TWI756917B - 力感測方法、能夠促進力感測的電子模組和運算設備 - Google Patents

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Abstract

一種用於使用來自有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板的資訊的力感測的方法。該方法包含：基於來自耦接至該觸控感測器的一觸控感測電路的觸控感測資料，獲得代表由於在該顯示面板上一物體的按壓而在一觸控感測區域上的電容值分佈的第一感測資訊；基於來自耦接至該指紋感測器的一指紋感測電路的指紋感測資料，獲得代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域的第二感測資訊；以及基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生代表與該物體的按壓相對應的力的第三感測資訊。還提供能夠促進力感測的電子模組以及能夠進行力感測的運算設備。

Description

力感測方法、能夠促進力感測的電子模組和運算設備
本揭露內容關於用於在一運算設備中進行力感測的技術，尤其是用於力感測的一種方法、能夠促進力感測的電子模組以及一運算設備。
對於運算裝置，諸如智慧型電話、平板電腦或其它資訊處理裝置而言，觸控螢幕已經成為用於使用者互動的運算裝置必不可少的組件。使用者可以透過一隻或多隻手指或一觸控筆接觸該觸控螢幕來通過單點觸控或多點觸控手勢給予輸入或控制該運算裝置。
使用者對於運算裝置的觸控螢幕具有更好的觸控效能的需求持續增加。特別地，期望可以在一觸控螢幕上實現力感測，以提供在該觸控螢幕上的觸碰的相對應的力的大小的資訊，以促進對於使用者互動的實際應用有更好的用戶體驗。為了滿足這一點，習知方式在實現諸如液晶模組的一面板模組時，是將一專屬的力感測器例如設置在一LCD以及觸控感測器和背光單元下方。這種方式需要使用附加的力感測器來重新設計面板模組的機械結構和電子電路，故不可避免地增加了運算設備的體積以及硬體和製造成本。
本揭露內容的一目的是提供用於在一運算設備中進行力感測的技術，其中可以使用來自一觸控感測器和一指紋感測器的資訊來實現力感測。透過從該指紋感測器的訊號獲得的指紋感測資料以及從該觸控感測器的訊號獲得的觸控感測資料的貢獻，可以實現力感測。
為了至少實現上述目的，本揭露內容提供一種用於使用來自有一觸控感測器和一指紋感測器的顯示面板的資訊進行力感測的方法。該方法包括：基於來自耦接至該觸控感測器的一觸控感測電路的觸控感測資料，獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的在一觸控感測區域上的電容值分佈；基於來自耦接至該指紋感測器的一指紋感測電路的指紋感測資料，獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域的第二感測資訊；以及基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生該第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力。
在一實施例中，該有效按壓區域是在該觸控感測區域內並且小於該觸控感測區域。
在一實施例中，該電容值分佈代表在該觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，該等電容值係能基於該觸控感測資料而獲得，該觸控感測資料是由於該物體的按壓所導致的該觸控感測器的變形而產生。
在一實施例中，代表由於該物體的按壓所致的有效按壓區域的第二感測資訊是藉由基於該指紋感測資料，透過對在一指紋感測區域上的多個區塊的每一個區塊內的指紋感測值取平均而獲得物體的按壓。
在一實施例中，獲得該第二感測資訊的步驟包含：基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域；以及基於該觸控相關區域、該指 紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域代表等於或小於該觸控相關區域。
在一實施例中，確定該觸控相關區域，其中該觸控相關區域的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
在一實施例中，確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
在一實施例中，該第三感測資訊係透過執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的一第一權重總和的計算所產生，而且對應於該有效按壓區域的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。
在一實施例中，該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值。
在一實施例中，該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。
在一實施例中，該第三感測資訊係透過執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算所產生，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。
為了至少實現上述目的，本揭露內容進一步提供一種能夠促進力感測的電子模組，其中該電子模組被用於耦接至有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板。該電子模組包含一觸控感測電路、一指紋感測電路，以及至少一控制單元。該觸控感測電路被用於耦接至該觸控感測器並且輸出觸控感測資料。該指紋感測電路被用於耦接至該觸控感測器並且輸出指紋感測資料。該至少一控制單元，耦接至該觸控感測電路和該指紋感測電路，該至少一控制單元被配置為執行用於力感測的多個運作，該等運作包含：基於該觸控感測資 料，獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的在一觸控感測區域上的電容值分佈；基於該指紋感測資料，獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域；以及，基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力。
在一實施例中，該有效按壓區域在該觸控感測區域內並且小於該觸控感測區域。
在一實施例中，該電容值分佈代表在該觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，該等電容值係能基於該觸控感測資料而獲得，物體的按壓該觸控感測資料是由於該物體的按壓所導致的該觸控感測器的變形而產生。
在一實施例中，該至少一控制單元被配置為基於該指紋感測資料對在一指紋感測區域上的多個區塊中的每一個區塊內的指紋感測值取平均，以便獲得代表由於該物體的按壓而產生的有效按壓區域的第二感測資訊。
在一實施例中，該至少一控制單元被配置為基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域，以及基於該觸控相關區域、該指紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域等於或小於該觸控相關區域。
在一實施例中，該至少一控制單元被配置為確定該觸控相關區域，其中在該觸控相關區域中的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
在一實施例中，該至少一控制單元被配置為確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
