TWI433017B - 電子裝置及其相關控制方法 - Google Patents

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TWI433017B TW099127713A TW99127713A TWI433017B TW I433017 B TWI433017 B TW I433017B TW 099127713 A TW099127713 A TW 099127713A TW 99127713 A TW99127713 A TW 99127713A TW I433017 B TWI433017 B TW I433017B
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Yung Tsung Chen
pei hao Huang
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Description

電子裝置及其相關控制方法
本發明係有關於一種電子裝置及其相關控制方法，尤指一種將一感測單元設置在靠近聲音輸出裝置(例如，揚聲器或受話器)的位置來感測是否接收到使用者碰觸所帶來的電容量變化，藉以取代原本的鄰近感測器之電子裝置及其相關控制方法。
在現今各式消費性電子產品市場中，個人數位助理(PDA)、行動電話(mobile Phone)及PDA手機等手持式電子裝置皆已廣泛使用觸控面板(touch panel)作為其資料溝通的界面工具。然而，就行動電話而言，在使用者使用行動電話來進行通話時，常會因為人耳或人臉太靠近觸控面板而造成誤觸觸控面板的觸控功能。如此一來，常會因為誤觸動作而造成使用者的困擾。
為了能夠降低使用者因為誤觸所造成的困擾，目前市面上的手持式電子裝置通常會利用一個鄰近感測器(proximity sensor)來偵測手持式電子裝置與人耳、人臉等物件之距離，來達成按鍵效果以執行自動關閉觸控面板及/或顯示面板背光等相關控制功能。然而，目前鄰近感測器在技術上有感測範圍過小的問題，所以在擺放的位置上有諸多限制。此外，鄰近感測器係為一光學元件，其表面必需透光，所以覆蓋板(cover plate)的顏色需要特別考量，這會使得行動電話之面板的顏色設計不一致而影響到美觀。再者，鄰近感測器的單價高，對於製造廠商而言將會造成製造成本上的負擔。
因此，如何來提升手持式電子裝置的便利性、增加手持式電子裝置更多的附加功能以及節省成本，亦是本設計領域的重要課題之一。
因此，本發明的目的之一在於提出一種電子裝置及其相關控制方法，以解決上述之問題。
因此，本發明的目的之一在於提出一種電子裝置，其係利用感測單元搭配簡單的充放電電路以及處理電路，來取代原本的鄰近感測器以達到螢幕關閉功能。
本發明係揭露一種電子裝置，包含有：感測單元、充放電電路以及處理電路。感測單元用以感測是否接收到一物件之碰觸。充放電電路係耦接於感測單元，其中充放電電路以及感測單元係根據一週期性脈衝來進行週期性地充電與放電，並輸出一感測電壓。處理電路係耦接於感測單元以及充放電電路，處理電路包含有控制單元、偵測單元、判斷單元以及執行單元。控制單元提供該週期性脈衝給感測單元以及充放電電路。偵測單元用來偵測感測電壓，並根據感測電壓來決定一充電時間，其中充電時間係為感測電壓到達一預定電壓的時間。判斷單元係耦接於偵測單元，用來根據充電時間來決定是否觸發一中斷請求。執行單元係耦接於判斷單元，用來於接收到中斷請求時，執行一特定應用功能。
本發明另揭露一種控制一電子裝置的模式之方法，該電子裝置包含有用以感測是否接收到一物件之碰觸之一感測單元以及一充放電電路。該方法包含有以下步驟：提供一週期性脈衝給該感測單元以及該充放電電路；根據該週期性脈衝來對充放電電路以及該感測單元進行週期性地充電與放電，以輸出一感測電壓；偵測該感測電壓，並根據該感測電壓來決定一充電時間，其中該充電時間係為該感測電壓到達一預定電壓的時間；根據該充電時間來決定是否觸發一中斷請求；以及於接收到該中斷請求時，執行一特定應用功能。
請參考第1圖，第1圖為本發明電子裝置100之第一實施例的示意圖。如第1圖所示，電子裝置100包含有一感測單元110、一覆蓋板(cover plate)120、一外殼(housing)130以及一聲音輸出裝置140，其中聲音輸出裝置140係用來輸出一音訊訊號，可由一揚聲器或一受話器(receiver)來實現之，而覆蓋板120則係設置在電子裝置100的顯示面板或者觸控面板(圖未示出)的最外層，用來保護電子裝置100。於本實施例中，外殼130具有一容納空間132來容納聲音輸出裝置140，而感測單元110係由一導電層，例如，一金屬片(如：一銅箔片)或一導電材料層來實作，且此導電層係可以貼附或者內嵌的方式設置在外殼130之內表面的一特定區域DA1上，且特定區域DA1係緊鄰容納空間132，如第1圖所示。如此一來，感測單元110便可藉由直接接觸的方式或者間接感應的方式來感測是否接收到一使用者，如：人耳、人臉等導電物件之碰觸。
