TWI622919B - 電子裝置及電子裝置之操作方法 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置，包括：一感測裝置，包括：一電容式壓力感測器，用以輸出至少一壓力感測訊號；以及一電容式觸碰感測器，具有複數個感測單元，用以輸出複數個電容感測訊號；以及一處理器，用以將壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，將電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值，當壓力感應值高於一壓力門檻值時，記錄一第一時間，當觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，記錄一第二時間，並根據接收到第一時間及第二時間之一先後順序，判斷電子裝置受到一外部按壓或一內部形變。

Description

電子裝置及電子裝置之操作方法

本發明係有關於一種電子裝置的偵測技術，特別係有關於一種偵測電子裝置之電池是否發生形變的技術。

一般而言，目前觸控電子產品除了原有的電容式觸控感測器之外，也導入新的應用電容式壓力感測器。此壓力主要是透過來自外界之觸摸所造成壓力使得觸控感測器發生作動。若是內部發生壓力或形變，壓力的變化亦可以觸發壓力感測器產生作動。由於現在的行動裝置常發生電池爆炸或是電池膨脹而導致裝置或是人員之損傷或損害，因此若可以先偵測到電池膨脹，行動裝置便可發送一通知使得使用者預先了解電池發生變化，以便減少使用者的損害。

因此，本發明提供一種電子裝置，上述電子裝置具有電容式觸碰感測器以及電容式壓力感測器，電容式壓力感碰器之位置位於一顯示螢幕與一保護玻璃之間，電容式壓力感測器位於一電池與顯示裝置之間。同時，電子裝置之一處理器可偵測來自外部導體或非導體所造成的外部壓力以及因電池膨脹所產生之內部形變，進而傳遞不同訊號至電子裝置，以使 得電子裝置發出通知或是使電子裝置斷電。也就是說，本發明係利用電容式觸控感測器及電容式壓力感測器以判斷電子裝置受到電池膨脹(內部形變)或是外部按壓。當電子裝置受到內部形變時，電子裝置之處理器傳送一警示訊號至電子裝置之一顯示裝置，使得顯示裝置顯示一警示畫面，以通知使用者電子裝置之內部發生形變。

本發明提供一種電子裝置，包括：一感測裝置，包括：一電容式壓力感測器，用以輸出至少一壓力感測訊號；以及一電容式觸碰感測器，具有複數個感測單元，用以輸出複數個電容感測訊號；以及一處理器，用以將上述壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，將上述電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值，當上述壓力感應值高於一壓力門檻值時，記錄一第一時間，當上述觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，記錄一第二時間，並根據接收到上述第一時間及上述第二時間之一先後順序，判斷上述電子裝置受到一外部按壓或一內部形變，其中上述外部按壓係為一外部導體按壓與一外部非導體按壓中之一者，上述內部形變係為一輕微內部形變與一嚴重內部形變中之一者。

本發明提供一種電子裝置之操作方法，包括：將來自一電容式壓力感測器之至少一壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值；將來自一電容式觸碰感測器之複數個電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值；當上述對應的壓力感應值高於一壓力門檻值時，記錄一第一時間；當上述對應的觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，記錄一第二時間；以及根據 接收到上述第一時間及上述第二時間之一先後順序，判斷上述電子裝置受到一外部按壓或一內部形變，其中上述外部按壓係為一外部導體按壓與一外部非導體按壓中之一者，內部形變係為一輕微內部形變與一嚴重內部形變中之一者。

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

100‧‧‧電子裝置

102‧‧‧顯示裝置

104‧‧‧電容式壓力感測器

105‧‧‧金屬中框

106‧‧‧電容式觸碰感測器

107‧‧‧保護玻璃

108‧‧‧感測裝置

110‧‧‧處理器

112‧‧‧電池

114‧‧‧儲存裝置

X1、X2、X3、X4、Y1、Y2、Y3、Y4‧‧‧感應電極

A1‧‧‧感測單元

S10、S10’、S20、S20’、S30、S30’、S40、S40’、S50、S50’、S60、S60’、S70、S70’、S80、S90、S100、S110、S120、S130、S140‧‧‧步驟

第1A圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置之一方塊圖；第1B圖顯示為本發明實施例中之一電容式觸碰感測器與一處理器之一示意圖；第2A圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置之一剖面圖；第2B圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置受到一外力按壓時之一剖面圖；第2C圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置受到一內部形變時之一剖面圖；第3A、3B圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置之一流程圖；第4A、4B、4C圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置之另一流程圖；第5圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置之另一流程圖。

