CN100370405C - 使用触觉指导和双向分段笔划的输入方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于被触觉界标分段的双向笔划的输入方法。通过在输入过程中向用户给出关于笔划的长度的触觉反馈，极大地减小了对视觉显示的依赖。通过将单独的笔划连接为多笔划，可以输入复杂的命令，所述复杂的命令可以编码命令，数据内容或同时编码命令和数据内容。可以使用多笔划快速地穿越菜单分层。界标间的部分可以被用于连续和离散的参数项，产生了多功能交互范例。该输入方法不依赖被视觉地显示给用户的材料，并且由于触觉指导，可以被用作不用眼睛的用户接口。该方法特别地适用于使用头戴显示器和手腕佩戴的手表类型的设备的可佩戴计算机系统。

Description

使用触觉指导和双向分段笔划的输入方法和装置
技术领域
本发明一般地涉及移动计算中使用的装置和方法。更具体地，涉及这样的装置和方法，其中小型设备可以容易并且高效地处理输入数据。
背景技术
一般地，有多种可用于执行移动计算功能的设备。这些设备包括PDA，计算机化的手表或手表计算机和其它移动设备。
移动设备通常被使用于这样的情况，其中用户的注意力被在环境和使用设备本身之间划分。如果移动设备在意想不到的时间将信息“推”给用户和/或要求用户采取立即的行动(例如确认通知)，需要一种允许用户尽可能快地执行这些任务，以便最小化被分配给使用该设备的时间的输入方法。
另外，对于所述输入方法/用户接口，克服移动设备的如下缺点是有利的：
需要将设备诸如PDA从其外壳中取出来，取出输入笔，或翻开蜂窝电话，这些都增加了使用时间。
依赖于用于视觉反馈的显示，诸如基于输入笔的设备就是这种情况。
对交互过程中内容装载和精确性的要求。例如，PDA要求用户在触敏屏幕的二维平面上精确地移动输入笔。使用许多按钮的设备要求用户以协调的方式从一个按钮到另一个按钮地移动手指。
增加的社交可接受性的要求。现在的设备不是社交可接受的，因为一般地对所述设备的使用不是不引人注意的。在该环境中的其它人知道所述设备正被使用的事实。
即时可访问功能的窄的范围。虽然通过使用导航可以增加功能，一般地，导航需要视觉反馈，尤其是在功能被以分层方式组织的情况下。这种系统中的导航给用户带来了高的认知负担，并且从而是费时和易于出错的。
通常需要多于一只手使用设备。例如，对于PDA，需要一只手拿着该设备，并且另一只使用输入笔。此外，当用户在移动中和/或可能一只手拿着东西而被占用时，移动设备通常被短暂地突发使用。
具有适当的输入机制的手表计算机克服了这些缺点中的某一些。手腕佩戴设备是可穿戴计算的最为社交可接受的形式中的一种。它们便携和可快速访问的主要益处是由于它们小的尺寸。然而，它们的局限性和缺点也是由于它们小的尺寸。它们的物理形式限制了它们可以配备的机械输入设备的数目，同时它们小的屏幕尺寸限制了它们可以显示的文本和图像信息的量。桌面用户接口不能容易地适用于这种计算领域。使用键入的命令的字母数字用户接口是不适合的，这是因为该设备上没有足够的空间实现键盘(甚至不能是和弦键盘)，并且如上所述，其它字符键入方法(诸如用于PDA上的基于输入笔的笔姿系统)十分费时，并且对于长期使用来说很令人厌烦。依赖于操作屏幕上的光标的图形用户接口对于桌面和PDA平台两者都是非常通用的。通过以光标使用多个用于应用控制和参数调整的屏幕上的窗口器件，可以建立大量的用户接口。然而，由于手腕佩戴设备的有限的屏幕尺寸，需要屏幕上光标导航或高度依赖视觉反馈的用户接口是不适合的。
此外，任何需要用户视觉注意力的用户接口在用户必须注意周围环境的移动环境中可能有问题。
因此，当前没有用于特别高效地，并且解决了手腕佩戴设备的其余问题(诸如需要导航，这增加了交互时间，并且是引人注意的，而且需要用户看着该设备)的输入信息的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种向移动设备中输入数据的方法，其消除了现有设备和数据输入方法中固有的上述缺点。
