影像感测装置及应用该影像感测装置的电子设备

摘要

本发明涉及一种影像感测装置及应用该装置的电子设备，所述的影像感测装置，至少包含一影像感测器及一处理单元，影像感测器于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应此等第一影像的多个第一影像信号；处理单元接收所述多个第一影像信号，以依据此等第一影像信号获得移动中的物体的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息；本发明亦提供一种应用此影像感测装置的电子设备。借由本发明的影像感测装置及电子设备，使用者可以轻易以一个影像感测器来同时达成影像感测、画面缩放控制及画面卷动的效果。影像感测器可以直接取代传统的触控板，而具有身份认证、缩放控制及画面卷动的多种功能。

权利要求

1.一种影像感测装置，其特征在于，所述的影像感测装置至少包含：

一影像感测器，所述的影像感测器于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应所述多个第一影像的多个第一影像信号，还于一第三模式下感测移动中的所述物体的多个第三影像，以输出对应所述第三影像的多个第三影像信号；及一处理单元，所述的处理单元接收所述第一影像信号，以依据所述多个第一影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息，所述处理单元还接收所述第三影像信号，以依据所述第三影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一直线运动路径，以输出一位移向量信号，所述处理单元先行处理及判断运动路径是直线或曲线运动路径，再输出简易的识别信息。

2.如权利要求1所述的影像感测装置，其特征在于，所述影像感测器更于一第二模式下感测所述物体的一个或多个第二影像，以输出对应所述第二影像的一个或多个第二影像信号，而所述处理单元更处理所述一个或多个第二影像信号，以输出一最终影像信号。

3.如权利要求1所述的影像感测装置，其特征在于，所述影像感测器为一指纹感测器。

4.一种电子设备，其特征在于，所述的电子设备至少包含：

一中央处理器单元，所述的中央处理器单元执行一应用程序；

一显示器单元，连接至所述中央处理器单元，并显示一画面；以及

一影像感测装置，所述的影像感测装置连接至所述中央处理器单元，并包含：

一影像感测器，所述的影像感测器于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应所述多个第一影像的多个第一影像信号，还于一第三模式下感测移动中的所述物体的多个第三影像，以输出对应所述第三影像的多个第三影像信号；及一处理单元，所述的处理单元接收所述多个第一影像信号，以依据所述多个第一影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息，所述应用程序依据所述曲线运动识别信息以达成一特定应用，所述处理单元还接收所述第三影像信号，以依据所述第三影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一直线运动路径，以输出一位移向量信号至所述中央处理器单元，而所述应用程序还依据所述位移向量信号以达成另一特定应用，所述处理单元先行处理及判断运动路径是直线或曲线运动路径，再输出简易的识别信息，所述特定应用为放大或缩小所述画面上所显示的一物件，所述另一特定应用为控制游标的移动或卷轴的卷动。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述影像感测器更于一第二模式下感测所述物体的一个或多个第二影像，以输出对应所述第二影像的一个或多个第二影像信号，而所述处理单元更处理所述一个或多个第二影像信号，以输出一最终影像信号至所述中央处理器单元，所述中央处理器单元执行一认证程序以依据所述最终影像信号认证所述物体。

6.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述影像感测器为一指纹感测器。

说明书

影像感测装置及应用该影像感测装置的电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种影像感测装置及应用该装置的电子设备，尤其涉及一种生物辨识感测装置(特别是指纹感测装置)及具有所述感测装置的电子设备。

背景技术

[0002] 传统的电子设备，譬如笔记型计算机、个人数字助埋(PDA)或移动电话，是配置有一触控板(touch pad)或数个方向按键，让使用者可以通过触控板或方向按键来控制电子设备中游标的操作或选择特定的功能。

[0003] 另一方面，目前有越来越多的电子设备提供数据保密的功能，除了传统的密码保护以外，利用持有者的生物数据，譬如指纹、虹膜、脸型等，来保护电子设备中的数据是越来越普遍的作法。

