三维触摸感测方法、三维显示设备、可穿戴设备的制造方法_2

文档序号:9216836阅读:来源:国知局
>[0056]图4B是图4A的A-A’剖面结构示意图;
[0057]图5是本发明一个实施例中的三维触摸感测原理图。
【具体实施方式】
[0058]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0059]图1是本发明一个实施例中一种三维触摸感测方法的步骤流程示意图。参见图1,该方法包括:
[0060]步骤101:在预设平面上接收由可穿戴设备发射并垂直入射上述预设平面的电子束,该电子束具有预设发射强度;
[0061]步骤102:获取上述电子束的接收位置和接收强度;
[0062]步骤103:根据上述电子束的接收位置确定上述可穿戴设备在上述预设平面上的投影位置;
[0063]步骤104:根据上述电子束的接收强度和上述预设发射强度由预设电子束强度衰减关系计算上述可穿戴设备到上述预设平面的距离。
[0064]需要说明的是,本文中的三维触摸感测主要指的是用户在观看3D图像时对用户所指定的位置的感测,由于一般情况下用户所指定的位置处并不真正地存在3D图像所展示的实体,因此这里的“触摸”应作广义理解。可以理解的是,对用户所指定的位置的感测需要给出感测方在空间中所处的位置,因此本发明实施例使用一“预定平面”来作为参考物,从而可以将用户所指定的位置表示为该位置相对于该预定平面的坐标。
[0065]在本发明的一个实施例中,上述可穿戴设备可以具有如手套、指套或者指环一类的外形,并可以发射具有预设发射强度的电子束,其发射方向可以设计成与手指所指向的方向相同,以使用户在装备可穿戴设备时可以向手指所指的方向发射具有预设发射强度的电子束。相对应地,上述步骤101为了在预设平面上接收到来自可穿戴设备并垂直入射上述预设平面的电子束,可以对没有垂直入射预设平面的电子束进行阻挡(吸收和/或反射)O然而在本发明的其他实施例中,也可以使电子束的发射方向与预设平面设计为相互垂直。举例来说,上述可穿戴设备也可以将电子束的发射方向设计成沿水平方向,并在感测时保证上述预设平面竖直,以使上述步骤101可以接收到来自可穿戴设备并垂直入射上述预设平面的电子束。需要说明的是,实际应用情境下绝对垂直几乎是不能实现的,因而本文中所说的垂直应理解为具有预定容许误差限的近似垂直。
[0066]经过上述步骤101,本发明实施例可以在上述步骤102至步骤104中根据电子束的接收情况确定电子束的发射位置,继而确定可穿戴设备所处的位置和用户所指定的位置,举例来说:
[0067]上述步骤102中,电子束强度的检测可以通过多种不同类型的传感器或探测器中的任意一种或多种实现,而在上述预设平面中检测到最大电子束强度的位置即可确定为电子束的接收位置。从而,可以将以电子束的接收位置为中心的预定范围内的电子束强度进行累加,得到电子束的接收强度。应理解的是,上述预设平面上检测点的分布以及上述预定范围均可以根据具体应用场景进行设置,在此不再赘述。
[0068]上述步骤103中,由于接收到的电子束与预设平面相互垂直,因而预设平面上电子束的接受位置即为电子束发射位置在预设平面上的投影位置。而相对于可穿戴设备而言,电子束的发射位置以及用户所指定的位置均是可以预先确定的,因此可以根据上述电子束的接受位置确定上述可穿戴设备在上述预设平面上的投影位置,以及用户所指定的位置在上述预设平面上的投影位置。
[0069]上述步骤104中,预设电子束强度衰减关系主要基于电子束在垂直经过层状介质前后的强度衰减公式:
[0070]I = 10e_md
[0071]其中,Itl为电子束经过层状介质前的强度值;1为电子束经过层状介质后的强度值;e = 2.718281828459…为自然对数底;d为层状介质的厚度;m为衰减系数,与层状介质的形成材料有关。从而,步骤102得到的电子束接收强度可以作为式中的I,上述预设发射强度可以作为式中的Ici,而衰减系数m即空气所对应的衰减系数,由此可以计算得到电子束的所经过的空气介质层的厚度。由于接收到的电子束与预设平面相互垂直,而且相对于可穿戴设备而言,电子束的发射位置以及用户所指定的位置均是可以预先确定的,因而可以据此得到上述可穿戴设备到上述预设平面的距离,以及用户所指定的位置到上述预设平面的距离。当然,若电子束从发射到被接收除空气外还经过了其他非空气介质层,则可以根据这些非空气介质层的形成材料与厚度按照上式计算得到这些非空气介质层对电子束的衰减比率A,再通过下式计算电子束的所经过的空气介质层的厚度:
