TWI570621B - 電子系統、穿戴式電子裝置及其電源控制方法 - Google Patents

Description

電子系統、穿戴式電子裝置及其電源控制方法

本發明是有關於一種電子系統及其電源控制方法，且特別是有關於一種穿戴式電子裝置的電子系統及其電源控制方法。

隨著電子科技的進步，電子產品已成為人們生活中的重要工具。而為提升電子裝置使用上的便利，穿戴式電子裝置逐漸成為電子產品中的主流。

基於方便攜帶的需求，穿戴式電子裝置無法具有很大的體積。也因此，在穿戴式電子裝置上配置實體的機構式按鍵常造成穿戴式電子裝置在機構設計上很大的負擔。而在習知技術領域中，虛擬按鍵並不具有發送以控制穿戴式電子裝置的工作電源的信號的能力。因此，習知技術的穿戴式電子裝置上並要設置電源操作的實體機構式按鍵，除造成機構設計上的困難外，也提高了產品的成本。

本發明提供一種穿戴式電子裝置、其電子系統以及其電源控制方法，用以透過虛擬按鍵來進行電源啟動的動作。

本發明的電子系統包括觸控單元、控制器、切換器以及電源管理器。電子系統可操作於關閉狀態、運作狀態及休眠狀態其中之一。觸控單元判斷觸控信號包含觸控動作以觸發中斷信號。控制器經由第一路徑耦接觸控單元，當系統操作於運作狀態時可判斷接收到中斷信號，以將系統改為操作於休眠狀態。電源管理器耦接至控制器並經由第二路徑耦接至觸控單元，當系統操作於運作狀態或休眠狀態時可提供工作電壓給控制器，當系統操作於關閉狀態時可判斷接收到中斷信號以將電子系統改為操作於供電狀態。切換器選擇性地將第一路徑及第二路徑其中之一導通。其中，控制器用於：判斷電子系統由運作狀態或休眠狀態進入關閉狀態時，要求切換器將第二路徑導通；判斷電子系統由關閉狀態進入運作狀態時，發送清除命令至觸控單元使觸控單元清除中斷信號，並要求切換器將第一路徑導通。

在本發明的一實施例中，上述的控制器在判斷電子系統由該關閉狀態進入該運作狀態後並在該中斷信號被觸發的條件下，發送該清除命令至該觸控單元使觸控單元以清除中斷信號。

在本發明的一實施例中，上述的控制器透過傳輸介面耦接觸控單元，並透過傳輸介面傳送清除命令至觸控單元。

在本發明的一實施例中，上述的傳輸介面為串列信號傳 輸介面。

在本發明的一實施例中，上述的控制器透過通用目的輸入輸出埠來傳送控制信號以要求切換器選擇性地將第一路徑及第二路徑其中之一導通。

在本發明的一實施例中，上述的中斷信號被觸發後呈現第一邏輯準位，中斷信號被清除後呈現第二邏輯準位，第一與第二邏輯準位互補。

在本發明的一實施例中，上述的觸控單元包括電容式觸控板以及觸控控制器。電容式觸控板接收觸控動作。觸控控制器耦接電容式觸控板，依據觸控動作以觸發中斷信號，並接收清除命令以清除中斷信號。

