CN103858080A - 具有动态用户界面的触摸敏感设备 - Google Patents

Abstract

一种适于由用户握持的设备包括触摸敏感显示屏，其输出指示触摸敏感显示屏上被用户触摸的位置的触摸信号。触摸敏感元件具有一个或多个传感器，所述传感器输出指示触摸敏感元件上被用户触摸的位置的手部信号。处理器可操作以在该触摸敏感显示屏上显示用户界面，至少部分地基于该手部信号来确定显示位置，在触摸敏感显示屏上的该显示位置处显示用户界面的交互式元件，并且当触摸信号指示用户已经触摸了该触摸敏感显示屏上与该显示位置相对应的位置时有选择地发起处理。

Description

具有动态用户界面的触摸敏感设备

技术领域

本公开涉及触摸敏感设备的领域，更具体地涉及用于触摸敏感设备的用户界面的领域。

背景技术

触摸屏是一种诸如液晶显示器的电子显示设备，其能够检测在显示器的表面上触摸的存在和位置。触摸屏正在成为计算机、平板电脑、移动电话和其它消费者产品的常见特征。基于触摸屏的设备经常具有当它们被用户触摸时进行响应的用户界面。用户通过利用其手指或拇指触摸设备或者利用诸如笔的手持工具触摸设备而对这些设备进行操控。

手持触摸屏设备由使用单手或双手握持设备并且使用其拇指或使用并未握持触摸屏设备的手对用户界面进行操控的用户所操作。这种使用模式已经证明对于诸如移动电话之类的小型设备是非常有效的。

由于移动电话通常很小，所以有几种握持设备的可能变化，并且屏幕相对于人手的大小足够小，从而无论该设备被如何握持，用户界面的所有部分都易于被访问。较大规模的手持触摸屏设备通常要求用户改变握持设备的方式来访问用户界面的各部分。

发明内容

这里教导了触摸屏设备以及与触摸屏设备相关的方法。一种适于由用户握持的设备包括触摸敏感显示屏，其输出指示触摸敏感显示屏上被用户所触摸的位置的触摸信号。该设备还包括与该触摸敏感显示屏相邻的触摸敏感元件，其具有一个或多个传感器，所述传感器输出指示与触摸敏感元件相邻的被用户触摸的位置的手部信号。该设备还包括处理器，其可操作以在该触摸敏感显示屏上显示用户界面，至少部分基于该手部信号来确定显示位置，在触摸敏感显示屏上的该显示位置处显示用户界面的交互式元件，并且当触摸信号指示用户已经触摸了该触摸敏感显示屏上与该显示位置相对应的位置时有选择地发起处理。

这里所教导的另一种适于由用户握持的设备包括触摸敏感显示屏，其输出指示该触摸敏感显示屏上被用户所触摸的位置的触摸信号。该设备还包括触摸敏感外壳，其连接至该触摸敏感显示屏并且具有一个或多个传感器，所述传感器输出该触摸敏感外壳上被用户所触摸的位置的手部信号。该设备还包括处理器，其可操作以在该触摸敏感显示屏上显示用户界面，基于该手部信号来确定至少第一手部位置，至少部分地基于该第一手部位置来确定显示位置，在触摸敏感显示屏上的该显示位置处显示用户界面的交互式元件，并且当触摸信号指示用户已经触摸了该触摸敏感显示屏上与该显示位置相对应的位置时有选择地发起处理。

这里所教导的一种方法包括步骤：接收指示触摸敏感显示屏上被用户触摸的位置的触摸信号；接收指示与触摸敏感显示屏相邻的被用户触摸的位置的手部信号；在触摸敏感显示屏上显示用户界面；至少部分地基于该手部信号来确定显示位置；在触摸敏感显示屏上的该显示位置处显示用户界面的交互式元件，并且有选择地发起触摸信号指示用户已经触摸了触摸敏感显示屏上与该显示位置相对应的位置的处理。

附图说明

该装置的各种特征、优势和其它使用通过参考以下详细描述和附图而将变得更为显而易见，其中：

图1是适于被用户握持的设备的框图；

图2是图1的设备的俯视图的图示；

图3是图1的设备的端横截面图示；

图4A-4C是描绘设备的示例性手部位置和显示位置的图示；

图4D-4F是描绘设备的用户界面的交互式元件的示例性手部位置和示例性显示位置的图示；和

图5是示出用于确定显示位置的示例性处理的流程图。

具体实施方式

触摸屏平板计算机通常具有允许它们以许多方式被握持的形式因素。这经常出现用户的手部并非处于设备屏幕上所显示的用户界面的关键元件附近的情形。本公开在此针对一种设备和方法，其检测用户手部在设备上的位置，并且动态地呈现用户界面的交互式元件而使得该交互式元件始终位于用户手部附近。

