TW201636598A - 可攜式電子裝置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種可攜式電子裝置的控制方法，其中該可攜式裝置包含有切換單元、光源、光學偵測器及控制單元，使用者透過切換單元來選擇所欲的偵測模式，光源投射出光線至物體上所產生的反射光，由該光學偵測器偵測該反射光以產生一光偵測訊號，而該控制單元透過該光偵測訊號，依據所選擇的模式，可計算出對應的結果，故可利用單一可攜式電子裝置可達成多項功能，以增加使用上的便利性。

Description

可攜式電子裝置的控制方法

本發明為一種可攜式電子裝置的控制方法，係指一種利用光源配合光學偵測器來執行多種功能的可攜式電子裝置之控制方法。

可攜式電子裝置由於其便於攜帶，故隨著科技的進步已發展出許多更便於使用者隨時隨地使用的功能，除了具有通訊功能的行動電話之外，還個別發展出如血糖檢測裝置、心跳偵測裝置、血氧濃度偵測裝置、酒精濃度偵測裝置、遙控器等等，該等電子裝置的個別功能均係透過光源配合光學偵測器來達成。使用者若想使用該些功能，則必須同時擁有多項可攜式電子裝置，故需花費較多成本，且大量的可攜式電子裝置不但反而不便於攜帶，因此，現有技術的可攜式電子裝置仍具有其缺陷。

有鑑於此，本發明係將現有技術的功能加以整合，以期在可攜式電子裝置中可使用相同元件來執行不同功能。

為達到上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為設計一種可攜式電子裝置的控制方法，其包含以下步驟： （a）設定一模式； （b）依據所設定之該模式接收光線並產生對應的光偵測訊號； （c）判斷所述光偵測訊號是否符合一條件； （d）若符合該條件，依所設定之該模式對該光偵測訊號進行計算並輸出結果。

進一步而言，其中步驟a進一步包含依據所設定之該模式驅動至少一光源，且步驟b進一步接收所述光源之反射光並產生對應的光偵測訊號。

又進一步而言，其中步驟c之該條件係為判斷已產生之光偵測訊號是否達一預定次數。

又進一步而言，其中步驟c之該條件係為判斷所產生的光偵測訊號是否為有效訊號。

本發明的優點在於，透過選定不同的模式來獲得不同的結果，本發明之可攜式電子裝置可依需求提供不同的功能，更可依需求同時提供多種不同的功能，則使用者僅需攜帶單一可攜式電子裝置，亦可隨時隨地使用多樣化的性能，不但可節省購買成本，亦可增加使用上的便利性。

以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。圖式中藉由行動電話的外形為可攜式電子裝置來說明本發明的內容，但行動電話可替代為其他可能的可攜式電子裝置，例如平板電腦、或智慧型手錶及智慧型眼鏡等穿戴式電子裝置。

請參閱圖1所示，本發明之可攜式電子裝置包含有至少一切換單元10、一光學偵測器20、至少一光源30及一控制單元40。

所述切換單元10可為顯示於一顯示器101上的應用程式電腦圖像，該顯示器101可具有一背光模組102，不同的切換單元10（如第一切換單元10A、第二切換單元10B）對應不同的功能模式，當各切換單元10被觸發時（如使用者之手指點選任一電腦圖像），可攜式電子裝置將會進入對應的功能模式。所述切換單元10除了以電腦圖像的方式呈現外，亦可為實體按鍵設置於可攜式電子裝置上，同樣可供使用者切換所需的功能。

