感测2d触摸和3d触摸的电子装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施方式涉及一种具有感测2D触摸和3D触摸的功能的电子装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着近来触摸识别技术和3D显示技术的发展，正在积极地对使得用户能够以3维方式访问电子装置的技术(换言之，3D交互)进行研究。这种3D交互具有核心技术。该核心技术是用于感测传统触摸屏上的X-Y轴输入作为触摸输入并且同时感测传统触摸屏上的Z轴输入作为触摸输入的空间识别技术。
[0003]对于传统2D触摸，布置侧视型光发射元件和侧视型光接收元件，并且利用光导控制从光发射元件发射的光以仅向显示屏幕照射不可见红外光。
[0004]当指点器(例如，用户的手指和笔)被置于显示屏幕上时，光无法穿过显示屏幕，因此识别2D触摸。这种2D触摸仅可实现简单的触摸，用户无法在远距离处操纵2D触摸。为了解决2D触摸的这种缺点，开发了 3D触摸技术。对于3D触摸(例如，手势)，布置顶视型光发射元件和顶视型光接收元件。当指点器(例如，用户的手指和笔)靠近显示屏幕时，光接收元件识别反射的光，因此计算出指点器的位置。
[0005]因此，2D触摸方式和3D触摸方式彼此不同，使得它们不得不独立地制造并且不利地需要许多空间和高成本。另外，3D触摸中所使用的光发射元件具有有限的辐射角，在显示区域中可能生成无法进行触摸识别的死区。
[0006]非常需要开发一种用于精确且准确地感测2D触摸和3D触摸的具有2D触摸和3D触摸功能的电子装置。
【发明内容】
[0007]本公开的一个目的是解决上面提到的问题和缺点。本公开的另一目的是提供一种具有2D触摸和3D触摸功能的电子装置及其控制方法，其可通过布置将从光发射单元入射的光当中的用于感测2D触摸的第一光与用于感测3D触摸的第二光隔离的光隔离单元，在没有死区的情况下精确且准确地感测指点器的2D触摸和3D触摸。
[0008]为了实现这些目的和其它优点，并且根据本公开的目的，如本文具体实现并广义描述的，一种具有感测2D触摸和3D触摸的功能的电子装置包括:显示单元；边框单元，其被配置为围绕所述显示单元的边缘区域；多个光发射单元，其被布置在所述边框单元中，彼此间隔开第一距离；多个光接收单元，其被布置在所述边框单元中，彼此间隔开第二距离；光隔离单元，其位于从所述光发射单元发射的光传播的方向上，该光隔离单元被配置为将从所述光发射单元入射到其上的光当中的用于感测2D触摸的第一光与用于感测3D触摸的第二光隔离；驱动控制单元，其被配置为基于预设时间周期依次操作所述多个光发射单元；以及运动识别单元，其被配置为通过检测并补偿所述第一光的量来计算水平坐标，通过检测从预设指点器反射的所述第二光的量来计算空间坐标，基于所检测到的光的量提取所述指点器的运动，并且实现与所提取的运动对应的操作。
[0009]所述驱动控制单元可基于光发射单元的布置顺序在顺时针或逆时针方向上依次操作所述多个光发射单元。
[0010]所述运动识别单元可包括:检测器，其被配置为通过所述光接收单元检测从指点器反射的光的量；噪声消除器，其被配置为从所检测的光的量消除属于预设波长范围以外的其它波长范围的噪声光；坐标计算器，其被配置为基于已消除所述噪声光的光的量计算X坐标、Y坐标和Z坐标；运动提取器，其被配置为基于指点器的坐标提取指点器的运动；以及控制器，其被配置为控制所述检测器、所述噪声消除器、所述坐标计算器和所述运动提取器，并且实现与所提取的运动对应的操作。
[0011]在通过检测并补偿第一光的量来计算水平坐标之后，所述坐标计算器可检测从指点器反射的第二光的量并且基于所检测的第二光的量来计算空间坐标。
[0012]所述坐标计算器可对从彼此面对的光发射单元接收的第一光的量进行交叉插值。
[0013]在本公开的另一方面中，一种用于控制电子装置的方法，所述电子装置包括多个光发射单元、多个光接收单元和光隔离单元，具有感测2D触摸和3D触摸的功能，所述方法包括以下步骤:基于预设时间周期依次操作所述多个光发射单元；将从所述光发射单元入射的光当中的用于感测2D触摸的第一光与用于感测3D触摸的第二光隔离；直接接收用于感测2D触摸的所述第一光；通过检测并补偿所接收到的第一光的量来计算水平坐标；接收用于感测3D触摸的第二光当中的从预设指点器反射的光；以及通过检测所接收到的第二光的量并且计算空间坐标来基于所提取的光的量提取所述指点器的运动，并且实现与所提取的运动对应的操作。
[0014]本发明的进一步的适用范围将从下文给出的详细描述而变得更明显。然而，应该理解，仅示意性地在指示本发明的优选实施方式的同时给出详细描述和具体示例，因为对于本领域技术人员而言，通过该详细描述，本发明的精神和范围内的各种改变和修改将变得明显。
【附图说明】
[0015]可参照以下附图详细描述布置方式和实施方式，其中相似的标号指代相似的元件，并且附图中:
[0016]图1是示出根据本公开的一个实施方式的电子装置的2D触摸和3D触摸功能的示图；
[0017]图2是示出根据本公开的一个实施方式的电子装置的内部结构的平面图；
[0018]图3是沿图2的1-1线的截面图；
[0019]图4至图8是示出根据本公开的光隔离单元的布置方式的示图；
[0020]图9A、图9B、图10A、图1OB和图11是不出根据本公开的光隔呙单兀与光发射单兀之间的布置关系的示图；
[0021]图12A、图12B、图13A、图13B、图13C和图14是示出根据本公开的光发射单元与光接收单元之间的布置关系的示图；
[0022]图15是示出根据另一实施方式的具有光导单元的电子装置的截面图；
[0023]图16是具体地示出图15的光导单元的截面图；
[0024]图17A、图17B和图17C是示出光导单元的面积的平面图；