在一實施例中，該至少一控制單元執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的第一權重總和的計算以產 生該第三感測資訊，而且降低對應於該有效按壓區域的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。
在一實施例中，該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值。
在一實施例中，該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。
在一實施例中，該至少一控制單元執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算所產生，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。
在任何實施例中，該電子模組可以在一單晶片中實現。
為了至少實現上述目的，本揭露內容進一步提供一種運算設備，包含一顯示面板、第一裝置、第二裝置和第三裝置。該顯示面板提供有一觸控感測器和一指紋感測器。該第一裝置耦接至該觸控感測器，被用於獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的一觸控感測區域上的電容值分佈。該第二裝置，耦接至該指紋感測器，被用於獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域。該第三裝置，耦接至該第一裝置和該第二裝置，被用於基於該第一感測資訊和該第二感測資訊來產生第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力。該運算設備能夠基於該第三感測資訊選擇性地執行至少一個運作。
在一實施例中，該電容值分佈代表在該觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，這是由於該物體的按壓導致該觸控感測器的變形而產生的。
在一實施例中，該第二裝置被配置為對在一指紋感測區域上的多個區塊中的每一個區塊內的指紋感測值取平均，以便於獲得代表由於該物體的按壓所致的有效按壓區域的第二感測資訊。
在一實施例中，該第二裝置基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域；以及該第二裝置基於該觸控相關區域、該指紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域等於或小於該觸控相關區域。
在一實施例中，該第二裝置確定該觸控相關區域，其中該觸控相關區域的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
在一實施例中，該第二裝置確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
在一實施例中，該第三裝置執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的一第一權重總和的計算以產生該第三感測資訊，而且對應於該有效按壓區域的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。
在一實施例中，該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值，以便產生該第三感測資訊。
在一實施例中，該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。
在一實施例中，該第三裝置執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算所產生，以便產生該第三感測資訊，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。
在一實施例中，該運算設備進一步包括：一單晶片和一處理單元。該單晶片包含該第一裝置、該第二裝置以及第三裝置。該處理單元耦接在 該顯示面板和該單晶片之間，該處理單元被配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行至少一運作。
在一實施例中，該運算設備進一步包括一單晶片，該單晶片包含該第一裝置和該第二裝置，其中該第三裝置是一處理單元，其耦接在該顯示面板和該單晶片之間，並且該處理單元被配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行至少一運作。
1:運算裝置
5:處理單元
9:顯示面板
10:電子模組
11:觸控感測模組
12:指紋感測模組
19:顯示驅動模組
21:第一晶片
22:第二晶片
91:顯示模組
93:觸控感測器
95:指紋感測器
110:觸控感測電路
112:控制單元
120:指紋感測電路
122:控制單元
200:遮蓋玻璃
210:液晶顯示單元
220:變形層
230:背光單元
300:觸控感測區域
301:圖像
302:圖像
310:觸控相關區域
311:觸控感測值中的一部分
400:指紋感測區域
410:對應區域
411:相對應部分
10A:電子模組
10B:電子模組
10C:電子模組
12A:指紋感測模組
301A:子圖像
301B:空白區域
302A:子圖像
302B:空白區域
91A:顯示模組
93A:觸控感測器
95A:指紋感測器
9A:顯示面板
EA:有效按壓區域
EA1:有效按壓區域
EA2:有效按壓區域
FPR:影像
HX:曲線
HY:曲線
LX:曲線
LY:曲線
MX:曲線
MY:曲線
S10~S30:步驟
S210、S220:步驟
圖1是示出在一運算裝置中採用根據本揭露內容的一實施例的能夠促進力感測的一電子模組的方塊圖。
圖2是示出根據本揭露內容的另一實施例的能夠促進力感測的一電子模組的方塊圖。
圖3A是示出根據本揭露內容的一實施例的在一運算裝置中實現力感測的方塊圖。
圖3B是示出根據本揭露內容的另一實施例的在一運算裝置中實現力感測的方塊圖。
圖4是示出根據多種實施例的用於使用從有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板的資訊進行力感測的方法的流程圖。
圖5是示出根據一實施例的有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板的剖面示意圖。
圖6是示出如在圖5中所示的由於在該顯示面板上一物體的按壓所導致的在一觸控感測區域上的電容變化分佈的示例的示意圖。
圖7是以三維視圖的形式示出圖6的電容變化分佈的示意圖。
圖8A是示出在應用較大的力、中等的力和較小的力的各種情況下的電容變化分佈，投影到關於觸控感測值和X軸的一二維平面上的示意圖。
圖8B是示出在應用於較大的力、中等的力和較小的力的各種情況下的電容變化分佈，投影到關於觸控感測值和Y軸的一二維平面上的示意圖。
圖9是示出第二感測資訊代表基於指紋感測資料獲得一有效按壓區域的示例的示意圖。
圖10是示出對應於一手指以較大的力按壓該顯示面板的第一感測資訊和第二感測資訊的示例的示意圖。
圖11是示出對應於一手掌以較小的力按壓該顯示面板的第一感測資訊和第二感測資訊的示例的示意圖。
圖12是示出產生代表對應於一手指的按壓的力的第三感測資訊的示例的示意圖。
圖13是示出產生代表對應於一手掌的按壓的力的第三感測資訊的示例的示意圖。
圖14是示出產生該第二感測資訊的另一實施例的示意圖。
圖15是示出產生代表一有效按壓區域的第二感測資訊的示例的示意圖。
為了促進本揭露內容的目的、特徵及效果的理解，提供了用於本揭露內容的詳細描述的實施例以及圖式。