以下將詳細討論本發明各種實施例之製造及使用方法。然而值得注意的是，本發明所提供之許多可行的發明概念可實施在各種特定範圍中。這些特定實施例僅用於舉例說明本發明之製造及使用方法，但非用於限定本發明之範圍。

第1圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100之一方塊圖。在某些實施例中，電子裝置100可為一智慧型手機、一可攜式電子裝置或一平板，但不限定於此。如第1圖所示，電子裝置100包括一顯示裝置102、一金屬中框105、一保護玻璃(cover lens)107、一感測裝置108、一處理器110、一電池112以及一儲存裝置114。在本發明之某些實施例中，顯示裝置102可為一液晶顯示器(liquid-crystal display,LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電漿(plasma)顯示器，諸如此類的顯示器，用以顯示一視覺輸出，包括文字、圖形、視頻和其任意組合。部份或全部視覺輸出可對應至使用者介面物件(user-interface object)。感測裝置108包括一電容式壓力感測器104以及一電容式觸碰感測器106。金屬中框105用以隔開電池112與電子裝置100的其他裝置。保護玻璃107設置於電子裝置100之最外層以遭受導體或非導體的按壓(外部按壓)。

電容式觸碰感測器106具有複數個感測單元，用以輸出複數個電容感測訊號。在本發明所述之一實施例中，電容式觸碰感測器106與處理器110之示意圖如第1B圖所示。在本發明所述之一實施例中，每個感測單元所對應的感應電極皆會產生一電容感測訊號。當電子裝置100發生外部按壓或內部形變時，電容式觸碰感測器106中之複數個感測單元係將感應電極 上的複數個電容感測訊號傳送至處理器110進行處理，以判斷電子裝置100是否有發生形變。舉例而言，感測單元A1受到外部導體按壓時，對應於感測單元A1之感應電極X1、感應電極Y1的電容值係透過導線以作為一電容感測訊號被傳送至處理器110。在此實施例中，電容式觸碰感測器106係分為多層，感測單元A1係位於感測電極之上。至於處理器110進行處理之動作容後再述，本發明在此不加以闡述。

電容式壓力感測器104係由一陣列的感應單元所組成，用以感測電子裝置100所遭受之壓力。仔細而言，如第2B、2C圖所示，電子裝置100所遭受之壓力僅限於來自外部的導體或非導體之正向壓力或來自內部形變的壓力。也就是說，來自電子裝置100之側邊的壓力不在本發明的討論範圍之內。電容式壓力感測器104之感測原理及構造與電容式觸碰感測器106相似，故本發明在此不加以闡述。在本發明所述之一實施例中，電容式壓力感測器104中之陣列在沒有受到一外力按壓或是一內部形變(例如：電池形變或機構形變)時，電容式壓力感測器104之陣列之感應單元的電容值總合為Ca法拉(F)，以形成一壓力感測訊號。在本發明所述之一實施例中，電子裝置100受到一外部按壓或是一內部形變(例如：電池形變或機構形變)時，電容式壓力感測器104之陣列之感應單元的電容值總合為Cb法拉(F)，以形成一壓力感測訊號。無論電容式壓力感測器104是否有受到外力按壓或是內部形變，壓力感測訊號皆會被傳送至處理器110進行處理，以決定電子裝置100是否有發生形變。

處理器110可為一單一處理器或複數個處理器。舉例而言，處理器110可包括一般用途微處理器、特殊用途處理器之組合及/或相關晶片組。一般用途微處理器和特殊用途處理器之組合的例子為指令集處理器(instruction-set processor)、圖形處理器、視頻處理器、音訊處理器及/或特殊用途微處理器。處理器110之功能主要是解釋電腦指令以及提供執行作業系統(Operating System，OS)、程式、使用者圖形介面、軟體、模組、應用程式和電子裝置100之功能所需的處理能力。