請參閱圖1及圖2所示，所述光學偵測器20包含有至少一光偵測單元21及至少一驅動單元22，各驅動單元22與相對應之光源30相連接以驅動之。所述光偵測單元21透過可攜式電子裝置上預設的孔洞而可接收光線產生光學偵測訊號，所述光源30透過可攜式電子裝置上預設的孔洞而可投射光至可攜式電子裝置之外，所述光偵測單元21、所述光源30及所述驅動單元22的數量可視功能需求而定，所述光偵測單元21及所述光源30的位置關係亦可視功能需求而定。進一步而言，光源30與光學偵測器20可整合在一積體電路封裝。圖1所示為一光源30搭配二光偵測單元21，該光源30設於該二光偵測單元21之間，但圖1所示僅為本發明其中一種具體實施例，並非用以限定本發明。在較佳實施例中，所述光學偵測器20包含了多個光偵測單元21、時序控制器TC，放大器AMP、主動增益控制器AGC、類比數位轉換器ADC、數位濾波器DF、多工器MUX、控制暫存器CR、資料暫存器DR、中斷介面II、傳收介面TSI、光源控制器LC、振盪器OSC、偏壓電路BC以及溫度偵測器TS。光偵測單元21用以偵測光而產生前述的光學偵測訊號。放大器AMP用以放大光學偵測訊號，其增益能力可藉由主動增益控制器AGC來調整。主動增益控制器AGC可藉由調整放大器AMP的增益以及光偵測單元21的積分時間”integration time”來使處理過的光學偵測訊號達到所須的亮度。類比數位轉換器ADC將放大後的光學偵測訊號轉換為數位訊號。數位濾波器DF用以過濾雜訊。時序控制器TC用以管理光學偵測器20中各元件的時序。溫度偵測器TS用以偵測溫度。偏壓電路BC是類比電路的偏壓來源。振盪器OSC是時脈來源。光源控制器LC用以控制前述的內部光源或外部光源。控制暫存器CR、資料暫存器DR分別用以儲存命令以及偵測結果。傳收介面TSI用以與該控制單元40傳收命令或資料。中斷介面II用以通知該控制單元40儲存空間的狀態，以決定資料的傳收。

本發明之可攜式電子裝置實施時，可依照使用者選擇的模式不同而有不同的實施流程。

本發明其中一種實施流程如圖3配合圖1及圖2所示，使用者透過該切換單元10來選擇所需要的模式後（S11），該控制單元40下指令到光學偵測器20，以令相對應之驅動單元22驅動相對應之光源30（S12），該光源30之光線照射到物件所產生的反射光被相對應的光偵測單元21所接收並產生光偵測訊號（S13），所產生的光偵測訊號可儲存在該資料暫存器DR中，該控制單元40讀取該資料暫存器DR所儲存之光偵測訊號後，判斷所產生的光偵測訊號是否為有效訊號（S14）；若非有效訊號，則回到接收光偵測訊號的步驟（S13）；若為有效訊號，則停止驅動該光源（S15），該控制單元40依據使用者所選擇的模式，根據所收到的光偵測訊號來計算所欲輸出的參數（S16），並依據所選擇的模式來輸出計算結果。

具體而言，由於心臟在收縮時會將血液送到全身，而擴張時血液會回流到心臟，故透過該第一切換單元10A選擇血壓偵測模式、心跳偵測模式、血管硬化偵測模式、或血管阻塞偵測模式，該光源30提供一第一光線，該第一光線投射至使用者的手指，該光學偵測器20之光偵測單元21接收第一光線之反射光而產生血液偵測訊號；當進行血壓偵測模式時，該控制單元40根據此血液偵測訊號，透過相對應的演算法計算後獲得血壓值；當進行心跳偵測模式時，該控制單元40根據此血液偵測訊號進行傅立葉轉換後產生頻譜，並根據此頻譜獲得心跳數；當進行血管硬化偵測模式或血管阻塞模式時，該控制單元40可以使用現有的處理機制去處理該血液偵測信號，以獲得血管硬化程度或血管阻塞指數。意即，將光學偵測器20產生的血液偵測信號經由不同的演算法處理，即可以獲得不同的生理指數。由於此類技術可藉由許多不同的方法達成且為公開的技術，故在此不再贅述。而上述各項偵測模式，在較佳實施例中之光源30可使用波長為400～1000奈米（nm）的光源，更佳者可為波長550奈米（nm），而第一切換單元10A可同時啟動血壓偵測模式、心跳偵測模式、血管硬化偵測模式、及血管阻塞偵測模式，上述各項偵測模式分別由不同的切換單元10加以個別啟動。

