显示设备、显示方法、人机交互系统及家用电器与流程

本发明涉及一种显示设备、一种用于利用显示设备进行显示的显示方法、一种人机交互系统、一种用于运行人机交互系统的运行方法和一种家用电器。

背景技术：

1、目前，工业产品、特别是家用电器通常具有丰富的功能和状态。相应地，需要向用户显示代表这些功能和状态的数个显示内容，从而不得不鉴于有限尺寸的显示界面而缩小这些显示内容。这无疑损害了工业产品、特别是家用电器的视觉观感和用户体验。

2、因而，在产品设计中，显示足够多的内容与保持显示界面简洁之间存在冲突。亟需一种能够在可控的成本范围内实现在有限的尺寸上显示尽可能多的显示内容的解决方案来平衡显示内容多样化与显示界面简洁性之间的矛盾。

3、cn212584792u公开了一种多图案射灯，其中通过不同的滤光器来透过led灯珠发出的不同颜色的灯光，以到达多图案投影的效果。然而，在该文献中为了能够使得多图案的显示不相互干扰需要严格分离led灯珠发出的光的波长。由此led灯珠仅局限于使用绿色灯和红色灯，无法满足视觉设计需要。

技术实现思路

1、本发明的任务在于，提供一种显示设备、一种用于利用显示设备进行显示的显示方法、一种人机交互系统、一种用于运行人机交互系统的运行方法和一种家用电器，其能够在可控的成本范围内实现在有限的尺寸上显示尽可能多的显示内容，以平衡显示内容多样化和显示界面简洁性之间的矛盾。

2、所述任务通过一种按照本发明的显示设备、一种按照本发明的用于利用显示设备进行显示的显示方法、一种按照本发明的人机交互系统、一种按照本发明的用于运行人机交互系统的运行方法和一种按照本发明的家用电器来解决。

3、本发明的第一方面涉及一种显示设备，所述显示设备包括：第一显示单元、第二显示单元、至少两个棱镜以及兼具透射和反射作用的层，其中，所述至少两个棱镜以其各自的斜面相对地拼合成一个长方体，所述斜面与所述长方体的一对底面和一对侧面分别成45°，在所述至少两个棱镜之间设置有所述兼具透射和反射作用的层，所述第一显示单元设置在所述长方体的所述侧面之一上并且所述第二显示单元设置在所述底面之一上，使得由所述第二显示单元发出的光在被所述兼具透射和反射作用的层反射之后与由所述第一显示单元发出的光同向。

4、在本发明的范畴内，棱镜应理解为由透明材料制成的多面体。所述至少两个棱镜可以以其各自的斜面相对地拼合成一个长方体，亦即底面为矩形的直四棱柱。特别是，所述长方体也包括正四棱柱(即底面为正方形的直四棱柱)和立方体(即正方体或者正六面体)。在此，所述斜面与所述长方体的一对底面和与一对侧面分别围成一个45°的夹角。在此，长方体的底面为长方体的六个面中任意选择的、对置的两个面。在长方体中除了这两个底面之外的四个面均被称为侧面。

5、在所述至少两个直角棱镜之间夹装有兼具透射和反射作用的层。在此，所述兼具透射和反射作用的层应理解为能够实现光透射作用并且能够实现光反射作用的层。应说明的是，所述兼具透射和反射作用的层既可以是同时实现光透射和光反射作用，亦即入射光部分被兼具透射和反射作用的层透射而部分被其反射，对此的示例可以为半透半反层。不限于此地，所述兼具透射和反射作用的层也可以是在其不同状态下分别实现光透射和光反射作用，对此的示例可以为电致变色膜，其能够在施加不同电压的情况下分别实现全反射作用、全透射作用或部分透射部分反射作用。由此，所述至少两个棱镜和所述兼具透射和反射作用的层共同可以视为一个光学组件，其能够将从所组成的长方体的任一底面上入射的光有选择地透射到长方体的对置的底面上和/或反射到长方体的一个侧面上。