[0072]I = A10e_md
[0073]当然,电子束的发射位置到预设平面的距离等于电子束的所经过的空气介质层的厚度以及这些非空气介质层的厚度的总和(当然也可以在非空气介质层的厚度足够小时可以将其忽略)。而且,为了提升用户所指定的位置到预设平面的距离的计算精度,上述预设电子束强度衰减关系中的衰减系数m可以通过预先进行的实际测试得到。
[0074]最终,在确定用户所指定的位置在预设平面上的投影位置以及用户所指定的位置到预设平面的距离之后,就可以唯一地确定上述用户所指定的位置相对于该预定平面的坐标。
[0075]可以看出,本发明实施例可以基于预设平面在垂直方向接收到的电子束来得到电子束发射位置的三维坐标,从而得到可穿戴设备的所在位置。在用户将可穿戴设备佩戴在手指上时,就可以实现对用户在三维空间内的触摸动作的感测。基于此,本发明实施例可以用于实现无需手指触碰屏幕的触控操作,有利于实现生动而逼真的3D效果,提升用户体验。
[0076]图2是本发明一个实施例中一种三维显示设备的结构框图,本发明实施例中的三维显示设备在厚度方向上的预设位置处设有一预设平面。参见图2,该设备包括:
[0077]位于上述预设平面上的若干个接收单元21 (图中仅以一个作为示意),上述接收单元21用于在预设平面上接收由可穿戴设备发射并垂直入射上述预设平面的电子束;上述电子束具有预设发射强度;
[0078]与上述若干个接收单元21相连的获取单元22,上述获取单元22用于获取接收到上述电子束的接收单元21的标识,以及来自上述接收单元21的上述电子束的接收强度;
[0079]与上述获取单元22相连的确定单元23,上述确定单元23用于根据上述获取单元22得到的接收单元21的标识确定上述可穿戴设备在上述预设平面上的投影位置;
[0080]与上述获取单元22相连的计算单元24,上述计算单元24用于根据上述获取单元22得到的电子束的接收强度和上述预设发射强度由预设电子束强度衰减关系计算上述可穿戴设备到上述预设平面的距离。
[0081]需要说明的是,本发明实施例中的三维显示设备可以在具有一定尺寸的表面上发出可见光,从而使出射的光线进入人眼、形成三维图像。可以理解的是,本发明实施例中三维显示设备的厚度方向即与上述具有一定尺寸的表面相互垂直的方向。
[0082]还需要说明的是,本实施例中的显示设备可以为:显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0083]可以看出,上述若干个接收单元21、上述获取单元22、上述确定单元23和上述计算单元24可以分别执行如图1所示的步骤101至步骤104,因而可以具有相应的结构和功能,在此不再赘述。基于此,本发明实施例的三维显示设备可以感测到可穿戴设备在三维空间内的位置,因而可以结合显示出的三维影像来实现三维触控。
[0084]作为一种示例,上述若干个接收单元21可以具体包括:位于上述预设平面上的若干个传感电极21a,以及与上述预设平面具有预设间距的公共电极层21b(未在附图中示出)。其中,上述若干个接收单元与上述若干个传感电极--对应。从而,上述传感电极21a
与上述公共电极层21b构成用于接收上述由可穿戴设备发射并垂直入射上述预设平面的电子束的电容的两个电极。基于此,上述接收单元21中的传感电极21a可以捕获到达传感电极2 Ia上的电子,从而实现电子束的接收。而且,传感电极21 a与公共电极层2 Ib之间形成的电容可以存储电荷,从而可以根据每一传感电极21a上的电荷量得到电子束强度。当然,为了避免公共电极层21b阻挡电子束,公共电极层21b应当比预设平面更加远离上述三维显示设备用于发出光线的表面。
[0085]进一步地,图3是本发明一个实施例中一种三维显示设备的局部电路结
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