在本發明的一實施例中，上述的觸控控制器計算觸控動作的維持時間，並在觸控動作的維持時間大於預設臨界值時觸發中斷信號。

本發明的穿戴式電子裝置可操作於關閉狀態、運作狀態及休眠狀態其中之一。穿戴式電子裝置包括顯示器、帶體、控制器、觸控單元、切換器以及電源管理器。當電子裝置操作於運作狀態時顯示器可顯示使用者介面，當電子裝置操作於關閉狀態時顯示器關閉，而當電子裝置操作於休眠狀態時顯示器顯示固定畫面或關閉。帶體連接並固定顯示器。帶體具有外側表面，外側表面無機構式電源按鈕。觸控單元置於外側表面，於電子裝置操作於關閉狀態、運作狀態或休眠狀態時皆可判斷觸控信號包含觸控 動作以觸發中斷信號。控制器經由第一路徑耦接觸控單元，當穿戴式電子裝置操作於該運作狀態時可判斷接收到該中斷信號，以將該系統改為操作於該休眠狀態，當穿戴式電子裝置操作於關閉狀態時可判斷接收到中斷信號以將穿戴式電子裝置改為操作於供電狀態。切換器選擇性地將第一路徑及第二路徑其中之一導通。其中，控制器用於：判斷該穿戴式電子裝置由該運作狀態或該休眠狀態進入該關閉狀態時，要求該切換器將該第二路徑導通；判斷穿戴式電子裝置由關閉狀態進入運作狀態時，發送清除命令至觸控單元使觸控單元清除中斷信號，並要求切換器將第一路徑導通。

本發明的電源控制方法，適用於穿戴式電子裝置，電源控制方法包括：將電子裝置操作在關閉狀態；在關閉狀態下判斷觸控信號包含觸控動作以觸發中斷信號；依據中斷信號提供工作電源使穿戴式電子裝置的控制器進行運作；以及，在控制器進行運作後發送清除命令以清除中斷信號，並允許控制器接收中斷信號。

基於上述，本發明藉由觸控單元來接收觸控動作並據以觸發中斷信號，再透過依據中斷信號來啟動穿戴式電子裝置工作電源，而中斷信號在工作電源被啟動後清除，並完成電源啟動的動作。如此一來，穿戴式電子裝置的電源啟動動作可以不需透過實體的機構式電源按鈕來進行，有效降低產品的成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉 實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧電子系統

110‧‧‧觸控單元

120‧‧‧電源管理器

130‧‧‧控制器

SW‧‧‧切換器

VBAT‧‧‧電源

INT‧‧‧中斷信號

PWR‧‧‧工作電源

CNT‧‧‧控制信號

CMD‧‧‧清除命令

TPAD、TPAD1‧‧‧觸控板

111‧‧‧觸控控制器

300‧‧‧穿戴式電子裝置

320_1、320_2‧‧‧帶體

S1‧‧‧表面

311‧‧‧顯示器

S410~S440‧‧‧電源控制方法的步驟

S510~S550‧‧‧穿戴式電子裝置的開機動作的步驟

圖1繪示本發明一實施例的電子系統的示意圖。

圖2繪示本發明圖1實施例的觸控單元110的實施方式的示意圖。

圖3繪示本發明一實施例的穿戴式電子裝置300的示意圖。

圖4繪示本發明一實施例的電源控制方法的流程圖。

圖5繪示本發明實施例的穿戴式電子裝置的開機動作流程圖。

以下請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的電子系統的示意圖。電子系統100包括觸控單元110、電源管理器120、控制器130以及切換器SW。電子系統100可操作在關閉狀態、運作狀態及休眠狀態其中之一。其中，控制器130經由第一路徑耦接觸控單元110，且電源管理器120經由第二路徑耦接至觸控單元110，其中第一路徑與第二路徑的導通或切斷狀態可以由切換器SW來決定。在電子系統100處於關閉狀態下，控制器130並未接收工作電源PWR而處於關機的狀態，且此時切換器SW使第一路徑被斷開，且使第二路徑為被導通的狀態。在此同時，觸控單元 110以及電源管理器120可接收電源VBAT以維持在可工作的狀態。當要使控制器130進入供電狀態以進行運作時，可以透過施加觸控動作於觸控單元110，而觸控單元110則可依據所接收的觸控動作來觸發中斷信號INT。上述被觸發的中斷信號INT被傳送至電源管理器120。而電源管理器120則可以依據被觸發的中斷信號INT來提供工作電源PWR至控制器130，並使控制器130進行開機且進行運作。並且，在當控制器130接收到工作電源PWR後，電子系統100可進入運作狀態及休眠狀態的其中之一。

