CN107438819A - 带有压力感应侧面的电子设备 - Google Patents

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CN107438819A CN201580059237.XA CN201580059237A CN107438819A CN 107438819 A CN107438819 A CN 107438819A CN 201580059237 A CN201580059237 A CN 201580059237A CN 107438819 A CN107438819 A CN 107438819A
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Abstract

公开了一种电子设备，其包括具有外表面的本体；封装在本体内的处理器；以及设置在本体上并连接至处理器的至少一个力传感器，力传感器可操作以产生指示施加至本体的外表面的力的大小的至少一个信号，处理器配置为接收至少一个信号并且通过处理所接收到的至少一个信号来确定用户输入。该设备可包括至少一个触摸感应表面并且可操作以接收施加至本体的外表面的触摸，并且操作以产生指示所接收到的在至少一个触摸感应表面上的触摸的位置的至少一个信号。

Description

带有压力感应侧面的电子设备
相关申请的引用
本专利申请要求于2014年10月30日提交的美国临时申请序列号第62/072,492的优先权益，在此将其全部内容作为参考引入。
技术领域
本公开涉及电子设备，并且更具体地，涉及带有压力感应用户界面的电子设备。
背景技术
传统的电子设备例如移动电话或平板电脑通常有用户界面，该用户界面除任何图形用户界面之外还有许多机械输入。例如，设备的用户界面可以包括电源按键、声音按键、主页按键和拍摄按键。
通常，这样的按键设置在固定的位置并且有固定的功能。这可能会限制用户使用按键和与电子设备交互的方式。进一步地，这样的按键可能会限制电子设备如何与其它设备连接，例如外壳、皮套、外部设备或互相连接的电子设备。例如，电子设备的外壳会需要被配置成使得按键暴露出来。例如，当这样的按键凸出于电子设备的表面时，如键盘或电池组这样的外部设备可能需要配置为使得按键暴露出来或避开按键。
因此，存在解决传统电子设备的一个或更多缺点的改进的电子设备和电子设备的用户界面的需求。
发明内容
一方面，提供了电子设备。该电子设备可以包括带有正面、背面和侧面的本体，封装在本体中的处理器，和至少一个力传感器，该力传感器放置在本体的侧面中的至少一个侧面并且连接到处理器。该力传感器可以操作来产生一信号，该信号指示施加到本体的侧面的力的大小。该力传感器可以配置成接收至少一个信号并且通过对所接收的至少一个信号进行处理来确定用户输入。
该电子设备可以包括至少一个力传感器，该力传感器沿着本体的给定表面延伸，并可以操作来进一步产生至少一个施加到本体侧面和本体给定表面的力的位置的信号指示。
该至少一个力传感器可以设置成沿着电子设备侧面的两个相对侧面的每一面的至少一部分。
该电子设备也可以包括至少一个触摸感应表面，该触摸感应表面设置在本体上并且连接到处理器。该至少一个触摸感应表面可以操作来接收施加到至少一个本体侧面的触摸并产生至少一个施加到至少一个触摸感应表面接收到的触摸的位置的信号指示。
该至少一个力传感器和该至少一个触摸感应表面可以沿着电子设备的对应表面延伸。该至少一个触摸感应表面可以覆盖该电子设备的该至少一个力传感器。该电子设备也可以包括一个触摸感应屏幕，该触摸感应屏幕包括至少一个触摸感应表面。
该用户输入的确定可以包括处理从该至少一个力传感器接收的该至少一个信号和从该至少一个触摸传感器接收的该至少一个信号。
该处理器可以配置成从该至少一个力传感器接收施加于该至少一个本体侧面的力的多个大小的至少一个信号指示，每一个大小与该力的多个位置相关。
该处理器也可以包括一个显示器。该显示器可以配置成呈现响应接收该至少一个信号的视觉指示器。该视觉指示器可以显示施加于该至少一个本体侧面的力的大致位置。
该电子设备可以是手持电子设备。该电子设备可以是移动电话，平板电脑，笔记本电脑，个人数字助手，摄像机，电子书阅读器和/或游戏控制器。
另一方面，提供了接收使用电子设备接收用户输入的方法。该方法包括从力传感器接收指示施加于电子设备的力的大小的至少一个信号；和通过使用处理器处理该至少一个信号确定用户输入。
接收的步骤可以包括接收至少一个沿着该电子设备的至少一个侧面相继施加的力的多个大小的指示信号，每一个大小与沿着该电子设备的至少一个侧面分部的多个位置中的一个相关，并且确定步骤可以通过处理该至少一个信号确定滑动手势输入。
接收的步骤可以包括接收指示第一力的第一大小和第二力的第二大小的至少一个信号，该第一和第二力施加于该电子设备两个相对侧面中的对应的一个侧面，该至少第一大小和第二大小的每一个与第一和第二力的第一和第二位置中的对应的一个相关。确定用户输入的步骤可以包括通过处理该至少一个信号确定挤压手势。该至少一个信号也可以指示施加于该电子设备的两个相对侧面中的对应的一个侧面的多个大小，其中所述确定用户输入的步骤可以包括通过处理该至少一个信号确定抓握手势。该方法可以包括响应确定挤压手势输入的激活位于第一和第二位置中的一个的指纹传感器的步骤。
接收的步骤可以包括接收施加指示横过该电子设备的至少一个侧面的力的多个大小的至少一个信号，每个大小与分布横过该电子设备的至少一个侧面的多个位置中的一个相关。确定用户输入的步骤可以包括通过处理该至少一个信号确定点击手势。确定点击手势输入的步骤可以包括确定在该电子设备的至少一个侧面附近位置处力的多个大小中的一个达到力阈值。
该电子设备可以在该电子设备的显示表面显示用户界面元件。因此，该方法可以包括响应该至少一个力信号修改用户界面元件的显示。修改的步骤可以包括沿着该显示表面移动该用户界面元件的显示。
该显示表面可以有一个前部和至少两个侧部。该显示表面的前部可以覆盖该电子显示的正面。该显示表面的该两个侧部可以覆盖该电子设备的两个侧面中的对应的一个侧面。移动的步骤可以包括从该两个侧部朝着该电子设备的该显示表面的前部移动用户界面元件的显示。该用户界面元件可以是一个按键，从而修改步骤可以包括显示处于下压构造中的用户界面元件。