進一步而言，若該可攜式電子裝置可提供血氧偵測模式，則需具有兩個發出不同波長的第一光源30A與第二光源30B（如圖4A及圖4B所示），較佳者為660奈米（nm）的紅光光源與940奈米（nm）的紅外光光源，透過一第二切換單元10B切換至血氧偵測模式，來驅動第一光源30A及第二光源30B，第一光源30A及第二光源30B所分別發射出之第一及第二光線L投射至使用者的手指F，該光學偵測器20接收第一光線及第二光線之反射光而產生血氧偵測訊號，由於不同波長的光打到含氧的血及不含氧的血所反射的光的能量不同，該控制單元40可以使用現有的處理機制去處理該血氧偵測信號，以獲得血氧飽和度。在較佳實施例中，該光學偵測器20具有二個不同的光學偵測單元21來分別接收不同波長的第一光線及第二光線，或該光學偵測器20僅具有單一光學偵測單元21，則第一光源30A及第二光源30B輪流開啟，使該光學偵測單元21依序接收不同波長的第一光線及第二光線。其中該第一光源30A可獨立設置，而該光學偵測器20與該第二光源30B整合在一積體電路封裝（如圖4A所示）；或該第一光源30A、該第二光源30B及該光學偵測器20整合在一積體電路封裝（如圖4B所示）。

再進一步而言，若欲使用酒精偵測模式時，透過一第二切換單10B切換至酒精偵測模式，該光源30提供一第一光線，該第一光線投射至使用者呼出的氣體而產生反射光，該光學偵測器20之光偵測單元21接收第一光線之反射光而產生酒精偵測訊號，該控制單元40根據此酒精偵測訊號與一預設資料進行分析比對，以計算出酒精濃度，該預設資料可為對應一般呼出氣體不含酒精時所產生的光偵測訊號，在較佳實施例中，該光源30可使用波長為850奈米（nm）的紅外光光源。由於酒精會吸收特定波長的紅外光，光源30發射紅外光經過呼出的氣體，若氣體中有含酒精則紅外光將被吸收，此時光學偵測器20所輸出的數值會比沒有被酒精吸收的數值來的低。利用上述的測量方法，進行酒精濃度的定量分析，即可計算出酒精濃度。

本發明其中一種實施流程如圖5配合圖1及圖2所示，使用者透過該切換單元10來選擇所需要的模式後（S21），該控制單元40下指令到光學偵測器20，以令相對應之驅動單元22驅動相對應之光源30（S22），該光源30之光線照射到物件所產生的反射光被相對應的光偵測單元21所接收並產生光偵測訊號（S23），所產生的光偵測訊號可儲存在該資料暫存器DR中，該控制單元40讀取該資料暫存器DR所儲存之光偵測訊號後，判斷所產生的光偵測訊號是否為以達預定次數（S24）；若尚未達到預定次數，則回到接收並產生光偵測訊號的步驟（S23）；若已達到預定次數，則停止驅動該光源（S25），該控制單元40依據使用者所選擇的模式，根據所收到的光偵測訊號來計算所欲輸出的參數（S26），並依據所選擇的模式來輸出計算結果或調整其他元件。

具體而言，若透過第二切換單元10B選擇接近偵測模式，或可攜式電子裝置在特定情形下可不透過切換單元10而依據特定應用程式的執行來直接啟動接近偵測模式（例如語音通話中），進一步偵測是否有物體接近可攜式電子裝置表面，該光源30提供一第一光線，若有物體接近時，該第一光線投射到該物體表面並形成反射光，該光學偵測器20之光偵測單元21接收第一光線之反射光而產生接近偵測訊號，當物體越靠近，則反射光的強度越大，而該控制單元40可進一步藉由接近偵測訊號的值來判斷是否有物體接近。在較佳實施例中，可攜式電子裝置可在語音通話時自動進入接近偵測模式，在偵測例如人臉的大面積物件接近時，則關閉手機的觸控偵測。

進一步而言，可攜式電子裝置可提供手勢偵測模式，其利用一光源30搭配一光學偵測單元21，當透過第二切換單元10B選擇手勢偵測模式，光源30投射光，光學偵測單元21依照有無接收到反射光來判斷是否有手勢產生，此時可作為開關切換，來開啟或關閉可攜式電子裝置之特定功能。

