TWI465058B - 近場通訊暨近接感應系統及其方法 - Google Patents

Description

近場通訊暨近接感應系統及其方法

本發明係關於為一種近場通訊系統，特別是關於一種近場通訊暨近接感應系統及其方法。

近場通訊(英語：Near Field Communication，NFC)，又稱近距離無線通訊，是一種短距離的高頻無線通訊技術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點資料傳輸，在十公分(3.9英吋)內交換資料。

這個技術由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來，由Philips和Sony共同研製開發，其基礎是RFID以及互連技術。近場通訊是一種短距高頻的無線電技術，在13.56MHz頻率執行於20公分距離內。其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。目前近場通訊已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190標準。NFC採用主動和被動兩種讀取模式。

近場通訊技術在目前已屬成熟的技術，其主要運用於商店的銷售時點系統(Point of Sales，POS)。

近年來，由於行動通訊裝置的方便性，已有廠商開始研發將近場通訊讀取裝置整合至行動通訊裝置的發展。其中，有兩個主要的系統整合方法：I.　將近場通訊讀取裝置所需的天線，設置於顯示面板的周圍。II.將近場通訊讀取裝置所需的天線，整合於觸控面板當中。

如蘋果公司所獲得的美國專利US7,928,965即為前述的第二種技術手段，其將近場通訊讀取裝置所需的天線，埋設於觸控面板當中。其運用時序切換的方式來切換觸控、近場通訊讀取裝置的動作，來達到整合觸控與近場通訊讀取功能於單一面板上。此種技術雖可整合兩種功能，不過，在近場通訊讀取功能啟動時，非常耗電。

無論是前述的第一種或第二種整合方式，都有如何達到省電的技術需求。因此，實有必要針對如何在具有觸控與近場通訊讀取功能的系統上，思索如何降低電力消耗，以達到在能源危機下對綠色電子產品的需求。

鑒於以上習知技術的問題，本發明提供一種面板裝置，包含：一近場通訊讀取裝置、一近接感應裝置、一控制單元。其中，近場通訊讀取裝置發射一無線訊號以與一近場通訊元件進行資訊交換後產生一元件訊息。近接感應裝置具有一個以上近接感應單元與一近接偵測電路，近接偵測電路驅動近接感應單元以偵測一物件接近時所產生之一近接感應訊號。控制單元，接收該近接感應訊號與該元件訊息，當該近接感應訊號大於一第一臨界值時，判斷該物件進入該近接感應區並計算物件與近接感應裝置之相對位置，接收該近場通訊讀取裝置所產生之該元件訊息，當接收到元件訊息時，判斷物件包含近場通訊元件，依據物件與近接感應裝置之相對位置與元件訊息產生一控制指令以控制目標裝置之動作。

本發明更提供一種近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，應用於一具有一近場通訊讀取裝置與一近接感應裝置之一系統，包含：偵測一物件進入該近接感應裝置之一近接感應區時所產生之一近接感應訊號。當該近接感應訊號大於一第一臨界值時，判斷該物件進入該近接感應區。當該物件包含一近場通訊元件時，該近場通訊讀取裝置讀取該近場通訊元件內含之一元件訊息。依據該元件訊息產生一控制指令以控制一目標裝置之動作。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

首先，請參考第1A圖，其為本發明之近接暨觸控偵測裝置電容感應偵測動作示意圖。在電容式觸控面板10上下有X軸電極11、Y軸電極13。當手指F1距離面板D1時，其感應量為I1；當手指F2距離面板D2時，其感應量為I2；當手指F3距離面板D3時，其感應量為I3；當手指F4距離面板D4時，其感應量為I4。由第1A圖中可明顯看出，D1>D2>D3>D4，而感應量則相反，I1<I2<I3<I4。因此，可以藉由此感應量的級距來反推距離的大小。本發明即運用了此一基本原理來進行三維觸碰偵測，同時，運用不同的臨界值來判斷觸碰(Touch)、懸停(Hovering)或者是近接(Proximity)。如此，運用本發明即可達到運用近接暨觸控偵測裝置來讓使用者以觸碰、懸停、近接等不同的控制方式來操控電子裝置。