本发明的另一个目的是提供一种准确，高效并且不引人注意的数据输入方法。
本发明的再一个目的是提供特别适用于小型移动设备诸如手表形式的计算机的数据输入方法。
使用此处公开的笔姿，本发明允许给可佩戴计算机的触觉指导的，触敏的传感器输入阵列提供不同输入的大的范围。每个笔姿可以被分配(或被映射到)一个命令的执行，功能的启动，或数据的输入。如果对来自所述传感器的信号执行某些模拟到数字处理，基于施加在所述传感器上的压力所述传感器输入可以具有不同的含义。
根据本发明，通过一种为用户向具有边缘，被布置在所述边缘附近的多个传感器以及一般地与所述传感器对齐的一系列触觉界标的装置提供输入的方法实现上述和其它目的。该方法包括根据从所述触觉界标中的第一触觉界标接收的指导，将手指放置在所述传感器中的一个传感器上；按照所述触觉界标中的第二触觉界标的指导，在第一方向上将手指移动第一距离到所述传感器中的第二传感器；在与所述第一方向相反的第二方向上以第二距离移动手指到所述多个传感器中的一个传感器上；和使用第一传感器，第二传感器和第三传感器的位置，第一距离和第二距离定义向所述装置的唯一的输入。
所述输入可以包括功能命令和数据，其中移动的距离代表功能命令，并且初始位置代表数据。手指在第一方向上的移动以及手指的初始位置可以相应于命令，并且手指在第二方向上的移动和在第二方向上的移动距离可以相应于数据。
优选地该方法还包括沿着与所述传感器对齐的触觉指导移动手指。
所述装置可以是配备有触敏显示器的手表计算机，并且所述触觉指导可以是显示器框架部件。可替换地，所述感知装置可以是表前盖的物理部件。
有利地该方法被执行而不用观看该设备。通过使用单个方向笔姿，可使用的输入可以被补充。该方法还包括同时使用另外的手指输入另外的输入。
所述输入可以包括给所述装置的命令，包括命令语音合成器以语音输出接收到的文本；命令显示接收到的数据，并且向通知系统发送对所述接收的确认中的至少一个。
本发明还涉及一种移动计算设备，其具有用于根据上述提出的方法的各个方面接收输入的一系列传感器。该移动计算设备可以被配置为手表计算机。一般地，所述触觉界标位于与所述被接触以便提供输入的传感器的部分不同的平面内。
附图说明
在下面的说明中结合附图解释了本发明的上述方面和其它特征，其中：
图1A是使用根据本发明的方法的手表计算机的放大的平面图；
图1B是图1A的手表计算机的传感器的布置的示意图；
图2A是使用根据本发明的方法的另一手表计算机的放大的平面图；
图2B是图2A的手表计算机的传感器的布置的示意图；
图3是可以是根据图1A或图2A的装置的有效显示区域可以被增加的方式的概念视图；
图4是本发明可以被用于仿真参数调整设备或器件的方式的概念视图；
图5A是本发明的调整轮(dial wheel)器件的实现；
图5B是本发明的多器件实现的例子；
图6A-1，6A-2和6A-3表示本发明的另一种调整轮器件实现；
图6B-1，6B-2和6B-3表示本发明的滑块器件实现；
图7A-1，7A-2和7A-3和图7B-1，7B-2和7B-3表示本发明的独立的调整轮实现；
图7C-1，7C-2和7C-3和图7D-1，7D-2和7D-3表示本发明的独立的滑块实现；
图8示出了根据本发明的菜单导航；
图9示出了根据本发明具有连接的笔划的菜单分层穿越的快捷操作；
图10是根据本发明的可佩戴口令管理系统的系统概观；和
图11示出了根据本发明用于从8个内容卡中选择象形图的两个方法。
具体实施方式
参考图1A和图2A，分别示出了可以使用本发明的手表计算机10和20的平面视图。虽然将参考图中示出的实施例说明本发明，应当理解，本发明可以被以许多可替换的实施例形式表述。此外，可以使用任意适合的大小，形状或元件类型或材料。
