TWI582666B - 觸控裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置

本發明係指一種觸控裝置，尤指一種可用於水中偵測壓力並且報點的觸控裝置。

隨著電子產品的發明，具有觸控功能的電子裝置已成為在生活上不可或缺的電子裝置，例如行動手持裝置、平板電腦、觸控手環、觸控手錶等，由於使用者有時必須在水中環境使用電子裝置。因此觸控裝置的生活防水功能亦漸漸受到重視。同時，觸控裝置是否適用於水中，也是目前重要的課題之一。

目前常見的觸控裝置大部分係採用自容式或互容式的電容觸控偵測方式。不過，當觸控裝置上含有少量水滴在其上時，透過互容式電容偵測方式較容易於觸控裝置上的相對位置出現水的系統報點而造成誤判，而在相同的情況下，自容式的電容偵測方式則無報點而可正常使用。

然而，當自容式的電容式偵測的觸控裝置上具有大量水或是在水中時，自容式偵測方式亦會產生誤報點的狀況。因此，如何能在水中有效偵測觸控位置並解決誤報點的狀況，就成為業界所努力的目標之一。

因此，本發明主要提供一種觸控裝置，其可用於水中偵測壓力並且正確報點以提升實用性。

本發明揭露一種觸控裝置，可用於水中進行報點，包含有：一觸控感測模組，用來感測一物件於該觸控裝置上之操作，以產生複數個觸控感測資料；一壓力感測模組，用來感測該物件於該觸控裝置上之操作，以產生複數個壓力感測資料；一判斷模組，用來根據該複數個觸控感測資料，判斷該觸控裝置是否位於水中，以產生一判斷結果；以及一報點模組，用來根據該判斷結果、該複數個觸控感測資料與該複數個壓力感測資料當中至少一者產生並輸出一報點資料。

請參考第1圖及第2圖，第1圖為本發明之一觸控裝置10之示意圖，第2圖為第1圖之觸控裝置10之使用實施例之示意圖。觸控裝置10可用於水中正確報點並且偵測壓力。觸控裝置10包含有一觸控感測模組100、一壓力感測模組110、一報點模組120及一判斷模組130。觸控感測模組100用來感測物件於觸控裝置10上之操作，例如觸控感測模組100可包含有複數個觸控感測單元（未繪示於圖中），以產生該複數個觸控感測資料。壓力感測模組110用來感測物件於觸控裝置10上之操作以產生複數個壓力感測資料。例如，壓力感測模組110可包含有複數個壓力感測單元（未繪示於圖中），以產生複數個壓力感測資料。簡言之，觸控感測模組100及壓力感測模組110可因應物件在觸控裝置10上所進行操作而產生相應的觸控感測資料與壓力感測資料。

判斷模組130用來根據觸控感測模組100所偵測出之複數個觸控感測資料，判斷觸控裝置10是否位於水中，以產生一判斷結果。報點模組120用來根據前述判斷結果、觸控感測模組100所偵測出之觸控感測資料與壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料當中至少一者產生並輸出一報點資料。舉例來說，觸控裝置10可於判斷結果指示目前處在離水狀態時自動或手動切換至一離水模式，並且報點模組120使用觸控感測模組100所偵測出之觸控感測資料與壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來運算產生出報點資料（即離水模式）。也就是說，觸控裝置10可於離水狀態時同時利用觸控感測模組100與壓力感測模組110所偵測出之資料來進行報點處理。而於判斷結果指示目前處於水中時，觸控裝置10自動或手動切換至一水中模式，並且報點模組120改而利用壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來進行報點處理（即水中模式）。

此外，如第2圖所示，觸控裝置10另包含有一按鍵220，其可用來手動切換觸控裝置10的離水模式及水中模式，使觸控裝置10可根據使用者的需求調整，讓使用者在使用上更具便利性及實用性。如此一來，當切換至離水模式時，報點模組120可使用觸控感測資料與壓力感測資料來運算產生出報點資料。當切換至水中模式時，報點模組120可使用壓力感測資料來運算產生出報點資料。