如图1-3中所示，适于被用户所握持的设备10包括触摸敏感显示屏20、触摸敏感外壳40和处理器60。

作为示例，设备10还可以包括诸如RAM12和ROM13的存储器。存储设备14能够以任意适当的计算机可读介质的形式来提供，诸如非易失性存储器设备或硬盘驱动器。触摸敏感显示屏20、触摸敏感外壳40、处理器、RAM12、ROM13和存储设备14全部通过总线18而互相连接。

触摸敏感显示屏20可操作以响应于视频信号而显示图像，并且还可操作以输出触摸信号，其指示触摸敏感显示屏20上被用户触摸的位置。该触摸信号响应于用户身体的一部分关于触摸敏感显示屏20的接触或接近而生成。该触摸信号还能够响应于诸如笔的工具的接触或接近而生成。

触摸敏感显示屏20能够使用适于执行这里关于触摸敏感显示屏20所描述的功能的多种公知技术中的任意一种来实施。目前已知或日后开发的任意适当结构都能够被用作触摸敏感显示屏20。能够用来生成触摸信号的示例性技术包括电阻触摸感应、表面声波触摸感应、电容触摸感应，以及其它适当技术。

作为示例，触摸敏感显示屏20可以包括位于显示器24顶端的触摸屏22。该触摸屏22是基本上透明的，使得显示器24可通过触摸屏22被看到。

触摸屏22和显示器24的大小彼此互补。触摸屏22能够与显示器24近似为相同大小并且关于显示器24进行定位，使得触摸屏22的可触摸区域和显示器24的可观看区域基本上扩展至同空间。在该示例中，触摸屏22是电容触摸屏。如之前所提到的，能够采用其它技术。在该示例中，显示器24是可操作以响应于视频信号而显示图像的液晶显示器。

触摸敏感外壳40连接至触摸敏感显示屏20并且输出指示触摸敏感外壳40上被用户触摸的位置的手部信号。能够针对触摸敏感外壳40采用多种技术和配置。触摸敏感外壳40可以包括外壳42和触摸敏感元件44。外壳42可以包括前表面46、外围表面48和后表面50。为了将外壳42连接至触摸敏感显示屏20，在外壳42中形成开口52并且由前表面46在其外围形成边界。

能够针对外壳42使用其它配置。作为一个示例，在触摸敏感显示屏20的大小被设置为使得其占据设备10的整个前面的情况下能够省略前表面46。在这样的配置中，开口52在其外围由外围表面48形成边界。

触摸敏感元件44以任意适当配置而位于外壳42之上或之中并且具有一个或多个传感器，该传感器输出指示触摸敏感元件44上被用户触摸的位置。取决于针对触摸敏感元件44所选择的配置和技术，触摸敏感元件44能够位于外壳42的内表面上，能够被嵌入外壳42之中，或者能够在一个或多个位置延伸通过外壳42。

作为示例，触摸敏感元件44能够被定位为与触摸敏感显示屏20相邻。在该配置中，由触摸敏感元件44输出的手部信号指示用户触摸的与触摸敏感显示屏20相邻的位置。作为另一个示例，触摸敏感元件44能够位于外壳42之上，使得手部信号指示外壳42上被用户触摸的位置。作为另一个示例，触摸敏感元件44可以位于外壳42的外围表面48上，使得手部信号指示外壳42的外围表面48上被用户触摸的位置。作为另一个示例，触摸敏感元件44能够位于外壳42的后表面50上，使得手部信号指示外壳42的后表面50上被用户触摸的位置。

触摸敏感元件44能够被构建为以能够通过其生成手部信号的任意适当技术来使用。因此，采用适于识别触摸的存在并且还识别触摸位置的技术的结构适合用作触摸敏感元件44。触摸敏感元件44能够被配置为将相对于外壳42上的基准点的位置作为手部信号进行输出。该位置可以被表达为一维位置或二维位置。

作为示例，触摸敏感元件44能够被配置为感应布置在与触摸敏感显示屏20相邻的一维阵列中的位置处的触摸，在这种情况下，手部信号将为关于基准点的一维位置的形式。这能够通过提供具有位于一维阵列中的多个传感器的触摸敏感元件44来实现。作为另一个示例，触摸敏感元件44能够被配置为感应布置在外壳42的外围表面48周围的一维阵列中的位置处的触摸，这将产生关于基准点的一维位置的形式的手部信号。作为另一个示例，触摸敏感元件44能够被配置为感应布置在二维阵列中的位置处的触摸，在这种情况下，手部信号作为以设备10的外壳42上的基准点作为基准的二维位置而产生。这能够通过提供具有位于二维阵列中的多个传感器的触摸敏感元件44来实现。

