触控式电子装置及其控制方法与流程

本发明与触控式电子装置相关。

背景技术：

目前的可携式电子装置，如移动电话、平板电脑、电子游戏机，除了位于机体正面的键盘、显示器、触控屏幕等主要人机接口外，大多在机体侧面还设置有机械式的按键或旋钮，用来提供开关电源、音量调节、切换模式等操作功能。此类机械式接口的缺点在于，按键或旋钮与电子装置的外壳主体间往往有相当大的接缝，因此容易遭液体渗入。易言之，虽然在机体侧面增设按键或旋钮可提升操作便利性，却使得可携式电子装置整体的防水性变差，进而导致故障率的上升。另一方面，受限于机械式元件的本质，实体按键或旋钮的数量、位置、操作方式在制造完成后即无法变动，可说是几乎不具后续调整的弹性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种新的触控式电子装置及其控制方法。借由利用触控感应电极组来实现位于电子装置侧面的虚拟按键，根据本发明的电子装置能够提供较传统机械式按键良好的防水性及设计弹性。

根据本发明的一具体实施例为一种触控式电子装置，其中包含一主要显示区域、一触控感应电极组与一控制模块。该主要显示区域设置于该触控式电子装置的正面。该触控感应电极组设置于该触控式电子装置的侧面。该控制模块耦接至该触控感应电极组，且用以根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一感应结果。于一第一操作模式中，该控制模块根据一第一虚拟按键组态与该感应结果，产生一第一动作判读结果。于一第二操作模式中，该控制模块根据一第二虚拟按键组态与该感应结果，产生一第二动作判读结果。该第二虚拟按键组态不同于该第一虚拟按键组态。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一触控式电子装置的控制方法。该触控式电子装置包含一主要显示区域与一触控感应电极组。该主要显示区域设置于该触控式电子装置的正面。该触控感应电极组设置于该触控式电子装置的侧面。首先，根据该触控感应电极组被碰触的一状态，一感应结果被产生。于一第一操作模式中，根据一第一虚拟按键组态与该感应结果，一第一动作判读结果被产生。于一第二操作模式中，根据一第二虚拟按键组态与该感应结果，一第二动作判读结果被产生。该第二虚拟按键组态不同于该第一虚拟按键组态。

根据本发明的另一具体实施例为一种触控式电子装置，其中包含一触控感应电极组与一控制模块。该触控感应电极组设置于该触控式电子装置的侧面，且包含相隔一间隙并彼此相邻的一第一感应电极与一第二感应电极。该第一感应电极与该第二感应电极各自为一爪状电极。该第一感应电极的爪宽沿一特定方向逐渐缩减。该第二感应电极的爪宽相反于该特定方向逐渐缩减。该控制模块通过单一条第一感应线耦接至该第一感应电极，并且通过单一条第二感应线耦接至该第二感应电极。该控制模块根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一感应结果。

根据本发明的另一具体实施例为一种触控式电子装置，其中包含一触控感应电极组与一控制模块。该触控感应电极组包含相隔一间隙并彼此相邻的一第一感应电极与一第二感应电极。该控制模块耦接至该触控感应电极组，且是用以根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一感应结果。根据该第一感应电极与该第二感应电极间的一互电容量，该控制模块判断是否令该触控式电子装置进入一水雾模式。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1(A)呈现根据本发明的一具体实施例中的触控式电子装置之外观示意图。

图1(B)和图1(C)呈现根据本发明的虚拟按键组态的两种范例。

图2呈现根据本发明的控制模块、触控感应电极组以及一后端电路的相对关系示意图，亦呈现根据本发明的控制模块内部的一种功能方块图范例。

图3呈现根据本发明的触控式电子装置的一种正面外观范例。

图4(A)和图4(B)呈现根据本发明的一具体实施例中触控感应电极组包含两个配合自容式触控技术的感应电极的范例。

图5呈现根据本发明的一具体实施例中触控式电子装置控制方法流程图。

图6(A)与图6(B)呈现根据本发明的动作判读单元在两种不同操作模式中的工作流程范例。

图中元件标号说明：

100：触控式电子装置 110：主要显示区域

120：触控感应电极组 130：控制模块

130A：感应单元 130B：动作判读单元

130C：存储器 140：实体按键

150：腕带 160：后端电路

122A、122B、124A、124B、124C：虚拟按键

12a、12b：感应电极 60：虚拟直线

S51～S55：流程步骤 S601～S609：流程步骤

S651～S656：流程步骤

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为一种触控式电子装置，图1(A)呈现其外观示意图。须说明的是，虽然在图1(A)中是以可配戴于使用者腕部的穿戴式电子装置为例，但本发明的范畴不以此为限。通过以下说明，本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，根据本发明的触控式电子装置可以是移动电话、平板电脑、电子游戏机，或者是其他类型的穿戴式电子装置。此外，根据本发明的触控式电子装置可独立存在，亦可被整合在各种需要触控功能的电子系统中。