進一步地，判斷模組130可計算複數個觸控感測資料之數值平均值或中位數值，並判斷所計算出的複數個感測資料之數值平均值或中位數值是否大於一第一臨限值。例如，當所計算出的複數個感測資料之數值平均值或中位數值大於一第一臨限值時，判斷結果指示該觸控裝置10係位於水中。當所計算出的複數個感測資料之數值平均值或中位數值小於等於第一臨限值時，判斷結果指示該觸控裝置10係離水狀態。判斷模組130亦可判斷複數個觸控感測資料是否落於一第一範圍之中。如此一來，當所計算出的複數個感測資料之數值平均值或中位數值大於第一臨限值及/或複數個觸控感測資料係落於第一範圍之中時，判斷結果指示觸控裝置10係位於水中。第一範圍介於一第二臨限值與一第三臨限值之間，其中第二臨限值可為所計算出的複數個觸控感測資料之平均值乘上一第一比例，以及第三臨限值可為所計算出的複數個觸控感測資料之平均值乘上一第二比例。

舉例來說，請參考第3圖，第3圖為使用第1圖之觸控裝置10之觸控感測模組100所產生之感測資料之示意圖。假設第一臨限值為200。觸控感測模組100包含有複數個觸控感測單元310，每一觸控感測單元310可接收物件在觸控裝置10上所進行操作而產生相應的觸控感測資料。當觸控裝置10剛離水時，觸控裝置10表面殘留水分，此時，觸控感測單元310所偵測出的觸控感測資料即如第3圖所示。判斷模組130判斷出複數個觸控感測單元310的數值皆小於200。也就是說，複數個感測資料之數值平均值小於200。據此，判斷模組130判斷出觸控裝置10已經離開水中，觸控裝置10切換至離水模式來進行運作。值得注意的是，前述第一臨限值的數值僅為一實施例，而不限於此。

在另一實施例中，如第4圖所示，觸控感測單元310所偵測出的觸控感測資料如第4圖所示。假設第一臨限值為200，第一比例為98％，第二比例為102％。如第4圖所示，該些觸控感測資料的平均值為201，因此第一範圍為196.98～205.02。接著，判斷模組130可判斷複數個觸控感測資料是否落於196.98～205.02之間。也就是說，判斷模組130會判斷該些觸控感測資料間的差異是否在其平均值的正負2％之內。當判斷模組130判斷出該些觸控感測資料皆落於196.98～205.02之間時，即複數個感測單元310的觸控感測資料數值皆在平均值的正負2%範圍之內。此時，由於該些感測資料之數值平均值大於200且該些感測資料之數值落於196.98～205.02之間，判斷模組130即輸出判斷結果以指示觸控裝置10位於水中。因此，觸控裝置10轉換為水中模式來運作。

進一步地，判斷模組130也可比較複數個觸控感測資料與一第一臨限值，並計算出觸控感測資料大於第一臨限值的個數。當觸控感測資料大於第一臨限值的個數超過一第一數量時，判斷結果指示觸控裝置10位於水中。舉例來說，假設觸控感測模組100包含有100個觸控感測單元並產生100個相應觸控感測資料，第一臨限值為200，第一數量為80。當判斷模組130計算出在100個觸控感測資料之中有85個觸控感測資料大於200（即觸控感測資料大於第一臨限值的個數為85）時，即可據以判斷出觸控裝置10目前係位於水中。判斷模組130亦可判斷複數個觸控感測資料是否落於一第一範圍之中。當複數個觸控感測資料之中大於第一臨限值的個數超過第一數量及/或複數個觸控感測資料係落於第一範圍之中時，判斷結果指示觸控裝置10係位於水中。第一範圍可介於一第二臨限值與一第三臨限值之間，其中第二臨限值可為複數個觸控感測資料之平均值乘上一第一比例，以及第三臨限值可為複數個觸控感測資料之平均值乘上一第二比例。例如，假設觸控感測模組100所產生之觸控感測資料的平均值為200，第一比例為98％，第二比例為102％，如此一來，第一範圍即為196～204。也就是說，判斷模組130判斷該些觸控感測資料的差異是否在其平均值的正負2％之內。

請參考第5圖，第5圖為第1圖之觸控裝置10進行模式切換之流程圖500。首先，以觸控裝置10為離水狀態作為起始狀態（步驟S502），接著利用上述方法偵測並判斷觸控裝置10是否在水中（步驟S504），若判斷結果為否，則回到起始狀態（即為離水狀態）（步驟S502），報點模組120利用觸控感測模組100所偵測出之觸控感測資料與壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來運算產生出報點資料。若判斷結果為是（即為在水中），則開啟水中模式（步驟S506），此時，報點模組120改而使用壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來運算產生出報點資料。相隔一段時間後，再次偵測觸控裝置10是否在水中（步驟S508），若判斷結果為是（即為水中狀態），則維持水中模式（步驟S510），若判斷結果為否（即為離開水中），則切換至離水模式（步驟S512）。