6、为了借助于这样的光学组件进行显示，本发明规定，所述第一显示单元设置在所述长方体的所述侧面之一上并且所述第二显示单元设置在所述底面之一上，使得由所述第二显示单元发出的光在被所述兼具透射和反射作用的层反射之后与由所述第一显示单元发出的光同向。由此，第一显示单元和第二显示单元相互垂直地分别设置在由所述至少两个棱镜所组成的长方体相互邻接的两个面上。由设置在所述长方体的一个底面上的第二显示单元发出的光被上述光学组件有选择地透射到长方体的对置的底面上和/或反射到长方体的一个侧面上，而所述第一显示单元发出的光在该长方体中也恰好沿该反射方向发射或者说透射。反过来说，由设置在长方体的一个侧面上的第一显示单元所显示的显示内容能够在一个与该侧面对置的侧面上被透射出，而由设置在所述长方体的一个底面上的第二显示单元所显示的内容经由所述兼具透射和反射作用的层反射后也能从该对置的侧面观察到。通过这样的方式，该对置的侧面既能呈现出第一显示单元的显示内容也能呈现出第二显示单元的显示内容，从而这两个显示单元的显示内容通过所述至少两个棱镜连同其间的兼具透射和反射作用的层能够在同一个面上被观察到。因而通过本发明，在适当地使用兼具透射和反射作用的层的情况下，在仅点亮第一显示单元时，用户从与第一显示单元相对置的侧面可观察到第一显示单元的显示内容；在仅点亮第二显示单元时，用户从该对置的侧面可观察到第二显示单元的显示内容；而在同时点亮第一显示单元和第二显示单元时，用户从该对置的侧面还可同时观察到第一显示单元和第二显示单元的显示内容。基于这样的方式，本发明在未增加显著的成本的情况下实现了在有限的尺寸上显示更多的显示内容的技术效果，因而平衡了显示内容多样化和显示界面简洁性之间的矛盾。而且特别是，通过按照本发明的显示设备并不限制所显示的光的颜色，能够满足视觉设计需要。

7、还需要说明的是，在本发明中更是将所述至少两个棱镜用作光在显示设备内的传输介质以及所述兼具透射和反射作用的层的支承器件或者施加器件，从而减少光在不同介质间、特别是空气-固体界面或固体-空气界面之间的折射损失，并且使得所述兼具透射和反射作用的层能够平整且位置固定地置于显示设备内，同时增强显示设备对机械应力和振动的稳定性和强度。另外，所述至少两个棱镜还可以防止显示设备进灰进水。特别是，在本发明中通过使用所述至少两个棱镜还呈现出一种晶莹剔透的显示效果，其可近似于在使用全息投影玻璃下的全息投影视觉效果或者激光玻璃内雕的视觉效果，由此还能够向用户提供卓越的视觉观感和视觉体验，给人以智能化和科技感的产品印象。

8、按照本发明的一种实施方式，所述第一显示单元和所述第二显示单元中至少之一包括集成有led元件的电路板、带有显示图标的显示膜以及在所述电路板与所述显示膜之间的支架。在此，所述第一显示单元和所述第二显示单元中之一或两者能够以简单且低成本的方式实现，即利用led元件来照亮显示膜上的显示图标，该点亮的显示图标穿过包含由第一棱镜、兼具透射和反射作用的层和第二棱镜的长方体而能够被用户从与第一显示单元相对置的侧面观察到，从而了解相关的功能或状态等。所述显示图标可以构成为相应于显示内容的透明区或镂空区。优选地，通过丝网印刷或喷墨印刷在显示膜上印刷出显示图标。在此，透明区指的是在显示膜的基材上构成为透光的区域，透明区也可以构成为带有颜色的，而镂空区是显示层的基材中被镂空的区域。所述透明区或镂空区可以透射led元件所发出的光并且呈现符合显示内容的图标，所述图标例如可以包括文字、数字、图案、符号等。进一步地，为了将led元件的点光源所发出的光充分扩散成面光从而实现均匀的光效，可考虑的是将光扩散层集成到显示膜中或者将光扩散油墨印刷到显示膜上。然而也可以使用单独的光扩散膜，其可以与显示膜相叠地组合，特别是将光扩散膜与显示膜相连接、如粘合。

