本发明大体而言涉及一种传感器装置及一种控制传感器装置的方法，具体而言，涉及一种指纹传感器装置及一种控制指纹传感器装置的方法。
背景技术：
：：在当前市场中，触控指纹传感器装置以电容或机械的方式感测施加至其上的压力值。在施加至触控指纹传感器装置的压力值大于预定阈值的同时，触控指纹传感器装置判断触摸为有效，且包括此触控指纹传感器的电子元件将执行对应操作。预定阈值常常设定为固定。然而，若施加至触控指纹传感器装置的压力值不大于预定阈值，则电子元件将不执行任何操作。固定的预定阈值将给触摸触控指纹传感器装置的用户带来不必要的不便。举例而言，电子元件可能无法根据压力区而执行特定操作，或者电子元件可因触摸力度轻而不执行任何操作。因此，如何提供一种具有良好用户体验及令人满意的感测质量而又不会给用户造成不必要的不便的指纹传感器装置是相关领域中最重要的话题之一。技术实现要素：因而，本发明能够提供良好的用户体验的指纹传感器装置及控制指纹传感器装置的方法。本发明的实施例提供一种指纹传感器装置，指纹传感器装置包括采样单元、分析单元及处理器单元。采样单元用以感测指纹图像。分析单元耦合至采样单元。分析单元用以分析指纹图像的图像参数以获得图像数据，并且将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果。比较结果包括图像数据位于多个级中的哪一级。处理器单元耦合至分析单元。处理器单元用以控制电子元件根据图像数据所处的级来执行预定操作。在本发明的实施例中，多个级是根据图像参数来决定，且不同的级对应于不同的压力区。在本发明的实施例中，图像数据包括统计信息。分析单元将统计信息与参考数据的平均值、极值或分布进行比较，并将比较结果传送至处理器单元。在本发明的实施例中，处理器单元判断是否经由应用单元启动电子元件以根据图像数据所处的级来执行预定操作。在本发明的实施例中，指纹传感器装置还包括应用单元。应用单元由处理器单元控制。应用单元用以控制电子元件执行预定操作。在本发明的实施例中，处理器单元输出代表指纹的压力值或代表欲根据图像数据所处的级而执行的预定操作的信号。在本发明的实施例中，处理器单元包括控制电路。控制电路用以输出代表指纹的压力值或代表欲执行的预定操作的信号。在本发明的实施例中，代表信号是屏幕通知、声音通知或振动提醒。在本发明的实施例中，指纹传感器装置还包括存储单元。存储单元由处理器单元控制。存储单元用以存储参考数据。参考数据包含预先存储于指纹传感器装置中的指纹的信息。本发明的实施例提供一种控制指纹传感器装置的方法。控制指纹传感器装置的方法包括：感测指纹图像；分析图像的图像参数以获得图像数据，并将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果；以及控制电子元件根据图像数据所处的级来执行预定操作。比较结果包括图像数据位于多个级中的哪一级。在本发明的实施例中，多个级是根据图像参数来决定，且不同的级对应于不同的压力区。在本发明的实施例中，图像数据包括统计信息。将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果的步骤包括：将统计信息与参考数据的平均值、极值或分布进行比较。在本发明的实施例中，控制电子元件根据图像数据所处的级来执行预定操作的步骤包括：判断是否启动电子元件以根据图像数据所处的级来执行预定操作。在本发明的实施例中，控制指纹传感器装置的方法还包括：输出代表指纹的压力值或代表欲根据图像数据所处的级而执行的预定操作的信号。在本发明的实施例中，代表信号是屏幕通知、声音通知或振动提醒。在本发明的实施例中，控制指纹传感器装置的方法还包括：将参考数据存储于存储单元中，其中参考数据包含预先存储于指纹传感器装置中的指纹信息。综上所述，在本发明的示例性实施例中，指纹传感器装置控制电子元件以根据指纹的压力值来执行预定操作，以提供良好的用户体验。为了使本发明的上述以及其他特征及优点易于理解，下文将详细阐述随附有图的若干示例性实施例。附图说明本文包括附图以提供对本发明的进一步理解，且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，且与说明一起用于阐释本发明的原理。图1示出根据本发明实施例的被用户触摸的指纹传感器装置的示意图。图2示出根据本发明实施例的图1中所示出的指纹传感器装置的方块图。图3示出根据本发明实施例的多个压力级的示意图。图4示出根据本发明另一实施例的指纹传感器装置的方块图。