CN102428481A - 触敏装置和方法 - Google Patents

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Abstract

针对具有生物特征信息确定能力的触敏装置概括描述了技术。触敏装置可以包括发射器、接收器和处理器中的一个或多个。发射器可以被配置为向触敏装置的表面发出光，接收器可以被配置为接收来自对触敏装置的触摸的反射光。处理器可以被布置为接收来自接收器的信号并且基于该信号确定生物特征信息，在一些示例中，确定触摸的位置。

Description

触敏装置和方法
背景技术
在包括诸如移动电话和照相机的手持式装置的多种电子装置中，触摸屏被广泛用于输入数据。在现有技术的触摸屏应用中，在显示器之上或之下布置触摸屏传感器面板，且该传感器面板主要用于指示触摸，可能是触摸的位置和/或者触摸的力量。更高层次的功能通常不结合到触摸屏装置。
附图说明
根据结合附图进行的以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其他特征将变得更加完全明显。应该理解，这些附图仅图示了根据本公开的若干示例，因此，不应该认为是对本公开范围的限制。将通过使用附图更加具体和详细地描述本公开。
图1图示了根据本公开的某些示例的具有生物特征信息确定能力的触敏装置。
图2a图示了根据本公开的某些示例的触敏装置的触摸屏部件。
图2b图示了根据本公开的某些示例的光谱部件。
图3图示了根据本公开的某些示例的包括集成触摸屏和光谱部件的触敏装置。
图4是根据本公开的计算装置的框图，在该计算装置中，可以集成触敏显示装置以便执行用于确定生物特征信息的方法。
图5图示了根据本公开的某些示例的触敏装置的横截面图。
图6a是根据本公开的某些示例的适合于集成有触敏装置的系统的图。
图6b是根据本公开的某些示例的用于感测触敏装置上的触摸以及确定生物特征信息的计算机实现的方法的流程图。
发明内容
本公开描述了一种触敏装置。一些示例触敏装置包括触敏部件，触敏部件包括触摸面板和光谱部件。触敏部件可以被布置为响应于触摸事件生成信号。一些示例触敏装置还可以包括一个或多个触敏部件中的发射器和光谱部件。发射器可用于发射第一波长的光能量至触摸面板。一些示例触敏装置还包括接收器，该接收器用于接收所述第一波长的反射光能量。反射光能量可以响应于触摸事件而被反射。一些示例触敏装置还可以包括耦合到所述接收器的处理器，所述处理器被布置为分析反射光能量以基于反射光能量至少确定生物特征信息。
本公开还描述了一种用于确定生物特征信息的方法。一些示例方法可以包括：发射具有第一波长的光能量至触摸面板；响应于触摸事件接收所述第一波长的光能量；使用所接收的光能量来提供关于触摸事件的位置信息；以及至少基于所接收的光能量确定生物特征信息。
还描述了一种计算机可存取介质，在所述计算机可存取介质上存储用于执行用于确定生物特征信息的程序的计算机可执行指令。该程序的一些示例包括：发射具有第一波长的光能量至能够接收触摸事件的触摸面板；响应于触摸事件接收所述第一波长的光能量；使用所接收的光能量来提供关于触摸事件的位置信息；以及至少基于所接收的光能量确定生物特征信息。
以上综述仅是说明性的，并不意在以任何方式是限制性的。除了上述说明方面、实施例和特征，通过参照附图和以下详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得明显。
具体实施方式
在以下详细描述中，参照形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外规定，佛如相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性示例并不意在是限制性的。在不背离这里提出的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他示例，且可以进行其他改变。容易理解，这里概括描述的和图中示出的本公开的方面可以以很多种不同的配置布置、代替、组合、分离和设计，所有不同的配置均在这里明确预期到。
该公开涉及与从触敏传感器采集生物特征信息有关的方法、系统、设备和计算机程序。在一些实现中，触觉传感器可以被结合在触敏装置、触摸屏装置或其他系统中。触敏装置可以设置有近红外或其他光谱部件以方便生物特征数据的捕获。通常，可以使用任何适当类型的触敏装置和任何类型的光谱装置。这种包括触敏和光谱装置的系统可以用于计算机、终端、移动电话、诸如个人数字助手(PDA)的数字设备、卫星导航装置、运动器械或安全装置等。
触摸屏是可以检测显示区域中的触摸的存在以及在一些实现中检测触摸的位置和/或力量的显示器。该术语通常指通过手指或手触摸或接触装置的显示器。各种已经开发的触摸技术包括例如电容式触摸、电阻式触摸、表面声波触摸、电磁触摸、感应电容式触摸、阻抗式触摸、应变仪触摸、光学成像触摸、近场成像触摸、色散信号技术触摸、受抑内反射触摸、声脉冲识别触摸或者其他适当的触摸技术。为了进行描述，任何适当的触摸屏技术可以用于这里描述的系统、装置或设备。使用各种触摸屏技术，提供发射器和接收器以分别生成光能量和接收反射的光能量。如同这里所使用的，触敏装置、触敏显示器、触摸屏以及类似的术语通常意在包括所有形式的触敏技术，并且可以不包括显示功能。另外，触摸事件意在包括对这些触摸装置的直接接触，但是当触摸技术支持时还可以包括与这些触摸装置的接近接触。
近红外(NIR)光谱指的是使用近红外光谱中的波长的光谱，通常从大约800nm至大约2500nm。NIR光谱可以用于定量地识别诸如血液分析物的化学物质的浓度水平。NIR光谱学还可以用于在其他干扰化学物质中识别这种化学物质的浓度的变化。诸如化学计量的算法处理可以用于将期望化学物质的特定分子签名与干扰化合物贡献的噪声分开。虽然这里具体讨论了NIR光谱，但是应该理解，在其他实现中，可以替选地使用中范围光谱、远范围光谱或者白光光谱。