这方面中，在详细解释至少一个实施方式之前，可以理解的是本发明不限制于申请中的构造细节和下列说明中提出或附图中展示的部件配置。本发明可以有其他实施方式和以不同的方式实现。另外，可以理解的是这其中使用的用语和术语是为了说明的目的，而不应当被视为限制。
附图说明
附图中，实施方式以示例的方式说明。应当理解的是说明书和附图仅为了说明和帮助理解，而不作为本发明限制的定义。
将参照附图仅以示例的方式对实施方式进行描述，其中：
图1是电子设备的示例性实施方式的透视图；
图2A和图2B分别是图1的电子设备的左侧视图和右侧视图；
图3A是图1的电子设备的示例性实施方式的零件分解透视图；
图3B是图1的电子设备的示例性实施方式的零件分解俯视图；
图4是显示图1的电子设备的示例性实施方式的电脑部件的高阶方框图；
图5是显示图1的电子设备的示例性实施方式的软件部件的高阶方框图；
图6是显示图1的电子设备的示例性实施方式的触摸输入和压力输入图像的示意图；
图7是显示图1的电子设备的示例性实施方式当被用户抓握时的触摸输入和压力输入图像的示意图；
图8A和图8B显示图7抓握收到的示例压力输入；
图9显示图7抓握收到的示例触摸输入；
图10A和图10B分别是图1的电子设备的示例性实施方式当被用户握持操作时滑动手势的第一和第二步的示意图；
图11是显示图10A和图10B的示例性实施方式滑动手势的第一和第二步收到的示例压力输入的示意图；
图12是图1的电子设备的示例性实施方式当被用户握持操作挤压手势时的示意图；
图13A和图13B是显示图12的示例性实施方式挤压手势收到的示例压力输入的示意图；
图14A是显示带有指纹传感器的电子设备的示例性实施方式的触摸输入和压力输入图像的示意图；
图14B是图14A的电子设备侧视图；
图15是带有指纹传感器的电子设备的第二示例性实施方式的侧视图；
图16A和图16B是显示当没有对图1的电子设备的示例性实施方式施加力时用户界面元件显示的主视示意图和侧视示意图；
图17A和图17B是显示当对图1的电子设备的示例性实施方式施加第一力时图16A和图16B的用户界面元件显示的主视示意图和侧视示意图；
图17C是显示响应于图17A和图17B的第一力的压力输入的示例图像的示意图；
图18A和图18B是显示当对图1的电子设备的示例性实施方式施加第二力时图16A和图16B的用户界面元件显示的主视示意图和侧视示意图；
图18C是显示响应于图18A和图18B的第二力的力输入的示例映射的示意图。
图19A、图19B和图19C分别是显示图1的电子设备的示例性实施方式当被用户握持操作点击手势的第一，第二和第三步的示意图。
图20是显示用户的大拇指当操作如图19A、图19B和图19C的点击手势的图1的电子设备的俯视局部示意图；以及
图21是显示响应于图19A，图19B和图19C所示的点击手势的压力输入的示例图像的示意图。
具体实施方式
图1显示了电子设备10的示例性实施方式。电子设备10包括压力感应左侧面14a和压力感应右侧面14b。如在本文中将会详细说明的是，左和右压力感应侧面14a和14b中的每一个可以通过在设备10(例如，沿着侧面14a和14b的长边)中设置力传感器构成，该力传感器感应力，对应压力，该力被用户施加在侧面14a和14b的具***置。
如在本文中将会详细说明的是，各种各样的用户输入可以从这些力传感器提供的信号确定，包括，例如用手指/大拇指按压，挤压该设备(用手)，挤压该设备(用手指和大拇指)，沿着该设备滑动手指/大拇指等。用户输入可以包括这些的组合和其他输入。
电子设备10也包括一个屏幕12。屏幕12可以配置来提供设备10的图形用户界面。如在本文中将会详细说明的是，屏幕12也可以配置来对用户提供视觉线索来提示在侧面14a和14b的具***置处按压输入或提供响应于按压输入的视觉反馈。
屏幕12可以是包括一个或多个触摸传感器的触摸感应屏幕，该触摸传感器感应屏幕上具***置的用户触摸。
在某些实施方式中，设备10可以配置成从上述力传感器提供的力信号，触摸传感器提供的触摸信号或力和触摸信号的组合来确定确定用户输入。
如图2A和2b中最佳地所见，设备10的屏幕12延伸到设备10的左右边缘，并在这些边缘弯曲来延伸至侧面14a和14b。屏幕12的可显示区域延伸到这些侧面的每一个，以使显示元件(例如，以虚线所示的图标)在侧面14a和14b可视。这允许上面提供的可视线索可以在侧面14a和14b上显示。
在另一个实施方式中，屏幕12可以是平的，以使它充分地延伸到设备10的左右边缘，但不延伸到侧面14a和14b。在这些情况中，上面提到的视觉线索可以显示在临近侧面14a和14b的屏幕12。在另一个实施方式中，屏幕12可以延伸到覆盖全部的侧面14a和14b。
在描述的实施方式中，电子设备10是移动电话。然后，在其他实施方式中，电子设备10可以是另一种手持设备，例如平板电脑，笔记本电脑，个人数字助手，摄像机，电子书阅读器，游戏控制器或诸如此类。在另外的其他实施方式中，电子设备10可以是非手持设备，例如消费者家电，或可以是另一设备的部分，例如机动车。
图3A和图3B是设备10的零件分解图，说明了屏幕12的特定部件和上面提到的力传感器的相对位置。如所示，屏幕12是触摸感应屏幕，由相邻的三层组成：封面20，触摸传感器22和显示24。每一层在它的侧面弯曲来延伸覆盖侧面14a和14b(图1)。
封面20可以由玻璃，塑料，或另一种合适耐用的和透明的材料。触摸传感器22可以是电容性触摸传感器，电阻触摸传感器，或另一种适合越过封面20探测用户触摸的传感器。触摸传感器22配置成探测用户的触摸，并且作为回应，产生一个或多个信号指示触摸位置。显示24可以是LCD显示，OLED显示，或诸如此类。
如所示，提供两个延长力传感器26a和26b紧邻显示24。力传感器26a和26b的每一个可以塑造成适应显示24的内表面。力传感器26a和26b的每一个感应用户施加于设备10的力，例如在封面20或设备10的外壳上。所以，力传感器26a和26b的每一个可以感应通过封面20，触摸传感器22和显示24传递的力。在一个实施方式中，每一个力传感器可以配置成感应0-100N的范围内的力。
力传感器26a和26b的每一个也可以感应用户施加于外壳或皮套的力。便利地，这允许用户通过力传感器的方式提供压力输入，不用把电子设备10移除外壳或皮套。
