CN105630231B - 测量生物信号的触摸面板装置和用其测量生物信号的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于测量生物信号的触摸面板装置和使用该触摸面板装置测量生物信号的方法。该触摸面板装置包括：第一电极阵列，被配置为检测触摸输入信号；第二电极阵列，被配置为基于驱动电力与第一电极阵列耦合；控制器，被配置为基于检测的触摸输入信号将该触摸面板装置的工作模式确定为操控模式或测量模式，操控模式被配置为操控该触摸面板装置的屏幕，测量模式被配置为测量生物信号；以及模式转换器，被配置为响应于该控制器将工作模式确定为操控模式而将第二电极阵列连接到驱动电力的电源，并且响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而将第二电极阵列连接到地。

Description

测量生物信号的触摸面板装置和用其测量生物信号的方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月21日向韩国特许厅提交的韩国专利申请No.10-2014-0163816的优先权，通过引用将其公开的全部内容合并于此。
技术领域
符合示范性实施例的装置和方法涉及用于测量生物信号的触摸面板装置和使用该触摸面板装置测量生物信号的方法。
背景技术
触摸面板技术已经被普遍应用于诸如智能电话机的移动设备和诸如智能手表的可穿戴设备。触摸面板技术可以以多种方式实现，但是例如移动设备和可穿戴设备的个人设备中使用的最多的是电容触摸面板技术。
随着技术的发展，用户可以使用诸如移动设备和可穿戴设备的个人设备监视他或她的健康。通过使用个人设备轻松地测量生物信号以检查生物信息的方法越来越受到关注。
发明内容
示范性实施例至少解决以上问题和/或缺点以及上面未描述的其他缺点。而且不要求一个或多个示范性实施例克服上述缺点，并且一个或多个示范性实施例可能不克服上述任何问题。
一个或多个示范性实施例提供用于选择性地操控其屏幕或测量生物信号的触摸面板装置、以及基于该触摸面板装置检测的触摸输入信号使用该触摸面板装置测量生物信号的方法。
根据一个示范性实施例的一个方面，一种用于测量生物信号的触摸面板装置，包括：第一电极阵列，被配置为检测触摸输入信号；第二电极阵列，被配置为基于驱动电力与第一电极阵列耦合；以及控制器，被配置为基于检测的触摸输入信号将该触摸面板装置的工作模式确定为操控模式或测量模式，操控模式被配置为操控该触摸面板装置的屏幕，测量模式被配置为测量生物信号。该触摸面板装置进一步包括模式转换器，被配置为响应于该控制器将工作模式确定为操控模式而将第二电极阵列连接到驱动电力的电源，并且响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而将第二电极阵列连接到地。
该控制器可以进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式，组合第一电极阵列中包括的电极以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极。
该控制器可以进一步被配置为调整该生物信号电极的尺寸和位置。
该触摸面板装置可以进一步包括可变阻抗电路，连接到第一电极阵列，而且该控制器可以进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而调整该可变阻抗电路的阻抗，以将测量模式下第一电极阵列的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列的输入阻抗。
基于第二电极阵列被划分为第一区域和第二区域，该模式转换器可以进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式，将第一区域连接到该电源，并将第二区域连接到地。
该控制器可以进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式，在与第二区域对应的位置组合第一电极阵列中包括的电极，以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极。
该触摸面板装置可以进一步包括测量器，被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为操控模式而测量所检测的触摸输入信号的位置和图案当中的至少一个，并且响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而基于所检测的触摸输入信号测量生物信号的大小。
该控制器可以进一步被配置为：基于所检测的触摸输入信号的位置或图案的改变，将工作模式确定为操控模式或测量模式。
基于所检测的触摸输入信号的位置或图案改变，该控制器可以被配置为将工作模式确定为操控模式。
该控制器可以被配置为：基于请求转换工作模式的触摸输入信号，将工作模式确定为操控模式或测量模式。
根据另一示范性实施例的一个方面，一种使用触摸面板装置测量生物信号的方法，包括：向第二电极阵列施加驱动电力，以将第二电极阵列与检测触摸输入信号的第一电极阵列耦合；基于检测的触摸输入信号将该触摸面板装置的工作模式从操控模式转换为测量模式，操控模式被配置为操控该触摸面板装置的屏幕，测量模式被配置为测量生物信号；以及响应于将工作模式转换为测量模式，将第二电极阵列连接到地，并且基于所检测的触摸输入信号测量生物信号。
该方法可以进一步包括：响应于将工作模式转换为测量模式，组合第一电极阵列中包括的电极以形成测量生物信号的生物信号电极，而且所述测量可以包括基于该生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
该方法可以进一步包括调整该生物信号电极的尺寸和位置。
该方法可以进一步包括：响应于将工作模式转换为测量模式，将测量模式下第一电极阵列的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列的输入阻抗，而且所述测量可以包括基于具有已调整的输入阻抗的第一电极阵列检测的触摸输入信号来测量生物信号。
所述连接可以包括：基于第二电极阵列被划分为第一区域和第二区域，响应于将工作模式转换为测量模式，将第一区域连接到驱动电力的电源，并将第二区域连接到地。
该方法可以进一步包括：响应于将工作模式转换为测量模式，在与第二区域对应的位置组合第一电极阵列中包括的电极，以形成测量生物信号的生物信号电极，而且所述测量包括基于该生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
所述测量可以包括：响应于将工作模式转换为测量模式，基于所检测的触摸输入信号测量生物信号的大小。
该方法可以进一步包括：基于所检测的触摸输入信号的位置或图案的改变，将工作模式从操控模式转换为测量模式。
所述转换可以包括基于请求转换工作模式的触摸输入信号来转换工作模式。
一种非临时计算机可读存储介质可以存储包括被配置为使得计算机执行该方法的指令的程序。
根据另一示范性实施例的一个方面，一种触摸面板装置，包括：第一电极阵列，被配置为检测触摸输入信号；第二电极阵列，被配置为基于驱动电力与第一电极阵列耦合；以及模式转换器，被配置为：基于所检测的触摸输入信号改变，将第二电极阵列连接到驱动电力的电源；以及基于所检测的触摸输入信号在一时间段未改变，将第二电极阵列连接到地。
该触摸面板装置可以进一步包括测量器，被配置为：响应于所检测的触摸输入信号改变，测量所检测的触摸输入信号的位置和图案当中的至少一个；以及响应于所检测的触摸输入信号在该时间段未改变，基于所检测的触摸输入信号来测量生物信号的大小。