NIR范围内的波长可以穿透人体，例如可达若干厘米。因此，NIR光谱可以用作用于某些生物标记的非介入式量化的工具。例如，NIR光谱可以用于确定血糖、血液内的酒精含量、胆红素、胆固醇和血氧水平。另外，个体可以具有唯一的光谱签名。因此，NIR光谱可以用作生物特征识别的方法。从而可以使用包括例如美国专利No.6,560,352所教导的方法在内的任何适当的方法来为个体形成光谱签名。这里使用了术语“生物特征信息”，意在指代可以使用光谱采集的任何信息，包括关于特定化学物质的信息、关于生物特征识别的信息或其他信息。
因此，如同这里所教导的，发射器和接收器可以用于产生光能量以确定对触敏装置的触摸，并且该光能量还可以用于得到光谱信息，以及由此得到关于进行触摸的个体的生物特征信息。在一些示例中，所描述的触摸技术可以要求直接接触，通常导致提高的信噪比(SNR)，而在其他示例中，接近接触可能就足够了而无需直接接触。
图1图示了根据本公开的某些示例的具有生物特征信息确定能力的触敏装置。示例系统10可以包括触摸屏部件12和光谱部件14，如图1中所示。触摸屏部件12和光谱部件14可以设置为另外的装置18的部分。或者，触摸屏部件12和光谱部件14可以形成完整的系统。仅为了说明的目的，将对电容式触摸屏装置进行具体参照。
图2a图示了根据本公开的某些示例的触敏装置的触摸屏部件。如图2a中所示，触摸屏部件12可以包括触摸面板20、触敏表面21、显示屏22、发射器24a、接收器(或传感器)26a以及处理器28a。
在一些示例中，触摸面板20可以是具有触敏表面21的基本上透明的面板。通常，可以用既光透明又NIR透明的材料制造触摸面板20。例如，触摸面板20可以由经由处理以增强期望光谱范围内的透明度的适当的聚合物、石英或者玻璃制成。触摸面板20可以位于显示屏22的前面，以使得触敏表面21覆盖显示屏22的可视区域。显示屏22工作以向用户显示信息、数据、画面等。
发射器24a可以包括用于发射IR辐射的红外(IR)发射器。相应地，接收器26a可以包括用于接收接近面板的手指或其他物体反射的IR辐射的IR接收器。发射器和接收器可以替选地被配置用于分别发射和接收近红外或其他辐射，但是为了简洁，这里将参照NIR。通常，接收器的类型被选择为与相应类型的发射器匹配。
发射器24a可以是光能量源并且可以位于任何适当的位置以照射触摸面板20。发射器24a的位置可以取决于所使用的发射器的类型或其他因素。在图2中所示的示例中，通常将发射器24a设置在触摸面板20和触摸面板表面21以下。在一些示例中，可以沿着触摸面板20的外围或在其他位置设置发射器24a。
可以设置光纤(未示出)以将光能量引导至触摸面板20上的适当位置。发射器24a产生的光能量的类型也还以例如随着所使用的触摸屏技术而变化。在一些示例中，可以使用发光二极管(LED)、激光器或白炽灯或卤素灯泡。发射器24a或24b可以包括单个光源或多个光源。
接收器26a可以是电荷耦合器件(CCD)、铟砷化镓(InGaAs)半导体装置、硫化铅(PbS)检测器元件或某种其他适当的装置，并且可以位于任何适当的位置以接收通过用户在触摸面板20上的触摸而反射的光能量。
接收器26a的位置可以取决于所使用的接收器的类型或其他因素。通常，接收器可以位于任何适当的位置以接收从用户反射的能量。在所示出的示例中，接收器26a可以通常设置在发射器24a之下。这样的位置可以用于例如受抑全内反射触摸屏技术。在替选示例中，可以沿着触摸面板的外围或其他位置放置接收器26a，诸如与触敏装置分开。
在一些示例中，触摸屏部件12可以不包括显示屏22。通常，触摸屏部件12可以识别触摸事件，处理器28a可以基于触摸事件解释触摸，其后执行动作，诸如确定触摸位置的生物特征信息。
图2b图示了根据本公开的某些示例的光谱部件14。如图2b中所示，光谱部件14可以包括触摸面板20和触敏表面21(两者对于光谱部件14和触摸屏部件12可以是公用的)、发射器24b、接收器26b和处理器28b。如图2和3中所示，在一些示例中，可以针对触摸屏部件12和光谱部件14的每一个设置单独的发射器、接收器和/或处理器。图2和3图示了单独的发射器、接收器和处理器(分别为24a和24b、26a和26b以及28a和28b)。
光谱部件14的处理器28b可以基于来自传感器的数据执行分析以提供生物特征信息。光谱部件14的发射器24b具有与触摸屏部件的发射器相同的特性，发射器24a的讨论意在同样适用于发射器24b。因此，发射器可以包括例如用于发射IR辐射的红外(IR)发射器。相应地，接收器26b可以包括用于接收接近面板的手指或其他物体反射的IR辐射的IR接收器。
像触摸屏部件的发射器24a一样，发射器24b可以是光能量源，并且可以位于任何适当的位置以照射触摸面板20。在图3中示出的示例中，通常将发射器24b设置在触摸面板20和触摸面板表面21以下。在一些示例中，可以沿着触摸面板20的外围或在其他位置设置发射器24b。
光谱部件的接收器26b具有与触摸屏部件的接收器相同的特性，接收器26a的讨论意在同样适用于接收器26b。因此，接收器26b可以是电荷耦合器件(CCD)、铟砷化镓(InGaAs)半导体装置、硫化铅(PbS)检测器元件或某种其他适当的装置，并且可以位于任何适当的位置以接收通过用户在触摸面板20上的触摸而反射的光能量。
图3图示了根据本公开的某些示例的包括集成触摸屏12部件和光谱部件14的触敏装置。如图所示，该装置可以包括触摸面板20、触敏表面21、显示屏22、一个或多个公用发射器24a/b、一个或多个公用接收器(或传感器)26a/b、或者处理器28a。
因此，在一些示例中，可以设置单个发射器、单个接收器和单个处理器，并且它们对于图2a的触摸屏部件12和图2b的光谱部件14是公用的。共享的单个发射器、接收器或处理器可以指的是公用的发射器24a/b、公用接收器26a/b、或者公用处理器28a/b。因此，如果发射器、接收器和处理器中的一个或多个对触摸屏部件12和光谱部件14是公用的，则系统可以包括集成的触敏和光谱部件。
