TW201931197A - 電子系統及操作方法 - Google Patents

Abstract

一種電子系統，包含有一指紋感測器，用來產生一指紋感測影像訊號；複數個觸控感測器，設置於鄰近該指紋感測器處，每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號；以及一處理器，用來根據該複數個觸控感測器所產生之觸控感測訊號判斷是否進入一指紋感測模式並利用該指紋感測器所產生之該指紋感測訊號進行指紋辨識。

Description

電子系統及操作方法

本發明係指一種電子系統及操作方法，尤指一種用於具有指紋感測器之電子系統與操作方法。

隨著資訊安全的需求日益增加，各種配備了有指紋辨識功能的電子產品被普遍的使用，如筆記型電腦，智慧型手機、個人數位助理（PDA）、平板電腦（tablet PC）等皆是。相較於傳統單純以密碼或圖形來進行驗證的方式，指紋辨識功能將可提供更進一步的安全保障。

在產品設計上，很多電子產品會將指紋辨識器設置在表面玻璃底下(under glass) 來增進美觀與裝置設計上的彈性，例如可以隱藏於顯示器之玻璃表面下。然而，由於指紋辨識器的面積通常不大，往往只占裝置表面的一小部分。因此若無任何標示或凹槽，使用者很容易由於按壓在錯誤的位置而導致指紋驗證失敗，進而影響正常的使用者操作。舉例來說，以微軟作業系統Windows 10為例，當指紋驗證程序失敗達到三次，便會鎖定系統並強制要求使用者改以密碼或其他方式登入。在此情況下，採用設置於表面玻璃底下之指紋辨識器的筆記型電腦或行動通訊裝置，若無任何印刷或是凹槽來標示指紋辨識器的位置讓使用者能按壓到正確的位置，反而因容易發生指紋按壓的位置偏移而導致感應錯誤或感應無效，進而造成使用者操作上的困擾與體驗不佳的感受。另一方面，倘若額外設置凹槽或印刷來標示指紋辨識器的位置則又失去了採用設置於表面玻璃底下之指紋辨識器的透明美觀之優點。因此，習知技術實有改進之必要。

因此，本發明主要在於提供一種用於具有指紋感測器之電子系統與操作方法，以解決上述問題。

本發明揭露一種電子系統，包含有：一指紋感測器，用來產生一指紋感測影像訊號；複數個觸控感測器，設置於鄰近該指紋感測器處，每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號；以及一處理器，用來根據該複數個觸控感測器所產生之觸控感測訊號判斷是否進入一指紋感測模式並利用該指紋感測器所產生之該指紋感測訊號進行指紋辨識。

本發明另揭露一種操作方法，用於一電子系統，該電子系統包含有一指紋感測器與一處理器以及複數個觸控感測器，該複數個觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器處，且每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號，其中該操作方法包含有︰利用該複數個觸控感測器感測複數個觸控感測訊號；該處理器根據複數個觸控感測訊號判斷是否輸入偏移，以決定是否進入一指紋感測模式；以及於該指紋感測模式時，利用該指紋感測器感測指紋感測影像訊號並執行一指紋辨識程序。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例之一電子系統1之示意圖。電子系統1可應用於各種電子產品中，例如行動通訊裝置、筆記型電腦，智慧手錶、穿戴式裝置、頭戴式裝置、可攜式電子裝置，但不以此為限。電子系統1包含有一處理器10、一指紋感測器20、觸控感測器30_U1～30_U3、30_D1～30_D3、30_L1～30_L3、30_R1～30_R3以及背光單元40_ U、40_ D、40_ L、40_ R。指紋感測器20用來產生指紋感測影像訊號。例如，於使用者將手指置於指紋感測器20上時，指紋感測器20偵測使用者之手指並產生基於紋線（ridge）及谷線（furrow）而具不同深淺指紋之指紋感測影像訊號。指紋感測器20可為一電容式指紋感測器、一光學式指紋感測器或一超音波式指紋感測器，但本發明實施例並不以此為限。