力传感器26a和26b的每一个配置成探测用户施加的力，并且作为回应，产生一个或多个信号指示力的至少一个位置和力的至少一个大小。如下详述，这些信号可以用来形成力图，描述用户在沿着传感器长边的多个位置施加力的大小。如下详述，这些信号可以被设备10处理来探测用户输入。
在一个实施方式中，力传感器26a和26b的每一个可以包括一批分离的力传感元件，力传感元件沿着力传感器26a和26b中对应的一个空间分布。例如，每批分离的力传感器可以有多行和/或多列分离的力传感元件，以使每一个分离的力传感元件可以与力传感器26a和26b中对应的一个特定的位置相关。每一个分离的力传感元件有一个特定的位置，与电子设备10的外表面上已知的位置相关。在这个实施方式中，该批分离的力传感器的每一个可以有大约一厘米的一小部分的长度和/或宽度，例如。在一个具体的实施方式中，力传感器26a和26b可以以一批传统的压缩电阻力传感器的形式实施，每一个传感力在大约2-5mm2的区域内。这样传统的压缩电阻力传感器可以感应0.1到50N的力，其典型符合人类握力的上限。传统的压缩电阻力传感器的一个范例是Tekscan销售的FLX-A101-A模型。在另一个特定的实施方式中，力传感器26a和26b的每一个可以是与Kim,Hong-Ki等人在“运用力传感的多触控屏幕用的透明的和柔韧的触觉传感器(Transparent and flexible tactilesensor for multi touch screen application with force sensing)”(Solid-StateSensors,Actuators and Microsystems Conference,2009.TRANSDUCERS2009.International.IEEE,2009)中描述的传感器大体相似的传感器，其全部内容以此合并作为参考。在另一个特定实施方式中，力传感器26a和26b的每一个可以是压缩电阻多触控传感器，由Motorola Solutions公司(美国伊利诺斯州)提供。
如图3A所示，力传感器26a和26b的每一个跨越屏幕12的长度。然而，在另一个实施方式中，力传感器26a和26b可以跨越屏幕12的一部分(或多个部分)。如将理解的是，只有对应于力传感器26a和26b的跨距的侧面14a和14b的多个部分是压力感应的。在一个实施方式中，力传感器26a和26b可以沿着设备10的其它表面(例如，它的顶面，底面或前显示表面)设置来给这些其它表面提供压力感应。在一个实施方式中，力传感器可以沿着侧面14a，14b和这样的其它表面中的每一个设置。
在某些实施方式中，力传感器26a和26b的至少一个可以由柔韧材料构成，允许传感器容易地成形并安装在设备10的内部，例如，抵靠显示器24的弯曲表面。
在某些实施方式中，力传感器26a和26b的至少一个可以由透明材料构成。在这样的实施方式中，力传感器26a和26b的至少一个可以设置作为显示器24之上的透明层。这样，这层可以覆盖显示器24的至少一部分，但允许显示器24的被覆盖部分借此被看到。
在某些实施方式中，力传感器26a和26b的至少一个可以被一批力传感器替代。例如，这样一批可以沿着设备10的边缘设置，并且该批中的每一元件可以探测在具体点或具体区域中的力。这样一批力传感器可以合作来提供上面提到的构造力图的信号。
在某些实施方式中，力传感器26a和26b可以被一个单一传感器替代，例如跨越设备多个边缘的传感器。
图4示意地说明电子设备10示例性实施方式的电脑部件。如所示，设备10可以包括至少一个处理器160，存储器162，至少一个I/O接口164，和至少一个网络接口166。
处理器160可以是任何一种的处理器，例如，举例来说，任何一种多用途微处理器或微控制器(例如，ARMTM,IntelTM x86,PowerPCTM处理器，或诸如此类)，数字信号处理(DSP)处理器，集成电路，现场可编程门阵列(FPGA)，或这些的任何组合。
存储器162可以包括位于内部或外部的任何一种电子存储器的合适组合，例如随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，光盘只读存储器(CDROM)，电动光学存储器，磁光存储器，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，和电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，或诸如此类。
I/O接口164使设备10能够与外部设备(例如，键盘，音箱，麦克风等等)和其它电子设备(例如，另一个设备10)通讯。I/O接口164可以根据不同的协议促进通讯，例如，USB，蓝牙或诸如此类。
网络接口166使设备100能够通过网络方式与其它设备通讯。网络接口166可以通过不同的有线和无线连接的方式促进通讯。
图5示意地说明电子设备10示例性实施方式的软件部件，软件部件配置成处理来自触摸传感器22和力传感器26a中的一个或多个的信号，并且响应这样的信号。这些软件部件的每一个可以使用传统编程语言实现，例如C，C++，Objective-C，Java，或诸如此类。
触摸输入模块170从指示用户在屏幕12的一个或多个触摸位置触摸传感器22接收信号。例如，每个位置可以对应于用户手指在屏幕12上的位置。触摸输入模块170可以过滤收到的信号(例如，去噪)。触摸输入模块170处理这些信号来产生指示每一个触摸位置的触摸图(图9)。触摸输入模块170给输入处理模块174提供触摸图。
力传感器输入模块172从力传感器26a和26b接收指示用户施加力的至少一个感应大小的信号。该信号可以指示用户施加力的多个大小，其中每一个大小与力的具***置相关。力传感器输入模块172可以过滤收到的信号(例如，去噪)。
力传感器输入模块172处理这些信号来产生指示感应力的位置和大小的触摸图(图8A和图8B)。力传感器输入模块172给输入处理模块174提供力图。
输入处理模块174接收触摸图和力图并处理它们来确定用户输入。例如，输入处理模块174可以确定触摸图对应于屏幕12上具***置的手指触摸。这个用户输入可以被提供给***HID输入模块176，输入模块176可以响应该手指触摸，例如，通过启动带有显示在按压位置的图标的应用。