9、按照本发明的一种实施方式，所述支架包括多个腔体，在每个腔体中容纳有至少一个所述led元件，以用于照亮所述显示膜上对应于该腔体布置的显示图标。在该实施方式中，可以在一个电路板上间隔开地布置有多个led元件，通过支架及其多个腔体将这些led元件相应分隔成多组，每组led元件可以包括一个或多个led元件。在显示膜上可以对应于每个腔体配置一个显示图标。由此，在点亮一组led元件的情况下可以相应地穿过支架中的上下贯通的腔体来照亮该腔体上方的显示图标。有利地，在一组led元件包括多个led元件的情况下，可以相应地仅点亮其中一个或几个led元件。例如，在一个腔体中容纳四个led元件的情况下，分别可以点亮一个、两个、三个或四个led元件，由此能够以所点亮的图标的亮度向用户传达信息。还可能的是，以一定的顺序分别点亮一组led元件中的各个led元件，如流水灯式地点亮一排led元件，跑马灯式地点亮循环布置的多个led元件或者以呼吸灯式地点亮多个led元件。还可能的是，所述多个led元件分别具有不同颜色，根据需要来分别点亮或组合点亮。

10、按照本发明的一种实施方式，所述第一显示单元和所述第二显示单元中至少之一包括数码管显示器或点阵显示屏。所述数码管显示器特别是段式led数码管。在此，点阵显示屏可理解为由规则排列的像素点组成的屏幕，其能够显示图形化的显示内容。在最简单的情况下，所述点阵显示屏可以是led组成的阵列。特别是，所述点阵显示屏为tft显示屏、oled显示屏或单色lcd显示屏等。由此，附加于传统的借助于点亮和熄灭led而进行的图标显示还能够有向用户提供更为丰富的动态信息、特别是图形化的显示内容。

11、按照本发明的一种实施方式，所述兼具透射和反射作用的层为半透半反层或电致变色膜。在成本有利的方案中，使用半透半反层使得由第二显示单元所发出的光被部分透射到其所对置的底面上而部分反射到与第一显示单元相对置的侧面上。然而，还可以使用能通过施加电压来调节的电致变色膜。电致变色膜由电致变色材料组成，为此可以选择为三氧化钨、聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯等电致变色材料，电致变色膜可以在其两侧电压控制下呈现不同的透射率，从而调节其反射光线的强度。所述电致变色膜例如可以在不施加电压和施加电压的情况下分别实现全反射作用和全透射作用，而且可以通过调整所施加的电压来调整透射和反射的份额比例。通过使用电致变色膜，还可以在实现全反射作用和全透射作用时减少光损失、提高显示的亮度。

12、按照本发明的一种实施方式，所述半透半反层为半透半反膜或构成为在所述第一棱镜和所述第二棱镜之一上的镀层或涂层。所述半透半反膜可以粘接在任一棱镜的斜面上。也可能的是，所述半透半反膜构成为两面均具有粘附能力，从而能够简化所述至少两个棱镜的拼合并保证它们不会在显示设备运行期间松脱。在此，也优选考虑将半透半反层作为镀层或涂层施加在棱镜的斜面上，由此可以降低装配难度。特别是，所述半透半反层可以具有35％至65％之间的透射率、优选40％至60％之间的透射率、特别优选50％的透射率。相应地，在忽略吸收损失的情况下，上述透射率意味着，所述半透半反层的反射率可以为35％至65％、优选40％至60％之间、特别优选50％。也可以说，所述半透半反层的分光比为7：13至13：7之间、优选2：3至3：2之间、特别优选1：1。在此，还令人惊奇地发现，通过合理地选择半透半反层的透射率或者反射率，可以产生错层的显示效果。例如在半透半反层具有60％的透射率时，可以在显示设备中观察到，第一显示单元的显示内容与第二显示单元的显示内容不是处于一个平面上，而是稍微错开地处于不同的层上。从与第一显示单元相对置的侧面看，被透射的第一显示单元的显示内容看上去比被反射的第二显示单元的显示内容更为靠前。

