手持電子裝置及用以控制手持式電子裝置的方法
【專利摘要】一種手持電子裝置及用以控制手持式電子裝置的方法。該手持式電子裝置，包括一感應表面、一存儲裝置與一控制器。感應表面用以檢測一物件的多個指紋以及物件于感應表面上的一觸碰行為。存儲裝置用以存儲一指紋特征。控制器用以決定檢測到的指紋的一組合是否與指紋特征吻合，以及決定觸碰行為的至少一特征。至少一特征包括物件接觸感應表面的一位置。
【專利說明】手持電子裝置及用以控制手持式電子裝置的方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種手持電子裝置，特別涉及一種具有加強觸控功能的手持電子裝置。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的進步，無線移動通信和信息設備被迅速地發展，并且應用于實現更方便，更小的體積，更輕量和更人性化的設計。各種信息的產品已經從使用傳統的輸入裝置，如鍵盤或鼠標設備，改為使用觸控面板。
[0003]根據不同的感應類型的，觸控面板可以分為電阻式觸控面板，電容式觸控面板，光學式觸控面板，聲波式觸控面板和電磁式觸控面板。相較于其他的觸控面板，電容式觸控面板的特征在于反映速度快，高可靠度，高清晰度等。因此，電容式觸控面板被廣泛應用于便攜式電子產品。
[0004]為了進一步加強手持電子裝置的觸控功能，本申請提出新穎的手持電子裝置設計。
【發明內容】
[0005]本申請公開一種手持式電子裝置，包括一感應表面、一存儲裝置與一控制器。感應表面用以檢測一物件的多個指紋以及物件在感應表面上的一觸碰行為。存儲裝置用以存儲一指紋特征。控制器用以決定檢測到的指紋的一組合是否與指紋特征吻合，以及決定觸碰行為的至少一特征。至少一特征包括物件接觸感應表面的一位置。
[0006]本申請還提出一種用以控制一手持式電子裝置的方法，包括:檢測一物件在手持式電子裝置的一感應表面上的多個指紋與一觸碰行為；決定檢測到的指紋的一組合是否與一指紋特征吻合；決定觸碰行為的至少一特征，其中至少一特征包括物件接觸感應表面的一位置；以及根據檢測到的指紋的組合是否與指紋特征吻合以及觸碰行為的至少一特征控制手持式電子裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是顯示根據本申請的一實施例所述的一手持式電子裝置的一方塊圖。
[0008]圖2A是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一正面外觀示意圖。
[0009]圖2B是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一背面外觀示意圖。
[0010]圖2C是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一側面外觀示意圖。
[0011]圖3是顯示根據本申請的一實施例所述的在感應表面的觸碰感應模塊的范例方塊圖。
[0012]圖4是顯示根據本申請的一實施例所述的一觸碰控制器范例方塊圖。
[0013]圖5是顯示根據本申請的一實施例所述的于感應表面上的觸碰感應模塊的第一觸碰視窗與第二觸碰視窗的剖面圖。
[0014]圖6A是顯示根據本申請的第一實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。
[0015]圖6B是顯示根據本申請的第二實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。
[0016]圖6C是顯示根據本申請的第三實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。
[0017]圖7A是顯示根據本申請的一實施例所述的第二感應單元范例。
[0018]圖7B是顯示根據本申請的另一實施例所述的第二感應單元范例。
[0019]圖8是顯示根據本申請的一實施例所述的第二觸碰視窗范例。
[0020]圖9是顯示本申請的另一實施例所述的第二觸碰視窗范例。
[0021]圖10是顯示根據本申請的一實施例所述的一種用以控制一手持式電子裝置的方法流程圖。
[0022]圖11是顯示根據本申請的一實施例所述的使用附加觸控功能控制手持式電子裝置的方法流程圖。
[0023]圖12是顯示根據本申請的一實施例所述的使用附加觸控功能控制手持式電子裝置的方法流程圖。
[0024]【符號說明】
[0025]61?第一感應單元；
[0026]62、72、SU1、SU2、SU3、SU4、SU (N-2)、SU (N-1)、SUN ?第二感應單元；
[0027]63?基底；64?既定圖樣；
[0028]100?手持式電子裝置；110?顯示單元；
[0029]111?顯示面板；112、122、600?觸碰感應模塊；
[0030]120、320?感應表面；130?控制器；
