利用指纹传感器的用户输入的制作方法
【专利说明】利用指纹传感器的用户输入
[0001 ]优先权
[0002]本申请要求于2013年9月16日提交的标题为“USER INPUT WITH FINGERPRINTSENSOR”的美国申请14/027，637的优先权，所述美国申请以引用的方式整体并入在此。
【背景技术】
[0003]装置如平板、智能手机、媒体播放器、电子书阅读器装置等等允许用户访问多种内容。此内容可与各种活动如电子商务、通信、医疗、教育等等相关联。
【附图说明】
[0004]图1示出被配置成至少部分基于从指纹传感器所接收的输入数据来执行一个或多个命令的装置。
[0005]图2示出指纹传感器和相对于传感器的各个轴和运动。
[0006]图3示出指纹传感器相对于装置的壳体的不同位置，其中指纹传感器被配置成控制装置的一个或多个功能。
[0007]图4示出装置的一个实现方式的截面侧视图，其中指纹传感器被布置在外部层下方。
[0008]图5示出确定与应用相关联的特定指纹命令的命令关联数据，其中指纹命令启动对装置的一个或多个功能的控制。
[0009]图6示出被配置成使用用于控制一个或多个功能的指纹传感器的装置的框图。
[0010]图7是处理输入数据来确定一个或多个命令以发起的过程的流程图。
[0011]图8是至少部分基于手指相对于指纹传感器的运动将输入数据处理为用于非身份功能或身份功能的命令的过程的流程图。
[0012]图9是处理输入数据并且至少部分基于指纹传感器的定向确定命令的过程的流程图。
[0013]现在将参照附图在下面更全面地描述某些实现方式和实施方案，在这些附图中示出了各个方面。然而，各个方面可被实现为许多不同的形式并且不应被解释为限于本文所阐述的实现方式。全文中相同的数字是指相同的元件。
【具体实施方式】
[0014]用户可使用装置如平板、智能手机、媒体播放器、电子书阅读器装置、基于计算机的工具、膝上型计算机等等。这些装置可用于娱乐、教育、维护、医疗和其他目的。这些装置可具有允许用户改变装置的操作的控件。例如，可提供按钮，当被激活时，所述按钮允许用户改变音量、滚动浏览网页等等。装置中包括这些控件可增加装置的成本、提高复杂性、降低总可靠度、约束设计等等。
[0015]装置可包括供识别特定用户之用的指纹传感器。识别可用来控制对装置功能的访问、授权付款选项等等。例如，医疗装置可被配置成使用指纹传感器来在呈现用户界面对装置的操作作出改变之前确定先前存储的指纹与已授权用户如护士相关联。在另一个实例中，指纹识别可用来授权金融业务负担来自电子商务网站的货物的费用。
[0016]这些指纹传感器被配置成生成描述邻近指纹传感器或一个或多个检测器视野内的对象的一个或多个物理特征的输入数据。例如，输入数据可包括用户的手指的图像。在一些实现方式中，指纹传感器可使用线性布置的检测器(又称“滑扫(swe印)”传感器)，输入数据随着对象移动通过检测器来生成。
[0017]在其他实现方式中，检测器可被配置成基本同时在区域上方获取信息，又称“区域传感器”。例如，成像芯片可在给定瞬间捕获用户的指尖的图像。
[0018]指纹传感器被配置成提供指示对象的一个或多个物理特征的输入数据。输入数据可表明对象的存在或缺失，并且还可提供有关对象相对于检测器的相对位置的信息。例如，输入数据可表明对象在滑扫传感器的左端处存在并且被检测到，并且滑扫传感器的右端处未检测到对象。
[0019]本公开中所描述的是用于使用来自一个或多个指纹传感器的输入数据来发起命令的技术和装置。这些命令可发起身份相关的功能、非身份相关的功能等等。因此指纹传感器可用来接受代替或除了与如用于识别的指纹特征相关联的数据之外的用户输入。在一些实现方式中，指纹传感器可使用提供传感器长度或区域的硬件来实现，所述区域比传统仅用于指纹检测的那些区域更大。例如，传统指纹传感器可具有对应于人指尖的近似宽度的约15毫米(“mm”)的长度。在一些实现方式中，本公开所描述的指纹传感器可具有20mm与50mm之间的长度。