13、按照本发明的一种实施方式，所述至少两个棱镜是第一棱镜和第二棱镜，并且所述第一棱镜和第二棱镜可以构成为：两个具有直角梯形底面的直四棱柱，或者一个具有直角梯形底面的直四棱柱和一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱，或者一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱和一个具有不规则底面的直五棱柱，或者两个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱。在此，可以理解为按照本发明的长方体被一个倾斜45°的斜面所截切。根据斜面在长方体中的位置，可以将所述长方体多样化地分为两个几何体。如上列举出四种不同情况：1.在长方体的纵剖面中，截切线穿过长方形截面的对置的两条边，由此将长方体分为两个具有直角梯形底面的直四棱柱，其中，这两个四棱柱可以具有不同尺寸或相同尺寸；2.在长方体的纵剖面中，截切线穿过长方形截面的一个角和一条边，由此将长方体分为一个具有直角梯形底面的直四棱柱和一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱；3.在长方体的纵剖面中，截切线穿过长方形截面的相邻的两条边，由此将长方体分为一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱和一个具有不规则底面的直五棱柱，其中，该直五棱柱还可以称作切角长方体，其可以理解为在长方体的一条棱边上作45°倒角后出现的几何体；4.在长方体的正方形纵剖面中，沿正方形的一个对角线作截切，由此将长方体分为两个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱。通过以上描述的多种方案可以看出，所述兼具透射和反射作用的层可以位于长方体中的不同位置，由此可以根据需要在不同位置处呈现第二显示单元的显示内容。

14、在上述方案中，所述具有等腰直角三角形底面的直三棱柱又可被称为等腰直角棱镜，亦即在底面中具有一个直角和两个45°角的透明的直三棱柱。当第一棱镜和第二棱镜均为等腰直角棱镜时，第一棱镜和第二棱镜可拼合成一个正四棱柱、亦即底面为正方形的直四棱柱。特别是，在这种情况下，所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述兼具透射和反射作用的层构成为一个分光棱镜。在此，分光棱镜为在激光和照明领域中常用的光学器件，其由两个等腰直角棱镜在斜面胶合而成。通过在显示设备中直接使用分光棱镜，可以进一步简化显示设备的制造和装配并且保证光学精度。

15、在此，还需要说明的是，为了在几何上更为精确地描述上述几何体，组成本发明中的长方体的各个几何体的底面不同于在本发明中对于该长方体所定义的底面。

16、按照本发明的一种实施方式，所述至少两个棱镜是第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，所述显示设备包括第三显示单元，所述第三显示单元设置在所述长方体的另一个底面上，并且所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述第三棱镜可以包括：三个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱；或者两个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱和一个具有等腰梯形底面的直四棱柱；或者两个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱和一个具有不规则底面的直六棱柱；或者两个具有直角梯形底面的直四棱柱和一个具有等腰梯形底面的直四棱柱；或者两个具有直角梯形底面的直四棱柱和一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱；或者一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱、一个具有等腰梯形底面的直四棱柱和一个具有直角梯形底面的直四棱柱；或者两个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱和一个具有不规则底面的直五棱柱；或者一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱、一个具有等腰梯形底面的直四棱柱和一个具有不规则底面的直五棱柱；或者一个具有等腰直角三角形底面的直三棱柱、一个具有等腰梯形底面的直四棱柱和一个具有不规则底面的直四棱柱。在上述实施方式中，长方体被两个45°的截切面分为三个几何体，两个45°的截切面相互垂直并且不在长方体内部相交。根据所述两个截切面在长方体内部的位置，可以出现上述不同情况。附加于长方体被分成两个几何体时的布置结构，为长方体中附加的斜面、即截切面配设一个第三显示单元，所述第三显示单元与第二显示单元相对置地设置在长方体的另一个底面上。由所述第三显示单元发出的光在被附加的斜面中的兼具透射和反射作用的层反射之后也与由所述第一显示单元发出的光同向。通过这样的方式，第一、第二和第三显示单元的显示内容均能呈现在与第一显示单元相对置的侧面上。通过这样的方式能够进一步降低显示设备对空间的需求、特别是显示设备的厚度，使得能够以尺寸相对小的显示设备来显示更多的显示内容。

17、按照本发明的一种实施方式，各个显示单元构成为一体式。在此，例如可以使用一个预制的壳体，将第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元分别安装到该壳体中的凹槽中，使得第一显示单元与第二显示单元和必要时第三显示单元相互垂直地定位。附加地或备选地，所述至少两个棱镜由玻璃、塑料或水晶制成。也可能的是，根据需要选取各个棱镜的折射率。

