CN103283210A - 用于接近检测验证的移动设备和方法 - Google Patents

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Abstract

移动设备（102）包括触摸屏显示器（106）以及用于接收触摸输入（116）的触摸屏电路（227）。照相机（108）被配置成获取显示器（106）前方的一个或多个图像。接近传感器(114）被配置成提供用户与触摸屏显示器（106）紧密接近的指示。处理器（204）响应于接近传感器（114)的指示来基于照相机的一个或多个图像来有效地确定用户是否位于观看显示器（106）的位置。如果接近传感器（114）提供了用户与显示器（106）紧密接近的指示并且处理器（204）基于一个或多个图像确定了用户处于观看显示器（106）的位置，那么显示器（106）和触摸屏电路（227）中的至少一个不被禁用。

Description

用于接近检测验证的移动设备和方法
技术领域
本发明涉及用于接近检测验证的移动设备和相应方法。
背景技术
诸如移动电话、智能手机、个人数字助理（PDA）和平板电脑的便携式电子设备已经变得大众化并且无处不在。越来越多的特征和应用被添加到这些设备，包括呼叫功能、文本功能和电子邮件功能、互联网接入、照相机、导航应用、媒体存储和显示应用等。这些设备通常包括具有诸如液晶显示器（LCD）屏幕或平板的图形屏幕的显示器，这通常需要背光以使图像可见。这是因为与例如阴极射线管（CRT）显示器不同，LCD并不产生光。具体地说，背光从显示面板的背面或侧面照亮LCD。已知了各种类型的背光，包括例如白炽灯泡、发光二极管（LED）、电致发光板（ELP）、一个或多个冷阴极荧光灯（CCFL）、或者热阴极荧光灯（HCFL）。
在一些设备中，背光和图形面板被控制为在预定时间段之后关闭以便于节省电力，因为许多移动设备是电池供电的并且这些部件在打开时可能是对电池的显著消耗。移动电子设备通常依赖于作为电源的电池，并且因此对耗电部件敏感。图形屏幕背光通常在被照亮时消耗大量电力，并且这样可以大大减少电池寿命（即，在电池必须再充电之前电池进行操作的时间）。为了减少在移动设备的操作期间背光和图形显示屏所消耗的电力，期望提供一种用于接近检测验证的移动设备和方法。
此外，便携式电子设备还可以包括通过触摸屏电路控制的触摸屏显示器，该触摸屏电路考虑用户激活的触摸输入。当设备紧靠用户的面部时，诸如当打电话时，触摸屏显示器可能受到用户非故意促动的影响。因此，接近传感器通常用于辅助识别设备何时紧靠用户的面部。因为接近传感器还受到由用户执行的手势的非故意促动的影响，因此期望提供一种用于接近检测验证的移动设备和方法。
附图说明
图1是示例性移动设备的前视图；
图2是图1的示例性移动设备的框图；以及
图3是示出图1和图2的移动设备可以执行的示例性方法的步骤的流程图。
具体实施方式
具有触摸屏显示器的移动设备包括被照亮的图形屏幕。移动设备进一步包括用于感测用户是否与显示器紧密接近的接近传感器以及耦合到用于接收触摸输入的触摸屏显示器的触摸屏电路。利用接近传感器，可以由移动设备执行接近度确定以确定移动设备是否与用户紧密接近，这可以在电话呼叫的开始期间发生。如果在电话呼叫期间移动设备确定了用户与显示器紧密接近，那么移动设备假定用户不需要使用显示器或触摸屏，因此移动设备可以禁用显示器以保存电力，并且禁用触摸屏电路以防止用户的身体（例如，面颊，耳朵等）作出的一个或多个触摸输入的非故意促动。
一些移动设备包括诸如在设备的扬声器附近的位于设备前侧周围的接近传感器，该接近传感器检测用户的面部何时在设备附近（紧密接近），诸如在电话呼叫期间发生。然后，对紧密接近的检测可以用作用于关闭显示器或分离触摸屏电路的唯一触发。虽然可以以该方式使用接近传感器来实现使显示器和触摸屏电路的禁用，但是接近传感器还受到非故意促动的影响。随着移动设备的发展，触摸输入以及各种其他传感器和部件的数目增加；该发展显著增加了不同于用户的面部的紧密接近的手势将触发接近传感器的可能性。结果，在执行手势的同时，用户可能非故意地触发了显示器和触摸屏电路的禁用，而产生了相当大的不便。为了降低非故意禁用的可能性，接近传感器可以与移动设备的照相机相结合地使用，以在禁用显示器和触摸屏电路之前提供验证信号。
