TWI782568B - 電容式指紋感測裝置及利用其之資訊處理裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電容式指紋感測裝置，其具有：一電容陣列，用以提供一感測平面；一掃描電路，具有一定時掃描功能以週期性地自該電容陣列採集一幀電容數據；一數據處理單元，用以依一組態設定對各幀所述電容數據進行一分群處理以各獲得多個子群的感測值；以及一手勢判斷單元，用以對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行一手勢判斷運算以產生一手勢判斷結果。
Description
本發明係有關於一種指紋感測裝置，特別是關於一種電容式指紋感測裝置。
移動設備是指可以在移動中使用的電腦設備，一般包括手機、筆記型電腦、平板電腦、手持式裝置等等。大部分情況下是指手機或者具有多種應用功能的智慧手機以及平板電腦。隨著網路技術朝著越來越寬頻化、智慧化的方向發展，移動設備已經成為人類生活、工作中不可或缺的一部分。
目前移動設備所使用的按鍵，通常只有單獨的一個功能，例如目前常用的僅供調整音量大小的音量調整鍵及控制電源開關的電源鍵等，導致使用按鍵數量較多，且在組裝上也較為麻煩且費時，成本也相對提高。再者，一般移動設備的外殼與各按鍵間會有空隙而易滲水，若直接在空隙處封膠，則會影響美觀，且有溢膠的問題。
因此，本領域亟需一種新穎的整合式輸入按鍵裝置。
本發明之一目的在於揭露一種以單一按鍵的形式實現在一資訊處理裝置上之電容式指紋感測裝置，其可藉由內部的硬體電路將一電容陣列分群，並依多幀電容數據中之被觸摸群的變動狀況進行手勢判斷，以讓使用者除了能夠在該單一按鍵上進行指紋識別操作外，還可執行音量調整、電源開關、遊戲畫面中之物件操作或顯示畫面之翻頁操作，從而減少該資訊處理裝置之框體的開孔數量以提高防水性能。
本發明之另一目的在於揭露一種電容式指紋感測裝置，其可藉由儲存一組態設定以決定所述分群的樣態。
本發明之又一目的在於揭露一種電容式指紋感測裝置，其可藉由一外部處理器提供所述的組態設定。
為達前述目的，一種電容式指紋感測裝置乃被提出，其具有：一電容陣列，用以提供一感測平面；一掃描電路，具有一定時掃描功能以週期性地自該電容陣列採集一幀電容數據；一數據處理單元，用以依一組態設定對各幀所述電容數據進行一分群處理以各獲得多個子群的感測值；以及一手勢判斷單元，用以對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行一手勢判斷運算以產生一手勢判斷結果。
在一實施例中，該電容式指紋感測裝置進一步包括一定時電路以驅使該掃描電路執行該定時掃描功能。
在一實施例中，該電容式指紋感測裝置進一步包括一組態單元以提供該組態設定。
在一實施例中，該電容式指紋感測裝置進一步包括一傳輸介面以將該手勢判斷結果傳輸給一應用處理器。
在一實施例中，該傳輸介面包括至少一GPIO介面。
在一實施例中，該傳輸介面包括一單線匯流排介面。
在一實施例中，該應用處理器依該手勢判斷結果執行一對應的操作以提供一應用功能。
在可能的實施例中，該應用功能可為音量調整、電源開關、遊戲畫面中之物件操作或顯示畫面之翻頁操作。
在可能的實施例中，該組態設定可預先儲存在該記憶單元中或由該應用處理器提供。
在一實施例中，該電容式指紋感測裝置係一晶片裝置。
另外，本發明亦提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之電容式指紋感測裝置，其中，該中央處理單元係用以和該電容式指紋感測裝置通信。
在可能的實施例中，該資訊處理裝置可為一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦或一門禁裝置。
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後。
請參照圖1，其繪示本發明之電容式指紋感測裝置之一實施例之方塊圖，其中，該電容式指紋感測裝置係以單一按鍵的形式實現在一資訊處理裝置上。
如圖1所示，一電容式指紋感測裝置100，可為一晶片裝置，具有一電容陣列110、一掃描單元120、一手勢分析單元130及一傳輸介面140。
電容陣列110係用以提供一感測平面以供使用者進行觸摸操作。
掃描單元120具有一定時掃描功能以週期性地自電容陣列110採集一幀電容數據。
手勢分析單元130係用以依一組態設定對各幀所述電容數據進行一分群處理以各獲得多個子群的感測值，並對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行一手勢判斷運算以產生一手勢判斷結果，其中，該手勢判斷運算包括對在多個時點所獲得的所述多個子群的所述感測值進行一變動趨勢偵測以感知一手勢操作(例如向上、向下，向左或向右滑動，或垂直按壓)。
傳輸介面140，可包括至少一GPIO介面或一單線匯流排介面，係用以將該手勢判斷結果傳輸給一應用處理器200。
請參照圖2，其繪示圖1之電容式指紋感測裝置之掃描單元120和手勢分析單元130之一實施例之方塊圖。
如圖2所示，掃描單元120具有一掃描電路121和一定時電路122，手勢分析單元130具有一數據處理單元131、一組態單元132及一手勢判斷單元133。
定時電路122係用以提供一週期性的脈衝信號以驅使該掃描電路121執行該定時掃描功能，從而週期性地自電容陣列110採集一幀電容數據。具體而言，定時電路122可由一計時器及一時鐘電路實現，其中，該計時器係依該時鐘電路所提供之一時鐘信號進行一計數操作，並在其計數值到達一預設值時產生所述的脈衝信號。
數據處理單元131係用以依組態單元132所提供之所述組態設定對各幀所述電容數據進行所述的分群處理以各獲得所述多個子群的所述感測值，其中，組態單元132具有一記憶單元以儲存所述組態設定，且所述組態設定可預先儲存在該記憶單元中或由應用處理器200提供。
