基于非接触式手势的用户界面相关联的 一个问题是来自非接触式手势检测系统的无意识动作，并相应地无意识 使用基于非接触式手势的用户界面。例如，在设备的一般使用过程中， 用户的动作可被无意地由非接触式手势检测系统解释为特定的预定义手 势，用于经由基于非接触式手势的用户接口而控制设备，从而触发所述 设备执行不期望的功能。因此，虽然非接触式手势检测系统已经普遍足 够用于它们的预期目的，但他们没有在所有方面完全令人满意。
附图说明
当结合附图阅读时，本公开内容最好从下面的详细描述理解。需要 强调，按照业界的标准做法，各种特征未按比例绘制，并且仅用于说明 目的。事实上，各种特征的尺寸可任意放大或缩小为了清楚的讨论。
图1是具有根据本公开的各个方面的非接触式手势检测系统的示例 性设备的简化框图。
图2是根据本公开的各个方面用于控制具有非接触式手势检测系统 的设备的基于非接触式手势用户界面状态的示例性方法的流程图。
图3A示出根据本公开的各个方面可以实现来转换设备的基于非接 触式手势的用户界面状态的限定手势序列。
图3B示出根据本公开的各个方面可以实现以将设备转换到基于非 接触式手势用户界面锁定状态的饱和手势。
图4是用于非接触式手势检测系统的示例性系统体系结构的简化框 图，所述非接触式手势检测系统可以实施锁定/解锁机构，用于控制设备 的非接触手势用户界面状态。
图5A、图5B以及图5C示出根据本公开的各个方面可以由非接触式 手势检测系统实施以控制设备的基于非接触式手势的用户界面状态的各 种状态机。
示例性实施例的概述
本文中描述用于设备的非接触式手势检测系统的锁定/解锁机构。所 述锁定/解锁机构可促进非接触式手势检测系统的自动锁定、手动锁定和/ 或手动解锁。该锁定机构可使得非接触式手势检测系统禁用触发设备以 执行与检测到的手势相关联的功能。解锁机构可使得非接触式手势检测 系统触发设备以执行与检测到的手势相关联的功能。
在各种实施方式中，非接触式手势检测系统可被配置成为设备提供 基于非接触手势的用户界面，使得用户可以经由基于非接触手势的用户 界面与设备进行交互。非接触式手势检测系统可实现本文中所描述的锁 定/解锁机制以控制设备的基于非接触式手势的用户界面状态。在各种实 施方式中，控制可以包括在与所述设备相关联的非接触空间中检测与用 户相关联的手势；在从所检测的手势的定义时间段中检测限定的手势序 列；并且基于所述定义的手势序列，将所述设备转变到基于非接触手势 的用户界面锁定状态或者基于非接触手势的用户界面解锁状态。
示例实施例的详细描述
许多设备实施基于手势的检测系统，以提供基于手势的用户界面， 使得用户能够交互并控制该设备。现有的基于手势的检测系统可以被分 类为基于运动的、触控式和/或基于光学的(基于视觉的)手势检测系统。 基于光学的手势检测系统可以将用户界面延伸进稀薄的空气–将用户 界面延伸到设备周围的非接触空间(并因此可替代地被称为非接触式手 势检测系统)。例如，平移功能可以通过用户的手(或手指)围绕设备的 显示器向上、向下、向左右和/或对角移动来实现，而不物理接触设备以 实现摇动特征。在另一示例中，放大功能可以通过用户的手(或手指) 移近设备的显示器来实现，以及缩小功能可以通过用户的手(或手指) 移动远离设备的显示器来实现。使用非接触式手势检测系统，其他设备 控制和/或导航功能可以通过在围绕该设备的非接触式空间中的用户的各 种手(或手指)的运动来实现，而不物理接触设备。
与在设备中执行非接触式手势检测系统以及因此接触基于手势的用 户界面相关联的一个问题来自于非接触式手势检测系统的无意识动作， 并相应地无意识地使用基于非接触手势的用户界面。例如，在设备的一 般使用过程中，用户的动作可被无意地注入到非接触式手势检测系统(简 称为不需要的手势)，并由非接触式手势检测系统通过手势算法解释为特 定的预定义手势，用于通过基于非接触式手势的用户接口控制设备，从 而触发所述设备以执行不期望的功能。例如，在正常的设备使用期间， 用户的手(或手指)可以移动到或远离设备的触敏显示器，以通过基于 触摸的用户界面选择应用程序。非接触式手势检测系统可以解释为特定 手势(例如，作为放大或缩小的手势)，从而触发所述设备以执行与特定 手势相关联的不期望的功能(诸如，放大或缩小)。由于非接触式手势检 测系统无法知道用户的意图，非接触式手势检测系统将解释由非接触式 手势检测系统通过基于非接触式手势的用户界面接收(注入)的任何手 势，并触发设备以执行与手势相关联的功能，用户是否打算调用基于非 接触式手势的用户接口来控制设备的功能。