手表的物理设计在过去的几十年中没有很大的改变，即使它们提供的特性的范围已经扩大了。传统的机械手表以及现代的计算机手表共享可以在手表计算机接口的设计中被利用的共同特点：它们具有表面/显示器，以及在其周围，表前盖/显示器框架。
图1A中示出的手表计算机10是IBM/Citizen的WatchPad，一种用于本发明的优选的计算机。手表计算机10具有透明的触摸屏12，触摸屏12被塑料框架14围绕，并且其原型用户接口监视手指在触摸屏的4个象限16a，16b，16c和16d内的敲击，每个象限具有如图1B中描述的传感器和仿真按钮。这些象限是明确可触知的，因为框架的拐角可以容易地被手指感觉到；因此，这些拐角被称为触觉界标。手表计算机10可具有通过触摸屏12可视的液晶或点阵显示器，以便显示时间，图像和数据。一系列按钮18a，18b和18c可以提供用于手表或其它功能的控制输入。表带(图1A中不可见)可以被扣紧到手表计算机10的外壳的背部，以便用于将手表计算机10固定在用户的手腕上。
如图1B中所示，传感器17a，17b，17c和17d与各个象限16a，16b，16c和16d相关联。箭头19表示可能的输入笔姿。
图2A示出了手表计算机20的更常规的设计，而没有触摸屏。虽然手表计算机20具有圆形设计的表面，应当理解表面可以是不同的形状(例如，矩形，六边形或八边形)。手表计算机20在其表前盖24上具有可触知的触觉界标22a，22b，22c和22d(例如，隆起，突起或凹的部分)。用于提供手表计算机20的输入的传感器26a，26b，26c和26d可以被布置在触觉界标22a，22b，22c和22d之间。可以沿着手表计算机20的外壳的边提供隆起(crown)27，第一按钮28a和第二按钮28b，以便提供用于手表或其它功能的控制输入。表带的每个端部29a和29b可以被通过，例如，适当的表带销(未示出)以本领域公知的方式附加在外壳的相应突起30a和30b以及30c和30d。
在图2B中，箭头31表示一种可能的一种方向的输入笔姿。
由于手表小的尺寸，以及它在手腕上的位置，容易将手对准该设备，并且将食指对准给定的界标而不用观看该设备。例如，通过将手表握于拇指和中指之间可以快速地定位食指。此外，因为该设备非常小，所以如图1B所示容易通过从一个触觉界标到另一个触觉界标移动指尖执行笔姿；例如，沿着触摸屏12的框架从一个拐角到另一个拐角；或环绕着图2A中的手表表面从表前盖24上的一个突起到另一个突起。应当理解，所述触觉界标位于与传感器被手指接触的部分不同的平面内，并且从而易于仅仅通过触摸辨别出。
不用观看该设备，用户可以仅通过触摸感知确定以界标到界标的长度度量的给定笔划的长度。当用户的指尖沿着触摸屏的框架或在手表的表前盖上，在所述边上以圆的笔姿移动时，触觉界标起开始，停止和中间点的作用。圆的笔姿可以或是以顺时针(CW)或是以逆时针(CCW)方向开始，并且这个方向可以在达到某个界标之后改变。例如，如果有4个拐角，两个方向(CW/CCW)，并且笔划在长度上可以从一个界标到3个界标，可以被执行的可能的笔划数目是24。这已经提供了大量的命令到笔划的映射的可能。然而，用户被允许在一个方向上执行笔划，到达一个界标，并且然后在另一个方向中继续该笔划，而不用将手指从传感器上抬起，然后，在给定的长度之后再次转换方向，并且以此类推。如果这种连接的多笔划被允许包括一个方向转换，但是子笔划的长度被限制到3，则可快速执行的笔划的可能性的数目增加到72(4×2×3×3)。如果增加单个笔姿，有总共96个可能的输入笔姿。如果这种连接的多笔划被允许包括两个方向的转换，但是子笔划的长度被限制到3，则可快速执行的笔划的可能性的数目增加到216(4×2×3×3×3)。除了将所有这些不同的多笔划映射到不同的功能之外，连接的子笔划还可以不仅代表控制/命令功能，而且还可以编码预先设置的参数数据值。这种双向分段笔姿系统可以在任意这样的设备上实现，所述设备可以沿着环绕的一个维度感知移动/旋转，其中该移动被界标分隔成段。