請參考第2圖，第2圖為本發明電子裝置200之第二實施例的示意圖。於本實施例中，電子裝置200包含有一感測單元110、一覆蓋板220、一外殼230以及一聲音輸出裝置140。第2圖中的電子裝置200之架構係與第1圖所示之電子裝置100類似，兩者不同之處在於電子裝置200之覆蓋板220具有一凹洞222以形成一容納空間來容納聲音輸出裝置140，而感測單元110亦由一導電層，例如，一金屬片(如：一銅箔片)或一導電材料層來實作，但此導電層係可以貼附或者內嵌的方式設置在覆蓋板220之內表面的一特定區域DA2上，且特定區域DA2係緊鄰凹洞222，如第2圖所示。此外，由於感測單元110並非為光學元件，因此可在設置感測單元110的特定區域DA2上塗佈一層有色材質，以求電子裝置200之表面顏色設計一致而符合美觀的需求。如此一來，感測單元110便可藉由直接接觸的方式或者間接感應的方式來感測是否接收到一使用者，如：人耳、人臉等導電物件之碰觸。
由第1圖以及第2圖可得知，感測單元110的設置位置並不侷限，但以設置在靠近人耳接聽處的位置較佳，亦即以靠近聲音輸出裝置140的擺放位置向四周圍延伸為感測單元110的最佳設置位置(例如，特定區域DA1、DA2)。此外，感測單元110的大小以及形狀並非本發明之限制條件。
請一併參考第3圖以及第1圖(或者第2圖)，第3圖為第1圖或第2圖所示之電子裝置100/200之一範例實施例的功能方塊圖。如第3圖所示，電子裝置100/200包含有(但不侷限於)一感測單元110、一充放電電路310以及一處理電路320。充放電電路310係耦接於感測單元110，其中充放電電路310以及感測單元110係根據一週期性脈衝(periodic pulse) Spp來進行週期性地充電與放電，並輸出一感測電壓Vs。處理電路320係耦接於感測單元110以及充放電電路310，處理電路320包含有控制單元330、偵測單元340、判斷單元350以及執行單元360。其中，控制單元330係提供週期性脈衝Spp給感測單元110以及充放電電路310。偵測單元340則用來偵測感測電壓Vs，並根據感測電壓Vs來決定一充電時間tc，此處的充電時間tc係指感測電壓Vs到達一預定電壓VD (例如，5伏特)所需要的時間。判斷單元350則係耦接於偵測單元340，用來根據充電時間tc來決定是否觸發一中斷請求INT。最後，執行單元360係耦接於判斷單元350，用來於接收到中斷請求INT時，執行一特定應用功能AP。
於本實施例中，充放電電路310係由一充電電容Ccharge所實現，但本發明並不侷限於此。於其他的實施例中，亦可採用一充電電容搭配一電阻元件來實現充放電電路310。熟知此項技藝者應可了解，在不違背本發明之精神的情況下，充放電電路310的組成元件之各種變化皆是可行的。
請注意，上述之電子裝置100/200係可為一手機(mobile phone)、一個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、一個人數位助理手機(PDA phone)、一智慧型手機(smart phone)，但本發明並不侷限於此，亦可為其它種類之行動電子裝置。此外，上述之處理電路320可由一中央處理單元或者一微處理器來實現之，且可搭配一GPIO接腳來接收並偵測感測電壓Vs，但本發明並不侷限於此。再者，上述之特定應用功能AP係可為一觸控面板及/或一顯示面板背光之關閉功能或其相關之控制功能，然熟知此項技藝者應可了解，特定應用功能AP之各種變化皆是可行的，可視實際需求而設計之。
值得注意的是，感測單元110具有一虛擬電容Cvir，當感測單元110未接收到一使用者碰觸時，感測單元110之虛擬電容Cvir具有一第一電容量C1；而當感測單元110接收到一使用者碰觸時，虛擬電容Cvir具有一第二電容量C2，且第二電容量C2係大於第一電容量C1，也就是說虛擬電容Cvir的電容量會改變。換句話說，當感測單元110未接收到一使用者碰觸時，此時充放電電路310以及感測單元110所構成的等效電容量會等於Ccharge+C1；而當感測單元110接收到一使用者碰觸時，此時充放電電路310以及感測單元110所構成的等效電容量會等於Ccharge+C2(且C2>C1)。由於等效電容量改變了，則感測電壓Vs到達預定電壓VD 所需要的充電時間tc也會跟著改變，因此判斷單元350便可藉由充電時間tc的大小來判斷感測單元110是否有接收到一使用者碰觸，以決定是否要觸發中斷請求INT。
