用于与电子和/或计算机设备无接触式交互的装置、以及配备有该装置的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于在无接触的情况下与电子和/或计算机设备交互的装置，所述电 子和/或计算机设备包括在彼此之间形成非零角度的至少两个部分。本发明还涉及配备有 该装置的电子/计算机设备。
[0002] 本发明的领域更特别地但非限制性地为实施电容检测技术的无接触式人机界面 的领域。
【背景技术】
[0003] 越来越多的便携式设备、例如便携式计算机配备有触摸屏并且提供与诸如智能电 话和触摸平板电脑之类的便携式设备的人机界面相似的人机界面（HMI)功能。这些设备使 用在屏幕上透明而在键盘处不透明的触摸板作为他们的界面。
[0004] 这些板中的大部分使用电容技术。如今非常广泛使用的该技术允许检测在触摸表 面上接触的一个或更多个物体（手指、触笔等）。
[0005] 已知由本申请人提交的专利FR2893711描述了电容式解决方案，该解决方案允许 检测在控制表面上几厘米距离处的手指的二维位置和超过l〇cm距离处的手的二维位置。
[0006] 还已知由本申请人提交的、公布号为FR2971066A1的专利申请描述了如下界面， 所述界面除了允许确定物体在由控制表面形成的平面中的二维位置之外，还允许确定控制 表面和物体之间的垂直距离，并且根据该垂直距离的值启动特定功能、例如深度导航功能。
[0007] 然而，所有这些检测界面的检测范围和运行依赖于板的静电环境。当设备不平并 且除了配备有检测界面的第一部分之外还包括与第一部分形成非零角度的第二部分时，接 近度检测范围例如减小。该第二部分对由检测界面的电极生成的静电场产生干扰，并且使 检测界面的性能和运行变差，特别是在第二部分和第一部分的交界处。
[0008] 现有技术的解决方案因此不适用于包括在彼此之间形成非零角度的至少两个部 分的设备。
[0009] 本发明的一个目的在于提出一种用于在无接触的情况下与包括至少两个部分的 设备交互的装置，所述两个部分彼此之间形成非零角度。
[0010] 本发明的另一目的在于提出一种用于在无接触的情况下与包括至少两个部分的 设备交互的装置，所述两个部分彼此之间形成非零角度，并且提出了与现有解决方案相比 在更长的距离处的三维无接触式交互。
[0011] 最后，本发明的另一目的在于提出一种用于在无接触的情况下与包括至少两个部 分的设备交互的装置，所述两个部分彼此之间形成非零角度，所述装置允许比现有解决方 案更精确的三维无接触式交互。
【发明内容】
[0012] 通过一种用于在无接触情况下经由至少一个命令物体与电子和/或计算机设备 (称为用户设备）交互的装置实现了这些目的中的至少一个，所述设备包括至少一个第一 部分和至少一个第二部分，这些部分在使用中在彼此之间形成非零角度，所述装置包括：
[0013] -至少一个第一检测单元，其用于通过电容技术和在无接触情况下相对于第一控 制表面检测所述至少一个命令物体，所述第一控制表面相对于所述用户设备的所述第一部 分被限定，所述第一检测单元包括被称为测量电极的几个电容式电极；所述测量电极中的 至少一个、优选每个由处于被称为保持电位的交变电位的、被称为保持单元的第一单元保 持，所述保持电位与所述至少一个命令物体的、被称为接地电位的电位不同，而与所述测量 电极的电位基本相同。
[0014] -至少一个被称为保持单元的第二单元，用于将所述用户设备的第二部分至少部 分地保持在所述保持电位。
[0015] 根据本发明的装置在保持电位下将第一检测单元的测量电极保持在保持电位，这 允许一方面消除使用使检测命令物体的电容式测量失真的寄生耦合电容，并且另一方面避 免在电容式电极周围在所有方向上实现检测，从而控制对命令物体实现检测的方向。例如， 通过被置于电极后面和/或侧面上的保持电极来保持电容式电极的事实允许避免或限制 对控制表面后面处和/或其侧面上的命令物体的检测。
[0016] 另外，根据本发明的装置设置将用户设备的第二部分设定在与测量电极的保持电 位相同或基本相同的保持电位。由此，根据本发明的装置允许避免用户设备的第二部分在 由第一检测单元的测量电极产生的静电场中产生干扰，并且避免第一检测单元的测量电极 的检测和检测范围变差。由此，由第一检测单元实现的检测没有变差。