为了防止误用基于非接触式手势的用户界面，下面的讨论探讨了接 触手势检测系统的锁定/解锁机构，该系统可以关闭/激活设备的非接触式 基于手势的用户界面，并向用户通知基于非接触式手势的用户界面的去 激活(锁定)状态或激活(非锁定)状态。当该设备处于基于非接触式 手势的用户界面的锁定状态时，锁定/解锁机构可使得非接触式手势检测 系统禁用触发设备以执行和在设备的非接触式空间中检测的手势相关联 的功能。此外，当该设备处于基于非接触式手势的用户界面解锁状态时， 所述锁定/解锁机构能够使得非接触式手势检测系统触发所述设备以执行 与检测到的手势相关联的功能。该锁定/解锁机构可通过确保在需要时该 设备使能基于非接触式手势的用户界面，当不需要时和/或一段时间之后 没有使用时禁止基于非接触式手势的用户界面而增强用户体验，从而最 大限度地减少可能由无意使用基于非接触式手势的用户界面的用户受 挫。不同的实施例可以具有不同的优点，并没有特别的优势是任何实施 例必需的。
转到图1，提供根据本公开的各个方面具有非接触式手势检测系统的 示例性设备10的简化框图，所述非接触式手势检测系统通过基于非接触 式手势的用户界面促进用户交互并控制设备10。在所示出的实施例中， 设备10是便携式电子设备，诸如智能电话。可替代地，便携式电子设备 是手持式计算机、平板计算机、媒体播放器、个人数字助理(PDA)、移 动电话、膝上型计算机、其他便携式电子设备或者它们的组合。为清楚 起见，图1被简化以更好地理解本公开的发明概念。可以在设备10中添 加附加特征，并且在设备10的其他实施例中下面描述的一些特征可以被 替换或者消除。
设备10包括显示器15(诸如，触敏显示器)，并包括具有传感器设 备25的非接触式手势检测系统20。非接触式手势检测系统20提供了用 于设备10的基于非接触式手势的用户界面，以使得非接触式手势检测系 统20促进通过基于非接触式手势的用户界面的用户交互并控制设备10。 非接触式手势检测系统20被配置来检测手势，并触发设备10，以响应于 所检测到的手势而执行功能。在所描绘的实施例中，非接触式手势检测 系统20检测在设备10的非接触空间30内的手势，其中用户可以例如通 过在非接触式空间30内移动用户的手(手指)在非接触式空间30中执 行手势而交互并控制设备10。在各种实施方式中，传感器设备25可以使 用反射光(诸如红外光)以在非接触式空间30中检测用户的手(手指(S)) 与设备10的接近和/或跟踪在非接触式空间30中的用户(手指)移动。 该信息可由非接触式手势检测系统20用于识别限定将由设备10执行的 功能的手势或一系列手势。在各种实施方式中，非接触式手势检测系统 20是一种光学手势检测系统，以及传感器设备25包括光学接近传感器。
设备10可以具有各种用户界面的状态，其中每个用户接口关联于设 备10如何通过用户接口响应用户输入。例如，设备10具有各种基于非 接触式手势的用户界面状态，其中，每个基于非接触式手势的用户界面 状态关联于设备10如何通过基于非接触式手势的用户界面响应用户输 入。在所示出的实施例中，设备10具有基于非接触式手势的用户界面锁 定状态和基于非接触式手势的用户界面解锁状态。设备10可以在基于非 接触式手势的用户界面锁定状态和基于非接触式手势的用户界面解锁状 态之间进行转换，这取决于用户是否希望使用基于非接触式手势的接口， 用于交互和控制设备10。
基于非接触式手势的用户界面锁定状态能够防止无意识地使用基于 非接触式手势的用户界面。在基于非接触式手势的用户界面锁定状态中， 基于非接触式手势的用户界面被去激活，并且设备10忽略由用户在设备 10的非接触式空间中执行的手势，以使得设备10不响应于手势而执行功 能。例如，非接触式手势检测系统20被禁用触发设备10以执行与由非 接触式手势检测系统20检测的手势相关联的功能。在各种实施方式中， 非接触式手势检测系统20的一部分仍然检测手势并阻止手势(防止手势 被注入到)非接触式手势检测系统20的一部分，所述非接触式手势检测 系统20负责触发设备10，以执行与所检测到的手势相关联的功能。非接 触式手势检测系统20从而进入锁定状态，其中，非接触式手势检测系统 20锁定基于非接触式手势的用户界面。在各种实施方式中，当设备10 处于基于非接触式手势用户界面的锁定状态时，装置10的应用可以防止 响应于通过非接触式手势检测系统20检测的任何手势。应注意：设备10 可被配置为响应某些手势而处于基于非接触式手势的用户界面锁定状 态。例如，非接触式手势检测系统20响应从基于非接触式手势的用户界 面锁定状态到基于非接触式手势的用户界面解锁状态和/或一些其它用户 界面状态的转换设备10相关联的手势。在各种实施方式中，当非接触式 手势检测系统20从检测到的手势识别解锁手势时，非接触式手势检测系 统20触发设备10以转换到基于非接触式手势的用户界面解锁状态。