该触摸面板装置可以进一步包括：控制器，被配置为，基于所检测的触摸输入信号在该时间段未改变，激活第一电极阵列当中的一些电极，并且不激活第一电极阵列当中的剩余电极；以及测量器，被配置为基于由已激活的电极检测的触摸输入信号来测量生物信号的大小。
附图说明
通过参照附图描述示范性实施例，上述和/或其他方面将变得更加明显，其中：
图1是用于说明根据示范性实施例的具有多个工作模式的触摸面板装置的视图；
图2A和2B是根据示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置的结构和操作的框图；
图3A和3B是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时第一电极阵列和第二电极阵列的操作的视图；
图4A和4B是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图5A、5B、5C是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置处于测量模式时在第一电极阵列上形成的生物信号电极的多种类型的视图；
图6A和6B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置的结构和操作的框图；
图7A和7B是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时第一电极阵列和第二电极阵列的操作的视图；
图8A和8B是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图9A、9B、9C是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置处于测量模式时在第一电极阵列上形成的生物信号电极的多种类型的视图；
图10A和10B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置的结构和操作的框图；
图11A和11B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置的结构和操作的框图；
图12是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图13是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图14是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图15是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置处于测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图；
图16是根据示范性实施例的使用触摸面板装置测量生物信号的方法的流程图；
图17是图16的方法的测量生物信号的操作的详细流程图；
图18是根据另一示范性实施例的使用触摸面板装置测量生物信号的方法的流程图；以及
图19是图18的方法的测量生物信号的操作的详细流程图。
具体实施方式
参照附图更详细地描述示范性实施例。
本公开的示范性实施例可以以多种方式修改。因此，在附图中示出并在说明书中详细描述示范性实施例。然而，应当理解，本公开不限于具体示范性实施例，而是包括全部修改、等价、和替换而不背离本公开的范围和精神。而且，将不详细描述公知功能或构造，因为它们将以不必要的细节模糊本公开。
以下说明书中，即便在不同的附图中也以为相同元素使用系统的附图引用编号。说明书中定义的诸如详细构造和元素的事项是提供用于帮助全面理解示范性实施例。因而，显然无需这些具体限定事项也可以实现示范性实施例。
以下，可以理解，诸如“至少一个”的表达当用于元素的列表时，修饰元素的整个列表，而不修饰列表的个别元素。
还可以理解，这里使用的术语“包括”和/或“包含”规定所述特征或组件的存在，但不排除存在或附加一个或多个其他特征或组件。
虽然可以使用诸如“第一”、“第二”等术语来描述各种组件，但是这样的组件不受以上术语限定。上述术语是用于将一个组件与其他组件区分开。
此外，说明书中描述的诸如“…单元”、“…器”和“…模块”的术语是指用于执行至少一个功能或操作的元件，而且可以实现为硬件、软件、或硬件和软件的组合。
一个或多个示范性实施例涉及用于测量生物信号的触摸面板装置和使用该触摸面板装置测量生物信号的方法。
生物信号是从人体检测的任何信号，而且包括生物电信号、生物阻抗信号等。生物电信号可以是电流或电压形式，电流或电压由肌肉细胞或神经元产生。例如，心电图(ECG)信号、肌电图(EMG)信号、脑电图(EEG)信号等是生物电信号。生物阻抗信号是基于当预定电平的电流在组织中流动时由于组织的阻抗而产生的电压下降。生物阻抗信号可以包括涉及身体组成、血容量、血分布等的信息。例如，可以使用生物阻抗信号来测量体脂。
本说明书中，触摸面板装置被配置为当用户以用户的人体部分触摸其屏幕时接收输入信号，而且指代包括触摸面板的所有类型的设备，例如，触摸屏、触摸垫等。触摸面板装置可以是诸如智能电话机的移动终端、或诸如智能眼镜或智能手表的可穿戴设备，但不限于此。当用户的身体部分被置于与具有触摸面板的显示器显示的文本、图像等接触时，触摸面板装置根据显示器的哪一部分与用户的身体部分接触来识别用户选择了什么，使用处理器处理与所选择的部分对应的命令，然后在屏幕上显示用户想要的信息。触摸面板装置可以以多种方式实现，而且可以是检测电容改变的电容触摸面板装置。
图1是用于说明根据示范性实施例的具有多个工作模式的触摸面板装置的视图。
参照图1，触摸面板装置100具有两种工作模式，即，操控模式和测量模式。操控模式被配置为基于触摸输入信号操控触摸面板装置100的屏幕，而测量模式被配置为基于触摸输入信号测量生物信号。触摸面板装置100可以具有包括操控模式和测量模式的至少两种工作模式。
触摸面板装置100可以基于用于转换工作模式的用户请求、或所检测的触摸输入信号来自动转换工作模式。例如，触摸面板装置100可以基于所检测的触摸输入信号，将工作模式从操控模式转换为测量模式或从测量模式转换为操控模式。
当触摸面板装置100处于操控模式时，触摸面板装置100可以基于用户输入的触摸输入信号来处理和显示屏幕。例如，如图1左边所示，当用户使用两根手指在触摸面板装置100的屏幕上执行捏合(pinch)时，触摸面板装置100检测与捏拉对应的触摸输入信号，并且可以增大或减小屏幕的尺寸。
在测量模式下，触摸面板装置100可以基于用户输入到屏幕上的触摸输入信号来测量生物信号。例如，如图1右边所示，当用户以身体部分触摸屏幕而且在预定时间不移动时，触摸面板装置100检测与由被置于与屏幕接触的身体部分引起的电场的改变对应的触摸输入信号，而且可以测量生物信号。
下面，将描述用于操控触摸面板装置100的屏幕并基于在触摸面板装置100中检测的触摸输入信号测量生物信号的触摸面板装置、以及使用触摸面板装置测量生物信号的方法。
图2A和2B是根据示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置100的结构和操作的框图。本领域普通技术人员可以理解，可以进一步包括除图2A和2B所示的组件之外的通用组件。
参照图2A和2B，触摸面板装置100包括第一电极阵列110、第二电极阵列120、控制器130、模式转换器140、和测量器150。不同于图2A和2B的图示，测量器150可以被包括在控制器130中。
第一电极阵列110可以包括能够检测用户的触摸输入信号的接收电极。形成第一电极阵列110的每个接收电极可以是由氧化铟锡(ITO)层形成的透明电极。
第二电极阵列120可以包括根据驱动电力与第一电极阵列110场耦合的驱动电极。形成第二电极阵列120的每个驱动电极可以是由ITO层形成的透明电极。