可以被显示在手表计算机的大约1平方英寸的显示器上的图像和文字内容的量非常有限。即使显示分辨率非常高(＞300dpi)，被用于在屏幕上显示文字内容的字体大小必须足够大，以便在一臂长度上是易读的。这允许用户在少于1秒的时间内以一瞥阅读信息。例如，可以是这样的情况，其中用户需要在该设备上检查重要的信息，但是可能觉得使用手持设备，诸如PDA或蜂窝电话在社交场合不适合并且太费时。能够在少于1秒的时间内访问信息的便利在确定该设备被多么频繁地使用时是一个非常有影响力的因素。
加速与手表计算机交互的一个重要的方法是增加该设备传递给用户的输出量。如图3所示，这可以由使用内容卡32实现，内容卡32是可以被“拖动”到手表计算机33的屏幕上的虚拟屏幕显示。这些内容卡32服务于以附加的8个折页(fold)虚拟地扩展手表的显示区域的目的。如图3中所示，不需观看手表，通过使用触敏区域36中的一个，被快速执行的一段笔划34可以被用于将一个内容卡拉到主屏幕区域。例如，如果主屏幕是所示出的手表表面，用户可以拉入一个内容卡(例如，每日议程，最近收到的消息的列表，警报列表)，并且仅在所述内容被显示之后才将视觉注意力集中到该手表；然后，在短暂的延迟后，所述卡自动地缩回。
应用设计者可以将他们的视觉内容分布在内容卡上，除非拉入所述卡的沿着所述边的短的笔划被分配给了参数调整器件。如下所讨论的，每个卡还起到单独的菜单树的入口点的作用，其中一系列笔划被用于快速地穿越菜单分层。
如果传感器硬件不仅能够区分界标和非界标接触，而且可以子段(sub-segment)精度这样做，则有多个不连续和连续的参数调整方法是可行的。在示出的布置中，沿着触摸屏的内框架(或在圆形表前盖上)，如图1A和2A所示，4个界标之间的区域产生了2个水平的和2个垂直的线性段。这些界标间的线性段可以被用于仿真3种交互设备，诸如滑块，旋转器轮(spinner wheel)和弹簧轮(spring-loaded wheel)。此外，因为界标和它们之间的段被以环形布置，还可以通过以圆形的笔划将手指拖过多个界标和传感器的非界标部分实现虚拟调谐。
参考图4，表前盖44的界标间区域42a，42b，42c和42d(或矩形屏幕45的界标间区域43a，43b，43c和43d)可以被用于实现4种不同类型的触摸器件。这些区域中的前三种虚拟器件可以通过监视指尖何时接触，释放或拖过触摸屏表面实现。通过监视手指的质心沿着界标间区域的长度的一维位置(即，顶部和底部区域的水平位置和左部和右部区域的垂直位置)可以实现虚拟滑块46。通过重复地抚摸触敏段，可以实现虚拟旋转器轮47。通过监视手指拖动动作的方向和长度，以便建立从初始表面接触的位置开始的向量，可以实现虚拟弹簧轮48。因为当前触摸屏技术仅报告接触区域的质心，手指的一部分可以在控制所述器件的同时移动出界标间区域。然而，即使质心移出了界标间区域，只要保持接触所述器件仍然保持为被激活。结果，传感器有比界标间区域本身大得多的感知。
可以被创建的第四种虚拟器件是虚拟调整轮。虽然通过就像虚拟轮的轴平行于触摸屏的平面那样线性地抚摸所述表面仿真旋转器轮，通过监视指尖拖过所述区域时的圆形运动仿真调整轮，就像所述轮的轴垂至于所述触摸屏的平面。
为了以计算上简单的方法实现调整轮，不是监视手指的二维圆形运动，而是仅仅监视越过区域的发生，例如，将手指从界标区域移动到界标间区域。因此，不象前面三个器件，调整轮器件需要穿越至少两个区域，并且可以通过从一界标区域内开始被调用。如前面讨论的以及图1B和图2B示出的，用户可以仅基于触摸在8个不同的区域之间进行辨别，而不用观看该设备。因此，如果当手指的质心在CW方向上越过一个区域边界时，一个离散变量被增加1，并且当手指的质心在CCW方向上越过一个区域边界时被减少1，用户可以在不使用眼睛的基础上调整该离散变量。