[0031]131?處理器；132?觸碰控制器；
[0032]140?無線通信模塊；150、250?相機模塊；
[0033]160?存儲裝置；200?第一表面；
[0034]300?第二表面；350?第三表面；
[0035]360?按鍵；322-1?指紋傳感器；
[0036]322-2?觸碰傳感器；330?電路；
[0037]410?模擬前端電路；420?模擬至數字轉換器；
[0038]430?微處理單元；440?邏輯電路；
[0039]450?隨機存取存儲器；510?第一觸碰視窗；
[0040]520?第二觸碰視窗；530?防護罩；
[0041]701?傳送電極；702?接收電極；
[0042]703 ?縫隙圖樣；801、802、803、804 ?向量；
[0043]H_IF?主機接口；Dl?第一方向；
[0044]D2?第二方向；Pl?第一間距；
[0045]P2?第二間距；RX?接收電路；
[0046]SUM_V(X, Y)?向量總和；TX?傳送電路；
[0047]V (SUl)、V (SU2)、V (SU3)、V (SU4)、V (SU (N-2)), V (SU (N-1))、V (SUN)?感應結果；
[0048]Θ ⑴、θ (2)、θ ⑶、θ (N)?夾角。
【具體實施方式】
[0049]為使本申請的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉出優選實施例，并配合附圖，作詳細說明。
[0050]圖1是顯示根據本申請的一實施例所述的一手持式電子裝置的一方塊圖。手持式電子裝置100可包括一顯示單元110、一感應表面120、一控制器130、一無線通信模塊140、一相機模塊150與一存儲裝置160。請注意圖1簡化過的方塊圖，其中僅與本申請相關的元件顯示于圖中。然而，本申請并不限于圖1所示的內容。
[0051]顯示單元110用以為手持式電子裝置100提供顯示功能，并且可進一步提供觸控功能，進而成為手持式電子裝置100的一輸入裝置。根據本申請的一實施例，顯示單元110可包括用以顯示圖像的一顯示面板111，以及配置在顯示面板111上的用以檢測觸碰事件的一觸碰感應模塊112。
[0052]根據本申請的一實施例，感應表面120用以提供附加的觸控功能，進而成為手持式電子裝置100的另一輸入裝置。感應表面120可至少包括一觸碰感應模塊122，并且用以檢測一物件在感應表面120上的多個指紋與一觸碰行為。關于感應表面120的詳細說明將在以下段落中討論。
[0053]無線通信模塊140用以提供無線通信服務，并且可包括一數據機(圖未示)、一無線電收發機(圖未示)、一微處理單元(圖未示)以及本【技術領域】所熟知的其他軟件、固件與硬件模塊。
[0054]相機模塊150可用以提供照相功能，并且還可包括一光學傳感器(圖未示)、鏡片(圖未示)、圖像處理單元(圖未示)以及本【技術領域】所熟知的其他軟件、固件與硬件模塊。
[0055]控制器130耦接至顯示單元110、感應表面120、無線通信模塊140、相機模塊150與存儲裝置160，用以控制其運作。控制器130還可包括處理器131與觸碰控制器132。處理器131可以是用以控制手持式電子裝置100的整體運作的一應用處理器或一通用處理器。觸碰控制器132可分析觸碰感應模塊112和/或122的感應結果，用以辨識發生在其上的任何觸碰事件、和/或進一步決定由手持式電子裝置100的使用者所輸入的手勢(gesture)、動作或指令。自觸碰控制器132接收其所決定的手勢、動作或指令的相關信息的控制器130可進一步驅動預先定義或指派給這些手勢、動作或指令的對應的功能。值得注意的是，在本申請的一些實施例中，控制器130也可決定由手持式電子裝置100的使用者所輸入的手勢、動作或指令，并且進一步驅動預先定義或指派給這些手勢、動作或指令的對應的功能。因此，本申請不限于任一種實施方式。
[0056]存儲裝置160可用以存儲各使用者所對應的指紋特征，以及包含與觸碰行為的至少一特征所相關聯的一或多個特定命令、指令、動作和/或手勢的一數據庫。根據本申請的一實施例，至少一特征可包括物件接觸感應表面的一位置、觸碰行為移動或雙擊(double-click)等。控制器130可進一步根據觸碰行為的至少一特征辨識由該物件所輸入的指令、動作和/或手勢。
[0057]根據本申請的一實施例，觸碰感應模塊112與122可在空間上彼此分離，并且可獨立運作。由于顯示單元110與感應表面120均可被提供作為輸入裝置，用以接收由操作手持式電子裝置100的使用者所輸入的指令、動作和/或手勢，控制器130可進一步根據由觸碰感應模塊112和/或122檢測到的或感應到的觸碰事件控制手持式電子裝置100的運作。
