具有用于间接确定被施加到用户接口的力的位置的光学传感器的可穿戴计算装置的制作方法

本公开总体上涉及可穿戴计算装置。更具体地，本公开涉及可以使用光学传感器来确定被施加到可穿戴计算装置的用户接口的力的位置的可穿戴计算装置。

背景技术：

1、可穿戴计算装置(例如，腕表)可以包括用于向用户显示内容(例如，时间、日期、可穿戴计算装置的功能等)的显示器。一些可穿戴计算装置可以收集关于由用户执行的活动或关于用户的生理状态的数据。此类数据可以包括表示围绕用户的周围环境或用户与环境的交互的数据。例如，数据可以包括关于用户的移动的运动数据和/或通过测量用户的诸如心率、出汗水平等的各种生理特性获得的生理数据。一些可穿戴计算装置可以包括触敏显示器，而其他可穿戴计算装置可以包括非触敏显示器。

技术实现思路

1、本公开的实施例的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中获知，或者可以通过实践示例实施例而获知。

2、在示例实施例中，提供了一种可穿戴计算装置。可穿戴计算装置包括具有上侧和下侧的外壳，其中外壳的下侧与外壳的上侧相背对并且被配置为在可穿戴计算装置由用户穿戴时与用户的身体部位接触。可穿戴计算装置还包括设置在外壳的上侧上的用户接口和设置在外壳的下侧上的传感器。传感器被配置为在力被施加到用户接口时输出一个或多个光学读数。可穿戴计算装置还可以包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为基于由传感器输出的一个或多个光学读数来确定力被施加到用户接口的位置。

3、在一些实现方式中，传感器可以包括光电容积描记法(ppg)传感器，该ppg传感器被配置为在可穿戴计算装置由用户穿戴时监测用户的心率，并且ppg传感器包括一个或多个发光二极管和多个检测器。

4、在一些实现方式中，传感器可以包括至少三个光电容积描记法(ppg)传感器，并且至少三个ppg传感器中的至少一个ppg传感器在第一方向和第二方向上与至少三个ppg传感器中的另一ppg传感器间隔开。

5、在一些实现方式中，一个或多个处理器可以被配置为基于如由一个或多个处理器确定的力被施加到显示器的位置来执行可穿戴计算装置的一个或多个功能。

6、在一些实现方式中，一个或多个处理器可以被配置为基于用户接口的被施加力的区域是与第一区域还是第二区域相对应来确定力被施加到用户接口的位置，第一区域不同于第二区域。例如，第一区域可以大于第二区域。

7、在一些实现方式中，当显示器的被施加力的区域与第一区域相对应时，一个或多个处理器可以被配置为基于具有第一尺度参数的第一模型来确定一个或多个光学读数中的每个光学读数的幅度，该第一尺度参数反映被施加到用户接口的力的第一方差，并且当显示器的被施加力的区域与第二区域相对应时，一个或多个处理器可以被配置为基于具有第二尺度参数的第二模型来确定一个或多个光学读数中的每个光学读数的幅度，该第二尺度参数反映被施加到用户接口的力的第二方差，第二方差不同于第一方差。

8、在一些实现方式中，一个或多个处理器可以被配置为基于由传感器输出的光学读数中的每个光学读数的值并且通过应用损失函数以最小化力被施加的实际位置与力被施加的估计位置之间的差来确定力被施加到用户接口的位置。在此类实现方式中，一个或多个处理器可以被配置为使用由传感器输出的一个或多个光学读数中的每个光学读数的值以及传感器的已知(即，预定义并存储的)位置以通过应用损失函数来估计力被施加的位置，来确定力被施加到用户接口的位置。然后，从最小化损失函数得到的所估计位置可以用作力被施加的所确定位置。具体地，确定力被施加的位置因此可以包括使用应用损失函数而得到的对位置的估计，其中损失函数包括一个或多个光学读数中的每个光学读数的值以及可穿戴计算装置的外壳的下侧处的传感器的已知位置。损失函数还可以包括概率密度函数，该概率密度函数确定由光学传感器输出的光学读数被测量噪声损坏的概率。在一些实现方式中，概率密度函数可以是标准高斯函数，该标准高斯函数用于基于来自一个或多个传感器的测量来重构力的施加的位置。

9、在一些实现方式中，一个或多个处理器可以被配置为通过执行二维网格搜索方法或梯度下降搜索方法来应用损失函数。

10、在一些实现方式中，用户接口包括非触敏显示器，该非触敏显示器被配置为显示与可穿戴计算装置的多个可选择功能相对应的多个元素。响应于传感器的噪声水平增加超过阈值，一个或多个处理器可以被配置为控制显示器停止多个元素中的一个或多个元素的显示，并且响应于确定力被施加到显示器的位置与多个元素中的显示在显示器上的剩余第一元素相对应，一个或多个处理器还可以被配置为基于所确定的位置来执行多个可选择功能中的与剩余第一元素相对应的第一可选择功能。