更具体地，移动设备可以被配置成使用面部识别软件来检测位于照相机的镜头前方的用户面部以确定用户是否位于观看显示器的位置。当以考虑假定用户正在观看显示器的方式检测到用户面部时，例如如果检测到两个眼睛，那么提供用于指示用户位于观看并且操作触摸屏显示器的位置的信号。照相机还可以包括利用可以指示镜头位置的反馈信号的自动对焦特征。还可以利用镜头位置来确定用户距移动设备有多远。更具体地，镜头在一个方向上移动以聚焦在位于紧密接近位置的用户，并且在相反方向上移动以聚焦位于远接近的用户。通过测量镜头相对于固定点的位置并且利用接近感测算法，移动设备可以计算从照相机至用户的距离。此外，以该方式监视镜头位置可以允许照相机用作接近传感器而无需面部识别。移动设备的镜头位置检测和/或面部识别特征可以结合接近传感器来使用，以提供对接近传感器作出的紧密接近确定的验证，由此最小化背光和触摸屏电路的非故意禁用。
现在参考图1，提供了可以具有移动电话形式的示例性移动设备102（如参考图2更全面描述的），该示例性移动设备102包括诸如图像获取、呼叫、电子邮件、文本和互联网浏览功能等的功能。在其他实施例中，移动设备可以是可以包括移动设备能力的各种其他电子设备中的一个诸如个人数字助理或平板电脑。如示，移动设备102包括显示器106位于其上的前侧104，其中当用户以特定方式来操作移动设备102时，显示器106通常朝着用户定向并且可由用户观看。显示器106可以采用利用用于在显示器上提供图形的图形驱动电路以及用于照亮图形的背光217（图2）的图形显示器的形式，诸如背光式液晶显示器（LCD）。背光217还可以提供对于与显示器106集成的一个或多个导航键的照亮。在至少一些其他实施例中，显示器106包括利用用于在其中集成了光源的显示器上提供图形的图形驱动电路的图形显示器，诸如有源矩阵发光二极管（AMOLED）显示器。
此外，移动设备102包括用于接收与显示器106有关的触摸输入116的触摸屏电路227。另外，移动设备102包括正面照相机108，该正面照相机108基本上位于移动设备102内部并且包括用于获取位于显示器106前方的景物（scene）的通过光圈111的图像的照相机镜头110。照相机108可以包括自动对焦特征以及用于跟踪镜头110的位置的特征。移动设备102进一步包括用于监听来自移动设备102的音频的扬声器112，并且在前侧104周围提供了一个或多个触摸输入按钮116。触摸输入按钮116可以作为显示屏的一部分被包括或者可以与显示屏分离，并且触摸输入按钮116中的一个或多个与触摸屏电路227进行通信。此外，提供接近传感器114，以用于诸如在进行电话呼叫时，感测移动设备是否紧密接近用户的，更具体地说，用户的面部的一部分。在至少一些实施例中，传感器114是如在通过参考合并于此的标题为“SENSORCONTROLLED USER INTERFACE FOR PORTABLECOMMUNICATION DEVICE”的U.S.专利No.6,246,862中至少部分地描述和/或实现的红外线接近传感器。虽然传感器114被示出和描述为红外线接近传感器114，但是传感器114可以替代地采用电容、电感、声波、射频（RF）或者其他感测技术。
如上所述，为了降低非故意触发显示器106和触摸屏电路227的禁用的可能性，接近传感器114和照相机108可以用于验证何时禁用很可能是适当的。更具体地，通过对来自接近传感器114的信号与来自照相机108的信号进行交叉检验，显著降低了由于非故意的手势而导致的禁用显示器106和触摸屏电路227的可能性。
