接近敏感显示元件
文献发布时间:2023-06-19 11:32:36
技术领域
本发明涉及一种接近敏感显示元件。
背景技术
WO2015049425公开了一种设置为用于电子装置的复合层压组件的接近敏感显示元件。该组件为由该组件限定的一个或多个指示器形状提供集成背光。该组件包括基本不透明的盖构件,以遮蔽电子装置的至少一部分。盖构件中的半透明指示器结构限定相应的指示器形状,以允许背光穿过盖构件。光学导电材料的光学基体层附接到盖构件的内表面,其中,一个或多个照明装置嵌入在光学基体层中并且从相关联的指示器结构横向偏移。多个照明装置可以连接到盖构件的内表面上承载的电路。
所引用的文献进一步公开了由电容式按钮形成的控制元件。这些元件允许当按压在盖构件的外表面上时对用户的手指进行电容式接近感测,使得用户可以提供输入。
在附图中可以看出,由电容式按钮形成的控制元件布置在用指示器结构限定指示器窗口的透明光学元件的外部。为了更直观的控制,期望控制元件与指示器结构一致。以这种方式,用户可以容易地将某个控制元件与要控制的某个功能相关联。然而,对于已知装置,这将意味着电容元件和/或其引线遮蔽指示器窗口中的指示器结构。
发明内容
因此,目的是提供一种改进的指示器结构,其使得可以提供控制元件以确定与指示器窗口相关联的人机交互而不遮蔽指示器窗口中的指示器结构。
据此,提供了一种如权利要求1所述的指示器结构。
如权利要求所述的措施在光导内提供光学传感器。
IR传感器布置在窗口的前面,并且由此为人类触摸或接近提供良好的灵敏度。布置在基板的第二主侧的传感器不遮蔽位于与第二主侧相对的第一主侧的指示器窗口中的指示器结构。然而,为了调节照明的指示器结构的亮度和/或均匀性,漫射器可以任选地存在于指示器窗口中。由于光辐射到光导的透射被限于面向IR传感器的窗口,因此响应是选择性的,即,窗口边界外的红外辐射不朝向传感器透射(或相比强度不足)。如果传感器用于接近感测,则灵敏度被限于由窗口和窗口与传感器之间的距离限定的开口角度。因此,窗口具有双重目的,因为它确定限定图标的光分布,并且确定传感器敏感的空间角度。可以实现传感器的高灵敏度,因为传感器布置在窗口的前面。第二反射层中的半透明贴片(部分地)隐藏传感器,使得传感器通过窗口不可见,而由于人类接近或触摸窗口的前面以进行适当响应,因此该有利布置中的传感器通过半透明贴片接收足够的IR辐射。另外,传感器的灵敏度可以通过选择半透明贴片的特性(例如所使用的材料的透明度)来调节,或者如果贴片被设置为网格,则通过网格中的开口来调节。代替响应于与人体发射的辐射的波长范围相对应的中红外范围(M-IR)中的辐射,可选地或另外具有对近红外(N-IR)或可见波长范围中的辐射敏感的一个或多个传感器。这些可以响应于由手或人工指向装置朝向显示元件反射的辐射,例如源自专用辐射源。
在本申请的上下文中,感测接近被认为是确定指向装置(尤其是用户的手指)是在接近传感器模块的接近区域的外部还是内部。在某些实施例中,接近传感器模块可以进一步被配置为感测它是否被其附近的指向装置触摸,并且如果是,用哪种压力触摸。
可以通过选择漫射程度来进一步限定传感器的灵敏度。例如,为了缩小敏感空间角度,可以将更漫射的材料用于光导。
在实施例中,半透明贴片被设置为所述第二反射层被图案化为网格的区域。
在实施例中,第一反射层布置在光导与不透明层之间。窗口由第一反射层和不透明层中的公共开口限定。例如,第一反射层中的开口可以延伸超出由窗口限定的边界,以实现局部热点的减少。还可以设想,不透明层中的开口可以延伸超出由窗口限定的边界。这将意味着具有反射面的层变得可见。
不透明层可以具有朝向光导的第一主侧延伸的一个或多个突起。由此,实现可以用于改善均匀性(通过减少局部热点)的选择性吸收。
还可以设置其他层。这些可以是透明的,但是也可以在窗口外具有非透明部分。例如,可以设置一个或多个附加层作为对湿气和其他物质的屏障和/或保护外表面免受划痕。
