TWI472992B - 運用於電子產品的聲學式觸控裝置及其觸控方法 - Google Patents

Description

運用於電子產品的聲學式觸控裝置及其觸控方法

本發明是有關於一種觸控裝置與方法，且特別是有關於一種運用於電子產品的聲學式觸控裝置及其觸控方法。

現在的智慧型手機、PDA、平板電腦、數位相機等電子產品，大多配備有觸控裝置，例如觸控螢幕(touch screen)。而利用觸控螢幕能夠讓使用者以更方便的方式來輸入操作指令以操控電子產品。

一般電子產品中的觸控裝置不外是電容式觸控螢幕或是電阻式觸控螢幕，藉由觸控螢幕面上的電容值或電阻值產生變化以達到觸控之效果。然而，電容式或電阻式觸控螢幕的缺點在於其價格昂貴，並且只能夠在觸控螢幕的範圍內操作。

因此，另外提出一種運用於電子產品的觸控裝置及其觸控方法，可在電子產品的任何部位操作，即為本發明所欲達成之目的。

本發明提出一種聲學式觸控裝置，設置於一電子產品的一外殼內且該電子產品的該外殼包括一第一部份與一第二部份，該聲學式觸控裝置包括：一麥克風，接收一觸碰聲響並轉換為一聲波信號；以及一計算單元，接收並分析該聲波信號，由一聲音特徵資料庫中比對出一第一操作 指令；其中，該觸碰聲響係由一物件碰觸該外殼的該第一部份或者該第二部份所產生，且該電子產品執行該第一操作指令。

再者，本發明提出一種聲學式觸控方法，運用於一電子產品且該電子產品的一外殼包括一第一部份與一第二部份，該聲學式觸控方法包括：接收一聲波信號；將該聲波信號轉換為一接收的聲音特徵；比對該接收的聲音特徵以及複數個參考聲音特徵；以及，當該些參考聲音特徵中的一第一參考聲音特徵與該接收的聲音特徵比對成功時，輸出該第一參考聲音特徵所對應的一第一操作指令。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖，其所繪示為本發明聲學式觸控裝置示意圖。聲學式觸控裝置100設置於電子產品200(如第2圖所示)中，其包括一麥克風(MIC)102與一計算單元110。計算單元110中包括一聲音特徵分析單元114、一聲音特徵資料庫112、以及一決定單元116。其中，麥克風102連接至聲音特徵分析單元114，而聲音特徵分析單元114以及聲音特徵資料庫112連接至決定單元116，而決定單元116可產生一操作指令。

根據本發明的實施例，電子產品的外殼的各別位置係由不同材質所組成，或者電子產品的外殼各別位置的厚度不同。因此，當使用者利用手指或者其他物件(例如筆)碰 觸於電子產品的不同位置時，將產生不同的觸碰聲響。而本發明聲學式觸控裝置即可根據觸碰聲響進而得知使用者所欲執行的操作指令，使得電子產品執行該操作指令。

當然，在電子產品出廠前，需要先將電子產品外殼的所有觸碰聲響相對應的建立其聲音特徵。之後，將所有的聲音特徵儲存於聲音特徵資料庫112。以下詳細介紹聲學式觸控裝置100的動作原理。

請參照第2圖，其為一電子產品示意圖。並且，在該電子產品200內部設置第1圖之聲學式觸控裝置100。其中，電子產品200為一音樂播放機，其外殼係由多個部份組合而成，其包括玻璃面板部份210、皮質背板部份230、金屬外框部份240、塑膠上板部份220、以及塑膠裝飾部份250。而玻璃面板部份210更包括一顯示部215。假設，使用者可以利用手指觸碰外殼或者利用筆敲擊外殼。因此，利用手指觸碰外殼或者利用筆敲擊外殼的2種方法搭配五個部份的外殼，即可產生十種不同的觸碰聲響。

請參照第3圖，其所繪示為聲音特徵資料庫示意圖。於電子產品200出廠前需要預先建立聲音特徵資料庫112，並且建立每個聲音特徵以及操作指令之間的對應表格(lookup table)。舉例來說，在電子產品200出廠前先分析手指觸碰玻璃面板210所產生的聲波信號，並根據其音頻頻譜以及振幅變化來建立聲紋數據並作為第一聲音特徵(A)。並且，將第一聲音特徵(A)對應至選擇模式(mode selection)的操作指令。