請一併參考第4圖以及第3圖，第4圖為第3圖所示之偵測單元340在放電階段內以及充電階段內(包含未接收到使用者碰觸以及接收到使用者碰觸的情況下)所偵測到之感測電壓Vs的訊號波形圖。首先，先進行一初始化動作，因此在放電階段內，先將感測單元110的導電層透過放電路徑將電荷放盡，如第4圖中的第一曲線S1所示。接著，充電階段將分兩種情況來進行說明：在使用者的耳朵或人臉並未觸碰到電子裝置100/200上的感測單元110的情況下(亦即，未接收到使用者碰觸)，由於控制單元330會提供週期性脈衝Spp給感測單元110以及充放電電路310，使其進行週期性地充電與放電，而此時充放電電路310以及感測單元110所構成的等效電容量係等於Ccharge+C1，因此偵測單元340所偵測到的感測電壓Vs會在一段時間t1之內便充電到達預定電位VD ，如第4圖中的第二曲線S2所示。而在使用者的耳朵或人臉碰觸到電子裝置100/200上的感測單元110的情況下(亦即，接收到使用者碰觸)，會因為使用者的耳朵或人臉的碰觸而改變了充放電電路310以及感測單元110所構成的等效電容量(此時，等效電容量等於Ccharge+C2)，因此將改變感測電壓Vs到達預定電壓VD 的充電時間tc。如此一來，偵測單元340所偵測到的感測電壓Vs便需要經過一段時間t2之後才能夠充電到達預定電位VD ，如第4圖中的第三曲線S3所示。
簡言之，在使用者的耳朵或人臉並未碰觸到電子裝置100/200上的感測單元110的情況下，偵測單元340所偵測到的感測電壓Vs會在一段時間t1之內便充電到達預定電位VD ，此時判斷單元350(可由一比較器來實現之)會將充電時間tc與一臨界值TH進行比較，由於充電時間tc係不大於臨界值TH(tc=t1＜TH)，因此判斷單元350並不會觸發中斷請求INT，此時執行單元360並不會執行特定應用功能AP；而在使用者的耳朵或人臉碰觸到電子裝置100/200上的感測單元110的情況下，偵測單元340所偵測到的感測電壓Vs會在一段時間t2之後才會充電到達預定電位VD ，此時判斷單元350同樣會將充電時間tc與臨界值TH進行比較，由於充電時間tc係大於臨界值TH(tc=t2＞TH)，因此判斷單元350會觸發中斷請求INT，接著執行單元360會執行特定應用功能AP。如此一來，電子裝置100/200便可利用感測單元110搭配簡單的充放電電路310以及處理電路320，來達到自動關閉觸控面板及/或顯示面板背光(亦即，執行特定應用功能AP)的目的，並進而提升電子裝置100/200的附加功能以及帶給使用者更多的便利性。
請參考第5圖，第5圖為本發明控制一電子裝置的模式之方法之一操作範例的流程圖，該電子裝置包含有一感測單元以及一充放電電路。該方法包含以下的步驟(請注意，假若可得到大致相同的結果，則下列步驟並非限定要依據第5圖所示之順序來執行)：
步驟500：開始。
步驟502：提供一週期性脈衝給該感測單元以及該充放電電路。
步驟504：根據該週期性脈衝來對充放電電路以及該感測單元進行週期性地充電與放電，以輸出一感測電壓。
步驟506：偵測該感測電壓，並根據該感測電壓來決定一充電時間，其中該充電時間係為該感測電壓到達一預定電壓的時間。
步驟508：根據該充電時間來決定是否觸發一中斷請求。當充電時間係大於該臨界值時，執行步驟520；否則，執行步驟510。
步驟510：不觸發中斷請求。
步驟520：觸發中斷請求。
步驟522：於接收到該中斷請求時，執行一特定應用功能。
關於第5圖所示之各步驟請搭配第1圖(或第2圖)、第3圖所示之各元件以及第4圖的訊號波形圖，即可了解各元件之間如何運作，而為了說明書內容簡潔起見，故第5圖中各步驟的操作便不再贅述。其中，步驟510係表示電子裝置100/200之感測單元110並未接收到一使用者碰觸的情況，而步驟520～522則係表示電子裝置100/200之感測單元110接收到一使用者碰觸的情況。
上述流程之步驟僅為本發明所舉可行的實施例，並非限制本發明的限制條件，且在不違背本發明之精神的情況下，該方法可另包含其它的中間步驟或者可將幾個步驟合併成單一步驟，以做適當之變化。
以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。由上可知，本發明提供一種電子裝置及其相關控制方法。透過一個感測單元(可由設置在靠近人耳接聽處的導電層來實作)並搭配簡單的充放電電路以及處理電路，來感測使用者的耳朵或人臉是否靠近電子裝置(亦即，是否接收到一使用者碰觸)，如此一來，便可以取代原本的鄰近感測器以達到自動關閉觸控面板及/或顯示面板背光之目的。由於導電材質的形狀大小並不受限，因此可以增加導電層的面積來提升其感測範圍，以避免無法感測到的缺點。此外，由於感測單元並非為光學元件，因此可在設置感測單元的特定區域上塗佈一層有色材質，以求電子裝置之表面顏色設計一致而符合美觀的需求。且由於銅箔等導電材質的價格低廉，因此可進一步節省電子裝置的製造成本並能夠賦予其更多的附加功能，以帶給使用者更多的便利性。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200．．．電子裝置