在本發明所述之一實施例中，處理器110用以將來自電容式壓力感測器104之壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，將來自電容式觸控感測器106之電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值。在本發明所述之一實施例中，來自電容式壓力感測器104之壓力感測訊號之電容總和值為Cb法拉(F)，處理器110將Cb法拉(F)轉換成一壓力感應值Pb。在本發明所述之一實施例中，來自電容式觸控感測器106之複數個電容感測訊號為Cb1法拉(F)、Cb2法拉(F)、Cb3法拉(F)，處理器110將Cb1法拉(F)、Cb2法拉(F)、Cb3法拉(F)分別轉換成複數個觸碰感應值Cb1’、Cb2’、Cb3’。當壓力感應值高於一壓力門檻值時，處理器110記錄一第一時間。在本發明所述之一實施例中，第一時間可被記錄於儲存裝置114中。當觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，處理器110記錄一第二時間。在本發明所述之一實施例中，第二時間可被記錄於儲存裝置114中。處理器110可根據接收到第一時間及第二時間之一先後順序，判斷電子裝置100受到一外部按壓或一內部形變。在本發明所述之一 實施例中，外部按壓係為一外部導體按壓與一外部非導體按壓中之一者，內部形變係為一輕微內部形變與一嚴重內部形變中之一者。電池112係將本身儲存的化學能轉成電能之裝置。在本發明所述之一實施例中，電池112係透過匯流排提供電能至電子裝置100之其他元件(例如：處理器110)。在本發明所述之一實施例中，電池112會造成電子裝置100產生一內部形變。儲存裝置114係用以儲存資訊的裝置。在本發明所述之一實施例中，儲存裝置可為隨機存取記憶體(RAM)或唯讀記憶體(ROM)，用以儲存第一時間、第二時間、壓力門檻值、第一門檻值、第二門檻值、第三門檻值，諸如此類的參數，其中第一門檻值、第二門檻值、第三門檻值的定義及大小關係如後所述。

第2A圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100之一剖面圖。如第2A圖所示，電容式壓力感測器104設置於電池112以及顯示裝置102之間，顯示裝置102設置於電容式觸碰感測器106與電容式壓力感測器104之間。除此之外，電子裝置100更包括保護玻璃107以及金屬中框105。金屬中框105設置於電容式壓力感測器104與電池112之間。值得注意的是，在本發明所述之某些實施例中，電容式壓力感測器104與電容式觸碰感測器106可整合至同一電子裝置或電子元件中。

第2B圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100受到一外力按壓時之一剖面圖。如第2B圖所示，保護玻璃107、電容式觸碰感測器106、顯示裝置102、電容式壓力感測器104以及金屬中框105因外力按壓呈現一凹狀分布。

第2C圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100 受到一內部形變時之一剖面圖。如第2C圖所示，電池112、金屬中框105、顯示裝置102、電容式壓力感測器104、顯示裝置102、電容式觸碰感測器106以及保護玻璃107呈現一凸狀分布(即內部形變)。

第3A、3B圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100之一流程圖。首先，於步驟S10中，處理器110將來自電容式壓力感測器104之至少一壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，並將來自電容式觸碰感測器106之複數個電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值。接著，進入步驟S20。於步驟S20中，處理器110判斷壓力感應值是否高於一壓力門檻值。當處理器110判斷壓力感應值不高於壓力門檻值，繼續針對壓力感應值進行判斷。當處理器110判斷壓力感應值高於壓力門檻值，進入步驟S30。於步驟S30中，處理器110紀錄一第一時間。接著，進入步驟S40。於步驟S40中，處理器110判斷觸碰感應值之每一者是否皆小於或等於一第三門檻值。當處理器110判斷觸碰感應值之每一者皆小於或等於第三門檻值，繼續針對觸碰感應值之每一者進行判斷。當處理器110判斷觸碰感應值之每一者沒有皆小於或等於第三門檻值(即觸碰感應值之至少一者大於第三門檻值)，進入步驟S50。於步驟S50中，處理器110紀錄一第二時間，其中第二時間不同於第一時間。接著，進入步驟S60。於步驟S60中，處理器110判斷第一時間是否早於第二時間。當第一時間早於第二時間，則進入步驟S70。於步驟S70中，處理器110判斷電子裝置100遭受一內部形變並傳送一警示訊號至電子裝置100之顯示裝置102，使得顯示裝置102顯示一 警示畫面，以通知使用者電子裝置100之內部發生形變。當第一時間不早於第二時間(即第二時間早於第一時間)，則進入步驟S80。於步驟S80中，處理器110判斷電子裝置100遭受一外部按壓。

