CN107329679A - 自动切换智能手持设备单手操控模式的方法及装置和软件 - Google Patents

Abstract

针对当前手机系统不能切换、或需手动切换左右手操作模式设置的问题，本发明提出一种自动切换手机左右手操控模式的方法：根据手机内部重力传感器监测到的重力加速度情况，确定适合当前用户的手机操控模式。本发明提出一种具有多个虚拟按键的智能手机：手机操作系统根据重力传感器的监测数据判断手机当前被用户左手操控还是右手操控，并据此动态定义所述各个虚拟按键的功能。本发明提出一种根据用户持握手机方式自适应调整用户操作界面布局的手机应用软件：手机应用设计了适于左手操控和适于右手操控的两种用户界面；在显示用户界面前，先根据本发明所述方法获得手机的左右手操控模式，并据此决定为用户提供哪种操控界面。

Description

自动切换智能手持设备单手操控模式的方法及装置和软件

技术领域

本发明属于智能手持设备应用技术，尤其涉及一种可以自动切换智能手持设备单手操控模式的方法。

问题背景

当智能手持设备具有较大的触摸操控区域时，用户可能不易进行单手操作。

比如，在单手操控手机时，若手机屏幕比较大，手机屏幕上有些位置就不容易被手指触碰到。为了防止较大的手机屏幕影响用户单手操作的效率，手机厂商将手机常用的一些触摸功能(如安卓手机的“返回”键)、一些手机软件将常用的功能按钮(如拼音键盘摆放、“发送按钮”位置等)摆放在适合左手或右手操作的位置。因为人的操作习惯不同，一些厂商甚至允许用户设置选择是“使用左手操作手机”，还是“使用右手操作手机”，从而决定将那些常用的触摸功能放在手机的哪个位置。

现有实现方案的缺点是：固定的左手模式(或右手模式)，会影响用户使用右手(或左手)操控手机；手机用户往往会在不同的场合，使用不同的手来操控手机；而“每次设置当前要使用左手模式还是右手模式”，对于用户来说很不方便。

发明内容

针对当前智能手持设备不能切换、或需要手动切换单手操控模式设置的问题，本发明提出一种自动切换智能手持设备单手操控模式的方法，其特征在于：根据此智能手持设备内部重力传感器监测到的重力加速度情况，确定当前用户是在右手操作此智能手持设备，还是左手操作此智能手持设备。

更具体的，本发明方法的特征在于：若智能手持设备重力传感器监测到重力加速度在设备平面向左的方向存在分量，则认为当前用户是在使用左手操控智能手持设备；若智能手持设备重力传感器监测到重力加速度存在设备平面向右的方向存在分量，则认为当前用户是在使用右手操控智能手持设备。

为了克服抖动造成单手操控模式的频繁切换，可以采用阈值来触发对于单手操控模式的判断，具体的说，执行如下的步骤确定当前用户是在右手操作智能手持设备，还是左手操作智能手持设备：

步骤一：获得重力传感器在水平方向的分量value；

步骤二：针对value的值，进行如下判断

情形1：value的值显示重力在设备平面向左的方向存在分量，且该分量超过某预定阈值

认为用户是在进行左手操作；

情形2：value的值显示重力在设备平面向右的方向存在分量，且该分量超过某预定阈值

认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯。

在本发明中，自动切换智能手持设备单手操控模式所依据的原理为：智能手持设备一般外形为方形，当用户使用右手操作智能手持设备时，为防止其跌落，智能手持设备一般会稍稍向右倾斜，使智能手持设备呈“左侧高右侧低”的姿态，智能手持设备会在重力作用下自然滑向用户的手心位置，从而有助于用户握牢智能手持设备，而智能手持设备的这种姿态，会导致重力传感器检测到重力加速度在设备平面向右方向存在分量；同理，当用户使用左手操作智能手持设备时，重力传感器会检测到重力加速度在设备平面向左方向存在分量。从而，根据重力加速度在左、右哪个方向有分量，可以判断出来用户是在用左手操作智能手持设备还是右手操作智能手持设备。