图5示出根据本发明实施例的执行不同操作的电子元件的示意图。图6示出根据本发明实施例的与不同应用程序对应的不同压力级的示意图。图7示出根据本发明实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。图8示出根据本发明另一实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。图9示出根据本发明实施例的一种收集指纹数据的方法中的步骤的流程图。图10示出根据本发明另一实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。[符号的说明]100：用户200：指纹传感器装置210：采样单元220：分析单元230：处理器单元310、320、330：指纹图像400：指纹传感器装置410：采样单元420：分析单元430：处理器单元432：处理器电路434：控制电路440：存储单元450：应用单元500：电子元件510、520、530：指纹图像610、620、630、640、650：指纹图像app1、app2、app3、app4、app5：应用程序p：压力值s100、s110、s120：步骤s200、s210、s220：步骤s300、s310、s320：步骤s400、s410、s420、s430、s440、s450、s460：步骤st1、st2、st3：级具体实施方式现在将详细参照本发明的优选实施例，优选实施例的实例被示出于附图中。在附图及说明中尽可能使用相同的参考编号指代相同或相似的部件。以下将阐述某些实施例作为本发明的实例。然而，应注意，本发明并非仅限于所公开的实施例。此外，某些实施例可在适宜时加以组合。在本说明书(包括权利要求书)通篇中使用的用语“耦合”可指代任意直接的或间接的连接方式。举例而言，若阐述第一元件耦合至第二元件，则应理解，第一元件可直接连接至第二元件或通过其他元件或某些连接方式而间接连接至第二元件。此外，用语“信号”可代表至少一个电流、电压、电荷、温度、数据、电磁波、或任何其他信号或多个信号。图1示出根据本发明实施例的被用户触摸的指纹传感器装置的示意图。图2示出根据本发明实施例的图1中所示出的指纹传感器装置的方块图。图3示出根据本发明实施例的多个压力级的示意图。参照图1至图3，本实施例的电子元件可包括如图2中所示的指纹传感器装置200以用于感测用户100的指纹。电子元件可为智能手机、平板手机(phablet)、平板计算机(tablet)、智能手表、或智能带(smartband)。然而，本发明并非旨在限制电子元件的类型。在本实施例中，指纹传感器装置200包括采样单元210、分析单元220、及处理器单元230。采样单元210用以感测指纹图像，且可包括图像采样电路及传感器电路。在本示例性实施例中，传感器电路包括例如电荷耦合元件图像传感器(chargecoupleddeviceimagesensor，ccdimagesensor)或互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)图像传感器等，其并不受本发明具体限制。在本实施例中，图像采样电路可利用相关技术中的任何图像采样电路来实作，其并不受本发明具体限制。因此，参照相关技术中的常识，可获得图像采样电路及传感器电路的内部电路结构及实作方式的足够的教示内容、建议、及实作方式说明，在下文中不再对其予以赘述。在本实施例中，根据施加至指纹传感器装置200的压力值p，指纹图像可具有不同的灰度值(grayscalevalue)。举例而言，如图3中所示，压力值p被划分成多个级st1至st3，且级st1至st3中的每一个对应于压力值p的一范围。在本实施例中，从左向右，压力值p逐渐增大，但灰度值逐渐减小。指纹图像310具有高的灰度值，且指纹图像330具有低的灰度值，但本发明并非仅限于此。换句话说，多个级st1至st3是根据指纹图像的灰度值来决定，且不同的级对应于不同的压力区。应注意，在本实施例中是以示例方式公开灰度值来进行说明，且本发明并非仅限于此。在实施例中，多个级st1至st3可根据其他图像参数来决定。图像参数可包括图像分辨率、图像亮度、图像频谱分布、图像差异(imagediscrepancy)、图像相关性(imagerelevancy)、图像色彩深度等，且本发明并非仅限于此。此外，如在此实施例中以压力值p进行划分的级的数目不应被视作限制本发明。