Электронное устройство с узлом восприятия и способ интерпретации смещенных жестов

Электронное устройство с узлом восприятия и способ интерпретации смещенных жестов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылка на родственные заявки

Данная заявка является частичным продолжением и притязает на приоритет патентной заявки США №. 12/471,062, под названием “Sensing Assembly For Mobile Device”, поданной 22 мая 2009 г., которая, таким образом, включена сюда в порядке ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится, в целом, к электронным устройствам и, в частности, к электронному устройству, имеющему инфракрасный узел восприятия для обнаружения и интерпретации жестов, которые осуществляются объектом, смещенным относительно узла восприятия и/или экрана дисплея электронного устройства.

Уровень техники

Мобильные устройства, например, сотовые телефоны, смартфоны и другие карманные или портативные электронные устройства, например карманные персональные компьютеры (КПК), головные гарнитуры, MP3-плееры и т.д. приобрели популярность и получили широкое распространение. По мере добавления в мобильные устройства все большего количества дополнительных функций, развивается потребность в оборудовании этих мобильных устройств механизмами ввода/вывода, способными принимать многочисленные команды пользователя и/или реагировать на многочисленные действия пользователя. Например, многие мобильные устройства в настоящее время оборудованы не только кнопками или клавишами/кнопочными панелями, но также емкостными сенсорными экранами, с помощью которых пользователь, просто касаясь поверхности мобильного устройства и/или водя пальцем по поверхности мобильного устройства, способен передавать на мобильное устройство различные сообщения или инструкции.

Увеличивается потребность в мобильных устройствах, способных обнаруживать присутствие и определять с некоторой точностью позицию физических объектов, находящихся вне мобильных устройств и, в частности, присутствие и положение человеческих существ (или частей их тел, например, голов или рук), которые используют мобильные устройства или по иной причине располагаются вблизи мобильных устройств. Благодаря таким возможностям, мобильные устройства способны тем или иным образом регулировать свое поведение в соответствии с присутствием (или отсутствием) и положением человеческих существ и/или других физических объектов.

Хотя традиционные устройства, например, емкостные сенсорные экраны полезны в качестве устройств ввода/вывода для телефонов, такие сенсорные экраны являются довольно сложными электронными устройствами, обладающими высокой стоимостью и требующие большого количества воспринимающих устройств, распределенных по большой площади поверхности телефона. Кроме того, такие сенсорные экраны ограничены тем, что позволяют пользователю обеспечивать входные сигналы, только если пользователь физически касается сенсорного экрана. Кроме того, хотя дистанционные воспринимающие устройства, например, инфракрасные (или, точнее, работающие в ближнем инфракрасном диапазоне) приемопередатчики ранее применялись в некоторых мобильных устройствах для обеспечения обнаружения присутствия и/или положения человеческих существ и/или физических объектов даже в отсутствие физического контакта с мобильными устройствами, такие воспринимающие устройства были ограничены различных отношениях.

В частности, некоторые такие приемопередатчики, работающие в ближнем инфракрасном диапазоне, в некоторых таких мобильных устройствах способны обнаруживать присутствие или отсутствие человеческого существа/физического объекта лишь в пределах определенного расстояния от данного приемопередатчика (например, бинарно обнаруживать, что человеческое существо/физический объект находится в пределах заранее определенного расстояния от или вблизи приемопередатчика), но не способны обнаруживать трехмерное положение человеческого существа/физического объекта в трехмерном пространстве относительно приемопередатчика. Кроме того, некоторые такие приемопередатчики в некоторых таких мобильных устройствах чрезмерно сложны или требуют большого количества компонентов для своей работы, что, в свою очередь, чрезмерно удорожает такие устройства.

Поэтому, по вышеизложенным причинам, было бы полезно, если бы можно было разработать новое воспринимающее устройство или воспринимающие устройства, пригодные для одного или нескольких типов электронных устройств, позволяющие преодолеть одно или несколько из вышеописанных ограничений и/или одно или несколько других ограничений.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид спереди иллюстративного электронного устройства, где применяется иллюстративный узел восприятия пирамидального типа, позволяющий воспринимать положение иллюстративного внешнего объекта (изображенного частично), в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема, демонстрирующая иллюстративные компоненты электронного устройства, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 - вид спереди в перспективе, более подробно демонстрирующий компоненты узла восприятия пирамидального типа, показанного на фиг. 1.