取决于触摸面板的实现方法，可以在第一电极阵列110与第二电极阵列120之间包括基板、绝缘层、和薄膜中的至少一个。考虑触摸面板装置100的内部空间，可以将第一电极阵列110布置在第二电极阵列120的上层。
第一电极阵列110中包括的接收电极可以沿第一轴方向排列。第二电极阵列120中包括的驱动电极可以沿第二轴方向排列。当第一电极阵列110与第二电极阵列120在平面上重叠时，排列第一电极阵列110中包括的接收电极的第一轴方向可以与排列第二电极阵列120中包括的驱动电极的第二轴方向垂直。以下，排列第一电极阵列110中包括的接收电极的第一轴方向将被称为行方向，而排列第二电极阵列120中包括的驱动电极的第二轴方向将被称为列方向。
第一电极阵列110和第二电极阵列120可以根据施加到第二电极阵列120的驱动电力而与彼此场耦合(field-couple)。如果向第二电极阵列120持续施加恒定级别的驱动电力，则可以维持场耦合。该情况下，当第一电极阵列110接触到用户的身体部分时，场耦合可以改变。因此，第一电极阵列110中包括的电极中流过的电流可以改变。触摸面板装置100可以基于第一电极阵列110中包括的电极中流过的电流的改变来检测用户的触摸输入信号。
控制器130可以控制触摸面板装置100。换句话说，控制器130可以控制第一电极阵列110、第二电极阵列120、模式转换器140、和测量器150的操作。
控制器130可以分别控制第一电极阵列110和第二电极阵列120中包括的电极的操作。例如，控制器130激活第一电极阵列110中包括的电极当中的电极，而且可以确定将要检测哪个触摸输入信号。而且，控制器130可以确定第二电极阵列120中包括的电极当中的哪个电极将要接收驱动电力。
基于所检测的触摸输入信号，控制器130可以将触摸面板装置100的工作模式确定为操控模式或测量模式，操控模式被配置为操控触摸面板装置100的屏幕，测量模式被配置为测量生物信号。例如，控制器130可以根据所检测的触摸输入信号的位置或图案是否改变来自动确定触摸面板装置100的工作模式。换句话说，如果所检测的触摸输入信号的位置或图案改变，则控制器130将触摸面板装置100的工作模式确定为操控模式，而如果所检测的触摸输入信号的位置或图案未改变，则控制器130将触摸面板装置100的工作模式确定为测量模式。作为另一示例，控制器130可以基于请求模式转换的触摸输入信号来确定触摸面板装置100的工作模式。当用户按下用于执行模式转换的机械按钮、或显示在触摸面板装置100的屏幕上的显示型按钮时，可以转换触摸面板装置100的工作模式。
根据控制器130确定的工作模式，模式转换器140可以维持当前工作模式，或者将当前工作模式转换为另一工作模式。模式转换器140可以在操控模式下将第二电极阵列120连接到驱动电压源，而且可以在测量模式下将第二电极阵列120连接到地。
如图2A所示，当触摸面板装置100处于操控模式时，模式转换器140可以将第二电极阵列120连接到提供驱动电力的电源。当第二电极阵列120连接到提供驱动电源时，第一电极阵列110和第二电极阵列120相互场耦合，而且触摸面板装置100可以检测根据电场的改变产生的触摸输入信号。当驱动电力施加到第二电极阵列120时，控制器130为第二电极阵列120中包括的每个列电极顺序地操作第一电极阵列110中包括的行电极，因而，控制器130可以检测触摸输入信号是否被输入到置于第一电极阵列110上方的屏幕。
相反，如图2B所示，当触摸面板装置100处于测量模式时，模式转换器140可以将第二电极阵列120连接到地。当第二电极阵列120连接到地时，换句话说，当驱动电力未施加到第二电极阵列120时，第二电极阵列120将不会与第一电极阵列110场耦合。替而代之，当第二电极阵列120处于接地状态时，第二电极阵列120可以屏蔽第一电极阵列110。具体地，因为第一电极阵列110考虑触摸面板装置100的内部空间而将第一电极阵列110布置在第二电极阵列120的上层，当第二电极阵列120连接到地时，第二电极阵列120可以屏蔽第一电极阵列110。换句话说，当置于第一电极阵列110下方的第二电极阵列120的整个部分连接到地时，第二电极阵列120可以执行屏蔽，诸如阻挡从第二电极阵列120的下部向第一电极阵列110穿透的噪声等。因此，第一电极阵列110可以检测具有小幅度的细微触摸输入信号，而不使用场耦合的改变，其中根据驱动电力造成改变。
测量器150可以测量所检测的触摸输入信号。测量器150可以在操控模式下测量所检测的触摸输入信号的位置和图案中的至少一个。测量器150可以在测量模式下测量生物信号的大小。而且，测量器150可以在测量模式下测量生物信号的周期(cycle)以及检测生物信号的次数。
图3A和3B是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时第一电极阵列110和第二电极阵列120的操作的视图。
图3A示出当触摸面板装置100处于操控模式时的第一电极阵列110和第二电极阵列120。第一电极阵列110在图3A的上部，而第二电极阵列120在图3A的下部。第一电极阵列110中包括的电极沿行方向排列，而第二电极阵列120中包括的电极沿列方向排列。
在操控模式下，触摸面板装置100向第二电极阵列120的第一列电极施加驱动电力，然后可以通过操作第一电极阵列110的从第一行电极至第N行电极(其中N是大于1的自然数)来检测触摸输入信号。如上所述，触摸面板装置100向第二电极阵列120的从第一列电极至第M列电极(其中M是大于1的自然数)施加驱动电力，而且可以通过操作第一电极阵列110的从第一行电极至第N行电极来检测是否有触摸输入信号输入到触摸面板装置100的整个屏幕上。
图3B示出当触摸面板装置100处于测量模式时的第一电极阵列110和第二电极阵列120。第一电极阵列110在图3B的上部，而第二电极阵列120在图3B的下部。第一电极阵列110中包括的电极沿行方向排列，而第二电极阵列120中包括的电极沿列方向排列。
在测量模式下，触摸面板装置100将第二电极阵列120中包括的全部电极连接到地，因而，第二电极阵列120可以执行第一电极阵列110的屏蔽，例如，阻挡在触摸面板装置100中产生的噪声。因此，第一电极阵列110可以检测诸如从用户的一些身体部分产生的生物信号的具有小幅度的触摸输入信号。
在测量模式下，触摸面板装置100的控制器130组合第一电极阵列110中包括的电极以形成测量生物信号的生物信号电极。参照图3B，触摸面板装置100的控制器130同时激活第一电极阵列110中包括的一些电极以形成两个生物信号电极。形成的生物信号电极可以是借以发送从用户的身体部分产生的生物信号的通道(例如，Ch A和Ch B)。
图4A和4B是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。图4A和4B分别示出其中将沉积在两个基板上的ITO层分别实现为第一电极阵列110和第二电极阵列120的触摸面板的横截面。
图4A示出当触摸面板装置100处于操控模式时在基板上分别形成第一电极阵列110和第二电极阵列120的堆叠结构。触摸面板装置100的上层是第一电极阵列110，而触摸面板装置100的下层是第二电极阵列120。当触摸面板装置100处于操控模式时，将驱动电力施加到作为下层的第二电极阵列120，因而，第二电极阵列120与第一电极阵列110场耦合。如图4A所示，当用户以指尖触摸触摸面板装置100的屏幕时，第一电极阵列110与第二电极阵列120之间的电场改变，因而，流过第一电极阵列110的电流改变。于是，触摸面板装置100可以检测触摸输入信号。
