便携式装置的制作方法

技术领域

本发明通常涉及对使用者操作电子设备的区别性特征进行的自动跟踪。更具体地，本发明涉及一种便携式装置。

背景技术：

已知集成了眼部跟踪器的笔记本电脑。但遗憾的是，已知的方案比较笨重，因此使得样式变的相对较厚，即，在关闭/待机模式下，笔记本电脑具有很大的外形。这当然是不利的，因为诸如笔记本电脑的便携式装置通常需要尽可能的紧凑和纤薄。但是笨重也具有一些优点。当今的眼部跟踪器的光学遥感系统有时会消耗大量能量。因此，必须对大量的热量进行散热，在这一背景下，较大的体积当然要比较小的体积更为有益。每一代笔记本电脑都比前一代更薄的这种趋势是存在问题的，这是因为盖子中的可用空间变的非常有限。这种布置严重的限制了可被用于实现眼部跟踪器和相似装置的元件。

US 2005/0110887示出了具有主机和可折叠的显示部的移动通信终端。摄像头此时位于使显示部和主机相互连接的铰链单元中。摄像头可绕铰链轴线旋转，以便记录使用者及其前方的对象/物体的图像。因此，取得了非常多用途的摄像头功能。但是，因为摄像头可相对于主机和显示部自由旋转，将难以使用该摄像头来进行除了单纯的图像记录之外功能(例如，进行眼部跟踪)。

现有技术中的问题

综上所述，具有挑战性的是完成一种紧凑且用途广泛的便携式装置，所述便携式装置配备有用于光学遥感系统，所述光学遥感系统用于对眼部、视线、手势和/或面部特征跟踪并且/或者通过面部识别或虹膜识别或手势检测来进行用户识别。

技术实现要素：

本发明的目标是缓解上述的问题并且完成一种具有集成式光学遥感系统的纤薄的便携式装置，所述光学遥感系统用于对眼部和/或手势进行追踪。

根据本发明，这一目标通过一开始所描述的装置来实现，其中，第一部分包括凹部，所述凹部相对于所述光学遥感系统的位置布置成：在位于所述闭合位置时，所述光学遥感系统至少部分地被容纳在所述凹部中。

这种便携式装置是有益的，因为其能够将整体纤薄的设计与用于光学遥感系统的充足的制冷量相结合。这在任何便携式装置中都是令人满意的特征，所述便携式装置包括笔记本电脑、记事本、超级本、具有键盘的平板电脑、个人数字助理以及智能手机。

根据本发明的一个优选实施例，所述凹部与所述铰链组件的第一部件协同定位。所述光学遥感系统被进一步布置在所述第二部分的突出部中，所述铰链组件的第二部件位于所述第二部分的突出部上，所述第一部件和所述第二部件代表了所述铰链组件的枢转轴线，所述便携式装置的第一部分和第二部分通过所述铰链组件相互连接。这样将所述光学遥感系统集成在所述铰链组件中是有益的，因为这样提供了充足的容积来确保所述光学遥感系统的充分冷却并且同时跟踪功能能够以基本看不见的方式集成到所述便携式装置中。

根据本发明的另一个优选实施例，所述便携式装置的第一部分和第二部分沿着所述第二部分的近侧通过所述铰链组件相互连接。此处所述光学遥感系统被布置在沿着所述第二部分的远侧延伸的突出部中，其中所述远侧与所述近侧相对。在笔记本电脑的实施方式中，意味着所述光学遥感系统在所述装置被布置为打开/激活模式时被位于屏幕的上方。如果使用者的手势待被所述光学遥感系统解读，则这种布置尤其有益。

根据本发明的另一个优选实施例，所述第二部分的第二基本平直表面包括显示单元(例如，LCD屏幕)，所述显示单元被配置为将信息显示给使用者。进一步优选的是，所述第一部分的第一基本平直表面包括键盘，所述键盘被配置为接收来自于使用者的输入命令。因此所述光学遥感系统被包括在(像显示单元这样的)同一部件中。