能够采用各种已知传感器配置来产生一维位置形式的手部信号。例如，能够在外壳42的内部提供电极的一维阵列以便基于电容来感应用户的手部，其中外壳用作电介质。同样，能够使用多种感应技术来产生作为二维位置的手部信号，包括部署在以交叉配置而在不同方向进行延伸的二维阵列或多个线性电极场之中的感应元件。使用这些已知技术，手部信号能够同时指示外壳42上被用户所触摸的多个位置。除了这里所讨论的技术之外，目前已知或日后研发的其它技术也能够被用于触摸敏感外壳40的触摸敏感元件44。

作为二维手部信号的示例，触摸敏感元件44能够被定位为与外壳42的后表面50相邻，使得手部信号指示外壳42的后表面50上被用户触摸的位置。该手部信号可以为关于外壳42上的预定基准点作为参考的二维位置的形式。

处理器60可进行操作以在触摸敏感显示屏20上显示用户界面62。在图2中，显示网站的web浏览器被描绘为用户界面62的示例。用户界面62包括对用户界面62的主要功能进行控制的各种交互式元件64。在该示例中，交互式元件64包括向后按钮、向前按钮和刷新按钮，它们一般地出现在web浏览器中并且对web浏览器的有关导航的主要功能进行控制。然而，交互式元件64并不被该示例限制，而是可以包括任意所期望的交互式元件64。交互式元件64能够基于活动应用、使用环境和其它因素而有所变化。

每个交互式元件64可以由用户利用触摸敏感显示屏20进行操控以便发起处理。处理器60接收来自触摸敏感显示屏20的触摸信号，并且在该触摸信号指示用户已经触摸了触摸敏感显示屏20上与显示交互式元件64的位置相对应的位置时发起与已经被触摸的交互式元件64相对应的处理。因此，当用户触摸了触摸敏感显示屏20上对应于交互式元件64的向后按钮的部分时，触摸信号由触摸敏感显示屏20生成，被处理器60接收，而且被处理器60进行解释并与交互式元件64的向后按钮被处理器60显示的位置相关联。在进行了该关联之后，处理器60发起与向后按钮相关联的处理。

处理器60可进行操作以基于如手部信号所指示的用户握持设备10的方式而对一个或多个交互式元件64进行重新定位。最初，交互式元件64处于缺省位置或者处于之前基于手部信号所确定的位置。处理器60至少部分地基于手部信号来确定交互式元件64的显示位置。处理器60随后通过在触摸敏感显示屏20上的该显示位置处显示用户界面62的交互式元件64而对交互式元件64进行重新定位。然后，处理器60在触摸信号指示用户已经触摸了触摸敏感显示屏20上对应于该显示位置的位置时有选择地发起对应于交互式元件64的处理。

如图4A-4B所示，该显示位置能够以在触摸敏感显示屏20上的被用户触摸的与触摸敏感显示屏20相邻的位置或其附近显示用户界面62的交互式元件64的方式来确定。显示位置的确定能够通过基于手部信号计算显示位置来进行。替选地，显示位置的确定可以通过基于手部信号从两个或更多预定显示位置中选择预定显示位置来进行。

显示位置能够基于手部位置进行计算。这通过首先基于手部信号来计算手部位置并且然后基于该手部位置来计算显示位置来进行。手部位置可以是基于手部信号确定的平均位置。

作为基于手部位置计算显示位置的示例，手部信号能够指示用户手部关于与触摸敏感显示屏20相邻的预定基准点的距离，该预定基准点诸如是外壳42的一角70。该距离形成了处理器60计算显示位置的基础。该计算能够被设计为将该显示位置与用户手部的位置相关联。作为结果，当用户将其手部从外壳42的上端72（图4A）移动至外壳42的下端74（图4B）时，交互式元件64能够以对应于用户手部的移动的方式进行移动，使得交互式元件64保持与用户手部相邻或者处于其附近。

以上所描述的基于手部位置对显示位置的计算能够基于处理器60所存储的用户偏好进行修改。该用户偏好可以是用手习惯（handedness）设置，其指示用户是使用左手还是右手。在这种情况下，交互式元件64在用户使用右手的情况下沿触摸敏感显示屏20的右边缘定位，并且在用户使用左手的情况下沿触摸敏感显示屏20的左边缘定位。如将要进行解释的，如果确定了用户利用单手而非双手握持设备10，则能够采用用户偏好设置的不同集合来确定显示位置。