参考图2，根据本实施例，提供了说明图1的移动设备102的示例性内部硬件部件200的框图。如图2所示，内部部件200包括一个或多个无线收发机202、处理器204（例如，微处理器、微计算机、专用集成电路等中的一个或多个）、存储器206、一个或多个输出设备208以及一个或多个输入设备210。内部部件200可以进一步包括部件接口212，该部件接口212用于针对额外的或增强的功能提供与辅助部件或附件的直接连接。内部部件200优选地还包括诸如电池的电源214，以用于在使得移动设备102便携的同时向其他内部部件提供电力。此外，内部部件200另外包括一个或多个传感器228。所有内部部件200可以通过一个或多个内部通信链路232（例如，内部总线）而彼此耦合并且彼此进行通信。
无线收发机202中的每一个都利用用于通信的无线技术，可以包括例如（但不局限于）诸如模拟通信（使用AMPS）、数字通信（使用CDMA、TDMA、GSM、iDEN、GPRS、EDGE等）和下一代通信（使用UMTS、WCDMA、LTE、IEEE802.16等）或其变体的基于蜂窝的通信技术、或者诸如家庭RF（射频）、蓝牙或IEEE802.11（a、b、g或者n）的对等或自组织通信技术、或者诸如红外线技术的其他无线通信技术。在本实施例中，无线收发机202包括蜂窝收发机203以及无线局域网（WLAN）收发机205，但是在其他实施例中仅存在这些类型的无线收发机中的一个（并且可能不是这些类型的无线收发机和/或其他类型的无线收发机中的任何一个）。应当理解，虽然本实施例包括无线收发机202，该无线收发机202中的每一个可以被理解为包括无线接收器和无线发射器，但是在其他实施例中，用于任何给定类型的无线技术的接收器和发射器可以是不同的部件，和/或即使不存在用于该无线技术的发射器，也可以存在给定类型的无线技术的接收器，或者反之亦然（存在发射器而不存在接收器）。
借助于无线收发机202的使用，移动设备102能够与诸如小区塔、接入点/热点和其他设备的各种外部部件进行通信。与移动设备102的其他内部部件200相结合的无线收发机202的操作可以采取各种形式。例如，无线收发机202的操作可以以下述方式进行：在接收到无线信号时，内部部件200对通信信号进行检测，并且收发机202对通信信号进行解调以恢复通过无线信号传送的诸如语音和/或数据这样的呼入信息。在从收发机202接收到呼入信息之后，处理器204对呼入信息进行格式化以用于一个或多个输出设备208。类似地，对于无线信号的传输，处理器204对呼出信息进行格式化，这可能不需要由输入设备210来激活，并且将呼出信息传送到无线收发机202中的一个或多个以进行调制，以便于提供要传送的调制的通信信号。无线收发机202通过无线（并且可能是有线）通信链路（未示出）将调制的通信信号传送到诸如小区塔、接入点/热点或者远程服务器或者各种其他远程设备的其他设备。
根据实施例，内部部件200的输入和输出设备208、210可以包括各种视觉、音频、和/或机械输出。例如，输出设备208可以包括诸如显示屏106（例如，背光式图形屏幕）的一个或多个视觉输出设备216、诸如扬声器、报警器和/或蜂鸣器的一个或多个音频输出设备218和/或诸如振动机构的一个或多个机械输出设备220。此外，视觉输出设备216还可以包括视频显示屏。类似地，例如，输入设备210可以包括诸如照相机108的一个或多个视觉输入设备222、诸如麦克风的一个或多个音频输入设备224和/或一个或多个机械输入设备226，诸如照相机镜头位置传感器、翻转传感器、键盘、小键盘、选择按钮、导航键群、触摸板、电容式传感器、运动传感器和/或开关。可以将由照相机108所获取的图像保存在存储器206中和/或由运行例如面部检测算法的处理器来进行分析。可以促动一个或多个输入设备210的操作不仅可以包括按钮或其他促动器的物理按下/促动，而且还可以包括例如打开移动设备、解锁设备、使设备移动以促动运动、使设备移动以促动位置定位系统、以及操作设备。
