TWI623865B - 一種軟體定義輸入操作感測系統 - Google Patents

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Abstract

一種軟體定義輸入操作感測系統，具有：至少一輸入操作感測裝置，各具有至少二種感測功能；至少一驅動單元，用以依至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置，各所述操作組態命令均包括一感測功能規畫指令以在所述至少二種感測功能中選定一感測功能，及/或一感測規格設定指令以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式；以及至少一處理單元，用以依一應用程式規劃所述至少一驅動單元以設定所述至少一操作組態命令的內容，其中所述至少一處理單元具有至少一函式庫以方便決定所述至少一操作組態命令。

Description

一種軟體定義輸入操作感測系統
本發明係有關於一種軟體定義輸入操作感測系統，特別是一種可藉由軟體規劃方式滿足一應用程式之輸入感測模式需求之輸入操作感測系統。
一般觸控裝置的觸控特性和觸控規格在開機後就無法改變。例如一電容式多點觸控螢幕在執行各種應用程式時，均提供相同的觸控特性和觸控規格。另外，在設有指紋辨識功能之電容式觸控產品中，其在開機後亦只能提供相同的觸控特性和觸控規格而無法隨應用程式的需求而適應變動。
為解決前述的問題，本領域亟需一新穎的軟體定義輸入操作感測系統。
本發明之一目的在於揭露一種軟體定義輸入操作感測系統，其可提供一軟體定義函式庫使一應用程式可藉由模組化的指令敘述規劃出至少一種輸入感測介面以滿足至少一種輸入感測模式需求。
本發明之另一目的在於揭露一種軟體定義輸入操作感測系統，其可依一應用程式之選擇提供至少一種感測規格以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式。
本發明之又一目的在於揭露一種軟體定義輸入操作感測系統，其可依一應用程式之選擇提供至少二種感測功能，所述感測功能可為物理性、化學性或生物性之感測功能。
為達前述目的，一種軟體定義輸入操作感測系統乃被提出，其具有：至少一輸入操作感測裝置，各具有由至少一感測元件所組成之一感測面，所述感測元件具有由力學量感測功能、熱學量感測功能、光學量感測功能、磁學量感測功能、電學量感測功能、聲學量感測功能、射線量感測功能、 化學量感測功能和生物特徵感測功能所組成的群組所選擇的至少二種感測功能；至少一驅動單元，用以依至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置，各所述操作組態命令均儲存於一記憶體中，且各所述操作組態命令均包括一感測功能規畫指令以在所述至少二種感測功能中選定一感測功能，及/或一感測規格設定指令以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式；至少一處理單元，用以規劃所述至少一驅動單元以設定所述至少一操作組態命令的內容，其中所述至少一處理單元具有至少一函式庫，所述至少一函式庫儲存有至少一感測裝置組態設定函式以決定所述至少一操作組態命令；以及至少一應用程式，儲存於至少一記憶體中以供所述至少一處理單元執行，其中，各所述應用程式均具有至少一感測裝置組態呼叫指令，且各所述感測裝置組態呼叫指令均與一所述感測裝置組態設定函式相對應，俾以在所述至少一處理單元執行所述至少一應用程式的過程中，依各被呼叫的所述感測裝置組態設定函式的內容指示所述至少一驅動單元以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使所述至少一驅動單元依所述至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置而提供至少一輸入感測功能。
在一實施例中，所述輸入感測功能係由多點觸控功能、壓力感測功能、懸浮感測功能、3D測距感測功能、2D影像感測功能、指紋感測功能、掌紋感測功能和人臉特徵感測功能所組成的群組所選擇的一種輸入感測功能。
在一實施例中，所述感測規格設定指令包含一感測元件連接指令以決定一所述輸入操作感測裝置之所述至少一感測元件之一連接狀態。
在一實施例中，所述感測規格設定指令包含一掃描規則指令以決定一所述輸入操作感測裝置之所述至少一感測元件之一掃描規則，該掃描規則係由一維掃描規則、二維掃描規則、單層掃描規則、雙層掃描規則、循跡式掃 描規則、GUI位置對應式掃描規則、動態頻率式掃描規則和動態解析度式掃描規則所組成的群組所選擇的一種掃描規則。
在一實施例中，所述感測規格設定指令包含一資料格式指令以決定一所述輸入操作感測裝置所獲得之感測資訊的資料格式，該資料格式係由一原始感測資料格式、一座標資料格式、一向量資料格式、一生物特徵資料格式和一複合資料融合格式所組成的群組所選擇的一種資料格式。