用户仅需记住从一个拐角移动到另一个拐角(越过一个边)以2改变一个值，这是因为越过了2个区域边界，并且从一个拐角(界标)移动到相邻的边(界标间)，或到相邻拐角的边，以1改变一个值。例如，如果用户希望将变量增加5，则如图5A所示，用户仅需要开始CW拖动动作(例如，从顶部左侧拐角区域)，并且移动手指通过两个边，并且在沿着第三个边的半途停止(在该情况中，通过顶部边，顶部右侧拐角，右侧边，以及底部右侧拐角，并且停止在底部边的中间)。因此对手表的布局感到舒适的人可以摸索地将其手指对准所述4个拐角中的一个，可以这种方法容易地增加和减少值而不需看显示器。每个区域可以与不同的调整轮相关联，这些调整轮仅被从该区域发起的调谐动作访问；可替换地，可以与首先被接触的区域无关地访问同一个调整轮。
为了增加可以被直接访问的器件的数目，可以采用触觉界标以便允许多个器件占据同一区域。对于滑块，旋转器轮和弹簧轮器件，通过要求在进入所述器件的界标间区域之前，手指首先接触与该器件相邻的界标，这是可能的。进入界标间区域的方向确定被调用的器件。因此，如图5B所示，每个界标间区域可以与两个不同的窗口器件相关联，使得可以共存于触摸垫上的器件的数目加倍。在该情况下，与界标间区域的初始接触可以根本不与器件相关联，或是与两个器件中默认的一个相关联。
在调整轮器件的情况下，行进的方向已经确定它是增加还是减小其参数。然而，监视越过第一区域的方向也可以被用于将首先接触的同一区域与两个不同的调整轮关联在一起；随后的方向改变可以被用于增加以CCW输入的调整轮或减小以CW输入的调整轮。例如，如果两个调整轮与顶部左侧界标相关联，使用从顶部左侧界标到顶部右侧界标的一段笔划可以实现以2增加CW调整轮。相反，使用从顶部左侧界标到左侧界标间区域(以便调用该器件并且将其值减小1)，回到顶部左侧界标(以便将所述减少加回来)，并且到顶部右侧界标(以便得到净增量2)的三段笔划可以实现以2增加CCW调整轮。
在图6A-1，6A-12和6A-3中，示出了调整轮62，其仅可以由初始接触顶部左侧拐角访问。一旦手指CW或CWW地拖动到顶部左侧界标之外，该界标和其它7个区域(以斜线加了阴影)可以被用于控制该调整轮。离散参数的值可以被任意增加或减小，直到手指被移开传感器表面为止。在图6B-1，6B-2和6B-3中，示出了滑块64，它可以与图6A-1的调整轮的一部分共存(共享相同的传感器段)，形成了多器件的第二控制器。仅在手指在移动到右侧界标间区域内之前，或是首先接触顶部右侧界标或是首先接触底部右侧界标时，滑块64以及被用于控制它的单个界标间区域被激活。
在图7A-1和图7B-1中，分别示出了两个独立的调整轮72和74，它们在交互过程中使用重叠的传感器区域。然而，与图6A的调整轮不同，交互必须以预先确定的方向开始(对于图7A-1为CCW，并且对于图7B-1为CW)。在图7C-1和7D-1中，分别示出了两个独立的滑块76和78，它们在交互过程中使用相同的界标间区域。如果动作是以CCW方向开始，则通过在与图7B-1的调整轮相同的底部左侧界标开始，可以访问图7C-1的滑块。通过从底部右侧界标(作为用于图6B-1的滑块的两个入口点中的一个的同一拐角)以CW方向移动可以访问图7C-1的滑块。因此，图6和7示出了使用重叠的界标子集和界标间传感器区域实现的6个独立的器件。将手指对准适当的界标，并且通过拖动到界标间区域开始交互的行动既是可用器件之间的明确的辨识器，又是参数调整处理本身的一部分。因此，选择和调整参数是立即和直接的。
本发明还可用作菜单导航系统。可以实现这样一种方法，如在下面解释并且在图8和图9中示出的，该方法可以帮助新手，中等程度使用者和专家用户。可以基于用户对菜单分层的了解和他们在菜单穿越过程中需要的视觉反馈的量对用户进行区分。
新手，对整个系统(包括其输入机制，用户接口，菜单布局和系统功能)来说是新人，可以使用较慢但是更“传统”的穿越方法。在触摸屏实现中，在执行笔划和敲击过程中，屏幕被手指遮住；因此，有必要允许用户观看小屏幕内容，并且跟踪交互过程中的选择。