18、本发明的第二方面涉及一种用于利用按照本发明的显示设备进行显示的显示方法，其中，将显示设备的长方体上与第一显示单元相对置的侧面和/或显示设备的长方体上与第二显示单元相对置的底面用作显示面。在此，至少可以将由所述至少两个棱镜所组成的长方体上与第一显示单元相对置的侧面作为显示面，在该显示面上可以呈现第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元的显示内容。然而，也可能的是，在显示设备不包含第三显示单元的情况下，可以将由两个棱镜所组成的长方体上与第二显示单元相对置的底面用作显示面。由此，可以附加于显示设备本身能够提供的各项技术优势之外，进一步为显示设备的安装和使用提供灵活性或便利性。例如，在将显示设备置入到工业产品、特别是家用电器中时，可以根据其本身的布局规划使上述与第一显示单元相对置的侧面和/或与第二显示单元相对置的底面外露。例如在油烟机中应用时以油烟机壳体竖直延伸的面提供显示，而在炉灶中应用时则以炉灶朝上的面提供显示。在显示设备不包含第三显示单元的情况下，由于与第一显示单元相对置的侧面和/或与第二显示单元相对置的底面邻接于一条棱边，在显示设备布置到工业产品、特别是家用电器的边沿处，还可以将邻接于该棱边的两个面中的任意一个面作为显示面。特别还能实现，将邻接于该棱边的两个面均作为显示面。此时，由于长方体的两个透明面均外露于工业产品、特别是家用电器的一处边沿，即使在不点亮显示设备时也可实现具有独特设计感的透明转角区域。

19、按照本发明的一种实施方式，在同一时间内使用各个显示单元中至少之一进行显示。由此，可以使用第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元中任意一个、任意两个或全部三个同时进行显示。这样，通过单独地或组合地点亮显示单元能够向用户多样化地呈现显示内容，从而有效满足工业产品、特别是家用电气的显示需求。

20、按照本发明的一种实施方式，使用各个显示单元中的其中一个来显示核心图标，而使用各个显示单元中另一个来显示背景图标。通过该实施方式，可以在同时点亮这两个显示单元时让核心图标与背景图标的显示相互叠加。例如，可以使用第一显示单元来显示背景图标，而使用第二显示单元和必要时第三显示单元之一来显示核心图标。也可能的是，使用第一显示单元来显示核心图标，而使用第二显示单元和必要时第三显示单元之一来显示背景图标，使得核心图标和背景图标可以相互叠加地显示。举例而言，背景图标可以是炉灶的示意图，而核心图标可以是炉火的示意图。由此在仅显示炉灶时可以表示炉灶未点燃的状态，而在同时显示炉灶和炉火时则可以形象地表示炉灶点燃的状态。在此，相对于现有技术中使用led的传统方案而言，有利地可以将任意不同颜色的图标互不干扰地叠加在一起，每个图标均能以预定的颜色准确地得到显示，而且也所显示的颜色不再仅局限于仅红色和绿色。进一步地，在各个显示单元中至少之一包括集成有多个led元件的电路板、带有显示图标的显示膜以及在所述电路板与所述显示膜之间的支架并且所述支架的腔体容纳有多个led元件的情况下，还有利地能叠加出动态的显示图标。在此可以实现，将动态的显示图标与静态的显示图标相叠加，如动态的核心图标与静态的背景图标相叠加或者将动态的背景图标与静态的显示图标相叠加；或者动态的显示图标与动态的显示图标的叠加，如动态的核心图标与动态的背景图标相叠加。在上述炉灶的示例中，例如可以借助于以2*2的阵列布置的四个led循环点亮或随机点亮来动态而形象地表示核心图标中的炉火的燃烧。还可能的是，在表示洗衣机、音响等电器的状态时，核心图标可以是表示电器运行状态的图标、如一角指向右侧的正三角形，而背景图标则可以通过环形布置的多个led循环点亮一个圆环来表示电器正在运转。这里还可能的是，以多个led循环点亮的速度来表示电器的运转速度、如洗衣机内桶的转速。由此，通过按照本发明的显示设备及其显示方法为用户提供丰富而多变的显示效果，以直观的显示效果地向用户提供信息。