接著，請參考第1B圖，其為本發明之近接暨觸控偵測裝置運用三階臨界值之電容感應偵測動作示意圖。由第1B圖中看出，本發明設定了三個不同的臨界值，分別為觸碰臨界值(Touch Threshold,T_T )、懸停臨界值(Hovering Threshold,T_H )與近接臨界值(Proximity Threshold,T_P )。其中，觸碰臨界值(T_T )相對大於懸停臨界值(T_H )，懸停臨界值(T_H )相對大於近接臨界值(T_P )。從字面的定義即可清楚明瞭，觸碰臨界值(T_T )係用來判斷物件是否進行觸碰控制動作，懸停臨界值(T_H )係用來判斷物件是否進行懸停控制動作，而近接臨界值(T_P )則是用來判斷物件是否進行近接控制動作。由於不同的控制動作，其相對的感應量會有差異，因此，本發明藉由此一臨界值的界定來進行不同控制動作的偵測區別。

請參考第2A圖，其為本發明之近近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第一實施例。此系統包含了幾個主要的元件：近場通訊讀取裝置30、近接感應裝置20A、控制單元40。此實施例係以控制單元40來接收近接感應裝置20A所傳送的近接感應訊號，並計算出物件70與近接感應裝置20A之相對位置，以及，接收近場通訊讀取裝置30所產生的元件訊息。近接感應裝置20A係依據懸停臨界值(Hovering Threshold,T_H )來產生懸停座標，依據觸碰臨界值(Touch Threshold,T_T )來產生觸碰座標。控制單元40係藉由近接感應訊號、懸停座標、觸碰座標等資訊的改變，而計算出前述的相對位置。相對位置可以是：近接移動軌跡、懸停移動軌跡、觸碰移動軌跡、懸停座標，觸碰座標、懸停區域座標群、放置區域座標群。

控制單元40再綜合此相對位置及元件訊息而產生一控制訊號，此控制訊號經由主控單元80控制目標裝置，亦即，顯示模組91與音頻模組92等。此外，控制單元40也可以近接感應裝置20A所產生的近接感應訊號來控制近場通訊讀取裝置30的啟閉，此一控制動作判斷，則由控制單元40所接收到近接感應裝置20A的偵測結果來判斷，例如，近接感應訊號大於近接臨界值，代表有物件接近，可以開啟近場通訊讀取裝置。

以省電控制之應用為例：當物件進入近接感應區時，近接感應裝置20A即產生近接感應訊號。藉由前述的近接臨界值(Proximity Threshold,T_P )判斷，即可確認有物件進入近接感應區。此時，控制單元40即可發出喚醒訊號，進而開啟近場通訊讀取裝置30，以使近場通訊讀取裝置30與近場通訊元件70進行資訊交換。其中，近場通訊讀取裝置30平時處於睡眠狀態，於接收喚醒訊號後，方開始進行工作，亦即，發射一無線訊號以與近場通訊元件70進行資訊交換後產生一元件訊息。此元件訊息即為對應近場通訊元件70內容的訊息，例如，近場通訊元件70的編號，或其代表之產品型態、成份、功效等等。

主控單元80則控制了顯示模組91與音頻模組92，在控制單元40確認近接感應裝置20A與近場通訊讀取裝置30讀取到近場通訊元件70的元件訊息後，即可依據近場通訊元件70與近接感應裝置20A的相對位置來進行目標裝置的各種控制。例如，可控制顯示模組91的顯示或者控制音頻模組92的聲音播放。

在近接偵測模式下，可進行較佳的省電控制動作，而能達到系統的整體省電效應。而在本發明中，更藉由在近接偵測模式下，可在平時無物件接近的狀態，即便系統處於顯示資料的狀態，達到省電的目的。此點，在手持行動裝置上更顯重要。

因此，在省電目的下，近場通訊讀取裝置30平時係處於睡眠狀態。而讓近場通訊讀取裝置30進入睡眠狀態所需的睡眠訊號，可由近場通訊讀取裝置30自行產生，或者，由外部產生(例如，由控制單元40產生或者，主控單元80產生，或者，外部的系統控制器產生)。近場通訊讀取裝置30則於控制單元40產生喚醒訊號後開始動作，經過一預設時間後，會接收睡眠訊號或自行進入睡眠狀態。此一預設時間，可以實際的人因工程的設計需求而定，例如，1毫秒至10秒。時間越短，省電效果越顯著，不過，未正確讀取的可能性就降低；時間越長，省電效果越不顯著。

除了以近接感應區的近接偵測來作為喚醒近場通訊讀取裝置30的方式外，本發明亦運用以懸停感應區來作為喚醒近場通訊讀取裝置30的機制。亦即，當物件進入懸停感應區且近接感應裝置20A所產生近接感應訊號大於懸停臨界值(Hovering Threshold,T_H )時，即可確認有物件進入懸停感應區。此時，控制單元40即可發出喚醒訊號，進而開啟近場通訊讀取裝置30，以使近場通訊讀取裝置30與近場通訊元件70進行資訊交換。