[0004] 为了迎合众多使用者的需求，电子设备上需配备有触控板或方向按键以及生物数据感测器，使得电子设备的成本提高且体积加大，不利于轻薄短小及节省成本的需求。

[0005] 因此，如何能提供一种能兼顾生物数据感测及提供额外触控板及方向键功能的影像感测装置，以达到单一装置的多功能感测功能实为本案所欲解决的问题。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是提供一种能兼顾数据感测及提供额外触控板及方向键功能的影像感测装置，以降低安装有此影像感测装置的电子设备的成本及缩小此电子设备的尺寸。

[0007] 为达上述目的，本发明提供一种影像感测装置，其至少包含一影像感测器及一处理单元。影像感测器于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应所述多个第一影像的多个第一影像信号。处理单元接收所述第一影像信号，以依据所述多个第一影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息。

[0008] 本发明亦提供一种电子设备，其至少包含一中央处理器单元、一显示器单元以及一影像感测装置。中央处理器单元执行一应用程序。显示器单元连接至所述中央处理器单元，并显示一画面。影像感测装置连接至所述中央处理器单元，并包含一影像感测器及一处理单元。影像感测器于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应所述多个第一影像的多个第一影像信号。处理单元接收所述多个第一影像信号，以依据所述多个第一影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息，而执行所述应用程序的中央处理器单元接收所述曲线运动识别信息以达成一特定应用。

[0009] 本发明更提供一种电子设备，其至少包含一中央处理器单元、一显示器单元以及一影像感测装置。中央处理器单元执行一影像处理程序及一应用程序。显示器单元连接至所述中央处理器单元，并显示一画面。影像感测装置连接至所述中央处理器单元，并包含一影像感测器，且于一第一模式下感测移动中的一物体的多个第一影像，以输出对应所述多个第一影像的多个第一影像信号。所述中央处理器单元接收并利用所述影像处理程序处理所述多个第一影像信号，以依据所述第一影像信号获得移动中的所述物体的相对应的一曲线运动路径，以产生一曲线运动识别信息，而执行所述应用程序的所述中央处理器单元依据所述曲线运动识别信息来达成一特定应用。

[0010] 借由本发明的影像感测装置及电子设备，使用者可以轻易以一个影像感测器来同时达成影像感测、画面缩放控制及画面卷动的效果。影像感测器可以直接取代传统的触控板，而具有身份认证、缩放控制及画面卷动的多种功能。

[0011] 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

[0012] 图1显示依据本发明第一实施例的影像感测装置的应用示意图。

[0013] 图2显示依据本发明第一实施例的影像感测装置的方块图。

[0014] 图3显示依据本发明第二实施例的电子设备的方块图。

[0015] 图4显示依据本发明第三实施例的电子设备的方块图。

[0016] 图5至图10显示依据本发明的电子设备的数个例子的示意图。

[0017] 图11至图14显示依据本发明的另一种电子设备的数个例子的示意图。

[0018] 附图标号

[0019] SI1：第一影像信号

[0020] SI2：第二影像信号

[0021] SI3：第三影像信号

[0022] SD：位移向量信号

[0023] SF：最终影像信号

[0024] SR：曲线运动识别信息

[0025] 1：影像感测装置

[0026] 2：物体/手指

[0027] 3：电子设备/移动电话

[0028] 10：影像感测器

[0029] 20：处理单元

[0030] 31：中央处理器单元

[0031] 32：显示器单元

[0032] 33：画面

[0033] 34：地图画面

具体实施方式

[0034] 图1显示依据本发明第一实施例的影像感测装置1的应用示意图。所述影像感测装置1为一指纹感测装置或其他生物辨识感测装置。于本实施例中，所述影像感测装置1特别是指纹感测装置，其感测一物体2，譬如为手指。当手指在所述感测装置上方移动时，所述感测装置除了读取指纹数据外，也可以借此获取感测手指移动方向的信息，以供作其他应用。

[0035] 以实际应用为例，请参见图5，可以利用手指在感测装置上的顺时针圆弧运动将萤幕显示的照片放大，抑或如图6般利用手指的左旋将所述照片缩小。这样的功能增加是目前触控板或任何摇杆所没有提供的，也是本发明的核心所在。

