CN107209560A - 检测手指移动 - Google Patents

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Abstract

示例涉及确定手指移动。在一个示例中，计算设备可以：从以下中的至少一个接收输入：在第一位置处耦合到框架并且面向第一方向的第一接近度传感器；或者，在第二位置处耦合到框架并且面向第二方向的第二接近度传感器；基于所述输入确定手指动作发生了，所述手指动作是以下中的一个：第一手指的第一移动，所述第一移动由第一接近度传感器检测；或者，第二手指的第二移动，所述第二移动由第二接近度传感器检测；基于手指动作而生成输出，所述输出包括限定事件的数据，所述事件对应于手指动作；以及向计算设备提供所述输出。

Description

检测手指移动
背景技术
随着计算设备已经发展，它们的输入方法亦是如此。传统鼠标指针和键盘通常用于输入，它们如同基于软件的虚拟键盘，诸如在智能电话和平板设备上使用的类型。其它类型的输入，诸如语音输入，也正用于向现代计算设备提供输入。
附图说明
以下详细描述参照附图，其中：
图1A是用于检测手指移动的示例设备的图。
图1B是用于检测手指移动的另一个示例设备的图。
图2A是在用户手指上示出的示例可穿戴设备的图示。
图2B是在用户手指上示出的另一个示例可穿戴设备的图示。
图3是用于检测手指移动的示例微控制器的框图。
图4是其中使用用于检测手指移动的设备的示例环境的图示。
图5是其中使用用于检测手指移动的设备的另一个示例环境的图示。
图6是其中可穿戴设备用于QWERTY键盘输入的示例环境的图示。
图7是其中可以使用用于检测手指移动的多个可穿戴设备的示例环境的图示。
图8是用于检测手指移动的示例方法的流程图。
图9是用于检测手指移动的另一个示例方法的流程图。
具体实施方式
可以出于各种各样的原因而由各种各样的计算设备使用不同类型的用户输入。例如，个人计算机可以使用-由用户控制的-鼠标和键盘输入来运行和使用各种计算机应用；移动计算设备，诸如智能电话和平板电脑，可以使用-由用户手指提供的-触摸屏输入来做出呼叫，在基于软件的键盘上键入消息，以及使用移动电话应用；可穿戴计算设备，诸如智能手表和智能眼镜，可以使用语音和/或触摸屏输入来控制各种功能；并且一些消费者电子设备，诸如电视和视频游戏操控台，可以使用-由用户手部移动提供的-基于手势和/或语音的输入来控制电视频道或播放视频游戏。
能够检测手指移动并且传达涉及那些手指移动的信息的设备使得能够实现与许多计算设备的交互，所述许多计算设备诸如以上描述的设备。用于在手指上使用的环形设备例如可以包括若干传感器，所述若干传感器用于检测手指移动并且将涉及那些手指移动的信息传达给各种计算设备。包括在环中的加速度计可以检测在其上佩戴该环的手指的移动或者用户和/或用户手部的移动。包括在环中的接近度传感器可以能够检测相邻手指的移动，例如当佩戴在用户的第三手指(即，中指)上时，该环的侧部上的接近度传感器可以检测相邻手指-第二和第四手指(即，食指和无名指)独立移动。面向该环的底部(例如，与用户手掌相同的方向)的位移传感器可以用于检测用户手部跨表面或者相对于表面的多维移动。该环还可以包括数据处理器和通信设备，以用于处理从传感器接收的数据并且与另一个计算设备通信。
作为示例，用于检测手指移动的环形可穿戴设备可以用于向另一个可穿戴计算设备提供输入，所述另一个可穿戴计算设备诸如智能手表。环形可穿戴设备可以训练为将佩戴者的手指移动解译为文本输入键盘上的按键按压，所述文本输入键盘诸如虚拟QWERTY键盘，所述按键按压然后可以无线传送到智能手表。在许多情况下，检测手指移动以便向智能手表或其它设备提供输入可以比使用其它输入方法更可取，所述其它输入方法诸如口头和/或触摸屏键盘输入。例如，不需要在具有小屏幕的设备上显示全键盘，可穿戴设备可以使用比传统键盘和/或鼠标设备更少的空间，并且有健康意识的用户可以不需要物理地触碰用于公共计算设备的输入设备，所述公共计算设备能够与可穿戴设备通信以用于确定手指移动。作为另一个示例，佩戴在手指上的可穿戴设备可以训练为将佩戴者的手指和/或手部移动解译为指向设备输入，诸如传统计算机鼠标输入，所述指向设备输入可以无线传送给另一个计算设备，例如个人计算机。关于手指移动的检测的另外细节在接下来的段落中进一步详细地讨论。
图1A是用于检测手指移动的示例设备100的图，而图1B是用于检测手指移动的另一个示例设备170的图。每一个示例设备100和170具有环形框架102，所述环形框架102限定基本上圆形空间104。一般地，框架102和空间104支持设备在用户手指上的佩戴。相应地，框架102不需要是圆形的，并且可以是不同于环的形式，例如，嵌入在手套或指套中，或者是以要佩戴在用户手指的尖端上的指帽的形状。支持将设备佩戴在用户的一个(或多个)手指上的其它形状可以用于框架102。此外，框架可以由适于由用户佩戴并且包括或以其它方式支持以下描述的传感器和其它组件的附连二者的任何材料来制成，所述任何材料诸如基于聚合物、复合物、陶瓷和/或金属化材料的任何组合。可以将各种组件描述为“包括”或“耦合”到框架，这指示组件由框架物理地支撑和/或附连到框架的内部或外部，或者由附连到框架的任何其它物体物理地支撑和/或-直接地或间接地-附连到所述任何其它物体。