在图3的示例中，沿着触摸面板20的外围设置两个公用的发射器24a/b。这些发射器可以被布置为以不同的波长发射光能量。例如，一个公用的发射器可以用于生物特征识别，另一个公用的发射器可以用于分析物(诸如血糖)测量。
在使用公用发射器24a/b的示例中，发射器24a用于检测光能量以确定触摸位置，发射器24b用于检测光能量以确定触摸的生物特征信息。公用发射器24a/b发出的光能量可以具有基于血液中的分析物浓度而不同地被吸收的波长。在近红外光谱的情形中，公用发射器24a/b发出的光能量可以在近红外范围中(大约800nm至大约1400nm)。在替选示例中，光能量可以在680nm至2500nm的范围内。另外，可以使用光谱中的其他范围。基于用户的血液中要检测的感兴趣的分析物而选择所使用的波长。
公用接收器26a/b可以被配置为使得：可以用第一接收器(诸如单个CCD)对反射光能量(或信号)的样本进行采样，以确定触摸的位置；并且剩余的反射光能量(或信号)可以传送至第二接收器用于光谱分析。如图所示，在一些示例中，可以设置多个接收器，例如用于接收不同波长的反射光能量的多个公用接收器26a/26b。或者，可以设置多个接收器26a和/或多个接收器26b。可以从不同波长的光能量中采集不同的生物特征信息。应该理解，在各种示例中，可以例如在触摸面板20和接收器之间设置滤波器(未示出)以滤出具有不期望的光谱的波长的光能量。
参照上述任意示例中的触敏装置，从发射器24a、24b或24a/b发出的光可以被引导至触摸面板20的表面。当用户接触触摸面板20的表面时，从发射器发出的光可以从用户的皮肤部分地反射。通常，所反射的光的量或其他性质可以取决于用户的血液中分析物的浓度。例如，在用户的皮肤吸收光能量或光的那些光谱区域中，一部分光不会被反射回来。这些吸收区域可以提供用于例如分析物水平的量化的信息。因此，作为用户触摸的结果，接收器26a、264b或26a/b可以感测反射回来的光。可以设置诸如棱镜或光栅(未示出)的色散元件以将反射光传递至接收器。通常，接收器被配置为接收发射器发射的波长的反射光能量。因此，如果发射器发射第一波长的光能量，则接收器接收第一波长的光能量。
对于一些分析物测量，可能期望提供至少两个接收器(在一些示例中，两个发射器)。具体地，可以设置至少两个接收器以同时测量相关光谱中两个特定区域的吸收：基准波长和测量波长。因此，发射器可以发出至少在基准波长和测量波长的区域中的能量。可以针对感兴趣的分析物生成IR吸收光谱。通常，这些光谱将表示，在IR光谱的某些区域中，在吸收和该分析物的浓度之间存在相关性。另外，通常存在吸收根本不取决于该分析物的浓度的区域。因此，处理器28a和28b可以分别使用IR光谱中的这两个区域作为基准波长和测量波长。
处理器可以用于基于接收器接收的反射光能量确定触摸的位置，并且处理器可以用于基于接收器接收的反射光能量确定生物特征信息。在完全集成的系统中，处理器可以用于基于接收器接收的反射光能量确定触摸的位置和生物特征信息。因此，诸如信号的信息可以例如经由总线从接收器发送至处理器。信息可以是包括在特定波长处接收的光能量的量的数据。处理器可以使用该信息连同化学计量或其他算法(包括多变量分析、偏最小二乘或其他适当的标定建模技术)来获得期望的信息。处理器可以被配置为将获得的信息发送至触摸屏显示器或者至其他输出装置，以及/或者可以将获得的信息存储在系统存储器中。
当接收器接收到基准波长和测量波长时，反射能量中的那些波长分量可以由处理器量化以确定期望的分析物(诸如血糖)的水平。
图4是根据本公开的计算装置的框图，在该计算装置中可以集成触敏显示装置以便执行用于确定生物特征信息的方法。如图所示，计算装置900包括可以用于经由触摸获得生物特征信息的集成的触敏显示装置和光谱装置。因此，例如，根据一些实现，关于图1描述的系统10可以集成在计算装置900中。
在很基本的配置901中，计算装置900可以包括一个或多个处理器910(诸如单独的处理器28a和28b或者公用处理器28a/28b)以及系统存储器920。存储器总线930可以用于处理器910和系统存储器920之间的通信。
取决于期望的配置，处理器910可以为任意类型，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)、ARM968处理器、具有适当的功能和能力的其他处理器或其组合。处理器910可以包括一级或多级缓存，诸如一级缓存911和二级缓存912、处理器核913和寄存器914。处理器核913可以包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)或其任意组合。在替选实现中，触摸屏系统可以具有专用逻辑，比如状态机。存储器控制器915也可以用于处理器910，在一些实现中，存储器控制器915可以是处理器910的内部部分。在一些实施例中，触摸屏、处理器和外围设备可以被集成在单个特定应用集成电路(ASIC)中。
取决于期望的配置，系统存储器920可以为任意类型，包括但不限于易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或其任意组合。系统存储器920通常包括操作系统921、一个或多个应用922以及程序数据924。应用922可以包括算法923，算法923被布置为处理来自光谱装置的信息以确定期望的生物特征信息。程序数据924可以包括例如生物特征数据925，生物特征数据925用于将光谱装置采集的信息与适当的生物特征信息相关，例如将数据与分析物水平相关。在一些示例中，应用922可以被布置为在操作系统921上采用程序数据924运行以使得可以确定生物特征信息。该描述的基本配置在图4中通过虚线901中的那些部件示出。