在基于非接触式手势的用户界面解锁状态，基于非接触式用户界面 被激活，并且设备10响应于由用户在设备10的非接触式空间中执行的 手势，使得设备10响应于手势而执行功能。例如，非接触式手势检测系 统20被启用以触发设备10，以执行与由非接触式手势检测系统20修改 的功能。非接触式手势检测系统20从而进入解锁状态，其中，非接触式 手势检测系统20解锁基于非接触式手势的用户界面。在各种实施方式中， 设备10的应用响应由非接触式手势检测系统20检测的手势。在各种实 施方式中，平移特征、放大特征、缩小特征、导航特征和/或其它特征可 以由设备10响应于由用户在设备10的非接触式空间中执行的手势而执 行，其中这些手势通过非接触式手势检测系统20检测并解释。
图2是根据本公开的各个方面，用于控制具有非接触式手势检测系 统的基于非接触式手势的用户界面状态的示例性方法100的流程图，诸 如设备10具有在图1中描述和示出的非接触式手势检测系统20。在各种 实施方式中，非接触式手势检测系统20可以实施方法100以提供：自动 锁定机构，在超时之后将设备10转换为基于非接触式手势的用户界面锁 定状态；手动锁定机构，响应于已定义的用户锁定动作，将设备10转换 为基于非接触式手势的用户界面锁定状态，和/或手动解锁机制，响应于 已定义的用户解锁动作，将设备10转换为基于非接触式手势的用户界面 解锁状态。在各种实施方式中，当设备10转换到非接触基于手势的用户 界面锁定状态时，非接触式手势检测系统20可以被放置成最小功率状态， 从而降低设备的功耗10。为了清晰，图2进行了简化以更好地理解本公 开的发明概念。
在没有手势活动的定义时间段之后，自动锁定机构将设备10转换为 基于非接触式手势的用户界面锁定状态。在各种实施方式中，自动锁定 机构可以基于超时。转向方法100的方框102，锁定/解锁机构判断在与 设备(诸如，设备10)相关联的非接触式空间中是否检测用户的任何手 势。在框102，如果在与设备10相关联的接触空间中没有检测到(例如， 非接触式手势检测系统20没有检测到任何手势)，方法100前进到方框 104，其中，自动锁定机构确定定义的时间段是否已经过去(已过期)。 规定的时间周期是可编程的，使得规定的时间周期可以根据设备和/或用 户需求和/或偏好而改变。如果已经发生超时，在方框106，设备10转换 到基于非接触式手势的用户界面锁定状态。如果没有发生超时，方法100 返回到方框102，和锁定/解锁机构继续以确定在与设备10相关联的非接 触式空间中是否检测到任何手势。在各种实施方式中，非接触式手势检 测系统20包括定时器，和当倒数计时器到期时发生超时。当非接触式手 势检测系统20在方框102检测到任何手势时，倒数计时器复位。
当在规定的时间周期内检测到定义的手势序列时，手动锁定/解锁机 构将设备10转换为基于非接触式手势的用户界面锁定/非锁定状态。例 如，返回到方框102，如果与设备10相关联的非接触式空间中检测到手 势(例如，非接触式手势检测系统20检测到手势)，方法100前进到方 框108，其中手动锁定/解锁机构判断所检测的手势是否对应于所定义的 手势序列。所定义的手势序列可以对应锁定手势或非锁定手势，所述锁 定手势对应用户指示设备10应当转换到基于非接触式手势的用户界面锁 定状态，所述非锁定手势对应用户指示设备10应当转换到基于非接触式 手势的用户界面解锁状态。如果手势与定义的手势序列对应，方法100 前进到方框110，其中手动锁定/解锁机构确定在一个定义的时间段是否 检测到定义的手势序列。如果手势不对应于定义的手势序列或未在界定 的时间周期检测到所定义的手势序列，方法100返回到方框102，以及锁 定/解锁机构继续以确定是否在和设备10相关的非接触式空间中检测任 何手势。