请参阅图1(A)，触控式电子装置100包含一主要显示区域110、一触控感应电极组120、一控制模块(位于触控式电子装置100内部，未绘出)以及腕带150。主要显示区域110设置于触控式电子装置100的正面。举例而言，主要 显示区域110可以包含触控式电子装置100的显示器及/或触控屏幕，其包含多个主要显示区域感测电极。触控感应电极组120则是设置于触控式电子装置100的侧面。实务上，该触控感应电极组120可包含多个较小的感应电极，例如多个配合自容式触控技术的感应电极。

图2呈现该控制模块、触控感应电极组120以及一后端电路的相对关系示意图。举例而言，后端电路160可以是触控式电子装置100的显示元件的控制器，或是负责运行触控式电子装置100的操作系统的控制器。如图2所示，控制模块130耦接于触控感应电极组120和后端电路160之间。图2亦呈现控制模块130内部的一种功能方块图范例，其中包含一感应单元130A、一动作判读单元130B与一存储器130C。感应单元130A负责根据触控感应电极组120被碰触的一状态，产生一感应结果。动作判读单元130B则是用以根据该感应结果以及触控式电子装置100所处的操作模式产生一动作判读结果给后端电路160。以自容式触控技术为例，感应单元130A可包含多个运算放大器电路，用以检测触控感应电极组120中各个电极的电容量变化。当某一个电极的电容量变化高于一自电容量门槛值，感应单元130A便会判定该电极被使用者触碰。各个电极的实体位置都是固定且为已知的。感应单元130A提供给动作判读单元130B的感应结果可包含受触碰点的位置信息以及电容量变化的大小。动作判读单元130B的运作方式范例将于稍后配合图6(A)、图6(B)详述。

触控式电子装置100具有支持多种不同的操作模式的弹性。举例而言，在不同的操作模式中，控制模块130可根据不同的虚拟按键组态来判定应如何回应使用者碰触。详言之，感应单元130A输出一感应结果时，若触控式电子装置100是处于一第一操作模式中，动作判读单元130B即根据一第一虚拟按键组态与该感应结果，产生对应于一第一动作判读结果。相对地，感应单元130A输出一感应结果时，若触控式电子装置100是处于一第二操作模式中，则动作判读单元130B改为根据一第二虚拟按键组态(不同于第一虚拟按键组态)与该感应结果，产生一第二动作判读结果。由此可知，在不同的操作模式中，同样的感应结果可能会产生不同的动作判读结果。须说明的是，触控式电子装置100可被设计为具有多于两种操作模式、多于两种虚拟按键组态。并且，各种虚拟按键组态可被设计为具有以下一个或多个差异：虚拟按键数量、虚拟按键功能、 虚拟按键大小、虚拟按键位置，以及虚拟按键触发方式(单次点击、双次点击、沿特定方向滑动等等)。

图1(B)呈现根据本发明的虚拟按键组态的一种范例。图1(B)绘示的虚拟按键组态包含两个虚拟按键122A、122B，分别涵盖触控感应电极组120的两个不同子区域。举例而言，假设触控式电子装置100兼有播音与显示短信的功能。当触控式电子装置100是处于音乐播放模式(第一操作模式)，虚拟按键122A、122B(第一虚拟按键组态)可被设定为分别对应于“提高音量”、“降低音量”的功能。也就是说，在音乐播放模式中，若感应单元130A产生的感应结果显示使用者碰触了触控感应电极组120中虚拟按键122A的所在区域，动作判读单元130B便会产生一动作判读结果给后端电路160，告知虚拟按键122A被碰触，使后端电路160提高触控式电子装置100音量。相对地，在音乐播放模式中，若感应单元130A产生的感应结果显示使用者是碰触触控感应电极组120中虚拟按键122B的所在区域，动作判读单元130B便产生一动作判读结果给后端电路160，告知虚拟按键122B被碰触，使后端电路160降低触控式电子装置100音量。当触控式电子装置100是处于短信显示模式(第二操作模式)，虚拟按键122A、122B(第二虚拟按键组态)可被设定为分别对应于“显示上一则短信”、“显示下一则短信”的功能。再举例而言，假设主要显示区域110具有显示图片的功能。当触控式电子装置100是处于图片显示模式(第三操作模式)，虚拟按键122A、122B受到双次点击被触发(第三虚拟按键组态)可被设定为分别对应于“放大图片”、“缩小图片”的功能。当感应单元130A产生的感应结果显示使用者双次点击虚拟按键122A，动作判读单元130B便产生虚拟按键122A受到双次点击被触发的动作判读结果；当感应单元130A产生的感应结果显示使用者双次点击虚拟按键122B，动作判读单元130B便产生虚拟按键122B受到双次点击被触发的动作判读结果。