在一實施例中，所述輸入操作感測裝置包含一感應陣列，該感應陣列係由一電容感應陣列、一壓力感應陣列、一光學感應陣列、一超音波感應陣列和一電磁感應陣列所組成的群組所選擇的一種感應陣列。
在一實施例中，所述至少一驅動單元包含至少一可接受外部指令之積體電路單元。
在一實施例中，至少一所述輸入操作感測裝置為一觸控顯示裝置，且該觸控顯示裝置之一畫面顯示程序和一觸控感測程序同時或非同時地共用至少一電極，或同時或非同時地作用在不同的電極上。
在一實施例中，用以驅動一所述觸控顯示裝置之一所述驅動單元之所述操作組態命令包含一動態感測模式指令，該動態感測模式指令的內容係用以使一所述驅動單元依一畫面顯示程序動態決定一觸控感測程序作用在一所述感測面上之一時序及/或至少一感測區域。
在一實施例中，所述函式庫係用以供不同的所述應用程式依不同的需求組合出不同的所述感測功能及/或不同的所述感測規格。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
100‧‧‧輸入操作感測裝置
101‧‧‧感測元件
200‧‧‧驅動單元
201、410‧‧‧記憶體
210‧‧‧顯示驅動器
220‧‧‧觸控驅動器
230‧‧‧時序控制器
300‧‧‧處理單元
310‧‧‧系統程式
311‧‧‧函式庫
320‧‧‧主控中央處理單元
330‧‧‧嵌入式系統
400‧‧‧應用程式
500‧‧‧3D顯示器
600‧‧‧內嵌式觸控顯示器
圖1為本發明軟體定義輸入操作感測系統一較佳實施例之方塊圖。
圖2為本發明軟體定義輸入操作感測系統之一應用實施例之方塊圖。
圖3為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖4為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖5為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖6為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖7為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖8為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖9為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。
圖10a-10b分別繪示圖9之應用實施例在動畫播放時之一顯示程序及一觸控偵測程序之一相對時序，及在靜態畫面時之一顯示程序及一觸控偵測程序之一相對時序。
圖11a-11c繪示本發明軟體定義輸入操作感測系統之三種變化實施例之方塊圖。
圖12a-12c繪示本發明軟體定義輸入操作感測系統藉由軟體的程式規劃控制一電晶體開關電路或一放大器電路以接收一感測元件或一感測電極之一反應訊號之三種電路架構之示意圖。
請參照圖1，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統一較佳實施例之方塊圖。如圖1所示，該軟體定義輸入操作感測系統包括一輸入操作感測裝置100、一驅動單元200、一處理單元300以及一應用程式400。
輸入操作感測裝置100具有由至少一感測元件101所組成之一感測面，所述感測元件101具有由力學量感測功能、熱學量感測功能、光學量感測功能、磁學量感測功能、電學量感測功能、聲學量感測功能、射線量感測功能、化學量感測功能和生物特徵感測功能所組成的群組所選擇的至少二種感測功能。例如，所述感測面可包含一感應陣列，而該感應陣列可為一電容感應陣列、一壓力感應陣列、一光學感應陣列、一超音波感應陣列或一電磁感應陣列。雖然在此實施例中只繪示一個輸入操作感測裝置100，然在本發明中其亦可為複數個。
驅動單元200係用以依至少一操作組態命令驅動輸入操作感測裝置100，其中各所述操作組態命令均儲存於一記憶體201中，且各所述操作組態命 令均包括一感測功能規畫指令以在所述至少一種感測功能中選定一感測功能，及/或一感測規格設定指令以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式。雖然在此實施例中只繪示一個驅動單元200，然在本發明中其亦可為複數個。亦即，可使一驅動單元200驅動一輸入操作感測裝置100或多個輸入操作感測裝置100，或使多個驅動單元200驅動多個輸入操作感測裝置100。另外，一個或多個驅動單元200可由至少一可接受外部指令之積體電路單元實現。
處理單元300係用以規劃驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，其中處理單元300之一系統程式310具有至少一函式庫311，其中，系統程式310係儲存於一記憶體(未示於圖中)中，所述至少一函式庫311儲存有至少一感測裝置組態設定函式以決定所述至少一操作組態命令。雖然在此實施例中只繪示一個處理單元300，然在本發明中其亦可為複數個。亦即，可使一處理單元300規劃一驅動單元200或多個驅動單元200，或使多個處理單元300規劃多個驅動單元200。