类似地，输入处理模块174可以确定力传感器26的力图指示用户按压了设备10侧面14a上的具***置。这个用户输入可以被提供给***HID输入模块176，输入模块176可以响应该按压，例如，通过滚动显示面板，如果侧面14a的具***置已经被定义为与滚动功能相关(例如，那个位置已经被定义为滚动按键)。与力相关的力的大小可以被考虑。例如，一个更大的力可以导致滚动更快。这样的滚动手势参考图10A和图10B在下面进一步描述。
输入处理模块174可以考虑来自力传感器26a和26b两个的力图。例如，输入处理模块174可以确定该力图对应用户在侧面14a和14b的具***置挤压(例如，使用手指和大拇指)侧面14a和14b。这个用户输入可以被提供给***HID输入模块176，输入模块176可以响应该挤压，例如，通过启动设备10的摄像机(未展示)，如果该挤压已经被定义为与摄像功能相关。这样的挤压手势参考图12在下面进一步描述。
通过另一示例的方式，输入处理模块174可以确定力图对应用户施加全手抓握(例如，使用所有的手指和大拇指)侧面14a和14b。这个用户输入可以被提供给***HID输入模块176，输入模块176可以响应该抓握，例如，通过唤醒设备10，如果该全手抓握已经被定义为与唤醒功能相关。在这个示例中，力的具***置可以仅用来识别四根手指和一根大拇指的力，与抓握连接，并且每一根手指/大拇指的位置可以被忽略。
在某些实施方式中，输入处理模块174可以储存在一段时间内(例如，几秒钟，或用户提供连续的触摸输入或按压输入的期间内)的一系列触摸图和/或力图。输入处理模块174可以处理该系列来匹配传感器信号到包含一系列触摸输入和/或按压输入的预定义手势。手势可以包含单独触摸输入(例如，猛击屏幕12)，单独按压输入(例如，两次快速紧接的挤压，其可以被称为“双挤压”)，或触摸输入和按压输入的组合。
包含单独按压输入的手势可以被称为“抓握手势”。抓握手势可以基于用户在一段时间内施加的力的位置和大小，和在该段时间内那些位置和大小的变化。
以这种方式，用户可以发出复杂的手势输入对应启动具体应用、启动具体网页、激活应用功能、输入包括文字与数字的输入等等。
根据一个示例，用户可以单独通过抓握手势启动电子邮件应用、撰写电子邮件并发送那封电子邮件。如下详述，这允许单手操作设备10。
根据另一个示例，用户可以通过秘密抓握手势认证他的或她的身份，该秘密抓握手势可以是用户定义的。该秘密抓握手势可以是输入的，例如，解锁设备10或获得具体应用功能(例如，从事金融交易)。如将理解的是，用户运用的力的大小很难观察，而且通过抓握手势的用户认证可以比某些传统形式的用户认证(例如，通过输入密码)更安全。
根据另一个示例，抓握手势可以允许与具体功能相关的区域通过按压一个或多个力图被动态定义。例如，输入处理模块174可以处理一个力图来确定用户的手沿着设备10边缘的一根或多根手指的位置。基于手指的位置，输入处理模块174可以预测那只手的大拇指的位置并定义对应预测的大拇指位置的设备10的沿着相对边缘的区域。该区域可以随后与具体功能相关，以使该区域中的按压输入，例如通过大拇指，可以被用来激活那个功能。例如，当该具体功能是滚动功能，一旦该区域被定义，用大拇指施加力或，可选地，在该区域中上下移动大拇指可以用来激活滚动。
输入处理模块174允许用户输入被重新配置。
例如，侧面14a和14b的具体区域可以被首先配置成与具体功能相关，具体功能可以对应传统机械输入(例如，电源、音量、摄像等等)的功能。然而，在侧面14a和14b的区域和功能之间的连接可以被重新配置，例如，通过用户或通过设备10执行的应用。在区域和功能之间的这种连接可以被重新配置来修改区域(例如，激活、停用、调整大小、重新定位区域)或改变相关的功能(例如，交换电源和摄像功能)。
手势，包括触摸和/或按压输入，也可以被重新配置以使用户可以创造、移除、激活、停用和修改手势。输入处理模块174可以允许手势通过记录一系列的用户输入被创造。
共同地，一系列在区域和功能之间的连接，和一系列手势可以被称为一个输入配置。
在一个实施方式中，输入处理模块174可以提供允许用户修改输入配置的实用程序，例如，通过图形用户界面的方式。
不同的输入配置可以与设备10的不同用户相关，以使当设备10被那名用户使用时具体配置可以被自动选择。相似地，不同的输入配置可以与不同的应用相关，以使当那个应用在设备10执行时具体配置可以被自动选择。
输入处理模块174可以应用传统的模式识别算法到力图和触摸图来识别具体输入(例如，挤压，抓握)、触摸手势、力手势和包括触摸和力两种部件的手势。模式识别算法可以用来与模式定义或模板联合作为与具体用户输入和手势相关，并储存在存储器162中。
当处理触摸图和力图时，力传感器输入模块172可以导致确定性传感器信号被忽略。例如，如果力图的所有力信号低于预定阈值，该信号可以被忽略。以这种方式，与仅仅握住设备10相关的力信号可以被忽略。在某些实施方式中，单独的阈值可以为设备10的具体区域定义，与仅仅握住设备10导致的在那些区域的具体力相关。在某些实施方式中，一个或多个预定阈值可以被调整，取决于设备10如何被使用(例如，作为电话或作为摄像机，用一只手或用两只手，等等)，并取决于为这样使用仅仅握住设备10导致的力。在某些实施方式中，一个或多个预定阈值可以为具体用户被调整，并取决于那名具体用户仅仅握住设备10相关的力。
力传感器输入模块172也可以忽略不匹配经过验证的用户输入或手势的传感器信号。
***HID输入模块176接收输入处理模块174确定的用户输入，并通过唤起与该用户输入(例如，激活摄像机、启动应用、改变设备音量等等)相关的功能来响应该用户输入。***HID输入模块176也可以提供该用户输入给操作***或设备10执行的具体应用来响应。
视觉反馈模块178在屏幕12上显示视觉线索为用户指示侧面14a和14b的那些区域配置成响应于那些区域配置的压力输入和功能。例如，视觉反馈模块178可以显示摄像机图标，该图标与配置成激活设备10的摄像机的区域连接。
提供这样的视觉线索帮助用户适应改变输入配置，并允许用户定位14a和14b响应压力输入的区域。