光导可以由透明基体(诸如聚碳酸酯(PC)、PMMA、ABS、TPU、PVB…)形成。
在一些实施例中,可以通过热成形获得光导,如来自同一申请人的尚未公开的欧洲申请18195779.6中所述。
在实施例中,至少一个IR传感器是分布在第二主侧上的多个IR传感器中的一个IR传感器,该IR传感器通过相应的半透明贴片面向第一主侧。在该实施例中,可以进一步确定IR辐射从其进入显示元件的实体的方向。另外,这使得可以检测运动及其方向。
根据另一方面,提供了接近传感器模块,其包括如上所述的接近敏感显示元件。在接近传感器模块中,IR传感器是选自电容传感器、压力传感器、近红外传感器和中红外传感器的相互不同类型的多个接近传感器中的一个接近传感器,该接近传感器模块进一步包括输出单元,以基于由接近传感器发出的输入接近信号来生成结果接近信号。接近传感器模块的控制器可以执行指示各种传感器信号的可靠性和准确性的分析,并且提供结果接近信号,例如传感器信号中选择的一个传感器信号或指示由输入传感器信号根据所指示的可靠性和准确性指示的距离的加权和的信号。
接近传感器模块的实施例可以包括光辐射传感器,以接收由至少一个发光元件发射的光辐射的一部分,该光辐射由人类手指经由所述至少一个窗口的外表面沿朝向所述光辐射传感器的方向反射。由至少一个发光元件通过半透明窗口发射的光被人类手指通过窗口朝向光辐射传感器部分反射回来。响应于此,光辐射传感器生成表示所述接收的光辐射的感测信号。发明人已经发现,感测信号适于由信号处理器处理,以导出指示人类手指接近窗口的外表面的程度的接近信号,并且该接近信号可以进一步指示外表面是否被触摸,并且如果是,用哪种压力触摸。
作为第一种方法,信号处理器基于由感测信号指示的大小来估计要由接近信号指示的接近。通常,如果用户的手指更接近至少一个窗口,则反射更多的光辐射,并且如果用户触摸窗口的压力增大,则反射的辐射量仍然进一步增大。在实践中,如果接近传感器模块由单个用户使用,则使用指示光谱范围中指示感测的辐射强度的单个分量的信号可以很好地工作。
然而,如果接近传感器模块由具有相互不同的皮肤颜色和/或血液循环状况的不同用户使用,则在接近传感器模块的实施例中可以获得更稳健的压力/接近指示,其中,光辐射传感器被配置为提供具有至少第一信号分量和第二信号分量的感测信号,该第一信号分量和第二信号分量指示所接收的光辐射中的相应光谱分量。发明人特别注意到,由人类手指反射的光谱的分量强烈地取决于由此施加的压力。在实施例中,所接收的光辐射中的相应光谱分量是红色光谱分量和绿色光谱分量。具体地,这些光谱范围的测量贡献的压力依赖性彼此显著不同,因此可以获得更多信息来区分由于压力引起的变化和其他影响。
如果设置了各种类型的传感器,则例如可以基于要检测其接近的实体与显示器的表面之间的距离的第一估计来确定选择或加权。给定各种接近传感器的灵敏度范围,控制器可以确定传感器指示距离的可靠性,并且确定必须从这些传感器中的哪个传感器选择传感器信号或应该应用哪个加权。
发明人进一步认识到,在已知产品中,由于用户的手指准确地覆盖了给出视觉反馈的位置,因此响应于用户输入的视觉反馈可能是不可见的。这可以通过在除了触摸位置以外的位置提供视觉反馈来避免,但这可能会使用户感到困惑。为此,本公开提供了进一步的实施例,其设置有触摸传感器以发出指示至少一个窗口的外表面被人类手指触摸的程度的感测信号。接近传感器模块进一步设置有耦接到触摸传感器以接收感测信号的控制器。如果感测信号指示外表面未被触摸,则控制器至少具有要采取的第一操作模式,并且如果感测信号指示检测到外表面被人类手指触摸,则控制器至少具有要采取的第二操作模式。控制器耦接到至少一个发光元件以提供驱动信号以根据操作模式控制可控光源,使得在第二操作模式中,能通过人类手指感知从可控光源照射的光。