應用程式400係儲存於一記憶體410中以供處理單元300執行，其中，應用程式400具有至少一感測裝置組態呼叫指令，且各所述感測裝置組態呼叫指令均與一所述感測裝置組態設定函式相對應，俾以在處理單元300執行應用程式400的過程中，依各被呼叫的所述感測裝置組態設定函式的內容指示至少一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使所述至少一驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置而提供至少一輸入感測功能。
所述輸入感測功能可為多點觸控功能、壓力感測功能、懸浮感測功能、3D測距感測功能、2D影像感測功能、指紋感測功能、掌紋感測功能或人臉特徵感測功能。
另外，所述感測規格設定指令可包含一感測元件連接指令以決定一輸入操作感測裝置100之所述至少一感測元件101之一連接狀態。
另外，所述感測規格設定指令可包含一掃描規則指令以決定一輸入操作感測裝置100之所述至少一感測元件101之一掃描規則，其中該掃描規則可 為一維掃描規則、二維掃描規則、單層掃描規則、雙層掃描規則、循跡式掃描規則、GUI位置對應式掃描規則、動態頻率式掃描規則或動態解析度式掃描規則。
另外，所述感測規格設定指令可包含一資料格式指令以決定一輸入操作感測裝置100所獲得之感測資訊的資料格式，其中該資料格式可為一原始感測資料格式、一座標資料格式、一向量資料格式、一生物特徵資料格式或一複合資料融合格式。
另外，輸入操作感測裝置100可為一觸控顯示裝置，且該觸控顯示裝置之一畫面顯示程序和一觸控感測程序同時或非同時地共用至少一電極，或同時或非同時地作用在不同的電極上。當一輸入操作感測裝置100係一觸控顯示裝置時，用以驅動該觸控顯示裝置之一驅動單元200之所述操作組態命令可包含一動態感測模式指令，其中，該動態感測模式指令的內容係用以使該驅動單元200依所述畫面顯示程序動態決定所述觸控感測程序作用在一所述感測面上之一時序及/或至少一感測區域。
另外，由輸入操作感測裝置100所獲得之感測資料可經處理單元300處理後傳送給應用程式400。
依上述之技術方案，本發明即可藉由處理單元300之所述函式庫311供不同的應用程式400依不同的需求組合出不同的感測功能及/或不同的感測規格。
請參照圖2，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之一應用實施例之方塊圖。如圖2所示，應用程式400係一多點觸控應用程式。當處理單元300執行該多點觸控應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多個函式選項中選擇一多點觸控組態設定函式，並依其內容指示一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一輸入操作感測裝置100而提供一多點觸控輸入感測功能。
請參照圖3，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖3所示，應用程式400係一指紋感測應用程式。當處理單元300執行該指紋感測應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多 個函式選項中選擇一指紋感測組態設定函式，並依其內容指示一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一輸入操作感測裝置100而提供一指紋感測功能。
請參照圖4，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖4所示，應用程式400係一多階段觸控偵測應用程式。當處理單元300執行該多階段觸控偵測應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多個函式選項中選擇一多階段觸控組態設定函式，並依其內容指示一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一輸入操作感測裝置100，以進行一感測元件連結操作及/或一時序設定操作以在不同階段使所述至少一感測元件101具有不同的連接組態，從而提供一多階段觸控偵測功能。
請參照圖5，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖5所示，應用程式400係一GUI(graphic user interface；圖形化使用者介面)觸控應用程式。當處理單元300執行該GUI觸控應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多個函式選項中選擇一GUI觸控組態設定函式，並依其內容指示一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一輸入操作感測裝置100，以進行一感測元件連結操作及/或一時序設定操作以在所述感測面中選擇對應的偵測區塊，從而提供一GUI觸控偵測功能。
