近场光学感测系统的制作方法_5

文档序号:9438833阅读:来源:国知局
两者。因为本文所描述的光学感测系统并不依赖于电容或受物体的物理特性影响的其它感 测方法,所以它们可由佩戴手套或其它防护工作服的用户操作,并且可以在寒冷天气中或 在不适合暴露皮肤的有害环境中使用。另外,此类光学感测系统允许感测多个非触摸式输 入,例如多个遮盖手指,而不需要那些手指或其它物体接触装置的表面或感测系统自身。
[0084] 本文所描述的光学感测系统的实施方案可扩展到任何合适的大小,并且可以在如 手表显示器一样小或比手表显示器更小的装置中、或如电视机一样大或比电视机更大的装 置中使用。在其中在整个光学感测系统中经由平面光源(例如,经配置以发射IR光的底层 IR光源或前光系统)照射近场区域的特定实施方案,系统可容易地设定尺寸为任何合适的 大小,因为实质上可提供在整个近场区上的恒定照射。也可对其它照射方法设定尺寸以提 供较大感测区域。
[0085] 图10示出说明使用近场光学感测系统的感测方法的流程图的实例。方法500开始 于方块505,其中用IR光照射遮盖光学传感器系统的近场区域。如上文所论述,此区域可使 用IR背光、经配置以发射IR的前光、或经由设置在光学传感器系统上或围绕光学传感器系 统设置的IR光源照射。在其它实施方案中,可使用可见光或其它辐射代替IR。此照射可为 恒定的,或可经周期性地施以脉冲或选通以将光学感测系统的IR输出及能耗减到最少和/ 或补偿环境IR辐射。
[0086] 方法500接着移至方块510,其中通过绕光学传感器系统的外围设置的光传感器 感测一或多个遮盖物体反射的光。经反射光通过光学感测系统中的光导引层内的或邻近所 述光导引层的光转向结构阵列朝向光传感器转向。在一些实施方案中,由光传感器感测的 光在通过光传感器感测之前经过掩蔽结构,例如一系列有规律地隔开的掩蔽元件。在一些 实施方案中,光传感器为线性阵列的光传感器,但是可以使用其它合适的配置。
[0087] 最后,方法500移至方块515,其中对来自光传感器的经测量的信号进行分析以识 别一或多个遮盖物体的位置。在一些实施方案中,此分析可包含从局部极大值的反投影以 评估遮盖物体的位置。在其它实施方案中,可对经测量的信号进行分析以生成识别遮盖物 体位置的概率图。在其它实施方案中,此分析可检测遮盖元件的一般位置或位置中的变换 以识别手势,例如手掌滑过光学感测系统。在其它实施方案中,感测方法可包含图10中未 具体说明或上文未具体描述的额外步骤,或可包含更少步骤或将多个步骤组合到单个步骤 中。
[0088] 图IIA及IlB为说明包含多个頂OD显示元件的显示装置40的系统方块图。显示 装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其轻 微变化还说明各种类型的显示装置,例如电视机、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式 装置及便携式媒体装置。
[0089] 显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48以及麦克风 46。外壳41可由包含注塑模制及真空成形的多种制造工艺中的任一者形成。另外,外壳41 可由多种材料中的任一者制成,所述材料包含但不限于:塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷,或 其组合。外壳41可包含可移除部分(未示出),所述可移除部分可与具有不同颜色或含有 不同标记、图片或符号的其它可移除部分互换。
[0090] 如本文中所描述,显示器30可为包含双稳态或模拟显示器的多种显示器中的任 一者。显示器30还可经配置以包含例如等离子、EL、0LED、STN IXD或TFT IXD等平板显示 器或例如CRT或其它管式装置等非平板显示器。另外,显示器30可包含如本文所描述的基 于頂OD的显示器。
[0091] 图IOA中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41,且可包含 至少部分地封围在其中的额外组件。例如,显示装置40包含网络接口 27,其包含可以耦合 到收发器47的天线43。网络接口 27可为用于可在显示装置40上显示的图像数据的源。 因此,网络接口 27为图像源模块的一个实例,但处理器21及输入装置48也可充当图像源 模块。收发器47连接到处理器21,处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置 以调节信号(例如,对信号进行滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声 器45及麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器 29可耦合到帧缓冲器28及耦合到阵列驱动器22,所述阵列驱动器又可耦合到显示器阵列 30。显示装置40中的一或多个元件(包含图IlA中未具体描绘的元件)可经配置以充当 存储器装置且经配置以与处理器21通信。在一些实施方案中,电力供应器50可提供电力 至特定显示装置40设计中的基本上所有组件。
[0092] 网络接口 27包含天线43及收发器47使得示范性显示装置40可经由网络与一或 多个装置通信。网络接口 27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理 要求。天线43可传输及接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE 16. 11标准(包 含 IEEE 16. 11(a)、(b)或(g))或 IEEE 802. 11 标准(包含 IEEE 802. 11a、b、g、η)及其进 一步的实施方案而发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据BiuctooihK 标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下,天线43可经设计以接收码分多址 (CDM)、频分多址(FDM)、时分多址(TDM)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电 服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽带-CDMA (W-CDMA)、 演进数据优化(EV-DO)、lxEV-DO、EV-DO修订A、EV-DO修订B、高速包接入(HSPA)、高速下 行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、演进型高速包接入(HSPA+)、长期演 进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如,利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已 知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号,使得其可由处理器21接收并进一步操 纵。收发器47也可处理从处理器21接收的信号,使得所述信号可经由天线43从显示装置 40传输。