[0020]使用本文所描述的指纹传感器所提供的附加输入功能提供了若干优点。例如，指纹传感器可用来接受用于控制装置上的音量的用户输入，从而消除了对单独的专用音量控件的需要。这通过省略对专用控件的需要来降低了用于建造装置的总材料成本。将指纹传感器作为输入装置使用还可通过消除部件如机械开关来增加装置的总可靠度。附加地，如本公开中所描述的指纹传感器的使用可去除允许替代性装置设计的专用控件的使用所强加的设计限制。例如，物理开关的去除可有助于针对环境因素(如水或灰尘)密封的构造。
[0021]指纹传感器的使用可允许附加的用户界面选项。在一个实现方式中，用户的手指沿着指纹传感器的运动速率可改变用户输入。例如，用户沿着传感器移动手指越快，音量可改变越迅速。在另一个实现方式中，用户手指沿着指纹传感器运动的方向(如从第一端到第二端或反之亦然)可改变用户输入。指纹传感器还可被配置成理解为是持久的或间歇的输入触件。例如，呈现在显示器上的文本可在手指在指纹传感器上的同时在预定速率下自动滚动，并且当用户从指纹传感器移开他们的手指时停止。在另一个实现方式中，用户对指纹传感器的间歇触摸或轻敲可激活命令如打开情境(context)菜单。
[0022]由向指纹传感器的输入的存在或缺失所激活或去激活的命令可基于装置状态来变化。装置状态可包括硬件状态或软件状态中的一个或多个。例如，当音频装置的硬件状态被静音或禁用时，代替用来改变音量的命令，向指纹传感器的输入可被配置成改变显示装置的亮度。在另一个实例中，当应用正请求识别功能时，指纹传感器可被配置成提供身份相关的功能，而在其他时间提供其他命令的其他输入和激活。
[0023]在一些实现方式中，输入相对于指纹传感器的方向性可至少部分基于装置相对于用户、三维空间或两者的定向来确定。例如，加速度计可被配置成确定局部相对于装置向下的方向。基于此确定，指纹传感器最上的第一端可与用来增加值的命令相关联，同时指纹传感器最下的第二端可与用来减小值的命令相关联。假设装置和指纹传感器被颠倒，那相关联的命令可被交换。例如，现在是最下的第一端将与用来减小值的命令相关联，而现在是最上的第二端将与用来增加值的命令相关联。
[0024]说明性系统
[0025]图1示出了环境100，所述环境100包括具有一个或多个指纹传感器104的装置102。装置102可以是平板、智能手机、媒体播放器、电子书阅读器装置、基于计算机的工具、膝上型计算机、输入附件装置等等。此说明中的装置102通过说明以“横排”模式来描绘，并且不作为限制。
[0026]在一个实现方式中，装置102可被配置用于手持或便携使用。在另一个实现方式中，装置102可包括输入附件装置，如被配置用于同非便携或半便携装置(如台式计算机或基于计算机的一体机)一起使用的键盘或鼠标。
[0027]指纹传感器104包括一个或多个检测器，所述一个或多个检测器被配置成随着人手指106移动通过一个或多个检测器的视野来检测人指纹的一个或多个特征。手指106可以若干方式移动通过指纹传感器104，包括但不限于指节到指尖、指尖到指节、手指106的左侧到手指106的右侧、手指106的右侧到手指106的左侧等等。指纹传感器104检测器可包括光学检测器、电容检测器、超声波检测器、热检测器、射频接收器、压电元件、或微机电装置中的一种或多种。光学检测器使用光线来收集数据。例如，可见光或红外线发光器以及相应可见光或红外线检测器可获取手指的图像数据。电容检测器测量手指的电容并且生成数据如图像。超声波检测器可使用超声波发射器和接收器来生成有关手指的数据。热检测器可使用一个或多个热传感器如微测热辐射计来检测来自手指的热量并且产生相应数据。射频接收器接收来自射频发射机的信号来生成有关手指的数据。手指特征施加给压电元件的压力可生成电信号，所述电信号可用来生成数据。微机电装置可机械地检测手指的特征，如通过一个或多个微悬臂的偏转。在这里所描绘的实现方式中，指纹传感器104可被沿着装置102的壳体的侧边108布置。