此外，虽然在图2中将输入设备210示出为与输出设备208不同，但是应该认识到，在包括本实施例的一些实施例中，一个或多个设备用作输入设备和输出设备二者。也就是说，在图1的本实施例中，移动设备102的显示器106是具有触摸感测能力的用户接口，包括在诸如与触摸输入116相关的图像之类的显示输出图像的范围内的一个或多个视觉输出设备216，以及在触摸输入116的范围内的一个或多个机械输入设备226，其由触摸屏电路227驱动，关于显示屏106被感测/可促动。在其他实施例中，可以使用应当考虑输入设备210和输出设备208二者的其他类型的设备。
如上所述，内部部件200还可以包括各种类型的传感器228中的一个或多个。传感器228可以包括例如接近传感器14和其他传感器231，诸如光检测传感器、超声收发机或红外收发机、触摸传感器、高度传感器以及一个或多个定位电路/部件，一个或多个定位电路/部件可以包括例如全球定位系统（GPS）接收器、三角测量接收器、加速度计、倾斜传感器、陀螺仪或者可以识别移动设备102的当前位置或用户设备接口的任何其他信息收集设备。虽然用于图2目的的传感器228被认为与输入设备210不同，但是在其他实施例中，一个或多个输入设备还能够被认为是构成一个或多个传感器（并且反之亦然）。为了本说明书的目的，显示器106不被认为是（并且不包括）任何传感器228，但是显示器106的触摸感测能力可以替代地被认为在传感器中。
内部部件200的存储器206可以包含各种形式中的任何一个的一个或多个存储器设备（例如，只读存储器、闪速存储器、随机存取存储器、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器等），并且可以由处理器204使用以存储并且检索数据。在一些实施例中，可以使存储器206（或其一部分）与处理器204（或其一部分）集成在单个设备（例如，包括存储器或存储器中处理器（PIM））中，即使这样的单个设备通常仍然具有执行不同处理和存储功能并且可以被视为分离设备的不同部分/部件。存储器206所存储的数据可以包括但不必限于操作系统、程序（应用程序）以及信息数据。每个操作系统包括可执行代码，该可执行代码对移动设备102的基本功能进行控制，基本功能诸如包括在内部部件200中的各种部件之间的交互、经由无线收发机202和/或部件接口212与外部设备的通信、以及将程序和数据存储到存储器206以及从存储器206检索程序和数据。
对于程序，每个程序包括可执行代码，该可执行代码利用操作系统来提供更多特定功能，诸如文件系统服务以及对存储在存储器206中的受保护和不受保护的数据的处理。虽然许多这样的程序管理移动设备102的标准或所需功能，但是在很多情况下，该程序包括管理可选或专用功能的应用（或简称为“应用”），该应用在一些情况下可以由与移动设备制造商无关的第三方供应商来提供。
最终，对于信息数据，这是可以由操作系统参考和/或操纵的非可执行代码或信息或者用于执行移动设备102的功能的程序。这种信息数据可以包括例如在制造期间在移动设备102上预编程的数据、或者任何各种类型的信息，该各种类型的信息被上载到服务器或其他设备、从服务器或其他设备下载或者以其他方式在服务器或其他设备处被访问，移动设备102与该服务器或其他设备在其进行操作期间进行通信。移动设备102可以被编程为使得处理器204和存储器206与用于执行各种功能的移动设备的其他部件进行交互，诸如以下所述控制背光217及其他部件。