Фиг. 4 - вид спереди в перспективе, демонстрирующий компоненты альтернативного варианта осуществления узла восприятия пирамидального типа, отличающегося от показанного на фиг. 1 и 3, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - вид спереди в перспективе, демонстрирующий компоненты дополнительного альтернативного варианта осуществления узла восприятия пирамидального типа, отличающегося от показанного на фиг. 1, 3 и 4, в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - вид сбоку электронного устройства, узла восприятия и внешнего объекта (снова изображенного частично), в соответствии с фиг. 1, дополнительно демонстрирующий процесс восприятия положения внешнего объекта.

Фиг. 7 - логическая блок-схема, демонстрирующая иллюстративные этапы работы узла восприятия (и устройства обработки, действующего совместно с ним), в соответствии с, по меньшей мере, некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 и 9 - виды спереди двух иллюстративных электронных устройств, где может применяться узел восприятия пирамидального типа, показанный на фиг. 3, 4 или 5.

Фиг. 10 - еще один альтернативный вариант осуществления узла восприятия, который отличается от показанного на фиг. 4 тем, что узел восприятия не относится к пирамидальному типу, но использует линзу, в результате чего узел восприятия ведет себя аналогично узлу восприятия пирамидального типа, показанному на фиг. 4.

Фиг. 11 - дополнительный альтернативный вариант осуществления узла восприятия, отличающийся от показанных на фиг. 1-6 и 8-10, который включает в себя призменно-зеркальную конструкцию, которая принимает свет от множества различных соответствующих фотопередатчиков, находящихся в соответствующих положениях, разнесенных друг от друга и от положения призменно-зеркальной конструкции.

Фиг. 12-14 последовательно иллюстрируют жест отдаления, осуществляемый путем перемещения руки к электронному устройству.

Фиг. 15-17 последовательно иллюстрируют скользящий жест, осуществляемый путем перемещения руки параллельно электронному устройству.

Фиг. 18 - иллюстративный способ обнаружения жеста.

Фиг. 19 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для жеста отдаления.

Фиг. 20 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для жеста приближения.

Фиг. 21 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для скользящего жеста в отрицательном направлении оси x.

Фиг. 22 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для скользящего жеста в отрицательном направлении оси y.

Фиг. 23 - график, демонстрирующий анализ распознавания горизонтального маха.

Фиг. 24 - график, демонстрирующий анализ, позволяющий отличить горизонтальный мах от вертикального маха.

Фиг. 25 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для скользящего жеста в положительном направлении оси x, осуществляемого рукой в конфигурации символа мира.

Фиг. 26 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для жеста парения, выполняемого после жеста отдаления.

Фиг. 27 - иллюстративный график зависимости интенсивности от времени для жеста наклона.

Фиг. 28-31 - последовательность жестов, включающая в себя жест отдаления, жест наклона и скользящий жест.

Фиг. 32-33 - электронное устройство, которым можно управлять с использованием смещенных жестов.

Подробное описание

Инфракрасный узел восприятия позволяет обнаруживать один или несколько жестов, причем жесты представляют собой заранее определенные шаблоны перемещения внешнего объекта относительно электронного устройства, которое также включает в себя процессор, связанный с узлом восприятия. Эти жесты могут быть заданы для осуществления в трехмерном пространстве и могут включать в себя, например, жест приближения/отдаления (перемещение объекта к электронному устройству или от него по оси z), скользящий жест (перемещение объекта в плоскости xy параллельно электронному устройству), парящий жест (стационарное перемещение объекта в течение заранее определенного времени), и жест наклона (поворот объекта относительно оси крена, тангажа или рыскания). Обнаружение этих жестов можно использовать для управления электронным устройством различными способами. Инфракрасный узел восприятия может быть выполнен в различных формах и включает в себя один или несколько фотопередатчиков, которые управляются для излучения инфракрасного света из электронного устройства для отражения внешним объектом, и один или несколько фотоприемников для приема света, излученного из фотопередатчика(ов) и отраженного от внешнего объекта.