图1(C)呈现根据本发明的虚拟按键组态的另一种范例。图1(C)绘示的虚拟按键组态包含三个虚拟按键124A、124B、124C，分别涵盖触控感应电极组120的三个不同子区域。举例而言，当触控式电子装置100是处于功能设定模式(第四操作模式)，虚拟按键124A、124B、124C(第四虚拟按键组态)可被设定为分别对应于“选择”、“返回主画面”、“返回上一层选单”的功能。

于实际应用中，触控式电子装置100中的各种虚拟按键组态可由设计者依实际使用需求决定，并且可预先储存在存储器130C中，供控制模块130查询、参考。因此，控制模块130只需要得知使用者碰触是对触控感应电极组120的哪一个子区域造成影响、如何影响(例如使用者的手指是单次点击、双次点击或沿特定方向滑动)，便能判定是哪一个虚拟按键被触发。另一方面，在使用者选择一个操作模式后，触控式电子装置100目前所处的操作模式亦可被暂存于存储器130C中，做为控制模块130选择虚拟按键组态的依据。

须说明的是，触控感应电极组120的设置范围不以触控式电子装置100的单侧为限。举例而言，该触控感应电极组120可包含两个部分，分设为触控式电子装置100的左右两侧，并可被设计为分别提供不同数量、功能的虚拟按键。此外，通过更新触控式电子装置100内的相关软件，各个虚拟按键组态中的虚拟按键数量、位置、触发方式皆可被重新调整。相较于传统的机械式按键，根据本发明的触控式电子装置100的虚拟按键具有更好的可变化弹性。这些图式中的虚拟按键的数量、尺寸、相对比例仅为范例，本发明的范畴不限于此。

值得注意的是，若采用电容式或电阻式等触控技术，触控感应电极组120有可能被设计为被完全被包覆在触控式电子装置100的外壳中，并且依然能提供检测使用者碰触的作用。也就是说，在实务上，触控式电子装置100的外壳上对应于触控感应电极组120所在位置的部分有可能做到完全无外露缝隙。因此，相较于采用传统机械式按键的装置，根据本发明的触控式电子装置100不仅具有不同操作模式下可支持不同虚拟按键组态的弹性，还具有更好的防水性，得以降低因液体渗入造成的故障率，尤其适用于穿戴式装置。

图3呈现触控式电子装置100的一种正面外观范例。于此实施例中，触控式电子装置100进一步包含一实体按键140，并且其控制模块130于产生与触控感应电极组120(因位于侧面未被绘出)相关的动作判读结果时，亦考量实体按键140是否被按压。举例而言，当触控感应电极组120同样是检测到出现沿逆时钟方向移动划出一虚拟弧形的使用者手势时，若实体按键140有被按压则控制模块130产生某一种动作判读结果，若实体按键140未被按压则控制模块130产生另一种动作判读结果。

于一实施例中，主要显示区域110包含多个主要显示区域感测电极，为一 触控式操作区域，并且触控式电子装置100内的控制模块130于产生与触控感应电极组120相关的动作判读结果时，亦考量主要显示区域110是否接收到一使用者指令。举例而言，当同样是检测到触控感应电极组120上的虚拟按键124A被双次点击时，若使用者同时有按压主要显示区域110的一部分则控制模块130产生某一种动作判读结果，若主要显示区域110的该部分未被按压则控制模块130产生另一种动作判读结果。实务上，若主要显示区域110亦为一触控式操作区域，则主要显示区域110与触控感应电极组120可被设计为共用同一个控制模块。控制模块130可分别耦接至该触控式操作区域与触控感应电极组120，用以检测该触控式操作区域与触控感应电极组120各自的受触碰态样，分别产生相对应的动作判读结果。实务上，控制模块130可由触控感应芯片实现。