基于以上思想，对于包含重力传感器的智能手持设备，本发明还提出一种设定其单手操控模式的方法，其特征在于：用户主动改变所述智能手持设备左右倾斜状态；所述智能手持设备通过重力传感器感知到重力在设备平面水平方向的分量的绝对值操过指定阈值后，根据本发明所述的单手操控模式判断方法，判断当前用户是在进行左手操作还是右手操作，并据此判断结果，完成对智能手持设备接下来采用何种单手操控模式的设定。此时，所述智能手持设备中的操控软件通过对所述重力传感器进行采样，当发现重力在设备平面向左或向右方向上的分量的绝对值超过预定义的数值τ时，按本发明所述方法，判断手机当前是在被左手操作，还是被右手操作，并将系统设定为此种单手操作模式。

为了方便用户掌握单手操控模式的设定方法，可告知用户一个最小倾斜角度θ，使得当智能手持设备向左/向右的倾斜角度不小于θ时，重力加速度在设备平面向左/向右方向的分量的绝对值不小于数值τ。

特别的，对用户来说比较自然的一种单手操控模式的设定方法是：用户将手持设备在水平方向上向左倾斜超过一定角度，实现将智能手持设备设定为使用左手操控模式；用户将手持设备在水平方向上向右倾斜超过一定角度，实现智能手持设备设定为右手操控模式。

为方便理解，下面对本发明进行更具体的阐述说明。文中假设了智能手持设备为具有重力传感器的智能手机，简称手机，但这并未限定本发明只能用于智能手机。

首先假设重力传感器采用图1所示的右手坐标系报告检测到的重力加速度情况；且假设重力在x轴反方向(即-x的方向)有正分量时，重力传感器在x轴检测到正值；重力在x轴正方向(即+x的方向)有正分量时，重力传感器在x轴检测到负值；重力在y轴反方向(即-y的方向)有正分量时，重力传感器在y轴检测到正值；重力在y轴正方向(即+与的方向)有正分量时，重力传感器在y轴检测到负值。此时，在竖屏显示的情况下(假设用户未以上下颠倒的方式单手持握手机)，可以按照如下流程识别用户当前是在左手操作还是右手操作：

步骤一：获得重力传感器在x轴的检测值gx；

步骤二：若gx的值为正，则认为用户是在左手操作，否则认为用户是在右手操作。在横屏显示时，可以按照如下流程识别用户当前是在左手操作还是右手操作：

步骤一：获得重力传感器在x轴和y轴的检测值gx、gy；

步骤二：若gx和gy的正负值符号相反，则认为用户是在左手操作手机；若gx和gy的正负值符号相同，则认为用户是在右手操作手机。

在实际应用中，在重力传感器灵敏度不够，无法检测到水平方向的微小倾斜时，也可以培养用户的使用习惯，使得其在单手操作时有意识增大手机在水平方向的倾斜度，从而使得重力传感器能够检测到重力加速度在水平方向的分量。

本发明的一个应用方式是一种具有多个虚拟按键的手持装置，如智能手机，其特征在于：所述手持装置内部包含重力传感器；所述装置内软件或固件根据重力传感器的监测数据判断手机当前被用户左手操控还是右手操控，并据此动态定义所述各个虚拟按键的功能。其中，方式一为：所述软件或固件定时采集重力传感器的信息，当发现重力加速度在x轴反方向有正分量时，将适合左手手指操作的虚拟按键定义为常用功能，将不适合左手拇指操作的虚拟按键定义为不常用功能，或者不定义功能；但发现重力加速度在x轴正方向有正分量时，将适合右手手指操作的虚拟按键定义为常用功能，将将不适合右手手指操作的虚拟按键定义为不常用功能，或者不定义功能。方式二与方式一的区别在于确定手机单手操控模式的时机不同。在方式二中，所述软件或固件并不定时采集重力传感器的信息，而是监视虚拟按键区域的用户触控情况，当发现用户在此区域有触控动作后，采取采集重力传感器的信息，进而确定手机的单手操控模式，并像方式一一样，为虚拟按键指派相应的功能。

本发明的另外一个应用方式是一种根据用户持握手机方式自适应调整用户操作界面布局的手机应用软件，其特征在于：所述手机应用设计了适于左手操控和适于右手操控的两种用户界面；在运行时，在显示用户界面前，首先通过对重力传感器进行采样、根据本发明所述方法获得手机的单手操控模式——或通过查询采用本发明的手机操作系统直接获得当前手机的单手操控模式——并根据用户当前正在使用的操控方式，决定是使用适于左手操控的用户界面，还是使用适于右手操控的用户界面。