计算装置900可以具有另外的特征或功能、以及另外的接口以方便基本配置901与任何需要的装置和接口之间的通信。例如，可以使用总线/接口控制器940来方便基本配置901与一个或多个数据存储装置950之间经由存储接口总线941的通信。数据存储装置950可以是可移除存储装置951、不可移除存储装置952或其组合。可移除存储装置和不可移除装置的示例包括例如诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)的磁盘装置、诸如致密盘(CD)驱动器或数字多功能盘(DVD)驱动器的光盘驱动器、固态驱动器(SSD)和磁带驱动器。计算机存储介质的示例可以包括以任意方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息。
系统存储器920、可移除存储器951和不可移除存储器952均是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储器、磁盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置、或任何其他可以用于存储期望的信息并且可以由计算装置900存取的介质。任何这样的计算机存储介质可以是装置900的一部分。
计算装置900还可以包括接口总线942，用于方便从各种接口装置(例如，输出接口、外围设备接口和通信接口)经由总线/接口控制器940到基本配置901的通信。输出装置960的示例包括图形处理单元961和音频处理单元962，其可以被配置为经由一个或多个A/V端口963与诸如显示器或扬声器的各种外部装置通信。外围设备接口970的示例包括串行接口控制器971和并行接口控制器972，其可以被配置为经由一个或多个I/O端口973与诸如输入装置(例如，键盘、鼠标、触笔、声音输入装置、触摸输入装置等)或其他外部设备装置(例如，打印机、扫描仪等)的外部装置通信。通信装置980的示例包括网络控制器981，其可以被布置为方便经由一个或多个通信端口982通过网络通信与一个或多个其他计算装置990通信。通信连接是通信介质的一个示例。通信介质通常可以由诸如载波或其他传输机制的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据体现，并且包括任何信息传送介质。“调制数据信号”可以是以将信息编码在信号中的方式设置或改变一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质可以包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质、以及诸如声波、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质的无线介质。这里所用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质两者。
计算装置900可以实现为小型化便携(或移动)电子装置的一部分，诸如蜂窝电话、个人数字助手(PDA)、个人媒体播放装置、无线网页监控装置、个人耳机装置、特定应用装置、或包括任何以上功能的混合装置。计算装置900也可以实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置的个人计算机。计算装置900也可以实现为诸如信息台、电视、或游戏装置的交互式系统。
图5图示了根据本公开的某些示例的触敏装置的横截面图。如下所更全面地描述的，在一些示例中，触敏装置100可以包括具有多个行120(也称作行迹线或驱动线)和多个列110(也称作列迹线或感测线)的电容感测介质，虽然也可以替选地使用其他感测介质。行和列迹线可以由诸如铟锡氧化物(IT)或锡锑氧化物(ATO)的透明导电介质、其他透明的和不透明的材料(诸如铜)或其他适当的介质形成。在一些示例中，行和列迹线可以形成为彼此垂直，虽然在其他示例中，非正交取向也是可能的。在各种示例中，行和列可以形成在基底的一侧上，可以形成在基底的相对侧上，或者可以形成在由电介质材料分隔的两个单独的基底上。在一些示例中，电介质材料可以是透明的，诸如玻璃，或者由诸如聚脂薄膜的其他材料形成。可以在行或列上放置另外的电介质覆盖层以加强结构并防止装置损坏。
在图5的具体示例中，触摸屏装置100被配置为用作触摸屏和显示器两者，并且包括：第一触敏显示层101、第二触敏显示层102、第一层列110、第二层行120、节点121、包括测量电路130b的接收器130a、处理器140、包括驱动电路150b的发射器150a和存储器160。在一些示例中，驱动电路150b可以包括行驱动器151、列驱动器152和定时电路153。
第一触敏显示层101包括一系列列110。第二触敏显示层102包括一系列行120。第一触敏显示层101放置在第二触敏显示层102之上。列110和行120可以由一个或多个导电层形成，导电层被一系列有机层分隔。当向触敏显示装置100施加电压时，列110和行120相反地充电，且每列110/行120交叉点对应于触敏显示装置100的节点121，触敏显示装置100可以携带基准信号(例如，正弦波基准信号)。节点121可以被照射。节点121可以被认为是晶体管的一种或一部分，并且/或者可以被认为是显示像素。发射器150a可以被配置为发出光能量，光能量被引导至第一层101和第二层102。
在触摸显示器的节点121处，从发射器150a发出的入射光的至少一部分可以被反射回接收器130a。在一些示例中，作为触摸的结果，接收器的测量电路130b可以经历改变，诸如由于显示器上的电容改变引起的电压改变。这是因为当手指触摸屏幕时，手指(即活体)存储了电子并且表现出电容。触摸将某一量的电流拉向接触点，这产生电压上的改变，例如电压降或电容的增加。因此，触摸显示器可以将第一层101和第二层102之间的电容量从标称电容值改变为某一其他值。在触摸屏示例中，对于触摸影响的每一个节点121和相关联的测量电路130，处理器140可以被布置为接收并比较与受触摸影响的测量电路130相关联的信号之间的差别，以确定在显示器上触摸的位置。
