专利名称：用于对触摸屏进行校准的电子设备和方法
技术领域：
本发明一般地涉及具有触摸屏 的电子设备的领域，并且更特别地，涉及对触摸屏的性能进行校准以提供积极用户体验的电子设备的领域。
背景技术：
诸如智能电话的许多电子设备可以包括作为用于数据输入和输出的用户界面的触摸屏。触摸屏是彼此协调进行工作的视觉显示器和触敏表面的组合。在触敏表面处的用户接触与在显示器的显示区域内的特定存在和位置相关。用户通常使用手指或触针来接触触摸屏的触敏表面。用户越来越依赖于准确并且清新的触摸屏交互来驱动最新一代的移动设备。这需要通过对用户可用的各种设备配置来进一步加强。与设备配置有关的一些趋势包括逐渐移除专用导航键或操纵杆、逐渐增加对复杂手指姿势(多手指、手指力感测等)的使用、以及继续推进朝着产生屏幕上的更小且更加紧密地聚集的图标和网页链接的更高分辨率显示器。问题在于，对于大多数的用户而言，对用户输入的一体通用(one-size-fits-all)的响应并不总是产生最好的用户体验。不同的用户可以用不同大小的手指或触针来接触触摸屏的触敏表面。因此，每个用户都可能期望与触摸屏的用户的交互的校准或者其他的特殊设置。对用户的触摸屏设备的用户输入的校准可以导致更好更有效的用户体验。
图I是根据本发明的实施例的平面视图。图2是图I的实施例的示例性部件的框图。图3A和图3B是图示基于在生物测量传感器处检测到的较大对象的实施例的示例性操作的屏幕视图。图4A和图4B是图示了基于在生物测量传感器处检测到的较小对象的图3A和图3B的示例性操作的屏幕视图。图5A和图5B是图示基于在生物测量传感器处检测到的较大对象的另一实施例的示例性操作的屏幕视图。图6A和图6B是图示基于在生物测量传感器处检测到的较小对象的图5A和图5B的示例性操作的屏幕视图。图7A和图7B是图示根据本发明的另一实施例的示例性操作的屏幕视图。图8是表示根据本发明的另一实施例的示例行操作的流程图。图9是根据本发明的另一实施例的平面视图。图10是根据本发明的另一实施例的平面视图。
具体实施方式
公开了一种用于允许使用来自具有读取器的设备上的生物测量(例如，指纹)传感器或这样的读取器的生物测量数据来对触摸屏传感器或显示器进行校准的设备和方法。能够针对若干独立用户来准确地收集并且连续地修正与一个或多个特定数字或对象相关的生物测量数据。本发明的一个方面是具有用户界面的电子设备，其中电子设备能对用户界面进行校准。该设备包括生物测量传感器、触摸屏以及至少一个处理器。生物测量传感器被配置为检测用户输入。触摸屏包括显示器和与该显示器相关联的触摸传感器。处理器或多个处理器被配置为基于在生物测量传感器处检测到的用户输入来对触摸屏的显示器或触摸传感器中的至少一个进行校准。本发明的另一方面是用于使用生物测量传感器来校准触摸屏的电子设备的方法。在生物测量传感器处检测用户输入。响应于在生物测量传感器处检测到用户输入来配置触摸屏。
参考图1，图示了根据本发明的示例性便携式电子设备100的立体图。设备100可以是能提供触摸屏交互能力的任何类型的设备。便携式电子设备100的示例包括但不限于，移动设备、无线设备、平板计算设备、个人数字助理、个人导航设备、触摸屏输入设备、基于触摸或笔的输入设备、便携式视频和/或音频播放器等。应当理解，便携式电子设备100可以采取各种形状因子的形式，诸如但不限于，棒、平板、翻板/夹子、滑动器以及旋转器形状因子。对于一个实施例，便携式电子设备100具有外壳,该外壳包括前表面101,该前表面101包括可视显示器103和用户界面。例如，用户界面可以是包括覆盖显示器103的触敏表面的触摸屏。对于另一实施例，便携式电子设备100的用户界面或触摸屏可以包括触敏表面，该触敏表面由不覆盖任何类型的显示器的外壳来支承。对于又一实施例，便携式电子设备100的用户界面可以包括一个或多个输入键105。输入键或多个键105的示例包括但不限于，阿尔法或数字小键盘或键盘的键、物理键、触敏表面、机械表面、多点方向键以及侧按钮105。便携式电子设备100还可以包括在表面处的用于音频输出和输入的小孔107、109。应当理解，便携式电子设备100可以包括显示器和界面的各种不同的组合。本发明包括诸如指纹传感器的生物测量传感器111。