每一个示例设备100和170包括两个接近度传感器，面向第一方向(a)的第一接近度传感器110和面向第二方向(b)的第二接近度传感器120。接近度传感器设计为测量与在其上佩戴该环的手指相邻的手指的接近度。例如，当佩戴在用户的中指上时，第一接近度传感器110可以测量第一接近度传感器110与用户食指之间的距离，而第二接近度传感器120可以测量第二接近度传感器120与用户无名指之间的距离。在一些实现中，设备可以仅具有一个接近度传感器。例如，当要针对仅两个手指检测手指移动时，一个接近度传感器是足够的，例如用于检测食指移动的单个接近度传感器，分离的传感器检测中指移动。
示例接近度传感器可以包括发射和检测IR光的模拟或数字的红外(IR)发射器-检测器；物理按钮、电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器、以及声波传送器-接收器。由接近度传感器产生的输出可以取决于所使用的接近度传感器的类型而变化。例如，IR发射器-检测器可以输出电压测量结果，所述电压测量结果基于物体多么靠近传感器来变化，而电容式触摸传感器可以具有二元输出，所述二元输出指示与传感器接触或者没有接触。
如在示例设备100和170中所示，第一和第二接近度传感器的位置可以变化。接近性传感器的方位、位置、检测距离和检测角度都可以变化，并且还可以取决于所使用的传感器的类型。例如，触摸板类电容式传感器可以布置为最大化与手指的接触，所述手指与在其上佩戴环设备的手指相邻，例如，以增加将检测到手指移动的可能性。另一方面，IR发射器-检测器可以布置为面向一方向，所述方向设计为增加在手指移动时检测到电压差的可能性，例如，成角度为更靠近环的底部以便检测用户手指的底部何时抬起/降低。还可以使用其它接近度传感器配置来检测用户手指移动。
示例设备100和170包括面向第三方向(c)的二维位移传感器130。位移传感器130设计为测量设备100和170相对于表面的二维移动。例如，当设备100佩戴在用户手指上并且位移传感器130面向表面或者与表面接触时，位移传感器130可以测量移动跨表面的距离和/或方向，所述表面诸如桌面或墙壁。作为示例，位移传感器130可以是光学传感器，诸如类型与光学鼠标中使用的那个类似；或者测量二维或更多维度上的正确加速度方向和幅度的加速度计。
示例设备100和170均包括加速度计140。加速度计140设计为测量高达三个维度中的正确加速度幅度和/或距离，并且可以用于检测在其上佩戴环的手指的移动以及用户和/或用户手部的移动。例如，当设备100佩戴于用户的中指上时，由加速度计140检测的移动可以对应于中指的移动。在其中二维位移传感器130是二维或三维加速度计的实现中，相同加速度计可以用于感测二维位移和手指移动二者。在其中加速度计用作位移传感器130的情况下，它不需要面向任何方向。
包括在示例设备100和170中的数据处理器150可以是一个或多个微控制器、中央处理单元(CPU)、基于半导体的微处理器和/或适于指令的检索和执行的其它硬件设备，所述指令例如是存储在机器可读存储介质155中的指令。硬件数据处理器150可以获取、解码和执行指令以便控制用于检测手指移动的过程。作为检索和执行指令的可替换方式，或者除检索和执行指令之外，硬件处理器150可以包括一个或多个电子电路，所述一个或多个电子电路包括用于执行一个或多个指令的功能性的电子组件，例如包括数据处理器和嵌入式存储装置二者的微控制器。
每一个示例设备100和170还包括传送器160，例如用于与另一个设备通信。传送器160可以用于有线和/或无线通信。例如，传送器160组件可以包括用于与另一个设备传送数据的微或小型USB端口。无线传送器160可以例如包括(多个)Wi-Fi、蓝牙和/或蜂窝数据传送器。
示例设备100和170还可以包括没有在示例实现中示出的其它组件。例如，薄膜电池可以耦合到该环以用于向其它组件供电。作为另一个示例，可以添加点缀品以用于纯粹装饰目的或者用于装饰和功能目的组合，例如，数据存储装置、电池存储装置和/或电力/数据端口可以包括和/或隐藏在可穿戴设备的装饰性部分中。
在其中示例设备100或170可操作的情况下，数据处理器150可操作为从加速度计140、第一和第二接近度传感器110和120、以及位移传感器130接收输入。数据处理器150基于从各种传感器接收的输入而生成输出，并且使传送器160例如向所连接的设备传送指定该输出的数据。
在其中设备100佩戴于用户中指上的情况下，例如，数据处理器150可以：i)基于从第一接近度传感器110接收的输入而确定用户食指移动，ii)基于从第二接近度传感器120接收的输入而确定用户无名指移动，iii)基于来自加速度计140和/或第一和第二接近度传感器110和120的输入而确定用户(佩戴环的)中指移动。数据处理器150还可以基于从位移传感器130接收的输入来确定用户手部在表面之上的移动方向和幅度。其它信息可以由数据处理器150基于来自包括在示例设备100和170中的传感器中的一个或多个的输入的任何组合而确定。
