檢測施加在觸摸表面上的壓力并提供反饋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，包括傳感器設(shè)備，所述傳感器設(shè)備被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，檢測用戶的身體部位的觸摸壓力依賴特性。所述系統(tǒng)還包括圖像采集設(shè)備，所述圖像采集設(shè)備被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸所述觸摸表面時，采集所述的身體部位的圖像。所述系統(tǒng)還包括處理器，所述處理器被配置為將所述圖像與由用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)。所述處理器還被配置為對由用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量與傳感器設(shè)備的與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述比較來發(fā)起對觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。
【專利說明】檢測施加在觸摸表面上的壓力并提供反饋
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35 U.S.C.§ 119(e)要求2013年8月30日提交的標(biāo)題為“DETECTINGPRESSURE EXERTED ON A TOUCH SURFACE AND PROVIDING FEEDBACK” 的美國臨時申請序號N0.61/871934的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該美國臨時申請的全部內(nèi)容并入到本文中。

【背景技術(shù)】
[0003]觸摸面板是允許電子設(shè)備的操作者使用諸如手指、觸筆等工具向設(shè)備提供輸入的人機(jī)界面(HMI)。例如，操作者可以使用他或她的手指來操縱電子顯示器上的圖像，例如附屬于移動計(jì)算設(shè)備、個人計(jì)算機(jī)(PC)或連接到網(wǎng)絡(luò)的終端的顯示器的圖像。在一些情況下，操作者可以同時使用兩個或更多手指來提供唯一的命令，例如通過移動兩個手指彼此分開而執(zhí)行的縮放命令；通過移動兩個手指彼此靠近而執(zhí)行的收縮命令；等等。在其它情況下，操作者可以使用觸筆經(jīng)由觸摸面板來提供命令。
[0004]觸摸屏是電子視覺顯示器，其包括覆蓋在顯示器上面的觸摸面板，以檢測屏幕的顯示器區(qū)域內(nèi)的觸摸的存在和/或位置。觸摸屏常見于諸如一體機(jī)電腦、平板電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、游戲設(shè)備和智能手機(jī)之類的設(shè)備中。觸摸屏使得操作者能夠與由觸摸面板下面的顯示器所顯示的信息進(jìn)行直接交互，而不是利用由鼠標(biāo)或觸摸板所控制的指針進(jìn)行間接交互。電容性觸摸面板通常用于觸摸屏設(shè)備。電容性觸摸面板通常包括諸如玻璃之類的絕緣體，該絕緣體涂有諸如銦錫氧化物(ITO)之類的透明導(dǎo)體。由于人體也是電導(dǎo)體，因而接觸面板的表面引起面板的電場扭曲，該電場扭曲可以作為電容的變化而被測量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]系統(tǒng)包括傳感器設(shè)備，其被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，檢測用戶的身體部位的觸摸壓力依賴特性。系統(tǒng)還包括圖像采集設(shè)備，其被配置為當(dāng)用戶接觸觸摸表面時，采集用戶的身體部位的圖像。系統(tǒng)還包括處理器，其被配置為將圖像與由用戶施加在觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)。處理器還被配置為對施加在觸摸表面上的壓力量和傳感器設(shè)備的與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較來啟用對觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。例如，可以發(fā)起一個或多個指令，所述指令指示用戶移動身體部位，以朝向與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量來調(diào)整施加到觸摸表面上的壓力量。此外，還可以根據(jù)比較來修改測量觸摸壓力依賴特性的信號。
[0006]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
來以簡化的形式介紹選擇的概念，這在以下的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在標(biāo)識所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是要用作幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]參考附圖來描述【具體實(shí)施方式】。在說明書和附圖中的不同實(shí)例中所使用的相同的附圖標(biāo)記可以表示相似或相同的項(xiàng)目。
[0008]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)的部分示意圖，所述系統(tǒng)被配置為發(fā)起對由系統(tǒng)所檢測的觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償，其中所述系統(tǒng)可以被配置為指示用戶移動諸如指尖的身體部位來調(diào)整用戶施加在觸摸表面上的壓力量，和/或修改測量觸摸壓力依賴特性的信號。