進一步地，電子系統1中之觸控感測器與指紋感測器20係相鄰設置。電子系統1中之觸控感測器可設置於鄰近指紋感測器20之處。每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號。舉例來說，電子系統1中之觸控感測器可設置於指紋感測器20之周圍。例如，觸控感測器30_U1～30_U3、30_D1～30_D3、30_L1～30_L3、30_R1～30_R3分別設置於指紋感測器20之周圍。舉例來說，如第1圖所示，指紋感測器20包含有上側邊20a、下側邊20b、左側邊20c與右側邊20d，指紋感測器20之每一側邊會有至少一個觸控感測器中設置其鄰近處。此外，本發明之觸控感測器的外型形狀可以是直線型或是彎曲型，以強化辨別偏移的位置。各觸控感測器之間也可間隔一定的距離。本發明之觸控感測器可為電容式觸控感測器、電阻式觸控感測器、音波式觸控感測器、 光學式觸控感測器或電磁式觸控感測器，但本發明實施例並不以此為限。

處理器10根據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號來判斷是否控制電子系統1進入指紋感測模式，並利用該指紋感測器20所產生之指紋感測訊號進行指紋比對辨識，以實現指紋辨識之目的。更具體而言，處理器10根據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號來判斷該觸控感測器是否被觸摸或發生一觸控事件。進一步地，處理器10根據各觸控感測器之觸摸狀況或觸控事件狀況來判斷電子系統1是否進入指紋感測模式，以啟動指紋感測器20偵測並產生指紋感測訊號。

關於電子系統1的操作方式，請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一流程2之示意圖。其中於步驟S202中，電子系統1開始提供使用者對指紋感測器20輸入指紋。電子系統1之觸控感測器可感測出相應觸控感測訊號。各觸控感測器所感測到的觸控感測訊號可被提供至處理器10。

於步驟S204中，處理器10根據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號判斷電子系統1判斷是否輸入偏移，進而決定是否進入指紋感測模式。處理器10根據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號來判斷該觸控感測器是否被觸摸或發生觸控事件。處理器10根據根據各觸控感測器之觸摸狀況或觸控事件狀況來判斷電子系統1是否進入指紋感測模式，以啟動指紋感測器20偵測並產生指紋感測訊號。若處理器10判斷出可進入指紋感測模式後，表示使用者輸入操作與輸入位置正確及/或目前電子系統1正常運作，執行步驟S206。當處理器10判斷出異常情況而不可進入指紋感測模式時，執行步驟S210。

處理器10可依據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號而判斷出使用者對於指紋感測器20輸入操作位置是否偏移，進而據以判斷是否進入指紋感測模式。在一實施例中，當處理器10依據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號而判斷出沒有觸控感測器被手指觸摸到或是僅有一小部份的觸控感測器是有被手指觸摸到時，處理器10可據以判斷出使用者對於指紋感測器20輸入操作位置是正確的並且決定進入指紋感測模式。例如，請參考第3圖，若處理器10判斷出觸控感測器30_U1、30_D1、30_L1、30_R1目前被手指觸摸到，而觸控感測器30_U2～30_U3、30_D2～30_D3、30_L2～30_L3、30_R2～30_R3目前沒有被手指觸摸到，這表示使用者手指大部分係置於指紋感測器20上，因此處理器10據以判斷出讓電子系統1進入指紋感測模式，以進行指紋辨識程序。

在另一實施例中，當處理器10依據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號而判斷出靠近指紋感測器20之某一側的觸控感測器被手指觸摸到的情況較多，而靠近指紋感測器20之另一側的觸控感測器被手指觸摸到的情況較少時，處理器10可據以判斷出使用者對於指紋感測器20輸入操作位置是偏移的，而不進入指紋感測模式。例如，請參考第4圖，處理器10判斷出觸控感測器30_D1～30_D2、30_L1～30_L3目前被手指觸摸到，並且觸控感測器30_U1～30_ U3、30_D3、30_R1～30_ R3目前沒有被手指觸摸到，這表示使用者手指偏向左下，因此處理器10據以判斷出手指偏移而不進入指紋感測模式。

在又一實施例中，為了避免在指紋感測器20被誤觸的情況發生而被系統鎖定的問題，例如電子系統放置在背包內而遭到背包內的其他物體碰觸到指紋感測器20，當處理器10依據各觸控感測器所產生之觸控感測訊號而判斷出所有觸控感測器中有超過一預定比例的觸控感測器（例如有超過30%、40%、50%、60%、70%或80%的觸控感測器，但本發明實施例並不以此為限）被手指觸摸到的情況發生時，處理器10可據以判斷出目前使用者對於指紋感測器20是被誤觸的而不進入指紋感測模式。