第2A圖的實施例，係近接感應裝置20A為具有近接感應區的面板，如以投射電容觸控面板(Projective capacitive touch panel)，亦即，近接感應單元，搭配可進行物件之近接偵測(Proximity detection)的積體電路(IC)，亦即，近接偵測電路，所構成之面板裝置。第2A圖中，近接感應裝置20A之感測器係由相互垂直的X軸、Y軸感測線21所構成的近接感測單元結構，每個節點22會構成感測節點，藉由偵測該點的電容改變量而偵測近接或觸碰等動作。

第2A圖係揭示了由主控單元80操控目標裝置，如顯示模組91或音頻模組92的實施例。實務上，亦可由控制單元40來直接控制目標裝置的動作。請參考第2B圖，其即揭示了此一連接關係。在此實施例中，係以控制單元40來接收近接感應裝置20A所傳送的近接感應訊號，並計算出近場通訊元件70與近接感應裝置20A之相對位置，以及，接收近場通訊讀取裝置30所產生的元件訊息。控制單元40再綜合此相對位置及元件訊息而產生一控制訊號，此控制訊號將直接控制目標裝置，亦即，顯示模組91與音頻模組92等。

第2A、2B圖揭示了以投射電容式觸控技術來達成近接感應的實施例。實務上，電容式亦可採用另外不同的近接感測器的布置方式，如第2C、2D圖所示。

接下來，請參考第2C、2D圖，其為另外兩種近接感應裝置20B、20C的實施例。第2C圖中，近接感應裝置20B採用了設於一顯示螢幕四周具有複數個近接感應天線之裝置，也就是，採用了近接感應器23、24各一對設計於顯示裝置的兩端。第2D圖中，近接感應裝置20C採用了一單導電層之互電容式近接感應面板，也就是，採用了多個近接感應器25排列成陣列的方式。

第2A~2D圖係均以電容式近接感應單元來達成近接感應功能的實施例。實務上，亦可採用其他可達到近接感應功能的近接感應裝置來執行。因此，近接感應裝置可以採用一雙導電層結構之互電容式近接感應裝置、一單導電層之互電容式近接感應裝置、由多個獨立感測單元以矩陣排列之互電容式近接感應裝置、設於一顯示螢幕四周具有複數個近接感應天線之裝置、一內嵌式近接感應裝置(內建於液晶顯示器當中顯示單元的電容式偵測架構)、一光學式近接感應裝置、一電磁式近接感應裝置等等不同的近接感應裝置等等。又例如，光學式近接感應裝置，採用多個紅外線收發器設置一透明玻璃下而構成，或者，採用一個攝影鏡頭設於透明玻璃下構成；或者，形成於液晶顯示器當中彩色濾光片的電容式偵測架構；或者，其他可達成多點近接感應功能之結構。

重點在於，近接感應裝置產生對物件的近接感應訊號，本發明即可運用此近接感應訊號來計算為物件與近接感應裝置之相對位置。再運用此相對位置和近場通訊讀取裝置30所讀取的元件訊息來進行控制。

在第2A~2D圖中，控制單元40係為一廣泛的概念，可由多種不同的技術達成。例如，以單獨的微控制器所製作的控制電路來達成，或者，整合入近接感應裝置的控制系統當中的控制器當中，或者，整合入主控系統的主控制器當中，或者，整合入近場通訊讀取裝置30的控制系統中。

採取近接感應裝置來控制近場通訊讀取裝置的開啟與關閉可達到省電目的，其他的方式亦可達到省電控制的目的。例如，控制近場通訊讀取裝置的讀取周期的方式。

本發明藉由控制單元40所產生的相對位置以及近場通訊讀取器30所產生的元件訊息來控制目標裝置的動作，可達到過去近接感應裝置或觸控面板所不能達到的功能一能具體掌握”那個東西在近接感應區進行移動”。換句話說，過去的觸控面板，僅能針對手指或觸控筆之類的物件來掌握其單點或者多點的觸碰、懸停、近接等動作，但卻無法掌握不同物件的”身份”，此點，本發明藉由整合近場通訊元件的”元件訊息”可達到此一物件區辨的具體功效。

一般來講，近接感應裝置本身可能具有控制器，而近場通訊讀取裝置亦可能具有控制器。因此，近接感應訊號與元件訊息的傳遞亦可能有別於第2A~2D圖的實施例。以下，分別以第3圖、第4圖說明之。