由示例设备100和170生成和传送的输出可以变化。例如，设备100可以向分离的计算设备传送数据，所述数据指示传感器中的一个或多个的输出，允许计算设备出于任何适当目的而使用传感器信息。在一些实现中，包括在机器可读存储介质155上的指令包括用于解释各种传感器的输入的指令。例如，指令可以包括用于以下的指令：将手指移动解译为QWERTY键盘或其它类型计算机键盘上的按键按压、数字小键盘上的数字选择、虚拟吉他上弹奏的弦、计算机鼠标指针移动和选择/点击、钢琴键盘上的按键按压、使用加速度计的基于手势的输入或者其它类型的事件。存储在存储介质155上的示例指令以及由数据处理器150执行的操作在接下来的段落中进一步详细地描述。
图2A是示出在用户手指上的示例可穿戴设备的图示200。图示200描绘了在观看用户手部220的后部时的可穿戴环210。环210的设计可以变化，并且可以包括纯粹点缀性、功能性或二者的组合的饰物。例如，环210的一个或多个组件，诸如处理器、加速度计、传送器、存储介质等，可以包括在点缀品外壳中。
图2B是示出在用户手指上的另一个示例可穿戴设备的图示250。图示250描绘了在观看用户手部220的手掌时的可穿戴环的二维位移传感器212。例如，位移传感器212可以是光学传感器，所述光学传感器检测手部220在表面之上的二维位移。
图3是用于检测手指移动的示例微控制器300的框图。微控制器300可以例如包括在环、首套、指套或者适于容纳组件(诸如参照图1A和1B描述的组件)的任何其它设备中，以用于检测手指移动。在图3的实施例中，微控制器300包括硬件处理器310和机器可读存储介质320。
微控制器310可以是一个或多个集成电路，所述一个或多个集成电路包括适于检测和执行存储在机器可读存储介质320中的指令的电子组件，所述机器可读存储介质320还可以包括在(多个)集成电路中。硬件处理器310可以获取、解码和执行指令，诸如322-336，以便控制用于检测手指移动的过程。作为包含处理器和数据存储介质的集成电路的可替换方案，或者除包含处理器和数据存储介质的集成电路之外，硬件处理器310可以是一个或多个中央处理单元(CPU)、基于半导体的微处理器、微控制器、和/或适于检测和执行存储在分离的机器可读存储介质上的指令的其它硬件设备。
机器可读存储介质，诸如320，可以是包含或存储可执行指令的任何电子、磁性、光学或其它物理存储设备。因而，机器可读存储介质320可以例如是随机存取存储器(RAM)、电气可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储设备、光盘等。在一些实现中，存储介质320可以是非暂时性存储介质，其中术语“非暂时性”不涵盖暂时性传播信号。如下文详细描述的，机器可读存储介质320可以编码有一系列可执行指令：322-336，以用于检测手指移动。
如图3中所示，微控制器300从第一接近度传感器340和/或第二接近度传感器342接收输入344(322)。第一接近度传感器340可以在第一位置处耦合到环形框架并且面向第一方向，而第二接近度传感器342可以在第二位置处耦合到框架并且面向第二方向。尽管输入344可以取决于所使用的(多个)接近度传感器的类型而变化，但是输入344一般提供对应传感器与诸如手指之类的物体的接近度的指示。在其中使用IR发射器-检测器的情况下，例如，输入344可以是电压测量结果。可以周期性地和/或响应于事件而向微控制器提供输入344，例如，可以周期性地提供IR传感器测量结果，而同时与电容式接近度传感器的接触和/或解除结合可以触发输入的提供。
微控制器300基于输入344确定手指动作发生(324)。手指动作可以是由第一接近度传感器340检测的第一手指的第一移动或者由第二接近度传感器342检测的第二手指的第二移动。在一些实现中，微控制器300可以响应于包括在输入344中的接近度测量结果满足阈值接近度测量结果而确定手指移动发生。例如，IR传感器可以周期性地提供距离测量结果，所述距离测量结果指示用户手指距传感器多么远，并且距离阈值可以设计为在用户抬起手指时得到满足。
微控制器300基于手指动作生成输出346，所述输出包括限定与手指动作对应的事件的数据(326)。机器可读存储介质320可以例如包括指令，所述指令确定与手指移动或手指移动的组合对应的事件。在一些实现中，事件可以是虚拟键盘按键选择，并且输出346可以指定所选择的虚拟键盘按键。例如，微控制器300可以确定第一手指移动对应于虚拟键盘上的“J”按键的选择，并且“J”按键的选择可以是由输出346限定的事件。用于确定与手指动作相关联的事件的方法可以变化，并且在下文进一步详细讨论。
微控制器300将输出346提供给计算设备350(328)。计算设备350可以例如是另一个可穿戴计算设备，诸如智能手表或智能眼镜；个人计算机，诸如膝上型或桌上型计算机；服务器计算机；视频游戏操控台；智能电视；或者能够与微控制器300通信并且处理由微控制器300提供的输入的任何其它计算设备。输出346可以以各种各样的方式(例如使用数据传送线缆、Wi-Fi、蓝牙等)提供给计算设备350。
在一些实现中，微控制器300从加速度计360或者二维位移传感器370接收附加输入352(330)。位移传感器370可以在第三位置处耦合到框架并且面向第三方向，并且第三位置可以处在第一和第二接近度传感器的第一和第二位置之间。在一些实现中，附加输入352可以是指示第一表面位置和第二表面位置之间的测量位移的数据，例如由位移传感器370提供。例如，附加输入可以是由光学传感器提供的矢量，所述矢量指定光学传感器的移动方向和幅度。