請參照圖6，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖6所示，應用程式400係一生物特徵辨識應用程式。當處理單元300執行該生物特徵辨識應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多個函式選項中選擇一資料格式組態設定函式，並依其內容指示至少一驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使一驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一輸入操作感測裝置100，以進行一輸出資料格式設定操作及/或一感測元件連結操作以決定輸入操作感測裝置100所獲得之感測資訊的資料格式，從而提供一生物特徵辨識功能。
請參照圖7，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖7所示，應用程式400係一兼具電容偵測及超音波偵測之應用程式。當處理單元300執行該兼具電容偵測及超音波偵測之應用程式時，處理單元300會在所述至少一函式庫311中之多個函式選項中選擇一電容偵測組態設定函式及一超音波偵測組態設定函式，並分別依其內容指示二驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使所述二驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動二輸入操作感測裝置100(分別為一電容感應陣列及一超音波感應陣列)，以提供一兼具電容偵測及超音波偵測之觸控偵測功能。
請參照圖8，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖8所示，應用程式400係一具多種感應模式之3D操作應用程式。當處理單元300執行該具多種感應模式之3D操作應用程式時，處理單元300會依各被呼叫的所述感測裝置組態設定函式的內容指示二驅動單元200以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使二驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動二輸入操作感測裝置100(分別為一觸控感應陣列及一影像感應陣列)，以在一3D顯示器500之一顯示環境中提供一具多種感應模式之3D操作偵測功能，其中，所述多種感應模式包含一實際按壓操作、一懸浮操作及一體感操作。
請參照圖9，其為本發明軟體定義輸入操作感測系統之另一應用實施例之方塊圖。如圖9所示，應用程式400係一內嵌式(in-cell)觸控應用程式。當處理單元300執行該內嵌式觸控應用程式時，處理單元300會依各被呼叫的所述感測裝置組態設定函式的內容指示驅動單元200內之一時序控制器230以驅動一顯示驅動器210及一觸控驅動器220，以使所述至少一驅動單元200依所述至少一操作組態命令驅動一內嵌式觸控顯示器600，從而提供一種可依一應用程式之命令決定一顯示程序及一觸控偵測程序之一相對時序之功能。例如，請一併參照圖10a及圖10b，其分別繪示圖9之應用實施例在動畫播放時之一顯示程序及一觸控偵測程序之一相對時序，及在靜態畫面時之一顯示程序及一觸控偵測程序之一相對時序。
另外，請一併參照圖11a-11c，其繪示本發明軟體定義輸入操作感測系統之三種變化實施例之方塊圖。在圖11a中，驅動單元200係一ADC(analog-digital converter；類比數位轉換器)驅動單元；在圖11b中，驅動單元200係一微控制器驅動單元；在圖11c中，處理單元300包含一主控中央處理單元310及一嵌入式系統320，其中，主控中央處理單元320及嵌入式系統330係透過一網路連接。
另外，本發明軟體定義輸入操作感測系統可藉由軟體的程式規劃控制一電晶體開關電路或一放大器電路以接收一感測元件或一感測電極之一反應訊號。請一併參照圖12a-12c，其繪示本發明軟體定義輸入操作感測系統藉由軟體的程式規劃控制一電晶體開關電路或一放大器電路以接收一感測元件或一感測電極之一反應訊號之三種電路架構之示意圖。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的軟體定義輸入操作感測系統可提供一軟體定義函式庫使一應用程式可藉由模組化的指令敘述規劃出至少一種輸入感測介面以滿足至少一種輸入感測模式需求。