[0028]指纹传感器104中的检测器可被配置成从一维线性阵列(“滑扫”)或二维阵列(“区±或”)中产生数据。“滑扫”类型的指纹传感器随着手指106相对于一维线性阵列或成排的检测器移动来获取有关手指106的信息。相比之下，“区域”类型的指纹传感器基本同时获取有关手指106的信息，如使用二维成像芯片或二维微型机电压力阵列获取手指106的图像。常规“滑扫”指纹传感器通常沿着小于15_的长度检测输入，而常规“区域”指纹传感器在一侧小于15mm的矩形区域中检测输入。
[0029]这里所示的指纹传感器104包括具有大于15mm的传感器长度“L”的“滑扫”类型传感器。传感器长度是沿着接受输入的线的长度。相比之下，指纹传感器104的总长度可更大。指纹传感器104的传感器长度“L”可以是至少19mm并且可以小于51mm。滑扫传感器中的传感器阵列的宽度“W”可小于长度“L”。例如，宽度可小于5毫米。在使用“区域”类型传感器的实现方式中，长度、宽度或两者可超过15_。
[0030]指纹传感器104的延长大小还可有助于使用装置102进行生物特征认证。例如，给定更宽的传感器长度，认证可同时使用两根手指而不是单根手指。在另一个实现方式中，可提供同时发生的双用户认证。例如，用户Al ice和Barbara可同时在相同指纹传感器104上扫描他们的手指106以授权资金从AI i C e的账户转移到Barbara的账户。
[0031]除了手指106的压力和有关手指106上的特征的信息，指纹传感器104可被配置成获取有关手指106与指纹传感器104之间的手指位置或手指运动110中的一个或多个的信息。手指运动110的相对方向可用来提供输入信息。例如，手指106被大致垂直于指纹传感器104的长轴或平行轴移动的输入可发起与识别相关联的命令。相比之下，大致平行于指纹传感器104的长轴的手指运动110可发起非识别命令如改变音量设定、屏幕亮度、滚动窗口等等。以下参照图2更详细讨论这些运动。沿着指纹传感器104的触摸的确定位置也可用来提供输入信息。例如，手指106触摸指纹传感器104的第一半可发起第一命令，而手指106触摸第二半可发起第二命令。
[0032]手指运动110可独立于手指106的定向。例如，手指运动110可沿着垂直轴206，使得手指106从手指106的关节到指尖移动通过指纹传感器104。在另一个实例中，手指运动110也可沿着垂直轴206，使得手指106从手指106的左侧到手指106的右侧移动通过指纹传感器104，如作滚动运动。
[0033]这里所示的指纹传感器104被沿着装置102的壳体的侧边108布置，如在显示器112的右边。尽管描绘了单个指纹传感器104，但应理解，在其他实现方式中，装置102可包括在装置的其他位置处的附加的指纹传感器104。以下参照图3讨论替代性实施方案。显示器112可包括液晶显示器、干涉显示器、电泳显示器、发光二极管显示器等等中的一种或多种。
[0034]指纹传感器104被配置成耦接到指纹传感器输入模块114。在一些实现方式中，指纹传感器输入模块114可包括被配置成从一个或多个检测器获取信息并且生成输入数据116的专用集成电路或其他硬件。输入数据116可包括图像数据、点数据、指纹细节等等。例如，输入数据116可包括每秒十二帧下所获取并且每像素灰度8位所表达的一系列图像帧。在一些实现方式中，输入数据116可包括矢量数据，如手指106上的点的明显的运动方向和速度大小。此矢量数据可表达手指运动110。
[0035]情境确定模块118可被配置成至少基于硬件状态、软件状态或两者来确定装置102的当前情境。状态信息可包括但不限于输入和输出装置的状态、当前应用焦点、预定配置设定、应用执行状态等等。例如，情境确定模块118可被配置成确定应用正等待验证用户的身份。
[0036]命令关联数据120将特定应用或硬件设定与特定命令相关。在一个实现方式中，命令关联数据120可包括查找表。例如，媒体播放器应用可与用来提高或降低音量