图4B示出当触摸面板装置100处于测量模式时在基板上分别形成第一电极阵列110和第二电极阵列120的堆叠结构。触摸面板装置100的上层是第一电极阵列110，而触摸面板装置100的下层是第二电极阵列120。当触摸面板装置100处于测量模式时，作为下层的第二电极阵列120连接到地，因而处于接地状态。如图4B所示，触摸面板装置100的控制器130激活第一电极阵列110中包括的一些电极以形成生物信号电极。当用户的身体部分接触到触摸面板装置100的屏幕时，生物信号电极成为用于发送生物信号的通道，而且可以测量生物信号。该情况下，接地的第二电极阵列120可以执行屏蔽，诸如阻挡在触摸面板装置100的第二电极阵列120的下方产生的各种噪声。
图4B示出组合第一电极阵列110中包括的电极以形成两个分离的生物信号电极。然而，其他示范性实施例不限于此。
图5A、5B、5C是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置100处于测量模式时在第一电极阵列110上形成的生物信号电极的多种类型的视图。
在测量模式下，触摸面板装置100的控制器130组合第一电极阵列110中包括的电极以形成测量生物信号的生物信号电极。触摸面板装置100的控制器130可以调整生物信号电极的尺寸和位置。
图5A示出当激活第一电极阵列110中包括的全部电极时，而且当触摸面板装置100处于测量模式时形成具有最大检测面积的一个生物信号电极。
图5B示出当激活第一电极阵列110中包括的全部电极时，而且当触摸面板装置100处于测量模式时通过将第一电极阵列110划分为两个部分来形成两个生物信号电极。
图5C示出当激活第一电极阵列110中包括的一些电极时，而且通过利用未激活电极将它们彼此分离来形成三个生物信号电极。
当触摸面板装置100处于测量模式时，在第一电极阵列110中形成的生物信号电极的形状不限于此。
根据上述示范性实施例的触摸面板装置100可以测量诸如ECG信号的生物电信号。电容ECG传感器包括平面电极，而且如果使用当触摸面板装置100处于测量模式时形成的生物信号电极，则电容ECG传感器可以测量诸如ECG信号的生物电信号。根据第一电极阵列110中包括的每个电极的激活或不激活，当触摸面板装置100处于测量模式时形成的生物信号电极的分布可以有所不同。换句话说，根据第一电极阵列110中包括的每个电极的激活或不激活，用于检查诸如ECG信号的生物电信号的通道的分布可以有所不同。
图6A和6B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置100的结构和操作的框图。本领域普通技术人员可以理解，可以进一步包括除图6A和6B所示的组件之外的通用组件。
参照图6A和6B，触摸面板装置100包括第一电极阵列110、第二电极阵列120、控制器130、模式转换器140、和测量器150。不同于图2A和2B的图示，图6A和6B示出将第二电极阵列120划分为两个区域。已经参照图2A和2B提供的描述将被略去。
第一电极阵列110可以包括能够检测用户的触摸输入信号的接收电极。第二电极阵列120可以包括根据驱动电力与第一电极阵列110场耦合的驱动电极。用于形成第一电极阵列110和第二电极阵列120的电极可以分别是由ITO层形成的透明电极。
如图6A和6B所示，第二电极阵列120被划分为两个区域。例如，可以将第二电极阵列120划分为第一区域和第二区域。
因为第二电极阵列120被划分为第一区域和第二区域，所以可以独立地控制第二电极阵列120的第一区域和第二区域。例如，可以单独地操作与第二电极阵列120的第一区域对应的电极和与第二电极阵列120的第二区域对应的电极。另外，向与第二电极阵列120的第一区域对应的电极施加驱动电力，并且可以将与第二电极阵列120的第二区域对应的电极连接到地。
根据触摸面板装置100将要测量的生物信号的类型，测量生物信号的方法可以不同。例如，当第二电极阵列120的一部分需要在测量生物信号时向其施加驱动电力时，将第二电极阵列120划分为至少两个区域，而且可以通过向该至少两个区域中的任何一个施加驱动电力来测量生物信号。
当触摸面板装置100处于测量模式时，向第二电极阵列120的第一区域施加驱动电力，并且将第二区域连接到地。第一区域可以与第一电极阵列110场耦合，而第二区域可以屏蔽第一电极阵列110。该情况下，触摸面板装置100的控制器130组合第一电极阵列110中包括的电极当中与连接到地的第二区域对应的电极以在与第二区域对应的位置形成生物信号电极，以准确地测量生物信号。
如图6A所示，当触摸面板装置100处于操控模式时，可以通过向第二电极阵列120的第一区域和第二区域施加驱动电力来检测来自触摸面板装置100的整个屏幕的触摸输入信号。
如图6B所示，当触摸面板装置100处于测量模式时，向第二电极阵列120的第一区域施加驱动电力，并且将第二电极阵列120的第二区域连接到地以测量生物信号。
图7A和7B是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时第一电极阵列110和第二电极阵列120的操作的视图。
图7A示出当触摸面板装置100处于操控模式时的第一电极阵列110和第二电极阵列120。第一电极阵列110在图7A的上部，而第二电极阵列120在图7A的下部。图7B示出当触摸面板装置100处于测量模式时的第一电极阵列110和第二电极阵列120。第一电极阵列110在图7B的上部，而第二电极阵列120在图7B的下部。
当触摸面板装置100处于测量模式时，可以将第二电极阵列120中包括的电极当中与第二区域对应的电极连接到地。连接到地的第二电极阵列120的第二区域可以执行屏蔽，例如，阻挡在触摸面板装置100内部产生的各种噪声。因此，第一电极阵列110可以检测从用户的身体部分产生的具有小幅度的触摸输入信号。
当触摸面板装置100处于测量模式时，触摸面板装置100的控制器130组合第一电极阵列110中包括的电极以形成测量生物信号的生物信号电极。参照图7B，触摸面板装置100的控制器130同时激活第一电极阵列110中包括的一些电极以形成两个生物信号电极。而且，参照图7B，触摸面板装置100的控制器130在与第二电极阵列120的第二区域对应的第一电极阵列110的区域中形成生物信号电极。生物信号电极可以是借以发送来自用户的身体部分的生物信号的通道。另外，参照图7B，与第二电极阵列120的第一区域对应的区域上的第一电极阵列110的电极可以保持不激活。
图8A和8B是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。
图8A示出当触摸面板装置100处于操控模式时在基板上分别形成第一电极阵列110和第二电极阵列120的堆叠结构。第一电极阵列110是触摸面板装置100的上层，而第二电极阵列120是触摸面板装置100的下层。当触摸面板装置100处于操控模式时，将驱动电力施加到作为第二电极阵列120的第一区域和第二区域，因而，第二电极阵列120与第一电极阵列110场耦合。如图8A所示，当用户以指尖触摸触摸面板装置100的屏幕时，第一电极阵列110与第二电极阵列120之间的电场改变，而且流过第一电极阵列110的电流改变。因而，可以检测触摸输入信号。
图8B示出当触摸面板装置100处于测量模式时在基板上分别形成第一电极阵列110和第二电极阵列120的堆叠结构。第一电极阵列110是触摸面板装置100的上层，而第二电极阵列120是触摸面板装置100的下层。如图8B所示，作为下层的第二电极阵列120可以被划分为第一区域和第二区域。当触摸面板装置100处于测量模式时，第二电极阵列120的第二区域连接到地，因而处于接地状态。如图8B所示，触摸面板装置100的控制器130激活第一电极阵列110中包括的一些电极以形成生物信号电极。如图8B所示，触摸面板装置100的控制器130可以使用处于与第二电极阵列120的第二区域对应的位置的第一电极阵列110的一些电极形成生物信号电极。当用户的身体部分接触到触摸面板装置100的屏幕时，生物信号电极成为用于发送生物信号的通道，因而可以测量生物信号。该情况下，接地的第二电极阵列120的第二区域可以执行屏蔽，诸如阻挡来自第二电极阵列120的下方的触摸面板装置100内部产生的噪声。