第4A、4B、4C圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100之另一流程圖。第4A、4B圖中所述之步驟S10、S20、S30、S40、S50、S60、S70、S80與第3A、3B圖相同，差異在於第4C圖，第4C圖於步驟S70後，處理器110判斷對應的觸碰感應值是否皆小於或等於一第二門檻值，其中第二門檻值大於第三門檻值，但小於第一門檻值(步驟S90)。當處理器110判斷對應的觸碰感應值沒有皆小於或等於第二門檻值(即觸碰感應值中之任一者大於第二門檻值)，進入步驟S100。於步驟S100中，處理器110判斷內部形變係為一嚴重內部形變。當處理器110判斷對應的觸碰感應值皆小於或等於第二門檻值，進入步驟S110。於步驟S110中，處理器110判斷內部形變係為一輕微內部形變。在本發明所述之一實施例中，處理器110利用對應的觸碰感應值之任一者所對應的位置判斷電子裝置100發生內部形變的位置。

第4C圖於步驟S80後，處理器110判斷對應的觸碰感應值是否皆小於或等於一第一門檻值(步驟S120)。當處理器110判斷對應的觸碰感應值沒有皆小於或等於第一門檻值(即觸碰感應值中之任一者大於第一門檻值)，進入步驟S130。於步驟S130中，處理器110判斷外部按壓係為一外部導體按壓並根據外部導體按壓所造成的一觸控訊號執行某些安裝於電子 裝置100中之系統的一應用程式，以傳送一顯示訊號至一顯示裝置102，致使顯示裝置102上顯示對應於觸控訊號的顯示畫面。舉例而言，外部導體按壓會致使顯示裝置102上顯示外部導體按壓之軌跡。當處理器110判斷對應的觸碰感應值皆小於或等於第一門檻值，進入步驟S140。於步驟S140中，處理器110判斷外部按壓係為一外部非導體按壓。在本發明所述之一實施例中，處理器110利用對應的觸碰感應值之任一者所對應的位置判斷電子裝置100遭受到外部導體或外部非導體所按壓的位置。

第5圖顯示為本發明實施例中之一電子裝置100之另一流程圖。首先，於步驟S10’中，處理器110將來自電容式壓力感測器104之至少一壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，並將來自電容式觸碰感測器106之複數個電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值。接著，進入步驟S20’。於步驟S20’中，處理器110判斷壓力感應值是否高於一壓力門檻值。當處理器110判斷壓力感應值不高於壓力門檻值，繼續針對壓力感應值進行判斷。當處理器110判斷壓力感應值高於壓力門檻值，進入步驟S30’。於步驟S30’中，處理器110判斷對應的觸碰感應值中之每一者是否皆小於或等於一第一門檻值。當處理器110判斷對應的觸碰感應值中之每一者沒有皆小於或等於一第一門檻值(即觸碰感應值中之至少一者大於一第一門檻值)，進入步驟S40’。於步驟S40’中，處理器110判斷電子裝置100遭受一外部導體按壓，其中第一門檻值大於第三門檻值。當處理器110判斷對應的觸碰感應值中之每一者皆小於或等於一第一門檻 值，進入步驟S50’。於步驟S50’中，處理器110判斷觸碰感應值之至少一者高於一第二門檻值之一持續時間是否大於一既定時間，其中第二門檻值小於第一門檻值但大於第三門檻值。當處理器110判斷觸碰感應值之至少一者高於一第二門檻值之一持續時間不大於(即小於或等於)一既定時間，進入步驟S60’。於步驟S60’中，處理器110判斷電子裝置100受到外部非導體按壓。在本發明所述之一實施例中，處理器110每隔1秒可偵測一次觸碰感應值，若僅有1次處理器110所偵測到的觸碰感應值中之至少一者大於第二門檻值，處理器110判斷電子裝置100遭受一短時間的作動，熟知此技藝者可知來自外部的按壓通常是短暫性的按壓。因此，處理器110判斷出電子裝置100受到外部非導體按壓。當處理器110判斷觸碰感應值之至少一者高於一第二門檻值之一持續時間大於一既定時間，進入步驟S70’。於步驟S70’中，處理器110判斷電子裝置100受到嚴重內部形變。在本發明所述之一實施例中，處理器110每隔1秒可偵測一次觸碰感應值，若連續5次處理器110所偵測到的觸碰感應值中之少一者皆大於第二門檻值，處理器110判斷出電子裝置100受到一長時間的作動，熟知此技藝者可知來自電池的膨脹通常是長時間且持續性的作動。因此，處理器110判斷出電子裝置100受到嚴重內部形變。