由此,用户可以在手指覆盖的位置观察视觉反馈。光源的操作可以进一步取决于预期或感测到的环境条件。例如,对于室内应用,通常比室外应用低的强度就足够了。可以根据应用程序使用预定设置,或者可以设置光传感器,该光传感器感测使用具有触摸敏感图形用户界面的应用程序的环境的亮度。还可以设置控制装置以根据用户偏好控制设置,例如操作者可以在第二操作模式中选择具有较高光强度的设置以获得更好的可见性以补偿较低半透明的皮肤,或者在操作者的注意力不能直接集中到触摸敏感图形用户界面的情况下。
在实施例中,在所述第二操作模式中,由至少一个发光元件照射的光的光谱由波长在650-800nm范围内的辐射主导,在该范围内的光辐射(尤其是700-780nm范围内的光辐射)相对良好地透射通过人体皮肤。因此,具有相对低强度的光足以提供视觉响应。在该实施例的实施例中,在第一操作模式中,由至少一个发光元件照射的光中的至少红色分量的贡献基本上低于第二操作模式中的红色分量的贡献。由此,操作者可以清楚地看到控制器是否已经采取第二操作模式,或者保持在第一操作模式。在第一操作模式中,可以通过驱动信号关闭可控光源。可选地,可以以不同于0的相对低强度驱动可控光源,使得控制器可以容易地识别控制区域。甚至可以认为,以中等强度驱动可控光源,使得即使控制器未能采取第二操作模式,一些光通过人类手指也是可见的。如果在第一操作模式中,由可控光源照射的光中的至少红色分量的贡献基本上低于第二操作模式中的红色分量的贡献,则操作者仍然可以在视觉上区分错误采取的第一操作模式和第二操作模式。可以设想,控制器的响应具有小的延迟,例如0.5s至1.5s,使得操作者可以容易地比较在触摸控制区域之后直接通过手指照射的相对低的辐射强度和延迟之后在第二操作模式中的相对高的辐射强度。
可选地或另外,控制器可以以调制方式驱动光源。例如,在第一操作模式中,光源可以以连续方式驱动,并且在第二操作模式中,光源可以以调制方式驱动。在另一示例中,在第一操作模式中,光源可以以调制方式驱动,并且在第二操作模式中,光源可以以连续方式驱动。在这两个示例中,操作者可以清楚地区分第一操作模式和第二操作模式。后一示例具有附加的优点,即在第一操作模式中光源的调制操作有助于将操作者的注意力集中到可以通过触摸控制区域来提供输入的事实上。在又进一步示例中,在第一操作模式和第二操作模式两者中,然而以不同的方式(例如以不同的频率和/或以不同的占空比)调制光源。
在一些实施例中,触摸传感器可以是压力传感器,并且控制器可以被配置为以取决于由所述压力传感器指示的压力的方式发出驱动信号。因此,操作者具有更多可用的控制选项,而无需触摸敏感图形用户界面的附加区域,并且通过人类手指可见的光源的操作提供关于所实现的效果的反馈。
在接近传感器模块的实施例中,红色分量的贡献与由人类手指施加在外表面上的压力量正相关。与由人类手指施加在该区域的压力量正相关的红色分量的贡献的响应对于操作者是直观地清楚的。例如,可能是这样的情况,控制器的第二操作模式至少包括:如果感测信号指示由人类手指施加在该区域上的压力量小于预定阈值,则采取第一子模式,并且如果感测信号指示由人类手指施加在该区域上的压力量至少等于预定阈值,则采取第二子模式,其中,控制器被配置为发出驱动信号,使得第二子模式中的红色分量的贡献高于第一子模式中的红色分量的贡献。作为示例,控制器可以提供对应于第一操作模式(未检测到触摸)、第二操作模式的第一子模式(以至多适度的压力检测到触摸)和第二操作模式的第二子模式(以相对高的压力检测到触摸)的三元响应。这三种操作模式可以很容易地通过如通过人类手指可见的光源的亮度(分别为低、中、高)来彼此区分。除了第一操作子模式和第二操作子模式之外,第二操作模式还可以包括一个或多个进一步的子模式,每个子模式对应于所感测的压力的相应范围。可选地,可能是这样的情况,红色分量的贡献与由人类手指施加在该区域上的压力量正相关,其中,控制器被配置为发出驱动信号,使得第二操作模式中的红色分量的贡献是由感测信号指示的所施加的压力的连续递增函数。