在本實施例中，觸控單元110可透過將中斷信號INT設定為第一邏輯準位來觸發中斷信號INT。其中，第一邏輯準位可以為邏輯低準位或是邏輯高準位。在本實施例中，第一邏輯準位為邏輯低準位。

在控制器130完成開機並進行運作後，控制器130可產生控制信號CNT，並透過控制信號CNT來使切換器SW導通第一路徑。並且，在第一路徑導通後，中斷信號INT可透過切換器SW所導通的第一路徑來傳送至控制器130。而在此條件下，第二路徑可以被切斷。

控制器130在接收到被觸發(等於邏輯低準位)的中斷信號INT後，可以發送清除命令CMD至觸控單元110。而觸控單元110在接收到清除命令CMD後，則可以執行將中斷信號INT清除為第二邏輯準位(例如邏輯高準位)的動作，並完成控制器130的電源開啟動作。

值得一提的，控制器130可透過傳輸介面來耦接觸控單元110，並藉由這個傳輸介面來傳送清除命令CMD至觸控單元110。上述的傳輸介面可以是串列信號傳輸介面，例如內部整合電路(Inter-Integrated Circuit,I²C)或是串列周邊介面(Serial Peripheral Interface Bus,SPI)等本領域具通常知識者所熟知的資料傳輸介面。

此外，在當電子系統100由運作狀態或休眠狀態進入關閉狀態時，控制器130可以透過控制信號CNT來使第一路徑被切斷，並使第二路徑維持導通。

附帶一提的，控制器130可以透過其通用目的輸入輸出(General Purpose Input Output,GPIO)埠來發送控制信號CNT至切換器SW的控制端。

關於觸控單元110依據觸控動作來觸發中斷信號INT的動作細節方面，為了避免誤動作，觸控單元110可偵測觸控動作的維持時間是否夠長來決定是否進行中斷信號INT的觸發動作。具體來說明，當觸控單元110偵測出有觸控動作發生時可開始進行計時動作。觸控單元110可判斷計時動作的結果是否大於預設臨界值，若當計時動作的結果大於預設臨界值時，則表示這次的觸控動作是有效的，觸控單元110可對應此次的觸控動作來進行中斷信號INT的觸發動作。相對的，若計時動作的結果未大於預設臨界值且觸控動作持續發生時，觸控單元110則持續進行計時動作。

附帶一提的，在當計時動作的結果大於預設臨界值後，觸控單元110除進行中斷信號INT的觸發動作外，還可以停止計時動作的進行。

此外，若在計時動作的過程中，觸控單元110偵測到觸控動作消失，則觸控單元110可停止計時動作並將計時動作的結果重置為初始狀態(例如等於0)。若觸控單元110重新偵測到新的觸控動作發生，則觸控單元110可重新啟動計時動作。

基於上述的說明，本發明實施例的電子系統100可以有效避免觸控單元被誤觸而導致控制器130被開機的可能。確保產品的穩定性及安全性，並避免電力產生無謂的浪費。

在上述的說明中，電源VBAT可為電子系統100中配置的電池所供應的電源，工作電源PWR則可以為電源管理器120依據電源VBAT進行電源轉換後所產生。其中，工作電源PWR的電壓可以與電源VBAT的電壓不相同。

由上述的說明可知，本發明實施例透過觸控單元110來提供虛擬按鍵，並利用提供虛擬按鍵來接收使用者所進行的觸控動作以使控制器130進行開機動作並開始運作。也就是說，在本發明實施例中，電子系統100中並不需要提供實體的機構式的電源按鍵來進行控制器130的開機動作，可以節省機構設計上的負擔。

以下請參照圖2，圖2繪示本發明圖1實施例的觸控單元110的實施方式的示意圖。觸控單元110包括觸控板TPAD以及觸 控控制器111。觸控板TPAD以及觸控控制器111相互耦接。觸控板TPAD用來接收使用者USR所進行的觸控動作，而觸控控制器111則可依據觸控板TPAD所接收的觸控動作來決定是否觸發中斷信號INT。