在其中接收附加输入352的实现中，微控制器300可以基于附加输入352确定第二手指动作发生(332)。第二手指动作可以例如是可穿戴设备相对于表面的位移，例如使用从位移传感器370接收的附加输入352确定。在一些实现中，第二手指动作是可穿戴设备的位移的确定可以响应于确定位移的量度(例如，由位移传感器370提供的附加输入352)满足位移阈值而发生。作为另一个示例，第二手指动作可以是第三手指的第三移动，其中第三移动由加速度计360检测。在一些实现中，第二手指动作是第三手指的移动的确定可以响应于确定加速度的量度(例如，由加速度计360提供的附加输入352)满足加速度阈值而发生。
在一些实现中，微控制器300基于第二手指动作而生成第二输出354，所述第二输出包括限定与第二手指动作对应的第二事件的数据(334)。例如，在其中第二手指动作是可穿戴设备的位移的情况下，微控制器300可以生成第二输出354，所述第二输出354包括限定用于虚拟键盘显示的按键的选择的数据。例如，当用于在虚拟键盘上打字时，可以通过指定适宜用于在虚拟键盘上选择的按键的子集来限定第二事件。
在其中生成第二输出354的实现中，微控制器300将第二输出提供给计算设备350(336)。第二输出354可以以与第一输出346相同或不同的方式提供给计算设备350。其中计算设备350处置第一和第二输出的方式可以变化，例如取决于计算设备350的类型。用于处置由微控制器300提供的输出的示例计算设备和方法在下文进一步详细描述。
尽管图3描绘了由微控制器300执行的示例步骤322-336，但是步骤322-336的次序可以变化。例如，第二输入352可以在第一输入344之前接收和处理，并且第二输出354可以在第一输出346之前提供。在一些实现中，输出可以组合成指定一个或多个动作的单个输出。输入可以以任何次序从传感器中的任一个接收，并且与其它传感器输入串行地和/或组合地处理。
此外，用于确定手指动作何时发生以及用于计算与确定手指动作相关联的阈值的方法可以变化。在一些实现中，一个或两个接近度传感器的测量结果可以与加速度计360和/或位移传感器370的测量结果组合地使用。例如，模型可以训练为作为输入而接收来自(多个)接近度传感器和加速度计的周期性测量结果，并且基于输入提供输出，所述输出指定特定手指移动发生的概率。例如，因为食指和/或无名指的移动还可能引起包括在用户中指上所佩戴的环中的加速度计的加速度计读数中的改变，所以可以使用该信息与接近度测量结果组合以提供特定手指移动发生的可能性。
例如，隐藏式马尔可夫模型可以训练为将各种类型的输入分类为一个或多个手指移动。因为其中用户可以移动手指的方式可以取决于所提供的输入的类型，所以可以基于其中要解释输入的方式来分离地训练模型。例如，用于确定文本QWERTY键盘输入的模型可以与用于确定鼠标指针输入、虚拟钢琴键输入、虚拟吉他输入和/或其它类型输入的模型分离地训练和使用。模型可以例如基于从一个或多个用户接收的反馈周期性地训练，并且可以针对单独的用户或多个用户进行训练。用于一个或多个类型的输入的模型可以存储在机器可读存储介质320中，并且基于向其提供输出的计算设备的类型和/或基于用户偏好/选择来使用。
还可以基于确定手指移动(诸如基于手势的移动以及用于多点触控设备上的输入的二维平移移动)而提供其它类型的输入。例如，模型可以训练为对各种手势进行分类，所述各种手势诸如投掷、滚动、偏转，例如由加速度计检测。基于手势的输入可以与其它形式的输入分离地和/或组合地使用，例如当打字时，可以将特定手势映射到常见功能，诸如返回——传统QWERTY键盘上的“Enter(回车)”按键。在多点触控设备上，佩戴在用户的每一只手上的环例如可以用于使用环的二维位移传感器而提供典型的多点触控手势，例如收缩、扩张和挥扫手势。
图4是其中使用用于检测手指移动的设备的示例环境400的图示。示例设备是描绘在用户右手412上的环410。该环410可以包括各种组件，诸如以上参照图1-3描述的那些；例如，处理器、数据存储设备、加速度计、传送器、第一和/或第二接近度传感器和位移传感器。
将环410示为与佩戴在用户左手422上的第二示例设备(智能手表420)无线通信。智能手表420可以例如是能够与环410通信的可穿戴计算设备。在示例环境400中，环410正用于为智能手表420提供文本输入。
作为示例，用户可以在佩戴环410的同时使用各种手指移动引起向智能手表420提供文本输入，使环410对手指移动进行解释并且为手表420提供对应于各种移动的输入。例如，用户右手422的食指、中指和无名指可以各自对应于虚拟QWERTY键盘上的一个字母。包括环410本身的移动的手指移动可以由环410解释，并且可以将虚拟键盘按键选择事件提供给智能手表420以便使得能够使用环410实现智能手表420上的文本输入。