在红色分量的贡献与由人类手指施加的压力量正相关的情况下,所感知的响应可能略有偏差,因为当施加较高的压力时,由光源照射的光更好地透射通过人类手指。可以考虑补偿这种影响。在又进一步实施例中,控制器被配置为发出驱动信号,使得根据由人类手指施加在该区域上的压力量来调制红色分量的贡献。例如,在三元情况下,具有适度或低压力的触摸可以用连续发射的光源发出信号,而具有相对高压力的触摸可以用间歇操作的光源发出信号,例如每秒闪烁。作为进一步替代方案,可以在所感测的压力与调制频率之间提供连续关系。
可以采取措施以避免穿透人体皮肤所需的具有相对高强度的光是直接可见的。这可以通过控制器直到控制区域被人类手指完全覆盖才采取第二操作模式来实现。响应于触摸检测而提供延迟的措施还可以促进减少直接可见辐射。
可以通过适当地选择光源的照明光束的宽度来限制可见辐射量。可选地或另外,控制区域可以由不透明区域内的半透明窗口明确地界定。由半透明窗口和/或由光源的光束的宽度限定的照明区域可以相对较小,例如几mm
触摸敏感图形用户界面可以设置有多个横向分布的控制区域。每个控制区域可以具有相应的一对触摸传感器和相关联的可控光源。可以根据上述实施例提供对相关联的光源的控制。在一些实施例中,可以以相同的方式控制光源。这是有利的,因为控制区域向操作者提供一致的可见响应。在其他情况下,例如在专业应用中,为不同的控制区域提供不同的响应类型可能是有利的。例如,在一个控制区域中,可见响应可以是增加的光强度,而在另一控制区域中,可见响应可以是在检测到触摸时波动的光强度。在实施例中,可以提供公共控制器,该公共控制器根据由其相关联的触摸/压力传感器提供的感测信号来控制每个可控光源。可选地,每对触摸传感器及其相关联的可控光源可以具有专用控制器。
根据进一步方面,在权利要求24中要求保护一种感测接近显示元件的方法。
所述方法的实施例可以包括:
-感测所述至少一个窗口(16)的外表面是否被人类手指触摸;
-根据从第一操作模式和第二操作模式中选择的操作模式控制至少一个发光元件,其中,第一操作模式对应于指示控制区域未被触摸的感测信号,并且第二操作模式对应于指示触摸表面上的控制区域被人类手指触摸的感测信号,并且控制至少一个发光元件,使得能通过人类手指感知用至少一个发光元件照射的光。
所述方法的实施例可以另外或可选地包括:
-生成指示由至少一个发光元件发射并且由人类手指通过半透明窗口反射的光辐射的感测信号;
-根据所述感测信号计算由人类手指施加的压力的指示。
后面的实施例可以进一步包括确定感测信号在时间上的变化。发明人已经认识到,替代孤立地评估瞬时信号值,通过确定感测信号如何根据时间上的变化来实现更精确的接近/压力感测。另外或可选地,在实施例中可以实现更进一步的精度,其中,感测信号至少包括指示所接收的光辐射中的相应光谱分量的第一分量和第二分量,并且该方法包括确定第一分量的相对变化是否等于第二分量的相对变化。
附图说明
参考附图更详细地描述这些和其他方面,其中:
图1示意性地示出了接近敏感显示元件的实施例的横截面;
图2示意性地示出了接近敏感显示元件的进一步实施例的横截面;
图2A示出了根据图2中II的所述进一步实施例的后视图;
图3示出了接近敏感显示元件的实施例中的第二反射层的一部分;
图4示意性地示出了接近敏感显示元件的又进一步实施例的横截面;
图5示意性地示出了包括接近敏感显示元件的实施例的接近传感器模块的实施例;
图6更详细地示出了形成图5的接近传感器模块的一部分的输出单元;
图7示意性地示出了接近传感器模块的所述实施例中的各种传感器的响应性;