手勢判斷單元133係用以對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行所述的手勢判斷運算以產生所述的手勢判斷結果，其中，該手勢判斷運算包括對在多個時點所獲得的所述多個子群的所述感測值進行一變動趨勢偵測以感知一手勢操作(例如向上、向下，向左或向右滑動，或垂直按壓)。另外，應用處理器200可依不同應用程式的需求調整所述組態設定的精度或解析度，以使手勢判斷單元133能夠依較粗的精度或解析度判斷一粗略的手勢，或依較細的精度或解析度判斷一細微的手勢。
依上述的說明，本發明進一步揭示一種資訊處理裝置。
請參照圖3，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。
如圖3所示，一資訊處理裝置300具有一中央處理單元310及一電容式指紋感測裝置320，其中，電容式感測裝置320係由電容式感測裝置100實現，且中央處理單元310包含該應用處理器200以與電容式感測裝置320通信。另外，資訊處理裝置300可為一智慧型手機、一可攜式電腦或一門禁裝置。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的電容式指紋感測裝置能夠以單一按鍵的形式實現在一資訊處理裝置上，且其可藉由內部的硬體電路將一電容陣列分群，並依多幀電容數據中之被觸摸群的變動狀況進行手勢判斷，以讓使用者除了能夠在該單一按鍵上進行指紋識別操作外，還可執行音量調整、電源開關、遊戲畫面中之物件操作或顯示畫面之翻頁操作，從而減少該資訊處理裝置之框體的開孔數量以提高防水性能。
2.本發明的電容式指紋感測裝置可藉由儲存一組態設定以決定所述分群的樣態。
3.本發明的電容式指紋感測裝置可藉由一外部處理器提供所述的組態設定。
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，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:電容式指紋感測裝置
110:電容陣列
120:掃描單元
121:掃描電路
122:定時電路
130:手勢分析單元
131:數據處理單元
132:組態單元
133:手勢判斷單元
140:傳輸介面
200:應用處理器
300:資訊處理裝置
310:中央處理單元
320:電容式指紋感測裝置
圖1繪示本發明之電容式指紋感測裝置之一實施例之方塊圖。
圖2繪示圖1之電容式指紋感測裝置之掃描單元和手勢分析單元之一實施例之方塊圖。
圖3繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。
100:電容式指紋感測裝置
110:電容陣列
120:掃描單元
130:手勢分析單元
140:傳輸介面
200:應用處理器
Claims (9)
- 一種電容式指紋感測裝置，係以單一按鍵的形式實現在一資訊處理裝置上，其具有：一電容陣列，用以提供一感測平面；一掃描電路，具有一定時掃描功能以週期性地自該電容陣列採集一幀電容數據；一數據處理單元，用以依一組態設定對各幀所述電容數據進行一分群處理以各獲得多個子群的感測值；一手勢判斷單元，用以對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行一手勢判斷運算以產生一手勢判斷結果，該手勢判斷結果係由向上滑動、向下滑動，向左滑動和向右滑動所組成群組所選擇的一種手勢；以及一傳輸介面，用以將該手勢判斷結果傳輸給一應用處理器，該應用處理器依該手勢判斷結果執行一對應的操作以提供一應用功能，其中，該應用功能係由音量調整、電源開關、遊戲畫面中之物件操作和顯示畫面之翻頁操作所組成群組所選擇的一種應用功能。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其進一步包括一定時電路以驅使該掃描電路執行該定時掃描功能。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其進一步包括一組態單元以提供該組態設定。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該傳輸介面包括至少一GPIO介面。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中該傳輸介面包括一單線匯流排介面。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其中，該組態設定係預先儲存在一記憶單元中或由該應用處理器提供。
- 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋感測裝置，其係一晶片裝置。
- 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及以單一按鍵的形式實現在該資訊處理裝置上之一電容式指紋感測裝置，其中，該中央處理單元係用以和該電容式指紋感測裝置通信，且其具有：一電容陣列，用以提供一感測平面；一掃描電路，具有一定時掃描功能以週期性地自該電容陣列採集一幀電容數據；一數據處理單元，用以依一組態設定對各幀所述電容數據進行一分群處理以各獲得多個子群的感測值；一手勢判斷單元，用以對多幀所述電容數據之該些子群的所述感測值進行一手勢判斷運算以產生一手勢判斷結果，該手勢判斷結果係由向上滑動、向下滑動，向左滑動和向右滑動所組成群組所選擇的一種手勢；以及一傳輸介面，用以將該手勢判斷結果傳輸給一應用處理器，該應用處理器依該手勢判斷結果執行一對應的操作以提供一應用功能，其中，該應用功能係由音量調整、電源開關、遊戲畫面中之物件操作和顯示畫面之翻頁操作所組成群組所選擇的一種應用功能。
- 如申請專利範圍第8項所述之資訊處理裝置，其係由一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦和一門禁裝置所組成群組所選擇的一種裝置。
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