[0009]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的圖1中所示出的系統(tǒng)的示意圖，其中所述系統(tǒng)包括觸摸屏。
[0010]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)被配置為發(fā)起對由系統(tǒng)所檢測的觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償，其中所述系統(tǒng)可以被配置為指示用戶移動諸如指尖的身體部位來調(diào)整用戶施加在觸摸表面上的壓力量，和/或修改測量觸摸壓力依賴特性的信號，并且其中所述系統(tǒng)包括照相機(jī)。
[0011]圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的示出系統(tǒng)的框圖，所述系統(tǒng)被配置為發(fā)起對由系統(tǒng)所檢測的觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。
[0012]圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的手指壓力分布的示意圖。
[0013]圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的以相對較輕的壓力按壓在透明玻璃基板上的手指的圖像，其中通過識別玻璃的由手指按壓的區(qū)域來確定由手指施加在玻璃上的輕微壓力。
[0014]圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的以相對中等的壓力按壓在透明玻璃基板上的手指的圖像，其中通過識別玻璃的由手指按壓的區(qū)域來確定由手指施加在玻璃上的中等壓力。
[0015]圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的以相對較重的壓力按壓在透明玻璃基板上的手指的圖像，其中通過識別玻璃的由手指按壓的區(qū)域來確定由手指施加在玻璃上的重壓力。
[0016]圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的示出用于發(fā)起對觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。

【具體實(shí)施方式】
[0017]提供用戶監(jiān)測功能的傳感器設(shè)備可以包括在諸如智能手機(jī)、便攜式健康監(jiān)測儀等的便攜式電子設(shè)備中。這些便攜式設(shè)備可以用于檢測(例如，測量)用戶的健康和/或生物學(xué)特性，例如血液氧飽和度、血液葡萄糖濃度，等等。一些傳感器設(shè)備要求用戶觸摸支撐傳感器的基板，以便執(zhí)行檢測操作。然而，這種傳感器設(shè)備可能對用戶觸摸基板時的壓力變化敏感。例如，指尖傳感器設(shè)備被校準(zhǔn)為在由用戶指尖的觸摸所施加的特定壓力下執(zhí)行檢測操作。當(dāng)用戶觸摸基板并施加不同的壓力時，檢測操作的結(jié)果可能受到影響。例如，相較于施加期望的壓力水平時的情況，所述結(jié)果可能不準(zhǔn)確。此外，手指壓力可能因人而異，并且由傳感器接收到的信號強(qiáng)度可能相應(yīng)地發(fā)生變化。
[0018]描述了系統(tǒng)和技術(shù)，所述系統(tǒng)和技術(shù)發(fā)起對由用戶所檢測的觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。在一些實(shí)施例中，當(dāng)用戶利用身體部位向觸摸表面上施加壓力時，指令被提供給用戶。例如，系統(tǒng)通過確定手指按壓的區(qū)域來確定手指壓力，并指示用戶移動手指來調(diào)整用戶施加在觸摸表面上的壓力量。指令被配置為指示用戶調(diào)整用戶施加在生物信號傳感器上的壓力量，并且可以減少壓力偽影(artifact)、增大生物信號傳感器輸出的信噪比(SNR)，等等。系統(tǒng)還可以修改測量觸摸壓力依賴特性的信號。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括觸摸感測系統(tǒng)，例如電容性觸摸面板、觸摸屏，等等。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括一個或多個照相機(jī)。如本文中所述，系統(tǒng)可以被配置為智能手機(jī)、平板計(jì)算設(shè)備、健康監(jiān)測儀(例如，健康監(jiān)測帶)、體質(zhì)監(jiān)測儀(例如，體質(zhì)監(jiān)測帶)，等等。在示例性實(shí)施例中，本文所描述的系統(tǒng)可以用于智能手機(jī)照相機(jī)和/或觸摸屏設(shè)備。
[0019]圖1至4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的示例性系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括生物信號傳感器設(shè)備(例如，脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102、心率監(jiān)測儀設(shè)備，等等)，其被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面106時，檢測用戶的身體部位(例如，手指104)的觸摸壓力依賴特性。例如，觸摸表面106包括智能手機(jī)的外殼，并且脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102被配置為集成電路(IC)芯片，該集成電路芯片包括光源103 (例如，紅光波長發(fā)光二極管(LED)、紅外(IR) LED，等等)和位于玻璃觸摸表面106之下的光傳感器105 (例如，光電二極管傳感器)。然而，智能手機(jī)僅通過示例的方式提供，并且不表示對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。在其它實(shí)施例中，觸摸表面106包括平板計(jì)算設(shè)備、健康監(jiān)測儀(例如，健康監(jiān)測帶)、體質(zhì)監(jiān)測儀(例如，健身監(jiān)測帶)，等等。