图8B示出组合第一电极阵列110中包括的电极以形成两个分离的生物信号电极。然而，其他示范性实施例不限于此。
图9A、9B、9C是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100处于测量模式时在第一电极阵列110上形成的生物信号电极的多种类型的视图。
当触摸面板装置100处于测量模式时，触摸面板装置100的控制器130组合第一电极阵列110中包括的电极以形成测量生物信号的生物信号电极。触摸面板装置100的控制器130可以调整生物信号电极的尺寸和位置。
考虑图9A至9C的生物信号电极的形状，布置在与第二电极阵列120的第一区域对应的位置的电极不被激活，因而，可以理解，不使用所述电极作为生物信号电极。因为第二电极阵列120的第一区域不连接到地，布置在与第二电极阵列120的第一区域对应的位置的电极不执行屏蔽。
图9A示出当触摸面板装置100处于测量模式时，第一电极阵列110中包括的电极当中布置在与第二电极阵列120的第二区域对应的位置的全部电极被激活，而且形成一个生物信号电极。
图9B示出当触摸面板装置100处于测量模式时，第一电极阵列110中包括的电极当中布置在与第二电极阵列120的第二区域对应的位置的全部电极被激活，而且形成两个生物信号电极。
图9C示出当触摸面板装置100处于测量模式时，第一电极阵列110中包括的电极当中布置在与第二电极阵列120的第二区域对应的位置的一些电极被激活，而且通过利用未激活电极将它们彼此分离来形成三个生物信号电极。
当触摸面板装置100处于测量模式时，在第一电极阵列110中形成的生物信号电极的形状不限于此。
触摸面板装置100可以测量生物阻抗信号。可以使用生物阻抗信号识别涉及身体组织的信息。例如，可以使用当触摸面板装置100处于测量模式时产生的生物信号电极来测量用于测量体脂的生物阻抗信号。当触摸面板装置100处于测量模式时，向第二电极阵列120的第一区域施加驱动电力，并且将第二电极阵列120的第二区域连接到地。在与第二电极阵列120的第二区域对应的第一电极阵列110的位置形成两个生物信号电极之后，用户的身体部分接触到两个生物信号电极，而且可以获得生物阻抗信号。可以使用分别从在第一电极阵列110中形成的生物信号电极测量的电压值获得被置于与生物信号电极接触的身体部分的阻抗。随着获得的阻抗被转换为体脂的量，可以测量体脂。
图10A和10B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置100的结构和操作的框图。本领域普通技术人员可以理解，可以进一步包括除图10A和10B所示的组件之外的通用组件。
当图10A和10B的触摸面板装置100与图2A和2B的触摸面板装置100比较时，图10A和10B的触摸面板装置100进一步包括可变阻抗电路160。将不重复已经参照图2A和2B提供的关于触摸面板装置100的组件的描述。
可变阻抗电路160可以连接到第一电极阵列110。可变阻抗电路160可以包括可变电阻。触摸面板装置100的控制器130可以调整可变阻抗电路160的阻抗以将测量模式下第一电极阵列110的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列110的输入阻抗，以使得第一电极阵列110可以检测具有小幅度的生物信号。当触摸面板装置100处于测量模式时，如果第一电极阵列110的输入阻抗增加，则第一电极阵列110的输入阻抗与被置于与触摸面板装置100接触的身体部分的阻抗之间的差变大，因而，生物信号被发送到第一电极阵列110。由于防止生物信号泄漏，可以检测具有小幅度的生物信号。可以增加当触摸面板装置100处于测量模式时产生的生物信号电极的输入阻抗，以准确地测量诸如ECG信号的生物电信号。触摸面板装置100的控制器130可以基于测量器150测量的生物电信号来控制可变阻抗电路160。
图11A和11B是根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式是操控模式和测量模式时触摸面板装置100的结构和操作的框图。本领域普通技术人员可以理解，可以进一步包括除图11A和11B所示的组件之外的通用组件。
当图11A和11B的触摸面板装置100与图6A和6B的触摸面板装置100比较时，图11A和11B的触摸面板装置100进一步包括可变阻抗电路160。将不重复已经参照图6A和6B提供的关于触摸面板装置100的组件的描述。
可变阻抗电路160可以连接到第一电极阵列110。可变阻抗电路160可以包括可变电阻。触摸面板装置100的控制器130可以调整可变阻抗电路160的可变阻抗以将测量模式下第一电极阵列110的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列110的输入阻抗，以使得第一电极阵列110可以检测具有小幅度的生物信号。触摸面板装置100的控制器130可以基于测量器150测量的生物电信号来控制可变阻抗电路160。
图12是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。
用户以身体部分触摸触摸面板装置100的屏幕，并且可以操控屏幕。如图12所示，用户以指尖轻击触摸面板装置100的屏幕以操控屏幕。
在操控模式下，当用户使用两根手指轻击触摸面板装置100的屏幕时，触摸面板装置100可以将触摸面板装置100的工作模式确定为操控模式或测量模式。例如，根据所检测的触摸输入信号的位置或图案是否改变，可以自动确定触摸面板装置100的工作模式。如果所检测的触摸输入信号的位置或图案改变，则可以将触摸面板装置100的工作模式确定为操控模式，因为确定用户的触摸输入信号是用于操控屏幕。如果所检测的触摸输入信号的位置或图案不改变，则可以将触摸面板装置100的工作模式确定为测量模式，因为确定用户的触摸输入信号是用于测量生物信号。
当在测量模式下测量的所检测的触摸输入信号的位置或图案改变时，可以将触摸面板装置100的工作模式自动转换为操控模式。具体地，如果在测量模式下测量的触摸输入信号的位置或图案改变，则触摸面板装置100的控制器130将触摸面板装置100的工作模式确定为操控模式，而且可以控制模式转换器140。
由于通过监视用户的触摸输入信号来自动确定触摸面板装置100的工作模式，用户可以自然地测量生物信号而无需执行任何用于测量生物信号的刻意的动作。
图13是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。
如图13所示，触摸面板装置100可以是诸如智能手表的可穿戴设备。用户按压按钮，而且可以将触摸面板装置100的工作模式转换为测量生物信号的测量模式。随着工作模式转换为测量模式，在触摸面板装置100的屏幕上显示用于测量生物信号的用户界面，而且用户可以通过以身体部位触摸该用户界面来测量生物信号。该情况下，可以将显示在触摸面板装置100的屏幕上的用户界面显示为使得该用户界面可以对应于在触摸面板装置100的第一电极阵列中形成的生物信号电极的位置。
图14是用于说明根据另一示范性实施例的当触摸面板装置100的工作模式从操控模式转换为测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。
如图14所示，触摸面板装置100可以是诸如智能电话机的移动终端。用户从触摸面板装置100中安装的应用中选择关于生物信号的测量的应用，而且可以将触摸面板装置100的工作模式转换为测量生物信号的测量模式。随着工作模式转换为测量模式，在触摸面板装置100的屏幕上显示用于测量生物信号的用户界面，而且用户可以通过以身体部位触摸该用户界面来测量生物信号。该情况下，可以将显示在触摸面板装置100的屏幕上的用户界面显示为使得该用户界面可以对应于在触摸面板装置100的第一电极阵列中形成的生物信号电极的位置。