在四界标系统中，如图9中所示，取决于开始界标和开始拖动方向，以单一长度笔划访问多致8个菜单树是可能的。在执行完笔划后，用户通过在该笔划结束之处的同一界标敲击确认对菜单树的选择。在列出的菜单元件之间上/下导航被以在最右侧的两个界标之间的单个长度的上/下笔划完成。进入分层中的更深一层被通过在左下界标上敲击完成，在左上界标上敲击实现返回。熟悉菜单树的给定层次的菜单元件(在其中可以进行选择)的新手用户可以使用延伸过多个界标(类似于以上述的圆形调谐器件设置数值参数)的更长的笔划高亮显示菜单项。以敲击左下界标选择被高亮显示的元件。
了解菜单的整个布局，并且在穿越菜单分层中有信心而不需观看显示的专家用户可以将多个笔划连接为一个长的，但是可快速执行的双向分段的多笔划。如图9中所示，菜单树选择和树穿越可以被一次完成，图9示出了对图8中示出的同一菜单元件的穿越的快捷方式。在执行一个多笔划之后，专家用户可以看一眼显示器以便确认快速菜单穿越的结果，并且通过敲击左下界标确认对菜单元件的选择。可替换地，如果用户对菜单布局的了解有信心，由于这样的事实，即在笔划执行过程中所述触觉界标被用户的手指感觉到，这种导航笔划和选择敲击都可以不用眼睛地被执行。为了辅助用户，可用听得见的信号给出用户位于所述分层中的何处的指示，或可以使用语音合成发出被高亮显示的菜单项的标题。
许多工作在具有计算设备和因特网访问的现代工作环境中的人面对着一个主要的问题；必须频繁地并且重复地验证他们自己。需要记忆和记住离线和在线账户的用户名和口令。手表计算机可以起保密的账户消息的保险库的作用。对于这个目的，手表计算平台与其它解决方案相比具有较大的竞争优势。
手表计算机的存储允许它记住信息，并且其计算能力允许它快速地加密和解密敏感信息。具有蓝牙通信功能的设备可以无线地与外部设备通信，并且按照要求将账户信息安全地发放给受信任的请求者。解决这个问题的软件包通常具有账户信息的加密的库；然而，这些解决方案被锁定在存储它们的计算机系统上。还有移动硬件解决方案，诸如钥匙卡或USB钥匙链设备，它们还在移动环境中解决了该问题，其中用户需要在系统间移动。在使用过程中，这些设备需要被物理地连接到主计算机。然而，可能有这样的情况，当用户需要访问系统上的账户信息时，这些设备没有被插在其上。在这种情况下，手表计算机能够在其内部屏幕上显示所述账户信息。此外，这些小的钥匙链纪念物(token)容易丢失，而手腕佩戴的手表计算机被系在用户的手腕上，并且因此很难丢失。手表的手腕佩戴形式的因素使得它易于便携，并且其放置在左前臂上以及可用右手快速地访问使得可以进行非常快速的交互。
运行在被保持在衣服内，或被附在身体上的便携设备(诸如PDA)上的某些应用，特别是那些被连接到安全的公司网络的应用，需要所有者在每次访问敏感内容时验证他自己。通常这种设备的用户，为了最小化这种验证步骤的不方便性，以设置短的不安全的口令以便可以快速地输入它们，或在某些时候用户决定完全禁止所有者验证步骤而危及他们的数据的安全。因为手表计算机很难丢失，佩带者的身份不必在每次访问设备内的敏感内容之前被查问。而是可以提出更困难的用户验证查问，其可以在手表和其佩带者之间在一个较长时间段内建立信任关系。在下面的部分中，假设佩带者的身份已经被验证了，描述了与口令管理系统的交互。接着给出的是基于象形图口令验证查问的用户接口，在手表放行敏感内容之前用户被要求通过该验证查问。
用户可以在不同的计算环境之间移动，其中被用于应用或因特网Web页面访问的计算机可以存在各种信任级别，对于所述的应用或因特网Web页面访问，可能需要账户信息。
在可信任环境中，诸如公司办公室，可以在可信任的主计算机上安装便于与用户的手表进行安全通信的软件守护程序。这种守护程序可以对访问各种基于Web的电子邮件服务所需的登录程序给予用户帮助。当用户在所述主计算机上将其浏览器导航到询问用户登录信息的Web页面时，用户可以请求来自其手表上的口令管理软件的帮助。