以上所描述的基于手部位置对显示位置的计算能够基于用户手部的大小进行修改。这能够通过基于以外壳42的同时被用户手部接触的表面积为基础的手部信号为用户计算手部大小来实现。该手部信号被用作计算平均手部位置的基础，并且手部大小被用来估计平均手部位置和用户拇指末端之间的距离。这在计算最终显示位置时被纳入考虑之中。

之前所描述的计算的结果可以是手部位置为距与触摸敏感显示屏20相邻的第一预定基准点的距离的形式，并且显示位置为距触摸敏感显示屏20上的第二预定基准点的距离的形式。

作为针对之前所描述的计算的替选形式，能够通过基于手部信号来计算手部位置并且然后基于该手部位置来选择显示位置，来确定显示位置。作为示例，能够基于手部信号从两个或更多个预定位置中选择显示位置。因此，处理器60能够基于手部信号来确定用户手部是否位于外壳42上的一个或多个预定区域中的一个之中。处理器60然后为交互式元件64选择与外壳42上该外壳42被握持的区域相对应的预定位置。

在之前的任意示例中，在计算或选择显示位置时能够考虑设备10的方位，也就是设备10是否以纵向方位（portrait orientation）被握持。

虽然之前所给出的示例反应了设备10在被双手握持时的使用，但是如图4C-4F中所示，处理器60可进行操作以计算或选择设备10在被用户单手握持时的显示位置。这种情况下所采用的计算或选择能够基于用户偏好设置来选择，或者能够由处理器60基于使用环境来确定。

作为示例，当处理器60基于手部信号和用手习惯设置来检测到用户利用其副手（off-hand）握持设备10，则交互式元件64能够与用户的副手相反定位。因此，当用户的副手在其一侧握持设备10时，交互式元件64能够在设备10的相反一侧位于触摸敏感显示屏20上。这能够通过计算显示位置使得显示位置与用户的副手直接相反来实现（图4C）。

在替选示例中，当设备10被用户的副手握持时，处理器60能够基于如手部信号所指示的用户副手的位置而从两个或更多个预定位置中的一个选择显示位置（图4D-4E）。处理器60可进行操作以存储交互式元件64要在设备10被用户副手握持时在触摸敏感显示屏20所处的预定显示位置的形式的用户偏好。该用户偏好能够为选择交互式元件64要在设备10被用户副手握持时沿其进行定位的底部边缘或相反侧边缘的形式。

在另一替选示例中，当设备10被单手握持时，处理器60能够基于手部信号设置与触摸外壳42的手部相邻或处于其附近的显示位置（图4F）。

以上示例解释了交互式元件64基于如手部信号所指示的用户手部中的一个的位置而进行定位。在所有这些示例中，用户双手的位置都能够被确定并且能够根据每只手的位置来放置交互式元件64的单独集合。在一些实施方式中，不同元件64能够根据手部信号不同地放置。例如，一组元件能够放置在所检测到的用户右手的位置附近，而不同的一组元件能够被放置在所检测到的用户左手的位置附近。

而且，以上示例解释了交互式元件64基于如由当前所生成的手部信号（包括指示设备并未被用户的一只或多只手所握持的信号或信号缺失）所指示的用户手部的位置进行定位。然而，应当理解的是，基于手部信号确定交互式元件64的位置还包括随时间追踪用户手部的位置，并且基于用户行为确定交互式元件64的一个或多个理想的预定位置。

现在将参考图5对设备10的操作进行解释。

在步骤S101，设备10使用触摸敏感元件44感应用户手部并且生成手部信号。在步骤S102，处理器60至少部分地基于该手部信号来确定显示位置。该显示位置可以如之前所描述的进行选择或计算。该显示位置的确定能够包括手部位置的计算。该显示位置可以进一步至少部分地以其它因素为基础，诸如针对交互式元件64的大小的用户偏好设置，或者基于手部信号所检测的手部大小。

在步骤S103，处理器60在触摸敏感显示屏20上显示用户界面62，其包括在触摸敏感显示屏20上位于该显示位置的交互式元件64。在步骤S104，处理器60在触摸信号指示用户已经触摸了触摸敏感显示屏20上与该显示位置相对应的位置时有选择地发起与交互式元件64相对应的处理。