於步驟S204中依據觸控感測訊號判斷出使用者手指在正確輸入操作位置後，執行步驟S206，電子系統1進入指紋感測模式，並啟動指紋感測器20。指紋感測器20感測指紋感測影像訊號，以進行相關指紋辨識程序。如此一來，指紋感測器20所感測到的指紋感測影像訊號即可提供做為紋辨識程序，而不會發生因手指位置偏移所導致的驗證失效，同時也可藉此來達到指紋感測器20之省電目的。

當處理器10判斷使用者操作異常或系統發生異常的情況而不進入指紋感測模式時，執行步驟S210。於步驟S210中，處理器10產生一提示訊號或是控制其他裝置產生提示訊號，以通知使用者目前指紋輸入位置錯誤、發生誤觸、系統異常或是導引使用者修正指紋輸入位置。例如，可透過各種方式，（例如，文字、聲音、語音、燈光或震動）來產生提示訊號來通知使用者。舉例來說，當判斷出指紋輸入位置偏移時，處理器10可控制一顯示器顯示提示訊號，以導引使用者移動手指至正確位置。舉例來說，當判斷出指紋輸入位置偏移時，處理器10可控制背光單元40_ U、40_ D、40_ L、40_ R當中之至少一者來產生提示訊號，以導引使用者移動手指至正確位置。例如，請繼續參考第4圖，當處理器10依據判斷各觸控感測器之觸控感測訊號而判斷出使用者手指偏向左下後，處理器10可控制背光單元40_ R發射光線（即，產生提示訊號），當使用者看見呈現方向箭頭之背光單元40_ R發光時，便可將手指向右移，以修正手指偏移的狀況。此外，背光單元之發光方式可為多段顯示及/或閃爍顯示，以提昇使用者體驗。

關於背光單元之實施方式，舉例來說，請參考第5圖，第5圖為第1圖之背光單元40_R之一側面部份實施例示意圖。其中使用者手指置於電子系統1之一透明玻璃基板500上來對指紋感測器20輸入指紋。背光單元40_R包含一導光部502以及一光源元件504。光源元件504可發射光線，光線經導光部502之導引後，照射穿過觸控感測器30_R後，使用者即可看見背光單元40_ R發光。

背光單元亦可設置於各觸控感測器之下方。舉例來說，請參考第6圖，第6圖為第1圖之電子系統1之背光單元之另一實施例示意圖。電子系統1包含背光單元40_U1～40_U3、40_D1～40_D3、40_L1～40_L3、40_R1～40_R3。如第6圖所示，每一背光單元係設置於一相對應之觸控感測器下方。當手指位置有偏移時，可點亮背光單元來輔助使用者將手指移動到正確的位置上。例如，當判斷出觸控感測器30_U1～30_U2被觸摸時，處理器10控制背光單元40_D1～40_D3點亮並發射光線，當使用者看見背光單元40_D1～40_D3發光時，便知需將手指往下移動，以修正手指偏移的狀況。

另一方面，處理器10亦可依據各觸控感測器之觸控感測訊號所判斷出的觸摸情況來計算出手指的偏移量，並據以產生一第二提示訊號或是控制其他裝置產生一第二提示訊號，以通知使用者應修正的移動距離量。例如，如第6圖所示，指紋感測器20與觸控感測器30_U1之間的距離為d1，指紋感測器20與觸控感測器30_U2之間的距離為d1+d2。指紋感測器20與觸控感測器30_U3之間的距離為d1+d2+d3。當處理器10判斷出觸控感測器30_U1～30_U2被觸摸時，處理器10可控制背光單元40_D1～40_D2點亮並發射光線，當使用者看見背光單元40_D1～40_D2發光時，便知需將手指往下移動而且要移動的距離大小為d1+d2，以修正手指偏移的狀況。

處理器10亦可依據各觸控感測器之觸控感測訊號所判斷出的觸摸情況來執行特定功能，例如，當處理器10判斷出觸控感測器30_L3～30_L3依序被觸摸時（例如觸控感測器30_L3à觸控感測器30_L2à觸控感測器30_L1，如手指由左至右滑動），表示為啟動指紋辨識功能或其他指定功能。處理器10可啟動指紋辨識功能或其他指定功能。