同理，分析手指觸碰皮質背板230所產生的聲波信 號，並根據其音頻頻譜以及振幅變化來建立聲紋數據並作為第二聲音特徵(B)。並且，將第二聲音特徵(B)對應至播放的操作指令。利用相同的分析方式可以建立其他的聲音特徵(C~D)以及對應的操作指令。而聲音特徵資料庫112即是所有聲音特徵以及對應操作指令的集合。

當然，上述的電子產品200係以音樂播放機為例，並不限定於此。在此領域的技術人員可以輕易地將本發明的聲學式觸控裝置100應用於其他電子產品，例如智慧型手機、PDA、平板電腦、數位相機等等。再者，本發明也不限定於僅利用手指以及筆來產生的觸碰聲響，例如利用手指摩擦外殼、或者利用硬物摩擦外殼等等。再者，本發明也不限定於特定的操作指令，操作指令也可以是例如，電源開啟(power on)指令、電源關閉(power off)指令、移動(move)指令、靜音(mute)指令等等。

根據本發明的實施例，當使用者操作電子產品200時，可在顯示部215上得知控制電子產品200的操作說明。例如，顯示部215上顯示手指觸碰皮質背板230即可播放音樂，手指觸碰金屬外框240即可停止播放音樂等等。而使用者即可據以操作電子產品200。

當然，本發明運用於沒有顯示部的電子產品時，也可以在使用手冊(user manual)上記載電子產品200的操作說明，或者直接將印有操作說明的貼紙直接貼於外殼上，讓使用者可以據以操作電子產品200。

請再參考第1圖，當使用者拿到電子產品200進行操作時，使用者可以利用手指或者筆在電子產品200外殼產 生觸碰聲響。此時，麥克風102及產生聲波信號(S1)至聲音特徵分析單元114。接著，聲音特徵分析單元114分析接收到的聲波信號(S1)，並根據其音頻頻譜以及振幅變化來建立聲紋數據並產生接收的聲音特徵(received voice characteristic，S2)。

當決定單元116接收到聲音特徵分析單元114輸出的接收的聲音特徵(S2)後，決定單元116即比對聲音特徵資料庫112中的所有參考聲音特徵。當決定單元116比對不成功時，代表麥克風102所產生的聲波信號係外殼與異物碰撞產生之噪音，而決定單元116不會產生任何操作指令，亦即電子產品200不會執行任何動作。

當決定單元116比對成功時，代表接收的聲音特徵(S2)與聲音特徵資料庫112中的其中之一參考聲音特徵吻合。舉例來說，接收的聲音特徵(S2)與第一參考聲音特徵吻合時，決定單元116即輸出第一參考聲音特徵所對應的第一操作指令。而電子產品200即執行第一操作指令的動作。

請參照第4圖，其所繪示本發明聲學式觸控方法之流程示意圖。首先，接收聲波信號(步驟S402)，亦即接收麥克風102所產生的聲波信號(S1)。接著，將聲波信號轉換為接收的聲音特徵(步驟S404)，亦即利用聲音特徵分析單元114分析接收到的生信號(S1)，並產生接收的聲音特徵(S2)。接著，比對接收的聲音特徵以及複數個參考聲音特徵(步驟S406)，亦即，利用決定單元116將接收的聲音特徵(S2)與聲音特徵資料庫112中的所有參考聲音特徵進行比對。

當比對不成功(步驟S408)時，則不進行任何動作(步驟S410)。反之，當比對成功(步驟S408)時，則產生對應的操作指令。而電子產品200即執行此操作指令的動作。

由上述的說明可知，電子產品200在比對不成功時不進行任何動作。實際上，本發明也可以針對比對不成功時所接的聲音特徵，再次建立屬於該聲音特徵的操作指令並新增於對應表格中。

舉例來說，當使用者利用一硬物摩擦電子產品200的皮質背板230時，則聲音特徵分析單元114分析聲波信號(S1)後產生聲音特徵K，使得決定單元116比對不成功。此時，使用者更可以建立屬於聲音特徵K對應的操作指令(例如靜音的操作指令)，並新增於第3圖的對應表格中。當然，如果使用者不需要建立屬於聲音特徵K的對應操作指令，則電子產品即不進行任何動作。