Например, узел восприятия может включать в себя, по меньшей мере, один фотоприемник и множественные фотопередатчики, причем каждый фотопередатчик расположен так, чтобы излучать инфракрасный свет из электронного устройства вдоль соответствующей центральной оси передачи, причем каждая центральная ось передачи ориентирована в отличном направлении относительно других. Процессор управляет фотопередатчиками так, чтобы каждый из них излучал инфракрасный свет в течение соответствующей части каждого из множества последовательных периодов времени (или в одно и то же время в течение каждого периода времени, что дополнительно описано ниже) при перемещении внешнего объекта согласно указанному шаблону перемещения. Для каждого из фотопередатчиков и для каждого из последовательных периодов времени, генерируется соответствующий измеренный сигнал, указывающий соответствующее количество инфракрасного света, исходящего из этого фотопередатчика в течение этого периода времени и отраженного внешним объектом до приема фотоприемником. Измеренные сигналы можно делить на наборы измеренных сигналов, каждый из которых соответствует соответствующему фотопередатчику и включает в себя значения интенсивности на протяжении времени (в течение множественных периодов времени). Эти наборы можно анализировать для определения соответствующих положений внешнего объекта во множественные моменты времени и для обнаружения заранее определенных шаблонов перемещения, поскольку каждый набор измеренных сигналов способен обеспечивать информацию относительно того, находится ли объект в соответствующей области трехмерного пространства, достижимой для инфракрасного света. Затем электронным устройством можно управлять на основании идентифицированных положений или шаблонов перемещения.

В порядке другого примера, узел восприятия может включать в себя единичный фотопередатчик и множественные фотоприемники, причем фотоприемники размещены так, чтобы принимать инфракрасный свет вдоль соответствующей центральной оси приема, причем каждая центральная ось приема ориентирована в отличном направлении относительно других. В этом случае, фотопередатчик управляется для излучения света в течение каждого из множества последовательных периодов времени, и для каждого из фотоприемников и в течение каждого из периодов времени, генерируется соответствующий измеренный сигнал, указывающий соответствующее количество инфракрасного света, исходящего из фотопередатчика в течение этого периода времени и отраженного внешним объектом до приема этим фотоприемником. В свою очередь, измеренные сигналы можно делить на наборы измеренных сигналов, каждый из которых в этом случае соответствует соответствующему фотоприемнику и включает в себя значения интенсивности на протяжении времени (в течение множественных периодов времени). Эти наборы можно анализировать для определения соответствующих положений внешнего объекта во множественные моменты времени для обнаружения заранее определенных шаблонов перемещения и для соответствующего управления электронным устройством.

Может оказаться полезным осуществлять определенные жесты со смещением относительно, в целом, центрированного положения над узлом восприятия, особенно в случае, когда узел восприятия находится в непосредственной близости к экрану дисплея, и жесты используются для управления индикатором (например, курсором или другим элементом) на экране дисплея. Например, может оказаться предпочтительным осуществлять жесты для управления положением и/или ориентацией индикатора на экране дисплея в стороне от узла восприятия и экрана дисплея, чтобы не заслонять экран дисплея в ходе выполнения жестов. Процедура интерпретации смещенного жеста может выполняться для обнаружения смещенных жестов и запускаться первым указанным шаблоном перемещения объекта.

На фиг. 1 показано иллюстративный электронное устройство 102, которое включает в себя, в числе своих различных компонентов, иллюстративный узел восприятия 104. Показано, что электронное устройство 102 является мобильным устройством, например, карманным персональным компьютером (КПК), хотя электронное устройство также призвано представлять различные другие устройства, охватываемые объемом настоящего изобретения, в том числе, например, сотовые телефоны, смартфоны, другие карманные или портативные электронные устройства, например, компьютеры типа ноутбук или лэптоп, головные гарнитуры, MP3-плееры и другие портативные видео- и аудиоплееры, устройства навигации (например, продаваемые Garmin International, Inc., Olathe, Канзас), устройства ввода с сенсорным экраном, перьевые устройства ввода, другие мобильные устройства и прочие устройства, включающие в себя самые различные устройства, которые могут использовать или пользоваться направленным управлением или управлением на основании воспринятого присутствия и положения одного или нескольких внешних объектов (например, телевизоры, киоски, банкоматы, торговые автоматы, автомобили и т.д.). В число компонентов электронного устройства 102, показанного на фиг. 1, также входят видеоэкран 106, кнопочная панель 108, имеющая многочисленные клавиши, и группа клавиш навигации (в этом случае, “пятикнопочная навигационная зона”) 110.