請參考第3圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第五實施例，其以近接感應裝置20A具有控制器，而近場通訊讀取裝置30的元件訊息，經由近接感應裝置20A傳遞給控制單元40的實施例。在此實施例中，若要進行近場通訊讀取裝置30的省電喚醒，則可以近接感應裝置20A的控制器來進行控制，或者，由近場通訊讀取裝置30本身，或者，由控制單元40來進行控制，再經由近接感應裝置20A的控制器來傳遞控制指令。

請參考第4圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第三實施例，其以近場通訊讀取裝置30具有控制器，而近接感應裝置20A的近接感應訊號經由近場通訊讀取裝置30傳遞給控制單元40的實施例。在此實施例中，若要進行近場通訊讀取裝置30的省電喚醒，則可以近接感應裝置20A的控制器來進行控制，或者，由近場通訊讀取裝置30本身，或者，由控制單元40來進行控制。

第2A~4圖分別列舉了數個不同的實施例來說明本發明運用不同的系統架構來傳遞近接感應訊號及代表近場通訊元件的元件訊息給控制單元40，可由近接感應裝置及近場通訊讀取裝置30分別傳遞給控制單元40，亦可由近接感應裝置統一傳遞給控制單元40，亦可由近場通訊讀取裝置30統一傳遞給控制單元40。無論採取哪種架構，控制單元40均為接收近接感應訊號後處理為物件與近接感應裝置之相對位置，並整合所接收之元件訊息，再處理為控制訊息以控制目標裝置。

接下來，請參考第5A~5E圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統應用於顯示區域定位之實施例示意圖。

第5A圖係為運用本發明的平板裝置正面示意圖，近接感應裝置內嵌在面板系統100中。在螢幕上，可看到多個不同的應用程式物件101、102。第5B圖則為將近場通訊元件70擺於圖中的左上角時擺置區60的情形，。第5C圖則為系統程式呼應近場通訊元件70的擺置位置後，將螢幕顯示區塊切分為兩塊的示意圖，分別為擺置區塊110A與資訊顯示區塊110B。

第5A圖~第5C圖的動作係為：

1.　正常工作狀態，螢幕110顯示，近接感應裝置動作，近場通訊讀取裝置睡眠。

2.　物件接近，亦即，近場通訊元件70與手接近近接感應裝置。近接感應裝置產生的近接感應訊號大於近接臨界值(Tp)。

3.　系統喚醒近場通訊讀取裝置，讀取近場通訊元件70的資訊。

4.　近場通訊元件70擺置於面板上，系統計算近場通訊元件70的擺置位置，亦即，定位近場通訊元件70。此定位的計算，可以在懸停感應區時定位，亦可於觸碰時定位。定位的方式，係採取總懸停區域、總觸碰區域的方式，亦即，放置區域座標群，而非觸碰點的方式進行計算，以提供物件的範圍資訊。

5.　控制單元40依據近場通訊元件70的擺置位置與近場通訊元件70所對應於資料庫中的資訊，確認近場通訊元件70所依附的物件大小。

6.　控制單元40依據上述的物件大小與近場通訊元件70的擺置位置，畫分出擺置區塊110A與資訊顯示區塊110B。並於資訊顯示區塊110B顯示與近場通訊元件70所依附的物件資訊。

接著，請參考第5D圖，其為近場通訊元件70擺置於面板右下角的示意圖。第5E圖則為擺置區塊110A與資訊顯示區塊110B的畫分示意圖。比較第5C圖與第5E圖可發現，兩者的擺置區塊與資訊顯示區塊皆不相同。也就是，實際上要畫分多大的擺置區塊與資訊顯示區塊，可由控制單元40決定之。

本發明更透過包含有近場通訊元件70的物件與近接感應裝置之間的相對位置之改變，來控制顯示模組與音頻模組的動作，如此，即可進一步達到讓使用者可與面板系統互動的目的。

接下來，請參考第6A~6C圖，其為本發明的面板系統100與近場通訊元件70的相對位置關係示意圖。其中，第6A圖為近場通訊元件70與面板系統100的相對位置改變，其顯現的為近場通訊元件70正進行由右至左的移動。並且，近場通訊元件70係於近接感應裝置的近接感應區300內進行移動。面板系統100可透過近接感應裝置偵測到近場通訊元件70進入近接感應區300所產生的近接感應訊號，其大於第一臨界值(近接臨界值)。藉由近接感應訊號的改變，可以計算出近場通訊元件70的移動軌跡。

