在手持設(shè)備上用于單手及多模式交互的握力傳感器陣列及方法
【專利說明】在手持設(shè)備上用于單手及多模式交互的握力傳感器陣列及方法
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本專利申請要求享有2013年4月19日提交的題名為“Grip Force Sensor Arrayfor One-Handed and Multimodal Interact1n on Handheld Devices and Methods，，的非臨時性申請N0.13/866，502的優(yōu)先權(quán)，并且上述申請被轉(zhuǎn)讓給于此的受讓人，而且好像在下文中充分闡述其全部內(nèi)容并且出于所有適用的目的，在此將其以引用的方式明確地并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容的多個方面總體上涉及用于手持設(shè)備的用戶接口，并且更為具體地，涉及用于利用力傳感器的手持設(shè)備的用戶接口。
【背景技術(shù)】
[0004]觸摸屏顯示器是在近來的手持設(shè)備(例如，蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、智能電話、便攜式多媒體播放器(PMP)、平板式計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等)中普遍使用的用戶接口。在觸摸屏手持設(shè)備上的交互典型地限制于觸摸屏顯示器上的X坐標(biāo)和y坐標(biāo)。盡管可以在z平面中添加額外的交互以測量觸摸力，但是由于通常需要雙手操作(即，利用一只手握住該設(shè)備，而利用另一只手進(jìn)行交互)，在與該手持設(shè)備的交互中仍然存在較大的限制。因此，可能很難執(zhí)行雙手操作，而這是在用戶試圖選擇較小目標(biāo)時或在針對屏幕上的目標(biāo)操作需要精細(xì)的動態(tài)運(yùn)動動作時常常需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]下面給出了本公開內(nèi)容的一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。該概述不是本公開內(nèi)容的所有預(yù)期特征的廣泛綜述，并且既不旨在鑒別本公開內(nèi)容的所有方面的關(guān)鍵或核心元素，也不旨在界定本公開內(nèi)容的任何方面或所有方面的范圍。其唯一的目的是以簡要的形式給出本公開內(nèi)容的一個或多個方面的一些概念，以作為稍后給出的更加詳細(xì)的描述的序言。
[0006]本公開內(nèi)容的多個方面涉及裝備有沿設(shè)備的一個側(cè)面或兩個側(cè)面布置的力傳感器的一個或多個陣列的手持設(shè)備，其中該力傳感器的一個或多個陣列可以提供用于操作該設(shè)備的新穎的用戶接口。該傳感器可以被配置為:識別操作該設(shè)備的用戶的各種抓握模式、姿態(tài)、以及生物識別信息。除了使用觸摸屏之外還使用該力傳感器陣列，提供了用于操作手持設(shè)備的新的范例。
[0007]在一個方面中，本公開內(nèi)容提供了一種包括處理器和操作地耦合到該處理器的力傳感器的第一陣列的手持設(shè)備。該力傳感器的第一陣列沿該手持設(shè)備的第一邊緣放置，并且該第一陣列被配置為檢測抓握模式。該處理器被配置為將所述抓握模式與生物識別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在一些方面中，該手持設(shè)備可以進(jìn)一步包括在該設(shè)備的背面上的力傳感器矩陣，該力傳感器矩陣可以與該手持設(shè)備的觸摸屏顯示器一起操作以提供用戶接口。
[0008]本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種用于操作手持設(shè)備的方法。該手持設(shè)備可以利用一只手或兩只手握住。利用放置于沿該手持設(shè)備的第一邊緣的力傳感器的第一陣列來檢測抓握模式。將該抓握模式與生物識別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較?？梢曰谠摫容^結(jié)果對用戶進(jìn)行認(rèn)證。對應(yīng)于所檢測的抓握來執(zhí)行用戶接口操作。該生物識別數(shù)據(jù)可以包括一個或多個預(yù)定抓握模式。
[0009]在本公開內(nèi)容的一些方面中，該第一陣列的鄰近傳感器之間的距離(例如，間距)實(shí)質(zhì)上等于或小于用戶的手指的寬度。
[0010]根據(jù)接下來的【具體實(shí)施方式】的評述，本發(fā)明的這些以及其它方面將得到更充分的理解。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面的以前視圖、左側(cè)視圖、以及右側(cè)視圖示出具有力傳感器的手持設(shè)備的概念圖。
[0012]圖2是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的與力傳感器陣列的可能的交互的一些例子的圖。
[0013]圖3是示出了可以從力傳感器陣列提取的信息/特征的一些例子的圖。
[0014]圖4是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的在移動設(shè)備上可操作的單手交互的一些例子的圖。
[0015]圖5是示出了用于采用處理系統(tǒng)的裝置的硬件實(shí)施方式的例子的概念圖。
[0016]圖6是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的裝備有力傳感器的移動設(shè)備的立體圖的概念圖。
[0017]圖7是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的力傳感器組合件的立體圖的概念圖。
[0018]圖8是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的圖7的力傳感器組合件的一些部件的立體圖的概念圖。
[0019]圖9是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的附接于移動設(shè)備的圖7的力傳感器組合件的截面圖的概念圖。