图8A、图8B示意性地示出了接近传感器模块的进一步实施例,其中,图8A示出了前视图,而图8B示出了根据图8A中的VIIIB-VIIIB的横截面;
图9A、图9B示意性地示出了接近敏感显示元件的进一步实施例;
图10A、图10B和图10C示出了使用所述实施例的方法的各方面;
图11描绘了在所述使用期间根据时间的感测信号;
图11A描绘了用于处理感测信号的示例性信号处理器;
图12示意性地示出了接近敏感显示元件的又进一步实施例;
图13示出了人类皮肤的光学性质;
图14A、图14B示出了根据所述又进一步实施例的方法中的可能的操作模式。
具体实施方式
图1示意性地示出了接近敏感显示元件1的横截面。接近敏感显示元件1包括光导10、至少一个发光元件30和至少一个红外辐射传感器40,在下文中也被表示为IR传感器。
如图1所示,光导10包括基板11,该基板11具有第一主侧12和与其相对的第二主侧14。第一主侧12具有第一反射层22,并且第二主侧14具有第二反射层24。第一反射层22和第二反射层24各自具有面向光导内部的反射内表面222、242。在所示的实施例中,反射层24用作可以承载诸如IR传感器的附加组件的基板。在其他实施例中,反射层可以布置在与反射内表面242相对的一侧的单独基板上。在第一主侧12处限定至少一个窗口16以允许光辐射进入和离开光导。至少一个发光元件30(例如LED)在基板11的第二主侧14处嵌入在基板11中,以在所述光导中生成光辐射。在该示例中,至少一个发光元件30是一对发光元件30中的一个发光元件30。可选地,可以设置不同数量的发光元件30。至少一个IR传感器40布置在基板11的第二主侧14处。至少一个IR传感器通过第二反射层24中的半透明贴片240面向第一主侧12。
在实施例中,基板11可以例如由热塑性材料(例如PC、PMMA、TPU、PVB或另一热塑性树脂)提供。
在实施例中,显示元件1的表面积可以例如为几厘米乘几厘米(例如2厘米×2厘米)数量级。至少一个IR传感器的横向尺寸可以为几毫米(例如2毫米×2毫米)数量级。
图2示出了接近敏感显示元件1的实施例。其中所示的接近敏感显示元件1包括传感器阵列,该传感器阵列具有分布在第二主侧14上的多个IR传感器,该多个IR传感器通过相应的半透明贴片面向第一主侧12。至少一个IR传感器(40)是所述IR传感器中的一个IR传感器。例如,如果表面积相对较小,则具有IR传感器的传感器阵列可以集成在单个组件中,或者如果表面积较大,则具有IR传感器的传感器阵列可以设置为单独的组件,每个单独的组件具有单个IR传感器或者具有阵列的子集。IR传感器可以是单独寻址的,以从它们中的每一个读取感测值。例如,在对应于图2中的视图II的图2A所示的实施例中,所指定的至少一个IR传感器40由行地址单元51用索引3和由列地址单元52用索引4寻址。控制器50被设置为与外部信号处理装置(未示出)的接口,并且控制行地址单元51和列地址单元52。这使得可以检测实体E(例如,用户手指)接近显示器的方向,并且促进更好地区分用户输入与从其他源接收的IR辐射。例如,在知道实体E是具有到显示屏的预定位置的驾驶员的情况下,可以假设驾驶员输入来自特定方向,并且其他检测信号来自其他源,例如由于太阳辐射。
图3示出了接近敏感显示元件的实施例中的第二反射层24的一部分。该部分从第二反射层24的反射内表面242的侧面示出。用于IR传感器40的半透明贴片240(虚线所示的轮廓)被设置为所述第二反射层242被图案化为网格的区域。
图4示出了接近敏感显示元件的实施例,其中,第一反射层22布置在光导10与不透明层26之间。不透明层26可以具有要显示给观察者的图标的图案。在图4所示的实施例中,不透明层26具有朝向光导的第一主侧12延伸的一个或多个突起262。由此,可以控制在第一主侧12处可见的强度分布。在图4所示的实施例中,第一反射层22耦接到端部23,例如,诸如聚碳酸酯的聚合物,其宽度可以在几百(例如250)微米到几毫米(例如2毫米或3毫米)的范围内。