[0020]在一些實(shí)施例中，脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102包括通過手指104傳輸光的傳輸脈搏血氧計(jì)。在其它實(shí)施例中，脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102包括從手指104反射光的反射脈搏血氧計(jì)。然而，脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102、光源103和光傳感器105僅通過示例的方式提供，并且不表示對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。在其它實(shí)施例中，生物信號傳感器可以被配置為檢測與用戶的身體部位中的血液相關(guān)聯(lián)的氧(O2)飽和度、葡萄糖濃度、一氧化碳(CO)濃度、二氧化碳(CO2)濃度等中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。在一些實(shí)施例中，生物信號傳感器可以實(shí)現(xiàn)一種或多種傳感器功能，包括但不限于葡萄糖傳感器、心率傳感器(例如，采用紅光LED、綠光波長LED、IRLED、另一種顏色波長發(fā)射LED、多色波長發(fā)射LED等、具有一個或多個相關(guān)聯(lián)的光傳感器的心率監(jiān)測儀，等等)。
[0021]系統(tǒng)100包括圖像采集設(shè)備108，圖像采集設(shè)備108被配置為當(dāng)用戶利用手指104接觸觸摸表面106時，采集用戶的手指104的至少部分圖像(例如，部分圖像、完整圖像等)。在一些實(shí)施例中，圖像采集設(shè)備108包括照相機(jī)110，照相機(jī)110被配置為檢測可見光譜中的光。在其它實(shí)施例中，照相機(jī)110被配置為檢測IR光譜中的光(例如，從脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102反射的光)。在其它實(shí)施例中，照相機(jī)110檢測可見光譜和IR光譜中的光。在一些實(shí)施例中，由照相機(jī)采集的圖像是灰度圖(例如，灰色、黑色和白色漸變等)。在其它實(shí)施例中，由照相機(jī)采集的圖像是彩色的。
[0022]在其它實(shí)施例中，圖像采集設(shè)備108包括觸摸面板112。例如，系統(tǒng)100包括一個或多個觸摸面板112，例如互電容投射式電容性觸摸(PCT)面板。電容性觸摸面板112被配置為同時或至少基本上同時感測多個輸入。電容性觸摸面板112可以包括在電子設(shè)備中，所述電子設(shè)備包括但不一定限于:大觸摸面板產(chǎn)品、觸摸板產(chǎn)品、一體機(jī)電腦、移動計(jì)算設(shè)備(例如，手持便攜式電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型電腦、上網(wǎng)本電腦、平板計(jì)電腦，等等)、移動電話設(shè)備(例如，蜂窩電話和智能手機(jī))、包括與智能手機(jī)和平板電腦相關(guān)聯(lián)的功能的設(shè)備(例如，平板手機(jī))、便攜式游戲設(shè)備、便攜式媒體播放器、多媒體設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備(例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航設(shè)備)、電子書閱讀器設(shè)備(eReader)、智能電視(TV)設(shè)備、表面計(jì)算設(shè)備(例如，臺式電腦)、個人電腦(PC)設(shè)備、以及采用基于觸摸的人機(jī)界面的其它設(shè)備。
[0023]電容性觸摸面板112可以包括ITO觸摸面板112，其包括驅(qū)動電極，例如彼此相鄰布置(例如，沿著平行軌道、大體上平行的軌道，等等)的X軸和/或Y軸交叉條形ITO驅(qū)動跡線/軌道。驅(qū)動電極被拉長(例如，沿著縱軸延伸)。例如，每個驅(qū)動電極沿著諸如電容性觸摸面板112的基板之類的支撐表面上的軸延伸。電容性觸摸面板112還包括感測電極，例如跨過驅(qū)動電極彼此相鄰布置(例如，沿著平行的軌道、大體上平行的軌道，等等)的交叉條形X軸和/或Y軸ITO傳感器跡線/軌道。感測電極被拉長(例如，沿著縱軸延伸)。例如，每個感測電極沿著諸如電容性觸摸面板112的基板之類的支承表面上的軸延伸。應(yīng)該注意的是，ITO觸摸面板112僅通過示例的方式提供，并且不表示對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。在其它實(shí)施例中，一種或多種其它透明材料(例如，氧化銻錫(ΑΤ0))、半透明材料和/或不透明材料(例如，銅)用于電容性觸摸面板的驅(qū)動電極和/或感測電極。
[0024]驅(qū)動電極和感測電極限定了坐標(biāo)系統(tǒng)，其中每個坐標(biāo)位置(像素)包括在驅(qū)動電極的其中之一與感測電極的其中之一之間的每個結(jié)處所形成的電容器。因此，驅(qū)動電極被配置為連接到一個或多個電路和/或電子部件(例如，一個或多個驅(qū)動器)，以在每個電容器處產(chǎn)生局部電場。在驅(qū)動電極和感測電極處形成的每個電容器處的由工具(例如，由手指或觸筆輸入)產(chǎn)生的局部電場的變化引起在相應(yīng)的坐標(biāo)位置處的與觸摸相關(guān)聯(lián)的電容變化(例如，減少)?；ル娙菔窃趦蓚€電荷保持對象之間存在的電容(例如，導(dǎo)體)。在這種情況下，互電容是包含電容性觸摸面板傳感器的驅(qū)動電極與感測電極之間的電容。如上所述，驅(qū)動電極和感測電極包括表示驅(qū)動線和相應(yīng)的感測線的跡線，以檢測由于在觸摸面板112的表面之上所執(zhí)行的觸摸事件而產(chǎn)生的互電容的變化。應(yīng)該注意的是，出于本公開內(nèi)容的目的，在一些實(shí)施方式中，驅(qū)動電極包括驅(qū)動線，并且感測電極包括感測線，而在其它實(shí)施方式中，驅(qū)動電極包括感測線，并且感測電極包括驅(qū)動線。