图4(A)呈现触控感应电极组120包含两个配合自容式触控技术的感应电极的范例。触控感应电极组120包含相隔一间隙并彼此相邻的一第一感应电极12a与一第二感应电极12b。如图4(A)所示，感应电极对12a、12b各自为一爪状电极，且第一感应电极12a的爪宽沿一特定方向逐渐缩减，第二感应电极12b的爪宽则是相反于该特定方向逐渐缩减。借此，感应电极对12a、12b共同构成一个大致为矩形的感应区域。于此实施例中，触控式电子装置100中的控制模块130可根据感应电极12a、12b的电容量变化的相对大小判断出使用者碰触的发生位置。举例而言，当检测到使用者碰触造成感应电极12a的电容量变化持续增加，且造成感应电极12b的电容量变化持续减少，该控制模块130可推测：感应电极对12a、12b的所在区域可能出现如图4(B)所示的划出一虚拟直线60的使用者手势。值得注意的是，由以上图式可看出，图4(A)的电极结构可配合非直线边缘区域的形状变化，并且在辨识使用者手势这方面亦毫无困难。此外，图4(A)的电极结构仅仅需要自感应电极对12a、12b分别接出一条感应线至控制模块130，即可完成所需的感应操作。也就是说，本实施例总共只需使用两条感应线即可完成，在节省使用触控电子装置内部空间与减少感应线间干扰方面具有较佳表现。

于实际应用中，短时间内的环境湿度差异可能会造成触控式电子装置100表面出现水气凝结。对采用自容式触控技术的装置而言，相较于无水气的情况， 当使用者的手指与触控感应电极组120间存在水气时，后端检测电路所检测到的自电容量会较大。为了避免水气对触控式电子装置100的检测结果造成的干扰，于一实施例中，触控式电子装置100内的控制模块130进一步根据触控感应电极组120所包含的两个感应电极(例如感应电极12a、12b)间的一互电容量判断是否令触控式电子装置100进入一水雾模式。相较于无水气的情况，感应电极12a、12b间的互电容量会比较高。因此，控制模块130可根据感应电极12a、12b的互电容量是否高于一预设互电容量门槛值来判断是否令触控式电子装置100进入水雾模式。于一实施例中，当触控式电子装置100进入水雾模式，据以判断感应电极12a、12b是否被使用者碰触的一自电容量门槛值被提高，借此避免水雾造成的误判触控问题。须说明的是，任二感应电极间的互电容量的量测技术为本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，于此不赘述。

于一实施例中，触控式电子装置100进一步包含设置于其侧面的一提示模块，用以协助提供虚拟按键所在位置的相关信息。举例而言，触控式电子装置100的侧面可采用具有透光性的外壳，而该提示模块可以是设置于触控式电子装置100侧面外壳内的发光元件。于第一操作模式中，该提示模块显示对应于该第一虚拟按键组态的一组第一按键图样；于第二操作模式中，该提示模块显示对应于该第二虚拟按键组态的一组第二按键图样。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一触控式电子装置的控制方法，其流程图是绘示于图5。该触控式电子装置包含一主要显示区域与一触控感应电极组。该主要显示区域设置于该触控式电子装置的正面。该触控感应电极组设置于该触控式电子装置的侧面。首先，步骤S51为判断该触控感应电极组是否受到一使用者碰触影响。若步骤S51的判断结果为否，则步骤S51被重复执行。若步骤S51的判断结果为是，则步骤S52被执行，以根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一感应结果。接着，步骤S53为判断该触控式电子装置目前所处的操作模式。若步骤S53的判断结果为第一操作模式，则步骤S54被执行，亦即根据一第一虚拟按键组态与该感应结果，产生一第一动作判读结果。若步骤S53的判断结果为第二操作模式，则步骤S55被执行，亦即根据一第二虚拟按键组态与该感应结果，产生一第二动作判读结果。该第二虚拟按键组态不同于该第一虚拟按键组态。