此外，觸控裝置10剛離水時，觸控裝置100表面可能仍殘留著水分。或是，當使用者使用觸控裝置10於有水及無水情況交替進行時，例如游泳，此活動將使觸控裝置10在短時間內於有水及無水狀態之間轉換因此，為了避免誤判的情況，可設定一離水時間T來確認觸控裝置10處於離水狀態或水中狀態。也就是每隔一離水時間T，偵測觸控裝置10是否在水中。例如，設定離水時間T為2秒鐘，當使用者以自由式於泳池中行進時，配戴有觸控裝置10之使用者的手離開水中後再進入水中，由於觸控裝置10離水時間未超過2秒鐘，如此一來，觸控裝置10之判斷模組130不會誤判為離開水中而影響觸控裝置10的報點，而仍利用壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來進行報點的水中模式。同樣的，當使用者配戴觸控裝置10離開水面時，由於觸控裝置10離水時間超過2秒鐘後，水滴不再殘留在觸控裝置10上，觸控裝置10之判斷模組130判斷觸控裝置10為離開水中，進而切換至離水模式以利用觸控感測資料與壓力感測資料來運算產生出報點資料。

當觸控裝置10處於水中時，可利用壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料來進行報點。請參考第6A圖至第6C圖，第6A圖至第6C圖為利用第1圖之觸控裝置10在固定水深下觸控時之觸控裝置10之壓力感測模組110之受力重心之示意圖。如第6A圖所示，當觸控裝置10在固定水深且未按壓時，且水壓對觸控裝置10之壓力感測模組110的受力面是均勻的，所以壓力感測模組110均勻受力，因此受力重心602就落在觸控裝置10的正中心的相對位置。而當使用者按壓觸控裝置100的正中央時，如第6B圖所示，其受力位置仍為觸控裝置100的正中心，但按壓瞬間壓力感測模組110的的受力重心602壓力值會上升，放開時則會回復原本壓力值。接著，如第6C圖所示，當使用者按壓觸控裝置10的非受力面之正中心時，觸控裝置10的壓力感測模組110的受力重心602位置會偏移中心位置，此時，藉由壓力感測模組110所偵測出之壓力感測資料即可辨別按壓位置及狀況。

當使用者於水中使用觸控裝置10時，觸控裝置10之壓力感測模組110可藉由偵測壓力進行水中深度的量測。例如在40磅力/英寸 ²（psi）的壓力下可對應約為水下28公尺的深度。因此，當使用者配戴觸控裝置10時，啟動了水中模式，觸控裝置10於水中感受到壓力，接著，透過觸控裝置10之壓力感測模組110所提供的壓力感測資料，判斷模組130得計算出水深，以提供使用者壓力及水深度的資訊。

此外，由於判斷模組130可利用之壓力感測模組110偵測壓力深度的資訊，進而分析壓力深度的變化狀況，當使用者於水中快速上升或下降時，觸控裝置10根據壓力感測模組110所提供的壓力感測資料，轉換為壓力及水深度的資訊後得到一壓力變化率（即水深變化與時間之比率），並且根據壓力變化率判斷使用者是否處於壓力急遽變化的情況。在此實施例中，當使用者的上升/下降壓力變化率超過如每2秒/1英尺時，觸控裝置10發出警示以警告使用者。舉例來說，請參考第7圖，第7圖為利用第1圖之壓力感測模組110於水中時之水深與時間變化之示意圖。當使用者於水中時，A區為正常水壓變化的區域，而B區為水壓急遽變化的區域。當使用者的上升壓力變化率超過每2秒/1英尺時（即為處於B區之水壓急遽變化的區域），觸控裝置10可以螢幕閃爍或連續震動的方式來警示使用者。同樣地，當使用者於水中快入下降的壓力變化率超過如每2秒/1英尺時，觸控裝置10亦可提出警告訊息警告使用者。如此一來，使用者可藉由觸控裝置10的觸控感測資料感測壓力變化，當壓力變化劇烈時發出警告，以避免使用者因為壓力深度的劇烈變化而產生潛水夫病或其他劇烈影響。