[0025]還應(yīng)該注意的是，如本文所述的電容性觸摸面板112并不限于互電容感測。例如，也可以經(jīng)由電容性觸摸面板傳感器中的一個或多個傳感器的自電容來感測來自手指的輸入。自電容是與相應(yīng)的列和相應(yīng)的行相關(guān)聯(lián)的電容，并且代表將被提供到相應(yīng)的列或行以將其電勢提高一個單位(例如，一伏特，等等)的電荷量。在本公開內(nèi)容的實(shí)施例中，可以同時(或至少基本上同時)在不同的坐標(biāo)位置處檢測到多于一個觸摸。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動電極由并聯(lián)的驅(qū)動器中的一個或多個驅(qū)動器來驅(qū)動，例如，其中向驅(qū)動電極提供一組不同的信號。在其它實(shí)施例中，驅(qū)動電極由串聯(lián)驅(qū)動器中的一個或多個驅(qū)動器來驅(qū)動，例如，其中一次一個地驅(qū)動每個驅(qū)動電極或驅(qū)動電極的子集。
[0026]感測電極與驅(qū)動電極電絕緣(例如，使用電介質(zhì)層，等等)。例如，感測電極設(shè)置在一個基板(例如，包括設(shè)置在玻璃基板上的感測層)上，并且驅(qū)動電極設(shè)置在單獨(dú)的基板(例如，包括設(shè)置在另一個基板上的驅(qū)動層)上。在該兩層結(jié)構(gòu)中，感測層可以設(shè)置在驅(qū)動層之上(例如，相對于觸摸表面)。例如，感測層被設(shè)置為比驅(qū)動層更接近觸摸表面。然而，該結(jié)構(gòu)僅通過示例的方式提供，并且不表示對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。因此，可以提供驅(qū)動層被設(shè)置為比感測層更接近觸摸表面、和/或感測層和驅(qū)動層包括同一層的其它結(jié)構(gòu)。例如，在1.5層的實(shí)施例(例如，其中驅(qū)動層和感測層包含在同一層中，但是物理上彼此分離)中，一個或多個跳線用于將驅(qū)動電極的部分連接在一起。類似地，跳線可以用于將感測電極的部分連接在一起。在其它實(shí)施例中，驅(qū)動層和感測層包括同一層(例如，在單層傳感器結(jié)構(gòu)中)。
[0027]一個或多個電容性觸摸面板112可以包括在觸摸屏組件114內(nèi)。觸摸屏組件114包括諸如液晶顯示器(LCD)屏之類的顯示屏116，其中感測層和驅(qū)動層夾在LCD屏與接合層之間，并且附有保護(hù)罩(例如，護(hù)罩玻璃)。護(hù)罩玻璃可以包括保護(hù)性涂層、抗反射涂層，等等。護(hù)罩玻璃包括觸摸表面，操作者可以在該觸摸表面上使用一個或多個手指、觸筆等向觸摸屏組件114輸入命令。命令可以用于操縱例如由IXD屏顯示的圖形。此外，命令可以用作連接到電容性觸摸面板112的電子設(shè)備的輸入，例如多媒體設(shè)備或另一電子設(shè)備(例如，如前所述)。
[0028]系統(tǒng)100包括處理器150，其被配置為將來自圖像采集設(shè)備108的圖像與由用戶施加在觸摸表面106上的壓力量相關(guān)聯(lián)。例如，通過確定觸摸表面106的由手指104按壓的區(qū)域來使圖像與施加在觸摸表面106上的壓力量相關(guān)聯(lián)，例如參考圖5所描述的，其中示意性地示出了由圖像采集設(shè)備108(例如，觸摸屏、照相機(jī)等)所采集的不同壓力分布。參考圖6至圖8，描述了利用不同的壓力按壓在透明玻璃基板上的手指的圖像。在這些示例中，可以通過識別玻璃的由手指按壓的區(qū)域來確定由手指施加在玻璃上的壓力量。例如，在圖6中，施加了相對較輕的壓力，而在圖7中，施加了相對中等的壓力，并且在圖8中，施加了相對較重的壓力。在每種情況下，可以通過識別玻璃的由手指按壓的區(qū)域來確定壓力量。在其它實(shí)施例中，可以通過使用觸摸面板112的兩個或更多可編程圖案發(fā)生器(PPG)通道之間的相關(guān)性來確定由用戶施加在觸摸表面106上的壓力量。
[0029]在一些實(shí)施例中，施加在觸摸表面106上的壓力與接觸觸摸表面106的手指104的表面面積成比例(例如，成正比)。因此，由圖像采集設(shè)備108 (例如，照相機(jī)110和/或觸摸面板112等)采集的圖像可以用于確定手指壓力。例如，施加在觸摸表面106上的較大壓力對應(yīng)于手指的較大面積與觸摸面板112接觸,其產(chǎn)生了可以用于確定施加在觸摸表面106上的壓力的電子信號。類似地，可以通過處理由照相機(jī)110采集的圖像來檢測施加在觸摸表面106上的較大壓力。在一些實(shí)施例中，由照相機(jī)110和/或觸摸面板112采集的身體部位的部分圖像可以用于確定手指壓力。例如，當(dāng)指尖放置在如圖2中所示的脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102上時，指尖的一部分也覆蓋了觸摸屏組件114，而覆蓋觸摸屏組件114的區(qū)域表示施加的手指壓力。