如果所述手势在界定的时间周期对应于定义的手势序列，方法100 前进到方框110，其中手动锁定/解锁机构确定定义的手势序列是否对应 于锁定手势或解锁手势。如果定义的手势序列对应于锁定手势，方法100 前进到方框106，以及设备10转换到基于非接触式手势的用户界面锁定 状态。如果定义的手势序列对应于解锁手势，方法100前进到方框114， 以及设备10转换到基于非接触式手势的用户界面解锁状态。在各种实施 方式中，非接触式手势检测系统20在所定义的时间段检测所定义的手势 序列，然后触发设备10以转换到对应于所定义的手势序列的基于非接触 式手势的用户界面状态。在各种实施方式中，如下面进一步详述，当设 备10转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态时，从非接触式手势 检测系统20的一部分阻止手势，使得手势不注入非接触式手势检测系统 20的部分。例如，在各种实施方式中，手势不注入到非接触式手势检测 系统20，所述非接触式手势检测系统20触发设备10，以响应于该手势 而执行功能。
在本示例中，定义的手势序列包括任何系列的手势，以及规定的时 间周期表示在定义的手势序列应完成的时间。在各种实施方式中，用户 定义了表示锁定/解锁手势序列的一系列手势，用户定义用于完成一系列 手势的时间段，指示该系列手势是锁定/解锁手势序列，或它们的组合物。 在各种实施方式中，设备10可以定义手势序列和/或表示该锁定/解锁手 势序列的完成时间周期。图3A示出根据本公开的各个方面可以被实现以 转换设备(诸如，设备10)的基于非接触式手势的用户界面状态的所定 义的手势序列。在图3A中，所定义的手势序列是对应于用户指示设备 10以转换到基于非接触式手势的用户界面解锁状态的解锁手势。所示出 的定义手势序列包括三个阶段，例如，在指定的时间周期内由用户在设 备10的非接触空间中执行的三个不同手势。例如，该定义的手势序列包 括在指定时间内(例如，5秒期间内)用户的手(手指)运动(1)向上、 (2)向左，然后(3)向下。在各种实施方式中，所定义的锁定/解锁手 势序列包括在指定时间内用户的手(手指)运动(1)向上、(2)向下、 然后(3)向上；在指定时间内的移动(1)向左、(2)向右、然后(3) 向左；在指定的时间期限内移动(1)向下、(2)向下、然后(3)向下； 在指定的时间段内移动(1)向左、(2)向下、然后(3)向右；或在指 定时间内的任何其他一系列用户手(手指)的动作。应该注意，在一些 实现方式中，所定义的时间段可限定在手势序列中每个手势之间的最小 时间周期。
所定义的手势序列的复杂性和/或指定的时间段可变化，以确保非接 触式手势检测系统20可以防止误报–其中非接触式手势检测系统20不 正确地检测手势序列作为限定的锁定/解锁手势序列-同时最大化用户 可以转换设备10为基于非接触式手势的用户界面状态的难易程度。例如， 单一的手势锁定/解锁序列或两个手势解锁/锁定序列可以很容易地产生 误报，因为用户在设备20的一般使用过程中可无意地执行单个或两个手 势锁定/解锁序列，从而无意地转变基于非接触式手势的用户界面状态。 具有至少三个手势的锁定/解锁序列可因此减少误报，但具有太多手势的 锁定/解锁可以增加用户执行正确的锁定/解锁序列的难度。在另一示例 中，过于松散的定时限制亦容易产生误报，由于锁定/解锁手势序列可在 设备10的正常使用过程中无缝地装配到用户的自然运动。进一步的，过 于严格的定时限制可难以在定义的时间周期内为用户执行锁定/解锁手势 序列，迫使用户重试锁定/解锁手势序列，直到它在规定的时间周期内执 行，这可导致用户体验的沮丧和不满。在又一示例中，在某些情况下， 锁定/解锁手势序列可包括不够明显的手势序列(诸如，锁定/解锁手势序 列包括：(1)向上、(2)向下、然后(3)向上的手势，或者(1)向左、 (2)向右、然后(3)向左的手势)，从而易于产生假阳性，由于锁定/ 解锁手势序列可在设备10的正常使用过程中无缝配合用户的自然运动。 在各种实施方式中，定义的手势序列因而包括一系列的手势，其足够明 显以减少误报，诸如在一个方向上的手势序列(例如，锁定/手势序列包 括：(1)向下、(2)向下、然后(3)向下手势)或结合正交方向的手 势序列(例如，锁定/手势序列包括：(1)向左、(2)向下，然后(3)向 右手势)。相应地，所述锁定/解锁机构平衡各种锁定/解锁手势序列因素， 诸如手势的数量、手势的种类、以及手势的完成时间，以最小化误报和 最大化用户体验。