Как будет описано более подробно со ссылкой на фиг. 3, узел восприятия 104 в настоящем варианте осуществления является первым вариантом осуществления узла восприятия пирамидального типа, который можно использовать для обнаружения присутствия объекта (или собрания объектов), внешнего по отношению к электронному устройству 102 (и внешнего по отношению к самому узлу восприятия). В зависимости от обстоятельств, воспринимаемый физический объект (или объекты) может включать в себя различные неживые объекты и/или, по меньшей мере, в некоторых обстоятельствах, одну или несколько частей тела человеческого существа, использующего электронное устройство (или по иной причине находящегося вблизи электронного устройства), например, голова человеческого существа или показанная (частично), рука 111 человеческого существа. В настоящем варианте осуществления, узел восприятия 104 не только обнаруживает присутствие такого объекта в отношении того, находится ли такой объект достаточно близко к узлу восприятия (и/или электронному устройству), но также обнаруживает трехмерное положение объекта относительно электронного устройства 102 в трехмерном пространстве и в различные моменты времени.

В настоящем варианте осуществления, узел восприятия 104 передает один или несколько (обычно множественные) инфракрасные сигналы 113 из узла восприятия, причем инфракрасные сигналы 113 генерируются одним или несколькими инфракрасными фотопередатчиками (например, фотосветодиодами (фото-СИД)). В частности, фотопередатчики могут, но не обязаны, являться фото-СИД, работающими в ближнем инфракрасном диапазоне, передающими свет с длиной волны в диапазоне приблизительно от 850 до 890 нанометров. Затем части инфракрасного(ых) сигнала(ов) 113 отражаются присутствующим объектом (или более чем одним объектом), например, рукой 111, с образованием одного или нескольких отраженных сигналов 115. Отраженные сигналы 115, в свою очередь, воспринимаются одним или несколькими устройствами восприятия инфракрасного света или фотоприемниками (например, фотодиодами), которые, в частности, могут (но не обязаны) могут быть пригодны для приема света ближнего инфракрасного диапазона, имеющего длину волны в вышеупомянутом диапазоне. Как будет описано более подробно ниже, благодаря применению либо множественных фотопередатчиков, либо множественных фотоприемников, можно точно определить трехмерную позицию руки 111 относительно узла восприятия (и, таким образом, относительно электронного устройства).

Блок-схема, изображенная на фиг. 2, демонстрирует иллюстративные внутренние компоненты 200 электронного устройства 102, реализованного в виде мобильного устройства, в соответствии с настоящим изобретением. Иллюстративный вариант осуществления включает в себя беспроводные приемопередатчики 202, процессор 204 (например, микропроцессор, микрокомпьютер, специализированную интегральную схему и т.д.), блок памяти 206, одно или несколько устройств вывода 208 и одно или несколько устройств ввода 210. По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления предусмотрен пользовательский интерфейс, который одно или несколько устройств вывода 208 и одно или несколько устройств ввода 210. Внутренние компоненты 200 могут дополнительно включать в себя компонентный интерфейс 212 для обеспечения прямого подключения к вспомогательным компонентам или аксессуарам для дополнения или расширения функциональных возможностей. Внутренние компоненты 200, предпочтительно, также включают в себя источник питания 214, например аккумулятор, для обеспечения электропитания других внутренних компонентов. Как будет описано более подробно, внутренние компоненты 200 в настоящем варианте осуществления дополнительно включают в себя датчики 228, например, узел восприятия 104, показанный на фиг. 1. Все внутренние компоненты 200 могут быть соединены друг с другом и осуществлять связь друг с другом по одной или нескольким внутренним линиям связи 232 (например, внутренней шине).