以下提供了用於在一運算設備中的力感測的技術的各種實施例，其中可以使用來自該運算設備中的有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板的資訊來實現力感測。力感測可以透過來自該指紋感測器的指紋感測資料以及來自該觸控感測器的觸控感測資料的貢獻而得以達成。
為了便於說明起見，在下文中，首先介紹能夠促進力感測的電子模組以及採用該電子模組的一運算設備(或裝置)的實施例。然後，提供用於使用來自該運算設備中的有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板的資訊進行力感測的方法的實施例。
請參考圖1，其為根據以方塊圖形式揭示的本揭露內容的實施例，示出能促進力感測的一電子模組10，該電子模組10可以被採用於一運算裝置1中。如圖1所示，該運算裝置1包含一處理單元5、一顯示面板9以及一電子模組10。能夠促進力感測的電子模組10可以被用於耦接在該顯示面板9以及該處理單元5之間。如稍後將舉例說明的，該電子模組10可以被配置為執行圖4中所示的用於力感測的方法，其中該電子模組10能夠產生代表與在該顯示面板9上一物體(諸如一隻或多隻的手指、觸控筆等)的按壓相對應的力的感測資訊，從而利用該指紋感測資料和該觸控感測資料的貢獻達成力感測。
基於圖1所示的運算裝置1的結構，可以實現任何電子裝置，諸如一智慧型手機、平板電腦或任何其它的資訊處理裝置，其中只要合適，該運算裝置1可以進一步包含但不限於，諸如記憶體、用於無線或有線通訊的電路、影像擷取器等附加的組件。
該處理單元5能被配置為控制該顯示面板9以提供特定功能。例如，該處理單元5在一運作系統下執行一應用程式，以通過該電子模組10控制該顯示面板9，使得該運算裝置1可以通過該顯示面板9與一使用者互動。該運算裝置1(例如，智慧型電話、平板等)可以被配置為執行與透過該電子模組10產生的感測資訊所代表的力的不同值所關聯的多個運作(例如，在遊戲中的使用者運作或功能)中的一個。
該顯示面板9包含一顯示模組91，諸如一液晶顯示(liquid crystal display,LCD)模組、有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)模組或其 它等，並且提供有一觸控感測器93和一指紋感測器95。該顯示面板9，例如可以透過集成有指紋感測器的in-cell類型或on-cell類型顯示面板來實現，其中該顯示模組91、該觸控感測器93以及該指紋感測器95可以分層或任何適當的方式集成在一起。該觸控感測器93可以透過使用以觸控感測陣列形式的一電容式觸控感測器93來實現該觸控感測器93。該指紋感測器95，例如可以透過一光學指紋感測器、電容式指紋感測器、超聲指紋感測器，或者用於感測指紋訊號的感測器的任何裝置來實現。在一些實施例中，該指紋感測器95可以被實現為檢測透過該顯示模組91顯示的影像的可視區域的至少一部分。在一較佳實施例中，該指紋感測器95是全屏指紋感測器95，其可以涵蓋相同區域，實質上用於該顯示模組91的影像顯示和該指紋感測器的觸控感測。當然，本揭露內容的實現方式並不限於以上示例。
能夠促進力感測的電子模組10可用於耦接至有該觸控感測器93和該指紋感測器95的顯示面板9。在圖1中，該電子模組10可以包含一觸控感測電路110、一指紋感測模組12以及一控制單元112。在一實施例中，該控制單元112和該觸控感測電路110可以被實現或視為一觸控感測模組11。該電子模組10可以被實現為一晶片。從該處理單元5的角度來看，該電子模組10可以用作為在該顯示面板9和該處理單元5之間的一道「橋樑」。該處理單元5可以被配置為控制該電子模組10，以獲得輸出觸控資料和/或輸出指紋資料。
該觸控感測電路110可以被利用於耦接至該觸控感測器93並且獲得觸控感測資料。例如，該觸控感測電路110可包含一觸控類比前端(AFE)電路，用於將從觸控感測器93接收到的類比觸控訊號轉換為相對應的數位觸控訊號，諸如一組原始觸控資料，該組原始觸控資料與該顯示面板9的螢幕上檢測到至少一觸碰的區域相關聯並且分佈在該區域上。可以例如透過該控制單元112基於該數位觸控資料來進一步獲得該觸控感測資料。
該指紋感測模組12可以被用於耦接至該指紋感測器95並且獲得指紋感測資料。例如，該指紋感測模組12可以被實現為用於將從該指紋感測器95接收到的指紋訊號轉換為相對應的數位指紋資料，諸如一組原始指紋資料，該組原始指紋資料與該顯示面板9的螢幕上檢測到指紋(或指紋的一部分)的區域相關聯並分佈在該區域上。可以例如透過該指紋感測模組12或該控制單元112基於該數位指紋資料來進一步獲得該指紋感測資料。
該控制單元112可以被耦接至該觸控感測電路110和該指紋感測模組12。在一示例中，該控制單元112可以基於由該觸控感測電路110輸出的數位觸控資料獲得該觸控感測資料。
請參考圖2，以方塊圖的形式示出能夠促進力感測的電子模組的另一實施例。如圖2所示，基於在圖1中的電子模組10的實施例的電子模組10A，包含一觸控感測模組11和一指紋感測模組12A。該指紋感測模組12A可以包含一指紋感測電路120和用於指紋感測的一控制單元122。
例如，該指紋感測電路120可以包含一指紋類比前端(AFE)電路，用於將從該指紋感測器95接收到的指紋訊號轉換為相對應的數位指紋資料，諸如一組原始指紋資料，該組原始指紋資料與檢測到指紋(或指紋的一部分)的區域相關聯並分佈在該區域上。可以例如透過該控制單元122基於該數位指紋資料進一步獲得該指紋感測資料。
該控制單元122，耦接至該指紋感測電路120和該觸控感測模組11，可以利用於指紋感測，例如，基於該數位指紋資料產生指紋感測資料。
在上述示例中，該觸控感測電路110或指紋感測電路120可以包含透過諸如一低雜訊放大器、一類比對數位轉換器之類的電路組件實現的一類比前端電路。在上述示例中，該控制單元112、122可以透過使用一處理器、微控制器或諸如現場可程式化閘邏輯陣列(field-programmable gate array,FPGA)或 專用集成電路(application-specific integrated circuit,ASIC)之類的可程式化電路來實現。在一示例中，該控制單元112和122可以透過使用單個控制單元來實現。當然，本揭露內容的實現方式並不限於以上示例。
在一實施例中，在圖1或圖2中所示的電子模組10可以被實現在一單晶片中，從而為運算裝置1帶來電路積體化的許多好處。圖3A示出基於在圖1或圖2中示出的電子模組10的配置的單晶片的實現的示例，其中一電子模組10B依照圖1或圖2並且以單晶片形式實現，包含一觸控感測模組11和一指紋感測模組12(或12A)。該電子模組10B可以進一步包含用於連接至該顯示模組91的一顯示驅動模組19。
應注意的是，儘管在圖1或圖2中所示的電子模組10可以實現在單個晶片中，在其它實現當中，根據設計需求，該電子模組10可以使用多個晶片來實現。例如，在一些實施例中，該觸控感測模組和該指紋感測模組可以實現為不同的晶片。在圖3B所示的實施例中，一電子模組10C(例如，根據圖1或圖2的電子模組實現)包含一第一晶片21和一第二晶片22。該第一晶片21包含一觸控感測模組11，以及該第二晶片22包含一指紋感測模組12(或12A)。該第一晶片21可以進一步包含一顯示驅動模組19，用於連接至該顯示模組91以驅動該顯示模組91。當然，本揭露內容的實現方式並不限於這些示例。
以下將說明用於使用來自有一觸控感測器和一指紋感測器的運算裝置的顯示面板的資訊進行力感測的方法的實施例。基於該方法，如上述示例的電子模組(例如，10、10A、10B或10C)，可以被配置為達成與一物體在該顯示面板的螢幕上的按壓相對應的力感測，從而有助於依照該方法而獲得的力感測資訊的實際應用(例如，利用該力感測資訊的應用程式或使用者界面運作)的實現。
請參考圖4，其為根據以流程圖形式示出的實施例的使用來自運算裝置的有一觸控感測器和一指紋感測器的顯示面板的資訊進行力感測的方法。用於力感測的方法可以被實現在一電子模組(例如，10、10A、10B或10C)，該電子模組被用於耦接至一顯示面板，諸如有一觸控感測器93和一指紋感測器95的顯示面板9。如圖4所示，該方法包含以下步驟，其中僅為便於說明起見而引用了圖1(或圖2)的電子模組10(或10A)而該方法的實現並不受此限制。