生物测量传感器111是能够捕获由传感器扫描的对象的数字图像的输入设备。例如，指纹传感器是捕获人类手指的端部的数字图像的特殊类型的生物测量传感器。具体地，手指的指纹图案由指纹传感器来捕获，并且此后，由相关的装置来处理以重新创建与手指相对应的生物测量模板。诸如指纹传感器的生物测量传感器可以利用光学技术、超声波技术、电容技术、RF成像技术或其它技术来捕获数字图像。生物测量传感器111可以用于基于在典型的用户扫描或扫动动作期间所捕获的图像大小和/或形状来估计用户的手指(或其它目标)特征。使用诸如手指的大小估计的手指特征，触摸屏灵敏度和对象大小被优化用于该测量到的数据。参考图2，示出了表示可以用于根据本发明的实施例的示例部件的框图。该示例性实施例可以包括一个或多个无线收发信机201、一个或多个处理器203、一个或多个存储器205、一个或多个输出部件207以及一个或多个输入部件209。每个实施例都可以包括用户界面，该用户界面包括一个或多个输出部件207以及一个或多个输入部件209。每个无线收发信机201可以利用用于通信的无线技术，诸如但不限于，诸如模拟通信的基于蜂窝的通信(使用AMPS)、数字通信(使用CDMA、TDMA、GSM、iDEN、GPRS、或EDGE)以及下一代通信(使用UMTS、WCDMA, LTE、LTE-A或IEEE 802. 16)及其变体，如由蜂窝收发信机311所表示的。每个无线收发信机201还可以利用用于通信的无线技术，诸如但不限于，诸如HomeRF、蓝牙以及IEEE 802. 11 (a，b，g或η)、无线HDMI的对等或自主通信；无线USB，以及诸如红外技术的其它形式的无线通信，如由WLAN收发信机213所表示的。而且，每个收发信机201都可以是接收机、发射机或二者。处理器203可以基于从一个或多个输入部件209接收到的信息来生成命令。处理器203可以单独地或结合诸如在存储器205中存储的信息的其它数据来处理所接收到的信息。因此，内部部件200的存储器205可以由处理器203来使用以存储数据并且检索数据。可以由存储器205存储的数据包括但不限于，操作系统、应用以及数据。每个操作系统都包括控制便携式电子设备的基本功能的可执行代码，便携式电子设备的基本功能诸如在内部部件200的部件之间的交互、经由每个收发信机201和/或设备接口(见下文)与外部设备的通信、以及到存储器205的应用和数据的存储以及从存储器205中的应用和数据的检 索。每个应用都包括可执行代码，该可执行代码操作系统来提供用于便携式电子设备的更具体的功能。而且，处理器能够执行与在输出部件207处所示出的特定小部件相关联的应用。数据是非可执行代码或信息，该非可执行代码或信息可以由操作系统或用于执行便携式电子设备的功能的应用来引用和/或操纵。存储器205可以包括构成或以其他方式促进根据本发明的特定操作的各种模块。存储器205可以包括配置管理器模块，该配置管理器模块基于由生物测量传感器所检测到的生物测量大小数据(例如，反映手指大小的数据)来配置触摸传感器灵敏度和图标/图像大小。随后，配置管理器模块可以基于从诸如用户的登录记录或用户界面进入的用户活动所收集到的图像大小数据的统计估计来修正校准。存储器206还可以包括校准管理器模块。可以基于由生物测量传感器所检测到的生物测量大小数据来校准所显示的图像。因为用户的手指用法可能不同(拇指、食指等)，可以根据用户的风格来修正预期的大小。校准管理器模块可以对基于最近收集的数据来调整大小的图标/图像进行校准。诸如生物测量传感器111、触摸屏的触敏表面或用户界面的其它部件的输入部件209可以响应于检测到诸如扫描或扫动的手势来产生输入信号。此外，输入部件209可以包括一个或多个额外的部件，诸如诸如光学传感器的视频输入部件(例如，相机)；诸如麦克风的音频输入部件；以及诸如按钮或键选择传感器、触摸板传感器、其他触敏传感器、电容传感器、运动传感器以及开关的机械输入部件或激励器。类似地，内部部件200的输出部件207可以包括一个或多个视频输出、音频输出和/或机械输出。例如，输出部件207可以包括触摸屏的可视显示器103。其它输出部件207可以包括视频输出部件，诸如阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器、白炽灯、荧光灯、前或后投射显示器以及发光二极管指示器。输出部件207的其它示例包括音频输出部件，诸如扬声器、警报器和/或蜂鸣器；和/或机械输出部件，诸如基于振动或运动的机构。内部部件200还可以包括设备接口 215，用于提供对辅助部件或附件的直接连接，以用于额外的或增强的功能。此外，内部部件200优选地包括用于将电力提供给其它内部部件的诸如便携式电池的电源217，并且允许便携式电子设备100的便携性。