[0058]圖2A是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一正面外觀示意圖。圖2B是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一背面外觀示意圖。圖2C是顯示根據本申請的一實施例所述的手持式電子裝置一側面外觀示意圖。在此實施例中，手持式電子裝置100呈現為一手機。然而，在本申請的其他實施例中，手持式電子裝置也可為一平板計算機、個人數字助理、全球定位系統、或其他，而本申請并不限于任一種實施方式。根據本申請的一實施例，觸碰感應模塊112可被擺設于手持式電子裝置100的正面，而觸碰感應模塊122可被擺設在手持式電子裝置100的背面。值得注意的是，在本申請的其他實施例中，觸碰感應模塊112與觸碰感應模塊122也可均被擺設在手持式電子裝置100的正面或背面，而本申請并不限于任一種實施方式。
[0059]觸碰感應模塊112可包括多個感應單元(圖未示)。感應單元可被配置于手持式電子裝置100的第一表面(例如，圖2A所不的第一表面200),并且可感應觸碰事件。顯不單元110可耦接至第一表面200。感應表面320可被配置在相機模塊250下方，并且感應表面120/320上的觸碰感應模塊122可包括多個感應單元(圖未示)。感應單元可被配置于手持式電子裝置100的一第二表面上(例如，圖2B所示的第二表面300)，并且可感應觸碰事件。感應表面320可耦接至第二表面300。根據本申請的一實施例，第二表面300與第一表面200并非共平面的。此外，手持式電子裝置100還可包括一第三表面350，第三表面350上具有并耦接至一按鍵360。第一表面200、第二表面300與第三表面350彼此并非共平面的。值得注意的是，在本申請的一實施例中，第二表面300可大體與第三表面350垂直相連，并且感應表面320與按鍵360的距離不超過12厘米(公分)，使得使用者可以單手操作手持式電子裝置100 (例如，使用者可將手持式電子裝置100握于掌中，并且使用單手觸碰感應表面320同時按下按鍵350等)。
[0060]根據本申請的一實施例，感應表面120/320的觸碰感應模塊122可提供附加的觸控功能，其可整合指紋掃描及辨識功能，以及物件的位置與移動檢測。
[0061]圖3是顯示根據本申請的一實施例所述的在感應表面的觸碰感應模塊的范例方塊圖。觸碰感應模塊122可包括用以檢測指紋的一指紋傳感器322-1、用以檢測觸碰行為的至少一特征的觸碰傳感器322-2與電路330。根據本申請的一實施例，指紋傳感器322-1與觸碰傳感器322-2共平面于感應表面上。指紋傳感器322-1可包括多個第一感應單元(圖未示)，第一感應單元定義出可用以感應觸碰事件的第一觸碰視窗。第一感應單元可由一或多個感應電極所組成。各第一感應單元可對應于一感應通道。電路330將指紋傳感器322-1的電極與觸碰控制器132或控制器130相連。觸碰控制器132或控制器130可根據第一掃描信號掃描第一感應單元，用以測量指紋的脊部與谷部在指紋傳感器322-1上所導通的電場強度。觸碰控制器132或控制器130可更分析測量到的強度(其可呈現為原始數據(raw data))，用以檢測任何發生于指紋傳感器322-1上的觸碰事件，并且當指紋傳感器322-1判斷被觸碰或按壓時，使用測量到的電場強度產生一掃描到的指紋圖像。觸碰控制器132或控制器130可進一步將掃描到的指紋圖像與使用者的一既定的指紋特征相比，用以決定檢測到的指紋的一組合是否與指紋特征吻合(即，判斷使用者的指紋是否正確)。
[0062]觸碰傳感器322-2可包括復述第二感應單元(圖未示)，第二感應單元定義出可用以感應物件的觸碰行為的至少一特征的第二觸碰視窗。根據本申請的一實施例，所述的物件可以是手指、觸控筆、筆、或其他類似的元件。第二感應單元可由一或多個感應電極所形成。各第二感應單元可對應于一感應通道。電路330將觸碰傳感器322-2的電極與觸碰控制器132或控制器130相連。觸碰控制器132或控制器130可根據第二掃描信號掃描第二感應單元，用以測量由所述物件于觸碰傳感器322-2上所導通的電場強度。觸碰控制器132或控制器130可進一步分析測量到的強度(其可呈現為原始數據)，用以檢測觸碰傳感器322-2上的任何觸碰事件、決定所述物件的觸碰行為的至少一特征，和/或進一步決定由所述物件所輸入的命令、手勢、動作或指令。觸碰控制器132或控制器130可通過主機接口H_IF與觸碰感應模塊122通信。觸碰控制器132或控制器130可進一步驅動預先定義或指派給這些命令、手勢、動作或指令的對應的功能。
[0063]根據本申請的一實施例，指紋傳感器322-1與觸碰傳感器322-2可被封裝于同一晶粒。根據本申請的另一實施例，指紋傳感器322-1與觸碰傳感器322-2可被封裝于不同晶粒。
[0064]觸碰控制器132或控制器130可進一步用以將感應表面122切換于指紋辨識模式與觸碰感應模式之間，其中觸碰感應模式可包括互電容感應。以下段落將有更詳細的說明。