在本实施例中，分析单元220经由处理器单元230而耦合至采样单元210。分析单元220分析例如所采样指纹图像的灰度值以获得图像数据，并将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果。在本实施例中，比较结果包括图像数据位于级st1至st3中的哪一级。参考数据可包括预先存储于指纹传感器装置200中的指纹的信息，例如所登记指纹(enrolledfingerprint)的信息。在本实施例中，处理器单元230耦合至采样单元210及分析单元220。处理器单元230用以控制电子元件根据图像数据所处的级来执行预定操作。举例而言，由于不同的用户可向指纹传感器装置200施加不同的压力值，因此通过区分相对的压力值(例如，轻的压力或重的压力)，处理器单元230可基于图像数据所处的级来解锁电子元件以避免错误操作。在实施例中，处理器单元230包括例如中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、微处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、可编程控制器、可编程逻辑元件(programmablelogicdevice，pld)、或其他类似元件、元件的组合，其并不受本发明具体限制。此外，在实施例中，图2中所示分析单元220还可实作为多个程序代码。这些程序代码将存储于一个存储器中，以便随后可由处理器单元230执行这些程序代码。作为另外一种选择，在实施例中，图2中所示分析单元220可实作为一个或多个电路。本发明并非旨在限制图2中所示分析单元220是通过软件还是硬件来实作。图4示出根据本发明另一实施例的指纹传感器装置的方块图。参照图2及图4，本实施例的指纹传感器装置400类似于图2中所绘示的指纹传感器装置200，且举例而言，主要不同之处在于指纹传感器装置400还包括存储单元440及应用单元450，且处理器单元430包括处理器电路432及控制电路434。具体而言，采样单元410用以在用户按压指纹传感器装置400时通过采样单元的传感器电路来对指纹图像进行采样，并接着向处理器电路432提供所采样信息。采样单元410可在指纹登记时、在指纹认证时、或在其他指纹应用操作执行时对指纹图像进行采样。用于感测指纹图像的定时(timing)可由处理器单元430设定。在本实施例中，处理器单元430包括处理器电路432及控制电路434。处理器电路432用以处理来自每一单元的信息、并控制单元中的每一个。举例而言，处理器电路432向采样单元410传送指令，并借此控制采样单元410来对指纹图像进行采样。在本实施例中，处理器电路432接收由分析单元420所分析的信息。处理器电路432根据所分析信息来判断是否启动特定应用。处理器电路432根据所分析信息与先前从用户100获得的数据的比较而向用户100告知相对压力值。处理器电路432还向分析单元420传送指令，并借此控制分析单元420在用户100按压指纹传感器装置400时将压力信息存储至存储单元440。在本实施例中，处理器电路432还向存储单元440传送指令，且因而控制存储单元440存储在用户100按压指纹传感器装置400时的压力信息或先前从用户100获得的指纹信息。存储单元440根据来自处理器电路432的指令来判断是存储压力信息还是指纹信息。换句话说，存储单元440由处理器电路432控制，并用以存储参考数据。参考数据包括预先存储于指纹传感器装置400中的指纹的信息。在本实施例中，存储单元440可包括静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，sram)、动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)、或只读存储器(read-onlymemory，rom)。然而，本发明并非旨在限制存储单元440的类型。在本实施例中，处理器电路432还向控制电路434传送指令，且因此控制控制电路434输出对应的控制信号并向用户100告知当前的相对压力值或可启动的应用程序。举例而言，根据图像数据所处的级，控制电路434输出代表指纹的压力值或代表欲执行的预定操作的信号。在本实施例中，代表信号可为屏幕通知、声音通知或振动提醒，但本发明并非仅限于此。在本实施例中，分析单元420分析指纹图像的图像参数(例如，灰度值)以获得图像数据。图像数据包括统计信息。