应当理解，图2被提供仅用于说明性目的，并且用于图示根据本发明的便携式电子设备的部件，并且并不意在是便携式电子设备所需要的各种部件的完整示意图。因此，便携式电子设备可以包括图2中未示出的各种其它部件，或者可以包括两个或更多个部件的组合或特定部件称为两个或更多个单独的部件的划分，并且仍然在本发明的范围内。参考图3A、图3B、图4A以及图4B，可以基于在便携式电子设备100的生物测量传感器111处所收集到的生物测量数据来校准由触摸屏103的触摸传感器所预期的目标区域301、401。图3A图示了由生物测量传感器111所检测到的第一感测区域303，该第一感测区域303大于可以由生物测量传感器111所检测到的图4A的第二感测区域403。第一感测区域303和第二感测区域403的大小取决于由用户用于接触生物测量传感器111的手指或目标。对于一个实施例，由于图3A的第一感测区域303大于图4A的第二感测区域403，那么用户可能在第一感测区域已经使用了较大的手指，而在第二感测区域已经使用了较小的手指。对于另一实施例，具有较大手指的第一用户可能已经触摸了第一感测区域303，而 具有较小手指的第二用户可能已经触摸了第二感测区域403。对于又一实施例，用户在一个时间段可能已经更努力地按压了第一感测区域303，并且在不同的时间段，以更小的力按压了第二感测区域403。在所有的情况下，由生物测量传感器111所收集的生物测量数据用于对由触摸屏103的触摸传感器所预期的目标区域301、401进行校准。如由图3B和图4B所表示的，可以基于由便携式电子设备100的生物测量传感器111所检测到的感测区域303、403的大小来校准由触摸屏103的触摸传感器所预期的目标区域301、401的得到的大小。图3B图示了大于在图4B的触摸传感器401处的第二目标区域401的在触摸传感器处的第一目标区域301。因此，在生物测量传感器111处的更大的感测区域303导致了由触摸传感器所预期的更大的目标区域301，而在生物测量传感器111处的更小的感测区域403导致了由触摸传感器所预期的更小的目标区域401。通过基于生物测量数据来校准触摸屏103，可以最小化在触摸屏103处的误操作(falsing)。参考图5A、图5B、图6A以及图6B，可以基于在便携式电子设备100的生物测量传感器111处所收集的生物测量数据来校准由触摸屏103所显示的图标或图像501、601。类似于图3A和图4A，图5A图示了由生物测量传感器111检测到的第一感测区域303，该第一感测区域303大于可以由生物测量传感器111检测到的图6A的第二感测区域403。如由图5B和图6B所表示的，可以基于由便携式电子设备100的生物测量传感器111所检测到的感测区域的大小来校准触摸屏103的图标或图像501、601的得到的大小。图5B图示了在触摸屏103处的第一图标或图像501，该第一图标或图像501大于在图6B的触摸屏103处的第二图标或图像601。因此，在生物测量传感器111处的更大的感测区域303导致了由触摸屏103所显示的更大的图标或图像501，而在生物测量传感器111处的更小的感测区域403导致了触摸屏103所显示的更小的图标或图像601。应当理解，对于另一实施例，除了上文所描述的实施例以外，可以基于在便携式电子设备100的生物传感器111处所收集的生物测量数据来校准由触摸屏103的触摸传感器所预期的目标区域301和由触摸屏103所显示的图标或图像501、601 二者。参考图7A和图7B，便携式电子设备100的生物测量传感器111可以被用作校准记录器。如图7A中所示，用户可以通过用户发起的动作或通过触摸屏103的引发来触摸触摸屏103的触摸传感器的一个或多个位置701。