在示例环境400中，智能手表420当前显示字母“QWE”作为适宜用于通过手指移动选择的字母。用户食指的移动可以导致字母“Q”的选择，用户中指的移动可以导致字母“W”的选择，并且用户无名指的移动可以导致字母“E”的选择。此外，环410相对于表面的二维移动，例如跨桌面或墙壁滑动环410，可以导致手表420显示适宜用于通过手指移动选择的字母的不同集合。在示例环境400中，描绘了字母“Q”的选择，例如，如由字母“Q”周围的虚线所指示。可以响应于环410例如使用包括在环410中、面向用户食指的接近度传感器对用户食指的手指移动进行解释而引起这种选择。
图5是其中使用用于检测手指移动的设备的另一个示例环境500的图示。在该示例中，设备是在用户左手512上描绘的指帽510。如图4的环410那样，指帽510可以包括各种组件，诸如以上参照图1-3描述的那些；例如，处理器、数据存储设备、加速度计、传送器、第一和/或第二接近度传感器和位移传感器。
将帽510示为与保持在用户右手522中的另一个示例计算设备(智能电话520)无线通信。如图4的智能手表420那样，智能电话520是能够与帽510通信的计算设备，并且帽510正用于为智能电话520提供文本输入。
指帽510可以例如以与上文参照图4描述的环类似的方式将左手512的各种类型手指移动解释为显示在智能电话520上的虚拟键盘上的按键的选择。在示例环境500中，虚拟QWERTY键盘530显示在智能电话520上，其中当前适宜用于选择的字母-“FGH”-以放大形式显示在电话520上。当用户四处移动指帽510时，帽510可以为电话520提供数据，所述数据指示适宜用于通过手指移动选择的字母已经改变。例如，指帽510可以向智能电话510发送数据，所述数据指示适宜用于选择的字母改变成“RTY”。数据可以由帽510响应于通过包括在帽510中的处理器的以下确定而发送给电话520：帽510在特定方向(例如向前或向上)上移动。
智能电话520显示器指示字母“G”已经被选择或者正被选择，例如，如由字母周围的虚线指示。可以通过指帽510例如使用包括在帽510中的加速度计对用户中指(在其上佩戴帽510的手指)的手指移动进行解释来引起选择。
用于检测手指移动的一些计算设备的不同设计可以允许各种各样的传感器配置和位移。例如，包括在指帽510中的二维光学位移传感器可以定位在指帽510的尖端或顶点附近，例如面向与在其上佩戴帽510的手指的指尖指向的方向基本上对准的方向。除检测相对于指尖底部下方的表面的二维位移之外，或者与此分离地，前述传感器配置例如使得能够检测相对于用户手指指向的表面的二维位移。
其中计算设备显示适宜用于选择的按键的方式、按键的选择和/或与手指移动相关联的其它事件可以变化。例如，当适宜用于选择和/或已选择时，按键可以在虚拟键盘上高亮，仅可以显示已选择的按键，仅可以显示当前适宜用于选择的按键。在一些实现中，计算设备可以使用音频反馈来指示适宜用于选择的按键和/或已选择的按键。
图6是其中可穿戴设备用于QWERTY键盘输入的示例环境600的图示。在该示例中，可穿戴环610描绘在用户的右手620上。手部620和环610示出在表面630之上，所述表面诸如桌面、墙壁、或者适于感测相对于例如使用光学传感器的二维位移的其它表面。示例环境600还包括如示出在计算设备的显示器650上的虚拟键盘640，所述计算设备例如与环610通信，所述显示器650诸如计算机屏幕、智能电话显示器和/或智能手表显示器。
在示例环境600中，用户手部620和环610描绘在第一位置632和第二位置634处。类似地，虚拟键盘640包括在环610处于第一位置632处时适宜用于选择的按键的第一集合642以及在环610处于第二位置634处时适宜用于选择的按键的第二集合644的指示。在该示例中，虚拟键盘640拆分成三个或更少按键的分区，并且环610的平移基本上与从虚拟键盘640的一个分区向另一个的平移对应。例如，环610从第一位置632向上并且向左到达第二位置634的移动被环610解释为从第一分区642到第二分区644的移动。作为另一个示例，从左边，从第一位置632的微小移动可以导致包括按键“VBN”的分区的选择，而向左边的更大移动可以导致包括按键“ZXC”的分区的选择。
在一些实现中，可以使用适宜按键的滑动窗口来选择虚拟键盘的按键。例如，当虚拟键盘640的左上方在字母“QWE”处开始时，向右边的微小移动可以导致滑动窗口移动成将字母“WER”高亮为适宜用于选择的字母。也可以使用用来选择适宜用于选择的按键的其它方法，例如，两个或更少按键的分区、一个或两个按键的滑动窗口等。
尽管示例环境600描绘了用来引起适宜用于选择的虚拟键盘640的部分的显示的方法，但是可以基于手指移动确定一个或多个按键的选择。例如，在处于第一位置632处时，任何手指的手指移动可以引起字母“M”被选择。在处于第二位置634处时，第二集合644的每一个按键可以对应于手指，该手指的移动将触发对应按键的选择。例如，食指的移动可以导致字母“Q”的选择，中指的移动可以导致字母“W”的选择，并且无名指的移动可以导致字母“E”的选择。
包括二维平移和单独的手指移动二者的手指移动可以使用包括在环610中的传感器中的一个或多个来检测。包括在环610中的传感器的测量结果可以整体地或者部分地通过包括在环610中的处理器和/或显示器650所属于的计算设备(例如，智能电话或智能手表)来处理。尽管图6提供了用于提供QWERTY键盘输入的示例，但是还可以使用用于其它类型键盘或输入设备的输入，诸如AZERTY键盘输入、用于非字母顺序键盘的输入，例如基于符号或其它字符的键盘，以及上文描述的其它输入设备。