根據本發明的實施例，利用手指或其他硬物觸碰電子產品200的外殼後，聲波係沿著外殼作為聲波傳遞的媒介。因此聲波不易失真，使得麥克風可清楚的接收到聲波，並且轉換為聲波信號。

由以上的說明可知，本發明係利用價格相對低廉的麥克風以及計算單元來完成電子產品200的觸控功能，達成正確觸控之目的。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。

100‧‧‧聲學式觸控裝置

102‧‧‧麥克風

110‧‧‧計算單元

112‧‧‧聲音特徵資料庫

114‧‧‧聲音特徵分析單元

116‧‧‧決定單元

200‧‧‧電子產品

210‧‧‧玻璃面板部份

215‧‧‧顯示部

220‧‧‧塑膠上板部份

230‧‧‧皮質背板部份

240‧‧‧金屬外框部份

250‧‧‧塑膠裝飾部份

第1圖所繪示為本發明聲學式觸控裝置示意圖。

第2圖為一電子產品示意圖。

第3圖所繪示為聲音特徵資料庫示意圖。

第4圖所繪示本發明聲學式觸控方法之流程示意圖。

100‧‧‧聲學式觸控裝置

102‧‧‧麥克風

110‧‧‧計算單元

112‧‧‧聲音特徵資料庫

114‧‧‧聲音特徵分析單元

116‧‧‧決定單元

Claims (10)

1. 一種聲學式觸控裝置，設置於一電子產品的一外殼內且該電子產品的該外殼包括一第一部份與一第二部份，該聲學式觸控裝置包括：一麥克風，接收一觸碰聲響並轉換為一聲波信號；以及一計算單元，接收並分析該聲波信號，由一聲音特徵資料庫中比對出一第一操作指令；其中，該觸碰聲響係由一物件碰觸該外殼的該第一部份或者該第二部份所產生，且該電子產品執行該第一操作指令。
2. 如申請專利範圍第1項所述的聲學式觸控裝置，其中該外殼的該第一部份與該第二部份係為厚度不同的同一材質。
3. 如申請專利範圍第1項所述的聲學式觸控裝置，其中該外殼的該第一部份與該第二部份係為相異的材質。
4. 如申請專利範圍第1項所述的聲學式觸控裝置，其中該物件為一手指或者一筆。
5. 如申請專利範圍第1項所述的聲學式觸控裝置，其中，該計算單元包括：一聲音特徵分析單元，接該該聲波信號並轉換為一接 收的聲音特徵；該聲音特徵資料庫，儲存複數個參考聲音特徵；以及一決定單元，根據該接收的聲音特徵比對該些參考聲音特徵，並獲得一第一參考聲音特徵與該接收的聲音特徵相互吻合；其中，該該決定單元輸出該第一參考聲音特徵所對應的該第一操作指令。
6. 如申請專利範圍第5項所述的聲學式觸控裝置，其中，當該決定單元無法根據該接收的聲音特徵比對出該些參考聲音特徵其中之一時，於該聲音特徵資料庫中新增該接收的聲音特徵，並使得該接收的聲音特徵對應至一第二操作指令。
7. 一種聲學式觸控方法，運用於一電子產品且該電子產品的一外殼包括一第一部份與一第二部份，該聲學式觸控方法包括：利用一物件觸碰該外殼的該第一部份或者該第二部份產生一觸碰聲響，並利用一麥克風將該觸碰聲響轉換為一聲波信號；將該聲波信號轉換為一接收的聲音特徵；比對該接收的聲音特徵以及複數個參考聲音特徵；以及當該些參考聲音特徵中的一第一參考聲音特徵與該接收的聲音特徵比對成功時，輸出該第一參考聲音特徵所 對應的一第一操作指令。
8. 如申請專利範圍第7項所述的聲學式觸控方法，其中該些參考聲音特徵係儲存於一聲音特徵資料庫，且該方法更包括下列步驟：當該些參考聲音特徵中的複數個參考聲音特徵與該接收的聲音特徵比對不成功時，於該聲音特徵資料庫中新增該接收的聲音特徵，並使得該接收的聲音特徵對應至一第二操作指令。
9. 如申請專利範圍第7項所述的聲學式觸控方法，其中該外殼的該第一部份與該第二部份係為厚度不同的同一材質。
10. 如申請專利範圍第7項所述的聲學式觸控方法，其中該外殼的該第一部份與該第二部份係為相異的材質。