三维触摸感测方法、三维显示设备、可穿戴设备的制造方法_3

文档序号:9216836阅读:来源:国知局
构图。参见图3,上述若干个传感电极21a在上述预设平面上排成多行多列(图中具体以4行5列作为示意),并且上述获取单元22在本发明实施例中具体包括:
[0086]分别与上述若干个传感电极21a —对一连接的若干个开关模块22a,上述开关模块22a用于在第一端(如图中“①”所示的一端)所接信号为第一电平时导通上述传感电极与第二端(如图中“②”所示的第一端)之间的电连接。当然,图中的所有开关模块的内部结构可以完全相同,并通过同一工艺同时制作形成。
[0087]与多行扫描线(如图中Gl、G2、G3、G4所示的四行扫描线)相连的输出模块22b,任一行上述扫描线还连接与一行上述传感电极21a相连的开关模块22a的第一端;上述输出模块22b用于在每一帧内依次向上述多行扫描线输出工作在上述第一电平上的扫描信号。举例来说,输出模块22b可以在一帧内依次向G1、G2、G3、G4输出一个波形如同一个工作在第一电平上的单脉冲信号(G1、G2、G3、G4上的脉冲上升沿依次滞后)。
[0088]与多列传感线(如图中S1、S2、S3、S4、S5所示的五列传感线)相连的导出模块22c,任一列上述传感线还连接与一列上述传感电极21a相连的开关模块22a的第二端;上述导出模块22c用于在每一帧内依次将每一行传感电极21a上的电荷导出,以获取上一帧内每一上述传感电极21a所接收到的电荷总量。可以理解的是,开关模块22a可以在第一端所接信号为第一电平时导通上述传感电极与第二端,因而随着Gl至G5扫描信号的输出,每一行开关模块22a依次开启,并将传感电极21a与第二端所连接的信号线导通,从而导出模块22c可以逐行地将每一传感电极21a上的电荷导出。还应理解的是,从一帧内导出模块22c将任一传感电极21a上的电荷导出到下一帧内导出模块22c将该传感电极21a上的电荷导出的期间,该传感电极2Ia可以通过捕获电子来积累电荷,并最终被导出模块22c导出,因而每一帧内被导出模块22c导出的电荷量可以视为该传感电极21a上一帧内所接收到的电荷总量。
[0089]与上述导出模块22c相连的获取模块22d(未在附图中示出),上述获取模块22d用于根据上述导出模块22c得到的每一上述传感电极所接收到的电荷总量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。举例来说,若一帧内只有图中第二行第三列的传感电极21a所接收到的电荷总量大于一预定阈值,从而可以判定电子束的接收位置即该传感电极21a在预设平面上的位置,因此获取该接收单元21的标识即可获取接受位置;另一方面,由于已经确定了电子束的接收位置,因而可以通过将接收位置及其附近位置处的所有传感电极21a所接收的电荷总量相加,以获取该电子束的接收强度。
[0090]可以看出,本发明可以通过每一帧的扫描来读取上一帧内传感电极上积累的电荷,从而实现电子束接收位置和接收强度的获取。
[0091]图4A是本发明一个实施例中一种三维显示设备在预设平面附近的俯视结构示意图。图4B是图4A的A-A’剖面结构示意图。参见图4A和图4B,本发明实施例中上述开关模块22a具体由一个薄膜晶体管实现(在其他实施例中也可以由其他电控开关元件如继电器、霍尔开关元件或者其他类型的晶体管实现),并且该薄膜晶体管的栅极与扫描线(如G2、G3所示)由同一导电材料层形成,源漏极与传感线(如S3、S4、S5)由同一导电材料层形成。同时,该薄膜晶体管包括有源层22aa,有源层22aa的两侧分别与源极金属与漏极金属相连,并且其形成区域与栅极金属的形成区域相对应。另外,该薄膜晶体管还包括如图4B中所示的一些绝缘介质层,因而可以实现上述开关模块22a的功能。
[0092]另一方面,由于上述传感电极21a用于接收电子束,因而为了避免电子束被其他金属层遮挡,三维显示设备在用于发出光线的表面与预设平面之间应当不包括与传感电极21a形成区域重叠过多的金属层;而为了避免其他金属层接收到电子束而产生干扰信号,靠近三维显示设备用于发出光线的表面处可以设置一屏蔽电极层,并使得屏蔽电极层覆盖三维显示设备的除传感电极21a形成区域之外的显示区域。