视觉反馈模块178可以在屏幕12上显示视觉线索来指示，当压力输入已经被收到时。例如，视觉反馈模块178可以改变摄像图标的颜色，当压力在在相关区域中被探测到时。
在描述的实施方式中，当屏幕12在侧面14a和14b的每一个上延伸时，视觉线索可以显示来覆盖侧面14a和14b的相关区域。在其它实施方式中，例如，当屏幕是平的并没有延伸到侧面14a和14b，视觉指示可以邻近(例如，毗连的)侧面14a和14b的相关区域。
在一个实施方式中，指示响应压力输入区域的视觉线索可以被选择性地显示响应于用户输入。例如，视觉线索可以首先被隐藏并显示响应于沿着侧面14a或14b的任何部分的第一按压。视觉线索可以再次隐藏，在预定的一段时间后。用户随后可以在指示位置施加第二按压来获得想得到的功能。
图6示意地说明从触摸传感器22和力传感器26a和26b到设备10位置的信号图表。如所示，来自触摸传感器22的信号绘制在区域200中的位置，来自力传感器26a的信号绘制在区域206a中的位置，和来自力传感器26b的信号绘制在区域206b中的位置。如所示，区域200与区域206a和206b两个重叠，反映了在触摸感应屏幕12与侧面26a和26b的每一个重叠。区域200与区域206a和206b中的任一个可以交替地不重叠，在另一个实施方式中。
坐标系250可以为区域200、206a和206b定义，允许感应触摸和力的位置参考在上面提到的触摸图和压力图中的这个坐标系表达。具体地，每一触摸输入可以表达为在坐标系250中的x、y坐标，并且每一个压力输入可以表达为在坐标系250内沿着y轴的标量值。
在一个实施方式中，坐标系250可以是显示器24的像素坐标系。
图7、图8A、图8B和图9，示意地说明区域200、206a和206b的传感器信号的示例绘图，当设备10被抓握在用户手中。
具体地，如图7所示，设备10可以被带有手指302和大拇指304的手300抓握。
图8A展示被区域206a中的力传感器26a感应的力的力图，同时图8B展示被区域206b中的力传感器26b感应的力的力图。如所示，区域206a的力图包括在对应手指302的每一根施加的压力的位置和大小的力402。
图9显示区域200中触摸传感器22感应的触摸的触摸图。如所示，触摸图包括在对应触摸屏幕12的手指302和大拇指304的每一根的位置502和504的触摸。
传统的触摸屏设备通常要两只手操作：一只手握持设备，而另一只手提供触摸输入。便利地，电子设备10的实施方式可以使用单手容易操作。具体地，单手可以用来既握持设备10又以上述的方式提供输入，例如使用一只手握持手势来开始唤醒设备、解锁设备、输入文本、启动应用或网页等等。
设备10可以通过从单手使用诸如按键布局和手势的按压输入到侧面14a和14b的方式操作，以使显示器24的区域不被第二只手妨碍。提供便利的一只手操作可以改进用户多任务的能力。提供便利的一只手操作也可以改进人机工程学和/或输入效率。
在一个实施方式中，设备100通常接收施加在设备100外表面的力，设备100导致处理器160接收施加在设备100的力的指示信号。处理器160可以随后基于接收的信号确定用户输入。确定用户输入后，处理器160可以处理与用户输入相关的预定功能。如上述这样的用户输入示例所示，接下来的段落进一步描述某些示例性手势。
图10A和图10B显示一个示例性手势，该示例性手势被称为“滚动手势”，与实施方式一致。为简单和易于阅读，设备100的位置参照将被使用坐标***250。如图所示，滚动手势包括施加力F(例如使用大拇指304)到区域206b的第一位置y1的第一步骤和沿着设备100的侧面朝着第二位置y2滑动力F的步骤。也就是说，力F成功地施加到沿着设备100(例如，沿着坐标***250的y轴)的多个位置。图11显示有第一大小f1指示被施加到区域206b的第一位置y1的力的信号，并被在给定的时间坐标被处理器160接收。该信号也有第二大小f2指示被施加到区域206b的第二位置y2的力的信号，并被在随后的时间坐标被处理器160接收。在这个实施方式中，当处理器160接收信号，它可以确定用户输入是滚动手势并处理预定功能(例如，在显示面板移动内容)。预定功能可以取决于收到的信号的大小。事实上，如上所述，更大的力可以导致滚动更快。在另一个实施方式中，滚动手势被确定当力达到力阈值fthres，如图11所示，帮助避免“误报”。也就是说，用户得为任何滚动手势被处理器160确定施加大小至少等于力阈值fthres或大于力阈值fthres的力。在替代实施方式中，滚动手势可以沿着正面、背面和/或沿着设备100的其它面执行。在其它实施方式中，信号1100可以有多于两个大小与沿着坐标***250的y轴的多于两个位置相关。可以理解的是，尽管力F显示从位置y1到位置y2有一个不变的大小，力F的大小在位置y1和y2之间可以交替变化。
在描述任何其它手势之前，值得注意的是当设定一个标准的力阈值可以满足许多应用时，该力阈值fthres可以定制化，并且定制化甚至可以针对个别或成群的手势。守时输入可以被处理器160确定，仅当用户施加到设备10侧面的力的大小等于或大于对应于对应手势的阈值fthres时。按照设想，力阈值fthres可以取决于用户执行手势的种类，并且力阈值fthres也可以有与压力传感器26a和26b中的一个的具***置相关的单独的力阈值，但力阈值fthres可以有与沿着压力传感器26a和26b中的一个的一批位置相关的一系列力阈值。照此，当执行滚动手势时，处理器160可以确定滚动手势，仅当施加到设备10并沿着滑动的力的大小是足够(等于或大于对应的力阈值)沿着设备10的侧面给定部分的全部。在一个实施方式中，用户可以被允许将用户定义的力大小与给定手势相关的力阈值fthres相关。例如，用户可以更愿意修改与给定手势相关的默认力阈值fthres。对默认力阈值fthres这样的修改可以是更愿意的，当电子设备10的正常使用导致处理器169错误地确定给定手势时。在这个实施方式中，用户可以激活储存在电子设备10的力阈值修改应用，并基于他的/她的个人意愿修改与给定手势相关的力阈值fthres的力大小。例如，力阈值修改应用可以有进程条，进程条实时地指示施加在电子设备10侧面的给定位置的力的大小，以使用户可以可见地为给定手势的力阈值设定用户定义力大小。在另一个实施方式中，力阈值fthres可以在其它方面修改。更低的力阈值可以被预设，或用户定义，为了手更小的人们。