参考图3，流程图300示出了可以由图1和图2的移动设备102执行以禁用显示器106和触摸屏电路227的示例性方法的步骤。该方法在步骤302处开始，其中显示器106打开并且启动触摸屏电路227。在步骤304，激活移动设备以发起或接收呼叫电话，从而激活接近传感器114以感测用户对显示器106的接近并且提供指示该接近的输出。在步骤306，如果检测到对象或用户紧密接近移动设备，那么传感器114输出指示该接近的信号。在步骤308，该紧密接近指示或传感器114的触发激活正面照相机108，并且照相机获取一个或多个图像和/或照相机的自动对焦特征调整镜头的位置并且提供镜头位置信息。然后，可以使用处理器和存储器并且运行关于图像的面部检测算法和/或使用镜头位置的接近感测算法来对所获取的图像和/或镜头位置信息进行分析，以估计对象或用户距照相机的接近。镜头位置的示例性接近感测算法可以包括将镜头的位置与和距离数据相关的镜头位置数据作比较，该距离数据表示在显示器和镜头中的至少一个与镜头所聚焦的用户之间的距离，其中阈值位置是从镜头位置数据和与显示器与用户的紧密接近相关联的距离数据中的至少一个选取的不可变数据值。另外，可以从多个源获取镜头位置和镜头位置数据，该多个源能够提供关于镜头位置而变化的反馈数据或直接数据，多个源诸如镜头步进电机上的位置指示器。在步骤310，基于关于面部是否处于观看显示器的位置和/或用户是否与移动设备紧密接近的分析来进行确定。如果分析确定了面部没有处于观看显示器的位置和/或用户与照相机108紧密接近，那么处理前进到步骤312。在步骤312，假定传感器114作出的紧密接近指示是有效的，而不是非故意手势的结果，并且因此禁用显示器106和触摸屏电路227，并且处理前进到步骤314。在步骤314，作出是否仍检测到紧密接近的确定。如果传感器114不再检测到紧密接近，那么处理前进到步骤316。在步骤316，启用显示器106和触摸屏电路227，并且然后处理前进到步骤304。
再次转到步骤310，如果检测到面部处于观看显示器的位置或者如果照相机108感测到用户的紧密接近，那么处理前进到步骤318。在步骤318，移动设备102假定传感器114的紧密接近确定是非故意手势的结果而不是有效触发，那么显示器106和触摸屏电路227保持启用并且该方法返回到步骤306。虽然在流程图300中没有论述，除非通过该方法或其他方法关闭，否则显示器106可以被配置成保持打开达预先选择的时间量。
此外，虽然将显示器106和触摸屏电路227通常被描述为同时被激活或去激活，但是在至少一些实施例中，可以在不同时间激活或去激活显示器106和触摸屏电路227。在另一实施例中，可以通过该方法来仅激活或去激活显示器106和触摸屏电路227中的一个。
具体地说，本发明并不局限于包含在这里的实施例和说明，但是包括那些实施例的改进形式，其包括在所附权利要求范围之内的实施例的一部分以及不同实施例的单元的组合。

Claims (20)

1.一种用于接近检测验证的方法，所述方法包括：
启用移动设备上的触摸屏显示器和触摸屏电路；
通过开始电话呼叫来激活接近传感器；
从所述接近传感器接收用户与所述显示器紧密接近的指示；
获取在所述触摸屏显示器前方的景物的一个或多个图像；以及
对所述一个或多个图像进行分析以确定用户是否处于观看所述显示器的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述接近传感器提供了用户与所述显示器紧密接近的指示并且所述处理器确定了所分析的图像指示用户没有处于观看所述显示器的位置，则禁用所述显示器和所述触摸屏电路。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述接近传感器提供了用户与所述显示器紧密接近的指示并且所述处理器确定了所分析的图像指示用户没有处于观看所述显示器的位置，则禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述接近传感器提供了用户与所述显示器紧密接近的指示并且所述处理器确定了所述分析的图像指示用户处于观看所述显示器的位置，则不禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：发起面部检测算法，所述面部检测算法用于对所述一个或多个图像进行分析以确定用户是否处于观看所述显示器的位置。
6.一种移动设备，包括：
触摸屏显示器；
触摸屏电路，所述触摸屏电路用于接收触摸输入；