如前所述，可以使用其他类型的触摸屏技术，不一定基于电容测量触摸的位置。另外，在一些示例中，不能确定触摸的位置，接收器仅能注意到发生了触摸事件，并使用该信息来触发处理器基于接收器130a接收的反射光能量获得生物特征信息。
在一些示例中，电源158可以设置为发射器150a的一部分或者与其分开设置。根据一些示例，电源158可以经由例如连接159耦合到显示器，并且可以用于产生：足以经由发射器150a供应光能量的电力、在与至少一个触敏位置相关联的位置处的显示和测量电路中的电荷以在表示触摸位置的相应的相关联测量电路中产生变化、或者其他电力。发射器150a可以经由连接135与显示器通信地耦合。在一些示例中，测量电路130b可以经由连接133在每个节点121处电耦合。另外，处理器140可以通常经由连接141通信地耦合至接收器130a，在一些示例中，包括耦合至测量电路130b。处理器140可以经由连接134通信地耦合至存储器160。
在使用电容式触摸技术的示例中，在迹线的交叉点处、即迹线相互交叉处，迹线形成两个电极。这是因为迹线在不同层相对于彼此穿过(例如，一层在上，一层在下)，相互之间并不进行直接电接触。交叉点可以称作“节点”并且可以代表显示器的像素。行迹线与列迹线的每个交叉点可以代表电容式感测节点。行电极和列电极之间的电容在给定行保持为DC时可以表现为在所有列上的寄生电容，并且在给定行用AC信号激励时表现为互电容Csig。手指或其他物体接近或在面板上的存在可以通过测量Csig的变化而检测到。面板的列可以驱动一个或多个模拟通道(也称作事件检测和解调电路)。在一些示例中，每行可以耦合到专用的模拟通道。在其他示例中，列能够经由模拟开关耦合到若干模拟通道。
触摸屏装置可以包括处理器140，具有与电路中的变化、电路感测的正弦波失真的程度和幅度、或者电路感测的电容的变化相关联的数据145。处理器可以使用来自共享电路的数据以确定正在经历最高程度的变化的电路，并且可以识别触敏显示器的一个或多个区域作为触摸的位置(例如，力的中心点或者触摸的焦点)。
因此，根据一些实现，NIR辐射可以使用组合发生器150a穿过垂直和水平迹线的阵列、行120以及列110而发出。组合接收器130a可以设置在接收端。接收器130a可以包括一个或多个CCD，并且可以设置有色散元件。应该理解，在一些示例中，接收器130a可以是公用的接收器。在检测到触摸事件后，反射能量可以经由连接133从节点121传递到接收器130a。可以对一部分反射能量(或光)进行采样并将其传送到测量电路130b以使用处理器140确定触摸的位置。剩余的反射能量(或光)可以通过光栅和接收器130a经由连接141传递至处理器140用于分析。在一些示例中，可以使用一组光开关通过将有源迹线传递至接收器130a来提高信噪比(SNR)。
在另外的示例中，列110和行120可以被设置为光纤阵列(未示出)。这样的光纤可以设置在触摸屏显示器(图2a的20)下面。发射器150a可以被布置为使用诸如基于MEMS的开关或其他适当的开关器件的单个光开关向该阵列提供光能量。应该理解，在一些示例中，发射器150a可以是公用的发射器。在包括基于MEMS的开关的发射器150a的示例中，光能量可以在单个点处产生，导向与用户的位置相关的光纤，并且该光纤可以发送以及收集反射光。反射光可以发送至单个接收器130a。接收器130a可以响应于反射光生成信号并将该信号发送至处理器。因此，该示例可以使用单个光源、单个色散元件和单个接收器(诸如一组CCD)实现。
在一些实现中，生物特征信息可以保存至系统存储器160。处理器(或单独的处理器)可以被布置为将从触摸采集的生物特征信息与之前存储的生物特征信息相比较。生物特征信息可以包括可以使用光谱采集的任何信息，包括关于特定化学物质的信息、关于生物特征识别的信息或者其他信息。因此，例如，可以使用诸如血糖水平或者胆固醇水平的生物特征信息的用户历史来进行关于个体是否遵循了规定饮食的相关。
以上描述了具有生物特征信息确定能力的触敏显示器的各种示例。以下是使用触敏显示器的上述特征中的至少一些的方法、系统和装置的具体示例。这些仅用于说明而不意在是限制性的。
在一个示例中，装置可以设置有触敏显示器且被布置为作为血糖仪工作。该装置可以被配置为蜂窝电话、“笔”或其他结构。在一个示例中，触敏“笔”血糖仪可以设置有触摸面板，其中可以不使能触摸面板的显示功能，并且设置辅助输出显示器用于示出血糖仪读数。在另一个示例中，配置为蜂窝电话、“笔”或其他结构的触敏装置可以包括触摸屏，并且可以被配置用于确定用户的血液中的酒精含量。在另一个示例中，要求安全性的装置可以被配置有触敏部件(装置或显示器)，触敏部件可以包括触摸屏，并且可以被布置用于确定生物特征识别，例如以确定计算机的用户是否是授权用户。在另一个示例中，运动装置可以被配置有触敏部件(装置或显示器)，触敏部件可以包括触摸屏，并且可以被布置用于确定生物特征识别。在一些示例中，识别可以触发具体试验或试验历史的调用。
根据一种实现，可以提供一种包括具有至少一个触敏位置的显示器、发射器、接收器和处理器的装置。发射器发出近红外区域中的光并将光导向显示器。接收器接收来自装置的用户的反射光并将该反射光发送至处理器。处理器分析所发送的光以确定至少一种形式的生物特征信息。在各种示例中，生物特征信息可以包括血液分析物水平、生物特征识别信息或其他。
根据另一种实现，可以提供一种包括触敏部件、光谱部件和处理器的触敏装置。触敏部件包括适用于触摸事件的应用的触摸面板。触敏部件或光谱部件中的至少一个包括用于发射第一波长的光能量的发射器和用于接收第一波长的反射光能量的接收器，其中反射光能量根据触摸事件反射。处理器分析反射光能量以基于反射光能量至少确定生物特征信息。