[0030]系統(tǒng)100的處理器150被配置為對由用戶施加在觸摸表面106上的壓力量和生物信號傳感器設(shè)備的與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較。例如，可以通過校準(zhǔn)可由一個或多個圖像采集設(shè)備108檢測的用戶手指的總體面積來確定特定用戶或一組用戶的期望的壓力量。當(dāng)從用戶收集到初始生物信號時(例如，當(dāng)設(shè)備啟動、設(shè)備初始化等時)，可以使用由用戶施加在觸摸表面106上的壓力量來執(zhí)行該校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，這些生物信號與同時或基本上同時利用另一生物傳感器測量的生物信號進(jìn)行比較。在其它實(shí)施例中，使用脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102收集的生物信號與用戶的已知(例如，基線)生物信號信息進(jìn)行比較。然后這些比較用于確定由用戶施加的期望的壓力量(例如，產(chǎn)生期望范圍內(nèi)的生物信號的壓力，其具有一定的準(zhǔn)確度，等等)。此外，可以針對身體部位的特定尺寸和/或尺寸范圍(例如，手指尺寸)、特定生物特性(例如，大量的速率)等執(zhí)行這種校準(zhǔn)。
[0031]在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100的處理器150被配置為發(fā)起用于用戶移動手指104的指令，以朝向期望的壓力量來調(diào)整施加在觸摸表面106上的壓力量。例如，系統(tǒng)100被配置為指示用戶朝向與脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102的用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量移動手指104。因此，系統(tǒng)100包括被配置為提供移動手指104的指令的指示器118。在一些實(shí)施例中，指示器118包括觸摸屏組件114。例如，可以提供指示用戶移動手指104的圖形指令(例如，方向箭頭)。然而，圖形指令僅通過示例的方式提供，并且不表示對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。在其它實(shí)施例中，指示器118可以提供音頻指令、觸覺指令、觸覺反饋等來指示用戶。出于本公開內(nèi)容的目的，調(diào)整施加在觸摸表面106上的壓力包括增大或減小與觸摸表面106接觸的身體部位的表面積的量，從而相對于觸摸表面106來調(diào)整身體部位的位置(例如，手指落點(diǎn))，等等。例如，指令可以用于獲得手指104的一致的位置。
[0032]在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100還包括可以用于在感測生物信號時減少運(yùn)動偽影的陀螺儀、加速度計(jì)等。此外，系統(tǒng)100可以被配置為基于由用戶施加的壓力的檢測量來調(diào)整流過諸如脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102之類的生物信號傳感器的電流。例如，當(dāng)檢測到生物信號時，可以基于檢測的壓力水平來提供更多的電流，以增大系統(tǒng)100的SNR。在一些實(shí)施例中，在不連續(xù)的步驟中調(diào)整流過脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102的電流。在其它實(shí)施例中，基于查找表中的值等連續(xù)地調(diào)整電流。此外，應(yīng)該領(lǐng)會的是:觸摸表面106和圖像采集設(shè)備108不一定設(shè)置在諸如智能手機(jī)之類的電子設(shè)備的外殼的同一側(cè)上。例如，圖像采集設(shè)備108和脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102設(shè)置在智能手機(jī)的相對側(cè)(例如，正側(cè)和背側(cè))上。此外，在一些實(shí)施例中，另一傳感器用于增強(qiáng)系統(tǒng)100的壓力檢測能力。例如，系統(tǒng)100包括壓力傳感器，其包括在觸摸表面106中限定的孔，用于感測氣壓，其中孔的堵塞與施加在所述觸摸表面106上的壓力相關(guān)聯(lián)。
[0033]在一些實(shí)施例中，修改了測量用戶的身體部位(例如，手指104)的觸摸壓力依賴特性的信號120。例如，由系統(tǒng)100檢測的觸摸和/或壓力信息可以用于一種或多種運(yùn)動補(bǔ)償算法，其對觸摸壓力依賴特性(例如，在用戶滾動手指104劃過觸摸表面106的情況下，其可以由電容性圖像的變化檢測)進(jìn)行補(bǔ)償。在一些實(shí)施例中，修改信號120包括丟棄包含信號120的一部分的數(shù)據(jù)。在其它實(shí)施例中，修改信號120包括從信號120中去除一個或多個偽影。例如，當(dāng)信號120是不可檢測的并且檢測到強(qiáng)手指壓力時，不提供更新。在該示例中，向用戶提供指令以施加較少的壓力。當(dāng)信號120是微弱的但是仍可以檢測時，則可以嘗試使用數(shù)據(jù)，以及向用戶做出可以通過施加較少的壓力來改善信號的反饋。在另一個示例中，當(dāng)檢測到手指壓力的突變(例如，產(chǎn)生較大偽影)時，可以在急劇變化時丟棄數(shù)據(jù)，并且當(dāng)偽影消退時可以恢復(fù)更新，和/或可以嘗試對壓力變化進(jìn)行補(bǔ)償。
[0034]在其它示例中，當(dāng)檢測到手指滾動時，可以丟棄數(shù)據(jù)，并且可以停止輸出，和/或可以嘗試去除偽影(例如，使用運(yùn)動補(bǔ)償算法)。在該示例中，可以向用戶提供說明手指104應(yīng)該保持不動的反饋。在另一個示例中，當(dāng)檢測到不正確的手指位置(例如，使用照相機(jī)110)時，可以向用戶提供反饋。在該示例中，如果微弱信號仍然存在，則可以嘗試使用該信號；否則，不一定提供輸出。在其它示例中，當(dāng)檢測到手指104的離開(例如，使用照相機(jī)110)時，可以暫時丟棄數(shù)據(jù)，并且當(dāng)替換手指104時可以恢復(fù)更新。然而，如果沒有迅速替換手指104，可以在等待信號120恢復(fù)時執(zhí)行復(fù)位操作。在另一個示例中，當(dāng)檢測到與用戶的行走運(yùn)動和/或跑步運(yùn)動一致的運(yùn)動時(例如，壓力的諧波變化)，可以嘗試從信號中去除偽影(例如，使用運(yùn)動補(bǔ)償算法)。