步骤S54、S55可由图2中的动作判读单元130B执行。图6(A)与图6(B)呈现动作判读单元130B在两种不同操作模式中的工作流程范例。图6(A)对应的虚拟按键组态与使用者触碰在触控感应电极组划出的虚拟线段相关。首先，步骤S601为判断感应单元130A产生的感应结果是否显示出现一触碰起始点(过去一段时间内皆无其他受触点)。若步骤S601的判断结果为否，则步骤S601被重复执行。直到步骤S601的判断结果为是，该触碰起始点的出现位置与出现时间会在步骤S602中被储存(例如储存于存储器103C)。接着，步骤S603为判断感应单元130A产生的感应结果是否显示出现一触碰结束点(在出现一连串的受触点后停止出现受触点)。若步骤S603的判断结果为否，则步骤S603被重复执行。直到步骤S603的判断结果为是，该触碰结束点的出现位置与出现时间会在步骤S604中被储存(例如储存于存储器103C)。随后，步骤S605为计算触碰起始点与触碰结束点的间距(例如根据座标计算直线距离)。步骤S606为判断该间距是否大于预先决定的一间距门槛值。若步骤S606的判断结果为是，步骤S607将被执行，以计算出现触碰起始点与出现触碰结束点的时间差。步骤S608为判断该时间差是否大于预先决定的一时间差门槛值。若步骤S608的判断结果亦为是，表示使用者触碰已构成一个有效的虚拟线段，步骤S609将被执行，以根据前述触碰起始点与触碰结束点产生一个动作判读结果。相对地，若步骤S606或步骤S608的判断结果为否，目前的使用者触碰被视为无效，此流程将会结束(可重新开始执行步骤S601)。

图6(B)对应的虚拟按键组态包含N个虚拟按键，例如图1(C)中的虚拟按键124A～124C。假设i为范围在1到N之间的一个整数指标。首先，步骤S651为将整数指标i设定为1。步骤S652为根据感应单元130A产生的感应结果检查第i个虚拟按键对应的电容变化量。步骤S653则是判断该电容变化量是否大于一预设门槛值。若步骤S653的判断结果为是，步骤S654会被执行，以产生一动作判读结果，回报第i个虚拟按键被按压。随后，步骤S655为设定i＝i+1。步骤S656为判断目前的整数指标i是否小于或等于N。若步骤S656的判断结果为是，步骤S652会被重复执行，亦即检查下一个虚拟按键对应的电容变化量。若步骤S653的判断结果为否，步骤S655、S656也会被执行。若步骤S656的判断结果为否，表示这N个虚拟按键都已被检查完毕，此流程将会结束(可 重新开始执行步骤S651)。

实务上，动作判读单元130B可被实现为固定式及/或可编程数字逻辑电路，包含可编程逻辑门阵列、特定应用集成电路、微控制器、微处理器、数字信号处理器，与其他必要电路，但不以此为限。此外，动作判读单元130B亦可被设计为通过执行存储器130C中所储存的处理器指令，来完成多种任务。本发明的范畴并未限定于特定储存机制。存储器130C可包含一个或多个易失性或非易失性存储器装置，例如随机存取半导体存储器、唯读存储器、磁性及/或光学存储器、快闪存储器等等。

本发明所属技术领域中的技术人员可理解，先前在介绍触控式电子装置100时描述的各种操作变化亦可应用至图5中的控制方法，其细节不再赘述。

前述仅需自两个自容式感应电极(例如感应电极对12a、12b)分别接出一条感应线至控制模块，即可完成所需的感应操作的技术，亦可实现于各种触控式电子装置的侧面。根据本发明的另一具体实施例为一种触控式电子装置，其中包含一触控感应电极组与一控制模块。该触控感应电极组设置于该触控式电子装置的侧面，且包含相隔一间隙并彼此相邻的一第一感应电极与一第二感应电极。该第一感应电极与该第二感应电极各自为一爪状电极。该第一感应电极的爪宽沿一特定方向逐渐缩减。该第二感应电极的爪宽相反于该特定方向逐渐缩减。该控制模块通过单一条第一感应线耦接至该第一感应电极，并且通过单一条第二感应线耦接至该第二感应电极。该控制模块根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一动作判读结果。

前述判断是否令电子装置进入水雾模式的技术亦可应用在各种具有两个相邻感应电极的触控式电子装置。根据本发明的另一具体实施例为一种触控式电子装置，其中包含一触控感应电极组与一控制模块。该触控感应电极组包含相隔一间隙并彼此相邻的一第一感应电极与一第二感应电极。该控制模块耦接至该触控感应电极组，且是用以根据该触控感应电极组被碰触的一状态，产生一动作判读结果。根据该第一感应电极与该第二感应电极间的一互电容量，该控制模块判断是否令该触控式电子装置进入一水雾模式。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。