如步驟S10指示，基於來自耦接至該觸控感測器93的一觸控感測電路110的觸控感測資料，獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於一物體(諸如一隻或多隻的手指，如在圖5中所示，或一觸控筆或其它物體)在一運算裝置1的顯示面板9上的按壓所致的一觸控感測區域上的電容值分佈。
如步驟S20所指示，基於來自耦接至該指紋感測器95的一指紋感測電路120(或指紋感測模組12)的指紋感測資料，獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域的第二感測資訊。
如步驟S30所指示，基於第一感測資訊和第二感測資訊產生第三感測資訊，第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力。例如，步驟S30可以透過該控制單元112(或該指紋感測模組12，或控制單元122)和/或該處理單元5執行(例如，單獨或一起執行)。
在一些實施例中，在步驟S30中計算出的力與該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的面積差有正相關關係。換句話說，較大的力可以由該觸控感測區域和該有效按壓區域之間較大的面積差來表示；並且，相反地，較小的力可以透過該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的較小的面積差來表示。
在如圖4中所示的方法，可以透過該步驟S10-S30來達成力感測，是因為與一物體(諸如一隻或多隻的手指、一觸控筆等)在該顯示面板9上的按壓相對應的力，如將在本揭露內容中稍後透過示例說明，至少與在該觸控區 域上的電容值分佈有關，並且由於該物體的按壓所致的有效按壓區域可以在表示該力的第三感測資訊的產生過程中作為校正之用。該觸控感測區域，例如，代表用於觸控感測並且設置在該顯示面板9上的至少一個部分或者整個區域。
以下實施例舉例說明力與一物體的按壓的關聯性。
首先，在一物體(諸如一隻或多隻的手指、一觸控筆等)的按壓的情況下，該顯示面板9的變形可以導致內部的電容值隨著與該物體的按壓相對應的區域變化，並且可以透過該觸控感測器93量測。
請參考圖5，其示出了根據一實施例的有一觸控感測器和一指紋感測器的顯示面板9A(該顯示面板9的一示例)的剖面圖。如在圖5中所示，該顯示面板9A包含一遮蓋玻璃200、一顯示模組91A、一觸控感測器93A和一指紋感測器95A。該顯示模組91A可以包含有顯示單元陣列的一液晶顯示(LCD)單元210、一變形層220(例如，氣隙)和一背光單元230。該觸控感測器93A(例如，一電容式觸控感測器陣列)可以被嵌入在該LCD單元210中，而一指紋感測器95A(例如，一光學指紋感測器陣列)可以被設置在該LCD單元下方。如圖5中所述，在一物體(諸如一隻或多隻手指、一觸控筆等)按壓該顯示面板9A的情況下，在該遮蓋玻璃200上施加力，該遮蓋玻璃200將向下變形，使得在該觸控感測器93A和該背光單元230之間的距離減少，導致在該觸控感測器93A和該背光單元230之間的電容增加。當然，本揭露內容的實現方式並不限於上述示例。例如，有一觸控感測器和一指紋感測器的顯示面板9可以具有任何合適的架構，諸如用於指紋感測器的在顯示器下方(under-display)、在顯示器上方(on-display)或在顯示器中(in-display)的結構，或者用於嵌入式觸控感測器、in-cell或on-cell型態的觸控感測器的結構。
因此，該顯示面板9A的變形會導致在與該物體的按壓相對應的區域上的內部電容值產生變化，並且內部電容值可以透過該觸控感測器93A量 測。圖6示出如在圖5中所示的由於物體的按壓而在一觸控感測區域上的電容變化分佈的示例。如圖6中所示，觸控感測區域300代表該顯示面板9的觸控感測器93(例如，一電容式感測器陣列)相對應的區域，其中該觸控感測區域300例如可以涵蓋與用於該顯示面板9的影像顯示的螢幕區域實質上相同範圍。在圖6中，在該觸控感測區域300內以灰階示意性地示出多個小區塊，以代表與一觸控感測解析度(例如，16×28)相對應的觸控感測器93的觸控感測元件的陣列。當在該觸控感測區域300上發生一物體的按壓時，例如，在一絕緣盒中容納的500克(g)標準砝碼放置在大約是該觸控感測區域300的中間位置時，則可以透過使用觸控感測資料來確定和表示在該觸控感測區域300上的相應的電容變化分佈，其中該觸控感測資料包含與該觸控感測區域300上的位置相關聯的多個觸控感測值的。另外，該觸控感測值與該觸控感測器93的變形相關聯，其中觸控感測值越大，變形越大。請參考圖7，以三維視圖的形式示出圖6的電容變化分佈，其中z軸用於代表觸碰位置(x,y)的觸控感測值。如圖7中所示，與該物體(例如，放置在該觸控感測區域300中間的絕緣盒中容納的500g標準砝碼)的按壓相對應的觸控感測值的彎曲表面代表呈山形的電容變化分佈。請注意的是，僅為了便於說明的目的，在圖6中，示出灰階的小區塊來代表感測值的變化而已，它們實際上並不會顯示在該顯示面板9上。當然，本揭露內容的實現方式並不限於這些示例。
因此，由於一物體的按壓而施加到該顯示面板9上的力可能導致電容變化分佈，該電容變化分佈由觸控感測值代表並且可形象化為如山形。此外，發現如果施加的力變大，則電容變化分佈範圍更廣。請參考圖8A，曲線HX、MX、LX分別代表電容變化分佈在相對於Z軸(即，用於觸控感測值的軸)和X軸的二維平面上的投影的X方向平均值，其中在與如圖6中所示的觸控感測解析度相對應的觸控感測器93的上述示例的相同條件下，分別施加較大的力(例 如，使用2kg標準砝碼)、中等的力(例如，使用1kg標準砝碼)和較小的力(例如，使用100g標準砝碼)。請參考圖8B，曲線HY、MY、LY分別代表，施加較大的力、中等的力和較小的力時，對應的電容變化分佈在相對於Z軸(即，用於觸控感測值的軸)和Y軸的二維平面上的投影的Y方向平均值，。從圖8A和8B可以看出，如果施加的力變大，該電容變化分佈(X方向或Y方向平均值)的範圍會變寬。
以下提供用於實現步驟S10、S20和S30的各種實施例。
在一實施例中，在步驟S10中，該電容值分佈代表在觸控感測區域(例如，300)內的多個位置具有各別的電容值，該等電容值係基於由於該物體(諸如一隻或多隻的手指、一觸控筆等)的按壓而導致該觸控感測器(例如，93或93A)的變形而產生的觸控感測資料而獲得。
在一些實施例中，在步驟S20中，基於該指紋感測資料，透過在一指紋感測區域上的多個區塊的每一個區塊內的指紋感測值取平均以獲得第二感測資訊，以獲得代表由於該物體的按壓而產生的有效按壓區域的第二感測資訊。
請參考圖9，其示出基於指紋感測資料獲得代表依有效按壓區域的第二感測資訊的示例。如圖9中所示，指紋感測區域400例如可以涵蓋與該顯示面板9的螢幕區域實質上相同的範圍，代表與該顯示面板9的指紋感測器95相對應的區域。在圖9中，在該指紋感測區域400內示意性地示出了多個小塊，以代表與一指紋感測解析度相對應的觸控感測器93的指紋感測元件的陣列，該指紋感測解析度可以大於或等於該觸控感測解析度。此外，在該指紋感測區域400中的每一個區塊可以被配置為代表M×N數量的指紋感測元件，用於獲取影像(例如，灰度影像)，其中M、N是大於或等於二的整數。可以對在該指紋感測區域400上的多個區塊中的每一個區塊相對應的指紋感測值取平均，以獲得用 於塊的對應代表值(例如，普通算數平均值、權重算術平均值等)。在圖9中，例如，如以黑色所示的一些區塊，代表透過這些區塊的相對應的指紋感測元件以獲取一物體(例如，指紋)的影像FPR。因此，可以使用這些區塊來確定對應於觸碰該顯示面板9的物體的影像的有效按壓區域EA。此外，應注意的是，儘管在圖9中以指紋影像為例，但是所獲取的影像可以是一隻或多隻的手指、或一觸控筆或其他物體。