[0020]圖10是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的圖5的處理器的一些功能塊的概念方框圖。
[0021]圖11是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的包括力傳感器陣列系統(tǒng)的手持設(shè)備的概念方框圖。
[0022]圖12是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的可以在圖11的手持設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)的示例性狀態(tài)機(jī)的流程圖。
[0023]圖13是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的操作裝備有力傳感器陣列的手持設(shè)備的方法的流程圖。
[0024]圖14是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多個方面的使用雙手姿態(tài)在手持設(shè)備上進(jìn)行操作的概念圖。
[0025]圖15是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的方面的具有力傳感器矩陣1502的手持設(shè)備的背面的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖闡述的【具體實(shí)施方式】旨在作為各種配置的描述，并不旨在表示在其中可以實(shí)踐本文所描述概念的唯一配置。出于提供對各種概念的全面理解的目的，【具體實(shí)施方式】包括具體細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是沒有這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)踐這些概念。在一些實(shí)例中，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和部件以避免對這些概念造成t吳糊。
[0027]在觸摸屏出現(xiàn)之前，手持設(shè)備(例如，移動設(shè)備)通常被設(shè)計(jì)為用于單手操作，這是因?yàn)樵谠S多的使用場景和環(huán)境期間(例如，拿著雜貨、牽著小孩的手等)，移動用戶常常沒有兩只手可用。
[0028]盡管一些用戶可以通過使用拇指作為選擇器來利用單手與觸摸屏設(shè)備進(jìn)行交互，但是這種方法依賴于拇指的徑向到達(dá)距離。對于具有較小的手的用戶來說，使用拇指作為選擇器已經(jīng)被證實(shí)是困難的(特別是在較大的顯示器上當(dāng)許多目標(biāo)完全在到達(dá)距離之外時)。當(dāng)選擇離拇指太近的目標(biāo)(例如，在顯示器的內(nèi)側(cè)邊緣的底部)時，就連具有較大的手的用戶也會有困難。
[0029]即使對于某些用戶來說，拇指的徑向到達(dá)距離不是問題，用戶使用食指來操縱目標(biāo)(特別是小目標(biāo))通常是更容易且更簡單的，這是因?yàn)獒槍δ繕?biāo)操縱所需要的拇指的精細(xì)運(yùn)動動作可能是有問題的，特別是當(dāng)試圖以特定方向移動或操縱目標(biāo)時。因此，對于大多數(shù)用戶來說，食指通常是選擇器的選擇，這是因?yàn)槭持傅闹赶蛲ǔ１饶粗妇哂懈嗟淖杂啥?。因此，本公開內(nèi)容的多個方面針對在手持設(shè)備的操作期間提供改進(jìn)的單手目標(biāo)選擇和操縱的機(jī)構(gòu)及方法。
[0030]另外，近來的移動設(shè)備基本上是小尺寸計(jì)算機(jī)。幾乎所有用戶在PC及膝上型電腦上習(xí)慣的交互范例都是通過鼠標(biāo)類型的指向設(shè)備的，其典型地具有至少兩個按鈕一一一個用于主目標(biāo)選擇及操縱，而另一個作為輔助子菜單(或選擇菜單)或某些其它分配的輔助功能。本公開內(nèi)容的多個方面針對將允許用戶更自然地利用單手與觸摸屏手持設(shè)備進(jìn)行交互并且提供它們已在PC上使用的類似的功能的機(jī)構(gòu)及方法。
[0031]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面的以正平面視圖(a)、左側(cè)視圖(b)、以及右側(cè)視圖(c)示出手持設(shè)備100的概念圖。手持設(shè)備100包括主體102和在主體102的正面上的顯示部分104。顯示部分104可以具有觸摸感測功能(例如，觸摸屏顯示)。在一些例子中，顯示部分104可以是電容式的或電阻式的觸摸屏。手持設(shè)備100還具有沿設(shè)備的兩個側(cè)面放置的力傳感器陣列。例如，可以沿手持設(shè)備100的右側(cè)面或邊緣107放置力傳感器的第一陣列106，并且可以沿手持設(shè)備100的左側(cè)面或邊緣109放置力傳感器的第二陣列108。在一些方面中，力傳感器106和108可以是薄膜力傳感器。在一些方面中，力傳感器106和108可以是壓力傳感器。壓力傳感器的非限制性例子包括壓力轉(zhuǎn)換器、壓力傳送器、壓力指示器、壓強(qiáng)計(jì)、壓力計(jì)等。壓力傳感器的類型可以是壓阻式應(yīng)變計(jì)、電容式的、電磁式的、壓電式的、光學(xué)式的、以及電位式的。然而，本公開內(nèi)容并不受限于上述壓力傳感器?？梢允褂每梢詸z測壓力或力并提供成比例的輸出信號的任何合適的力傳感器。
[0032]在一個方面中，每個力傳感器之間的距離或間距⑵可以是大約lcm(中心到中心)，以便于檢測來自握住設(shè)備的用戶的每個單個手指的力的量。在另一個方面中，力傳感器的寬度(W)可以是大約1cm。這樣，該布置可以允許從沿傳感器陣列的任何位置放置的任何手指檢測到力。在各個方面中，力傳感器的寬度或傳感器之間的間距可以實(shí)質(zhì)上等于或小于典型的用戶的手指的寬度。例如，在本公開內(nèi)容的一些方面中，力傳感器的寬度和/或間距可以被適當(dāng)?shù)剡x擇為對應(yīng)于典型手指的標(biāo)稱寬度(例如，約Icm或更小)。因此，用戶可以自由地在任何位置將手指放置在力傳感器陣列上，而力傳感器仍然可以檢測出手指的正