仍然根据本发明的另一个优选实施例，所述光学遥感系统被布置为使得不论所述第二部分相对于所述第一部分的方向如何，所述光学遥感系统都具有相对于所述显示单元呈固定的空间关系的视角。这当然是令人满意的，因为基于所述光学遥感系统记录的数据可相当简单地确定使用者在所述显示单元上的注视点。

根据本发明的进一步优选的实施例，所述第一部分为基体元件并且所述第二部分是盖体元件。在运行期间，所述基体元件被配置为置于基本平直的支承表面(例如，桌子)上，而所述盖体元件被定位为使得其基本平直的内表面(通常包含显示单元)可被使用者看见。

根据本发明的另一个优选实施例，所述光学遥感系统包括图像记录单元(例如，静物摄像头或视频摄像头)以及(优选地)至少一个照明器，所述至少一个照明器被配置为照亮使用者。对于能耗而言，组合式的摄像头和照明器通常是有益的。在眼部跟踪器的实施中，同样有益的是，一个或多个光源被布置成靠近图像记录单元的光轴。但是本发明同样适用于图像记录单元和光源彼此分离的这种设计。在任何情况下，通常优选的是，所述光学遥感系统包括滤光器，所述滤光器布置在照明器和/或图像记录单元的前部，并且所述滤光器被配置为阻挡可见光但对于近红外(near-infrared，NIR)光是通透的。也就是说，NIR光是令人满意的，而可见光可能会干扰使用者。

依然根据本发明的另一优选实施例，所述至少一个照明器中的至少一个被配置为产生结构光，当所述结构光被使用者反射并且被图像记录单元记录时使得产生结果数据，所述结果数据适于生成使用者的景深图。当解读手势时以及眼部跟踪期间，景深图都是有益的，例如当选择相关的图像片段已进行处理时是有益的。

依然根据本发明的另一优选实施例，所述至少一个照明器中的一个或多个可被配置为产生近红外光。这种类型的光可通过摄像头相对简单地检测并且是人眼不可见的。

进一步优选的是，所述至少一个照明器中的一个或多个可被配置为产生方向可被控制的光束，以便能够跟踪使用者的处于变化中的位置。相对于固定式光学照明器，指向式光学照明器更为有利，因为指向式光学照明器在各时间点仅照亮对象移动范围内的一部分表面。因此节约的能源对应于未照亮的表面(其它的表面都被照亮)的尺寸。

根据本发明的另一个优选实施例，所述至少一个照明器中的至少一个基于LED(发光二极管)技术。LED代表了节能、紧凑并且可靠的光源。

依然根据本发明的另一优选实施例，所述至少一个照明器中的至少一个被配置为产生相干光。相干光源(例如，激光)是有益的，因为这种光源可与衍射光学元件相结合，从而将光束转换为所需的空间布局。因此，所述照明器可被非常高效的控制(例如跟随使用者的位置)。

根据本发明的进一步优选的实施例，所述光学遥感系统包括眼部跟踪器，所述眼部跟踪器被配置为反复地确定使用者的至少一只眼睛的位置以及/或者反复地确定使用者关于所述便携式装置的注视点。因此，能够根据使用者的眼睛的活动来向笔记本产生输入命令。

通过下面的说明，本发明的进一步的优点、有益特征和应用将更为清晰。

附图说明

现在通过作为示例公开的优选实施例并且参考附图来更加密切地阐释本发明。

图1a-图1b示出了根据本发明的第一实施例的便携式装置的侧视图；

图2示出了图1a和图1b中的便携式装置的第一部分的俯视图；

图3a-图3b示出了根据本发明的第二实施例的便携式装置的侧视图；

图4示出了图3a和图3b中的便携式装置的第一部分的俯视图；

图5进一步详细地示出了图1a、图1b和图2中描述的本发明第一实施例；

图6进一步详细地示出了图3a、图3b和图4中描述的本发明第二实施例。

具体实施方式

首先参考图1a和图1b，图1a和图1b中示出了便携式装置的侧视图，所述便携式装置包括根据本发明的第一实施例的远程光学感应系统300。为了方便起见，此处的便携式装置以笔记本电脑为例。但是根据本发明，所述便携式装置同样可被表现为其它替代性的电子设备，例如记事本(note book)、超级本、具有键盘的平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)或智能手机。