[0065]圖4是顯示根據本申請的一實施例所述的一觸碰控制器范例方塊圖。觸碰控制器400可包括模擬前端電路410、模擬至數字轉換器420、微處理單元430、邏輯電路440與隨機存取存儲器450。模擬前端電路410可用以將掃描信號傳送至與接收自觸控感應模塊。模擬至數字轉換器420用以對接收自模擬前端電路410的電子信號進行模擬至數字轉換，其中電子信號可用以表示出感應結果。微處理單元430用以控制模擬前端電路410與模擬至數字轉換器420的運作、根據模擬至數字轉換器420的輸出測量由所述物件的手指所導通知電場強度、以及根據測量到的電場強度檢測觸碰事件。微處理單元430可進一步用以控制掃描信號的掃描速率，并且決定觸碰的特征，例如，由所述物件或手指所輸入的觸碰動作和/或手勢。邏輯電路440用以提供基本的邏輯功能，用以協助觸碰控制器的運作。隨機存取存儲器450用以存儲觸碰控制器的系統數據。
[0066]圖5是顯示根據本申請的一實施例所述的在感應表面上的觸碰感應模塊的第一觸碰視窗與第二觸碰視窗的剖面圖。第一觸碰視窗510由指紋傳感器的第一感應單兀定義，第二觸碰視窗520由觸碰傳感器的第二感應單兀定義。根據本申請的一實施例，第一觸碰視窗510具有第一感應面積，第二觸碰視窗520具有第二感應面積，第二感應面積大體大于第一感應面積。此外，根據本申請的一實施例，第二觸碰視窗520可與第一觸碰視窗510部分重疊，并且第一觸碰視窗510可如圖5所不被配置在第二觸碰視窗520的中央。值得注意的是，在本申請的一些實施例中，第一觸碰視窗510也可被配置在第二觸碰視窗520的上方、下方、左方或右方，因此本申請并不限于圖5所示的內容。
[0067]值得注意的是，在本申請的優選實施例中，指紋傳感器用以根據一第一像素密度檢測指紋，而觸碰傳感器用以根據一第二像素密度檢測觸碰行為，并且第一像素密度高于第二像素密度。
[0068]圖6A是顯示根據本申請的第一實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。觸碰感應模塊600可包括基底63與耦接至基底63的多個第一感應單元61與多個第二感應單元62。如圖6A所示，第一感應單元61的像素密度大于第二感應單元62的像素密度，并且第二感應單元62的第二間距(pitch)(例如，第二間距P2)大于第一感應單元61的第一間距(例如，第一間距P1)。此外，如圖6A所示，第一感應單元61的第一間距可具有包含一最大間距的一或多個間距，而第二感應單元62的第二間距可具有包含一最小間距的一或多個間距，并且其中第二感應單元62的最小間距寬于第一感應單元61的最大間距。
[0069]根據本申請的一實施例，指紋傳感器為一掃描式指紋傳感器，具有與手指移動的一第一方向垂直排列的第一感應單元(或，第一組感應電極)，第一感應單元(或，第一組感應電極)形成一既定圖樣，此既定圖樣沿著第一方向具有一寬度，并且沿著與第一方向垂直的一第二方向具有一長度。圖6A顯不出本申請的一范例的既定圖樣64、第一方向Dl與第二方向D2。此外，第二感應單元(或，第二組感應電極)可包括一或多個銅墊配置于指紋傳感器周圍，一或多個銅墊的最小間距大體大于由第一感應單元所形成的既定圖樣的寬度。
[0070]根據本申請的一實施例，第二感應單元(或，第二組感應電極)可分布在第一感應單元(或，第一組感應電極)四周，并且第一感應單元(或，第一組感應電極)與第二感應單元(或，第二組感應電極)可共平面于感應平面。值得注意的是，圖6A中所示的布局圖樣以及第一感應單元61與第二感應單元62的數量僅為用以闡述本申請概念的范例，并非用以限制本申請的范圍。此外，值得注意的是，根據本申請的一實施例，除了指紋傳感器外，觸碰傳感器、電路與基底、感應表面也可包含防護罩，例如圖5所不的防護罩530,此防護罩可如圖5所不鑲嵌于基底63上，并且覆蓋第一組電極(其定義出第一觸碰視窗510)與第二組電極(其定義出第二觸碰視窗520)。
[0071]圖6B是顯示根據本申請的第二實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。如圖6B所示，第一感應單元61的像素密度高于第二感應單元62的像素密度，并且第二感應單元62的第二間距(例如，P2)大于第一感應單元61的第一間距(例如，P1)。此外，如圖6B所示，第一感應單元61的第一間距具有包含一最大間距的一或多個間距，而第二感應單元62的第二間距具有包含一最小間距的一或多個間距，并且其中第二感應單元62的最小間距寬于第一感應單元61的最大間距。值得注意的是，圖6B中所示的布局圖樣以及第一感應單元61與第二感應單元62的數量僅為用以闡述本申請概念的范例，并非用以限制本申請的范圍。