基於圖4的方法可以用該有效按壓區域(例如，在圖9中的EA)的貢獻達成力感測，該有效按壓區域從該指紋感測資料中獲得，並且可以被利用在該第三感測資訊的產生中。
在這方面，要關切的一個問題是，相似電容值分佈(例如，圖10和圖11)可能是因施加不同的力於不同的物體的按壓所引起，這使得透過使用電容值分佈實施力感測有挑戰性。如下所述，基於圖4的方法利用代表一有效按壓區域的第二感測資訊來識別與該物體的按壓相對應的觸碰位置，從而促進力感測並克服問題。
圖10和圖11說明上述問題。參考圖10，示出了與以一較大的力按壓該顯示面板的手指相對應的第一感測資訊和第二感測資訊的一示例。如在圖10的左側所示，由於一物體(例如，手指)在該顯示面板9上的重壓而在該觸控感測區域300上所致的電容值分佈係由圖像301表示，且代表第一感測資訊，其中該第一感測資訊可包含與對應位置(例如，用於觸控感測的區塊的座標)相關聯的觸控感測值。如在圖10的右側所示，由於該物體(例如，一手指)在該顯示面板9上的指紋感測區域400上的重壓所致的一有效按壓區域係由EA1表示，且代表第二感測資訊，其中該第二感測資訊可包含與對應位置(例如，用於指紋感測的塊或指紋感測元件的X、Y座標)相關聯的指紋感測值。相對於圖10，在圖11中示出了與以較小的力觸碰該顯示面板的手掌相對應的第一感測資訊和第二 感測資訊的一示例。如圖11的左側所示，由於一物體(例如，手掌)在該顯示面板9上的輕壓而在該觸控感測區域300上所致的電容值分佈係由圖像302表示，且代表第一感測資訊。如圖11的右側所示，由於該物體(例如，一手掌)在該顯示面板9上的指紋感測區域400上的輕壓所致的一有效按壓區域係由EA2表示，且代表第二感測資訊。
與圖10相比，由圖像301和302表示的電容值分佈(例如，圖10和圖11)是相似的，而與該手指的重壓相關聯的力大於與該手掌的輕壓相關聯的力。同時如在圖10或圖11中所示，重壓(以較大的力按壓)的有效按壓區域EA1小於輕壓(以較小的力按壓)的有效按壓區域EA2，其中有效按壓區域EA1或EA2是在該觸控感測區域300內並且小於該觸控感測區域300。因此，在基於圖1的方法中，可以利用代表一有效按壓區域的第二感測資訊來識別在該觸控感測區域上與該物體的按壓相對應的接觸位置，並且可以在代表力資訊的第三感測資訊的產生中採用或視為對上述問題的第一感測資訊的校正。
所以，在一些實施例中，可以將在步驟S30中的力計算設置為在該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的面積差有正相關關係。換句話說，較大的力可以由在該觸控感測區域和該有效按壓區域之間較大的面積差來表示，如在圖10中示例性地示出；並且如在圖11中示例性地示出，可以透過在該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的較小的面積差來表示較小的力。
就上述觀點來說，例如，可以基於一差值(DV)產生該第三感測資訊，如透過以下方程式概念上地表達為：DV=T_SA-FP_EA (方程式1)
其中T_SA表示代表該觸控感測區域的值，以及FP_EA表示代表該有效按壓區域的值。在一示例中，T_SA可以被定義為第一感測資訊的多個觸控感測值(T_SAi)的第一權重總和，以及FP_EA可以被定義為第二感測資訊的多 個指紋感測值(FP_EAj)的第二權重總和。透過使用這些定義，方程式1的差值(DV)可以表達為：
Figure 109139581-A0305-02-0021-1
其中可利用適當的方式設定用於第一權重總和的權重a i 和用於第二權重總和的權重b j ，例如權重a i 是正值，使得第一權重總和比第二權重總和對差值DV的貢獻度更大(例如，T_SA>FP_EA)，從而滿足不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著用於第三感測資訊的計算的結果。在另一示例中，T_SA(例如，第一權重總和)可以概念上地等於不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值的權重總和(由T_XEA表示)以及與該有效按壓區域相對應的觸控感測值的權重總和(由T_EA表示)之和，並且該方程式2可以表達如下。
DV=T_XEA+T_EA-FP_EA (方程式3)
例如方程式3，FP_EA=Σ j b j ．FP_EA j ，其中可利用適當的方式設定用於第二權重總和的權重b j ，例如，權重b j 是非負值，使得第一權重總和比第二權重總和對差值DV的貢獻度更大。例如，可以設定權重b j ，使T_XEA>T_EA-FP_EA；或者甚至T_EA是實質上地等於FP_EA。當然，本揭露內容的實現方式並不限於示例。
以下的實施例關於在步驟S30中代表力的第三感測資訊的產生。
在步驟S30的一些實施例中，該第三感測資訊係透過執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域(例如，在該區域EA1或EA2外的區域)相對應的多個觸控感測值的第一權重總和的計算所產生，而且對應於該有效按壓區域(例如，EA1或EA2)的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。以這種方式，該計算可以被確定或配置為更準確，其中如圖10和11所示，就上述問題，該有效按壓區域可以在該計算中作為校正之用。
進一步的，在步驟S30的實施例中，為了降低對應於該有效按壓區域(例如，EA1或EA2)的觸控感測值對於該計算的貢獻度，可以提供各種合適的方法。
在一實施例中，對於步驟S30的對應於該有效按壓區域(例如，EA1或EA2)的觸控感測值對於該計算的貢獻，可以於該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值。在這方面，參考圖12，示出代表與按壓相對應的第三感測資訊的產生的一示例。為了說明起見，在圖10的情況下採用圖12所示的示例，其中假定使用者將一隻手指按壓在該顯示面板9的螢幕上。在圖10的情況下，對於產生該第三感測資訊，可以執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值(如在圖12中由一子圖像301A所代表)的第一權重總和的計算所產生，其中該子圖像301A是透過排除(例如，全部地或部分地)與該有效按壓區域(例如，EA1)相對應的觸控感測值(如在圖12中由該子圖像301A包圍的一空白區域301B所示)而獲得。在圖11的情況下，其中該使用者將一個手掌按壓在該顯示面板9的螢幕上，對於產生該第三感測資訊，可以執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值(如在圖13中由一子圖像302A所代表)的第一權重總和的計算所產生，其中該子圖像302A透過排除(例如，全部地或部分地)與該有效按壓區域(例如，EA2)相對應的觸控感測值(如在圖13中由該子圖像302A包圍的一空白區域302B所代表)而獲得。
進一步的，如在圖12和圖13中所示，對應一較大的力(例如，透過一手指)的子圖像301A大於對應於一較小的力(例如，透過一手掌)的子圖像302A，使得可以確定與子圖像301A對應的由第三感測資訊代表的力大於與子圖像302A對應的由第三感測資訊代表的力，從而得出對於圖12和圖13的兩個示例來說的合理且一致的力資訊預測。
在另一實施例中，對於步驟S30的對應於該有效按壓區域(例如，EA1或EA2)的觸控感測值對於該計算的貢獻，於該計算中未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。例如，當該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值時，對於產生該第三感測資訊的計算，可以至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域(例如，如在圖12中的子圖像301A所代表，或在圖13中的子圖像302A)相對應的多個觸控感測值的第一權重總和以及基於與該有效按壓區域(例如，EA1或EA2)相對應的一部分或一些觸控感測值來執行。