如图13和14所示，触摸面板装置100从用户接收请求模式转换的触摸输入信号，而且可以根据接收的触摸输入信号来确定触摸面板装置100的工作模式。例如，如果有意每天在固定时间测量生物信号，则用户发送用于请求将工作模式转换为测量模式以测量生物信号的请求。
图15是用于说明根据示范性实施例的当触摸面板装置100处于测量模式时检测触摸输入信号的方法的视图。
用户可以将触摸面板装置100的工作模式转换为测量模式，或者可以在触摸面板装置100开机时以身体部分触摸触摸面板装置100的屏幕以使得可以测量诸如ECG信号的生物信号。例如，可以将靠近用户的心脏的区域置于与触摸面板装置100的屏幕接触。因此，触摸面板装置100处于测量模式，而且可以测量生物信号。根据用户的衣物的厚度等，可以自动调整与触摸面板装置100的第一电极阵列110相连的可变阻抗。
图16是根据示范性实施例的使用触摸面板装置100测量生物信号的方法的流程图。虽然关于该方法的一些描述被略去，但是关于触摸面板装置100的以上描述可以应用于关于该方法的描述。
在操作S1610，触摸面板装置100向与检测触摸输入信号的第一电极阵列110场耦合的第二电极阵列120施加驱动电力
在操作S1620，基于第一电极阵列110检测的触摸输入信号，触摸面板装置100将触摸面板装置100的工作模式从被配置为操控其屏幕的操控模式转换为被配置为测量生物信号的测量模式。例如，根据所检测的触摸输入信号的位置或图案，触摸面板装置100可以自动转换工作模式。作为另一示例，根据请求模式转换的触摸输入信号，触摸面板装置100可以转换工作模式。
在操作S1630，随着触摸面板装置100的工作模式被转换为测量模式，触摸面板装置100将第二电极阵列120连接到地。而且，工作模式转换为测量模式，触摸面板装置100可以将测量模式下第一电极阵列110的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列110的输入阻抗。
在操作S1640，触摸面板装置100基于第一电极阵列110检测的触摸输入信号来测量生物信号。触摸面板装置100可以测量生物信号的大小而不是测量所检测的触摸输入信号的位置和图案中的至少一个。
图17是图16的方法的测量生物信号的操作的详细流程图。
在操作S1710，在测量模式中，触摸面板装置100通过组合第一电极阵列110中包括的电极来形成用于测量生物信号的至少一个生物信号电极。随着在与连接到地的第二电极阵列120对应的第一电极阵列110的位置形成生物信号电极，可以通过第二电极阵列120屏蔽生物信号电极。触摸面板装置100可以通过调整生物信号电极的尺寸和位置来形成生物信号电极。
在操作S1720，触摸面板装置100基于生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
图18是根据另一示范性实施例的使用触摸面板装置100测量生物信号的方法的流程图。虽然关于该方法的一些描述被略去，但是关于触摸面板装置100的以上描述可以应用于关于使用触摸面板装置100测量生物信号的方法的描述。
在操作S1810，触摸面板装置100向与检测触摸输入信号的第一电极阵列110场耦合的第二电极阵列施加驱动电力。
在操作S1820，基于第一电极阵列110检测的触摸输入信号，触摸面板装置100将触摸面板装置100的工作模式从被配置为操控其屏幕的操控模式转换为被配置为测量生物信号的测量模式。例如，根据所检测的触摸输入信号的位置或图案，触摸面板装置100可以自动转换工作模式。作为另一示例，根据请求模式转换的触摸输入信号，触摸面板装置100可以转换工作模式。
在操作S1830，当第二电极阵列120被划分为第一区域和第二区域时，触摸面板装置100将第一区域连接到驱动电源，并将第二区域连接到地。而且，随着触摸面板装置100的工作模式转换为测量模式，触摸面板装置100可以将测量模式下第一电极阵列110的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列110的输入阻抗。
在操作S1840，触摸面板装置100基于第一电极阵列110检测的触摸输入信号来测量生物信号。触摸面板装置100可以测量生物信号的大小而不是测量所检测的触摸输入信号的位置和图案中的至少一个。
图19是图18的方法的测量生物信号的操作的详细流程图。
在操作S1910，触摸面板装置100通过组合第一电极阵列110中包括的电极，在与第二区域对应的至少一个位置形成用于测量生物信号的至少一个生物信号电极。随着在与第二区域对应的位置形成生物信号电极，可以通过第二电极阵列120的第二区域屏蔽生物信号电极。触摸面板装置100调整生物信号电极的尺寸和位置以使得可以形成生物信号电极。
在操作S1920，触摸面板装置100基于生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
虽然不限于此，但是示范性实施例可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。例如，可以将控制上述操作的控制程序实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储之后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、和光数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦接的计算机系统上，以使得以分布方式存储和运行计算机可读代码。而且，示范性实施例可以被编写为通过诸如载波的计算机可读传输介质传输、并且在运行程序的通用或专用数字计算机中接收和实施的计算机程序。另外，可以理解，在示范性实施例中，一个或多个单元可以包括电路、处理器、微处理器等，而且可以运行存储在计算机可读介质中的计算机程序。
前述示范性实施例和优点是示例而不应被解读为限制。本教导可以容易地应用于其他类型的装置。而且，示范性实施例的描述意在是说明性的，而非用于限制权利要求的范围，许多替代、修改、和变化对本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (23)

1.一种用于测量生物信号的触摸面板装置，该触摸面板装置包括：
屏幕；
第一电极阵列，其上布置有屏幕，第一电极阵列包括接收电极，接收电极被配置为检测直接在屏幕的至少一个位置上的触摸输入信号；
第二电极阵列，包括驱动电极，驱动电极被配置为基于驱动电力与第一电极阵列耦合，第一电极阵列和第二电极阵列形成堆叠结构；
控制器，被配置为响应于直接在屏幕的至少一个位置上检测到触摸输入将触摸面板装置的工作模式确定为被配置为操控该触摸面板装置的屏幕的操控模式；然后检测到在一段时间内移动；并且响应于检测到触摸输入被直接保持在屏幕的至少一个位置上该一段时间将操控模式确定为被配置为测量生物信号的测量模式；以及
模式转换器，被配置为响应于该控制器将工作模式确定为操控模式而将第二电极阵列连接到驱动电力的电源，并且响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而将第二电极阵列的整个部分中包括的全部驱动电极连接到地。
2.如权利要求1所述的触摸面板装置，其中该控制器进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式，激活第一电极阵列中包括的接收电极以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极。