21、按照本发明的一种实施方式，调整第一显示单元和/或第二显示单元的亮度。在此，可以通过调整各显示单元的亮度来提供不同的显示效果。例如可以借助于调整施加给led的电流、所点亮的led的个数或者改变tft显示屏、oled显示屏或单色lcd显示屏的运行参数来实现。备选地或附加地，调整作为兼具透射和反射作用的层的电致变色膜的透射率。如前所述，电致变色膜例如可以在施加不同电压的情况下分别实现全反射、全透射和半透半反作用，并且可以通过调整所施加的电压来调整所述电致变色膜的透射率或者说其透射和反射的份额比例。在此，首先可以根据应点亮第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元中的哪一个来决定电致变色膜应为全反射还是全透射，并且在第一显示单元和第二显示单元及必要时第三显示单元需要叠加显示时通过施加一定的电压使相应的电致变色膜处于半透半反的状态。

22、按照本发明的一种实施方式，使用各个显示单元中之一来显示开机界面，优选使用集成有led元件的显示单元来显示开机界面。在此，例如可以用该显示单元中的led来照亮特定的开机画面的图标，而使用其他显示单元或该显示单元的其他部分来显示对应于各个功能的显示图标。由此，在装有显示设备的工业产品、特别是家用电器开机时，可以迅速地响应于开机向用户作出反馈。不限于此，还可以使用构成为点阵显示屏的显示单元来显示开机界面，由此有利地可以显示动态的开机动画。

23、按照本发明的一种实施方式，分别使用第一显示单元和第二显示单元显示上下对称的图标的不同的半部。按照该实施方式，有利地将显示设备的与第一显示单元相对置的侧面和与第二显示单元相对置的底面共同作为显示面来显示信息。通过适应性地将显示图标设计为上下对称，可以将整个显示图标跨越两个成直角的显示面进行显示，其效果例如是将一个显示图标从中间折叠而平铺在位于一个棱边两侧的平面上。通过这样的实施方式，可以以成本有利地方式呈现出类似于弯曲90°的柔性显示屏的显示效果，从而向用户提供独特的视觉效果。

24、本发明的第三方面涉及一种人机交互系统，所述人机交互系统包括按照本发明的显示设备以及用于检测用户操作的至少一个红外操作单元，所述至少一个红外操作单元设置在显示设备的各个显示单元中的至少一个显示单元内。通过按照本发明的人机交互系统，附加于按照本发明的显示设备所带来的各项技术优势，有利地可以基于红外反射原理来检测用户的操作。在此，红外操作单元可以集成到第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元中任意一个、任意两个或全部三个内，并且由红外操作单元所发射的红外线同样可以经由与各显示单元所发出的光线相同的光路透射和/或反射到相应的面上。当发射的红外线被用户、特别是其手反射时，反射的红外线基于显示设备中可逆的光路又在显示单元中被透射和/或反射到红外操作单元上，由此，人机交互系统可以检测到用户的操作。在此，红外线的波长可以处于770nm至1mm之间。为此，显示设备、特别是其所述至少两个棱镜应构成为透红外线，而兼具透射和反射作用的层则应同样可以使红外线透射和反射。在显示单元构成为包括集成有led元件的电路板、带有显示图标的显示膜以及在所述电路板与所述显示膜之间的支架时，所述显示膜应在红外操作单元的区域中构成为镂空的或透红外的。通过按照本发明的人机交互系统，用户获得了卓越的视觉观感和视觉体验之外还可以方便地在人机交互系统或者说其显示设备的表面上直接进行操作、特别是对照其显示内容进行有针对性的操作，使得用户获得直观且便利的交互，优化使用体验。同时，按照本发明的人机交互系统可以避免在显示设备的表面周围再去耗费地设置按键或按钮，提高系统的集成度，使人机交互系统具有简洁的外观。而且，在按照本发明的人机交互系统中，第一显示单元、第二显示单元和必要时第三显示单元中两者或三者均设置有红外操作单元的情况下，通过合理布置可以使两个或三个红外操作单元可以互不影响地同时运行。例如，在竖直放置的第一显示单元中红外操作单元设置于显示单元上侧，而在水平放置的第二显示单元中红外操作单元设置于显示单元内侧，由此可以将两个红外操作单元所发射的红外线及反射回的红外线相互光路分离，从而互不干涉影响。