所提出的便携式装置包括第一部分110(此处表现为笔记本电脑的基体元件)和第二部分120(此处表现为笔记本电脑的盖体元件)。第二部分120进而包括光学遥感系统300。笔记本中常见的是，第二部分120经由铰链组件115可枢转地附接到第一部分110上，使得所述便携式装置可被分别布置成打开位置和闭合位置。图1a示出了闭合位置(主要在装置待机时使用)并且图1b示出了打开位置(装置被激活时的典型位置)。光学遥感系统300被配置为当所述装置处于激活状态并且被布置为打开位置时，跟踪所述便携式装置的使用者的至少一个区别性特征。所述至少一个区别性特征可以是眼部、面部特征和/或使用者的肢体(例如，使用者的手)。因此，光学遥感系统300可用于对眼部、视线和/或面部特征进行跟踪，并且/以及可通过面部识别或虹膜识别或手势检测来进行用户识别。

第一部分110和第二部分120分别具有基本平直的内表面111和121。如图1a所示，当所述便携式装置被布置成位于闭合位置时，所述基本平直的内表面111和121相互平行并且相互面对。所述内表面111和121并非完全平直。换言之，例如，第一部分110在基本平直的内表面111中具有凹部112a，所述凹部112a相对于第二部分120中的光学遥感系统300的位置布置成：在位于闭合位置时，第一部分110容置第二部分120的突出部125a，所述突出部125a包括光学遥感系统300。因此，当所述便携式装置被布置成位于闭合位置时(即，通常的待机模式)，所述光学遥感系统300被部分地容纳在凹部112a中。

优选地，第一部分110的第一基本平直表面111还包括键盘，所述键盘被配置为接收来自使用者的输入命令。此外，优选地，第二部分120的第二基本平直表面121包括显示单元122(见图5)，所述显示单元122被配置为将信息显示给使用者，所述信息例如为文字、图形和/或视频。

图2示出了图1a和图1b中的便携式装置的第一部分的俯视图。优选地，凹部112a在一对铰链组件115(以虚线象征性地示出)之间延伸，所述铰链组件115进而被布置为接近于所述便携式装置的侧部。在铰链组件115的上方，第二部分120(未示出)优选地延伸至第一部分110的整个宽度。

如从图1a、图1b和图2可看出的，凹部112a与铰链组件115的第一部件(即，凹件)协同定位。所述铰链组件115的第二部件(即，凸件)位于第二部分120的突出部125a上。所述铰链组件115的第一部件和第二部件代表了枢转轴线，第一部分110和第二部分120经由所述铰链组件相互连接。因此，如图1a中所示的(并且在图5中进一步详细示出)，当所述便携式装置闭合时，突出部125a被配置为向下转动到凹部112a中，从而使得凹部112a至少部分地容纳光学遥感系统300。技术上可行的是，凹部112a被表现为第一部分110中的局部的或完整的切口。图2中的虚线示出了一个示例，其中示出了可布置所述局部的切口的位置。但是，有利的是，当所述便携式装置被闭合时，凹部112a的底部至少遮盖照明器前部的滤光器和/或光学遥感系统300中的图像记录单元。为了优化便携式装置的紧凑性，凹部112a应该尽可能的深；即，在闭合模式中，光学遥感系统300的尽可能多部分被容纳到凹部112a(或112b，见下文)中。这意味着凹部112a的底部可以是2mm厚的凸缘，所述凸缘在便携式装置闭合时遮盖光学遥感系统300的最前侧。

图3a和图3b示出了根据本发明的便携式装置和光学遥感系统300的侧视图。图4示出了图3a和图3b中的便携式装置的第一部分110的俯视图。在图3a，图3b和图4中，具有与图1a，与图1b和/或图2中相同的标记的所有元件表示之前参考图1a，与图1b和/或图2说明的相同的实体。