進一步而言，若可攜式電子裝置提供手勢偵測模式，則需具有一第一光源30A及一第二光源30B（如圖4所示）搭配一光學偵測單元21、或可具有一光源30搭配二光學偵測單元21。若為二光源搭配一光學偵測單元，則當透過第二切換單元10B選擇手勢偵測模式時，當手指F移動時，第一光源30A和第二光源30B會不斷的投射光到手指F上而產生反射光，因為兩光源30A、30B是輪流發光，因此光學偵測器20的單一光學偵測單元21是依光源30A、30B的發光順序接收到手指F對於這兩個光源30A、30B的反射光，根據各光源30A、30B發光的順序，並對應該光學偵測單元21偵測的結果，將可獲得兩個不同相位的反射光波形，例如，在第一光源30A發光時，光學偵測器20所偵測到的訊號即屬於第一波形，在第二光源30B發光時，光學偵測器20所偵測到的訊號即屬於第二波形，而控制單元40可根據這兩個反射光的相位關係(領先或落後)來判斷手指F的移動。若為單一光源搭配二光學偵測單元，當手指F移動時，光源30會不斷的投射光到手指F上而產生反射光，由於愈靠近手指F的光學偵測單元21收到的反射光強度愈大，因此各光學偵測單元21接收到的反射光資訊即可被用來判斷手指的位置或移動， 其中，各光學偵測單元21所接收到的反射光被轉換成光學偵測器20的輸出，供控制單元40判斷手指的移動。手勢的操作可以是以手指，手掌，或手來進行。舉例來說，可以光學偵測器20中整個光學偵測單元陣列來偵測影像，然後以影像計算出手指的位置和移動軌跡。若是用第一光源30A和第二光源30B，配合光學偵測器20具有單一光學偵測單元21，則能做一軸方向的手勢判斷，例如手由左到右或右到左移動；若是配合光學偵測器20具有至少3個光學偵測單元21，則可做上下左右四個方向的手勢判斷；若是光學偵測器20具有光學偵測單元21陣列(例如8乘8的陣列)，則可以由此光學偵測單元21陣列所偵測的影像計算出手指的位置和移動軌跡，但手勢可做的動作不侷限上述。由於此類技術有相當多種做法且為公開的技術，故在此不再贅述。

本發明其中一種實施流程如圖6配合圖1及圖2所示，使用者透過該切換單元10來選擇所需要的模式後（S31），該控制單元40下指令到光學偵測器20，相對應的光偵測單元21所接收並產生光偵測訊號（S32），所產生的光偵測訊號可儲存在該資料暫存器DR中，該控制單元40讀取該資料暫存器DR所儲存之光偵測訊號後，判斷所產生的光偵測訊號是否為以達預定次數（S33）；若尚未達到預定次數，則回到接收並產生光偵測訊號的步驟（S32）；若已達到預定次數，則該控制單元40依據使用者所選擇的模式，根據所收到的光偵測訊號來計算所欲輸出的參數（S34），並依據所選擇的模式來輸出計算結果或調整其他元件。

具體而言，若透過第二切換單元10B選擇紫外光偵測模式，則光學偵測器20之光偵測單元21接收環境光中的紫外光，並產生紫外光偵測訊號，該控制單元40透過所產生的紫外光偵測訊號，來計算目前環境光中的紫外光強度，並輸出計算結果，使用者可依據紫外光強度等級來判斷外出的裝備或是否外出。關於如何偵測紫外光有相當多種做法且為公開的技術，故在此不再贅述。

進一步而言，若可攜式電子裝置提供色彩偵測模式，則需具備至少三個光偵測單元21分別用以偵測紅光、綠光、及藍光，當透過第二切換單元10B選擇色彩偵測模式、或可攜式電子裝置在顯示器101被喚醒時自動啟動色彩偵測模式，則該三個光偵測單元21接收並產生色彩偵測訊號，該控制單元40透過所產生的色彩偵測訊號，來計算目前環境光中的紅光、綠光、及藍光的比例，並進一步調整顯示器101之一背光模組102的發光色彩對比度。藉由色彩偵測模式，可使得顯示器101之背光模組102的發光色彩對比度隨著環境光的色調而改變，則提供較佳的視覺效果。關於如何偵測環境光之色彩以及控制背光模組有相當多種做法且為公開的技術，故在此不再贅述。