如图10所示，在主屏幕上，账户列表以及提供附加功能的内容卡被呈现给用户。用户可以通过使用前面给出的新手或中等程度用户的菜单方法上下导航该列表，所述方法使用调整轮器件和选择按钮选择列表中的项。因为该列表可能非常长，所以允许手表查询运行在个人计算机(PC)上的浏览器。通过执行一个笔划，手表向PC发送消息，并且PC以所述激活的Web页面的URL地址答复。该URL地址被用于截短所述账户列表，从而仅有那些与该激活的Web页面相关的账户信息被显示在被拉入的内容卡上。
如果用户在所述长的或截短的列表上选择了一个账户，并且手表已经验证了佩带者，可以发生两件事。如果手表可以通过蓝牙安全地连接到运行在可信任PC上的守护程序，则账户登录和口令信息被自动地输入该Web页面的适当的项。如果不能建立安全的连接，或PC上没有可信任的守护程序，手表在其自己的屏幕上显示账户信息。
还可以从主屏幕向所述列表增加新的表项。通过拉入另一个内容卡这样做，这还发起与所述PC的连接以及所述PC上的对话框的打开，账户信息被输入所述对话框，并且数据被发送回手表，此时该新表项可以被永久地加入所述列表。所述对话框还给系统提供为用户随机产生的随机的长口令。因为手表记忆着口令，并且用户不必记忆口令，通过使用长的随机口令提高了安全性。
为了示范可快速执行的连接的多笔划的使用，引入了一个笔姿，其中第一部分表示“自动登录”命令，第二子笔划的长度表示一旦系统为用户打开了新的浏览器窗口，系统将自动地将用户登录到哪个Web页面。使用在少于1秒钟内可以不用观看手表而执行的连接的多笔划，用户几乎立刻可以登录到喜欢的Web页面。
出于查问手表的佩带者以便证明身份的目的，可以使用基于象形图口令的验证系统。象形图口令可用于没有配备键盘的移动设备，并且不受字典攻击的影响。人类的视觉记忆系统完全能够在很长的一段时间内记住象形图像的口令，并且由对用户来说有意义的形状或图像构成所述象形图的情况下，如果忘记了它们可以被容易地重新构造。
通过使用分段笔划和内容卡，产生了一种象形图选择方法，其在实践中将所述验证系统从象形图的系统转换为笔姿口令系统。可以使用围绕着主验证屏幕分布在8个内容卡上的32个象形图字母表元素，每个内容卡包含4个象形图。
如图11所示，用户需要构造4个象形图的口令以便证明其身份。仍然没有完全记住哪些内容卡包含其口令的象形图元件的新手用户可以选择一个接一个地拉入所有内容卡，并且浏览寻找保持着所述口令的下一个元件的适当的卡。在执行单段笔划之后，所述内容卡被呈现出来，4个象形图被显示在屏幕的4个象限内。此时，用户可以从屏幕上抬起手指，观看象形图，并且或是在所述4个象限中的一个上敲击以便选择相应的象形图，或是可替换地通过以单段笔划拉入另一个内容卡继续浏览。如图11所示，以这种方式，使用特定的单段笔划并且在一个象限上敲击，选择单个象形图。在输入他们的口令的一些尝试之后，用户快速地记住了适当的内容卡/笔划以及下面需要进入的象限区域。
已经记住了其自己的口令，并且已经记住了适当的开始笔划和随后的象限序列的专家用户可以容易地进入输入口令的更先进的方法。通过为每个象形图创建一个笔划笔姿来这样做。拉入内容卡并且同时选择象形图的简单的方法是：从适当的界标和相应于包含所述象形图的内容卡的适当的方向执行单段笔划，并且在相同的方向沿着显示器的框架的边继续该笔划，直到达到保持有所希望的象形图的象限为止。在执行这种快速笔姿的同时，用户不需观看显示器，因为用户可以容易地仅仅使用触觉指导将手指对准适当的界标，并且沿着所述边拖动手指到适当的拐角。以这种方式，可以完全不用眼睛地选择4象形图口令，并且将其提交给手表以便验证用户。以不连续的振动确认成功的口令提交。以这种口令输入方法可以避免被其它人从肩膀上方偷看或其它的环境攻击，因为整个口令可以被仅以无声的触觉反馈不用眼睛地提交并且进行成功确认。