在具体应用本发明所述方法时，可通过设定重力加速度分量阈值来防止用户无意改变手部姿态造成频繁切换单手操控模式。此时，在竖屏显示的情况下(假设用户未以上下颠倒的方式单手持握手机)，可以按照如下流程识别用户当前是在左手操作还是右手操作：

步骤一：获得重力传感器在x轴的检测值gx；

步骤二：针对gx的值，进行如下判断

情形1：gx的值大于预先设定的正常数leftx认为用户是在进行左手操作；

情形2：gx的值小于预先设定的负常数rightx认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯

在以上流程中，leftx和rightx为预先设定的常数。当用户使用左手竖持手机时，可以通过先将手机向左侧倾斜超过一定角度，并保持一段时间，使得重力传感器在x轴方向的检测值大于leftx，采用本发明的智能手机、智能手机应用就可将自身的操作界面设置为左手操作模式；且之后只要手机不向右倾斜超过与rightx对应的特定倾斜角度，采用本发明的智能手机、智能手机应用将一直为用户提供适于左手操作的用户界面。一般来说，应令leftx+rightx的和为0。

另外，在下层支持“当重力加速度在x轴上绝对值超过某预定值时，通知上层”这样的机制时，可以采用如下方式较简单的实施本发明。下面以leftx+righx＝0时的情形为例进行说明。首先，在初始化时向下层注册：当重力加速度在x轴上的绝对值超过leftx时，通知上层；第二，当上层获得通知时，执行包括如下步骤的流程：

步骤一：获得重力传感器在x轴的检测值gx；

步骤二：若gx大于0，则认为用户是在进行左手操作，否则认为用户是在进行右手操作。

类似的，对于单手横屏操作，可以按照如下流程(对应的流程图为说明书附图9)识别用户当前是在左手操作还是右手操作：

步骤一：获得重力传感器在x轴和y轴的检测值gx和gy；

步骤二：针对gy的值，进行如下判断

情形1：gy的值大于预先设定的正常数lefty，且gx为负数认为用户是在进行左手操作；

情形2：gy的值小于预先设定的负常数righty，且gx为正数认为用户是在进行左手操作；

情形3：gy的值小于预先设定的负常数righty，且gx为负数认为用户是在进行右手操作；

情形4：gy的值大于预先设定的正常数lefty，且gx为正数

认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯。

在以上流程中righty和lefty为预先设定的常数，且一般来说，righty+lefty＝0。在单手横屏操作时，用户可以通过将手机向左或向右倾斜超过一定角度，即可实现手机单手操控模式的切换，且之后轻微的手机姿态改变并不会导致手机单手操控模式的切换。

最后，智能手机操作系统可以通过本发明所述方法，获知用户当前希望使用左右操作模式，还是右手操作模式，并在发现用户改变了单手操控模式时，向关心此状态改变事件的手机应用发送异步通知。此时，手机应用程序为了实现自动切换单手操控模式，可以按照如下方式运行：首先，对于每一个功能界面，开发两套操控界面，其中一套适于左手操控，一套适于右手操控；第二，在手机应用初始化时，向手机操作系统声明“本手机应用关注单手操控模式切换事件”；第三，在接收到手机操作系统发出的“用户切换了单手操控模式”通知后，执行包括如下步骤的流程：

步骤一：向手机操作系统查询、或通过本发明所述的对重力传感器的采样获知，当前的单手操控模式；

步骤二：将当前使用的单手操控模式记录到内部变量cmode中；

第四，当需要显示功能界面时，根据内部记录的cmode变量，决定向用户输出适于左手操控的界面，还是输出适于右手操控的界面。。

附图说明

在本发明的具体实施方式中，假设重力传感器使用如图1所示的三维坐标系报告检测到的重力加速度情况，其中x轴平行于手机的窄边框，y轴平行于手机的宽边框，z轴垂直于手机的屏幕；且z轴的正方向为手机屏幕发出的、垂直于屏幕的光线的传播方向，z轴的负方向为手机背壳发出的、垂直于手机背壳的光线的传播方向；且x轴正方向、y轴正方向、z轴正方向形成右手坐标系。