在步骤S105，处理器60确定手部信号是否有所变化，这指示用户手部已经关于设备10的触摸敏感外壳40进行了移动。如果手部信号已经发生了变化，则能够诸如通过返回步骤S101来更新显示位置。

虽然本公开包括某些实施例，但是所要理解的是，本公开并不局限于所公开的实施例，而是相反地意在覆盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等同配置形式，其范围要与最宽泛的解释相符以便覆盖法律所允许的所有这样的修改和等同结构。

Claims (19)

1.一种适于由用户握持的设备，包括：

触摸敏感显示屏，所述触摸敏感显示屏输出指示所述触摸敏感显示屏上被用户触摸的位置的触摸信号；

触摸敏感元件，所述触摸敏感元件具有一个或多个传感器，所述传感器输出指示所述触摸敏感元件上被用户触摸的位置的手部信号；和

处理器，所述处理器能操作来：在所述触摸敏感显示屏上显示用户界面，至少部分地基于所述手部信号来确定显示位置，在所述触摸敏感显示屏上的所述显示位置处显示所述用户界面的交互式元件，并且当所述触摸信号指示所述用户已经触摸了所述触摸敏感显示屏上与所述显示位置相对应的位置时有选择地发起处理。

2.根据权利要求1的设备，其中所述显示位置被确定为使得所述用户界面的所述交互式元件在所述触摸敏感显示屏上靠近所述用户所触摸的在所述触摸敏感元件上的所述位置被显示。

3.根据权利要求1的设备，其中，通过基于所述手部信号来计算至少第一手部位置并且基于所述第一手部位置来计算所述显示位置，来确定所述显示位置。

4.根据权利要求3的设备，其中，所述第一手部位置距临近所述触摸敏感显示屏的第一预定基准点一定距离，并且所述显示位置距所述触摸敏感显示屏上的第二预定基准点一定距离。

5.根据权利要求1的设备，其中，通过基于所述手部信号来计算至少第一手部位置并且基于所述第一手部位置来选择所述显示位置，来确定所述显示位置。

6.根据权利要求5的设备，其中所述显示位置是基于所述手部信号来从两个或更多个预定位置中选择的。

7.根据权利要求1的设备，其中，通过基于所述手部信号来计算至少第一手部位置，基于所述第一手部位置来计算手部大小，并且基于所述第一手部位置和所述手部大小来计算所述显示位置，来确定所述显示位置。

8.根据权利要求1-7中的任一项的设备，其中所述处理器能操作来存储用户偏好并且至少部分地基于所述用户偏好来确定所述显示位置。

9.根据权利要求8的设备，其中所述用户偏好是用手习惯设置。

10.根据权利要求8的设备，其中所述用户偏好是对所述触摸敏感显示屏的边缘的选择。

11.根据权利要求8的设备，其中所述用户偏好是所述触摸敏感显示屏上的预定显示位置。

12.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，其中所述触摸敏感元件的所述一个或多个传感器位于所述外壳之中或之上。

13.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，其中所述手部信号指示所述外壳上被所述用户触摸的位置。

14.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，所述外壳具有围绕所述触摸敏感显示屏的外围边缘，其中所述触摸敏感显示屏的所述一个或多个传感器位于所述外壳的所述外围边缘之中或之上。

15.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，所述外壳具有围绕所述触摸敏感显示屏的外围边缘，其中所述手部信号指示所述外壳的所述外围边缘上被所述用户触摸的位置。

16.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，所述外壳具有与所述触摸敏感显示屏相对的后表面，其中所述触摸敏感显示屏的所述一个或多个传感器位于所述外壳的所述后表面之中或之上。

17.根据权利要求1-11中的任一项的设备，进一步包括：

连接至所述触摸敏感显示屏的外壳，所述外壳具有与所述触摸敏感显示屏相对的后表面，其中所述手部信号指示所述外壳的所述后表面上被所述用户触摸的位置。

18.根据权利要求1的设备，其中所述触摸信号响应于所述用户的身体的一部分或工具关于所述触摸敏感显示屏的接触或接近而生成。

19.一种方法，包括：

接收指示触摸敏感显示屏上被用户触摸的位置的触摸信号；

接收指示与所述触摸敏感显示屏相邻的被所述用户触摸的位置的手部信号；

在所述触摸敏感显示屏上显示用户界面；

至少部分地基于所述手部信号来确定显示位置；

在所述触摸敏感显示屏上的所述显示位置处显示所述用户界面的交互式元件；并且

当所述触摸信号指示所述用户已经触摸了所述触摸敏感显示屏上与所述显示位置相对应的位置时发起处理。

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