[0035]現(xiàn)在參考圖4，系統(tǒng)100 (包括其部件中的一些或全部)可以在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行操作。例如，處理器150可以包括于或包括在系統(tǒng)100中，以使用軟件、固件、硬件(例如，固定邏輯電路)、手動處理或它們的組合來控制本文所述的系統(tǒng)100的部件和功能。如本文中所使用的術(shù)語“控制器”、“功能”、“服務(wù)”和“邏輯”通常表示與對系統(tǒng)100進(jìn)行控制相結(jié)合的軟件、固件、硬件、或者軟件、固件或硬件的組合。在軟件實(shí)施方式的實(shí)例中，模塊、功能或邏輯表示當(dāng)在處理器(例如，中央處理單元(CPU)或多個CPU)上執(zhí)行時完成指定任務(wù)的程序代碼。程序代碼可以存儲在一個或多個計(jì)算機(jī)可讀存儲器設(shè)備(例如，內(nèi)部存儲器和/或一個或多個有形介質(zhì))等中。本文中所描述的結(jié)構(gòu)、功能、方法和技術(shù)可以在具有各種處理器的各種商業(yè)計(jì)算平臺上實(shí)現(xiàn)。
[0036]如所描述的那樣，系統(tǒng)100包括處理器150、通信接口 152和存儲器154。處理器150為系統(tǒng)100提供處理功能，并且可以包括任意數(shù)量的處理器、微控制器、或其它處理系統(tǒng)以及用于存儲由系統(tǒng)100訪問或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和其它信息的常駐存儲器或外部存儲器。處理器150可以執(zhí)行一個或多個軟件程序，其實(shí)現(xiàn)了本文中所描述的技術(shù)。處理器150并不受到其形成材料或其中所采用的處理機(jī)制的限制，并且因此，可以經(jīng)由(多個)半導(dǎo)體和/或晶體管(例如，使用電子集成電路(IC)部件)等來實(shí)現(xiàn)。通信接口 152被有效地配置為與觸摸面板的部件進(jìn)行通信。例如，通信接口 152可以被配置為控制觸摸面板的驅(qū)動電極和/或感測電極、從觸摸面板的感測電極和/或驅(qū)動電極接收輸入等。通信接口 152還與處理器150(例如，用于從電容性觸摸面板的感測電極向處理器150傳送輸入)通信耦合。
[0037]通信接口 152和/或處理器150可以被配置為與各種不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，所述網(wǎng)絡(luò)包括但不一定限于:廣域蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)，例如3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)、4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)或用于移動通信網(wǎng)絡(luò)的全球系統(tǒng)(GSM);無線計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，例如WiFi網(wǎng)絡(luò)(例如，使用IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的無線局域網(wǎng)(WLAN));互聯(lián)網(wǎng)！Internet ;廣域網(wǎng)(WAN);局域網(wǎng)(LAN);個人局域網(wǎng)(PAN)(例如，使用IEEE 802.15網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的無線個人局域網(wǎng)(WPAN));公共電話網(wǎng)絡(luò)；外聯(lián)網(wǎng)；內(nèi)聯(lián)網(wǎng)；等等。然而,這些網(wǎng)絡(luò)僅通過示例的方式提供，并且不是對本公開內(nèi)容進(jìn)行限制。此外，通信接口 152可以被配置為在不同接入點(diǎn)與單個網(wǎng)絡(luò)或多個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
[0038]存儲器154是有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例，其提供存儲功能以存儲與系統(tǒng)100的操作相關(guān)聯(lián)的各種數(shù)據(jù)，例如軟件程序和/或代碼段、或其它數(shù)據(jù)，以指示系統(tǒng)100的處理器150和可能的其它部件來執(zhí)行本文中所描述的步驟。因此，存儲器154可以存儲數(shù)據(jù)，例如用于操作系統(tǒng)100 (包括其部件)的指令程序，等等。應(yīng)該注意的是，盡管示出了單個存儲器154，但是可以采用存儲器的各種類型和組合。存儲器154可以與處理器150成為一體，可以包括獨(dú)立的存儲器，或者可以是二者的組合。存儲器154可以包括但不一定限于:可移動和不可移動的存儲器部件，例如隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃存存儲器(例如，安全數(shù)字(SD)存儲卡、迷你SD存儲卡和/或微型SD存儲卡)、磁存儲器、光存儲器、通用串行總線(USB)存儲器設(shè)備，等等。在實(shí)施例中，系統(tǒng)100和/或存儲器154可以包括可移動的集成電路卡(ICC)存儲器，例如由用戶身份模塊(SIM)卡、全球用戶身份模塊(USIM)卡、通用集成電路卡(UICC)等所提供的存儲器。