图2中的左图示出了当前安卓手机中的虚拟按键设计。此时手机一般有3个虚拟按键，中间的虚拟按键被定义为Home键，生产厂家预定义或根据用户对系统的预先设置，决定左右两个虚拟按键的功能，比如将左侧按键定义为功能键/任务切换键，将右侧按键定义为返回键。图2中的中图和右图显示了两种新型的虚拟按键设计，其中中图具有4个虚拟按键，而右图具有5个虚拟按键。在不造成用户误操作的情况下，还可以设置更多的虚拟按键。较多的虚拟按键容易造成用户触摸虚拟按键时发生失误，为此，虚拟按键之间可以采取非等间距设计，比如右图中左数第二个键位于右手容易操控到的区域的最左侧的位置(一般说来，此时此键距离左数第一个键较近，而距离左数第三个键较远)，右数第二个键位于左手容易操控到的区域的最右侧的位置(一般说来，此时此键距离右数第一个键较近，而距离右数第三个键较远)。

图3为手机操作系统在监测到用户使用左手操控手机时，对图2的中图对应的各个虚拟按键进行的一种功能分配方式。在此图中，最经常使用的返回键被定义到了距离左手拇指最近的位置，Home键被定义为左数第二个键，较不经常使用的功能键/任务切换键被定义为左数第三个键，而左手拇指不易触控到的最右侧的虚拟按键被定义为无效按键(也可以被定义为手机厂商期望的其它功能键)。这种虚拟按键分布方式使得左手可很容易的触控返回键、Home键、功能键/任务切换键。对称地，也可以得到用户在使用右手操控手机时，图2的中图对应的各个虚拟按键的功能分配方式。

图4为手机操作系统在监测到用户使用右手操控手机时，对图2的右图对应的各个虚拟按键进行的一种功能分配方式。在此图中，右数第一个虚拟按键被定义为最常用的返回键，位于虚拟按键区域最中间的虚拟按键被定义为Home键，右数第4个键被定义为功能键/任务切换键，其它按键被定义为无效按键。此种虚拟按键定义的优点为既能保证用户右手拇指能较易触控到返回键、Home键、功能键/任务切换键，又不影响用户原有体验(Home键在虚拟按键区域的中央)、且不易造成用户在触摸按键时出现失误(如若在右手模式时，只使用右数前3个虚拟按键，则当这些虚拟按键的间距较小时，用户容易触摸的错误的按键)。

图5示出了在使用右手模式时，输入法程序将输入键盘按照适合右手操控的方式显示，手机APP将常用的“发送”、“返回”按钮放在适合右手操控的位置。

图6示出了在使用左手模式时，输入法程序将输入键盘按照适合左手操控的方式显示，手机APP将常用的“发送”、“返回”按钮放在适合左手操控的位置。

图7所示的手机具有一个实体按键和4个虚拟按键。图示为此手机在右手操作模式时，虚拟按键的一种可能的定义方式。此时，因为在触控右数第一个按键时容易误触右数第二个按键，故右数第二个按键被定义为无效按键；因为左数第一个按键不易被右手拇指触控，故此键被定义为无效按键(或其它不常用功能的功能键)

图8为本发明所述自动进行单手操控模式切换的流程图。使用本发明的手机操作系统和手机应用可在正常显示用户操控界面前，执行如图8所示的流程，以完成单手操控模式的自动切换。

图9为在横屏模式下使用本发明所述的、不会因用户无意调整姿态造成单手操控模式切换算法。在算法中lefty为正常数，righty为负常数，且一般而言，lefty+righty＝0。在具体应用时，设计人员可通过实验确定lefty和righty的合理取值。

图10为采用本发明方法设定智能手机单手操控模式的方法示例。其右图显示：当竖持手机的用户将手机平面向左倾斜的角度不小于θ时，智能手机根据重力传感器，监测到重力在手机平面向左的方向存在的分量的绝对值不小于τ，设定手机进入左手操作模式状态。中图为手机平面的水平边框与地平面平行的情况，此时重力传感器在手机平面方向的分量为0。左图为竖持手机的用户将手机平面向右倾斜的角度不小于θ时，智能手机自动将手机设定为右手操作模式状态的情形。