在触摸传感器处所收集的接触信息可以被存储在便携式电子设备100的存储器205中。此后，如图7B中所示，可以响应于用户的登录过程来校准或调整触摸屏103的触摸传感器和/或图标的目标区域。登录过程可以包括检测用户接触703并且收集生物测量数据的生物测量传感器111。作为响应，处理器203可以使所收集的生物测量数据与在存储器205处存储的接触信息相结合，并且基于该关联的结果对目标区域301和/或由触摸屏103所显示的图标或图像进行校准或调整。例如，可以基于常见的手指大小和/或指纹来对目标区域301和图标进行校准或调整。参考图8，示出了表示根据本发明的的示例性操作800的流程图。对于该示例性操作800，可以在步骤810处设置默认的输入模式和各种配置。例如，便携式电子设备100的一个或多个处理器203可以配置诸如存储器205、输出部件207以及输入部件209的特定部件，以用于默认的输入检测、默认的输入区、系统增益以及设定或调节阈值。一旦设置了默认的输入模式和配置，输入部件209就可以在步骤820处等待交互事件(即，用户输入的检测)。当检测到交互事件时，在步骤830处一个或多个处理器203可以确定该交互事件是否在生物测量传感器111处被检测到。例如，生物测量传感器111可以检测用户输入的线性 维度，即在指纹传感器上的扫动动作。在步骤840处，处理器或多个处理器203还可以确定该交互事件是否是与输出部件207 (诸如触摸屏的显示器)和/或输入部件209 (诸如触摸屏的触摸传感器)相关联的校准事件。应该注意，步骤840可以在步骤830之前、之后或与步骤830同时地发生。还应该注意，由图8没有示出的其它步骤也可以响应于基于在生物测量传感器111处所接收到的诸如认证过程的用户输入的交互事件或用户输入的检测而发生。认证过程的示例包括但不限于，验证由生物测量传感器11所捕获的第一指纹与在存储器205处存储的第二指纹之间的匹配的自动化方法。步骤中的附加的另一示例是，当设备为空闲或休眠时，设备激活和唤醒过程。在这样的情况下，当显示器不活动时，触摸屏的显示器可以响应于检测到用户输入的生物测量传感器而被激活。如果一个或多个处理器203确定了没有在生物测量传感器111处检测到交互事件或者交互事件不与输出部件207和/或输入部件209相关联，则在步骤820处生物测量传感器将继续等待交互事件。如果一个或多个处理器203确定了在生物测量传感器111处检测到交互事件或交互事件与输出部件207和/或输入部件209相关联，则在步骤850处，处理器中的一个可以确定校准水平。对于一个实施例，生物测量传感器111是能够检测指纹传感器上的线性移动并且响应于该线性移动捕获生物测量图案的指纹传感器。触摸屏的触摸传感器包括多个输入区。响应于检测到用户输入，一个或多个处理器基于该用户输入的大小来对触摸传感器的一个或多个输入区的区的大小进行校准。对于另一实施例，触摸屏的显示器包括多个可视区，并且一个或多个处理器响应于检测到用户输入，基于该用户输入的大小来对显示器的一个或多个可视区的区大小进行校准。对于又一实施例，一个或多个处理器可以响应于检测到用户输入，基于该用户输入的大小来对一个或多个输入区的第一区大小和显示器的一个或多个可视区的第二区大小进行校准。对于上述实施例，校准可以基于用户输入与在存储器205处存储的多个校准水平的相关性，或者替代地，基于用户输入生成校准水平的数学公式。响应于确定了校准水平，在步骤860处，一个或多个输出部件207可以配置显示器的一个或多个新的可视区。得到的新的可视区的示例由在图5B和图6B的触摸屏103处的图标或图像501、601来图示。替代地，响应于确定了校准水平，在步骤870处，一个或多个输入部件209可以配置触摸传感器的一个或多个新的输入区。得到的新的输入区的示例由在图3B和图4B的触摸传感器处的目标区域301、401来图示。各种实施例可以受益于由图8所表示的示例性操作800。在第一次登录期间，可以要求用户键入要用于验证的一个或多个手指。如果用户对提供用于安全性的指纹图像不感兴趣，则可能要求用户扫动期望用于导航触摸显示器的手指或多个手指，而不记录用户的指纹。如果用户更偏好还避免键入该数据，则只要传感器被启用，当用户利用生物测量传感器111来进行导航时，就可以在空中收集用户数据。