觸控控制器111可利用一個時脈信號作為基準，來對觸控板TPAD所接收的觸控動作的持續時間進行計時動作。舉例來說，觸控控制器111可利用10KHz的時脈信號(週期為100微秒)來進行計時動作，觸控控制器111並可設定預設臨界值為1000。也就是說，觸控控制器111設定當觸控動作的持續時間大於100毫秒(100微秒乘以1000)時，表示該次的觸控動作是有效的。

當然，上述的時脈信號的頻率以及預設臨界值可以依據觸控動作的靈敏度來設置，沒有一定的限制。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明一實施例的穿戴式電子裝置300的示意圖。穿戴式電子裝置300包括顯示器311以及帶體320_1及320_2所組成。顯示器311與帶體320_1及320_2相互連接。穿戴式電子裝置300中包括如圖1繪示的電子系統100。

值得注意的是，顯示器311在當穿帶式電子裝置300操作於運作狀態時，可顯示使用者介面，而當穿戴式電子裝置300操作於關閉狀態時，顯示器311被關閉。而在當穿戴式電子裝置300操作於休眠狀態時，顯示器311顯示固定畫面或關閉。

帶體320_2的外側表面S1上還可以配置觸控板TPAD1以做為虛擬按鍵來提供使用者開啟穿戴式電子裝置300的電源並 使其進行運作。其中，觸控板TPAD1可以是電容式的觸控板。

在實際的應用上，穿戴式電子裝置300可以透過帶體320_1及320_2來被佩戴在例如使用者的手腕上。當使用者要使穿戴式電子裝置300進行運作時，僅需穩定的接出觸碰觸控板TPAD1一段時間後，便可使穿戴式電子裝置300開機以進行運作。當穿戴式電子裝置300進行運作時，使用者可透過觸控式顯示器311來對穿戴式電子裝置300下達指令，並藉以進行操作。穿戴式電子裝置300並可利用觸控式顯示器311來提供資訊給使用者閱讀。當要使穿戴式電子裝置300執行關機程序時，則可以透過穿戴式電子裝置300所提供的圖形使用者介面來下達關機的資訊。

由上述的說明可以得知，穿戴式電子裝置300並不需要設置實體機構式的電源按鍵。

請注意，圖3繪示的穿戴式電子裝置300僅只是一個實施範例，其中觸控板TPAD1的位置可以由設計者自行設定，沒有一定的限制。另外，顯示器311的形狀以及帶體320_1及320_2的形狀及相對位置關係也沒有一定的限制。

請參照圖4，圖4繪示本發明一實施例的電源控制方法的流程圖。圖4的電源控制方法適用於穿戴式電子裝置，其中，步驟S410中，將電子裝置操作在關閉狀態，接著，在步驟S420中，在關閉狀態下判斷觸控信號包含觸控動作以觸發中斷信號，並且在步驟S430中，依據被觸發的中斷信號來提供工作電源給穿戴式電子裝置的控制器，並使控制器開機並進行運作，也就是使穿戴 式電子裝置進行運作。在步驟S440中，則於控制器接收工作電源，成功開機且運作後，使中斷信號傳送至控制器，控制器則可依據被觸發的中斷信號來發送清除命令，而其中的清除命令用來執行清除中斷信號的動作。

關於上述各步驟的實施細節，前述的實施例及實施方式都有詳盡的說明，以下恕不多贅述。

以下請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的穿戴式電子裝置的開機動作流程圖。在步驟S510中，偵測使用者有無碰觸電容式觸控板，並在使用者碰觸電容式觸控板時觸發中斷信號使中斷信號等於邏輯低準位。在步驟S520中，電源管理器可依據等於邏輯低準位的中斷信號來提供工作電源至穿戴式電子裝置的控制器。在步驟S530中，控制器接收工作電源，並進行開機動作，且在完成開機後開始運作。在步驟S530中，控制器使連接在控制器及觸控單元間的開關導通，並使中斷信號可以傳送至控制器，而控制器則可發送清除命令來清除中斷信號，並使中斷信號等於邏輯高準位，如此，即可完成穿戴式電子裝置的開機動作(步驟S550)。