分析单元420还将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果。比较结果包括图像数据位于级st1至st3中的哪一级。举例而言，分析单元420可分析当前指纹图像的相对压力值。在分析过程中，分析单元420获得指纹图像的统计信息，并将统计信息与预先存储于存储单元440中的参考数据进行比较。在本实施例中，分析单元420通过将统计信息与参考数据的平均值、极值、或分布进行比较来估计当前指纹图像的相对压力值，并将比较结果传送至处理器电路432。因此，处理器电路432可获得当前指纹图像的压力值是相对高的还是相对低的信息。此外，用于获得指纹图像的统计信息的方法可利用相关技术中的任意统计方法来实作，其并不受本发明具体限制。因此，参照相关技术中的常识，可获得分析单元420的内部结构及实作方式的足够的教示内容、建议、及实作方式说明，在下文中不再对其予以赘述。在本实施例中，控制电路434根据处理器电路432的指令而输出对应的控制信号，并显示通知信息。举例而言，控制电路434可输出屏幕通知以通过在显示装置上显示压力表(pressuretable)而向用户100告知当前指纹图像的相对压力值，并向用户100告知当前指纹图像的相对压力值可启动哪一应用。控制电路434还可输出声音通知或振动提醒以向用户100告知关于当前指纹图像的相对压力值的信息，以请求用户增大或减小所施加压力。信息可包括当前压力值是过高还是过低。在本实施例中，控制电路434可输出屏幕通知、声音通知、及振动提醒中的至少一个以告知用户100。在本实施例中，应用单元450包括多个应用程序。应用程序中的每一个对应于预定操作。处理器电路432判断是否经由应用单元450启动电子元件以根据图像数据所处的级st1至st3来执行预定操作。应用单元450由处理器电路432控制，并用以控制电子元件来执行预定操作。在本实施例中，通过采用相对压力及通知的方式，用户100可执行所期望操作以避免错误操作。在本实施例中，应用单元450可利用相关技术中的任意应用程序来实作，其并不受本发明具体限制。因此，参照相关技术中的常识，可获得应用单元的内部结构及实作方式的足够的教示内容、建议、及实作方式说明，在下文中不再对其予以赘述。图5示出根据本发明实施例的执行不同操作的电子元件的示意图。参照图3至图5，以智能手机为例，电子元件500可包括指纹传感器装置400。在本实施例中，电子元件500显示原始页面。当用户100按压指纹传感器装置400时，指纹传感器装置400可感测指纹图像，例如指纹图像510、520、或530。指纹图像510的灰度值处于级st1中，且指示轻的压力。指纹图像520的灰度值处于级st2中，且指示正常的压力。指纹图像530的灰度值处于级st3中，且指示重的压力。若指纹传感器装置400感测到指纹图像510，则处理器单元430控制电子元件500来执行“返回(back)”操作，且电子元件500显示先前的页面。若指纹传感器装置400感测到指纹图像520，则处理器单元430控制电子元件500来执行“主页(home)”操作，且电子元件500显示主页页面。若指纹传感器装置400感测到指纹图像530，则处理器单元430控制电子元件500来执行“多任务(multitask)”操作，且电子元件500显示多任务页面。然而，本发明并非旨在限制电子元件的类型及操作的类型。图6示出根据本发明实施例的与不同应用程序对应的不同压力级的示意图。参照图4至图6，以智能手机为例，在本实施例中，应用单元450包括多个应用程序app1至app5。压力值被划分成多个级(例如，五个级)，且级中的每一个对应于压力值的一范围并对应于应用程序。若指纹传感器装置400感测到为最轻压力的指纹图像610，则处理器单元430控制电子元件500来执行应用程序app1。若指纹传感器装置400感测到为最重压力的指纹图像650，则处理器单元430控制电子元件500来执行应用程序app2。根据其他指纹图像而由电子元件500执行的其他应用程序的操作可依此类推，且在本文中不再对其予以赘述。此外，在图5及图6所示示例性实施例中所阐述的指纹传感器装置的操作已在图1至图4中所示实施例中得到充分地教示、建议、及实施，且因此在本文中不再对其予以进一步说明。图7是示出根据本发明实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。参照图4及图7，本实施例的控制指纹传感器装置的方法至少适合于图4所示指纹传感器装置400，但本发明并非仅限于此。