当装置10转变到基于非接触式手势的用户界面锁定状态(在块106) 或基于非接触式手势的用户界面解锁状态(在块114)时，该方法100可 进行到方框116。在方框116中，设备10的基于非接触式手势的用户界 面锁定/解锁状态被指示给用户。所述指示对用户可以是视觉指示(诸如， 纹理、图形、其它视觉指示或它们的组合)、音频指示、触觉指示(诸如， 振动指示)或其组合。在各种实施方式中，响应于设备10转换到基于非 接触式手势的用户界面锁定状态，设备10显示锁定图像，以及响应于设 备10转换到基于非接触式手势的用户界面解锁状态，设备10显示解锁 图像。所述指示对用户可以是永久性指示、临时指示，或两者兼而有之。 例如，在各种实施方式中，设备10可以在设备10的显示器15的状态栏 中包括永久图标，指示基于非接触式手势的用户界面锁定/解锁状态。在 另一示例中，在各种实施方式中，通知消息暂时出现在显示器15，以向 用户通知设备10已经转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态或者 基于非接触式手势的用户界面解锁状态。在又一示例中，在各种实施方 式中，响应于转换其基于非接触式手势的用户界面状态，设备10振动， 使得用户可以进一步意识到基于非接触式手势的用户界面状态转换。因 为非接触式手势检测系统20可以不提供100％的准确手势检测，表示基 于非接触式手势的用户界面状态可确保用户察觉基于非接触式手势的用 户界面状态，从而提高与设备10的用户体验。例如，用户可避免其中设 备10处于基于非接触式手势的用户界面锁定状态的情况，但用户重复地 执行打算交互或控制设备10的手势，因为用户没有意识到设备10处于 基于非接触式手势的用户界面锁定状态。在另一个示例中，该指示可以 确保用户知道他/她是否已执行成功的锁定/解锁手势序列，从而避免由用 户多次尝试以执行锁定/解锁手势序列。
在检测到饱和手势时，手动锁定机构也可以转换设备10为基于非接 触式手势的用户界面锁定状态时。例如，返回到方框108，如果该手势不 与定义的手势序列对应，方法100可进行到方框118，其中，锁定/解锁 机构确定检测的手势是否与饱和手势相对应。饱和手势是由用户执行以 转换设备10为基于非接触式手势的用户界面锁定状态的故意手势。如果 手势对应于饱和手势，则方法100前进到方框106，并且设备10转换到 基于非接触式手势的用户界面锁定状态。图3B示出根据本公开的各个方 面可以实现以转换设备(诸如，设备10)为基于非接触式手势的用户界 面锁定状态的饱和手势。在图3B中，用户的手/手指被放置在(覆盖) 在设备10的非接触空间中的非接触式手势检测系统20的传感器上。返 回到方法100，如果手势不与饱和手势对应，该方法100返回到方框102， 以及锁定/解锁机构继续以确定在与设备10相关联的非接触空间中是否 检测到任何手势。在各种实施方式中，饱和手势可以具有自动锁定机构， 其中，任何物体可以放置(覆盖)非接触式手势检测系统20的传感器以 触发设备10转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态。该配置可以 提供设备10的自动锁定，例如，当设备10被放入盒、包、袋的情况下 或设备10不再使用的其他情况下。
转到图4，提供了根据本公开的各个方面的能实现锁定/解锁机构(诸 如，本文所述的锁定/解锁机制)的非接触式手势检测系统200的示例性 系统体系结构的简化框图，用于控制非接触设备的基于非接触式用户界 面状态。在各种实施方式中，非接触式手势检测系统200可以在设备10 中被实现为图1的非接触式手势检测系统。图4已被简化为清楚起见， 以更好地理解本公开的发明概念。非接触式手势检测系统200可以添加 附加的特征，并且在非接触式手势检测系统200的其他实施例中，一些 下面描述的特征可以被替换或者消除。
在图4中，非接触式手势检测系统200包括硬件域210和软件域， 所述软件域包括内核域220和用户空间域230。硬件域210可以包括硬件 用于执行在内核域220和用户空间域230内的程序和服务。内核域220 和用户空间域220可以表示非接触式手势检测系统200的存储器和/或包 括非接触式手势检测系统200的设备(诸如，设备10)的存储器的不同 区域。例如，内核域220是其中内核(例如，构成和非接触手势系统200 相关联的操作系统的核心的程序)执行(运行)并提供它的服务，诸如 提供访问、控制并管理硬件域210和用户空间域230之间的资源；和用 户空间域230是可以执行用户程序的存储器的一部分，从而提供用户应 用程序和用户级程序、服务、进程和/或任务。在所示出的实施例中，硬 件域210包括处理器，诸如手势集成电路(IC)240；内核域220包括设 备驱动程序，诸如手势驱动器245；以及用户空间域包括应用250。手势 IC240、手势驱动245和应用程序250可以为设备提供基于非接触式手势 的用户接口，其包括非接触式手势检测系统200，以及锁定/解锁机构， 用于控制基于非接触式手势的用户界面状态，诸如如本文中所描述。