图7是其中可以使用用于检测手指移动的多个可穿戴设备的示例环境700的图示。示例环境700描绘了两个可穿戴设备，用户左手712的中指上的第一环710和用户右手722的中指上的第二环720，以用于弹奏虚拟乐器。用户手部和环示出在表面730上方，所述表面730诸如桌面或墙壁。在该示例中，手指移动可以对应于虚拟钢琴740上的按键的按键选择。
每一个环对应于适宜钢琴按键的集合。例如，第一环710可以对应于适宜钢琴按键的左集合742，而第二环720可以对应于适宜钢琴按键的右集合744。尽管两个环可以与当前引起虚拟钢琴740的显示的计算设备通信，但是其移动可以被独立地解释。相应地，用户可以移动具有左环710的左手712，和/或使用左手712的任何手指做出手指移动，并且所述移动可以被与右手/环/手指的手部/环/手指移动独立地解释和处理。
如以上参照图6的虚拟QWERTY键盘所述的单独按键的选择和适宜按键的标识那样，其中手指移动控制虚拟钢琴740的方式可以变化。例如，可以使用按键分区和/或滑动按键窗口来确定哪些虚拟钢琴按键适宜用于选择，而单独的手指移动可以用于引起一个或多个虚拟键盘按键的选择。例如，通过向上滑动左手712，包括在第一环710中的位移传感器可以使适宜钢琴按键742从所描绘的当前三个白色按键移位到上方的三个黑色按键，并且食指、中指和/或无名指的移动可以引起对应适宜虚拟钢琴按键的选择。相应地，用户可以通过在虚拟钢琴上的期望按键的方向上滑动手部和环以便选取适宜虚拟钢琴按键并使用单独手指移动(例如相对于表面730提起和/或按下)以引起适宜虚拟钢琴按键的选择，来“弹奏”虚拟钢琴。
如以上参照图6描述的示例那样，包括在环710和720中的各种传感器的测量结果可以整体地或者部分地通过包括在每一个环中的处理器和/或引起虚拟钢琴740的显示的计算设备来处理。例如，每一个环可以独立地或者与另一个环组合地确定哪个(哪些)虚拟钢琴按键被按压并且向计算设备提供指示(多个)虚拟钢琴按键的选择的数据，例如以使得计算设备能够产生对应于(多个)所选择的按键的声音和/或更改虚拟键盘740的显示。
用于检测手指移动的多个可穿戴设备可以使用在各种各样的其它情况下。例如，多个可穿戴设备可以用于解释确定手指移动，所述手指移动对应于QWERTY键盘输入、虚拟吉他输入和多点触控触摸屏输入，这只是几个示例。在一些实现中，两个或更多设备可以由多个用户使用，使得能够实现手指移动的检测和解释，所述手指移动如由使用/佩戴设备的用户来提供。
图8是用于检测手指移动的示例方法800的流程图。方法800可以由计算设备执行，所述计算设备诸如在图3中描述的数据处理器和/或微控制器。其它计算设备也可以用于执行方法800。方法800可以以存储于机器可读存储介质上的可执行指令的形式和/或以电子电路的形式来实现，所述机器可读存储介质诸如存储介质155和320。
耦合到环形框架的硬件处理器确定框架的第一位置(802)。在一些实现中，第一位置可以基于从耦合到框架的二维位移传感器接收的输入来确定。例如，包括在环中的光学传感器可以：i)检测表面何时接近，以及ii)确定(多个)二维移动，例如传感器在基本上与该表面相同的平面中的平移幅度和方向。
硬件处理器确定手指移动发生，所述确定是基于以下中的至少一个：第一距离满足第一距离阈值，第二距离满足第二距离阈值，或者运动测量结果满足运动阈值(804)。第一距离可以通过耦合到框架的第一接近度传感器测量，第二距离可以通过耦合到框架的第二接近度传感器测量，并且运动测量结果可以通过耦合到框架的加速度计测量。
作为示例，IR发射器-检测器可以周期性地向硬件处理器提供距离测量结果，所述硬件处理器可以比较距离测量结果与阈值以便确定手指移动是否已经发生。作为另一个示例，从加速度计接收的测量结果可以与分离的阈值相比较以便确定是否已经发生手指移动。在一些实现中，如上文指出，可以使用其它方法以用于确定手指移动是否发生。例如，可以训练模型以便基于周期性接近度测量结果和加速度计测量结果二者来预测手指移动是否发生，并且如果是，则预测哪个手指移动最有可能已经发生。在其中手指移动的概率超出阈值的情况下，硬件处理器可以确定手指移动发生了。
基于第一位置和手指移动，确定与手指移动相关联的事件(806)。例如，第一位置可以对应于用于虚拟键盘的多个键盘位置的第一键盘位置，第一键盘位置可以对应于键盘按键的第一集合，例如“JKL”，并且与手指移动相关联的事件可以是包括在键盘按键的第一集合中的按键之一的选择。从键盘按键的第一集合选择的按键可以取决于基于其确定手指移动了的基础，其中第一集合中的每一个按键与分离的手指移动相关联。
在一些实现中，硬件处理器可以确定的是，响应于确定第一距离满足第一距离阈值而选择按键的第一集合中的第一按键。如果例如基于从第一接近度传感器接收的测量结果检测到手指移动，则这种类型的手指移动可以与每一个集合的第一字母相关联，在该示例中，第一字母为字母“J”。硬件处理器可以确定的是，响应于确定第二距离满足第二距离阈值而选择按键的第一集合中的第二按键，和/或可以确定的是，响应于确定运动测量结果满足运动阈值而选择按键的第一集合中的第三按键。例如，产生运动测量结果的加速度计可以与中间字母“K”相关联，因为在该示例中加速度计的运动测量结果可以与用户的中指(例如佩戴环的手指)相关联。由第二运动传感器检测的用户无名指的移动可以相应地与字母“L”相关联。