25、按照本发明的一种实施方式，所述至少一个红外操作单元构成为手势操作单元和/或触摸操作单元。在此，红外操作单元可以以多种方式构成。例如，在人机交互系统中可以仅设置手势操作单元，也可以仅设置触摸操作单元，或者可以既设置手势操作单元也设置触摸操作单元，还可能的是，设置一个兼具手势操作和触摸操作功能的红外操作单元。在此，用户可以通过接触式地触摸显示设备的显示面上的某一位置来进行触摸操作；和/或用户可以通过在显示设备的显示面上方非接触式地作出手势。所述手势例如可以包括滑移、挥动、悬停、拍击、上提等。在此，通过使用非接触式的手势可以保持人机交互系统清洁和卫生、避免污染。

26、按照本发明的一种实施方式，每个红外操作单元包括至少两个红外发射管、至少一个红外接收管、控制电路和信号处理器，所述控制电路轮流地接通和关断所述红外发射管和/或所述红外接收管，并且所述信号处理器接收和处理由所述红外接收管产生的信号。在此，红外操作单元的实施例如可以参照本技术人所公开的专利文献cn111487878a和cn113495615a中所公开的技术内容。

27、按照本发明的一种实施方式，多个红外发射管和多个红外接收管沿红外操作单元所在的显示单元的延伸方向交替设置。

28、具体而言，在最为简单的实施变型方案下，所述红外操作单元可以包括两个红外发射管、一个红外接收管、控制电路和信号处理器，其中，这两个红外发射管与所述红外接收管相互间隔开地沿红外操作单元所在的显示单元的延伸方向交替设置。这里，可以按照一个红外发射管、一个红外接收管和一个红外发射管的顺序沿着显示设备的长边的方向布置各个红外元件。在此，这两个红外发射管在运行时被控制电路轮流接通并且发射红外线，所述红外线在用户的手接近时能够被反射并被处于中间的红外接收管接收。红外发射管可以是红外发光二极管，而红外接收管可以构成为红外光敏二极管或红外光敏三极管。所述信号处理器能够对在所述红外接收管接收到反射的红外线时所产生的信号进行处理和分析，从而检测出用户的手势和/或触摸。所述信号处理器可以包括红外接收管的信号调理电路和用于分析信号的微处理单元。例如，可以借助于分析所反射的红外线的时序和信号幅值来检测用户的手首先出现在一个红外发射管的上方，而后紧接着又出现在另一个红外发射管上方，由此可以确定用户的手从一个红外发射管上方滑移或挥动到另一个红外发射管上方。

29、而在另一个更为复杂的实施变型方案下，所述红外操作单元包括多个红外发射管、多个红外接收管、控制电路和信号处理器，所述多个红外发射管与所述多个红外接收管可以相互间隔开地沿红外操作单元所在的显示单元的延伸方向交替排列，控制电路可以用于控制各个红外发射管和各个红外接收管的接通和关断，信号处理器可以用于接收和处理所述多个红外接收管产生的信号并且确定用户的手在所述红外操作单元上方在所述延伸方向上的坐标位置。特别是，所述控制电路以时分复用的方式控制各个红外发射管和各个红外接收管的接通和关断。举例而言，所述控制电路可以同时接通所有红外接收管，而依次接通每个红外发射管；或者依次接通一个或多个红外收发组，每个红外收发组包括相邻的至少一个红外发射管与至少一个红外接收管；或者时间上错开地接通多个不相邻的红外收发组，每个红外收发组包括相邻的至少一个红外发射管与至少一个红外接收管。

30、特别是，在该实施方式中，可以通过设定或调整红外发射管的发光强度来操控红外操作单元是作为手势操作单元还是作为触摸操作单元。由于在检测手势操作时，红外线需要经历两次固体与空气界面上的折射损失，因此需要红外发射管提供更大的发光强度，才足以使得红外接收管接收到反射的红外线，此时应对红外发射管提供更大的驱动电流。与此相比，如果红外操作单元仅检测触摸操作，则仅须较小的发光强度和因此较小的驱动电流。还有利的是，在不同时间上以不同的电流驱动所述红外发射管。特别有利的是，通过分时复用的方式以同一个红外控制单元既检测触摸操作也检测手势操作。