在该实现的变型中，接收器可以对于触敏部件和光谱部件是公用的，并且可以包括电荷耦合器件(CCD)。另外，接收器可以被布置为将接收的光能量分为第一部分和第二部分，其中第一部分可以由处理器用于确定触摸事件的位置，第二部分可以由处理器用于确定生物特征信息。
在另外的变型中，发射器可以被布置为对于触敏部件和光谱部件是公用的。例如，发射器可以被布置为发送大约800纳米至大约2500纳米范围内的光能量，并且可以包括一个或多个发光二极管。在一些变型中，可以设置第二接收器用于接收第二波长的反射光能量。可以从不同波长的光能量中采集不同的生物特征信息。
触敏装置例如可以是便携式手持装置。在一些示例中，生物特征信息可以与用户的血糖水平有关或与生物特征识别信息有关。
触敏装置还可以包括显示器，可以通过触敏表面或者触摸面板观看该显示器。触敏表面和触摸面板可以是红外透明的。处理器可以被配置为将确定的生物特征信息发送至显示器，其中显示器可以被配置为呈现该生物特征信息用于观看。
在一些示例中，可以设置多个发射器，其中两个或者更多个发射器发出不同波长的光。在一些变型中，波长可以在对应于用于测量的分析物的敏感度的范围内。
在另外的变型中，可以设置辅助显示器用于输出所确定的生物特征信息。
图6a是根据本公开的某些示例的适合于集成有触敏装置的系统的图。计算机程序产品600可以被实现在计算装置500中，用于感测触摸事件并确定用户的生物特征信息，以及在一些示例中确定触摸事件的位置。计算机程序产品600包括被配置为运行一个或多个指令620的信号承载介质610。信号承载介质610可以被配置为计算机可读介质622、可记录介质624和/或通信介质626。一个或多个指令620包括用于采用发射器将具有第一波长的光能量发射至能够接收触摸事件的触摸面板的指令、用于在发生触摸事件时采用接收器接收第一波长的光能量的指令、用于将接收的光能量发送至处理器的指令以及用于采用处理器基于接收的光能量确定生物特征信息的指令。
图6b是根据本公开的某些示例的用于感测触敏装置上的触摸以及确定生物特征信息的计算机实现的方法的流程图。根据图6B，所示出的方法700可以包括一个或多个操作/动作/块702、704、706、708和710。
该方法可以包括提供一种装置，该装置具有：包括触摸面板的触敏部件，触摸面板的表面适用于应用触摸事件；以及光谱部件，其中触敏部件或光谱部件中的至少一个包括用于将第一波长的光能量发射至触摸面板显示器的发射器和用于接收第一波长的反射光能量的接收器，其中反射光能量根据触摸事件而被反射；以及处理器，用于分析反射光能量以基于反射光能量至少确定生物特征信息(块702)。该方法还可以包括：采用发射器发射具有第一波长的光能量至触摸面板(块704)；以及在发生触摸事件时采用接收器接收第一波长的光能量(块706)。然后，该方法可以包括将接收的光能量发送至处理器(块708)并且采用处理器基于接收的光能量确定生物特征信息(块710)。
其他实现可以提供具有测量电路的触敏显示器或触摸屏，其采用电容技术、电阻技术、表面声波/超声波技术、声脉冲识别技术、色散信号技术、受抑全内反射技术、红外技术和/或应变计技术中的一种或更多种。例如，与感测采用前述技术中的一种或更多种的显示器上的触摸相关联的电信号可以使得电耦合的LED显示器和测量电路经历变化，并且与连接至每个受影响的LED的测量电路相关联的处理器可以确定触摸的位置以及与用户相关联的生物特征信息。
根据某些实现，当触摸显示屏的一个或多个部分没有被视觉上照亮时，能够操作装置。例如，当显示器的该部分未激活或者未被视觉上照亮时，NIR区域中的光能量可以仍然发射至显示表面。对触敏显示器的触摸可以使得接收器接收反射光并触发处理器的处理。处理器可以被布置为确定生物特征信息，以及在一些示例中的触摸的位置。在确定生物特征信息之后，装置可以被视觉上照亮以显示所确定的信息。
本发明并不意在按照本申请中描述的特定示例而受限，这些特定示例意在作为各个方面的说明。在不背离其精神和范围的情况下可以进行很多修改和变型，这对本领域的技术人员是明显的。根据以上描述，对于本领域的技术人员而言，除了这里列举的那些，功能上等效的方法和设备将是明显的。这样的修改和变型意在落入所附权利要求的范围内。本公开将仅由所附权利要求项连同这些权利要求所享有的等价内容的全部范围限制。应该理解，该公开不限于特定的方法、化学试剂、化合物组成或者生物系统，它们当然可以变化。还应该理解，这里所用的专业术语仅是为了描述特定示例的目的，并不意在构成限制。
在系统的方面的硬件和软件实现之间几乎没有差别；使用硬件或软件通常(但并不总是，因此在某些背景中，硬件和软件之间的选择可能变得重要)是代表成本对效率的折衷的设计选择。存在很多载体，通过这些载体这里描述的处理和/或系统和/或其他技术可以实现(例如，硬件、软件和/或固件)，优选的载体将随配置该处理和/或系统和/或其他技术的背景而变化。例如，如果实现者确定速度和精确性是最重要的，则实现者将选择主要为硬件和/或固件的载体；如果灵活性是最重要的，则实现者可以选择主要是软件的实现；或者，再一次替选地，实现者可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。