第6B圖則為近場通訊元件70與面板系統100的相對位置改變的另一個實施例，其顯現的為近場通訊元件70正進行由右至左的移動。並且，近場通訊元件70係於近接感應裝置的懸停感應區400內進行移動。面板系統100可透過近接感應裝置偵測到近場通訊元件70進入懸停感應區400所產生的近接感應訊號，其大於第二臨界值(懸停臨界值)。藉由近接感應訊號的改變，可以計算出近場通訊元件70的移動軌跡。

第6C圖則為近場通訊元件70與面板系統100的相對位置改變的另一個實施例，其顯現的為近場通訊元件70正進行由下至上的移動，且逐漸離開近接感應區300。面板系統100可透過近接感應裝置偵測到近場通訊元件70於近接感應區300所產生的近接感應訊號，其大於第一臨界值(懸停臨界值)，當近接感應訊號小於第一臨界值時，即可判定近場通訊元件70離開近接感應區，亦即，離開面板系統100的感應範圍。藉由近接感應訊號的改變，可以計算出近場通訊元件70的移動軌跡與離開之狀態。

藉由近接感應裝置與近場通訊元件的相對位置的改變，本發明可定義出不同的控制指令群組。而兩者的相對位置可以是移動軌跡、懸停區域座標群、放置區域座標群等等。移動軌跡可以是在近接感應區、懸停感應區或者觸碰感應區。懸停區域座標群則為在懸停感應區中的整個物件的範圍，其並非單一座標，而是整個物件位於懸停感應區的範圍。觸碰區域座標群則為在觸碰感應區中的整個物件的範圍，其並非單一座標，而是整個物件位於觸碰感應區的範圍。

接下來，請參考第7圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第一例。

步驟112：偵測近接感應裝置之近接感應訊號。

步驟114：近接感應訊號大於第一臨界值？若是，進入步驟116。若否，則回到步驟112，持續偵測。

步驟116：判斷物件進入近接感應區，產生一喚醒訊號以喚醒近場通訊讀取裝置。

步驟118：讀取到近場通訊元件所包含的元件訊息？當物件包含有近場通訊元件時，在近場通訊讀取裝置被喚醒後，即可被讀取到，並解析出近場通訊元件當中的元件訊息。因為，近場通訊讀取裝置的讀取範圍，可達10cm以內，而近接感應區的範圍，可在10~15cm以內，因此，當物件進入近接感應區時，也代表了進入了近場通訊讀取裝置的讀取範圍內。於是，喚醒近場通訊讀取裝置後，若能讀取到物件內的元件訊息，即可判斷物件包含近場通訊元件。若無讀取到元件訊息，則進入步驟122。若讀取到近場通訊元件所包含的元件訊息，則進入步驟126。

步驟120：使近場通訊讀取裝置休眠。當讀取到近場通訊元件之元件訊息後，即可使近場通訊讀取裝置休眠，以達省電之功效。

步驟122：第一預設時間到？則表示確認物件未包含近場通訊元件，例如，為手或者其他物件。則此時，回到步驟120，讓近場通訊讀取裝置休眠。

步驟124：執行近接感應控制程序，使近場通訊裝置進入休眠。並回到步驟112。

步驟126：物件移動？藉由計算物件所導致的近接感應訊號之改變狀態，來判斷物件進入後是否持續移動。如果物件持續移動，則進入步驟138；若物件靜止，則進入步驟128。

步驟128：近接感應訊號大於第二臨界值？此步驟係為判斷靜止時物件未於何處。若近接感應訊號大於第二臨界值，則為物件進入懸停感應區或者觸碰感應區。亦即，此時的第二臨界值可以是懸停臨界值或觸碰臨界值。

步驟130：第三預設時間到？若是，進入步驟132，若否，回到步驟126。

步驟132：產生提示訊息。當物件靜止一段時間，可產生一些提式訊息，以與使用者進行互動。

步驟134：定位物件的範圍。亦即，計算物件相對於近接感應裝置之放置座標區域群。

步驟136：依據物件範圍與元件訊息，控制目標裝置與系統之操作與動作。

步驟138：偵測物件的感應訊號，計算物件的移動軌跡。

步驟140：物件離開？當物件的感應訊號由大於第一臨界值轉變為小於第一臨界值，則可判斷物件離開近接感應區。可產生一物件離開的訊息。並進入步驟142。若物件仍未離開，則進入步驟144。

步驟142：依據元件訊息、移動軌跡與離開指令控制目標裝置與系統之操作與動作。例如，目標裝置為顯示器或揚聲器，依據移動軌跡與元件訊息，來共同做為顯示器或揚聲器的動作。舉例而言，若為互動式遊戲軟體，當物件1之軌跡為離開近接感應裝置時，可顯示物件1的圖樣為揮手再見的圖樣，或者，控制揚聲器以播放物件1說再見的聲音。