31、需要说明的是，所述至少两个红外发射管与所述至少一个红外接收管不一定必须平行于显示单元的一条边设置，也不一定必须沿一条直线设置，同样不一定必须交替地设置。这些红外发射管与红外接收管优选地按照一个红外发射管和一个红外接收管这样的顺序交替布置。这意味着，这些红外发射管与红外接收管可以位于一个平行于显示单元长边的直线上、可以位于沿着显示单元对角线的直线上或者还可以位于一个折线上。这些红外发射管与红外接收管可以根据显示单元的具体结构灵活地布置。优选地，这些红外发射管与红外接收管之间的间距处于5mm至50mm之间。

32、按照本发明的一种实施方式，所述第一显示单元和所述第二显示单元中至少之一包括集成有led元件的电路板、带有多个显示图标的显示膜以及在所述电路板与所述显示膜之间的支架，所述多个显示图标中的每个显示图标在空间上能配置有一个红外发射管以及一个红外接收管，以用于检测用户对该显示图标的操作。在此，在显示设备的成本有利的实施方式下，为每个显示图标分配一对红外发射管和红外接收管，由此可以针对性地检测对于每个显示图标的操作。例如，在一个显示图标的一侧、如上侧可以设置一对红外发射管和红外接收管。在此，为了更好地区分接收信号，还可以在与该显示图标相邻的另一个显示图标的下侧设置配设给该另一个显示图标的一对红外发射管和红外接收管。在这些实施方案中可以不限定这些红外发射管和红外接收管沿着显示单元的排列顺序。

33、然而，显示图标的个数不必严格等于红外发射管和红外接收管的对数。这意味着，在每个显示图标周围仅须存在一对红外发射管和红外接收管，而该对红外发射管和红外接收管中的红外发射管和/或红外接收管亦可以复用给相邻的显示图标。在这种情况下，需要多个红外发射管和多个红外接收管沿红外操作单元所在的显示单元的延伸方向交替设置。这意味着，对于四个显示图标的情况，可以以收-发-收-发-收或发-收-发-收-发的顺序而仅设置五个红外元件，其中中间三个管应设置在两个图标之间的区域内，此时同样可以检测对每个显示图标的操作。

34、按照本发明的一种实施方式，所述红外操作单元安装在所述集成有led元件的电路板上，并且在所述支架中形成有用于红外发射管和用于红外接收管的限光结构。该实施方式可提供一种高度集成化的布置方案，在一个电路板上集成显示设备和红外操作单元的各个电子元件，从而便利于制造和装配。同时，用于显示单元的支架同样可以用于对红外发射管和红外接收管进行限光。所述限光结构有利地可以是容纳红外发射管或容纳红外接收管的腔体，从而可以通过所述限光结构来隔绝红外发射管向红外接收管漏光并且限制发射和接收的角度以降低环境光的干扰。优选地，所述限光结构的高度可以等于或超出于红外发射管和红外接收管的顶端。

35、本发明的第四方面涉及一种用于运行按照本发明的人机交互系统的运行方法，所述人机交互系统根据由红外操作单元检测到的操作来输出控制指令和/或改变显示设备的显示。在此，人机交互系统可以作为工业产品、特别是家用电器的输入输出设备，向用户显示关于工业产品、特别是家用电器的功能和状态，并且根据红外操作单元检测到的操作、如手势操作或触摸操作向工业产品、特别是家用电器提供来自用户的控制指令。此外，通过根据红外操作单元检测到的操作还可以改变显示设备的显示，例如通过挥动手势来切换是第一显示单元进行显示还是第二显示单元或必要时第三显示单元进行显示。

36、本发明的第五方面涉及一种家用电器，所述家用电器包括按照本发明的显示设备或按照本发明的人机交互系统。

37、按照本发明的一种实施方式，所述家用电器为油烟机、炉灶、冰箱、烤箱、洗碗机、食物料理机、洗衣机、干衣机、音响、电视、智能水龙头或智能马桶。

38、本发明的其它特征从附图以及对具体实施方式得出。所有上述在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在具体实施方式中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以相应给出的组合使用，而且能以其它组合使用，或者能在单独状态下使用。