[0039]下面的討論描述了用于發(fā)起對觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償?shù)氖纠约夹g(shù)。圖9描繪了過程900，在示例性實(shí)施例中，其中可以發(fā)起對用戶的指令以指示用戶移動諸如指尖的身體部位來調(diào)整用戶施加在觸摸表面上的壓力量，和/或可以修改測量觸摸壓力依賴特性的信號。在所示出的過程900中，當(dāng)用戶使用身體部位接觸觸摸表面時，檢測用戶的身體部位的觸摸壓力依賴特性(方塊910)。例如，參考圖1至4，當(dāng)用戶利用手指104接觸觸摸表面106時，位于觸摸表面106之下的脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備102用于測量用戶的血氧飽和度。然后，當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，采集到用戶的身體部位的至少部分圖像(方塊920)。例如，繼續(xù)參考圖1至4，當(dāng)用戶利用手指104接觸觸摸表面106時，圖像采集設(shè)備108采集手指104的圖像(例如，部分圖像、完整圖像等)。
[0040]接著，將至少部分圖像與由用戶施加在觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)(方塊930)。例如，繼續(xù)參考圖1至圖4，處理器150通過確定觸摸表面106的由手指104按壓的區(qū)域(例如，如參考圖5至8所描述的)而將由圖像采集設(shè)備108采集的圖像與在施加觸摸表面106上的壓力量相關(guān)聯(lián)。然后，對由用戶施加在觸摸表面上的壓力量與傳感器設(shè)備的與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較(方塊940)。例如，繼續(xù)參考圖1至4，對由手指104按壓觸摸表面106的區(qū)域與可由圖像采集設(shè)備108檢測的用戶的手指的整體區(qū)域(例如，使用校準(zhǔn)操作確定的)進(jìn)行比較。
[0041]接下來，根據(jù)比較來發(fā)起對觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償(方塊950)。在一些實(shí)施例中，發(fā)起指令來移動身體部位以朝向傳感器設(shè)備的與用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量來調(diào)整由用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量(方塊952)。例如，繼續(xù)參照圖1至4，指示器118 (例如，觸摸屏組件114)提供諸如方向箭頭之類的圖形指令，其指示用戶移動手指104。在一些實(shí)施例中，修改了測量觸摸壓力依賴特性的信號(方塊954)。在一些實(shí)施例中，修改測量觸摸壓力依賴特性的信號包括丟棄包含信號的一部分的數(shù)據(jù)。在其它實(shí)施例中，修改測量觸摸壓力依賴特性的信號包括從信號中去除偽影(例如，如前所述)。
[0042]通常，可以使用硬件(例如，諸如集成電路之類的固定邏輯電路)、軟件、固件、人工處理或它們的組合來實(shí)現(xiàn)本文所描述的任何功能。因此，以上公開內(nèi)容中所論述的方塊通常表示硬件(例如，諸如集成電路之類的固定邏輯電路)、軟件、固件或其組合。在硬件配置的實(shí)例中，在以上公開內(nèi)容中所論述的各個方塊連同其它功能可以作為集成電路而實(shí)現(xiàn)。這種集成電路可以包括給定的方塊、系統(tǒng)或電路的全部功能，或方塊、系統(tǒng)或電路的一部分功能。此外，可以在多個集成電路上實(shí)現(xiàn)方塊、系統(tǒng)或電路的元件。這種集成電路可以包括各種集成電路，所述各種集成電路包括但不一定限于:單片集成電路、倒裝芯片集成電路、多芯片模塊集成電路、和/或混合信號集成電路。在軟件實(shí)施的實(shí)例中，以上公開內(nèi)容中所論述的各個方塊表示當(dāng)在處理器上執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)指定任務(wù)的可執(zhí)行指令(例如，程序代碼)。這些可執(zhí)行指令可以存儲在一個或多個有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。在一些這種實(shí)例中，整個系統(tǒng)、方塊或電路可以利用其軟件或固件等同物來實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)例中，給定系統(tǒng)、方塊或電路的一部分可以在軟件或固件中實(shí)現(xiàn)，而其它部分在硬件中實(shí)現(xiàn)。
[0043]盡管已經(jīng)以針對結(jié)構(gòu)特征和/或過程操作的語言描述了主題，但是應(yīng)該理解的是在所附權(quán)利要求中限定的主題并不一定限于以上所述的特定特征或動作。相反，作為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式公開了以上所述的特定特征和動作。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 傳感器設(shè)備，其被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，檢測所述用戶的所述身體部位的觸摸壓力依賴特性； 圖像采集設(shè)備，其被配置為當(dāng)所述用戶利用所述身體部位接觸所述觸摸表面時，采集所述用戶的所述身體部位的至少部分圖像；以及 