图12显示另一个示例性手势，示例性手势被称为“挤压手势”，与实施方式一致。设备100的位置参照将被使用坐标***250。如所描述的是，滚动挤压手势包括沿着区域206a施加第一力F1(例如使用手指302中的一根)，同时沿着设备100的区域206b施加第二、相对的力F2(例如，使用大拇指304)的步骤。在图示的实施方式中，第一和第二力F1和F2被施加在位置y1和y2之间包含的间距Δy中。值得注意的是，尽管间距可以沿着该批传统力传感器的单个跨越。在这个实施方式中，当处理器160接收图13A至B显示的信号时，它可以确定用户输入是挤压手势输入，并处理预定功能(例如，激活摄像机)。在另一个实施方式中，当处理器160接收代表F1和F2的信号时挤压手势被确定，F1和F2都有一个达到力阈值的大小，如图13A至B所示。也就是说，摄像机是停用的，除非预定力的挤压手势被用户执行，帮助避免“误报”。应当理解的是，在另一实施方式中，挤压手势可以被有不同大小的相对的力F1和F2触发。值得注意的是当处理器160接收包含大小fi的信号时，如图13A所示，对应于除挤压手势以外被手指302沿着区域206a施加的力，处理器160可以确定用户输入是抓握手势。
在一个替代实施方式中，电子设备可以包括指纹传感器。如图14A至15所示，指纹传感器1410和1510可以沿着电子显示器1400和1500中对应的一个的侧面配置。在图14A至14B所示的实施方式中，指纹传感器1410成为设备1400的屏幕12的一部分。在一个替代实施方式中，指纹传感器1510配置在设备1500上但与屏幕12分离。指纹传感器1410和1510的示例分别描述在美国申请2015/0036065和美国申请2015/0242675中。其它种类的指纹传感器可以被使用。为了易于阅读，现在仅仅参考图14A至14B所示的实施方式。在这个实施方式中，指纹传感器1410可以被激活，基于处理器160的确定挤压手势数据指示用户在间距Δy中挤压电子设备1400。在另一个实施方式中，指纹传感器1410可以被激活，当感应到指纹传感器1410相对的侧面的力时。这可以是有用的，例如，当在指纹传感器1410位置没有力传感器，以使用户可以执行“挤压手势”，“挤压手势”仅被一个侧面感应到并仍然激活指纹传感器1410。这样的激活可以包括处理器160传递信号到指纹传感器1510。指纹传感器1410和力传感器的组合使用可以帮助节约电源和减少非计划的输入到指纹传感器(例如，当设备在设备操作期间被抓握)。例如，当指纹传感器1410用来解锁设备1400，用户执行的单一挤压手势可以解锁设备1400。可以理解的是，尽管指纹传感器配置在设备的正面，指纹传感器可以替代地配置在设备的正面和背面。在某些实施方式中，例如图16A所示的那个，电子设备100有显示如1610所示的那个用户界面元件的屏幕12,。这样的用户界面元件可以以按键和/或菜单的形式显示，取决于环境。为了易于理解，示例性用户界面元件1610是沿着区域206b显示的按键，沿着电子设备100的一个侧面。这个实施方式中，用户界面元件1610显示的位置(x1,y1)，被修改响应于从接近区域206b的力传感器的信号的接收。例如，图16A至B显示在默认位置的用户界面元件1610。当显示在默认位置，用户界面元件1610的参考位置A显示在第一位置(x1,y1)。现在参考图17A至C，处理器160可以修改(例如，移动)用户界面元件1610的显示，当收到大小f1的力。在这个实施方式中，当处理器160确定用户输入是施加在设备100侧面的力并且在屏幕12的间距Δy中，处理器160可以修改用户界面元件的显示。如所示，修改包括参考位置A朝着第二位置(x2,y2)的平移。显示的这个修改导致用户界面元件1610朝着区域206a移动。参考图18A至C，处理器160可以进一步修改用户界面元件1610的显示，当收到有比大小f1更大的大小f2的信号时。当大小f2被达到时，例如，参考位置A可以进一步朝着区域206a移动，远离区域206b。可以理解的是，其它种类的修改可以执行到用户界面元件1610。显示的这样修改的示例可以包括移除显示，由另一用户界面元件替代用户界面元件1610，元件1610的转动，以另一配置来展示元件1610，和对元件1610进行修改来模仿真实世界对给定力的响应。可以理解的是，真实世界响应的模仿可以是任一种类的。例如，显示在设备10侧面的按键可以显示为“下压的”，当收到指示对应按键的位置的力的大小的信号。可以设想的是力的大小可以影响对应的真实世界响应，以使更小的大小可以导致按键被轻微地下压，和更大的大小可以导致按键被完全下压，例如。
图19A到C显示另一个示例性手势，示例性手势被称为“点击手势”，与实施方式一致。设备100的位置参照将被使用坐标***250。如图19A到C所描述的是，点击手势包括在位置(x4,y1)施加力F(例如，使用大拇指304)的第一步和滑动力F越过设备100的侧面到达到位置(x5,y1)并且随后位置(x6,y1)的步骤，例如。图20是电子设备100的俯视图，显示了当区域206b是环绕在设备100侧面14b的至少一部分时坐标***250的X轴是曲线的。因此，图21显示处理器160接收的示例性信号2100，在沿着图19A至C中显示的X轴的点击手势之后。值得注意的是在这个实施方式中，信号2100的力的大小在沿着X轴越过该部分之后不是不变的。事实上，力F的大小可以在设备100的侧面14b的中点的上游位置x5达到最大值，如图20所示。然而，可以理解的是指示点击手势的信号根据环境可以不同，并且点击手势可以在设备100的任一边缘14a和14b执行。