[0093] 在一些实施方案中,可用接收器替换收发器47。另外,在一些实施方案中,可用图 像源替换网络接口 27,所述图像源可存储或生成将发送到处理器21的图像数据。处理器 21可控制显示装置40的总体操作。处理器21接收例如来自网络接口 27或图像源的压缩 图像数据的数据,并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的 格式。处理器21可将经处理数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28以用于存储。原 始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。例如,这些图像特性可包含颜 色、饱和度及灰度级。
[0094] 处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件 52可包含放大器及滤波器,其用于将信号传输到扬声器45且用于从麦克风46接收信号。 调节硬件52可为显示装置40内的离散组件,或可并入于处理器21或其它组件内。
[0095] 驱动器控制器29可采用直接来自处理器21或来自帧缓冲器28的由处理器21生 成的原始图像数据且可适当地将原始图像数据重新格式化以用于高速传输到阵列驱动器 22。在一些实施方案中,驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式 的数据流,使得其具有适合于跨越显示器阵列30扫描的时间次序。接着,驱动器控制器29 将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29 (例如LCD控制器)通常与 系统处理器21关联而作为独立的集成电路(1C),但可以许多方式实施这些控制器。例如, 控制器可作为硬件嵌入于处理器21中,作为软件嵌入于处理器21中,或与阵列驱动器22 一起完全集成在硬件中。
[0096] 阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息且可将视频数据重新格式 化成一组平行波形,所述组平行波形被每秒多次地施加到来自显示器的显示元件的x-y矩 阵的数百且有时数千(或更多)个引线。
[0097] 在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适合于本文 所描述的显示器的类型中的任一者。例如,驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳 态显示器控制器(例如,頂OD显示元件控制器)。另外,阵列驱动器22可为常规驱动器或 双稳态显示驱动器(例如,頂OD显示元件驱动器)。此外,显示器阵列30可为常规显示器 阵列或双稳态显示器阵列(例如,包含MOD显示元件阵列的显示器)。在一些实施方案中, 驱动器控制器29可与阵列驱动器22整合。此实施方案可适用于高度整合的系统,例如,移 动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器。
[0098] 在一些实施方案中,输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示器装置40 的操作。输入装置48可包含小键盘(例如,QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、游戏 杆、触敏屏幕、与显示器阵列30整合的触敏屏幕、或压敏或热敏薄膜。麦克风46可经配置 为用于显示装置40的输入装置。在一些实施方案中,通过麦克风46的语音命令可用于控 制显示装置40的操作。
[0099] 电力供应器50可包含多种能量存储装置。例如,电力供应器50可为可再充电电 池,例如,镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中,可再充电电池可使 用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力来充电。替代地,可再充电电池可为可 无线充电的。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池,包含塑料太阳能电 池或太阳能电池漆。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
[0100] 在一些实施方案中,控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干位置的驱 动器控制器29中。在一些其它实施方案中,控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上述 优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
[0101] 如本文中所使用,涉及项目列表中的"至少一者"的短语指代那些项目的任何组 合,包含单一成员。作为实例,"以下各者中的至少一者:a、b或c"意在涵盖:a、b、c、a-b、 a_c、b_c 以及 a-b-c〇
[0102] 结合本文中揭示的实施方案所描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法 步骤可实施为电子硬件、计算机软件,或两者的组合。硬件与软件的互换性已大体在功能性 方面加以描述,且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中加以说明。所述 功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。
[0103] 结合本文中揭示的方面描述的用以实施各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的 硬件及数据处理设备可通过以下各者来实施或执行:通用单芯片或多芯片处理器、数字信 号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPG
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