[0093]进一步地,三维显示设备上可以设有透光区域和不透光区域,为了避免扫描线、传感线和开关模块的设置影响设备的像素开口率,所有的扫描线、传感线和开关模块22a可以均位于上述不透光区域内。同时,传感电极21a可以采用透明导电材料形成,并位于上述透光区域内。
[0094]在上述任意一种三维显示设备的基础之上,上述设备可以还包括相对设置的阵列基板(Array基板)和彩膜基板(CF基板),以及位于上述阵列基板与上述彩膜基板之间的液晶层。在该种液晶三维显示设备的结构的基础之上,上述预设平面可以位于彩膜基板远离上述液晶层的一侧,从而电子束可以直接被传感电极阻挡或者被彩膜基板上的公共电极层阻挡,不会影响正常的显示功能。
[0095]基于同样的发明构思,本发明实施例提供一种三维触摸感测方法,包括:向位于三维显示设备厚度方向上预设位置处的预设平面发射具有预设发射强度的电子束,以使上述三维显示设备:
[0096]接收垂直入射上述预设平面的电子束;
[0097]获取上述电子束的接收位置和接收强度;
[0098]根据上述电子束的接收位置确定上述电子束的发射位置在上述预设平面上的投影位置;
[0099]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电子束的发射位置到上述预设平面的距离。
[0100]可以看出,该方法与图1所示的三维触摸感测方法步骤流程相互对应,在此不再赘述。
[0101]基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种可穿戴设备,该设备包括发射单元,上述发射单元用于向位于三维显示设备厚度方向上预设位置处的预设平面发射具有预设发射强度的电子束,以使上述三维显示设备:
[0102]接收垂直入射上述预设平面的电子束;
[0103]获取上述电子束的接收位置和接收强度;
[0104]根据上述电子束的接收位置确定上述电子束的发射位置在上述预设平面上的投影位置;
[0105]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电子束的发射位置到上述预设平面的距离。
[0106]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。可以看出,该可穿戴设备与上述三维触摸感测方法的步骤相互对应,在此不再赘述。
[0107]综上,图5是本发明一个实施例中的三维触摸感测原理图。参见图5,原点为O的三维坐标系XYZ中,预设平面位于X-O-Y平面内,上述三维显示设备可以在Z轴的正方向的区域内形成三维图像的显示。根据三维图像的提示,用户可以做出相应的触摸动作,例如用户触摸三维空间中坐标为(X0,y0,z0)的Q点,此时用户的手指上佩戴的可穿戴设备(未详细示出)可以在坐标为(x0,y0,z0)的Q点处发射传播方向垂直于预设平面的电子束。电子束达到预设平面的位置即坐标为(xO,y0, O)的P点,使得三维显示设备中与P点位置相对应的接收单元可以接收该电子束。从而,上述三维显示设备可以获取与P点位置相对应的接收单元的标识,以确定用户的触摸位置在预设平面上的投影位置,即xO和y0的值。并且,上述三维显示设备可以根据电子束的接收强度结合可穿戴设备发射电子束时的预设发射强度,计算P点到Q点之间的距离,亦即z0的值。由此,本发明实施例可以实现对用户在三维空间内的触摸动作的感测,从而使得无需手指触碰屏幕的触控操作成为可能,有利于实现生动而逼真的3D效果,提升用户体验。
[0108]在本发明的描述中需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0109]本发明的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以
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