移动终端单点触控压力感知安全解锁方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种移动终端单点触控压力感知安全解锁方法及装置，在用户设置安全解锁方案时，移动终端记录安全解锁设置时每次触控触摸屏体对应内容及其输入压力作为安全解锁秘钥。本发明还提供了相应的硬件解决方案，基于移动终端现有的电容触摸屏和MEMS三轴加速度计，并在触摸屏体下方放置二个薄膜压力传感器及压力传感器接口电路，测量安全解锁过程中用户单点触摸屏体产生的压力，实现低功耗的单点触控压力感知装置。该方法及装置实现了对解锁过程中输入PIN数字、密码字符或者绘制解锁图案时的手指按压触摸屏力度测量和感知，以输入内容及其输入时的屏体按压力度为解锁秘钥进行移动终端的安全解锁，提升了移动终端的安全性和隐私保护能力。
【专利说明】移动终端单点触控压力感知安全解锁方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动终端安全解锁方案，尤其是一种在集成了单点触控压力感知装置的移动终端中实现安全解锁的方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着移动终端如智能手机、平板电脑乃至笔记本电脑的功能和处理能力的提升，移动终端上安装了安全保护等级要求比较高的应用如在线银行和移动支付宝，并存储了大量隐私和高敏感数据如信用卡号、联系人电话、银行账号等，在便利了人们生活便利的同时，也使移动终端成为黑客和盗贼的热点目标。
[0003]为了保证移动终端的隐私性和安全性，现有的移动终端普遍集成了安全解锁方案。例如Andr1d移动操作系统内置了 PIN解锁、密码解锁、图案解锁，甚至某些型号的移动终端内置了生物特征解锁，如苹果iPhone5、三星Galaxy S5内置了指纹识别解锁、索尼Xperia M35C内置了人脸识别解锁。这些安全解锁方案在提高移动终端安全性的同时，也存在易被破解或者增加成本较高的问题。密码解锁、图案解锁等安全机制基于可视化人机交互实现解锁，由于在公共场合下解锁次数可能较为频繁，面临被其他人通过偷窥方式或者分析手指遗留在屏幕上的污迹进行破解。指纹识别与人脸识别解锁一方面成本高，一方面也可以通过拍摄或伪造指纹/人脸图片的方式破解。
[0004]触摸屏因具有易操作性、直观性和灵活性等优点，目前已成为移动终端主流人机交互技术，PIN解锁、密码解锁、图案解锁特别是图案解锁方案通常依赖于触摸屏，同时这些解锁方案只支持单个手 指操作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对移动终端现有安全解锁方案面临的成本高或者易被破解等问题，基于移动终端广泛采用的触摸屏，通过集成低成本的单点输入压力感知装置，实现解锁过程中输入PIN数字、密码字符或者绘制解锁图案时的手指按压触摸屏力度测量和感知，基于输入内容和输入时的触控压力，进行移动终端的安全解锁，提升移动终端的安全性和隐私保护能力。
[0006]按照本发明提供的技术方案，所述的移动终端单点触控压力感知安全解锁方法为:在用户设置安全解锁方案时，移动终端记录安全解锁设置时每次触控触摸屏体对应内容及其输入压力作为安全解锁秘钥；设置完成安全解锁秘钥后，每次用户执行安全解锁动作时，记录安全解锁过程中每次输入的内容，并测量其对应的屏体触控压力，在安全解锁动作执行完毕后，将安全解锁过程中记录的输入内容及其对应触控压力与存储的安全解锁秘钥进行比对，如果完全一致，则执行解锁指令，否则提示用户进行重试，重试超过设定次数后，在设定时间内禁止用户继续尝试解锁。
[0007]具体的，所述安全解锁秘钥包括:PIN安全解锁秘钥为〈〈PIN数字1、对应压力等级>，〈PIN数字2、对应压力等级>，〈PIN数字3、对应压力等级>，〈PIN数字4、对应压力等级 >> ;密码安全解锁秘钥为〈〈密码字符1、对应压力等级 >，< 密码字符2、对应压力等级>，…，〈密码字符N、对应压力等级 >>，其中N表示密码的位数；图案安全解锁秘钥为〈〈图案第I点、对应压力等级 >，〈图案第2点、对应压力等级 >，…，〈图案第P点、对应压力等级>>，其中P为图案包含的点数。
[0008]具体的，在用户输入秘钥内容时，为用户提示当前输入压力，并由用户实时的增加或者降低对屏体的按压力。
[0009]据此，本发明提出了一种移动终端单点触控压力感知装置，其包括移动终端内置的:主控芯片、电容触摸屏体、电容触摸屏控制芯片、MEMS三轴加速度传感器，还包括设置在电容触摸屏体背面的二个薄膜压力传感器及压力传感器接口电路，所述电容触摸屏体连接电容触摸屏控制芯片以检测触摸点位置，MEMS三轴加速度传感器用于获取垂直于电容触摸屏体表面的加速度值，薄膜压力传感器连接至压力传感器接口电路以检测作用于电容触摸屏体的触控压力；电容触摸屏控制芯片、MEMS三轴加速度传感器和压力传感器接口电路分别与主控芯片连接，并分别将触摸点位置、垂直于电容触摸屏体表面的加速度测量值、每个薄膜压力传感器检测的压力值传输给主控芯片，主控芯片依据各薄膜压力传感器的压力测量值和垂直于电容触摸屏体表面的加速度测量值计算获得各薄膜压力传感器的校正后压力测量值，再结合触摸点位置计算获得该点的触控压力。
[0010]具体的，所述薄膜压力传感器布设在电容触摸屏体的对角处，位于触摸屏可视显示区域外。
[0011]具体的，所述薄膜压力传感器采用半径2~3_的圆形压阻式柔性力敏材料。