以图4所示指纹传感器装置400为例，在步骤s100中，处理器单元430获得当前指纹图像。在步骤s110中，处理器单元430将当前指纹图像与存储单元440的预先存储的指纹图像进行比较，并根据比较结果计算当前指纹图像的相对压力值。比较结果可包括当前指纹图像与预先存储的指纹图像之间的灰度差及相对压力值所处的压力级的信息。在步骤s120中，处理器单元430启动电子元件以基于相对压力值所处的压力级来执行预定操作。在本实施例中，在步骤s120完成之后，方法可返回至步骤s100，但本发明并非仅限于此。在实施例中，方法可在步骤s120中结束。本实施例中所阐述的控制指纹传感器装置的方法已在图1至图6所示实施例中得到充分地教示、建议、及实施，且因此在本文中不再对其予以进一步说明。图8是示出根据本发明另一实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。参照图4至图8，本实施例的控制指纹传感器装置的方法至少适合于图4所示指纹传感器装置400，但本发明并非仅限于此。以图4所示指纹传感器装置400为例，在步骤s200中，采样单元410感测到指纹图像。在步骤s210中，分析单元420分析指纹图像的图像参数以获得图像数据，并将图像数据与参考数据进行比较以获得比较结果。在本实施例中，比较结果包括图像数据位于多个级中的哪一级。在步骤s220中，处理器单元430控制电子元件根据图像数据所处的级来执行预定操作。在本实施例中所阐述的控制指纹传感器装置的方法已在图1至图6所示实施例中得到充分地教示、建议、及实施，且因此在本文中不再对其予以进一步说明。图9是示出根据本发明实施例的一种收集指纹数据的方法中的步骤的流程图。参照图4及图9，本实施例的收集指纹数据的方法至少适合于图4所示指纹传感器装置400，但本发明并非仅限于此。以图4所示指纹传感器装置400为例，在步骤s300中，处理器单元430判断是否接收所采样指纹图像。若处理器单元430接收到所采样指纹图像，则在步骤s310中分析单元分析所采样指纹图像的统计信息。若处理器单元430未接收到所采样指纹图像，则方法再次执行步骤s300。在步骤s320中，存储单元440存储所采样指纹图像的经分析的统计信息。图10是根据本发明另一实施例的一种控制指纹传感器装置的方法中的步骤的流程图。参照图4及图10，本实施例的控制指纹传感器装置的方法至少适合于图4所示指纹传感器装置400，但本发明并非仅限于此。以图4所示指纹传感器装置400为例，在步骤s400中，处理器单元430判断是否接收所采样指纹信息。若处理器单元430接收到所采样指纹信息，则在步骤s410中分析单元分析其统计信息。若处理器单元430未接收到所采样指纹信息，则方法再次执行步骤s400。在步骤s420中，分析单元420将统计信息与预先存储于存储单元440中的统计信息进行比较，并根据比较结果计算相对压力值。在步骤s430中，处理器单元430判断相对压力值位于压力级中的哪一级。在s440中，处理器单元430判断相对压力值所处的压力级是否满足预设条件。预设条件可包括与压力级对应的指纹图像的灰度值足够清楚以使处理器单元430进行区分。若相对压力值所处的压力级满足预设条件，则在步骤s450中处理器单元430输出对应的控制信号以控制指纹传感器装置400来执行预定操作。若相对压力值所处的压力级不满足预设条件，则在步骤s460中处理器单元430输出通知信号以告知用户100再次按压指纹传感器装置400。在本实施例中所阐述的控制指纹传感器装置的方法已在图1至图6所示实施例中得到充分地教示、建议、及实施，且因此在本文中不再对其予以进一步说明。综上所述，在本发明的示例性实施例中，由于不同用户可向指纹传感器装置施加不同的压力值，因此通过区分指纹的相对压力值，处理器单元会基于图像数据所处的级来解锁电子元件以避免错误操作。在本发明的示例性实施例中，指纹传感器装置采用相对压力及通知的方式，电子元件为用户执行预定操作以避免错误操作。此外，当用户登记指纹时，压力值也会被记录下来。压力值被划分成多个级，且级中的每一个对应于压力值的一范围并对应于应用程序。应用程序是根据指纹的压力值所处的级来执行。对本领域技术人员将显而易见，可对本发明的结构作出各种润饰及变化，而此并不背离本发明的范围或精神。综上所述，旨在使本发明涵盖此发明的润饰及变化，只要所述润饰及变化落于以上权利要求书的范围及其等效范围内即可。当前第1页12当前第1页12