[0072]圖6C是顯示根據本申請的第三實施例所述的第一感應單元與第二感應單元的分布范例。如圖6C所示，第一感應單元61的像素密度高于第二感應單元62的像素密度，并且第二感應單元62的第二間距(例如，P2)大于第一感應單元61的第一間距(例如，P1)。此外，如圖6C所示，第一感應單元61的第一間距可具有包含一最大間距的一或多個間距，而第二感應單元62的第二間距可具有包含一最小間距的一或多個間距，并且其中第二感應單元62的最小間距寬于第一感應單元61的最大間距。值得注意的是，圖6C中所示的布局圖樣以及第一感應單元61與第二感應單元62的數量僅為用以闡述本申請概念的范例，并非用以限制本申請的范圍。
[0073]圖7A是顯示根據本申請的一實施例所述的第二感應單元范例。在此實施例中，第二感應單元72為銅墊(cooper pad),并且稱接至觸碰控制器的模擬前端電路的傳送電路TX與接收電路RX。
[0074]圖7B是顯示根據本申請的另一實施例所述的第二感應單元范例。根據本申請的另一實施例，第二感應單元可為單層傳感器，其包括傳送電極701、接收電極702以及傳送電極701與接收電極702之間的縫隙圖樣(gap pattern) 703。關于單層傳感器的詳細介紹，可參考至申請于2013年I月8日的美國專利申請號第13736881號申請案，標題為“TouchPanel”,并結合為本申請參考文獻。
[0075]根據本申請的一實施例，以圖6C所示的分布圖作為范例，雖然第二感應單元(或，第二感應電極)分布較第一感應單元(或，第一感應電極)稀疏，第二感應單元仍可用于感應觸碰傳感器上的所有觸碰事件，包含發生在第二觸碰視窗的中央位置或發生在并未分布有第二感應單元的第一觸碰視窗上的觸碰事件。以下段落將介紹數個用以決定一物件藉由觸碰或按壓由第二感應單元所定義的第二觸碰視窗的觸碰行為的質量中心的算法。
[0076]圖8是顯示根據本申請的一實施例所述的第二觸碰視窗范例。假設有四個第二感應單元SU1、SU2、SU3與SU4定義出第二觸碰視窗，而V(SU1)、V(SU2)、V(SU3)與V(SU4)分別用以代表由第二感應單元SU1、SU2、SU3與SU4所感應的感應結果。感應結果可以是測量到的電場強度或感應到的電容值的原始數據。由此物件在四個第二感應單元上所導通的電場強度或電容值可分別貢獻出四個向量801、802、803與804，并且向量總和SUM_V(X，Y)的坐標可推導如下:
[0077]X = V (SU2) *cos ( π /4) +V (SUl) *cos (3 π /4) +V (SU3) *cos (5 π /4) +V (SU4) *cos (7η /4) 式(I)
[0078]Y = V (SU2) *sin ( π /4) +V (SUl) *sin (3 π /4) +V (SU3) *sin (5 π /4) +V (SU4) *sin (731 /4) 式(2)
[0079]一旦推導出向量總和的坐標，可得到此物件的質量中心的位置(X，Y)。此外，可更根據在一段時間內所決定的物件質量中心決定出此物件的移動或動作方式。值得注意的是，在本申請的其他實施例中，第二感應單元的數量可少于或多于四個，而本申請不限于此。
[0080]圖9是顯示本申請的另一實施例所述的第二觸碰視窗范例。假設有N個第二感應單元 SUl、SU2、SU3...SU(N-2)、SU(N-1)與 SUN 定義出第二觸碰視窗，而 V (SUl)、V (SU2)、V (SU3) - V (SU (N-2)), V (SU (N-1))與V (SUN)分別用以代表由第二感應單元SUl?SUN所感應的感應結果,則向量總和SUM_V(X，Y)的坐標可推導如下:
[0081 ] X = V(SUl)*cos ( Θ (I))+V(SU2)*cos ( Θ (2)) +V(SU3)*cos ( θ (3))…+V(SU(N-2))*cos(Θ (n-2))+V(SU(N-1))*cos(Θ (N-1))+V(SUN)*cos(Θ (N)) 式(3)
[0082]Y = V(SUl)*sin( Θ (I)) +V(SU2)*sin( Θ (2)) +V(SU3)*sin( Θ (3))…+V(SU(N-2))*sin ( Θ (N-2)) +V (SU (N-1)) *sin ( Θ (N-1)) +V (SUN) *sin ( Θ (N)) 式(4)
[0083]其中θ (I)?θ (N)為各感應結果向量與X軸的夾角
[0084]如圖8與圖9所示，雖第二感應單元分布較第一感應單元稀疏，第二感應單元仍可感應于觸碰傳感器上的所有觸碰事件，包含發生在第二觸碰視窗的中央或發生在未分布有第二感應單元的第一觸碰視窗上的觸碰事件。
[0085]值得注意的是，于本申請的實施例中，第一感應單元與第二感應單元的靈敏度為可調整的。因此，第一/第二感應單元的感應范圍可不僅覆蓋第一/第二感應單元本身，也可包含第一 /第二感應單元周圍的區域。此外，值得注意的是，坐標的原點并不限于設置在第一 /第二觸碰視窗的中央。例如，坐標的原點也可設置在第一 /第二觸碰視窗的角落，因此本申請并不限于此。