步驟144：近接感應訊號大於第二臨界值？若是，進入步驟150，若否，進入步驟146。

步驟146：定位物件的範圍。亦即，計算物件相對於近接感應裝置之放置座標區域群。

步驟148：依據物件範圍、移動軌跡與元件訊息，控制目標裝置與系統之操作與動作。

步驟150：第四預設時間到？若是，進入步驟152，若否，回到步驟138。

步驟152：依據移動軌跡與元件訊息，控制目標裝置與系統之操作與動作。例如，目標裝置為顯示器或揚聲器，依據移動軌跡與元件訊息，來共同做為顯示器或揚聲器的動作。舉例而言，若為互動式遊戲軟體，當物件1之軌跡為在近接感應裝置上畫圓時，而物件2的軌跡為在近接感應裝置上不動，則系統或軟體可以顯示器上顯示物件1為一個圖樣，物件2為另一圖樣，物件1顯是為繞圓之運動，物件2則顯示為靜止。同步，可依據物件1的畫圓速度，控制揚聲器以進行聲音播放以區別物件1的速度；或者，依據物件1的畫圓速度，控制物件1的圖樣變換顯示；或者，不動的物件2也可與相對應的物件1進行互動的圖樣變化。

由於可執行的動作相當地多，也可由不同的軟體或系統設計人員來做相對應之控制。於此，不多加贅述。

接下來，請參考第8圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第二例。

步驟160：偵測近接感應裝置之近接感應訊號。

步驟162：近接感應訊號大於第一臨界值？若是，進入步驟164。若否，則回到步驟160，持續偵測。

步驟164：偵測近場通訊讀取裝置之偵測訊號。

步驟118：讀取到近場通訊元件所包含的元件訊息？當物件包含有近場通訊元件時，在近場通訊讀取裝置被喚醒後，即可被讀取到，並解析出近場通訊元件當中的元件訊息。因為，近場通訊讀取裝置的讀取範圍，可達10cm以內，而近接感應區的範圍，可在10~15cm以內，因此，當物件進入近接感應區時，也代表了進入了近場通訊讀取裝置的讀取範圍內。於是，喚醒近場通訊讀取裝置後，若能讀取到物件內的元件訊息，即可判斷物件包含近場通訊元件。若無讀取到元件訊息，則進入步驟122。若讀取到近場通訊元件所包含的元件訊息，則進入步驟126。

步驟122：判斷物件未包含近場通訊元件，回到步驟160。

步驟126：物件移動？藉由計算物件所導致的近接感應訊號之改變狀態，來判斷物件進入後是否持續移動。如果物件持續移動，則進入步驟138；若物件靜止，則進入步驟128。

步驟128：近接感應訊號大於第二臨界值？此步驟係為判斷靜止時物件未於何處。若近接感應訊號大於第二臨界值，則為物件進入懸停感應區或者觸碰感應區。亦即，此時的第二臨界值可以是懸停臨界值或觸碰臨界值。

步驟130：第三預設時間到？若是，進入步驟132，若否，回到步驟126。

步驟132：產生提示訊息。當物件靜止一段時間，可產生一些提式訊息，以與使用者進行互動。

步驟134：定位物件的範圍。亦即，計算物件相對於近接感應裝置之放置座標區域群。

步驟136：依據物件範圍與元件訊息，控制目標裝置與系統之操作與動作。

步驟138：偵測物件的感應訊號，計算物件的移動軌跡。

步驟140：物件離開？當物件的感應訊號由大於第一臨界值轉變為小於第一臨界值，則可判斷物件離開近接感應區。可產生一物件離開的訊息。並進入步驟142。若物件仍未離開，則進入步驟144。

步驟142：依據元件訊息、移動軌跡與離開指令控制目標裝置與系統之操作與動作。

步驟144：近接感應訊號大於第二臨界值？若是，進入步驟150，若否，進入步驟146。

步驟146：定位物件的範圍。亦即，計算物件相對於近接感應裝置之放置座標區域群。

步驟148：依據物件範圍、移動軌跡與元件訊息，控制目標裝置之動作。

步驟150：第四預設時間到？若是，進入步驟152，若否，回到步驟138。

步驟152：依據移動軌跡與元件訊息，控制目標裝置與系統之操作與動作。

其中，第7圖所揭示之實施例為運用近接感應裝置作為近場通訊讀取裝置啟動與否的判斷，藉以達到省電的目的。第8圖所揭示之實施例則無此機制。

接下來，請參考第9圖，其為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第三例。其為第7圖實施例中的簡化型實施例。