再進一步而言，若透過第二切換單元10B選擇環境光偵測模式，或可攜式電子裝置在顯示器101被喚醒時自動啟動環境光偵測模式，光學偵測器20偵測環境光的強度，光偵測單元21接收並產生環境光偵測訊號，該控制單元40透過所產生的環境光偵測訊號，來計算目前環境光的強度，並進一步調整顯示器101之背光模組102的發光強度。藉由環境光偵測模式，可使得顯示器101之背光模組102的發光強度隨著環境光的強度而改變，則提供較佳的視覺效果。關於如何偵測環境光以及控制背光模組有相當多種做法且為公開的技術，故在此不再贅述。

綜上所述，本發明之可攜式電子裝置可透過切換單元10來切換為不同的偵測模式，並透過光源30及光學偵測器20的配合，來達到不同的偵測功能，提供不同的偵測結果，以便於使用者利用單一可攜式電子裝置即可使用多種不同的功能，進而增加使用便利性。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧切換單元
101‧‧‧顯示器
102‧‧‧背光模組
10A‧‧‧第一切換單元
10B‧‧‧第二切換單元
20‧‧‧光學偵測器
21‧‧‧光偵測單元
22‧‧‧驅動單元
30、30A、30B‧‧‧光源
40‧‧‧控制單元
TC‧‧‧時序控制器
AMP‧‧‧放大器
AGC‧‧‧主動增益控制器
ADC‧‧‧類比數位轉換器
DF‧‧‧數位濾波器
MUX‧‧‧多工器
CR‧‧‧控制暫存器
DR‧‧‧資料暫存器
II‧‧‧中斷介面
TSI‧‧‧傳收介面
LC‧‧‧光源控制器
OSC‧‧‧振盪器
BC‧‧‧偏壓電路
TS‧‧‧溫度偵測器

圖1為本發明之示意圖。 圖2為本發明之光學偵測器之電路示意圖。 圖3為本發明之第一實施方法之流程圖。 圖4A及圖4B為本發明之光學偵測器與光源對應手指使用時之示意圖。 圖5為本發明之第二實施方法之流程圖。 圖6為本發明之第三實施方法之流程圖。

Claims (10)

1. 一種可攜式電子裝置的控制方法，其包含以下步驟： （a）設定一模式； （b）依據所設定之該模式接收光線並產生對應的光偵測訊號； （c）判斷所述光偵測訊號是否符合一條件； （d）若符合該條件，依所設定之該模式對該光偵測訊號進行計算並輸出結果。
2. 如請求項1所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中步驟a進一步包含依據所設定之該模式驅動至少一光源，且步驟b進一步接收所述光源之反射光並產生對應的光偵測訊號。
3. 如請求項1或2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中步驟c之該條件係為判斷已產生之光偵測訊號是否達一預定次數。
4. 如請求項1或2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中步驟c之該條件係為判斷所產生的光偵測訊號是否為有效訊號。
5. 如請求項2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中若符合該條件，則停止驅動所述光源並進入步驟d。
6. 如請求項2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中所述之模式為一血氧偵測模式，所述光源為兩個發出不同波長的一第一光源及一第二光源，在該血氧偵測模式下該第一及第二光源被輪流驅動，步驟b中所接收之光線為該第一及第二光源照射至人體後之反射光。
7. 如請求項2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中所述之模式為一手勢偵測模式，步驟b中所接收之光線為所述光源照射至物件後之反射光，步驟d依照該光偵測訊號所輸出結果為手勢判斷。
8. 如請求項7所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中所述光源包含一第一光源及一第二光源，在該手勢偵測模式下該第一光源及第二光源被輪流驅動。
9. 如請求項1所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中該模式包含有紫外光偵測模式、色彩偵測模式或環境光偵測模式，其中前述各模式在步驟b中所接收之光線為環境光。
10. 如請求項2所述之可攜式電子裝置的控制方法，其中該模式包含有血壓偵測模式、心跳偵測模式、血管硬化偵測模式、血管阻塞偵測模式、酒精偵測模式或接近偵測模式，其中前述各模式在步驟b中所接收之光線為所述光源照射至物件後之反射光。