[0086]圖10是顯示根據本申請的一實施例所述的一種用以控制一手持式電子裝置的方法流程圖。首先，檢測一物件在手持式電子裝置的一感應表面上的多個指紋與一觸碰行為(步驟S1002)。接著，決定檢測到的指紋的一組合是否與一指紋特征吻合(步驟S1004)。若否，則此流程回到步驟S1002。若是，則決定觸碰行為的至少一特征(步驟S1006)。根據本申請的一實施例，至少一特征包括物件接觸感應表面的一位置、觸碰行為的移動或雙擊。接著，根據觸碰行為的至少一特征控制手持式電子裝置(步驟S1008)。
[0087]根據本申請的一實施例，處理器130可進一步在顯示單元110上顯示用以反映檢測到的指紋與指紋特征吻合的一第一信息，以及在顯示單元上顯示用以反映觸碰行為的至少一特征的一第二信息。第一信息與第二信息不同。舉例而言，第一信息可以是未鎖定畫面，而第二信息可以是對應于物件的觸碰行為的動作的畫面。此外，當畫面被鎖定時，處理器130也可關閉顯示單元110。舉例而言，當按鍵360被按下時，畫面被鎖定。當顯示單元110被關閉時，處理器130可在按鍵360再度被按下時開啟顯示單元110，并且在顯示單元110上顯示一鎖定畫面。在顯示單元110上顯示鎖定畫面后,處理器130還可響應至少一既定指令或檢測到的指紋與指紋特征吻合的狀態，在顯示單元110上顯示一解鎖畫面。
[0088]如上述，感應表面用以提供附加的觸控功能，用以作為手持式電子裝置100的另一個輸入裝置。此外，感應表面也可提供增強的觸控功能，其可整合指紋掃描與辨識以及物件的觸碰檢測。當執行物件的觸碰檢測時，可實施成為手持式電子裝置100的虛擬控制桿或方向鍵(例如，上、下、左、右鍵)，所述的虛擬控制桿或方向鍵由感應表面上的觸碰事件控制。以下段落將進一步介紹由感應表面所提供的增強的觸控功能。
[0089]圖11是顯示根據本申請的一實施例所述的使用附加觸控功能控制手持式電子裝置的方法流程圖。假設手持式電子裝置的操作系統(operating system)目前因啟動省電模式而被中止(suspend)。此流程可開始于接收到一喚醒事件(步驟S1102)用以恢復操作系統的運作。根據本申請的一實施例，喚醒事件可在電源鍵(例如，按鍵360)被按下時被傳送。接著，啟動指紋傳感器(步驟S1104)。接著，指紋傳感器開始感應由使用者所輸入的指紋(步驟S1106)。控制器130決定檢測到的指紋的一組合是否與使用者的指紋特征吻合(即，判斷使用者的指紋是否正確)(步驟S1108)。若不吻合，指紋傳感器在時間屆滿(步驟S1112)之前繼續感應由使用者所輸入的指紋(步驟S1110)。在此實施例中，使用者輸入指紋用以將畫面解鎖。若使用者的指紋正確，處理器將畫面解鎖，并且啟動觸碰傳感器(步驟S1114)，用以進一步檢測由使用者所輸入的手勢、動作、命令和/或指令。在本申請的實施例中，直到接收到一中止事件(步驟S1116)之前，此程序可停留在步驟S1114。步驟S1114，使用者可藉由觸碰感應表面的觸碰視窗操作手持式電子裝置。如上述，使用者可通過感應表面的觸碰視窗以類似控制虛擬控制桿或方向鍵的方式操作手持式電子裝置。此時，使用者也可如傳統設計般通過顯示單元的觸碰視窗操作手持式電子裝置。換句話說，使用者可同時通過由不同觸碰傳感器所提供的兩個不同的觸碰視窗操作手持式電子裝置。當接收到中止事件時，例如，當電源鍵被按下或當為了省電目的而關閉屏幕的時間屆滿時，操作系統會再度被中止(步驟SI 118)，并且直到于步驟SI 102接收到一喚醒事件后才會被恢復。
[0090]圖12是顯示根據本申請的一實施例所述的使用附加觸控功能控制手持式電子裝置的方法流程圖。在此實施例中，使用一寄存器區隔兩種不同的模式。舉例而言，當應用程序被呼叫時，控制器可根據目前的觸控需求設定寄存器(步驟S1202)。根據本申請的一實施例，當需要指紋辨識功能時，寄存器可被設定至模式I (例如上述的指紋辨識模式)，而當不需要指紋辨識功能時，寄存器可被設定至模式2 (例如上述的觸碰感應模式)。舉例而言，除了上述的解鎖應用以外，當使用者瀏覽網頁或執行需要指紋辨識以辨認使用者身份的操作時，也會需要指紋辨識功能。
[0091]當寄存器被設定為模式I時(步驟S1204)，控制器130可啟動指紋傳感器(步驟S1206)。值得注意的是,在一些實施例中，當觸碰傳感器被啟動時，觸碰傳感器可完成一完整掃描周期，并且在啟動指紋傳感器前會先關閉觸碰傳感器。當指紋傳感器被啟動時，指紋傳感器的感應通道會被開啟。此外，觸碰控制器132 (或，控制器130)可提供具有第一掃描速率的第一掃描信號，用以協助第一模式下的掃描操作。因此，指紋傳感器可用以根據第一掃描速率檢測指紋。接著，觸碰控制器132 (或，控制器130)可持續檢測指紋傳感器上的任何觸碰事件或觸碰行為(步驟S1208)。根據本申請的一實施例，觸碰控制器132 (或，控制器130)可藉由根據第一掃描速率掃描指紋傳感器上的第一感應單元以測量由手指的脊部與谷部所導通的電場強度，根據測量的電場強度檢測指紋傳感器上的觸碰事件或觸碰行為，并且使用測量到的電場強度產生一掃描到的指紋圖像。在一些實施例中，觸碰控制器132(或，控制器130)可進一步將掃描到的指紋圖像與使用者的一既定的指紋特征相比，用以決定檢測到的指紋的一組合是否與指紋特征吻合，用以辨識使用者的指紋。當需要重新設定寄存器時(步驟S1210)，觸碰控制器132 (或，控制器130)可離開模式I。舉例而言，當應用程序被呼叫時。