非接触式手势检测系统200可以将在本文所述的锁定/解锁机制限制 到特定域的(诸如，硬件域210、核心域220或用户空间域230)，其中， 所述特定域完全负责锁定/解锁机制。限定锁定/解锁机构到较低的域可以 减少数据流量，同时限制所述锁定/解锁机构到较高的域可以提供灵活的 调整和/或扩展锁定/解锁机构，从而有利于各种锁定/解锁机构的配置。可 替代地，非接触式手势检测系统200可以在一个以上的域之间扩展锁定/ 解锁机构。分散到各个领域的锁定/解锁机构提供了灵活的系统配置选项， 其中所述锁定/解锁机构可根据不同的系统配置和/或系统最终用户灵活 调整。
图5A、图5B以及图5C示出根据本公开的各个方面可以由非接触式 手势检测系统来实现的各种状态机300、310和320，诸如图4中示出的 非接触式手势检测系统200，以控制设备的基于非接触式手势的用户界面 状态。状态机300、状态机310以及状态机320可以通过非接触式手势检 测系统200的硬件域210(诸如，通过手势IC 240)、非接触式手势检测 系统的200的内核域220(例如，通过手势驱动245)，非接触式手势检 测系统200的用户空间域230(例如，通过应用程序250)或它们的组合 来实现。在各种实施方式中，状态机300、310和320可替换地通过设备 10来实现。
在图5A中，非接触式手势检测系统200实施状态机300以实现转换 设备到基于非接触式手势的用户界面锁定状态的自动锁定机构。状态机 300示出：基于非接触式手势的用户界面解锁状态，其中，基于非接触式 手势的用户界面被使能(启动)，使得用户能够通过基于非接触式手势的 用户接口交互并控制设备；以及基于非接触式手势的用户界面锁定状态， 其中基于非接触式手势的用户界面被禁止(关闭)，以使用户不能通过基 于非接触式手势的用户接口交互并控制设备。当手势是由非接触式手势 检测系统200检测时，非接触式手势的用户界面被启用，以使得与非接 触式手势检测系统200相关联的设备保持在基于非接触式手势的用户界 面解锁状态。当发生超时(其中没有检测到手势的时间段)，自动锁定机 构禁止基于非接触式手势的用户界面，从而转换该设备到基于非接触式 手势的用户界面锁定状态。在各种实施方式中，当处于基于非接触式手 势的用户界面锁定状态时，手势不再注入到非接触式手势检测系统200 的部分。例如，在各种实施方式中，内核域220实现手势阻断功能，其 中当发生超时时，手势驱动245可防止手势IC 240接收手势，并因此防 止手势IC 240触发其相关联的设备基于所接收的手势执行功能。在各种 实施方式中，硬件域220实现手势阻断功能，其中手势IC 240阻止其相 关联的设备接收来自手势并由此基于所接收的手势执行功能。在硬件域 210实施手势阻断功能可以去除硬件域210和核心域220和/或用户空间 域230(设备主机的通信信道)之间不必要的活动/通信，以及减少非接 触式手势检测系统200在内核域220实现手势阻止功能所需的工作。在 各种实施方式中，用户空间域310实施超时，使得超时发生在应用/系统 服务级别(应用250)。
在图5B中，非接触式手势检测系统200实施状态机310以实现手动 锁定机构，其将设备转换到基于非接触式手势的用户界面锁定状态。状 态机310示出基于：非接触式手势的用户界面解锁状态，其中，非接触 式手势的用户界面被使能(启动)，使得用户能够通过基于非接触式手势 的用户接口交互并控制设备；以及基于非接触式手势的用户界面锁定状 态，其中基于非接触式手势的用户界面被禁止(关闭)，以使得用户不能 通过基于非接触式手势的用户接口交互并控制设备。当手势由非接触式 手势检测系统200检测时，非接触式手势的用户界面被启用，以使得与 非接触式手势检测系统200相关联的设备保持在基于非接触式手势的用 户界面解锁状态。当非接触式手势检测系统200在限定的时间周期内检 测到锁定手势，手动锁定机构禁止基于非接触式手势的用户界面，从而 转换该设备到基于非接触式手势的用户界面锁定状态。锁定手势可以是 定义的手势锁定序列和/或饱和手势，如上面详细描述。在各种实施方式 中，当处于基于非接触式手势的用户界面锁定状态时，手势不再注入非 接触式手势检测系统200的一部分。例如，在各种实施方式中，内核域 220实施手动锁定机构，使得手势驱动245在规定的时间周期内检测锁定 手势，然后响应于检测锁定手势而执行手势阻断特性，其中手势驱动245 可防止手势IC 240接收手势，并因此防止手势IC 240触发其相关联的设 备基于所接收的手势执行功能。