步驟202：偵測近接感應訊號。

步驟204：近接感應訊號大於第一臨界值。

步驟206：喚醒休眠的近場通訊讀取裝置以讀取近場通訊元件之內容。

步驟208：是否有近場通訊元件之訊息。若有，則執行步驟210，若無，責執行步驟218。

步驟210：讀取並傳遞近場通訊元件之訊息至系統或軟體。讀取並傳遞後，分別執行步驟212、步驟222。

步驟212：依據近接感應訊號判斷物件之動作。即前述之物件與近接感應裝置之相對運動。例如，物件為移動、操作手勢等等。

步驟214：系統或軟體依據近場通訊元件之訊息產生相對應資訊。亦即，系統或軟體接收到近場通訊元件之訊息(ID訊息)後，即可據以產生相對應資訊，例如，顯示此訊息之相關資料。

步驟216：系統或軟體依據物件之動作與相對應資訊，產生相關或互動資訊。亦即，系統或軟體係同步參酌物件與近接感應裝置之相對動作及前述之相對應資訊而產生與使用者相關的資訊，或者，互動訊息。相關資訊或互動訊息產生的方式，可以透過控制聲音，或者顯示器的方式進行。

步驟218：判斷物件非近場通訊元件。執行步驟220。

步驟220：執行近接感應程序，使近場通訊讀取裝置休眠。

步驟222：使近場通訊讀取裝置休眠。

由以上的流程可知，本發明藉由整合近接感應裝置的近接感應功能與近場通訊讀取裝置的近場通訊功能，可掌握面板系統與”何種物件”正進行互動。藉由近場通訊元件的元件訊息與近接感應裝置的相對位置，即可掌握大部分的互動關係，進而實現各種可能的控制動作。例如，控制顯示模組的顯示(螢幕的物件控制，螢幕的顯示區塊控制等等)，或者，控制音頻模組播放與物件相關的語音或音樂訊息。

於是，透過本發明，即可實現與特定物件進行特定互動的各種應用。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．電容式觸控面板

11．．．X軸電極

13．．．Y軸電極

20A、20B、20C．．．近接感應裝置

21．．．X軸、Y軸感測線

22．．．節點

23．．．近接感應器

24．．．近接感應器

25．．．近接感應器

30．．．近場通訊讀取裝置

40．．．控制單元

60．．．擺置區

70．．．近場通訊元件

80．．．主控單元

91．．．顯示模組

92．．．音頻模組

100．．．面板系統

101、102．．．應用程式物件

110．．．螢幕

110A．．．擺置區塊

110B．．．資訊顯示區塊

300．．．近接感應區

400．．．懸停感應區

F1~F4．．．手指

D1~D4．．．距離

I1~I4．．．感應量

T_H ．．．懸停臨界值(Hovering Threshold)

T_T ．．．觸碰臨界值(Touch Threshold)

T_P ．．．近接臨界值(Proximity Threshold)

第1A、1B圖係為本發明運用電容式近接感應器的近接訊號偵測示意圖；

第2A~2D圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第一~四實施例；

第3圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第五實施例；

第4圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統方塊圖之第六實施例；

第5A~5E圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統應用於顯示區域定位之實施例示意圖；

第6A~6C圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統應用於顯示區域定位之實施例示意圖；

第7圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第一例；

第8圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第二例；及

第9圖係為本發明之近場通訊暨近接感應系統之控制方法流程圖第三例。

20A．．．近接感應裝置

21．．．X軸、Y軸感測線

22．．．節點

30．．．近場通訊讀取裝置

40．．．控制單元

70．．．近場通訊元件

91．．．顯示模組

92．．．音頻模組

Claims (18)