[0092]另一方面，當寄存器被設定為模式2時，控制器130可啟動觸碰傳感器(步驟S1212)。值得注意的是，在一些實施例中，當指紋傳感器被啟動時，指紋傳感器可完成一完整掃描周期，并且在啟動觸碰傳感器前會先關閉指紋傳感器。當觸碰傳感器被啟動時，觸碰傳感器的感應通道會被開啟。此外，觸碰控制器132 (或，控制器130)可提供具有第二掃描速率的第二掃描信號，用以協助第二模式下的掃描操作。因此，觸碰傳感器可用以根據第二掃描速率檢測觸碰行為。接著，觸碰傳感器132 (或，控制器130)可持續檢測觸碰傳感器上的任何觸碰事件或觸碰行為(步驟S1214)。根據本申請的一實施例，觸碰傳感器132 (或，控制器130)可藉由根據第二掃描速率掃描觸碰傳感器上的第二感應單元以測量由手指所導通的電場強度，根據測量的電場強度檢測觸碰傳感器上的觸碰事件。當需要重新設定寄存器時(步驟S1216)，控制器130可離開模式2。舉例而言，如上述，當應用程序被呼叫時。
[0093]值得注意的是，在本申請的一些實施例中，第一掃描信號的第一掃描速率大體高于第二掃描信號的第二掃描速率。因此，在第二模式之下的功率耗損會小于第一模式，并且在第二模式下控制手持式電子裝置時，可有效節省電池耗電量。此外，觸碰傳感器132(或，控制器130)可直接調整(例如，提高或降低)用于檢測觸碰事件的掃描信號的掃描速率，因此本申請并不限于上述的速率關系。
[0094]本申請的上述實施例能夠以多種方式執行，例如使用硬件、軟件或其結合來執行。本領域技術人員應了解執行上述功能的任何組件或組件的集合可被視為一個或多個控制上述功能的處理器。此一個或多個處理器可以多種方式執行，例如藉由指定硬件，或使用微碼或軟件來編程的通用硬件來執行上述功能。
[0095]權利要求書中用以修飾元件的“第一”、“第二”等序數詞的使用本身未暗示任何優先權、優先次序、各元件之間的先后次序、或方法所執行的步驟的次序，而僅用作標識來區分具有相同名稱(具有不同序數詞)的不同元件。
[0096]雖然本申請已以優選實施例公開如上，然其并非用以限定本申請，任何本領域技術人員，在不脫離本申請的精神和范圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本申請的保護范圍當視所附權利要求書界定范圍為準。
【權利要求】
1.一種手持式電子裝置，包括: 感應表面，用以檢測物件的多個指紋以及該物件于該感應表面上的觸碰行為； 存儲裝置，用以存儲指紋特征； 控制器，用以: 決定檢測到的所述指紋的組合是否與該指紋特征吻合；以及 決定該觸碰行為的至少一特征，其中該至少一特征包括該物件接觸該感應表面的位置。
2.如權利要求1所述的手持式電子裝置，還包括: 第一表面，具有并耦接至顯示單元； 第二表面，具有并耦接至該感應表面，該第二表面與該第一表面并非共平面的； 該控制器還用以: 在該顯示單元上顯示用以反映檢測到的所述指紋與該指紋特征吻合的第一信息；以及 在該顯示單元上顯示用以反映該觸碰行為的該至少一特征的第二信息。
3.如權利要求2所述的手持式電子裝置，其中該第一信息與該第二信息不同，并且該觸碰行為的該至少一特征還包括該觸碰行為的移動或雙擊。
4.如權利要求2所述的手持式電子裝置，還包括: 第三表面，具有并耦接至按鍵，其中該第一表面、該第二表面與該第三表面彼此并非共平面的，并且 其中該存儲裝置用以存儲數據庫，在該數據庫中，至少一既定指令與該觸碰行為的該至少一特征相關聯，以及該控制器還用以: 關閉該顯示單元； 在關閉該顯示單元后，當該按鍵被按下時，于該顯示單元上顯示一鎖定畫面；以及在該顯示單元上顯示該鎖定畫面后，響應該至少一既定指令或檢測到的所述指紋與該指紋特征吻合，在該顯示單元上顯示解鎖畫面。
5.如權利要求4所述的手持式電子裝置，其中該第二表面連接至該第三表面，并且該感應表面與該按鍵的距離不超過12厘米。
6.如權利要求1所述的手持式電子裝置，其中該感應表面包括: 指紋傳感器，用以檢測所述指紋； 觸碰傳感器，用以檢測該觸碰行為的該至少一特征， 其中該指紋傳感器與該觸碰傳感器共平面于該感應表面上。
7.如權利要求6所述的手持式電子裝置，其中該控制器還用以使該感應表面切換于用以通過該指紋傳感器檢測所述指紋的指紋辨識模式以及用以通過該觸碰傳感器檢測該觸碰行為的該至少一特征的一觸碰感應模式。