以上详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例陈述了装置和/或处理的各种示例。在这些框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的范围内，那些本领域的技术人员应该理解，可以通过很大范围的硬件、软件、固件或者事实上其任意组合单独和/或者一起实现这些框图、流程图和/或示例中的每个功能和/或操作。在一个示例中，这里描述的主题的若干部分可以经由特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成形式实现。但是，本领域技术人员将认识到：这里公开的示例的一些方面可以整体地或部分地在集成电路中实现，如同一个或多个计算机程序在一个或多个计算机上运行(例如，如同一个或多个计算机程序在一个或多个计算机系统上运行)，如同一个或多个程序在一个或多个处理器上运行(例如，如同一个或多个程序在一个或多个微处理器上运行)，如同固件或者事实上如同其任意组合；根据本公开，设计电路和/或为软件和/或固件写代码将完全落在本领域的技术人员的技能范围内。另外，本领域的技术人员将认识到，这里描述的主题的机制能够作为各种形式的程序产品分发，这里描述的主题的说明性示例应用不局限于特定类型的用于实际进行分发的信号承载介质。信号承载介质的示例包括但不限于以下：可记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动器、致密盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，诸如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
本领域的技术人员将认识到，以这里陈述的方式描述装置和/或处理在本领域内是普遍的，其后使用工程实践将这些描述的装置和/或处理集成在数据处理系统中也是普遍的。即，这里描述的装置和/或处理的至少一部分可以通过合理的实验量集成在数据处理系统中。本领域的技术人员将认识到典型的数据处理系统一般包括一个或多个系统单元，系统单元包括：视频显示装置、诸如易失性和非易失性存储器的存储器、诸如微处理器和数字信号处理器的处理器、诸如操作系统、驱动器、图形用户接口以及应用程序的计算实体、诸如触摸垫或屏的一个或多个交互装置、和/或包括反馈回路和控制马达(例如，用于感测位置和/或速度的反馈；用于移动部件和/或调整参量的控制马达)的控制系统。典型的数据处理系统可以利用任何适当的商业化部件实现，商业化部件诸如通常在数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中找到的那些。
这里描述的主题有时示出其中包含不同的部件，或者与不同的其他部件连接。应该理解，这样图示的架构仅是示例，实际上，可以实现获得相同功能的很多其他架构。在概念意义上，获得相同功能的部件的任何布置是有效地“关联的”以使得获得期望的功能。因此，这里组合以获得特定功能的任意两个部件可以看作彼此“相关联”以使得获得期望的功能，而不管架构或中间部件。同样，这样关联的任意两个部件也可以看作是彼此“可操作地连接的”或者“可操作地耦合的”以获得期望的功能，并且这样关联的任意两个部件还可以看作是彼此“能够可操作地耦合的”以获得期望的功能。能够可操作地耦合的具体示例包括但不限于物理上可配对的和/或物理上交互部件和/或无线可交互和/或无线交互部件和/或逻辑交互和/或逻辑可交互部件。
关于这里对基本上任意复数和/或单数术语的使用，当对背景和/或应用适当时，本领域的技术人员可以从复数解释成单数和/或从单数解释成复数。这里可以为了简洁起见而表达地陈述各种单数/复数排列。
本领域的技术人员应该理解，一般而言，这里所使用的术语尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语通常意在为“开放性”术语(例如，术语“包括(including)”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应当被解释为“包括但不限于”，等等)。本领域的技术人员还应理解，如果意在所引入的权利要求叙述的具体数字，则这样的意图将在权利要求中明确叙述，在没有这样的叙述的情况下不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以介绍权利要求叙述。但是，这些短语的使用不应当被理解为表示通过不定冠词“一个(a或an)”对权利要求叙述的引用将任何包含这样的介绍的权利要求叙述的特定权利要求限制为仅包含一个这样的叙述的示例，即使同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一个(a或an)”的不定冠词(例如，“a”和/或“an”应当被解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；对于使用不定冠词来介绍权利要求叙述同样成立。另外，即使明确叙述了介绍的权利要求叙述的具体数字，本领域的技术人员也应该认识到这样的叙述应当被解释为至少表示所叙述的数字(例如，没有其他修饰语的“2个叙述”的单纯叙述表示至少两个叙述或者两个或更多个叙述)。另外，在使用类似于“A、B和C的至少一个，等”惯用语的那些实例中，通常在本领域的技术人员将理解该惯用语(例如，“具有A、B和C的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、A与B一起、A与C一起、B与C一起以及/或者A、B和C一起等的系统)的意义下意指这样的构造。在使用类似于“A、B或C的至少一个，等”的惯用语的那些实例中，通常在本领域的技术人员将理解该惯用语(例如，“具有A、B或C的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、A与B一起、A与C一起、B与C一起以及/或者A、B和C一起等的系统)的意义下意指这样的构造。本领域的技术人员还将理解不管在说明书、权利要求还是附图中，事实上呈现两个或者更多个替选术语的任何反意连词和/或短语应当被理解为考虑包括术语中的一个、术语中的任意一个或者两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或者“A和B”的可能性。
另外，在按照马库什组描述公开的特征或方面的情况下，本领域的技术人员将认识到该公开也按照马库什组的任何单个成员或者成员的子组而描述。