在另一个实施方式中，处理器160可以配置成执行预定功能，基于用户定义的信号确定，信号可以已经被电子设备10的用户预先编程。事实上，在这个实施方式中，电子设备10可以在它的存储器储存一个应用，该应用允许保存和储存一个或多个用户定义信号，当收到对应的一个或多个用户定义手势时。用户定义信号可以有至少两个大小的至少两个力被施加，同时地或相继地，到电子设备10的至少一个侧面。当用户定义信号保存在电子设备的存储器上，处理器160可以比较每一个收到的信号与用户定义信号，以确定可以被执行的对应的预定功能。在一个实施方式中，基于确定在收到信号和任何存储的用户定义信号的匹配，处理器160可以解锁电子设备10的至少某些功能。例如，确定在收到信号和任何存储的用户定义信号的匹配可以解锁电子设备10到其它输入。以这样的方式解锁电子设备10已经被发现很便利，由于用户定义手势(例如，有至少两个力被施加到电子设备10的侧面的序列)可以是很隐秘的，并且可以更难被旁观者看清楚。在另一个实施例中，处理器通过在显示屏幕上显示指示来提示用户去输入用户定义手势，用户被邀请执行对应的用户定义手势，用户定义手势可以解锁预定功能。在一个实施方式中，这样的用户定义手势可以包括施加到电子设备10的一个侧面的第一力和随后很快施加到电子设备10的另一个侧面但在沿着电子设备10的y轴偏移的位置的相对第二力。应当理解的是这样的用户定义手势在任一步骤或步骤序列可以包括两个或多个力的组合，例如。
进一步地，当用户输入(例如，按键布局、手势)可以在软件中改变，设备10可以容易地在右手操作和左手操作之间切换。
这里公开的电子设备10的实施方式可以允许用户通过例如设备10(图1)的侧面14a和14b的按压感应表面的方式提供按压输入，替代传统的机械输入。所以，电子设备10的某些实施方式可以包括无机械输入。便利地，这可以减少设备10零件的数量，减少零件的数量可以简化生产和降低成本。进一步地，机械输入的机械损耗负荷可以被避免。排除机械输入也可以允许电子设备10的某些实施方式更容易不受天气影响和/或防水。
不同示例性实施方式在本文中被描述。尽管每一实施方式代表发明元件的单一组合，发明主题被认为包括公开元件的所有可能组合。因此如果一个实施方式包括元件A、B和C，并且第二个实施方式包含元件B和D，那么发明主题也可以被认为包括A、B、C和D的其它剩余组合，即使没有明确地公开。
在本文中描述的实施方式提供有用的物理机器和更具体配置电脑硬件安排，例如计算装置、处理器、存储器、网络。在本文中描述的实施方式，例如，指向通过处理和传递电子数据信号执行的电脑设备和方法。
这样的硬件部件明显是在本文中描述的实施方式的必需元件，并且它们不能被在没有对本文中描述的实施方式的操作和结构有实质影响的想象的手段所省略或替代。硬件对本文中描述的实施方式是必需的，不仅仅用来迅速和以有效的方式来执行步骤。
尽管本公开已经以带有一定程度的具体的示例性形式描述和图示，值得注意的是，描述和图示仅作为示例方式。许多在构造和组合和零件和步骤的配置上的改变可以被作出。除了明确地阐明的程度或在描述过程中固有的，包括任一可选的步骤或其中的部件，没有必需的顺序、序列或组合是有意的或暗示的。相关领域技术人员可以理解的是，关于本文中所描述的过程和任何***、设备等等，大范围的变化和修改是可能的，甚至在不同的环境中是有益的。本发明意在包括在它范围内的所有的这样的变化和修改，如由权利要求所限定的。

Claims (34)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：
本体，所述本体具有正面、背面以及侧面；
处理器，所述处理器封装在所述本体内，以及至少一个力传感器，所述力传感器设置在所述本体的侧面中的至少一个侧面上并且连接至所述处理器，所述力传感器可操作以产生至少一个信号，该至少一个信号指示施加至所述本体的所述侧面中的至少一个侧面的力的大小，所述处理器配置为接收所述至少一个信号并且通过处理所接收到的至少一个信号来确定用户输入。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个力传感器沿着所述本体的所述侧面中的所述至少一个侧面的给定表面延伸，并且可操作以进一步产生至少一个信号，该至少一个信号指示施加至所述本体的所述侧面中的所述至少一个侧面上的及在所述本体的所述给定表面上的力的位置。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个力传感器沿着所述电子设备的所述侧面中的两个相对侧面中的每个侧面的至少一部分设置。
4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括设置在所述本体上并且连接至所述处理器的至少一个触摸感应表面，所述至少一个触摸感应表面可操作以接收施加至所述本体的所述侧面中的至少一个侧面的触摸，并产生至少一个信号，该至少一个信号指示在所述至少一个触摸感应表面上的所接收到的触摸的位置。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述至少一个力传感器以及所述至少一个触摸感应表面沿着所述电子设备的相应的表面延伸。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中至少一个触摸感应表面覆盖所述电子设备的所述至少一个力传感器。
7.根据权利要求4所述的电子设备，还包括触摸感屏幕，所述触摸感应屏幕包括所述至少一个触摸感应表面。
8.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述确定所述用户输入包括：对接收自所述至少一个力传感器的所述至少一个信号和接收自所述至少一个触摸传感器的所述至少一个信号进行处理。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述处理器配置为从所述至少一个力传感器接收至少一个信号，该至少一个信号指示施加在所述本体的所述侧面中的至少一个侧面上的力的多个大小，所述大小中的每个与所述力的多个位置相关。
10.根据权利要求1所述的电子设备，还包括显示器。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述显示器配置为响应于对所述至少一个信号的接收而呈现视觉指示器。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，接近施加于所述本体的所述侧面中的所述至少一个侧面的力的所述位置地显示所述视觉指示器。