[0017] 因此，根据本发明的装置允许与包括至少两个部分的设备实现更精确和具有更大 范围的无接触式交互，并且更一般性地实现与现有解决方案相比更适合于这种设备的无接 触式交互，所述至少两个部分在彼此之间形成非零角度。
[0018] 在本申请中，"检测或检测数据项"指的是关于至少一个命令物体的以下参数的一 个或任意组合的检测：一个或更多个二维或三维位置、速度、加速度、形状、尺寸等。
[0019] 有利地，根据本发明的装置能够包括：
[0020] -至少一个第二检测单元，其相对于第二控制表面检测所述至少一个命令物体，所 述第二控制表面与所述第一控制表面形成非零角度并且相对于所述用户设备的第二部分 被限定；和
[0021] -至少一个计算单元，其用于根据由第一和第二检测单元实现的检测和可选的由 第一和第二控制表面形成的角度来确定例如与所述至少一个命令物体的位置/速度/加速 度/形状/尺寸相关的检测数据项。
[0022] 由此，根据本发明的装置允许在设备的第一和第二部分之间、特别地在第一和第 二控制表面之间形成无接触式控制空间。被插入该交互空间中的命令物体参照每个控制表 面被检测，并且通过获取命令物体相对于控制表面中的每个的交集并且可选的根据两个控 制表面之间的角度来由计算单元获得与控制空间中的命令物体的位置/速度/加速度/形 状/尺寸相关的数据项。
[0023] 此外，相对于彼此不平行的两个控制表面实现的检测允许检测相对于控制表面中 的一个被第一命令物体挡住的第二命令物体。实际上，如果第二命令物体由于其在第一命 令物体之后而对控制表面中的一个不可见，那么该第二物体必定对另一控制表面可见。例 如，用户的一只手可能被挡在他另一只手之后，根据本发明的装置允许对用户两只手的检 测。
[0024] 按照根据本发明的装置的一个优选实施例，第二检测单元能够包括被称为测量电 极的几个电容式电极；所述测量电极中的至少一个、优选每个被第二保持单元保持在保持 电位。
[0025] 以上参照第一电容式检测单元描述的优点在做必要修改的情况下适用于第二检 测单元。
[0026]用于第二检测单元的保持电位能够与用于第一检测单元的保持电位相同或基本 相同。
[0027] 本申请中使用的用于将测量电极或更一般性地对设备的一部分保持在保持电位 的原理能够优选地是在由本申请人提交的专利FR2893711中描述的原理，本领域技术人员 可以参照该专利以获得更多细节。
[0028] 可替代地或另外地，第二检测单元能够包括以下单元中的至少一个或任意组合：
[0029]-光学像素阵列，
[0030]-红外线二极管阵列，
[0031]-光学的光传感器阵列，
[0032] -与至少一个光学接收器相关联的至少一个光学发射器，
[0033]-与通过三角测量或三边测量运行的至少一个超声接收器相关联的至少一个超声 发射器，和
[0034] -至少一个飞行时间摄像机。
[0035] 除了电容技术以外，第一检测单元还能够包括这些上述单元中的一个或任意组 合。
[0036] 有利地，第一和第二检测单元中的每个都能够被另外布置以通过至少一个命令物 体与和每个检测单元相关联的控制表面的接触来实现至少一个、特别是几个命令物体的检 测。
[0037] 在用户设备的部分中的至少一个能够通过相对于另一部分转动而被重新定位使 得控制表面中的至少一个能够相对于另一控制表面被重新定位的情况下，根据本发明的装 置还能够包括测量由所述控制表面形成的（即用户设备的两个部分之间的）角度的单元。
[0038] 例如，由控制表面（即由用户设备的部分）形成的角度能够特别地根据用户设备 的应用和使用条件而变化或由用户改变。
[0039] 根据一个非限制性实施例，第一检测单元能够包括一个或更多个测量电极，其被 定向为朝着或面对设备的第二部分并且被用于测量设备的第一和第二部分之间的角度。这 些测量电极能够被布置在由设备的第一和第二部分形成的平面的交界处或附近。
[0040] 有利地，第一或第二检测单元能够被分别