本领域的技术人员应该理解，为了诸如按照提供书面描述的任意和所有目的，这里公开的所有范围也包含任何以及所有可能的子范围以及其子范围的组合。任何列出的范围可以被容易地识别为充分描述和使能同一范围被分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例，这里讨论的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一，等。本领域的技术人员还应该理解，诸如“直到”、“至少”、“大于”、和“小于”等所有语言包括所叙述的数字并且指的是可以随后被分解为如上所述的子范围的范围。最后，本领域的技术人员应该理解的是范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1至3个单元的组指的是具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1至5个单元的组指的是具有1、2、3、4或5个单元的组，等等。
虽然这里描述了各种方面和示例，但是对于本领域的技术人员而言其他方面和示例将是明显的。这里公开的各种方面和示例是为了说明，而不意在是限制性的，真正的范围和精神是由所附权利要求指示的。

Claims (24)

1.一种触敏装置，包括：
包括触摸面板的触敏部件，所述触敏部件被布置为响应于触摸事件而生成信号；
光谱部件；
在所述触敏部件和所述光谱部件中的一个或多个中包括的发射器，所述发射器用于发射第一波长的光能量至所述触摸面板；
接收器，所述接收器用于接收所述第一波长的反射光能量，所述反射光能量响应于所述触摸事件而被反射；以及
处理器，所述处理器耦合到所述接收器并且被布置为分析所述反射光能量以基于所述反射光能量至少确定生物特征信息。
2.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述接收器对所述触敏部件和所述光谱部件是公用的。
3.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述接收器包括电荷耦合器件。
4.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述接收器用于将所接收的光能量分为第一部分和第二部分，并且其中所述处理器被配置为采用所述第一部分确定所述触摸面板上与所述触摸事件相关联的位置并被配置为采用所述第二部分确定生物特征信息。
5.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述发射器对所述触敏部件和所述光谱部件是公用的。
6.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述发射器被配置为发出在大约800纳米至大约2500纳米范围内的光能量。
7.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述发射器包括一个或多个发光二极管。
8.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述发射器还被配置为发出第二波长的光。
9.根据权利要求8所述的触敏装置，还包括第二接收器，所述第二接收器用于接收所述第二波长的反射光能量，其中所述处理器可以根据所述第二波长的反射能量确定其他生物特征信息。
10.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述触敏装置包括便携式手持装置。
11.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述生物特征信息与创建所述触摸事件的用户的血糖水平有关。
12.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述生物特征信息包括生物特征识别信息。
13.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述触敏部件包括显示器。
14.根据权利要求13所述的触敏装置，其中能够透过所述触摸面板观看所述显示器。
15.根据权利要求13所述的触敏装置，其中所述处理器被配置为将所确定的生物特征信息发送至所述显示器，其中所述显示器被配置用于呈现所述生物特征信息。
16.根据权利要求1所述的触敏装置，其中所述触摸面板是红外透明的。
17.一种用于确定生物特征信息的方法，包括：
将具有第一波长的光能量发射至触摸面板；
响应于触摸事件接收所述第一波长的光能量；
使用所接收的光能量提供关于所述触摸事件的位置信息；以及
至少基于所接收的光能量确定生物特征信息。
18.根据权利要求17所述的方法，其中发射所述光能量照亮所述触摸面板。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一波长在大约900nm和大约2500nm之间。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括生成感兴趣的分析物的红外吸收光谱，其中所述第一波长基于所述红外吸收光谱，并且其中所述生物特征信息包括所述感兴趣的分析物。
21.根据权利要求17所述的方法，其中确定生物特征信息包括向所接收的光能量应用化学计量算法。
22.根据权利要求17所述的方法，还包括提供所确定的生物特征信息的可视显示。
23.根据权利要求17所述的方法，还包括存储所确定的生物特征信息。
24.一种计算机可存取介质，在所述计算机可存取介质上存储有用于执行用于确定生物特征信息的程序的计算机可运行指令，所述程序包括：
将具有第一波长的光能量发射至能够接收触摸事件的触摸面板；
响应于所述触摸事件接收所述第一波长的光能量；
使用所接收的光能量提供关于所述触摸事件的位置信息；以及
至少基于所接收的光能量确定生物特征信息。
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