110．．．感測單元
120、220．．．覆蓋板
130、230．．．外殼
140．．．聲音輸出裝置
132．．．容納空間
222．．．凹洞
DA1、DA2．．．特定區域
310．．．充放電電路
320．．．處理電路
330．．．控制單元
340．．．偵測單元
350．．．判斷單元
360．．．執行單元
Ccharge．．．充電電容
Cvir．．．虛擬電容
Spp．．．週期性脈衝
Vs．．．感測電壓
tc．．．充電時間
TH．．．臨界值
INT．．．中斷請求
AP．．．特定應用功能
S1、S2、S3．．．曲線
VD ．．．預定電壓
t1、t2．．．時間
500～522．．．步驟
第1圖為本發明電子裝置之第一實施例的示意圖。
第2圖為本發明電子裝置之第二實施例的示意圖。
第3圖為第1圖或第2圖所示之電子裝置之一範例實施例的功能方塊圖。
第4圖為第3圖所示之偵測單元在放電階段內以及充電階段內(包含未接收到使用者碰觸以及接收到使用者碰觸的情況下)所偵測到之感測電壓的訊號波形圖。
第5圖為本發明控制一電子裝置的模式之方法之一操作範例的流程圖。
100、200．．．電子裝置
110．．．感測單元
310．．．充放電電路
320．．．處理電路
330．．．控制單元
340．．．偵測單元
350．．．判斷單元
360．．．執行單元
Ccharge．．．充電電容
Cvir．．．虛擬電容
Spp．．．週期性脈衝
Vs．．．感測電壓
tc．．．充電時間
TH．．．臨界值
INT．．．中斷請求
AP．．．特定應用功能

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，包含有：一顯示面板與一觸控面板；一聲音輸出裝置，設置於一容納空間中；一導電層，緊鄰該聲音輸出裝置，用以感測是否接收到一物件之碰觸；一充放電電路，耦接於該導電層，其中該充放電電路以及該導電層係根據一週期性脈衝(periodic pulse)來進行週期性地充電與放電，並輸出一感測電壓；以及一處理電路，耦接於該導電層以及該充放電電路，該處理電路包含有：一控制單元，用來提供該週期性脈衝給該導電層以及該充放電電路；一偵測單元，用來偵測該感測電壓，並根據該感測電壓來決定一充電時間，其中該充電時間係為該感測電壓到達一預定電壓的時間；一判斷單元，耦接於該偵測單元，用來根據該充電時間來決定是否觸發一中斷請求；以及一執行單元，耦接於該判斷單元，用來於接收到該中斷請求時，執行一特定應用功能，其中該特定應用功能係為該觸控面板或該顯示面板之背光的關閉功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該充放電電路包含 有一充電電容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該導電層具有一虛擬電容，以及當該導電層接收到該物件之碰觸時，該虛擬電容的電容量會改變。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該判斷單元係將該充電時間與一臨界值進行比較；當該充電時間係大於該臨界值時，該判斷單元觸發該中斷請求；以及當該充電時間係不大於該臨界值時，該判斷單元不觸發該中斷請求。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其另包含：一外殼(housing)，具有該容納空間來容納該聲音輸出裝置；其中，該導電層設置於該外殼之內表面的一特定區域上，且該特定區域係緊鄰該容納空間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其另包含：一覆蓋板(cover plate)，設置在該顯示面板上，且具有一凹洞(cavity)以形成該容納空間來容納該聲音輸出裝置；其中，該導電層設置於該覆蓋板之內表面的一特定區域上，且該特定區域係緊鄰該凹洞。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該特定區域上塗佈有一層有色材質。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該導電層係為一金屬片。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其係為一手機(mobile phone)、一個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、一個 人數位助理手機(PDA phone)或者一智慧型手機(smart phone)。
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