在一實施例中，該第三感測資訊可以透過執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的第二權重總和的該計算所產生，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。在此方式中，可以獲得由該第三感測資訊代表的更準確的力資訊。
就這一點來說，例如，可以基於一總和值(SV)產生該第三感測資訊，如以下方程式所表達：
Figure 109139581-A0305-02-0023-3
其中，不與該有效按壓區域(例如，EA1)相對應的第一感測資訊的多個觸控感測值(T_XEA i )的第一權重總和可以由Σ i a i ．T_XEA i 表示，以及該第二感測資訊的多個指紋感測值(FP_EA j )的一第二權重總和可以由Σ j b j ．FP_EA j 表示。對於該第一權重總和的權重a i 可以合適的方式(例如，與該第二權重總和的權重b j 相比，較大的值或正值)設定，使得該第一權重總和對總和值SV的貢獻度大於該第二權重總和，從而滿足不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。例如，與對於該第一權重總和的權重a i 相比，對於該第二權重總和的權重b j 可以利用較小的值或負值的方式設定，使得該第二權重總和對總和值SV的貢獻度較小。
當然，本揭露內容的實現方式並不限於上述示例。在一些實施例中，該第三感測資訊可以基於如由以下的另一個方程式所表達的一總和值SV來產生：SV=f(T_XEA i )+g(FP_EA j )， (方程式5)
其中f()和g()表示任何合適的函數。例如，可以選擇f()，使得f(T_XEA i )對總和值SV的貢獻大於g(FP_EA j )，從而滿足不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值影響計算。
在一些實施例中，代表該力資訊的第三感測資訊，例如，只要適當，可以透過統計(例如，線性或非線性)的方式或機器學習(例如，一神經網路、一卷積神經網路等)的方式導出的計算來確定，該計算基於該第一感測資訊的觸控感測值以及該第二感測資訊的指紋感測值作為輸入值，以及相對應的力資訊(例如，以數值表示)作為輸出值。例如，可以透過機器學習的方式獲得一已訓練模組來實現該計算。
在實際實現中，關於在步驟S30中的計算的上述實施例的任何一個，在適當的時候，可以透過查表來實現，以便簡化該電子模組(例如，10、10A、10B或10C)的計算複雜性。
在使用如本揭露內容中所示例的電子模組的運算設備的一些實施例中，由於重力可能會導致運算裝置的機構彎曲或批量生產變化，因此可以實施附加的力校正以降低在力資訊的確定的影響。就這一點來說，在完成該運算設備的組裝之後，可以執行附加的力校正以達成一階或多階力資訊確定，甚至以克為力的資訊，例如，透過附加的查表或計算的方式。
在一些實施例中，可以透過使用該觸控感測區域的觸控感測值，以有效的方式獲得由第二感測資訊代表的有效按壓區域。例如，如圖14中所示，獲得該第二感測資訊的步驟S20可以包含步驟S210和S220。
如在步驟S210中所示，基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域。
如在步驟S220中所示，基於該觸控相關區域、該指紋感測資料和一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域是等於或大於該觸控相關區域。
在步驟S210的一實施例中，該觸控相關區被確定其中該觸控相關區域的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。例如，該控制單元(例如，如在圖2中所示的112或122)可以被配置為檢查在該觸控感測區域(例如，如在圖15中所示的300)中由該第一感測資訊描述的觸控感測值是否超過或等於該第一閾值，以及該控制單元(例如，如在圖2中所示的112或122)可以被配置為將超過或等於該第一閾值的觸控感測值確定為該觸控相關區域(例如，如在圖15中所示的310)。這樣，該觸控相關區域(例如，如在圖15中所示的310)可以是小於在資料區塊中的觸控感測區域(例如，如在圖15中所示的300)，從而降低在後續處理(例如，步驟S30)中所需要的資料量。
在步驟S220的一實施例中，該第二感測資訊被確定其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。參考圖15，例如，該控制單元(例如，如在圖2中所示的112或122)可以配置為透過使用該觸控相關區域310來確定在該指紋感測區域400中的一對應區域(例如，410)。該指紋感測模組(例如，如在圖1中所示的12)可以被配置為相對於該對應區域(例如，410)對一物體(例如，一手指)執行指紋掃描(即，影像掃描)，並且檢查在該對應區域(例如，410)中由該指紋感測資料描述的指紋感測值是否超過或等於該第二閾值。該控制單元(例如，如在圖2中所示的112或122)可以被配置為將超過或等於該第二閾值的指紋感測值確定為該有效觸控區域(例如，在圖15中所示的EA1)。從圖15可以看出，該第一閾值可以設定為合適的值，使得該觸控相關區域310接 近與該物體(例如，手指)觸碰的實際區域，以讓該對應區域(例如，410)變小，並且促進該指紋感測模組(例如，如在圖1中所示的12)以更有效或效率的方式確定有效觸控區域(例如，EA1)。
另外，代表一有效按壓區域(例如，如在圖15中所示的EA1)的第二感測資訊，可以被用來識別與該物體(例如，一手指)的按壓相對應的可能的觸碰位置。參考圖14及圖15，例如，超過該第一閾值的觸控感測值中的一部分311，具有相對於該指紋感測區域400的相對應部分411，且相對應部分411不在該有效按壓區域EA1內，上述情形代表觸控感測值中的部分311是由於力的變形而引起的。因此，觸控感測值的部分311應當用於確定該力資訊。
步驟S20的示例以及上述實施例的一個或多個，可以利用在用於確定該力資訊的步驟S30的示例或任何實施例中。
在基於圖1的諸如智慧型電話或平板電腦的運算設備1的實際應用場景中，可以基於根據圖4的方法產生該第三感測資訊來確定與一物體(諸如使用者的一隻或多隻的手指或一觸控筆)的按壓相對應的力資訊。例如，該運算裝置1(例如，智慧型電話、平板電腦等)可以被配置為執行與由該電子模組10產生該第三感測資訊，該第三感測資訊代表力的不同值相關聯的運作(例如，在一遊戲中的使用者運作或功能)中的一個。例如，在有槍射擊的遊戲應用程式中，使用者可以透過以一較大的力觸碰螢幕以在該螢幕上聚焦一目標以及射擊一槍彈，或者透過僅以一較小的力觸碰該螢幕來聚焦目標。在另一示例中，在顯示一鋼琴鍵盤的一鋼琴演奏應用程式中，使用者可以演奏有觸鍵感應效果的音樂；也就是說，使用者敲擊鍵的力度越大，與該鍵相關聯的音符將播放得越大聲。當然，本揭露內容的實現方式並不限於這些示例。
在一實施例中，在使用者完成身分識別(即，使用者已經被識別)，或者甚至可能與使用者身分是別無關的執行指紋感測。換句話說，該指紋 感測資料可以被使用在力資訊的產生的貢獻。例如，在步驟S20中獲得的指紋感測資料可以被用在步驟S30中用於內部地在該電子模組(例如，10、10A、10B或10C)中實現力感測，而該處理單元不需要該電子模組(例如，10、10A、10B或10C)提供輸出指紋資料以用於使用者身分識別。這可以在該運算裝置1已經解鎖使得使用者被授權運作該運算裝置1之後發生。