[0012]具体的，在电容触摸屏体背面还设有厚度和受压变形程度与薄膜压力传感器一致的薄膜垫片，起到对电容触摸屏体的支撑作用。所述薄膜垫片有两个，与薄膜压力传感器相对布设在电容触摸屏体的另一对角处。
[0013]具体的，所述MEMS三轴加速度计的X，y, z轴是以移动终端为基准的相对坐标系，设电容触摸屏体的质量为M，垂直于电容触摸屏体表面的z轴加速度为Za，则由于电容触摸屏体自身质量所产生的垂直于屏体的压力为M*Za，每个压力传感器的偏差为0.5*M*Za，主控芯片计算获得校正后的压力测量值即为薄膜压力传感器的压力测量值减去偏差值。
[0014]具体的，以一个薄膜压力传感器的布设位置为原点，电容触摸屏体长度为L的方向建立X轴，长度为B的方向建立Y轴，设二个薄膜压力传感器的布设位置坐标分别为(O, O)、(L, B)，对应校正后的压力测量值分别为P1、P2，对应触摸点位置为(xl，yl)，对应触
摸压力P则为:
[0015]
【权利要求】
1.移动终端单点触控压力感知安全解锁方法，其特征是，在用户设置安全解锁方案时，移动终端记录安全解锁设置时每次触控触摸屏体对应内容及其输入压力作为安全解锁秘钥；设置完成安全解锁秘钥后，每次用户执行安全解锁动作时，记录安全解锁过程中每次输入的内容，并测量其对应的屏体触控压力，在安全解锁动作执行完毕后，将安全解锁过程中记录的输入内容及其对应触控压力与存储的安全解锁秘钥进行比对，如果完全一致，则执行解锁指令，否则提示用户进行重试，重试超过设定次数后，在设定时间内禁止用户继续尝试解锁。
2.如权利要求1所述移动终端单点触控压力感知安全解锁方法，其特征是，所述安全解锁秘钥包括:PIN安全解锁秘钥为〈〈PIN数字1、对应压力等级>，〈PIN数字2、对应压力等级>，〈PIN数字3、对应压力等级>，〈PIN数字4、对应压力等级 >> ;密码安全解锁秘钥为〈〈密码字符1、对应压力等级 >，< 密码字符2、对应压力等级 >，…，〈密码字符N、对应压力等级 >>，其中N表示密码的位数；图案安全解锁秘钥为〈〈图案第I点、对应压力等级 >，< 图案第2点、对应压力等级 >，…，〈图案第P点、对应压力等级 >>，其中P为图案包含的点数。
3.如权利要求1所述移动终端单点触控压力感知安全解锁方法，其特征是，在用户输入秘钥内容时，为用户提示当前输入压力，并由用户实时的增加或者降低对屏体的按压力。
4.移动终端单点触控压力感知装置，包括移动终端内置的:主控芯片(5)、电容触摸屏体(1)、电容触摸屏控制芯片(4)、MEMS三轴加速度传感器(7)，其特征是，还包括设置在电容触摸屏体(1)背面的二个薄膜压力传感器(2)及压力传感器接口电路(6)，所述电容触摸屏体(1)连接电容触摸屏控制芯片(4)以检测触摸点位置，MEMS三轴加速度传感器(7)用于获取垂直于电容触摸屏体(1)表面的加速度值，薄膜压力传感器(2)连接至压力传感器接口电路(6)以检测作用于电容触摸屏体(1)的触控压力；电容触摸屏控制芯片(4)、MEMS三轴加速度传感器(7 )和压力传感器接口电路(6)分别与主控芯片(5)连接，并分别将触摸点位置、垂直于电容触摸屏体(1)表面的加速度测量值、每个薄膜压力传感器(2)检测的压力值传输给主控芯片(5)，主控芯片(5)依据各薄膜压力传感器(2)的压力测量值和垂直于电容触摸屏体(1)表面的加速度测量值计算获得各薄膜压力传感器(2)的校正后压力测量值，再结合触摸点位置计算获得该点的触控压力。
5.如权利要求4所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，所述薄膜压力传感器(2)布设在电容触摸屏体(1)的对角处，位于触摸屏可视显示区域(3)外。
6.如权利要求4，5所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，所述薄膜压力传感器(2)采用半径2~3_的圆形压阻式柔性力敏材料。
7.如权利要求5所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，在电容触摸屏体(1)背面还设有厚度与薄膜压力传感器(2) —致的薄膜垫片(8)。
8.如权利要求7所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，所述薄膜垫片(8)有两个，与薄膜压力传感器(2)相对布设在电容触摸屏体(1)的另一对角处。
9.如权利要求5所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，所述MEMS三轴加速度计(7)的x，y，z轴是以移动终端为基准的相对坐标系，设电容触摸屏体(1)的质量为M，垂直于电容触摸屏体(1)表面的z轴加速度为Za，则由于电容触摸屏体(1)自身质量所产生的垂直于屏体的压力为M*Za，每个压力传感器的偏差为0.5*M*Za，主控芯片(5)计算获得校正后的压力测量值即为薄膜压力传感器(2)的压力测量值减去偏差值。
10.如权利要求5所述移动终端单点触控压力感知装置，其特征是，以一个薄膜压力传感器(2)的布设位置为原点，电容触摸屏体(1)长度为L的方向建立X轴，长度为B的方向建立Y轴，设二个薄膜压力传感器(2)的布设位置坐标分别为(0，O)、(L，B)，对应校正后的压力测量值分别为P1、P2，对应触摸点位置为(xl，yl)，对应触摸压力P则为:
【文档编号】G06F3/0487GK104035688SQ201410281411
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】黄奎, 虞水中 申请人:江苏物联网研究发展中心