同样地，便携式装置具有第一部分110和第二部分120，所述第一部分110和第二部分120以可枢转的方式相互附接，从而使得所述便携式装置可被分别布置成位于打开位置或闭合位置。但是在这一示例中，光学遥感系统300未与铰链组件115协同定位。替代的是，光学遥感系统300被配置在沿着第二部分120的远侧延伸的突出部125b中，而铰链组件115沿着第二部分120的近侧布置，所述近侧和远侧是彼此相对的。

图5进一步详细地示出了图1a，图1b和图2中描述的本发明的第一实施例。此处，光学遥感系统125a被布置在第二部分120的突出部125a中，所述突出部125a与铰链组件115协同定位。优选地，光学遥感系统300被进一步布置为：不论第二部分120相对于第一部分110的方向如何，所述光学遥感系统300都具有相对于所述显示单元122呈固定的空间关系的视角α。理想的视角α取决于包括在光学遥感系统300中的图像记录单元的具体特征。但是优选地，视角α的值的范围为50°到65°，更优选地，为56°到60°，最优选地，为α≈58°。换言之，由于使用者的手而阻挡光学遥感系统300的风险相对较低，并且同时，对于激活模式下第二部分120相对于第一部分110最常用的倾角而言取得了朝向使用者面部的可接受的角度。因此，基于来自光学遥感系统300的眼部跟踪器的数据，使用者在显示单元122上的注视点可被反复地确定。

图6进一步详细地示出了图3a、图3b和图4中描述的本发明第二实施例。此处，光学遥感系统300被布置在第二部分120的突出部125b中，所述突出部125b沿着第二部分的与布置铰链组件115的侧部相对的一侧延伸。此外，在这一实施例中，光学遥感系统300优选地布置为：使得不论第二部分120相对于第一部分110的方向如何，光学遥感系统300都具有相对于显示单元122呈固定的空间关系的视角α。然而在这一示例中，视角α的值的范围为80°到100°，最优选地，为α≈100°。因此，光学遥感系统300可有效地用于眼部和/或视线跟踪，以及解读面部表情和/或手势。

不论光学遥感系统300是与铰链组件115协同定位(如图5中所示)，或是布置为邻近远侧(如图6中所示)，通常令人满意的是光学遥感系统300的照明器和/或图像记录单元被滤光器遮盖，所述滤光器优选地被配置为阻挡可见光的同时允许NIR光通过。

此外，不管光学遥感系统300的位置如何，根据本发明的优选实施例，光学遥感系统包括图像记录单元和至少一个照明器，所述照明器被照亮使用者。图像记录单元进而可包括静物摄像头和/或视频摄像头，所述静物摄像头和/或视频摄像头被配置为采集代表便携式装置的使用者的图像数据，例如使用者的眼部的图像。

如果所述至少一个照明器中的至少一个被配置为产生结构光，则是更为有益的，当结构光被使用者反射并且被图像记录单元记录时使得产生结果数据，所述结果数据适于生成使用者的景深图。当解读手势时以及眼部跟踪期间，景深图都是有益的，例如当选择相关的图像片段已进行处理时是有益的。

此外，所述至少一个照明器中的一个或多个可被配置为产生(NIR)光。NIR光是有益的，因为NIR光可通过摄像头相对简单地检测并且NIR光是人眼不可见的。因此NIR光不会干扰使用者。

如果所述至少一个照明器中的一个或多个可被配置为产生方向可被控制以便跟踪使用者的处于变化中的位置的光束，则是更为有益的。如果所述至少一个照明器中的至少一个被配置为产生相干光，衍射光学元件(diffractive optical elements，DOE)可被用于将光束转换为所需的空间布局。因此，所述照明器可被非常高效的控制(例如跟随使用者的位置)。

替代性地或作为补充，所述至少一个照明器中的至少一个可以基于LED技术。因为LED节能、紧凑并且可靠，所以其是令人满意的光源。

当术语“包括”使用在说明书中时，是为了列举存在的特征、整体、步骤或组成部分。但是，该术语不排除存在或附加一个或多个附加的特征、整体、步骤或组成部分或它们的群组。

本发明不限于附图中所述的实施例，但是可在权利要求的范围内自由地变化。