在图5C中，非接触式手势检测系统200实施状态机320以实现将设 备转换为基于非接触式手势的用户界面解锁状态的手动解锁机制。状态 机320示出：基于非接触式手势的用户界面解锁状态，其中，非接触式 手势的用户界面被使能(启动)，使得用户能够通过基于非接触式手势的 用户接口交互并控制设备；以及非接触手势基于用户界面锁定状态，其 中基于非接触式手势的用户界面被禁止(关闭)，以使得用户不能通过基 于非接触式手势的用户接口交互并控制设备。虽然基于非接触式手势的 用户接口被禁用，当非接触式手势检测系统200在限定的时间周期内检 测到解锁手势，手动解除机构使能基于非接触式手势的用户界面，从而 转换该设备到基于非接触式手势的用户界面解锁状态。解锁手势可以是 定义的解锁手势序列，如上面详细描述。在各种实施方式中，当处于基 于非接触式手势的用户界面锁定状态时，手势不注入到非接触式手势检 测系统200的一部分，尽管非接触式手势检测系统200接收手势，并确 定手势是否与解锁手势序列对应。例如，在各种实施方式中，内核域220 实施手动锁止解除机构，以使得手势驱动245在规定的时间周期内检测 解锁手势，同时执行手势阻断功能，可防止手势IC 240接收手势，而该 设备处于基于非接触式手势的用户界面锁定状态。
本文中所概述的各种功能可以由在一个或多个非短暂性和/或有形介 质编码的逻辑(例如，在特殊应用集成电路(ASIC)提供的嵌入式逻辑， 如数字信号处理器(DSP)指令，将被处理器执行的软件(可包括目标代 码和源代码)，或其他类似的机器，等等)来执行。在一些这样的实例中， 存储器元件可以存储用于本文所描述的操作的数据。这包括能够存储逻 辑(例如，软件、代码、处理器指令)的存储器元件，其由处理器执行 以执行本文中所描述的操作。该处理器可以执行与数据相关联的任何类 型的指令以实现本文详述的操作。在不同的实施方式中，处理器可以从 一个状态或事物变换元件或事物(诸如，数据)到另一个状态或事物。 在另一个例子中，本文所述的操作可以使用固定逻辑或可编程逻辑(诸 如，由处理器执行的软件/计算机指令)实施，以及在此识别的元件可以 是某种类型的可编程处理器(诸如，DSP)、可编程数字逻辑(例如，FPGA、 可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)) 或ASIC，其包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或任何合适的组合。
在各种实施方式中，非接触式手势检测系统和/或各种的电路和/或在 附图中所示的非接触式手势检测系统和/或设备的部件可以在相关联的电 子设备的电路板上实现。该板可以是普通的电路板，可容纳各种部件的 电子装置的内部电子系统，并进一步为其他外围设备提供连接。板可以 提供电气连接，通过其该系统的其他部件可以电通信。根据特定配置需 求、处理需求、计算机设计等，任何合适的处理器(包括数字信号处理 器、微处理器、支持芯片组等)、计算机可读非临时性存储器元件等可以 适当地耦合到电路板。诸如外部存储器、其他传感器、控制器、用于音 频/视频显示的其它组件和外围设备可以通过电缆连接至电路板插入式 卡，或集成到基板本身。
在各种实现方式中，非接触式手势检测系统和/或各种的电路和/或在 附图中所示的非接触式手势检测系统和/或设备的部件可以被实现为单独 的模块(例如，具有相关组件和电路的设备，其经配置以执行特定应用 或功能)，或实现为到电子设备的应用特定硬件的插件模块。需要注意， 本发明的具体实施例可以容易地部分或全部包含在芯片(SOC)包系统 中。SOC表示集成计算机或其它电子系统的组件到单个芯片的IC。它可 包含数字、模拟、混合信号，并经常射频功能：所有这些都可以设置在 单个芯片衬底上。其他实施例可包括多芯片模块(MCM)，具有位于单 个电子封装内并经配置以通过电子封装相互作用的多个单独IC。在各种 其他实施例中，扩增的功能可以在应用专用集成电路(ASIC)、现场可编 程门阵列(FPGA)和其他半导体芯片的一个或多个硅芯中实现。