2.本發明的軟體定義輸入操作感測系統可依一應用程式之選擇提供至少一種感測規格以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式。
3.本發明的軟體定義輸入操作感測系統可依一應用程式之選擇提供至少二種感測功能，其中所述感測功能可為物理性、化學性或生物性之感測功能。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。

Claims (10)

  1. 一種軟體定義輸入操作感測系統，其具有：至少一輸入操作感測裝置，各具有由至少一感測元件所組成之一感測面，所述感測元件具有由力學量感測功能、熱學量感測功能、光學量感測功能、磁學量感測功能、電學量感測功能、聲學量感測功能、射線量感測功能、化學量感測功能和生物特徵感測功能所組成的群組所選擇的至少二種感測功能；至少一驅動單元，用以依至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置，各所述操作組態命令均儲存於一記憶體中，且各所述操作組態命令均包括一感測功能規畫指令以在所述至少二種感測功能中選定一感測功能，及/或一感測規格設定指令以決定一感測信號偵測模式和一感測資料輸出格式；至少一處理單元，用以規劃所述至少一驅動單元以設定所述至少一操作組態命令的內容，其中所述至少一處理單元具有至少一函式庫，所述至少一函式庫儲存有至少一感測裝置組態設定函式以決定所述至少一操作組態命令；以及至少一應用程式，儲存於至少一記憶體中以供所述至少一處理單元執行，其中，各所述應用程式均具有至少一感測裝置組態呼叫指令，且各所述感測裝置組態呼叫指令均與一所述感測裝置組態設定函式相對應，俾以在所述至少一處理單元執行所述至少一應用程式的過程中，依各被呼叫的所述感測裝置組態設定函式的內容指示所述至少一驅動單元以設定所述至少一操作組態命令的內容，以使所述至少一驅動單元依所述至少一操作組態命令驅動所述至少一輸入操作感測裝置而提供至少一輸入感測功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述輸入感測功能係由多點觸控功能、壓力感測功能、懸浮感測功能、3D測距感測功能、2D影像感測功能、指紋感測功能、掌紋感測功能和人臉特徵感測功能所組成的群組所選擇的一種輸入感測功能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述感測規格設定指令包含一感測元件連接指令以決定一所述輸入操作感測裝置之所述至少一感測元件之一連接狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述感測規格設定指令包含一掃描規則指令以決定一所述輸入操作感測裝置之所述至少一感測元件之一掃描規則，該掃描規則係由一維掃描規則、二維掃描規則、單層掃描規則、雙層掃描規則、循跡式掃描規則、GUI位置對應式掃描規則、動態頻率式掃描規則和動態解析度式掃描規則所組成的群組所選擇的一種掃描規則。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述感測規格設定指令包含一資料格式指令以決定一所述輸入操作感測裝置所獲得之感測資訊的資料格式，該資料格式係由一原始感測資料格式、一座標資料格式、一向量資料格式、一生物特徵資料格式和一複合資料融合格式所組成的群組所選擇的一種資料格式。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述輸入操作感測裝置包含一感應陣列，該感應陣列係由一電容感應陣列、一壓力感應陣列、一光學感應陣列、一超音波感應陣列和一電磁感應陣列所組成的群組所選擇的一種感應陣列。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述至少一驅動單元包含至少一可接受外部指令之積體電路單元。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中至少一所述輸入操作感測裝置為一觸控顯示裝置，且該觸控顯示裝置之一畫面顯示程序和一觸控感測程序同時或非同時地共用至少一電極，或同時或非同時地作用在不同的電極上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中，用以驅動一所述觸控顯示裝置之一所述驅動單元之所述操作組態命令包含一動態感測模式指令，該動態感測模式指令的內容係用以使一所述驅動單元依所述畫面顯示程序動態決定所述觸控感測程序作用在一所述感測面上之一時序及/或至少一感測區域。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之軟體定義輸入操作感測系統，其中所述函式庫係用以供不同的所述應用程式依不同的需求組合出不同的所述感測功能及/或不同的所述感測規格。
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