在圖5的方法的一些實施例中，可以將步驟S20配置為僅在滿足至少一個標準時才執行。在一個實施例中，該方法還包含當該觸控感測資料代表一觸摸事件時，從該指紋感測模組12中請求該指紋感測資料。例如，當該觸控感測資料代表一觸摸事件時，該控制單元112可以向該指紋感測模組12發送用於該指紋感測資料的一請求。相反的，當該觸控感測資料沒有代表一觸摸事件時，該控制單元112不會發送該請求至該指紋感測模組12。以這種方式，該指紋感測資料可以被利用於更有效或更有效率的增強該力資訊的產生。在一些實施例中，該方法進一步包含當該觸控感測資料超過一閾值時，確定代表該觸摸事件的觸控感測資料。例如，假設該觸控感測資料代表與檢測到觸碰的區域中的位置相關聯的多個觸控感測值，可以透過該觸控感測值的平均值來表示該觸控感測資料，並且當該觸控感測值的平均值超過相對應的一閾值時，該控制當元112可以確定代表該觸摸事件的觸控感測資料。在另一示例中，當一個或多個的觸控感測值超過一閾值時，該控制單元112可以確定代表一觸摸事件的觸控感測資料。
這樣，可以基於圖1的用於諸如智慧型電話之類的一運算裝置1的實際應用場景中採用如在圖9中所示的過程，與透過一使用者(或多個使用者)的多個觸摸點相關聯的力資訊可以基於該觸控感測資料和該指紋感測資料準確地確定。
進一步的，如上述的能夠促進力感測的電子模組(例如，單晶片形式)可以與一顯示驅動模組集成在一起。參考圖3A或3B，該電子模組可以基於圖1或圖2並且進一步包含一顯示驅動模組19，該顯示驅動模組19在該電子模組內部與該觸控感測模組11和該指紋感測模組12相耦接；並且該顯示驅動模組19利用於耦接至該顯示面板9的顯示模組91，以用於驅動該顯示模組91顯示影像。在有一指紋感測器95的顯示面板9的一實施例中，該指紋感測器95是一光學指紋掃描器，例如，當由該觸控感測模組11檢測到的一觸摸事件時，該觸控感測模組11可以將發生該觸碰事件的一區域通知給該顯示驅動模組19。在一些實施例中，該顯示驅動模組19可以驅動該顯示模組19以發出光或一影像圖案以用於該區域的暴光。同時，該觸控感測模組11可以通知該指紋感測模組12，以用於啟動與用於指紋檢測的區域相對應的指紋感測元件(例如，光學感測元件)，以便獲得指紋感測資料。該指紋感測資料可以根據如在上述實施例中的一個所示的基於圖4的方法利用在該電子模組內部。當然，本揭露內容的實現方式並不限於上述示例。還應注意的是，不同的實現方式可以將不同模組集成或分離為一個或多個的電路。例如，該顯示驅動模組和該觸控感測模組可以被集成為一電路，並且該指紋感測模組可以被實現為另一個電路，其可以進一步與該顯示驅動模組和該觸控感測模組的電路完全地或部分地分離或集成。
在一些實施例中，提供一種運算設備(或運算裝置)，其包括一顯示面板、第一裝置、第二裝置和第三裝置。該顯示面板提供有一觸控感測器和一指紋感測器(例如，如在圖1中所示)。該第一裝置，耦接至該觸控感測器，被用於獲得該第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓而導致在一觸控感測區域上的電容值分佈。該第二裝置，耦接至該指紋感測器，被用於獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓而導致的一有效按壓區域。該第三裝置，耦接至該第一裝置和該第二裝置，該第 三裝置用於基於該第一感測資訊和該第二感測資訊產生第三感測資訊，第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力。該運算設備(例如，1)能夠基於該第三感測資訊選擇性地執行至少一運作。
在該運算裝置的一實施例中，該電容值分佈(例如，如在圖6、7、8A或8B中所示)代表觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，這是由於該物體的按壓導致該觸控感測器的變形而產生的。
在該運算裝置的一實施例中，該第二裝置被配置為對在一指紋感測區域上的多個區塊中的每一個區塊內的指紋感測值取平均，以獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓而導致的有效按壓區域。
在該運算裝置的一實施例中，該第二裝置基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域；並且該第二裝置基於該觸控相關區域、該指紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域等於或小於該觸控相關區域(例如，如在與圖15有關的實施例中所示)。
在該運算裝置的一實施例中，該第二裝置確定該觸控相關區域，其中該觸控相關區域的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
在該運算裝置的一實施例中，該第二裝置確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域中的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
在該運算裝置的一些實施例中，該第三裝置(例如，如在圖1或圖2中所示的112或122)執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的第一權重總和的計算，並且在該計算中降低對應於該有效按壓區域的觸控感測值的貢獻度。
在該運算裝置的一實施例中，該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值，以便產生該第三感測資訊(例如，如在與圖12或圖13有關的實施例中所示)。
在該運算裝置的一實施例中，該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值(例如，如在與步驟S30有關的實施例中所示)。
在該運算裝置的一實施例中，該第三裝置係透過執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算，以產生第三感測資訊，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配該計算的結果(例如，如在與步驟S30有關的實施例中所示)。
在該運算裝置的一實施例中，該運算設備進一步包括：一單晶片和一處理單元(例如，如在圖1中所示的5)。該單晶片(例如，如在圖3A中所示的10B)包含該第一裝置、該第二裝置和該第三裝置。該處理單元(如在圖1中所示的5)，耦接在該顯示面板(例如，如在圖1中所示的9)和該單晶片(例如，如在圖3A中所示的10B)之間，該處理單元被配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行多個運作中的至少一運作。
在該運算裝置的一實施例中，該運算設備進一步包含一單晶片(例如，在圖1或2中所示)，該單晶片包含該第一裝置和該第二裝置，其中該第三裝置是一處理單元(例如，5)耦接在該顯示面板(例如，9)和該單晶片之間，並且該處理單元被配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行多個運作中的至少一運作。
此實施例中可能不需要重新設計該面板模組的機械結構和電子電路以具有一附加的力感測器，從而能夠降低該運算裝置和硬體的體積以及製造成本。
儘管已經透過特定實施例描述了本揭露內容，但是本揭露內容所屬技術領域具有通常知識者可以對其進行多種修改、組合和變化，而不脫離申請專利範圍中闡述的本揭露內容的範圍和精神。
S10~S30                                         步驟

Claims (28)