需要注意：上面参考讨论的附图中的操作适用于涉及信号处理(例 如，手势的信号处理)的任何集成电路，尤其是那些可以执行特殊的软 件程序或算法，其中一些可以相关联于处理数字化的实时数据。某些实 施例可以涉及多DSP信号处理、浮点处理、信号/控制处理、固定功能处 理、微控制器的应用程序，等等。在某些情况下，本文中所讨论的特征 可以适用于医疗系统、科学仪器、无线和有线通信、雷达、工业过程控 制、音频和视频设备、电流检测、仪表(其可以是高度精确的)和其他 数字处理的系统。此外，以上所讨论的某些实施例中，可以置备在数字 信号处理技术中，用于医学成像、病人监护、医疗仪器和家庭医疗保健。 这可包括肺显示器、加速度计、心脏率监测仪、心脏起搏器等。其它应 用可涉及汽车技术的安全系统(例如，稳定控制系统、驾驶辅助系统、 制动系统、信息娱乐和任何类型的内部应用)。此外，动力系统(例如， 混合动力汽车和电动汽车)可以在电池监测、控制系统、报告控制、维 护活动等中使用高精度数据转换产品。在又其它示例方案中，本公开的 教导可适用于工业市场，包括过程控制系统，帮助提高生产力、能源效 率和可靠性。在消费者应用中，上面讨论的信号处理电路的教导可用于 进行图像处理、自动聚焦以及图像稳定(例如，对于数字静态相机、摄 像机等等)。其他消费应用可以包括音频和视频处理器，用于家庭影院系 统、DVD录像机和高清电视。然而，其他消费应用可以包括先进的触摸 屏控制器(例如，任何类型的便携式媒体设备)。因此，这种技术可以很 容易成为智能手机、平板电脑、安防系统、个人电脑、游戏技术、虚拟 现实、模拟训练等的一部分。
本文概括的规范、维度和关系仅提供用于示例和教导的目的。这些 可差异很大，而不偏离目前披露的精神，或所附权利要求的范围。规范 只适用于参考示例，因此，他们应该如此被视为。在上述描述中，参照 特定的安排描述了示例实施例。可以对这些实施例进行各种修改和变化， 而不偏离所附权利要求的范围。因此，描述和图纸被认为是说明性的而 非限制性的意义。参照前面附图进一步描述的操作和步骤仅仅示出由或 在各种设备、处理器、设备和/或系统中执行的一些可能的场景。其中一 些操作可在适当的地方删除或移除，这些步骤可明显地修改或改变，而 不离开所概念讨论的范围。此外，这些操作的时机可大幅改变，仍然实 现在此披露的结果。提供前面的操作流，用于示例和讨论。设备和/或系 统提供灵活性，可提供任何适当的安排、年表、配置和定时机制，而没 有离开教义提供讨论的概念。
注意，对于本文所提供的许多实施例，交互可以在两个、三个、四 个或更多的元件来描述。然而，这项工作已经完成用于清楚起见，并仅 作为示例。但是应当理解，该系统可以任何合适方式组合。沿着类似的 设计方案，任何示出的组件、模块和附图的元件可以各种可能的配置组 合，所有这些都在本说明书的范围之内。在某些情况下，通过仅参考有 限数量的电子元件更容易描述流程的给定集合的一个或多个功能。但是 应当理解，附图的电路及其教导都是容易伸缩的并可容纳大量部件，以 及更复杂/精密的安排和配置。因此，提供的示例不应该限制于范围或抑 制电路的广泛教导于潜应用到无数其它体系结构。
注意，在本说明书中，引用在“一个实施例”、“示例实施例”、“实施 例”、“另一实施例”、“一些实施方案”、“各种实施例”、“另一实施例”、“替 代实施例”等包含的各种特征(例如，元件，结构，模块，组件，步骤， 操作，特性等)意在指任何这样的功能都包含在本发明的一个或多个实 施例中，但可以或不必然组合在同一实施例中。
许多其它的改变、替换、变化、改变和修改对于本领域技术人员可 以确定，其意图在于本发明包括所有这样的改变、替换、变化、改变和 落入所附权利要求书范围内的修改。为了协助美国专利和商标局 (USPTO)，此外，在解释所附权利要求时对本申请发出的任何专利的任 何读者，申请人需要注意：(a)不希望任何所附权利要求书援引35USC 112的6(6)条，因为它存在于申请日，除非本词语“是指”或“步骤” 特定用于具体权利要求；和(b)不打算由本说明书的任何陈述以未体现 在所附权利要求的任何方式限制本公开。
示例实施例实施方式
一个特定的示例实施方式可包括具有用于控制设备的基于非接触式 手势的用户界面状态的装置的装置，所述设备具有非接触式手势检测系 统。各种实施方式可以进一步包括装置，用于在与设备相关联的非接触式 空间中，检测与用户相关联的手势；在从检测到手势的规定时间期限内， 检测定义的手势序列；和基于定义的手势序列，将设备过渡到基于非接触 式手势的用户界面锁定状态或基于非接触式手势的用户界面解锁状态。在 这些实例中，“装置，用于”可以包括(但不限于)使用在此所讨论的任何合 适的组件，连同任何合适的软件、电路、中心、计算机代码、逻辑、算法、 硬件、控制器、接口、链接、总线、通讯途径等。