值得注意的是，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，本領域具通常知識者當可據以做不同之變化。例如，觸控裝置10可為行動手持裝置、平板電腦、觸控手環、觸控手錶等，但不以此為限。觸控感測模組100可為電容式、電阻式、超音波式、光學式觸控感測器，但不以此為限。壓力感測模組可為任何可感測壓力之感測裝置。

綜上所述，習知技術的觸控裝置在具有水的環境底下通常會有報點錯誤導致觸控裝置無法正常運作。相較之下，本發明實施例可在具有水的環境下或水中正確報點，更提供使用者在水中模式及離水模式的功能切換，以提升使用者的實用性以及方便性。

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。

10‧‧‧觸控裝置

100‧‧‧觸控感測模組

110‧‧‧壓力感測模組

120‧‧‧報點模組

130‧‧‧判斷模組

220‧‧‧按鍵

310‧‧‧觸控感測單元

500‧‧‧流程圖

S502、S504、S506、S508、S510、S512‧‧‧步驟

602‧‧‧受力重心

T‧‧‧離水時間

A、B‧‧‧水壓變化區域

第1圖為本發明之一觸控裝置之示意圖。       第2圖為第1圖之觸控裝置之使用實施例之示意圖。       第3圖及第4圖分別為使用第1圖之觸控裝置之觸控感測模組所產生之感測資料之示意圖。       第5圖為第1圖之觸控裝置進行模式切換之流程圖。       第6A圖至第6C圖為利用第1圖之壓力感測模組在固定水深下觸控時之受力重心之示意圖。       第7圖為利用第1圖之壓力感測模組於水中時之水深與時間變化之示意圖。

10‧‧‧觸控裝置

100‧‧‧觸控感測模組

110‧‧‧壓力感測模組

120‧‧‧報點模組

130‧‧‧判斷模組

Claims (11)

1. 一種觸控裝置，可用於水中進行報點，包含有：一觸控感測模組，用來感測一物件於該觸控裝置上之操作，以產生複數個觸控感測資料；一壓力感測模組，用來感測該物件於該觸控裝置上之操作，以產生複數個壓力感測資料；一判斷模組，用來根據該複數個觸控感測資料，判斷該觸控裝置是否位於水中，以產生一判斷結果；以及一報點模組，用來根據該判斷結果、該複數個觸控感測資料與該複數個壓力感測資料當中至少一者產生並輸出一報點資料；其中於該判斷結果指示該觸控裝置位於水中時，該報點模組根據該複數個壓力感測資料產生並輸出該報點資料。
2. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該觸控感測模組包含有複數個觸控感測單元，以產生該複數個觸控感測資料，以及該壓力感測模組包含有複數個壓力感測單元，以產生該複數個壓力感測資料。
3. 如請求項1所述之觸控裝置，其中於該複數個觸控感測資料的數值平均值或中位數值大於一第一臨限值時，該判斷結果指示該觸控裝置位於水中。
4. 如請求項1所述之觸控裝置，其中於該複數個觸控感測資料的數值平均值或中位數值大於一第一臨限值且該複數個觸控感測資料係落於一第一範圍之中時，該判斷結果指示該觸控裝置位於水中。
5. 如請求項1所述之觸控裝置，其中於該複數個觸控感測資料中大於一第一臨限值的個數超過一第一數量時，該判斷結果指示該觸控裝置位於水中。
6. 如請求項5所述之觸控裝置，其中於該複數個觸控感測資料中大於該第一臨限值的個數超過該第一數量且該複數個觸控感測資料係落於一第一範圍之中時，該判斷結果指示該觸控裝置位於水中。
7. 如請求項4或6所述之觸控裝置，其中於該第一範圍係介於一第二臨限值與一第三臨限值之間，該第二臨限值為該複數個觸控感測資料之平均值乘上一第一比例以及該第三臨限值為該複數個觸控感測資料之平均值乘上一第二比例。
8. 如請求項1所述之觸控裝置，其中於該判斷結果指示該觸控裝置未位於水中時，該報點模組根據該複數個觸控感測資料與該複數個壓力感測資料產生並輸出該報點資料。
9. 如請求項1所述之觸控裝置，其中判斷模組每隔一離水時間該判斷模組判斷該觸控裝置位於水中與否。
10. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該判斷模組可根據該複數個觸控感測資料判斷出水深。
11. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該判斷模組可根據該複數個觸控感測資料感測壓力變化，並且當壓力變化劇烈時發出警告。