Каждый из беспроводных приемопередатчиков 202 использует беспроводную технологию связи, например, но без ограничения, технологии сотовой связи, например, аналоговую связь (с использованием AMPS), цифровую связь (с использованием CDMA, TDMA, GSM, iDEN, GPRS, EDGE и т.д.), и связь следующего поколения (с использованием UMTS, WCDMA, LTE, IEEE 802.16 и т.д.) или их вариации, или технологии одноранговой сети или специализированной связи, например, HomeRF, Bluetooth и IEEE 802.11 (a, b, g или n), или другие технологии беспроводной связи, например инфракрасную технологию. В настоящем варианте осуществления, беспроводные приемопередатчики 202 включают в себя как приемопередатчики 203 сотовой сети, так и приемопередатчик 205 беспроводной локальной сети (WLAN), хотя в других вариантах осуществления предусмотрен только один из этих типов беспроводных приемопередатчиков (и, возможно, ни один их этих типов беспроводных приемопередатчиков и/или другие типы беспроводных приемопередатчиков). Кроме того, количество беспроводных приемопередатчиков может варьироваться от нуля до любого положительного числа, и, в некоторых вариантах осуществления, предусмотрен только один беспроводной приемопередатчик, и кроме того, в зависимости от варианта осуществления, каждый беспроводной приемопередатчик 202 может включать в себя как приемник, так и передатчик, или только одно из этих устройств.

Иллюстративная работа беспроводных приемопередатчиков 202 совместно с другими внутренними компонентами 200 электронного устройства 102 может принимать различные формы и может включать в себя, например, работу, в которой, приняв беспроводные сигналы, внутренние компоненты детектируют сигналы связи, и приемопередатчик 202 демодулирует сигналы связи для восстановления входящей информации, например, речи и/или данных, передаваемых посредством беспроводных сигналов. Приняв входящую информацию от приемопередатчика 202, процессор 204 форматирует входящую информацию для одного или нескольких устройств вывода 208. Аналогично, для передачи беспроводных сигналов, процессор 204 форматирует исходящую информацию, которая может быть или не быть активирована устройствами ввода 210, и переносит исходящую информацию на один или несколько из беспроводных приемопередатчиков 202 для модуляции сигналов связи. Беспроводной(ые) приемопередатчик(и) 202 переносят модулированные сигналы на удаленное устройство, например, базовую станцию или удаленный сервер (не показан).

В зависимости от варианта осуществления, устройства ввода и вывода 208, 210 внутренних компонентов 200 могут включать в себя различные визуальные, звуковые и/или механические устройства вывода. Например, устройство(а) вывода 208 может/могут включать в себя визуальное устройство вывода 216, например жидкокристаллический дисплей и светодиодный индикатор, звуковое устройство вывода 218, например, громкоговоритель, устройство звуковой сигнализации и/или зуммер, и/или механическое устройство вывода 220, например, вибрационный механизм. Визуальные устройства вывода 216, помимо прочего, могут включать в себя видеоэкран 106, показанный на фиг. 1. Аналогично, в порядке примера, устройства ввода 210 могут включать в себя визуальное устройство ввода 222, например, оптический датчик (например, камера), звуковое устройство ввода 224, например, микрофон, и механическое устройство ввода 226, например, датчик Холла, акселерометр, клавиатуру, кнопочную панель, кнопку выбора, сенсорную панель, сенсорный экран, емкостной датчик, датчик движения и/или переключатель. Механическое устройство ввода 226 может, в частности, включать в себя, помимо прочего, кнопочную панель 108 и группу клавиш навигации 110, показанные на фиг. 1. Действия, которые могут активировать одно или несколько устройств ввода 210, может включать в себя, но без ограничения, открывание электронного устройства, разблокировку устройства, перемещение устройства и эксплуатацию устройства.