[0036] 如图2所示，所述影像感测装置1包括了一影像感测器10及一处理单元20。为说明方便，所述影像感测器在本发明中仅以一功能方块表示(functionalblock)，事实上所述影像感测器更可以被细分为至少具有以下功能的子功能方块(sub-functional blocks)，例如一感测元阵列、一增益可调整的信号放大器、一模拟/数字信号转换器、控制逻辑及输出入接口(interface)，上述子功能方块可以是集成化设计(monolithic，SOC)或者混合式焊接(hybrid-bonding)或系统化封装方式(System In a Package，SIP)设计，而感测元的原理可以是任意感测原理，例如电容感测、电场及磁场，射频(RF)、光学、超音波、压力或者是红外线等等。感测元可以是配置于一基板上，基板可以是由诸如硅的半导体材料所组成，或是由诸如玻璃、聚合物(PI)等或其他绝缘材料所组成。感测元可以是一种电容式、压力式、温差感应式、光学式、电场式、电磁场式、RF式、红外线式、压电式、超音波式或其他型式的感测元。

[0037] 相同的，所述处理单元与所述感测器也可以是制作于同一晶片(monolithic，SOC)，亦或者混合式焊接(hybrid-bonding)或系统化封装(SIP)。而所述处理单元基本上包含了一演算单元及一存储器单元，存储器单元暂存由感测器所输出的影像信号，而演算单元提供一种影像处理方法，以处理所述暂存于存储器内的影像信号，以得到影像的移动方向及轨迹，亦或者任两张影像间的关连性。或者，前述的增益可调整的信号放大器、模拟/数字信号转换器、控制逻辑及输出入接口也可以被搬移至处理单元中。

[0038] 于本发明的应用中，所述影像感测装置1可以有多种模式输出。第一模式为感测移动中的物体2的多个第一影像，并且在所述感测装置1内部处理所述多个第一影像以输出对应所述物体2的运动讯息信号于外部系统，如图1所示，输出对应手指圆弧运动曲线的讯息信号。

[0039] 多个第一影像信号SI1对应于这些第一影像。处理单元20接收此等第一影像信号SI1，以依据此等第一影像信号SI1获得移动中的物体2的相对应的一曲线运动路径，以输出一曲线运动识别信息SR。曲线运动识别信息SR的用途的一种实施例如前面所描述，可以借由顺时针及逆时针的讯息作为应用程序显示物件的放大及缩小功能。

[0040] 于一第二模式下，影像感测器10更感测物体2的多个第二影像，以输出对应所述第二影像的多个第二影像信号SI2，而处理单元20更处理所述任两张第二影像的第二影像信号SI2间的关连性，例如不将两张影像相互重迭的部分输出，以输出一最终影像信号SF。于另一例子中，影像感测器10更感测物体2的单一个第二影像，以输出对应第二影像的一个第二影像信号SI2，而处理单元20更处理第二影像信号SI2，以输出最终影像信号SF。

[0041] 于一第三模式下，影像感测器10感测移动中的物体2的多个第三影像，以输出对应此等第三影像的多个第三影像信号SI3，而处理单元20更接收此等第三影像信号SI3，以依据此等第三影像信号SI3获得移动中的物体2的相对应的一直线运动路径，以输出一位移向量信号SD。

[0042] 值得注意的是，上述三种模式可以具有独立的输出，亦或者混合的输出，第一模式及第三模式可以由处理单元判断，也就是处理单元先行判断物体的运动路径是直线或曲线，再将简单的讯息输出，此举可以减少外部接收系统的处理器资源，不必重复运算。

[0043] 图3显示依据本发明第二实施例的电子设备的方块图。如图3所示，本实施例的电子设备3至少包含一中央处理器单元31、一显示器单元32以及一影像感测装置1。当然中央处理器单元及显示器单元更可以包括存储器、储存装置、输出入接口及人机接口等必需的元件，以达到系统可以运用的基本需求。

[0044] 中央处理器单元31执行一应用程序。显示器单元32连接至中央处理器单元31，并显示一画面。影像感测装置1与第一实施例相同，且连接至中央处理器单元31。于一第一模式下，中央处理器单元31接收曲线运动识别信息SR，所述讯息对所述应用程序而言可以是例如缩放显示器单元32上所显示的物件(照片)的画面，譬如是将物件画面放大2倍或缩小0.5倍。举例而言，如果检测到的手指是以顺时针方向转动，则将画面放大；或如果检测到的手指是以逆时针方向转动，则将画面缩小。