具体实施方式

本发明所举各实施例仅为示例性质，本领域相关工程技术人员在各实施例的启示下，对其中各种途径进行的合理组合和等价实现，均落在本发明的保护范围之内。

典型实施例1：

对于图2左图所示的手机，在手机屏幕被点亮的情况下，手机操作系统定期对重力传感器进行采样，若采样值显示重力加速度在x轴具有正值(即：重力加速度在x轴反方向存在正分量)，则将手机屏幕下部虚拟按键区域中最左侧的虚拟按键定义为“返回”虚拟按键，而将虚拟按键区域中最右侧的虚拟按键定义为不常用的功能键(如“菜单”键或“任务切换键”)；若采样值显示重力加速度在x轴具有负值(即：重力加速度在x轴正方向存在正分量)，则将手机屏幕下部虚拟按键区域中最右侧的虚拟按键定义为“返回”虚拟按键，而将虚拟按键区域中最左侧的虚拟按键定义为不常用的功能键(如“菜单”键或“任务切换键”)。

此时，手机操作系统可以在检测到用户的单手操控模式后，一直在虚拟按键区域向用户显示当前“返回”键的位置，直到手机显示屏幕熄灭。

典型实施例2：

典型实施例1的缺点是：在手机屏幕被点亮的情况下，手机操作系统会频繁对重力传感器进行采样、以及虚拟按键区域持久的信息显示，会增加系统的功耗；而实际上，用户在大部分时间内，均不需要对虚拟按键区域进行触摸动作。在本实施例中，手机操作系统监视用户对于虚拟按键区域的触摸操作，当发现用户触摸了虚拟按键对应区域时，对重力传感器进行采样，若采样值显示重力加速度在x轴具有正值(即：重力加速度在x轴反方向存在正分量)，则将手机屏幕下部虚拟按键区域中最左侧的虚拟按键定义为“返回”虚拟按键，而将虚拟按键区域中最右侧的虚拟按键定义为不常用的功能键(如“菜单”键或“任务切换键”)；若采样值显示重力加速度在x轴具有负值(即：重力加速度在x轴正方向存在正分量)，则将手机屏幕下部虚拟按键区域中最右侧的虚拟按键定义为“返回”虚拟按键，而将虚拟按键区域中最左侧的虚拟按键定义为不常用的功能键(如“菜单”键或“任务切换键”)。

手机操作系统可以在检测到用户的单手操控模式后，在虚拟按键区域向用户显示当前虚拟按键分布情况，若用户未在预定时间内触摸这些虚拟按键，手机操作系统可以停止向用户显示这些按键分布，以利于手机节能。

典型实施例3：

对于使用虚拟按键的传统安卓手机来说，它具有3个虚拟按键，且手机屏幕较大、且用户手较小时，用户单手操控手机时，很难用大拇指触摸到离此大拇指较远的虚拟按键。在本实施例中，安卓手机生产厂商在虚拟按键区域设计更多的虚拟按键，这些虚拟按键的具体功能定义依据当前用户是左手操作还是右手操作确定。

比如，对于图2的中图所示虚拟按键位设置，当手机操作系统检测到用户是在右手操作时，在虚拟按键区域向用户指示当前可用的各个虚拟按键的位置如图3所示。

在具体应用中，操作系统既可以像典型实施例1一样，在手机屏幕被点亮的情况下就自动定期监测重力传感器状态；也可以像典型实施例2一样，在用户发出了触摸虚拟按键区域的动作后，才获取重力传感器状态。

典型实施例4：

在使用手机应用的过程中，用户可能需要频繁触摸手机应用中的某些按钮，如社交软件中的“发送”按钮，输入法中的“键盘”，在竖屏模式时，对用户友好的手机APP在向用户显示这些按钮前，可以通过如下步骤的流程确定应该按照适合左手操作的方式显示，还是按照适合右手操作的方式显示。