Хотя датчики 228 внутренних компонентов 200 можно, по меньшей мере, в некоторых обстоятельствах, можно рассматривать как находящиеся в составе устройств ввода 210, в связи с особой важностью одного или нескольких из этих датчиков 228 для настоящего варианта осуществления, датчики описаны независимо от устройств ввода 210. В частности, показано, что датчики 228 могут включать в себя как датчики близости 229, так и другие датчики 231. Как будет описано более подробно, датчики близости 229 могут включать в себя, помимо прочего, один или несколько датчиков, например, узел восприятия 104, показанный на фиг. 1, который позволяет электронному устройству 102 обнаруживать присутствие (например, тот факт, что электронное устройство находится достаточно близко) и положение одного или нескольких внешних объектов, в том числе части тела человеческого существа, например, руки 111, показанной на фиг. 1. В сравнении, другие датчики 231 могут включать в себя другие типы датчиков, например акселерометр, гироскоп или любой другой датчик, позволяющий идентифицировать текущее положение или ориентацию электронного устройства 102.

Блок памяти 206 внутренних компонентов 200 может охватывать одно или несколько запоминающих устройств различных типов (например, постоянную память, оперативную память, статическую оперативную память, динамическую оперативную память и т.д.), и может использоваться процессором 204 для сохранения и извлечения данных. Данные, хранящиеся в блоке памяти 206, могут включать в себя, но без ограничения, операционные системы, приложения и информационные данные. Каждая операционная система включает в себя выполнимый код, который управляет основными функциями устройства связи, например, взаимодействием различных внутренних компонентов 200, связью с внешними устройствами через беспроводные приемопередатчики 202 и/или компонентный интерфейс 212 и сохранением приложений и данных в блоке памяти 206 и их извлечением из него. Каждое приложение включает в себя выполнимый код, который использует операционную систему для обеспечения более частных функциональных возможностей устройств связи, например, службы файловой системы и манипулирования защищенными и незащищенными данными, хранящимися в блоке памяти 206. Информационные данные представляют собой невыполнимый код или информацию, к которой операционная система или приложение может обращаться и/или которой они могут манипулировать для осуществления функций устройства связи.

На фиг. 3 более подробно показаны компоненты узла восприятия 104, изображенного на фиг. 1. Показано, что узел восприятия 104, в частности, включает в себя корпусную конструкцию 340 пирамидального типа, которую, в частности, можно рассматривать как тетраэдрическую конструкцию, круглую в поперечном сечении и имеющую первую, вторую и третью наклонные поверхности 342, 344 и 346, соответственно, отходящие вниз от треугольной верхней поверхности 348. В наклонные поверхности 342, 344 и 346 встроены первый, второй и третий фотопередатчики 352, 354 и 356, соответственно, которые, как отмечено выше, могут представлять собой фото-СИД, пригодные для излучения инфракрасного света. Первый, второй и третий фотопередатчики 352, 354 и 356 конкретно ориентированы в соответствии с их соответствующими наклонными поверхностями 342, 344 и 346. Таким образом, каждая из первой, второй и третьей центральных осей передачи 362, 364 и 366, проходящих от соответствующих фотопередатчиков, перпендикулярна/нормальна соответствующей одной из наклонных поверхностей 342, 344 и 346. Кроме того, каждая из центральных осей передачи 362, 364 и 366, в целом, смещена на угол α от перпендикулярной оси 350, отходящей перпендикулярно/нормально от верхней поверхности 348. Перпендикулярная ось 350 в настоящем варианте осуществления также перпендикулярна поверхности видеоэкрана 106 и, в целом, всей лицевой поверхности электронного устройства 102, на которой смонтированы узел восприятия 104, видеоэкран 106, кнопочная панель 108 и группа клавиш навигации 110.