接近传感器，所述接近传感器被配置成提供用户与所述触摸屏显示器紧密接近的指示；
照相机，所述照相机被配置成获取所述显示器前方的一个或多个图像；以及
处理器，所述处理器响应于所述接近传感器的指示，基于所述照相机的所述一个或多个图像来有效地确定所述用户是否处于观看所述显示器的位置。
7.根据权利要求6所述的移动设备，其中，如果所述接近传感器提供了所述用户与所述显示器紧密接近的指示，并且所述处理器基于所述一个或多个图像确定了所述用户没有处于观看所述显示器的位置，则禁用所述显示器和所述触摸屏电路。
8.根据权利要求6所述的移动设备，其中，如果所述接近传感器提供了所述用户与所述显示器紧密接近的指示，并且所述处理器基于所述一个或多个图像确定了所述用户没有处于观看所述显示器的位置，则禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
9.根据权利要求6所述的移动设备，其中，如果所述接近传感器提供了所述用户与所述显示器紧密接近的指示，并且所述处理器基于所述一个或多个图像确定了所述用户处于观看所述显示器的位置，则不禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的移动设备，其中，所述触摸输入中的每一个包括用于标识所述触摸输入的相应功能的相应图形图标，并且通过用户触摸所述显示器上的所述图标的位置来促动所述功能。
11.根据权利要求9所述的移动设备，其中，通过开始电话呼叫来激活所述接近传感器。
12.根据权利要求9所述的移动设备，其中，所述处理器使用用于对所述一个或多个图像进行分析的面部检测算法。
13.根据权利要求9所述的移动设备，其中，所述照相机包括具有用于监视所述镜头相对于固定位置的位置的镜头位置指示器的自动聚焦镜头。
14.根据权利要求13所述的移动设备，其中，所述处理器监视所述镜头位置指示器，并且通过对所述镜头的位置进行分析来确定所述用户是否与所述显示器紧密接近。
15.根据权利要求14所述的移动设备，其中，所述处理器通过对所述镜头的位置进行分析而作出的用户与所述显示器紧密接近的确定用于确认所述接近传感器作出的紧密接近指示。
16.一种用于接近检测验证的方法，所述方法包括：
启用移动设备上的触摸屏显示器和触摸屏电路；
通过开始电话呼叫来激活接近传感器；
从所述接近传感器接收用户与所述显示器紧密接近的指示；
使照相机镜头聚焦于位于所述显示器前方的用户；以及
参考阈值位置来对所述镜头的位置进行分析，以确定所述用户是否与所述显示器紧密接近。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：如果所述接近传感器提供了用户与所述显示器紧密接近的指示，并且所述分析步骤确定了所述用户与所述显示器紧密接近，则禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：在接收到由所述接近传感器作出的对象不再紧密接近的指示时，重新启用所述显示器和触摸屏电路中的至少一个。
19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：如果所述接近传感器提供了用户与所述显示器紧密接近的指示，并且所述分析步骤确定了所述用户不与所述显示器紧密接近，则不禁用所述显示器和所述触摸屏电路中的至少一个。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：提供接近感测算法，所述接近感测算法将所感测到的镜头位置与已经与距离数据相关的镜头位置数据作比较，所述距离数据表示在所述显示器和所述镜头中的至少一个与所述镜头所聚焦的用户之间的距离，其中，所述阈值位置是从所述镜头位置数据和与所述显示器与所述用户的紧密接近相关联的距离数据中的至少一个选取的不可变数据值。
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