此外，請參考第7圖，第7圖為第1圖中之處理器10之一實施例示意圖。處理器10包含一類比數位轉換器702以及一微控制器704。類比數位轉換器702用以接收觸控感測器所產生之觸控感測訊號並將類比形式觸控感測訊號轉換成數位形式觸控感測訊號。微控制器704依據數位形式之觸控感測訊號執行如前述的處理器10之各種執行步驟。

綜上所述，本發明利用在指紋辨識器周圍設置觸控感測器及背光單元，藉由觸控感測器來感應手指是否按壓在正確的位置上，並於手指偏移時利用背光單元提示來輔助使用者移動手指至正確的位置，以避免使用者因手指位置偏移所導致的驗證失效，同時也可藉此來達到指紋感測器之省電目的。 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。

1‧‧‧電子系統

2‧‧‧流程

10‧‧‧處理器

20‧‧‧指紋感測器

20a‧‧‧上側邊

20b‧‧‧下側邊

20c‧‧‧左側邊

20d‧‧‧右側邊

30_U1～30_U3、30_D1～30_D3、30_L1～30_L3、30_R1～30_R3‧‧‧觸控感測器

40_ U、40_U1～40_U3、40_ D、40_D1～40_D3、40_ L、40_L1～40_L3、40_ R、40_R1～40_R3‧‧‧背光單元

500‧‧‧透明玻璃基板

502‧‧‧導光部

504‧‧‧光源元件

506‧‧‧裝飾油墨層

702‧‧‧類比數位轉換器

704‧‧‧微控制器

d1、d2、d3‧‧‧距離

S200、S202、S204、S206、S208、S210‧‧‧步驟

第1圖為本發明實施例之一電子系統之示意圖。 第2圖為本發明實施例一流程之示意圖。 第3圖與第4圖分別為使用者對指紋感測器輸入指紋時之一實施例示意圖。 第5圖為第1圖之背光單元之一側面部份實施例示意圖。 第6圖為第1圖之背光單元之另一實施例示意圖。 第7圖為第1圖中之處理器之一實施例示意圖。

Claims (7)

1. 一種電子系統，包含有： 一指紋感測器，用來產生一指紋感測影像訊號； 複數個觸控感測器，設置於鄰近該指紋感測器處，每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號；以及 一處理器，用來根據該複數個觸控感測器所產生之觸控感測訊號判斷是否進入一指紋感測模式並利用該指紋感測器所產生之該指紋感測訊號進行指紋辨識。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中該指紋感測器包含有一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊與一第四側邊，該複數個觸控感測器中之至少一第一觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器之該第一側邊，該複數個觸控感測器中之至少一第二觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器之該第二側邊，該複數個觸控感測器中之至少一第三觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器之該第三側邊，以及該複數個觸控感測器中之至少一第四觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器之該第四側邊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其中該指紋感測器為一電容式指紋感測器、一光學式指紋感測器或一超音波式指紋感測器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統，其另包含︰ 一背光單元，受控於該處理器，用來產生一提示訊號，以通知使用者修正輸入偏移狀況。
5. 一種操作方法，用於一電子系統，該電子系統包含有一指紋感測器與一處理器以及複數個觸控感測器，該複數個觸控感測器設置於鄰近該指紋感測器處，且每一觸控感測器用來產生一觸控感測訊號，其中該操作方法包含有︰ 利用該複數個觸控感測器感測複數個觸控感測訊號； 該處理器根據複數個觸控感測訊號判斷是否輸入偏移，以決定是否進入一指紋感測模式；以及 於該指紋感測模式時，利用該指紋感測器感測指紋感測影像訊號並執行一指紋辨識程序。
6. 如申請專利範圍第5項所述之操作方法，其中該指紋感測器為一電容式指紋感測器、一光學式指紋感測器或一超音波式指紋感測器。
7. 如申請專利範圍第5項所述之操作方法，其另包含︰ 於判斷出輸入偏移且不進入該指紋感測模式時產生一提示訊號，以通知使用者修正輸入偏移狀況。