步骤一：获取重力传感器在x轴上的监测值gx；

步骤二：若gx为正值，则根据系统的预先定义或用户的预先设定，为各个按钮分配适合左手操作的位置，否则为各个按钮分配适合右手操作的位置。

比如：输入法程序在显示界面前，首先监测系统当前的单手操作模式，若发现用户使用右手操作时，向用户显示图5所示的、适合右手单手操作的输入法界面。手机APP在显示操作界面时，也首先查询监测系统当前的单手操作模式，在发现用户使用右手操作模式时，向用户显示图6所示的、适合右手单手触控的“返回”、“发送”等按钮。

典型实施例5：

用户单手操控手机时，手部的无意识抖动可能频繁导致典型实施4进行单手操控模式切换。为了防止手机操作系统、智能手机应用频繁切换单手操控模式，对用户造成困扰，在本实施例中，手机操作系统、智能手机应用的设计者规定：只有当手机在水平方向的倾斜角度大于某特定幅度(如与水平轴的偏差超过15°)时，才开启单手操控模式自动切换机制。根据此特定倾斜幅度，设计人员通过实验确定：重力加速度在水平方向上绝对值超过多少时，才触发进行单手操控模式的切换判断机制。假设对于竖屏模式来说此绝对值为thresholdx，对于横屏模式来说此绝对值为thresholdy(thresholdx和thresholdy可以相等，也可以不等，本领域相关技术人员依据实测确定其合适的具体数值)，则在竖屏模式时，手机操作系统、智能手机应用可按照执行包括如下步骤的流程确定当前应该显示适于左手操控的界面，还是显示适合右手操控的界面：

步骤一：获得重力传感器在x轴的检测值gx；

步骤二：针对gx的值，进行如下判断

情形1：gx的值大于thresholdx认为用户是在进行左手操作；

情形2：gx的值小于-thresholdx认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯

在横屏模式时，手机操作系统、智能手机应用可按照包括如下步骤的流程确定当前应显示适于左手操控的界面，还是适合右手操控的界面：

步骤一：获得重力传感器在x轴和y轴的检测值gx和gy；

步骤二：针对gy的值，进行如下判断

情形1：gy的值大于thresholdy，且gx为负数认为用户是在进行左手操作；

情形2：gy的值小于-thresholdy，且gx为正数认为用户是在进行左手操作；

情形3：gy的值小于-thresholdy，且gx为负数认为用户是在进行右手操作；

情形4：gy的值大于thresholdy，且gx为正数认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯。

Claims (5)

1.一种自动切换智能手持设备单手操控模式的方法，其特征在于：根据所述智能手持设备内部重力传感器监测到的重力加速度情况，确定当前用户是在右手操作此智能手持设备，还是左手操作此智能手持设备。

2.一种具有多个虚拟按键的手持设备，其特征在于：所述手持设备中包含重力传感器；所述手持设备根据重力传感器的监测数据判断此手持设备当前被用户左手操控还是右手操控，并据此动态定义所述各个虚拟按键的功能。

3.一种根据用户持握手机方式自适应调整用户操作界面布局的手机应用软件，其特征在于：所述手机应用设计了适于左手操控和适于右手操控的两种用户界面；在运行时，在显示用户界面前，首先通过重力传感器或手机操作系统，根据本发明所述方法获得手机的左右手操控模式，并根据用户当前正在使用的操控方式，决定显示适于左手操控的用户界面，还是显示适于右手操控的用户界面。

4.一种设定包含重力传感器的智能手持设备单手操控模式的方法，其特征在于：用户主动改变所述智能手持设备左右倾斜状态；所述智能手持设备通过重力传感器感知到重力在设备平面水平方向的分量的绝对值操过指定阈值后，根据权利要求1所述的方法，判断当前用户是在进行左手操作还是右手操作，并据此判断结果完成对智能手持设备接下来采用何种单手操控模式的设定。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行如下的步骤确定当前用户是在右手操作手机，还是左手操作手机：

步骤一：获得重力传感器在水平方向的分量value；

步骤二：针对value的值，进行如下判断，

情形1：value的值显示重力存在水平向左的分量，且该分量超过预定阈值，

认为用户是在进行左手操作；

情形2：value的值显示重力存在水平向右的分量，且该分量超过预定阈值，

认为用户是在进行右手操作；

其它情况：

认为用户继续使用原有的操作习惯。