如果生物测量传感器11没有提供数据或者如果在便携式电子设备100上不存在生物测量传感器11，则可以要求用户直接地触摸用于校准目的的传感器或者在正常使用期间提取校准数据。参考图9，示出了其中触摸屏的触摸传感器不覆盖触摸屏的显示器的实施例900。对于图9中所示出的特定实施例900，触摸屏包括覆盖显示器的第一触摸传感器910，但是第二触摸传感器920被提供在显示器附近。例如，第一触摸传感器910由第一外壳来支承，并且第二触摸传感器920由可移动地附连到第一外壳的第二外壳来支承。因此，与图9中 所示出的实施例900的打开位置相反，当该实施例处于其闭合位置时，第二触摸传感器920可以在第一触摸传感器的对面的显示器的侧面。应当注意，本发明的概念还可以适用于具有触摸屏和/或邻近或以其他方式位于设备的外表面的触摸表面，而没有覆盖显示器的触摸屏的显示器。如果提供了第一触摸传感器910，则触摸传感器可以检测如由接触点930所表不的一个或多个用户输入。如图9中所示，第二触摸传感器920可以检测如由接触点940所表示的一个或多个用户输入。例如，第二触摸传感器920可以包括垂直导体950和与该垂直导体正交的水平导体960的栅格，其中，可以基于由垂直导体和水平导体所感测到的信号来检测用户输入的位置或多个位置。因此，响应于在生物测量传感器970处检测到用户输入，一个或多个处理器可以基于该用户输入的大小来对第二触摸传感器920的一个或多个输入区的区大小进行校准。参考图10，示出了实施例1000，其中不论是否由便携式电子设备来提供生物测量传感器，该生物测量传感器都不用于由该附图所表示的过程。对于该特定实施例1000，可以在触摸屏的触摸传感器1020处检测到在一个或多个接触点1010处的生物测量数据的用户输入。可以通过在触摸传感器处所捕获的或以其他方式所检测到的生物测量数据来完成触摸屏传感器或显示器的校准。对于该实施例1000，触摸传感器检测用户输入的大小。用户输入的大小可以是线性的，诸如在每个接触点1010处的宽度测量或高度测量；或者是多维的，诸如在每个接触点处的宽度和高度测量。响应于检测到用户输入，一个或多个处理器基于该用户输入的大小来对触摸传感器的一个或多个输入区的区大小进行校准。对于另一实施例，触摸屏的显示器包括多个可视区，并且一个或多个处理器响应于检测到用户输入，基于该用户输入的大小(例如，指纹大小)来对显示器的一个或多个可视区的区大小进行校准。对于又一实施例，一个或多个处理器可以响应于检测到用户输入，基于该用户输入的大小来校准一个或多个输入区的第一区大小以及显示器的一个或多个可视区的第二区大小二者。本发明还具有对其中设备由诸如博物馆里的手持讲解员的多个人使用的情况的适用性。快速和准确的校准能够改进与大小、年龄或影响手指或目标大小的其它物理差异无关的用户体验。设法解决用户解剖学中的这种差异来在没有损害的情况下提供增强的性能，以在统计上加览手指和对象类型的划痕(swath)。当移动设备变成个人和企业数据的中心储存库时，安全考虑将有助于推动更多的这样的产品来利用指纹认证。交易系统的能力也可以推动朝着增加支持触摸的产品中的指纹读取器的部署的趋势。具有多数任何其它导航设备的美观性盖子和较小轮廓的指纹读取器已经上市，这将进一步扩展该技术的采用。
虽然已经说明并且描述了本发明的优选实施例，但是应当理解的是本发明并不局限于此。在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员将想到许多修改、改变、变化、替换以及等同物。
权利要求
1.一种具有用户界面的电子设备，所述电子设备能够校准所述用户界面，所述设备包括 生物测量传感器，所述生物测量传感器被配置为检测用户输入； 触摸屏，所述触摸屏包括显示器和触摸传感器；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为基于在所述生物测量传感器处检测到的所述用户输入来对所述触摸屏的所述显示器或所述触摸传感器中的至少一个进行校准。
2.根据权利要求I所述的电子设备，其中，所述生物测量传感器是指纹传感器，所述指纹传感器能够检测在所述指纹传感器上的线性移动，并且响应于所述线性移动捕获生物测量图案。