13.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述电子设备是手持电子设备。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述电子设备是移动电话、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助手、摄像机，电子书阅读器和游戏控制器中的一者。
15.一种使用电子设备接收用户输入的方法，所述方法包括：
接收来自力传感器的至少一个信号，该至少一个信号指示施加至所述电子设备的至少一个侧面上的力的大小；以及
通过使用处理器处理所述至少一个信号来确定所述用户输入。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述接收包括：
接收至少一个信号，该至少一个信号指示沿着所述电子设备的所述至少一个侧面相继施加的力的多个大小，所述大小中的每个大小与沿着所述电子设备的所述至少一个侧面分布的多个位置中的一个位置相关；以及
其中，所述确定所述用户输入包括通过处理所述至少一个信号来确定滑动手势输入。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述接收包括：
接收至少一个信号，该至少一个信号指示至少第一力的第一大小和第二力的第二大小，所述第一力和第二力同时施加至所述电子设备的两个相对侧面的对应的一个侧面上，所述第一大小和所述第二大小中的每一个与所述第一力和所述第二力中的第一位置和第二位置中的对应的一个位置相关，
其中，所述确定所述用户输入包括通过处理所述至少一个信号来确定挤压手势输入。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个信号还指示沿着所述电子设备的所述两个相对的侧面中的一个侧面同时施加至多个位置的力的多个大小，其中，所述确定所述用户输入包括确定通过处理所述至少一个信号来确定抓握手势输入。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括响应于所确定的挤压手势输入来激活位于第一位置和第二位置中的一个位置处的指纹传感器。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述接收包括：
接收至少一个信号，该至少一个信号指示相继施加横过所述电子设备的至少一个侧面的力的多个大小，所述大小中的每个大小与横过所述电子设备的所述至少一个侧面分布的多个位置中的一个位置相关；以及
其中，所述确定所述用户输入包括通过处理所述至少一个信号来确定点击手势输入。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述确定所述点击手势输入包括确定所述力的多个大小中的至少一个大小在围绕所述电子设备的至少一个侧面的位置处达到力阈值。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电子设备在所述电子设备的显示表面上显示用户界面元件，所述方法还包括：
响应于所述至少一个力信号在所述显示表面上修改所述用户界面元件的所述显示。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述修改包括沿着所述显示表面移动所述用户界面元件。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述显示表面具有前部和至少两个侧部，所述显示表面的前部覆盖所述电子显示的正面，所述显示表面的所述两个侧部覆盖所述电子设备的两个侧部中的对应的一个侧部，其中，所述移动包括将所述用户界面元件的显示从所述两个侧部中的一个侧部移动至所述电子设备的所述显示表面的所述前部。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述用户界面元件是按键，并且其中，所述修改包括显示处于下压构造中的所述用户界面元件。
26.根据权利要求15所述的方法，在所述接收和确定之前还包括：
接收至少一个用户定义信号，该至少一个用户定义信号指示同时施加至所述电子设备的至少一个侧面以及相继施加至所述电子设备的至少一个侧面中上的至少两个力的至少两个大小，并且在接收之后存储所述至少一个用户定义信号；以及
其中，所述处理所述至少一个信号包括将所述至少一个信号与所述至少一个用户定义信号作比较。
27.根据权利要求26的方法，还包括：基于对所述处理后的信号和所述存储的用户定义信号之间的匹配的确定，使所述电子设备的至少一些功能解锁。
28.根据权利要求26的方法，还包括：通过在所述屏幕上显示指示来提示所述用户输入所述用户定义手势。
29.根据权利要求15的方法，其中，所述接收包括：
接收至少一个信号，该至少一个信号指示沿着所述电子设备的所述至少一个侧面同时施加的力的多个大小，所述大小中的每个大小与沿着所述电子设备的所述至少一个侧面分布的多个位置中的一个位置相关；以及
响应于对指示同时施加的力的多个大小的至少一个信号的接收，确定沿着所述电子设备的所述至少一个侧面中的另一个侧面的预测的大拇指位置。
30.根据权利要求29的方法，其中所述接收包括：
接收至少一个信号，该至少一个信号指示沿着所述电子设备的所述至少一个侧面的另一个侧面的预定的大拇指位置施加的力的大小；以及
其中，所述确定所述用户输入包括通过处理所述至少一个信号来确定抓握手势输入。
31.根据权利要求22的方法，其中，所述修改所述用户界面元件的所述显示包括基于施加至所述电子设备的所述至少一个侧面上的力的大小，模拟真实世界的响应。
32.根据权利要求15的方法，其中，所述处理步骤包括判断所述力的大小达到力阈值。
33.根据权利要求32的方法，在所述接收和确定之前，还包括：
接收用户定义的力的大小，以及对用户定义的力的大小设置所述力的阈值。
34.根据权利要求33的方法，其中，所述接收用户定义的力的大小的步骤包括：通过在所述显示屏幕上显示所述力的大小的指示以及在当接收到另一个输入的时候接收另一个输入以将力的大小设置为在所述显示屏幕上所显示的力的大小，来提示所述用户以输入所述用户定义的力的大小。
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