綜上所述，本發明利用提供觸控板來接觸控動作，並依據觸控動作來進行穿戴式電子裝置的開機動作。如此一來，穿戴式電子裝置上不需要配置實體的機構式的電源按鍵，有效節省實體按鍵所需要的空間，除降低機構的複雜度並可節省成本，提升產品的競爭力。

100‧‧‧電子系統

110‧‧‧觸控單元

120‧‧‧電源管理器

130‧‧‧控制器

SW‧‧‧切換器

VBAT‧‧‧電源

INT‧‧‧中斷信號

PWR‧‧‧工作電源

CNT‧‧‧控制信號

CMD‧‧‧清除命令

Claims (21)

1. 一種電子系統，可操作於一關閉狀態、一運作狀態及一休眠狀態其中之一，包括：一觸控單元，判斷一觸控信號包含一觸控動作以觸發一中斷信號；一控制器，經由一第一路徑耦接該觸控單元，當該電子系統操作於該關閉狀態時可判斷接收到該中斷信號，以將該電子系統改為操作於該運作狀態；一電源管理器，耦接至該控制器並經由一第二路徑耦接至該觸控單元，當該電子系統操作於該運作狀態或該休眠狀態時可提供一工作電壓給該控制器，當該電子系統操作於該關閉狀態時可判斷接收到該中斷信號以將該控制器變更為被供電狀態；一切換器，選擇性地將該第一路徑及該第二路徑其中之一導通，並透過該第一路徑或該第二路徑以分別傳送該中斷信號至該控制器或該電源管理器；其中該控制器用於：判斷該電子系統由該運作狀態或該休眠狀態進入該關閉狀態時，要求該切換器將該第二路徑導通；判斷該電子系統由該關閉狀態進入該運作狀態時，要求該切換器將該第一路徑導通，並發送一清除命令至該觸控單元使該觸控單元清除該中斷信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該控制器在 判斷該電子系統由該關閉狀態進入該運作狀態後並在該中斷信號被觸發的條件下，發送該清除命令至該觸控單元使該觸控單元以清除該中斷信號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該控制器透過一傳輸介面耦接該觸控單元，並透過該傳輸介面傳送該清除命令至該觸控單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電子系統，其中該傳輸介面為串列信號傳輸介面。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該控制器透過通用目的輸入輸出埠來傳送一控制信號以要求該切換器選擇性地將該第一路徑及該第二路徑其中之一導通。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該中斷信號被觸發後呈現一第一邏輯準位，該中斷信號被清除後呈現一第二邏輯準位，該第一與第二邏輯準位互補。
7. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該觸控單元包括：一電容式觸控板，接收該觸控動作；以及一觸控控制器，耦接該電容式觸控板，依據該觸控動作以觸發該中斷信號，並接收該清除命令以清除該中斷信號。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電子系統，其中該觸控控制器計算該觸控動作的維持時間，並在該觸控動作的維持時間大於一預設臨界值時觸發該中斷信號。