3.根据权利要求I所述的电子设备，其中，所述触摸传感器与所述显示器相关联并且覆盖所述显示器的至少一部分。
4.根据权利要求I所述的电子设备，其中，所述触摸传感器被定位在所述设备的外表面，而不覆盖所述显示器。
5.根据权利要求I所述的电子设备，其中，所述生物测量传感器检测所述用户输入的大小。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述触摸传感器包括多个输入区，并且所述至少一个处理器基于所述用户输入的大小来对所述触摸传感器的一个或多个输入区的区大小进行校准。
7.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述显示器包括多个可视区，并且所述至少一个处理器基于所述用户输入的大小来对所述显示器的一个或多个可视区的区大小进行校准。
8.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述生物测量传感器检测所述用户输入的线性维度。
9.根据权利要求I所述的电子设备，其中，当所述显示器是不活动的时，响应于所述生物测量传感器检测到所述用户输入来激活所述触摸屏的所述显示器。
10.一种电子设备的方法，所述电子设备用于使用生物测量传感器来校准触摸屏，所述方法包括 在所述生物测量传感器处检测用户输入；以及 响应于在所述生物测量传感器处检测到所述用户输入来配置所述触摸屏。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述生物测量传感器处检测用户输入的步骤包括检测在指纹传感器上的线性移动，并且响应于所述线性移动来捕获生物测量图案。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述触摸屏包括显示器和触摸传感器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述触摸传感器与所述显示器相关联并且覆盖所述显示器的至少一部分。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述触摸传感器被定位在所述设备的外表面，而不覆盖所述显示器。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述生物测量传感器处检测用户输入的步骤包括检测所述用户输入的大小。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，配置所述触摸屏的步骤包括基于所述用户输入的大小来配置所述触摸传感器的一个或多个输入区的区大小。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，配置所述触摸屏的步骤包括基于所述用户输入的大小来配置所述显示器的一个或多个可视区的区大小。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述生物测量传感器处检测用户输入的步骤包括检测所述用户输入的线性维度。
19.根据权利要求I所述的方法，进一步包括对所述用户输入进行认证。
20.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 检测所述显示器是不活动的；以及 响应于检测到所述用户输入并且检测到所述显示器是不活动的，来激活所述触摸屏的所述显示器。
全文摘要
公开了用于对触摸屏进行校准的电子设备和方法。提供了一种用于使用生物测量传感器的对触摸屏进行校准的电子设备和方法。该触摸屏包括显示器和与该显示器相关联的触摸传感器。生物测量传感器被配置成检测用户输入。基于在生物测量传感器处检测到的用户输入来校准触摸屏的显示器和/或触摸传感器。
文档编号G06F3/041GK102707827SQ20121004658
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月27日 优先权日2011年2月28日
发明者吉里·斯拉比, 约翰·克朗恩布尔, 罗杰·W·阿迪 申请人:摩托罗拉移动公司