为计算设备提供数据，所述数据指示与手指移动相关联的事件(808)。例如，与手指移动相关联的事件可以是字母的选择，并且该数据可以提供为要解释的按键选择事件并且由计算设备处置，例如用于在计算设备上运行的应用的文本输入。使用文本输入示例，硬件处理器可以通过解释用户的手指移动而为分离的计算设备提供文本输入，所述用户佩戴包括硬件处理器的环。
在一些实现中，硬件处理器可以基于从二维位移传感器接收的第二输入来确定框架定位在第二键盘位置处，第二键盘位置对应于键盘按键的第二集合。例如，位移传感器可以提供输入，该输入指示环已经移动到用户左边，这可以与从字母集合“JKL”到字母集合“FGH”的移动相关联。按键的实际集合可以取决于由位移传感器提供的例如相对于第一位置的(多个)移动的幅度和方向。在一些实现中，幅度和方向阈值可以由硬件处理器使用来允许相对于基于二维移动改变键盘位置的公差。例如，非常飞行移动可以不导致键盘位置中的任何改变，而大移动可以导致改变成比中等移动更远的键盘位置。如上文所讨论，阈值和公差水平可以是预确定和/或机器学习的值的组合。
在确定框架定位于第二键盘位置处之后，硬件处理器可以确定第二手指移动例如以与其中第一手指移动发生了的方式类似的方式发生了。基于第二键盘位置和第二手指移动，可以确定与第二手指移动相关联的第二事件。例如，在确定键盘位置改变到与按键“FGH”相关联的位置之后，硬件处理器可以确定由于基于由第二接近度传感器提供的测量结果检测到第二手指移动而选择字母“H”。在确定与第二手指移动相关联的第二事件之后，硬件处理器可以为计算设备提供数据，所述数据指示第二事件，字母“H”的选择。
尽管以步骤802-808的次序描述了方法800的步骤，但是方法800的步骤可以-在一些实现中-与一个或多个其它步骤组合地执行，和/或可以以不同次序执行。例如，在确定任何手指移动的发生之前，可以确定从框架的第一位置向第二位置的移动。作为另一个示例，当检测到多个手指移动时，提供给计算设备的输出可以组合，例如一次向计算设备提供多个字母。用于提供文本输入的虚拟键盘的按键选择是方法800的一个示例使用，并且方法800可以用于提供与手指移动相关联的其它类型的事件数据。
图9是用于检测手指移动的另一个示例方法900的流程图。方法900可以由计算设备执行，所述计算设备诸如在图3中描述的数据处理器和/或微控制器。其它计算设备也可以用于执行方法900。方法900可以以存储在机器可读存储介质(诸如存储介质155和320)上的可执行指令的形式和/或以电子电路的形式来实现。
从面向第一方向的第一接近度传感器或面向第二方向的第二接近度传感器中的至少一个接收输入(902)。例如，第一接近度传感器的第一方向可以面向用户的食指，并且输入可以是指示用户食指与接近度传感器之间的距离的距离测量结果。
基于输入，做出手指动作发生的确定，手指动作是以下之一：由第一接近度传感器检测的第一手指的第一移动；或者由第二接近度传感器检测的第二手指的第二移动(904)。例如，例如基于用户食指与第一接近度传感器之间的(多个)距离，手指动作可以是用户食指的抬起和/或按压。
在一些实现中，输入还可以从加速度计接收，所述加速度计也可以用于确定手指动作已经发生。例如，来自加速度计的输入可以使用在以下实现中：其中来自多个传感器的输入用于确定特定手指移动发生的概率。
基于手指动作，生成输出，所述输出包括限定与手指动作对应的事件的数据(906)。在其中将手指移动解释为鼠标指针动作(例如传统计算机鼠标上的左击、右击和二维指针移动)的实现中，事件可以指定与鼠标指针相关联的左击、右击、指针平移或者任何其它事件。
将输出提供给计算设备(908)。例如，指定左击事件的输出可以传送给个人计算机。其中由计算设备处置输出的方式可以变化，例如取决于输出、计算设备和/或在计算设备上运行的软件的类型。用于用作指针输入的鼠标点击和移动事件是方法900的一个示例使用，并且方法900可以用于提供与手指移动相关联的其它类型的事件数据。
前面的公开内容描述了用于确定手指移动的数个示例实现。如上文所详述，示例提供了用于确定用户手指的移动以及向计算设备提供对应于手指移动的数据的机制。

Claims (16)

1.一种用于检测手指移动的环形可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：
环形框架，限定基本上圆形空间；
加速度计，耦合到框架；
第一接近度传感器，在第一位置处耦合到框架并且面向第一方向；
第二接近度传感器，在第二位置处耦合到框架并且面向第二方向；
二维位移传感器，在第三位置处耦合到框架并且面向第三方向，所述第三位置处于第一位置和第二位置之间；
无线通信传送器，耦合到框架；以及
数据处理器，耦合到框架，所述数据处理器可操作为：
从加速度计、第一接近度传感器、第二接近度传感器和位移传感器接收输入；
基于所接收的输入生成输出；以及
使无线通信传送器传送指定所述输出的数据。
2.权利要求1所述的设备，其中：