  1. 一種用於使用來自有一觸控感測器和一指紋感測器的顯示面板的資訊進行力感測的方法，該方法包括：基於來自耦接至該觸控感測器的一觸控感測電路的觸控感測資料，獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的在一觸控感測區域上的電容值分佈；基於來自耦接至該指紋感測器的一指紋感測電路的指紋感測資料，獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域；以及基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力，其中該第三感測資訊係透過執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的第一權重總和的計算所產生，而且對應於該有效按壓區域的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該力與該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的面積差有正相關關係。
  3. 如請求項1所述的方法，其中該有效按壓區域是在該觸控感測區域內並且小於該觸控感測區域。
  4. 如請求項1所述的方法，其中該電容值分佈代表在該觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，該等電容值係能基於該觸控感測資料而獲得，該觸控感測資料是由於該物體的按壓所導致的該觸控感測器的變形而產生。
  5. 如請求項1所述的方法，其中代表由於該物體的按壓所致的有效按壓區域的第二感測資訊是藉由基於該指紋感測資料，透過對在一指紋感測區域上的多個區塊的每一個區塊內的指紋感測值取平均而獲得。
  6. 如請求項1所述的方法，其中獲得該第二感測資訊包含：基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域；以及基於該觸控相關區域、該指紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域等於或小於該觸控相關區域。
  7. 如請求項6所述的方法，其中確定該觸控相關區域，其中該觸控相關區域的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
  8. 如請求項7所述的方法，其中確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
  9. 如請求項1所述的方法，其中該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值。
  10. 如請求項1所述的方法，其中該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。
  11. 如請求項10所述的方法，其中該第三感測資訊係透過執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算所產生，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。
  12. 一種能夠促進力感測的電子模組，其中該電子模組被用於耦接至具有一觸控感測器和一指紋感測器的一顯示面板，該電子模組包括：一觸控感測電路，用於耦接至該觸控感測器並且輸出觸控感測資料；一指紋感測電路，用於耦接至該觸控感測器並且輸出指紋感測資料；以及 至少一控制單元，耦接至該觸控感測電路和該指紋感測電路，該至少一控制單元被配置為執行用於力感測的多個運作，該等運作包含：基於該觸控感測資料，獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的在一觸控感測區域上的電容值分佈；基於該指紋感測資料，獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域；以及基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力，其中該至少一控制單元執行至少基於該第一感測資訊的不與該有效按壓區域相對應的多個觸控感測值的第一權重總和的計算以產生該第三感測資訊，而且對應於該有效按壓區域的觸控感測值對於該計算的貢獻度較低。
  13. 如請求項12所述的電子模組，其中該力與該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的面積差有正相關關係。
  14. 如請求項12所述的電子模組，其中該有效按壓區域在該觸控感測區域內並且小於該觸控感測區域。
  15. 如請求項12所述的電子模組，其中該電容值分佈代表在該觸控感測區域內的多個位置具有各自的電容值，該等電容值係能基於該觸控感測資料而獲得，該觸控感測資料是由於該物體的按壓所導致的該觸控感測器的變形而產生。
  16. 如請求項12所述的電子模組，其中該至少一控制單元被配置為基於該指紋感測資料對在一指紋感測區域上的多個區塊中的每一個區塊內的指紋感測值取平均，以獲得代表由於該物體的按壓而產生的有效按壓區域的第二感測資訊。
  17. 如請求項12所述的電子模組，其中該至少一控制單元被配置為基於該第一感測資訊和一第一閾值確定一觸控相關區域，以及基於該觸控相關區域、該指紋感測資料、一第二閾值確定該第二感測資訊，其中在該第二感測資訊中代表的有效按壓區域等於或小於該觸控相關區域。
  18. 如請求項17所述的電子模組，其中該至少一控制單元被配置為確定該觸控相關區域，其中在該觸控相關區域中的每個觸控感測值超過或等於該第一閾值。
  19. 如請求項18所述的電子模組，其中該至少一控制單元被配置為確定該第二感測資訊，其中該有效按壓區域的每個指紋感測值超過或等於該第二閾值。
  20. 如請求項12所述的電子模組，其中該計算完全地排除與該有效按壓區域相對應的任何觸控感測值。
  21. 如請求項12所述的電子模組，其中該計算未完全地排除與該有效按壓區域相對應的觸控感測值。
  22. 如請求項21所述的電子模組，其中該至少一控制單元執行進一步基於該第二感測資訊的多個指紋感測值的一第二權重總和的該計算所產生，其中不與該有效按壓區域相對應的觸控感測值支配著該計算的結果。
  23. 如請求項12所述的電子模組，其中該電子模組被實現在一單晶片中。
  24. 一種運算設備，其包括：一顯示面板，有一觸控感測器和一指紋感測器；一第一裝置，耦接至該觸控感測器，用於獲得第一感測資訊，該第一感測資訊代表由於在該顯示面板上一物體的按壓所致的在一觸控感測區域上的電容值分佈； 一第二裝置，耦接至該指紋感測器，用於獲得第二感測資訊，該第二感測資訊代表由於該物體的按壓所致的一有效按壓區域；以及一第三裝置，耦接至該第一裝置和該第二裝置，用於基於該第一感測資訊和該第二感測資訊，產生第三感測資訊，該第三感測資訊代表與該物體的按壓相對應的力；其中該運算設備能夠基於該第三感測資訊選擇性地執行至少一個運作，其中該第一感測資訊包含多個觸控感測值，以及該等觸控感測值的一部分係與該有效按壓區域相對應且該計算完全地排除該部分，以產生該第三感測資訊。
  25. 如請求項24所述的運算設備，其中該力與在該觸控感測區域和該有效按壓區域之間的面積差有正相關關係。
  26. 如請求項24所述的運算設備，其中該第一感測資訊包含多個觸控感測值，並且該等觸控感測值的一部分係與該有效按壓區域相對應且該計算未完全地排除該部分。
  27. 如請求項24所述的運算設備，進一步包括：一單晶片，該單晶片包含該第一裝置、該第二裝置和該第三裝置；以及一處理單元，耦接在該顯示面板和該單晶片之間，該處理單元配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行該至少一運作。
  28. 如請求項24所述的運算設備，進一步包括：一單晶片，該單晶片包含該第一裝置和該第二裝置，其中該第三裝置是一處理單元，耦接在該顯示面板和該單晶片之間，並且該處理單元被配置為基於該第三感測資訊選擇性地執行該至少一運作。
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