8.如權利要求6所述的手持式電子裝置，其中: 該指紋傳感器具有第一組感應電極，該第一組感應電極具有包含一最大間距的一或多個間距； 該觸碰傳感器具有第二組感應電極，該第二組感應電極具有包含最小間距的一或多個間距；并且 其中該第二組感應電極的該最小間距大于該第一組感應電極的該最大間距，該第二組感應電極配置在該第一組感應電極周圍，并且該第一組感應電極與該第二組感應電極共平面于該感應表面上。
9.如權利要求8所述的手持式電子裝置，其中該感應表面還包括: 基底，具有并耦接至該第一組感應電極與該第二組感應電極； 電路，設置在該基底上，并且將該第一組感應電極與該第二組感應電極連接于該控制器； 防護罩，鑲嵌在該基底上并且覆蓋該第一組感應電極與該第二組感應電極。
10.如權利要求8所述的手持式電子裝置，其中該第二組感應電極包括至少一傳送電極、接收電極以及該傳送電極與該接收電極間的縫隙圖樣。
11.如權利要求8所述的手持式電子裝置，其中該指紋傳感器為掃描式指紋傳感器，具有該第一組感應電極與手指移動的第一方向垂直排列，該第一組感應電極形成第一既定圖樣，該第一既定圖樣沿著該第一方向具有寬度，并且沿著與該第一方向垂直的第二方向具有長度，并且其中該第二組感應電極包括一或多個銅墊配置于該指紋傳感器周圍，該一或多個銅墊的該最小間距大于由該第一組感應電極形成的該第一既定圖樣的該寬度。
12.如權利要求7所述的手持式電子裝置，其中該指紋傳感器具有第一感應面積而該觸碰傳感器具有第二感應面積，該第二感應面積大于該第一感應面積，并且該第二感應面積與該第一感應面積至少部分重疊。
13.如權利要求6所述的手持式電子裝置，其中該指紋傳感器用以根據第一掃描速率檢測所述指紋，該觸碰傳感器用以根據第二掃描速率檢測該觸碰行為，并且該第一掃描速率快于該第二掃描速率。
14.如權利要求6所述的手持式電子裝置，其中該指紋傳感器用以根據第一像素密度檢測所述指紋，該觸碰傳感器用以根據第二像素密度檢測該觸碰行為，并且該第一像素密度高于該第二像素密度。
15.一種用以控制手持式電子裝置的方法，包括: 檢測物件于該手持式電子裝置的感應表面上的多個指紋與一觸碰行為； 決定檢測到的所述指紋的組合是否與指紋特征吻合； 決定該觸碰行為的至少一特征，其中該至少一特征包括該物件接觸該感應表面的位置；以及 根據檢測到的所述指紋的該組合是否與該指紋特征吻合以及該觸碰行為的該至少一特征控制該手持式電子裝置。
16.如權利要求15所述的方法,還包括: 在該手持式電子裝置的顯示單元上顯示用以反映檢測到的所述指紋與該指紋特征吻合的第一信息；以及 在該顯示單元上顯示用以反映該觸碰行為的該至少一特征的第二信息。
17.如權利要求16所述的方法，其中該第一信息與該第二信息不同，并且該觸碰行為的該至少一特征還包括該觸碰行為的移動或雙擊。
18.如權利要求16所述的方法，還包括: 關閉該顯示單元； 在關閉該顯示單元后，當該手持式電子裝置的按鍵被按下時，開啟該顯示單元，并且在該顯示單元上顯示鎖定畫面；以及 在該顯示單元上顯示該鎖定畫面后，響應與該觸碰行為的該至少一特征相關聯的至少一既定指令或檢測到的所述指紋與該指紋特征吻合，在該顯示單元上顯示解鎖畫面。
19.如權利要求18所述的方法，其中該感應表面與該按鍵的一距離不超過12厘米。
20.如權利要求15所述的方法，還包括: 使該感應表面切換于用以檢測所述指紋的指紋辨識模式以及用以檢測該觸碰行為的該至少一特征的觸碰感應模式之間。
21.如權利要求15所述的方法，其中該感應表面包括第一組感應電極與配置在該第一組感應電極周圍的第二組感應電極，該第一組感應電極具有包含最大間距的一或多個間距，該第二組感應電極具有包含最小間距的一或多個間距，并且其中該第二組感應電極的該最小間距大于該第一組感應電極的該最大間距，并且該檢測步驟還包括: 通過該第一組感應電極檢測所述指紋；以及 通過該第二組感應電極檢測該物件的該觸碰行為。
22.如權利要求21所述的方法，其中該第二組感應電極包括至少一傳送電極、接收電極以及該傳送電極與該接收電極間的縫隙圖樣，并且通過該第二組感應電極檢測該物件的該觸碰行為的該步驟還包括: 通過該傳送電極傳送掃描信號； 響應傳送于該傳送電極的該掃描信號通過該接收電極檢測互電容的變化；以及 根據該互電容的變化檢測該物件的該觸碰行為。
23.如權利要求15所述的方法，還包括: 根據第一掃描速率檢測所述指紋； 根據第二掃描速率檢測該物件的該觸碰行為，其中該第一掃描速率高于該第二掃描速率。
24.如權利要求15所述的方法，還包括: 根據第一像素密度檢測所述指紋；以及 根據第二像素密度檢測該物件的該觸碰行為，其中該第一像素密度高于該第二像素密度。
【文檔編號】G06F3/041GK104423694SQ201410365643
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】簡嘉俊, 官宗緥 申請人:宏達國際電子股份有限公司