第一接近度传感器包括能够检测第一手指与第一接近度传感器的接近度的第一红外发射器和第一红外检测器；并且
第二接近度传感器包括能够检测第二手指与第二接近度传感器的接近度的第二红外发射器和第二红外检测器。
3.权利要求1所述的设备，其中二维位移传感器是能够检测相对于表面的二位移动的光学传感器。
4.权利要求1所述的设备，其中加速度计是能够检测第三手指的移动的多轴加速度计。
5.权利要求1所述的设备，其中在佩戴于用户的特定手指上时：
第一接近度传感器能够检测第一手指与第一接近度传感器的接近度；
第二接近度传感器能够检测第二手指与第二接近度传感器的接近度；并且
加速度计能够检测所述特定手指的移动。
6.一种用于检测手指移动的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：
框架，限定用于接收手指的空间；
硬件处理器；以及
存储指令的存储介质，所述指令在由硬件处理器执行时使硬件处理器：
从以下中的至少一个接收输入：
第一接近度传感器，第一接近度传感器在第一位置处耦合到框架并且面向第一方向；或者
第二接近度传感器，第二接近度传感器在第二位置处耦合到框架并且面向第二方向；
基于所述输入确定手指动作发生了，所述手指动作是以下中的一个：
第一手指的第一移动，所述第一移动由第一接近度传感器检测；
第二手指的第二移动，所述第二移动由第二接近度传感器检测；
基于手指移动生成输出，所述输出包括限定事件的数据，所述事件对应于手指动作；以及
向计算设备提供所述输出。
7.权利要求6所述的可穿戴设备，其中所述指令还使硬件处理器：
从以下中的至少一个接收附加输入：
加速度计，所述加速度计耦合到框架；或者
二维位移传感器，所述二维位移传感器在第三位置处耦合到框架并且面向第三方向，所述第三位置处于第一位置和第二位置之间；
基于所述附加输入确定第二手指动作发生了，所述第二手指动作是以下中的一个：
第三手指的第三移动，所述第三移动由加速度计检测；或者
可穿戴设备相对于表面的位移，所述位移由二维位移传感器检测；
基于第二手指动作生成第二输出，所述第二输出包括限定第二事件的数据，所述第二事件对应于第二手指动作；以及
向计算设备提供第二输出。
8.权利要求6所述的可穿戴设备，其中所述输入指示第一手指和第二接近度传感器之间的距离的第一量度，并且其中硬件处理器响应于确定距离的第一量度满足距离阈值而确定手指动作发生了。
9.权利要求7所述的可穿戴设备，其中所述附加输入指示第一表面位置和第二表面位置之间的位移的量度，并且其中硬件处理器响应于确定位移的量度满足位移阈值而确定第二手指动作发生了。
10.权利要求6所述的可穿戴设备，其中对应于手指动作的事件是虚拟键盘按键选择，并且所述输出指定所选择的虚拟键盘按键。
11.一种用于检测手指移动的方法，所述方法包括：
通过耦合到环形框架的硬件处理器确定框架的第一位置；
通过硬件处理器确定手指移动发生，所述确定是基于以下中的至少一个：
第一距离满足第一距离阈值，所述第一距离由耦合到框架的第一接近度传感器测量；
第二距离满足第二距离阈值，所述第二距离由耦合到框架的第二接近度传感器测量；或者
运动测量结果满足运动阈值，所述运动测量结果由耦合到框架的加速度计测量；
基于所述第一位置和手指移动来确定与手指移动相关联的事件；以及
为计算设备提供数据，所述数据指示与手指移动相关联的事件。
12.权利要求11所述的方法，其中基于从耦合到框架的二维位移传感器接收的输入来确定所述第一位置。
13.权利要求12所述的方法，其中：
第一位置对应于针对虚拟键盘的多个键盘位置中的第一键盘位置；
所述第一键盘位置对应于按键的第一集合；并且
与手指移动相关联的事件包括按键的第一集合中所包括的按键的按键选择。
14.权利要求13所述的方法，其中：
硬件处理器响应于确定第一距离满足第一距离阈值而确定按键的第一集合中的第一按键被选择；
硬件处理器响应于确定第二距离满足第二距离阈值而确定按键的第一集合中的第二按键被选择；以及
硬件处理器响应于确定第三运动测量结果满足运动阈值而确定按键的第一集合中的第三按键被选择。
15.权利要求13所述的方法，还包括：
通过硬件处理器并且基于从二维位移传感器接收的第二输入来确定框架定位在用于虚拟键盘的所述多个键盘位置中的第二键盘位置处，所述第二键盘位置对应于按键的第二集合；
通过硬件处理器确定第二手指移动发生了；
基于第二键盘位置和第二手指移动来确定与第二手指移动相关联的第二事件；以及
为计算设备提供数据，所述数据指示与第二手指移动相关联的第二事件。
16.一种存储指令的非暂时性、机器可读存储介质，所述指令在由硬件处理器执行时使硬件处理器实施操作，所述操作包括：
从以下中的至少一个接收输入：
面向第一方向的第一接近度传感器；或者
面向第二方向的第二接近度传感器；
基于所述输入确定手指动作发生了，所述手指动作是以下中的一个：
第一手指的第一移动，所述第一移动由第一接近度传感器检测；或者
第二手指的第二移动，所述第二移动由第二接近度传感器检测；
基于手指动作而生成输出，所述输出包括限定事件的数据，所述事件对应于手指动作；以及
向计算设备提供所述输出。
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