可以根据使用显示元件的情况来选择至少一个IR传感器40的波长范围。在相对低温环境中使用的情况下,至少一个IR传感器可以设置为M-IR传感器。在这种情况下,传感器40可以检测人体的波长范围内的红外辐射。在可能存在热源的情况下,例如在暴露在阳光下的汽车中,物体将通常在同一范围内辐射并且引起假阳性。在这种情况下,可以选择近红外N-IR传感器或甚至用于在可见光范围内检测的传感器作为至少一个IR传感器40。这样的传感器可以与合适的辐射源(60,图1中虚线所示)组合,该辐射源以这样的方式布置,其中,其发射的辐射可以被要检测的实体朝向传感器40反射,但是不能直接到达传感器。
如图5所示的接近传感器模块2可以包括例如根据参考图1至图4所示的实施例中的一个实施例的接近敏感显示元件1。在图5所示的接近传感器模块2的实施例中,IR传感器40(这里是M-IR传感器)是相互不同类型的多个接近传感器中的一个接近传感器。在所示的该实施例中,接近传感器模块2进一步包括N-IR传感器41、电容传感器42和压力传感器43。接近传感器模块2进一步包括输出单元7,以基于由接近传感器40、41、42、43发出的输入信号S
图6更详细地示出了输出单元7的实施例。输出单元7针对传感器40、41、42、43中的每一个包括相应的预处理单元70、71、72、73,该预处理单元70、71、72、73响应于从传感器接收的输入信号提供归一化输出信号S
图7示意性地示出了根据距离d的传感器40至43的响应性。M-IR传感器40尤其适用于相对较大的范围(d>d
图8A、图8B示意性地示出了接近传感器模块的进一步实施例,其中,图8A示出了前视图,而图8B示出了根据图8A中的VIIIB-VIIIB的横截面。在该实施例中,窗口16A、16R和16B被限定在光导的第一主侧12处。窗口16A、16R和16B形成为图标。图标16R表示箭头。接近传感器模块具有第一IR传感器元件40和第二IR传感器元件41。控制器7可以分析其信号以检测以下情况。
A:从传感器40接收相对较强的静止输入信号S
B:从传感器41接收相对较强的静止输入信号S
C:从传感器40接收减小的输入信号S
图9A、图9B示意性地示出了用于接近敏感显示元件的接近传感器模块的进一步实施例。在该实施例中,接近传感器模块包括光辐射传感器44。通过窗口16透射的来自发光元件30的光辐射的一部分可以在该窗口的外表面16l处或附近从人类手指F的表面反射,并且经由窗口16朝向光辐射传感器44透射回去。光辐射传感器44被配置为响应于此生成表示所接收的光辐射的感测信号I
使用发白光LED作为发光元件30和apds-9960传感器作为光辐射传感器44来制备该装置的实施例。图10A、图10B和图10C的图片分别以低的手指压力、适度的手指压力和强的手指压力从与触摸表面16s相对的位置拍摄。
图11描绘了根据时间从光辐射传感器44获得的感测信号。指示红色分量信号、绿色分量信号和蓝色分量信号的感测信号R、G、B表示为其标称值的百分比。
在从t=0到t=t1(+/-3s)的时间间隔中,人类手指在检测范围之外,并且信号R、G、B采取约5%的空闲水平,可能是通过窗口16的内表面和外表面的内部反射。
在从t1到t2(+/-4s)的时间间隔中,手指接近窗口16的外表面16l,这导致所有信号水平的共同增加。图10A示出了在时间点t2的情况。
随后,在时间间隔t2至t3(8s)中,压力从图10A所示的基本上为0经由中间压力(图10B)增加到图10C所示的高压力。与图10A的状态相比,R分量的相对贡献高于其他分量G、B的相对贡献,而与所施加的压力P无关,
即,如果P>0,则R>G>B。