3.如权利要求2所述的触摸面板装置，其中该控制器进一步被配置为通过不激活第一电极阵列中的一个或多个接收电极来调整该生物信号电极的尺寸和位置。
4.如权利要求1所述的触摸面板装置，进一步包括可变阻抗电路，连接到第一电极阵列，
其中该控制器进一步被配置为：响应于将工作模式确定为测量模式而调整该可变阻抗电路的阻抗，以将测量模式下第一电极阵列的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列的输入阻抗。
5.如权利要求1所述的触摸面板装置，其中，基于第二电极阵列被划分为第一区域和第二区域，该模式转换器进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式，将第一区域连接到该驱动电力的电源，并将第二区域连接到地。
6.如权利要求5所述的触摸面板装置，其中该控制器进一步被配置为：响应于该控制器将工作模式确定为测量模式：
在与第二电极阵列的第二区域对应的第一位置激活第一电极阵列中包括的接收电极的第一部分，以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极；以及
不激活接收电极的剩余部分、在与第二电极阵列的第一区域对应的第二位置的剩余电极。
7.如权利要求1所述的触摸面板装置，进一步包括测量器，被配置为：
响应于该控制器将工作模式确定为操控模式而测量所检测的触摸输入信号的位置和图案当中的任何一个或任何组合，并且响应于该控制器将工作模式确定为测量模式而基于所检测的触摸输入信号测量生物信号的大小。
8.如权利要求1所述的触摸面板装置，其中该控制器进一步被配置为：基于所检测的触摸输入信号的位置或图案的任何一个或任何组合，将工作模式确定为操控模式或测量模式。
9.如权利要求8所述的触摸面板装置，其中，基于所检测的触摸输入信号的位置或图案的任何一个或任何组合，该控制器被配置为将工作模式确定为操控模式。
10.如权利要求1所述的触摸面板装置，其中该控制器进一步被配置为：基于请求转换工作模式的触摸输入信号，将工作模式确定为操控模式或测量模式。
11.一种使用触摸面板装置测量生物信号的方法，该方法包括：
向包括驱动电极的第二电极阵列施加驱动电力，以将第二电极阵列与检测直接在屏幕的至少一个位置上的触摸输入信号的、包括接收电极的第一电极阵列耦合，屏幕布置有第一电极阵列上，并且第一电极阵列和第二电极阵列形成堆叠结构；
响应于直接在屏幕的至少一个位置上检测到触摸输入将触摸面板装置的工作模式确定为被配置为操控该屏幕的操控模式；然后检测到在一段时间内移动；
响应于检测到触摸输入被直接保持在屏幕的至少一个位置上该一段时间将操控模式确定为被配置为测量生物信号的测量模式；以及
响应于将工作模式确定为操控模式而将第二电极阵列连接到驱动电力的电源，并且
响应于将工作模式确定为测量模式而将第二电极阵列的整个部分中包括的全部驱动电极连接到地，并且基于所检测的触摸输入信号测量生物信号。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：响应于将工作模式确定为测量模式，激活第一电极阵列中包括的接收电极以形成测量生物信号的生物信号电极，
其中所述测量包括基于所形成的该生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括通过不激活第一电极阵列中的一个或多个接收电极来调整该生物信号电极的尺寸和位置。
14.如权利要求11所述的方法，进一步包括：响应于将工作模式确定为测量模式，将测量模式下第一电极阵列的输入阻抗调整为大于操控模式下第一电极阵列的输入阻抗，
其中所述测量包括基于具有已调整的输入阻抗的第一电极阵列检测的触摸输入信号来测量生物信号。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述连接第二电极阵列包括：基于第二电极阵列被划分为第一区域和第二区域，响应于将工作模式确定为测量模式，将第一区域连接到驱动电力的电源，并将第二区域连接到地。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：响应于将工作模式确定为测量模式，
激活第一电极阵列中包括的接收电极的第一部分，以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极，第一部分位于与第二电极阵列的第二区域对应的第一位置，
不激活接收电极的剩余部分，剩余部分位于与第二电极阵列的第一区域对应的第二位置；
其中所述测量包括基于所形成的该生物信号电极检测的触摸输入信号来测量生物信号。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述测量包括：响应于将工作模式确定为测量模式，而测量所检测的触摸输入信号的位置和图案当中的任何一个或任何组合，
其中，所述测量包括：响应于将工作模式确定为测量模式而基于所检测的触摸输入信号测量生物信号的大小。
18.如权利要求11所述的方法，确定工作模式为操控模式进一步包括：基于所检测的触摸输入信号的位置或图案的任何一个或任何组合，将工作模式确定为操控模式。
19.如权利要求11所述的方法，还包括基于请求转换工作模式的所检测的触摸输入信号来将工作模式确定为操控模式或测量模式。
20.一种存储包括被配置为使得计算机执行如权利要求11所述的方法的指令的程序的非临时计算机可读存储介质。
21.一种触摸面板装置，包括：
屏幕；
第一电极阵列，其上布置有屏幕，第一电极阵列包括接收电极，接收电极被配置为检测直接在屏幕的至少一个位置上的触摸输入信号；
第二电极阵列，包括驱动电极，驱动电极被配置为基于驱动电力与第一电极阵列耦合，第一电极阵列和第二电极阵列形成堆叠结构；
模式转换器，被配置为：
响应于直接在屏幕的至少一个位置上检测到触摸输入，将第二电极阵列连接到驱动电力的电源，然后检测到在一段时间内移动；以及
响应于检测到触摸输入被直接保持在屏幕的至少一个位置上该一段时间，将第二电极阵列的整个部分中包括的全部驱动电极连接到地。
22.如权利要求21所述的触摸面板装置，进一步包括测量器，被配置为：
响应于所检测的触摸输入信号并且然后检测到在该段时间内移动，测量所检测的触摸输入信号的位置和图案当中的任何一个或任何组合；以及
响应于所检测的触摸输入信号且然后检测到在该段时间内未移动，基于所检测的触摸输入信号来测量生物信号的大小。
23.如权利要求21所述的触摸面板装置，进一步包括：
控制器，被配置为，响应于所检测的触摸输入信号且然后检测到在该段时间内未移动：
激活第一电极阵列中包括的接收电极的第一部分以形成被配置为测量生物信号的生物信号电极，并且
不激活接收电极的剩余部分；以及
测量器，被配置为基于由所形成的已激活的电极检测的触摸输入信号来测量生物信号的大小。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102402546B1 (ko) * 2015-08-24 2022-05-26 삼성전자주식회사 생체신호를 감지하는 터치 패널 장치 및 이를 이용하여 사용자의 호흡에 관한 정보를 획득하는 방법
GB201614885D0 (en) * 2016-09-01 2016-10-19 Tomtom Int Bv Body composition analysis apparatus
CN107240178A (zh) * 2017-06-01 2017-10-10 克立司帝控制系统（上海）有限公司 基于图像识别技术的双认证系统、方法及门禁
KR101949390B1 (ko) * 2017-07-20 2019-05-08 울산과학기술원 멀티 센싱 리드아웃 회로