因此，本发明涉及无光标的用户接口环境，其能够实现最少地依赖于视觉反馈的不用眼睛的输入，并且可以给其它设备平台和领域带来非常大的益处。使用安装在头部的显示器的可佩戴计算系统(其也受小的显示尺寸的困扰)可以配备腕部佩戴的触摸传感器，其允许进行与腕表类似的应用控制。
给出的基于触觉和触觉指导的输入方法还允许将给出的概念的子集转移到无显示器的设备。通过以语音合成引擎替换小显示器，可以创建使用触觉界标，分段笔划和连接的多笔划以及多器件的用于视障人员的系统。
本领域的技术人员还应认识到，以类似于基于输入笔的文本输入所使用的方式，通过使用适当的笔姿接触手表计算机的传感器，可以输入字母数字数据。
为了实现感知手指的位置，每个传感器被通过适合的信号处理电路连接到手表计算机10或20内的微处理器的输入，从而如果传感器被激活，由微处理器识别指示该激活的信号。确定笔划的初始位置(被激活的第一传感器的位置)，随后被激活的传感器的位置和笔划的长度的编程实现被以软件或硬件，或它们的任意组合容易地实现。
作为例子，如果将识别快捷方式，对于每个传感器可能具有与其激活相关联的唯一的数字，并且仅记录这种数字的序列。具有这些数字序列，以及针对每个序列的唯一的指令的查找表被输入，并且为相应于被触摸的传感器的所述数字序列读出适当的指令。
更一般地，通过记录其数字记录被激活的第一传感器的位置，并且对于一个方向上的移动，传感器数或经过的距离被以正数被记录，并且对于相反方向上的移动以负数记录。
该方法提供了更多的灵活性，因为可能具有多得多的组合数，因为经过的距离，就在一个方向上的行进过程中被激活的传感器的数目而言，不被局限于小的数目。因此，在这种方法中，初始位置以及指示手指在顺时针和逆时针方向上的移动的一序列带符号的数字被存储。
根据本发明的各种装置所使用的传感器可以基于电容，电阻或光学感知技术，可以是本领域公知的，或可以是将来开发的其它感知技术中的任何一种。
应当理解，上述描述仅是本发明的示例说明。本领域的技术人员可以做出各种可供选择方案和修改而不脱离本发明。因此，本发明旨在包含落在所附权利要求的范围内的所有这种可供选择方案，修改和变形。

Claims (9)

1.一种方法，用于为用户向具有边缘，被布置在所述边缘周围的多个传感器，以及与所述传感器对齐的一系列触觉界标的装置提供输入，该方法包括：
根据从所述触觉界标中的第一触觉界标接收的指导将手指放置在所述传感器中的第一传感器上；
在第一方向上以第一距离移动手指到达由所述触觉界标中的第二触觉界标指示的所述传感器中的第二传感器；
在与所述第一方向相反的第二方向上以第二距离移动所述手指到达所述传感器中的第三传感器；和
使用所述第一传感器，所述第二传感器和所述第三传感器的位置，所述第一距离和第二距离定义给所述装置的唯一的输入。
2.如权利要求1的方法，其中所述输入包括功能命令和数据，移动的距离表示功能命令，并且初始位置表示数据。
3.如权利要求1的方法，其中手指在第一方向上的移动和所述手指的初始位置相应于一个命令，并且手指在第二方向上的移动和在所述第二方向上移动的距离相应于数据。
4.如权利要求1的方法，还包括同时使用另外的手指输入另外的输入。
5.如权利要求1的方法，还包括沿着与所述传感器对齐的触觉指导移动所述手指。
6.如权利要求5的方法，其中所述装置是手表计算机，并且所述触觉指导是手表的表前盖。
7.如权利要求1的方法，该方法被不用观看所述设备地执行。
8.如权利要求1的方法，其中通过使用单一方向笔姿增加所述输入。
9.如权利要求1的方法，其中所述输入包括给所述装置的命令，所述命令包括下述中的至少一个：
命令语音合成器以语音输出接收的文本；
命令显示接收的数据，和
向通知系统发送对所述接收的确认。
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