[0025]图18至图20是示出布置在光导单元的侧面中的光发射单元的截面图；
[0026]图21是示意性地示出用于识别指点器的运动的运动识别单元的示图；
[0027]图22是示出运动识别单元的框图；
[0028]图23、图24A和图24B是不出电子装置的一个实施方式以描述根据本公开的用于控制电子装置的方法的示图；
[0029]图25A和图25B是示出由光接收单元接收的用于感测2D触摸的第一光的量数据的示图；
[0030]图26A、图26B和图26C是示出由光接收单元感测的用于感测3D触摸的第二光的光量数据的示图；以及
[0031]图27是示出根据本公开的用于控制电子装置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]现在将参照附图根据本文公开的示例性实施方式详细给出描述。为了参照附图简要描述，可为相同或等同的组件提供相同的标号，其描述将不再重复。通常，诸如“模块”和“单元”的后缀可用于指代元件或组件。本文使用这种后缀仅是为了方便说明书的描述，后缀本身并非旨在给予任何特殊含义或功能。在本公开中，为了简明起见，本领域普通技术人员熟知的内容通常被省略。使用附图来帮助容易地理解各种技术特征，应该理解，本文呈现的实施方式不受附图的限制。因此，本公开应该被解释为扩展至附图中具体示出的形式以外的任何更改形式、等同形式和替代形式。
[0033]将理解，尽管本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，这些元件不应受这些术语的限制。这些术语通常仅用于将一个元件与另一个元件相区分。
[0034]将理解，当元件被称作“与”另一元件“连接”时，该元件可与所述另一元件直接连接或者还可存在中间元件。相比之下，当元件被称作“与”另一元件“直接连接”时，不存在中间元件。
[0035]单数表示形式可包括多数表示形式，除非它根据上下文表示明确不同的含义。
[0036]本文中使用诸如“包括”或“具有”的术语，应该理解，这些术语旨在指示存在说明书中公开的多个组件、功能或步骤，还将理解，可同样使用更多或更少的组件、功能或步骤。
[0037]本文中提及的具有2D触摸和3D触摸功能的电子装置可以是移动终端或固定终端。
[0038]本文呈现的移动终端可利用各种不同类型的终端来实现。这些终端的示例包括蜂窝电话、智能电话、用户设备、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪、便携式计算机(PC)、石板PC、平板PC、超极本、可穿戴装置(例如，智能手表、智能眼镜、头戴式显示器(HMD))等。
[0039]固定终端的示例包括数字TV、台式计算机和数字标牌。
[0040]图1是示出根据本公开的一个实施方式的电子装置的2D触摸和3D触摸功能的示图。图2是示出根据本公开的一个实施方式的电子装置的内部结构的平面图。图3是沿图2的1-1线的截面图。
[0041]图1至图3所示的根据本公开的电子装置100可包括显示单元110、光发射单元121、光接收单元122、光隔离单元130、边框单元140和运动识别单元(未示出)。
[0042]显示单元110可显示在电子装置100中处理的信息。
[0043]例如，在电子装置100是导航系统的情况下，显示UI (用户界面)或GUI (图形用户界面)。
[0044]如图1所示，显示单元110可占据根据本公开的电子装置的前表面的大部分区域。
[0045]显示单元110可包括液晶显示器(IXD)、薄膜晶体管-液晶显示器(TFT IXD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器和3D显示器中的至少一个。
[0046]边框单元140被配置为围绕显示单元110的边缘区域。
[0047]图2所示的边框单元140可具有与显示单元110相似的外形。
[0048]因此，边框单元140被布置为围绕显示单元110的边缘。根据情况，边框单元140可与显示单元110的边缘部分地交叠。
[0049]在边框单元140被设置在显示单元110的前面的情况下，可在边框单元140中形成孔以用来暴露显示单元140。
[0050]边框单元140可以是设置在根据本公开的电子装置100中的内框之一。
[0051]例如，设置在图1所示的电子装置100中的前表面的外观可由前壳体101限定，边框单元140可被设置在前壳体101中。
[0052]在一个实施方式中，边框单元140可构成设置在显示单元110中的IXD模块。
[0053]在这种情况下，边框单元140可支撑IXD面板以及布置在IXD面板下面的背光单元的外部，以将IXD面板和背光单元彼此连接。
[0054]另外，如果需要，边框单元140可与用于驱动光发射单元121和光接收单元122的印刷电路板一体地形成。另选地，边框单元140可以是限定电子装置100的外观的壳体。
[0055]边框单元140可包括隔开第一距离布置的多个光发射单元121以及隔开第二距离布置的多个光接收单元122。
[0056]每两个光发射单元121之间的第一距离可比每两个光接收单元122之间的第二距离窄。
[0057]此时，光发射单元121可多于光接收单元122。
[0058]另选地，每两个光发射单元121之间的第一距离可比每两个光接收单元之间的第二距离宽。
[0059]此时，光发射单元121可少于光接收单元122。
[0060]如图2所示，光发射单元121和光接收单元122可沿着显示单元110的边缘(rim)部分设置，它们可形成围绕显示单元110的一种光电传感器模块阵列。
[0061]各个光发射单元121可照射光，照射的光被与显示单元110间隔开的指点器10反射。当照射的光被反射时，各个光接收单元122可接收所反射的光。