然而,如果压力进一步增大,比率R/G和B也在较小程度上减小。因此,该比率可以用作压力的进一步指示。例如,尤其是在时间间隔t4至t5(12s至15s)和t6至t7(22s至25s)中,施加的压力基本上高于时间间隔t5至t6(15s至22s)和t7至t8(22s至37s)。如图11可以看出,在施加较低压力期间,R/G比率约为1.6,并且在施加较高压力期间,该比率降至约1-3=1.4。
在图11中可以进一步观察到,所有信号R、G、B示出了对应于时间间隔(t3、t4;t5、t6;t7、t8)期间的心跳的调制。另外,这种现象可以被检测为所施加的压力的指示。
注意,接近传感器模块也可以在除了显示元件之外的其他应用中用作单独的模块。例如,它可以用于提供指示接近/压力检测的音频反馈或除了触摸输入对受控装置的影响之外不提供反馈的布置中。例如,接近传感器模块可以用于控制照明设备,并且用户观察由触摸输入产生的改变的照明模式。在实施例中,图9A、图9B的接近传感器模块可以例如以参考图6、图7所述的方式与诸如红外探测器的其他传感器组合使用。因此,可以获得非常高的精度,因为信号处理器7选择最可靠的感测信号作为输出信号,或者通过根据输入信号的可靠性和精度适当地对输入信号进行加权来从输入感测信号构建输出信号。可选地,可以自主地使用图9A、图9B的压力传感器模块。
图11A示出了可以用于处理来自光辐射传感器44的感测信号I
图11A的信号处理器7具有用于提供接近信号I
第一接近估计组件710用于提供指示根据由感测信号指示的大小估计接近(或压力)的输出信号I
第二接近估计组件720和第三接近估计组件730用于提供指示根据感测信号的一个分量I
第四接近估计组件740用于提供指示根据感测信号的大小在时间上的变化估计接近大小的输出信号I
第五接近估计组件750用于提供指示由频率范围在50-220Hz的AC分量的振幅指示的估计接近的输出信号I
如从以上变得显而易见的,各种接近指示信号I
如图11A所示的信号处理器进一步包括组合组件705,该组合组件705基于来自如上所述的接近估计组件710、720、730、740、750的输出信号I
图12示意性地示出了接近敏感显示元件的又进一步实施例。在其中所示的实施例中,提供了触摸传感器45,例如图6的传感器40、41、42、43中的一个或图9A、图9B的传感器或其组合,以发出指示窗口16的外表面161被人类手指触摸的程度的感测信号I
触摸传感器45可以设置为压力传感器,例如参考图9A、图9B所描述的压力传感器,并且控制器8可以被配置为以取决于由所述压力传感器指示的压力的方式发出驱动信号I
可选地,红色分量的贡献可以与由人类手指施加的压力量正相关,因为控制器被配置为发出驱动信号I
控制器8可以被配置为发出驱动信号I
在实施例中,控制器直到控制区域16l被人类手指完全覆盖才采取第二操作模式。由此,避免了在该区域被覆盖之前由于杂散辐射而使用户的眼睛部分不敏感。由此,可以更容易地感知透射通过人类手指的光辐射。作为附加措施,到第二操作模式的状态转换可以例如具有0.2s至0.7s的延迟。
在实施例中,控制区域16s是触摸表面上的多个横向分布的控制区域中的一个控制区域,并且多个横向分布的控制区域中的每一个控制区域可以具有相应的一对触摸传感器和相关联的可控光源。
在权利要求中,单词“包括(comprising)”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个组件或其他单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。仅在互不相同的权利要求中记载某些措施的事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标记都不应被解释为限制范围。
- 接近敏感显示元件
- 接触敏感和/或接近敏感的操纵元件