9. 一種穿戴式電子裝置，可操作於一關閉狀態、一運作狀態及一休眠狀態其中之一，包括：一顯示器，當該穿戴式電子裝置操作於該運作狀態時顯示一使用者介面，當該穿戴式電子裝置操作於該關閉狀態時該顯示器關閉，當該穿戴式電子裝置操作於該休眠狀態時該顯示器顯示一固定畫面或關閉；一帶體，連接並固定該顯示器，具有一外側表面，該外側表面無機構式電源按鈕；一觸控單元，置於該外側表面，於該電子裝置操作於該關閉狀態、該運作狀態或該休眠狀態時皆可判斷一觸控信號包含一觸控動作以觸發一中斷信號；一控制器，經由一第一路徑耦接該觸控單元，當該穿戴式電子裝置操作於該關閉狀態時可判斷接收到該中斷信號，以將該穿戴式電子裝置改為操作於該運作狀態；一電源管理器，耦接至該控制器並經由一第二路徑耦接至該觸控單元，當該穿戴式電子裝置操作於該運作狀態或該休眠狀態時可提供一工作電壓給該控制器，當該穿戴式電子裝置操作於該關閉狀態時可判斷接收到該中斷信號以將該控制器改為操作於供電狀態；一切換器，選擇性地將該第一路徑及該第二路徑其中之一導通，並藉由該第一路徑或該第二路徑以分別傳送該中斷信號至該控制器或該電源管理器； 其中該控制器用於：判斷該穿戴式電子裝置由該運作狀態或該休眠狀態進入該關閉狀態時，要求該切換器將該第二路徑導通；判斷該穿戴式電子裝置由該關閉狀態進入該運作狀態時，發送一清除命令至該觸控單元使該觸控單元清除該中斷信號，並要求該切換器將該第一路徑導通。
10. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式電子裝置，其中該控制器在判斷該穿戴式電子裝置由該關閉狀態進入該運作狀態後並在該中斷信號被觸發的條件下，發送該清除命令至該觸控單元使該觸控單元以清除該中斷信號。
11. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式電子裝置，其中該控制器透過一傳輸介面耦接該觸控單元，並透過該傳輸介面傳送該清除命令至該觸控單元。
12. 如申請專利範圍第11項所述的穿戴式電子裝置，其中該傳輸介面為串列信號傳輸介面。
13. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式電子裝置，其中該控制器透過通用目的輸入輸出埠來傳送一控制信號以要求該切換器選擇性地將該第一路徑及該第二路徑其中之一導通。
14. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式電子裝置，其中該中斷信號被觸發後呈現一第一邏輯準位，該中斷信號被清除後呈現一第二邏輯準位，該第一與第二邏輯準位互補。
15. 如申請專利範圍第9項所述的穿戴式電子裝置，其中該 觸控單元包括：一電容式觸控板，配置在該外側表面上，該電容式觸控板接收該觸控動作；以及一觸控控制器，耦接該電容式觸控板，依據該觸控動作以觸發該中斷信號，並接收該清除命令以清除該中斷信號。
16. 如申請專利範圍第15項所述的穿戴式電子裝置，其中該觸控控制器計算該觸控動作的維持時間，並在該觸控動作的維持時間大於一預設臨界值時觸發該中斷信號。
17. 如申請專利範圍第15項所述的穿戴式電子裝置，其中該穿戴式電子裝置該外側表面上無實體的機構式的電源控制按鍵。
18. 一種電源控制方法，適用於一穿戴式電子裝置，包括：將該電子裝置操作在一關閉狀態；在該關閉狀態下判斷一觸控信號包含一觸控動作以觸發一中斷信號；依據該中斷信號提供一工作電源使該穿戴式電子裝置的一控制器進行運作；透過一切換器以傳送該中斷信號至一控制器；以及在該控制器進行運作後發送一清除命令以清除該中斷信號，並允許該控制器接收該中斷信號。
19. 如申請專利範圍第18項所述的電源控制方法，發送該清除命令以清除該中斷信號的步驟包括：在該控制器進行運作後且該中斷信號為被觸發的狀態時，發 送該清除命令以清除該中斷信號。
20. 如申請專利範圍第18項所述的電源控制方法，其中該中斷信號被觸發後呈現一第一邏輯準位，該中斷信號被清除後呈現一第二邏輯準位，該第一與第二邏輯準位互補。
21. 如申請專利範圍第18項所述的電源控制方法，其中判斷該觸控信號包含該觸控動作以觸發該中斷信號的步驟包括：計算該觸控動作的維持時間；以及在該觸控動作的維持時間大於一預設臨界值時觸發該中斷信號。