Кроме того, согласно фиг. 3, узел восприятия 104 пирамидального типа также включает в себя дополнительное фотоэлектрическое устройство помимо фотопередатчиков 352, 354 и 356 (которые сами являются фотоэлектрическими устройствами), а именно, фотоприемник 360, установленный на верхней поверхности 348 и, в настоящем варианте осуществления, расположен конкретно в центре этой поверхности (например, расположен в центре равнобедренной треугольной поверхности). Фотоприемник 360, который, как отмечено выше, может представлять собой фотодиод или фототранзистор, пригодный для приема инфракрасного света, в частности, расположен так, что его центральная ось приема выровнена с перпендикулярной осью 350. Поэтому, хотя фотопередатчики 352, 354 и 356 ориентированы для излучения света, в целом, вдоль трех центральных осей передачи 362, 364 и 366, фотоприемник 360 ориентирован для приема света, в целом, вдоль перпендикулярной оси 350. Короче говоря, узел восприятия 104 пирамидального типа можно, таким образом, описать как включающий в себя единичный фотоприемник, окруженный по своим сторонам тремя фотопередатчиками, которые одинаково разнесены друг от друга в порядке обхода вокруг фотоприемника, и смещены в отношении их вертикальных поворотных ориентаций от вертикальной поворотной ориентации фотоприемника на одну и ту же угловую величину, причем все эти компоненты заключены в корпус тетраэдрической формы, поверхности которого соответствуют поворотным ориентациям фотопередатчиков и фотоприемника. В других случаях можно использовать как множественные фотопередатчики, так и множественные фотоприемники, например, фотопередатчики, ориентированные, как описано выше, причем один или несколько фотоприемников ориентированы так, чтобы лучше принимать отраженный свет, излучаемый из соответствующего фотопередатчика.

В силу конкретных ориентаций фотопередатчиков 352, 354, 356 и фотоприемника 360, свет от соответствующих фотопередатчиков направляется, в целом, в трех разных направлениях, соответствующих центральным осям передачи 362, 364, 366 (хотя может иметь место некоторое перекрытие диапазонов, в которых соответствующие фотопередатчики направляют свет), тогда как фотоприемник 360, в силу своего центрального положения и ориентации вдоль перпендикулярной оси 350, в принципе, способен принимать отраженный свет с различных направлений, которые могут перекрывать направления передачи каждого из трех фотопередатчиков. В частности, поскольку фотоприемник 360 способен принимать свет из диапазона углов вдоль перпендикулярной оси 350, более широкого, чем диапазоны углов вдоль соответствующих центральных осей передачи 362, 364, 366, в которых соответствующие фотопередатчики способны направлять свет, в настоящем варианте осуществления узел восприятия 104 в целом действует на основе предположения о том, что фотоприемник способен принимать свет, который отражается от объекта, например, руки 111, несмотря на то, что отраженный свет может исходить из любого одного или более из трех фотопередатчиков.

Кроме того, согласно фиг. 3, вышеописанные компоненты узла восприятия 104, могут быть смонтированы непосредственно на печатной плате 368, на которой смонтированы другие компоненты, например, компоненты 369. В силу этого непосредственного монтажа узла восприятия 104, узлу восприятия 104 не свойственно сильно выступать из общей поверхности электронного устройства 102, на которой располагаются видеоэкран 106, кнопочная панель 108 и группа клавиш навигации 110. Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 3, узел восприятия 104 конкретно показан как реализованный вблизи верхнего края лицевой поверхности электронного устройства 102, где часто располагается громкоговоритель мобильного телефона. Однако, как дополнительно рассмотрено ниже, также возможны другие позиции такого узла восприятия.

Согласно фиг. 4, настоящее изобретение призвано охватывать многочисленные другие узлы восприятия пирамидального типа, отличные от показанного на фиг. 3. Например, согласно фиг. 4, применяется узел восприятия 400, имеющий более традиционную форму четырехугольной пирамиды (в отличие от тетраэдрической формы на фиг. 3). В частности, узел восприятия 400 имеет корпусную конструкцию 471 пирамидального типа, четыре ребра которой образуют квадратный периметр 472 и четыре наклонные поверхности 474, 476, 478 и 480. Аналогично узлу восприятия 104, показанному на фиг. 3, корпусная конструкция 471 узла восприятия 400 дополнительно включает в себя верхнюю поверхность 482, от которой каждая из соответствующих четырех наклонных поверхностей 474, 476, 478 и 480 отклоняется вниз. Относительно узла восприятия 104, каждый из фотопередатчиков 484, 486, 488 и 490, например фото-СИД, располагается на соответствующей одной из наклонных поверхностей 474, 476, 478 и 480, и фотоприемник 492, например фотодиод, установлен на верхней поверхности 482. Таким образом, аналогично узлу восприятия 104, узел восприятия 400 включает в себя множественные фотопередатчики, размещенные вокруг (и на равном удалении) единичного фотоприемника, занимающего центральное положение между фотопередатчиками.