[0045] 于一第二模式下，中央处理器单元31依据最终影像信号SF执行一认证程序以认证一物体2，譬如是辨识手指指纹的持有者是否为授权持有者。若通过认证程序，则可以开启电子设备的部分或全部功能。

[0046] 于一第三模式下，相同于第一模式，中央处理器单元31执行一应用程序，以依据位移向量信号SD来提供例如卷动画面的功能。举例而言，使用者可以通过第三模式来操控显示画面的水平方向及垂直方向的卷动，或者操纵画面的游标移动于任意方向。

[0047] 值得注意的是，第一模式及第三模式可以由处理单元先行处理及判断运动路径是直线或曲线，再输出简易的识别讯息于外部系统搭配相关的程序作应用。

[0048] 图4显示依据本发明第三实施例的电子设备的方块图。如图4所示，本实施例的电子设备3包含一中央处理器单元31、一显示器单元32以及一影像感测装置1。中央处理器单元31执行一影像处理程序及一应用程序。显示器单元32连接至中央处理器单元31，并显示一画面。影像感测装置1连接至中央处理器单元31，并包含一影像感测器10，且于一第一模式下感测移动中的一物体2的多个第一影像，以输出对应此等第一影像的多个第一影像信号SI1。中央处理器单元31接收并利用影像处理程序内的一第一演算法处理此等影像信号，以依据此等第一影像信号SI1获得移动中的物体2的相对应的一曲线运动路径，以产生一曲线运动识别讯息供所述应用程序取用，并达到相同于图3的实施例中的功能，图4与图3所示最大不同仅在于执行物体曲线运动判断的功能设计位于感测装置1内或者由外部系统执行。

[0049] 所述影像处理程序更可以包含一第二演算法及一第三演算法分别处理一个或多个影像信号SI2/SI3，执行认证程序及产生一位移向量信号。

[0050] 以下将以数个例子来说明本发明的实际应用。图5至图10显示依据本发明的电子设备的数个例子的示意图。如图5与图6所示，手指2可以朝顺时钟方向或逆时钟方向在影像感测装置1上作曲线运动，并将移动电话3的显示器单元32上的画面33进行放大或缩小，此乃为一种特定应用。如图7与图8所示，手指2可以朝垂直方向在影像感测装置1上作直线运动，并将移动电话3的显示器单元32上的地图(物件)画面34进行垂直方向的卷动。如图9与图10所示，手指2可以朝水平方向在影像感测装置1上作直线运动，并将移动电话3的显示器单元32上的地图画面34进行水平方向的卷动。值得注意的是，水平及垂直方向的卷动可以被称为另一种特定应用，其还包含对移动电话3的选单作上下移动的状况。或者，另一特定应用为控制游标的移动或卷轴的卷动。

[0051] 图11至图14显示依据本发明的另一种电子设备4的数个例子的示意图。如图11与图12所示，电子设备4为笔记型计算机，其具有显示器42、键盘44、左按键45、右按键46、触控板47及影像感测装置1。类似于移动电话，笔记型计算机的影像感测装置1可以提供身份认证、缩放控制及画面卷动的功能。举例而言，当使用简报软件(譬如Powerpoint)或观看PDF文件时，使用者的手指2可以在影像感测装置1上进行曲线运动，并控制画面43的缩放。

[0052] 如图13与图14所示，电子设备4为笔记型计算机，其具有显示器42、键盘44、左按键45、右按键46及影像感测装置1。类似于移动电话，笔记型计算机的影像感测装置1可以提供身份认证、缩放控制及画面卷动及游标的功能。不同于图11与图12的是，影像感测装置1可以完全取代触控板47，也就是触控板47可以被省略。

[0053] 借由本发明的影像感测装置及电子设备，使用者可以轻易以一个影像感测器来同时达成影像感测、画面缩放控制及画面卷动的效果。影像感测器可以直接取代传统的触控板，而具有身份认证、缩放控制及画面卷动的多种功能。

[0054] 在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及权利要求范围的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。