11、在一些实现方式中，用户接口包括多个仿按钮，多个仿按钮分别与可穿戴计算装置的多个可选择功能相对应，并且响应于确定力被施加到用户接口的多个仿按钮中的第一仿按钮的位置，一个或多个处理器被配置为基于所确定的位置来执行多个可选择功能中的与第一仿按钮相对应的第一可选择功能。

12、在一些实现方式中，用户接口包括显示器，并且显示器是非触敏显示器。

13、在一些实现方式中，传感器可以包括光电容积描记法(ppg)传感器，该ppg传感器被配置为在可穿戴计算装置由用户穿戴时监测用户的心率，并且一个或多个处理器可以被配置为基于由ppg传感器输出的一个或多个光学读数来识别用户的手势。一个或多个处理器可以被配置为基于由一个或多个处理器识别出的用户的手势来执行计算机可穿戴装置的功能。

14、在一些实现方式中，可穿戴计算装置还可以包括加速度计或陀螺仪中的至少一者，并且一个或多个处理器可以被配置为基于由ppg传感器输出的一个或多个光学读数以及加速度计或陀螺仪中的至少一者的一个或多个输出来识别用户的手势。

15、在示例实施例中，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法包括：当力被施加到设置在可穿戴计算装置的外壳的上侧上的用户接口时，(例如，由可穿戴计算装置的一个或多个处理器)接收由设置在外壳的下侧上的传感器输出的光学读数。外壳的下侧与外壳的上侧相背对，并且被配置为在可穿戴计算装置由用户穿戴时与用户的身体部位接触。该方法还可以包括：由可穿戴计算装置的一个或多个处理器基于一个或多个接收到的光学读数来确定力被施加到用户接口的位置。

16、在一些实现方式中，该方法还可以包括：基于如由一个或多个处理器确定的力被施加到用户接口的位置来执行可穿戴计算装置的一个或多个功能。

17、在一些实现方式中，该方法还可以包括：在用户接口的显示器上显示指令，所述指令指示用户通过指示显示器的力将被施加到显示器的区域来校准可穿戴计算装置。

18、在一些实现方式中，该方法还可以包括：当由用户指示的力的区域与第一区域相对应时，基于具有第一尺度参数的第一模型来确定一个或多个光学读数中的每个光学读数的幅度，该第一尺度参数反映要被施加到显示器的力的第一方差；以及当由用户指示的力的区域与第二区域相对应时，基于具有第二尺度参数的第二模型来确定一个或多个光学读数中的每个光学读数的幅度，该第二尺度参数反映要被施加到显示器的力的第二方差，第一区域大于第二区域，并且第一方差大于第二方差。

19、在一些实现方式中，该方法还可以包括：基于由传感器输出的光学读数中的每个光学读数的值并且通过应用损失函数以最小化力被施加的实际位置与力被施加的估计位置之间的差来确定力被施加到用户接口的位置。

20、在一些实现方式中，该方法还可以包括：在用户接口的非触敏显示器上显示与可穿戴计算装置的多个可选择功能相对应的多个元素，以及响应于传感器的噪声水平增加超过阈值，控制显示器停止多个元素中的一个或多个元素的显示，以及响应于确定力被施加到用户接口的位置与多个元素中的显示在显示器上的剩余第一元素相对应，基于所确定的位置来执行多个可选择功能中的与剩余第一元素相对应的第一可选择功能。

21、在示例实施例中，提供了一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储可由可穿戴计算装置的一个或多个处理器执行的指令。非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令包括使一个或多个处理器在力被施加到设置在可穿戴计算装置的外壳的上侧上的用户接口时接收由设置在外壳的下侧上的传感器输出的一个或多个光学读数的指令，其中外壳的下侧与外壳的上侧相背对并且被配置为在可穿戴计算装置由用户穿戴时与用户的身体部位接触。非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令包括使一个或多个处理器基于一个或多个接收到的光学读数来确定力被施加到用户接口的位置的指令。非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令包括基于如由一个或多个处理器确定的力被施加到用户接口的位置来执行可穿戴计算装置的一个或多个功能的指令。非暂时性计算机可读介质可以存储用于执行如本文描述的可穿戴计算装置和计算机实现的方法的其他方面的附加指令。

22、参考以下描述、附图和所附权利要求将更好地理解本公开的各种实施例的这些和其他特征、方面和优点。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的示例实施例，并且连同描述一起用于解释相关原理。