1. 一種近場通訊暨近接感應系統，包含：一近場通訊讀取裝置，發射一無線訊號以與一近場通訊元件進行資訊交換後產生一元件訊息；一近接感應裝置，具有一個以上近接感應單元與一近接偵測電路，該近接偵測電路驅動該近接感應單元以偵測一物件接近時所產生之一近接感應訊號；及一控制單元，接收該近接感應訊號與該元件訊息，當該近接感應訊號大於一第一臨界值時，判斷該物件進入該近接感應區並計算該物件與該近接感應裝置之一相對位置，接收該近場通訊讀取裝置所產生之該元件訊息，當接收到該元件訊息時，判斷該物件包含該近場通訊元件，依據該物件與該近接感應裝置之該相對位置與該元件訊息產生一控制指令以控制一顯示面板之動作；其中，該控制單元係依據該元件訊息，計算該近場通訊元件所裝置之一裝置物之大小範圍，並依據該裝置物之大小範圍及該相對位置計算該顯示面板之一物件座落區，將該顯示面板之畫分出一擺置區塊與一資訊顯示區塊，以該物件座落區為該擺置區塊，並以該資訊顯示區塊顯示該元件訊息之物件資訊。
2. 如請求項1所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該近場通訊讀取裝置於接收由一主控系統所發出之一睡眠訊號後進入睡眠狀態，且該控制單元於判斷該物件進入該近接感應區時產生一喚醒訊號以喚醒該近場通訊讀取裝置。
3. 如請求項2所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該控制單元於產生該喚醒訊號後，經過一預設時間，產生該睡眠訊號以使該近場通訊讀取裝置進入睡眠狀態。
4. 如請求項2所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該近場通訊讀取裝置於接收一喚醒訊號後，經過一預設時間，進入睡眠狀態。
5. 如請求項1所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該相對位置係選自：一近接移動軌跡、一懸停移動軌跡、一觸碰移動軌跡、一懸停座標、一觸碰座標、一懸停區域座標群、一放置區域座標群。
6. 如請求項1所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該近接感應裝置係為一投射電容式觸控面板，該投射電容式觸控面板具有一懸停感應區，當該近接感應訊號大於一第二臨界值時，該第一控制單元判斷該近場通訊元件進入該懸停感應區並計算該近場通訊元件之一放置區域座標群，該第二控制單元以該放置區域座標群做為該物件區域。
7. 如請求項1所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該近接感應裝置係為一投射電容式觸控面板，該投射電容式觸控面板具有一觸碰感應區，當該近接感應訊號大於一第三臨界值時，該第一控制單元判斷該近場通訊元件進入該觸碰感應區並計算該近場通訊元件之一觸碰區域座標群，該第二控制單元以該放置區域座標群做為該物件區域。
8. 如請求項1所述之近場通訊暨近接感應系統，其中該近接感應裝置係選自：一雙導電層結構之互電容式近接感應裝置、一單導電層之互電容式近接感應裝置、由多個獨立感測單元以矩陣排列之互電容式近接感應裝置、設於一顯示螢幕四周具有複數個近接感應天線之裝置、一 內嵌式近接感應裝置、一光學式近接感應裝置、一電磁式近接感應裝置。
9. 一種近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，應用於一具有一近場通訊讀取裝置與一近接感應裝置之一系統，包含：偵測一物件進入該近接感應裝置之一近接感應區時所產生之一近接感應訊號；當該近接感應訊號大於一第一臨界值時，判斷該物件進入該近接感應區；當該物件包含一近場通訊元件時，該近場通訊讀取裝置讀取該近場通訊元件內含之一元件訊息；依據該近接感應訊號之變化，計算該物件之一移動軌跡；當該移動軌跡為靜止且該近接感應訊號大於一第二臨界值時，計算該物件相對於該近接感應裝置之一放置座標區域群，依據該放置座標區域群、該移動軌跡與該元件訊息產生該控制指令以控制該目標裝置；及依據該放置區域座標群與該元件訊息，取得一物件尺寸，並依據該物件尺寸計算該顯示模組之一物件座落區，並以該顯示模組之非物件座落區做為一顯示區塊，以顯示該元件訊息所對應之一顯示內容。
10. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：使該近場通訊讀取裝置進入睡眠狀態。
11. 如請求項10所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更 包含：產生一喚醒訊號以喚醒該近場通訊讀取裝置。
12. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：當該物件未包含該近場通訊元件時，經過一第一預設時間，使該近場通訊讀取裝置進入睡眠狀態。
13. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：於產生該喚醒訊號後，經過一第二預設時間，使該近場通訊讀取裝置進入睡眠狀態。
14. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：依據該近接感應訊號之變化，判斷該物件離開時，依據該物件離開結果、該移動軌跡與該元件訊息產生該控制指令以控制該目標裝置。
15. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：經過一第四預設時間後，依據該移動軌跡與該元件訊息產生該控制指令以控制該目標裝置。
16. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：當該移動軌跡為靜止時，經過一第三預設時間後，產生一提示訊 息。
17. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，更包含：當該移動軌跡為靜止且該近接感應訊號大於該第二臨界值時，經過一第三預設時間後，產生一提示訊息。
18. 如請求項9所述之近接感應裝置與近場通訊讀取裝置之控制方法，其中該第二臨界值係選自：一懸停臨界值、一觸碰臨界值。