KR20200139296A (ko) * 2019-06-03 2020-12-14 삼성디스플레이 주식회사 단말 및 단말 제어 방법
EP3831287A1 (en) 2019-12-04 2021-06-09 Tata Consultancy Services Limited Method and device for capacitive touch panel based biosignal measurement
CN111198615A (zh) * 2020-03-04 2020-05-26 重庆一七科技开发有限公司 一种用于虚拟现实体验的便携式无线装置
KR20220127514A (ko) * 2021-03-11 2022-09-20 삼성전자주식회사 전극을 이용하여 기능을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 전자 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100044384A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 삼성전자주식회사 심전도 측정 방법 및 장치
CN102004572A (zh) * 2009-08-27 2011-04-06 三星移动显示器株式会社 触摸屏面板及其制造方法
CN103034364A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星电子株式会社 驱动触摸显示面板的方法和执行该方法的触摸显示装置
CN103376964A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 艾卡斯特有限公司 电容方式的大型多点触摸屏的信号检测系统
US8698760B2 (en) * 2009-10-29 2014-04-15 Cypress Semiconductor Corporation Method and apparatus for identification of touch panels

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4425428B2 (ja) 2000-05-23 2010-03-03 ミナト医科学株式会社 筋電信号測定機能付き電気刺激装置
US8860683B2 (en) * 2007-04-05 2014-10-14 Cypress Semiconductor Corporation Integrated button activation sensing and proximity sensing
US7894888B2 (en) 2008-09-24 2011-02-22 Chang Gung University Device and method for measuring three-lead ECG in a wristwatch
US9444453B2 (en) * 2009-09-11 2016-09-13 Apple Inc. Measuring body capacitance effect in touch sensitive device
JP2011101299A (ja) 2009-11-09 2011-05-19 Ntt Docomo Inc 受信装置及び受信方法
KR101192932B1 (ko) 2009-12-22 2012-10-18 삼성전자주식회사 터치스크린을 구비한 휴대용 단말기에서 ｉｄ 인식 방법 및 장치
US8791792B2 (en) * 2010-01-15 2014-07-29 Idex Asa Electronic imager using an impedance sensor grid array mounted on or about a switch and method of making
CN102707821B (zh) 2011-03-28 2015-04-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 触摸检测装置的降噪处理方法及系统
JP5772242B2 (ja) * 2011-06-03 2015-09-02 ソニー株式会社 測定装置、測定方法、プログラム、および情報処理装置
US20160357327A1 (en) * 2012-05-18 2016-12-08 Egalax_Empia Technology Inc. Touch sensitive system and apparatus and method for measuring signals of touch sensitive screen
US20140051941A1 (en) 2012-08-17 2014-02-20 Rare Light, Inc. Obtaining physiological measurements using a portable device
US9258300B2 (en) 2012-10-29 2016-02-09 Tzu Chi University ECG measuring device and method thereof
JP2014094097A (ja) 2012-11-08 2014-05-22 Seiko Instruments Inc 生体情報検出装置、及び生体情報検出方法
CN102920451B (zh) 2012-11-23 2014-08-27 北京谷山丰生物医学技术有限公司 以多点触摸的方式测量心电图的方法
KR102177539B1 (ko) * 2013-12-31 2020-11-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법
KR101412448B1 (ko) * 2014-01-14 2014-06-26 (주)세미센스 디스플레이가 꺼져 있는 저전력 모드에서의 터치입력을 통한 디바이스 구동시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100044384A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 삼성전자주식회사 심전도 측정 방법 및 장치
CN102004572A (zh) * 2009-08-27 2011-04-06 三星移动显示器株式会社 触摸屏面板及其制造方法
US8698760B2 (en) * 2009-10-29 2014-04-15 Cypress Semiconductor Corporation Method and apparatus for identification of touch panels
CN103034364A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星电子株式会社 驱动触摸显示面板的方法和执行该方法的触摸显示装置
CN103376964A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 艾卡斯特有限公司 电容方式的大型多点触摸屏的信号检测系统

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Publication number Publication date
KR20160061211A (ko) 2016-05-31
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