綜上所述，本發明可利用此判斷機制以判斷出電子裝置受到一外部按壓或一內部形變。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

Claims (10)

1. 一種電子裝置，包括：一感測裝置，包括：一電容式壓力感測器，用以輸出至少一壓力感測訊號；以及一電容式觸碰感測器，具有複數個感測單元，用以輸出複數個電容感測訊號；以及一處理器，用以將上述壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，將上述電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值，當上述壓力感應值高於一壓力門檻值時，記錄一第一時間，當上述觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，記錄一第二時間，並根據接收到上述第一時間及上述第二時間之一先後順序，判斷上述電子裝置受到一外部按壓或一內部形變，其中上述外部按壓係為一外部導體按壓與一外部非導體按壓中之一者，上述內部形變係為一輕微內部形變與一嚴重內部形變中之一者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當上述第一時間早於上述第二時間，上述處理器判斷上述電子裝置受到上述內部形變；當上述第二時間早於上述第一時間，上述處理器判斷上述電子裝置受到上述外部按壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中當上述處理器判斷出上述電子裝置受到上述外部按壓且上述對應的觸碰感應值之任一者高於一第一門檻值，判斷上述 外部按壓係為上述外部導體按壓，其中上述第一門檻值大於上述第三門檻值；當上述處理器判斷出上述電子裝置受到上述外部按壓且上述對應的觸碰感應值皆小於或等於上述第一門檻值，判斷上述外部按壓係為上述外部非導體按壓。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中當上述處理器判斷出上述電子裝置受到上述內部形變且上述對應的觸碰感應值中之任一者高於一第二門檻值，判斷上述內部形變係為上述嚴重內部形變，其中上述第二門檻值大於上述第三門檻值但小於上述第一門檻值；當上述處理器判斷出上述電子裝置受到上述內部形變且上述對應的觸碰感應值中之每一者皆小於或等於上述第二門檻值，判斷上述內部形變係為上述輕微內部形變。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當上述對應的觸碰感應值中之任一者大於一第一門檻值，上述處理器判斷上述電子裝置遭受上述外部導體按壓，其中上述對應的觸碰感應值之上述任一者所對應的位置係為上述電子裝置遭受到上述外部導體按壓的位置。
6. 一種電子裝置，包括：一感測裝置，包括：一電容式壓力感測器，用以輸出至少一壓力感測訊號；以及一電容式觸碰感測器，具有複數個感測單元，用以輸出複數個電容感測訊號；以及 一處理器，用以將上述壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值，將上述電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值；當上述壓力感應值高於一壓力門檻值並且上述觸碰感應值之每一者皆小於或等於一第一門檻值時，該處理器判斷上述觸碰感應值之至少一者高於一第二門檻值之一持續時間是否大於一既定時間；當該處理器判斷上述對應的觸碰感應值之至少一者高於上述第二門檻值之上述持續時間大於該既定時間，則上述處理器判斷上述電子裝置受到嚴重內部形變，其中上述第二門檻值小於上述第一門檻值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，更包括：當該處理器判斷上述觸碰感應值之至少一者高於上述第二門檻值之上述持續時間小於或等於該既定時間，則上述處理器判斷上述電子裝置受到一外部非導體按壓。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中上述電子裝置更包括一電池以及一顯示裝置，上述電容式壓力感測器設置於上述電池以及上述顯示裝置之間，上述顯示裝置設置於上述電容式壓力感測器與上述電容式觸碰感測器之間，上述內部形變係由上述電池膨脹所產生。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中當上述處理器判斷上述電子裝置受到上述內部形變時，傳送一警示訊號至上述顯示裝置，使得上述顯示裝置顯示一警示畫面，以通知使用者上述電子裝置之上述電池發生形變。
10. 一種電子裝置之操作方法，包括：將來自一電容式壓力感測器之至少一壓力感測訊號轉換成對應的壓力感應值；將來自一電容式觸碰感測器之複數個電容感測訊號轉換成對應的觸碰感應值；當上述對應的壓力感應值高於一壓力門檻值時，記錄一第一時間；當上述對應的觸碰感應值之至少一者高於一第三門檻值時，記錄一第二時間；以及根據接收到上述第一時間及上述第二時間之一先後順序，判斷上述電子裝置受到一外部按壓或一內部形變，其中上述外部按壓係為一外部導體按壓與一外部非導體按壓中之一者，內部形變係為一輕微內部形變與一嚴重內部形變中之一者。