Кроме того, согласно фиг. 4, центральная ось приема фотоприемника 492, в свою очередь, выровнена с перпендикулярной осью 493, нормальной к верхней поверхности 482, которая ориентирована под углом β относительно каждой из первой, второй, третьей и четвертой центральных осей передачи 494, 496, 498 и 499 соответствующих фотопередатчиков 484, 486, 488 и 490. В других вариантах осуществления, один или несколько фотопередатчиков могут располагаться так, чтобы их соответствующие углы отличались друг от друга. Таким образом, как и для узла восприятия 104, каждый из соответствующих фотопередатчиков 484, 486, 488, 490 поворотно смещены по вертикали относительно перпендикулярной оси 493 (и, таким образом, относительно центральной оси приема фотоприемника 492) в соответствии с наклонами соответствующих наклонных поверхностей 474, 476, 478, 480, с которыми связаны фотопередатчики. Кроме того, как и узел восприятия 104, фотоприемник 492 способен принимать свет в значительно более широком диапазоне углов относительно перпендикулярной оси 493, чем соответствующие фотопередатчики 484, 486, 488, 490 передают свет относительно их соответствующих центральных осей передачи 494, 496, 498, 499, и работа узла восприятия 400, в свою очередь, осуществляется на основании предположения о том, что фотоприемник 492 способен принимать свет, который отражается от внешнего объекта, который может передаваться одним или несколькими фотопередатчиками 484, 486, 488, 490.

На фиг. 5 показан еще один альтернативный вариант осуществления узла восприятия 500. В этом варианте осуществления, узел восприятия 500 снова имеет корпусную конструкцию пирамидального типа 501 с четырьмя наклонными поверхностями 502, 504, 506 и 508, соответственно, каждая из которых наклонена и отклоняется вниз от горизонтальной верхней поверхности 510. Однако в этом варианте осуществления узел восприятия 500 не применяет фотопередатчики на наклонных поверхностях 502, 504, 506 и 508, но на этих поверхностях установлены первый, второй, третий и четвертый фотоприемники 512, 514, 516 и 518, соответственно. Кроме того, вместо того, чтобы использовать фотоприемник на верхней поверхности 510, на этой поверхности (или, в частности, с заглублением в нее) установлен фотопередатчик 520. Согласно этой конструкции, в отличие от вариантов осуществления, показанных на фиг. 3 и 4, предполагается, что свет, излучаемый из фотопередатчика 520, отразившись от объекта или объектов, внешних по отношению к электронному устройству (например, руки 111), направится в один или несколько фотоприемников 512, 514, 516 и 518.

Хотя это не показано на фиг. 3-5, в некоторых обстоятельствах фотоприемникам 360, 492 и 512, 514, 516, 518 не обязательно доходить до самих внешних поверхностей узлов восприятия/ корпусных конструкций пирамидального типа, но достаточно, чтобы над этими фотоприемниками располагались дополнительные конструкции, например, прозрачные окна или стенки, которые обеспечивают защиту фотоприемников и/или обеспечивают дополнительные нужные оптические свойства. В некоторых таких обстоятельствах, например, такие прозрачные окна могут образовывать волноводы (или “V-образные канавки” или волноводы типа составного параболического концентратора (CPC)) которые призваны улучшать канализацию входящего отраженного света в фотоприемники и/или которые служат в качестве линз для увеличения, повышения коэффициента усиления и/или минимизации локальной связи. В ряде случаев, определенные участки поверхностей, окружающих фотоприемники, можно покрывать краской на основе серебра или меди (или другим блестящим материалом) для отражения инфракрасного света к фотоприемникам. Кроме того, в ряде случаев, сами фотоприемники можно экранировать (например, электрически экранировать) или выполнять в виде “черных диодов” для решения проблем фонового освещения, внутреннего отражения/шума и/или шума от фотопередатчиков узла восприятия. Такого рода признаки могут представлять конкретный интерес в связи, например, с вариантами осуществления, представленными на фиг. 3-4, где предусмотрен единичный фотоприемник.

Кроме того, в зависимости от варианта осуществления, фотоприемники могут принимать различные формы, включающие в себя, например, приемники с угловым разнесением или фасеточные приемники. В зависимости от варианта осуществления, над фотопр