處理器，其被配置為將所述至少部分圖像與由所述用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)，對由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量與所述傳感器設(shè)備的與所述用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較，并且發(fā)起指令來移動所述身體部位，以朝向所述傳感器設(shè)備的與所述用戶相關(guān)聯(lián)的所述期望的壓力量來調(diào)整由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過確定所述觸摸表面的由所述身體部位按壓的區(qū)域來將所述至少部分圖像與施加在所述觸摸表面上的所述壓力量相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器設(shè)備包括脈搏血氧計(jì)傳感器設(shè)備或心率傳感器設(shè)備的至少其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括指示器，所述指示器被配置為向所述用戶提供移動所述身體部位的所述指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶的所述觸摸壓力依賴特性包括與所述用戶的所述身體部位中的血液相關(guān)聯(lián)的血氧飽和度、葡萄糖濃度、一氧化碳(CO)濃度或者二氧化碳(CO2)濃度的至少其中之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像采集設(shè)備包括照相機(jī)或觸摸面板的至少其中之一。
7.一種系統(tǒng),包括: 傳感器設(shè)備，其被配置為當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，檢測所述用戶的所述身體部位的觸摸壓力依賴特性； 圖像采集設(shè)備，其被配置為當(dāng)所述用戶利用所述身體部位接觸所述觸摸表面時，采集所述用戶的所述身體部位的至少部分圖像；以及 處理器，其被配置為將所述至少部分圖像與由所述用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)，對由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量與所述傳感器設(shè)備的與所述用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較，并且根據(jù)所述比較來發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償包括發(fā)起指令來移動所述身體部位，以朝向所述傳感器設(shè)備的與所述用戶相關(guān)聯(lián)的所述期望的壓力量來調(diào)整由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償包括對測量所述觸摸壓力依賴特性的信號進(jìn)行修改。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，對測量所述觸摸壓力依賴特性的所述信號進(jìn)行修改包括丟棄包含所述信號的至少一部分的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，對測量所述觸摸壓力依賴特性的所述信號進(jìn)行修改包括從所述信號中去除偽影。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，通過確定所述觸摸表面的由所述身體部位按壓的區(qū)域來將所述至少部分圖像與施加在所述觸摸表面上的所述壓力量相關(guān)聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括指示器，其被配置為向所述用戶提供移動所述身體部位的所述指令。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像采集設(shè)備包括照相機(jī)或觸摸面板的至少其中之一。
15.一種方法，包括: 當(dāng)用戶利用身體部位接觸觸摸表面時，檢測所述用戶的所述身體部位的觸摸壓力依賴特性； 當(dāng)所述用戶利用所述身體部位接觸所述觸摸表面時，采集所述用戶的所述身體部位的至少部分圖像； 將所述至少部分圖像與由所述用戶施加在所述觸摸表面上的壓力量相關(guān)聯(lián)； 對由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量與和所述用戶相關(guān)聯(lián)的期望的壓力量進(jìn)行比較；以及 根據(jù)所述比較來發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償包括發(fā)起指令來移動所述身體部位，以朝向與所述用戶相關(guān)聯(lián)的所述期望的壓力量來調(diào)整由所述用戶施加在所述觸摸表面上的所述壓力量。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，發(fā)起對所述觸摸壓力依賴特性的補(bǔ)償包括對測量所述觸摸壓力依賴特性的信號進(jìn)行修改。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，對測量所述觸摸壓力依賴特性的所述信號進(jìn)行修改包括丟棄包含所述信號的至少一部分的數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，對測量所述觸摸壓力依賴特性的所述信號進(jìn)行修改包括從所述信號中去除偽影。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過確定所述觸摸表面的由所述身體部位按壓的區(qū)域來將所述至少部分圖像與施加在所述觸摸表面上的所述壓力量相關(guān)聯(lián)。
【文檔編號】G06F3/044GK104423767SQ201410557668
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】D·S·克里斯特曼, A·梅赫塔 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司