CN102169393A - 光能发电信息输入模组和信息处理装置 - Google Patents

光能发电信息输入模组和信息处理装置 Download PDF

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Abstract

一种光能发电信息输入模组包括透光基板、第一电极层、光能发电层及第二电极层。所述透光基板用于承载光能发电层且在光能发电层的两侧分别设置第一电极层和第二电极层。所述光能发电层包括多个相互独立设置的光能发电单元；所述第一电极层和第二电极层分别与光能发电单元的两端电连接；所述光能发电单元包括至少两个串联电连接的子光能发电单元；当用户遮蔽或遮挡操作所述子光能发电单元时，所述子光能发电单元的电参数发生变化而用作所述光能发电信息模组的输入电信号。从而满足信息处理装置的电池充电电压幅值以实现将光能储存于信息处理装置电池中。本发明还提供一种包含该光能发电信息输入模组的信息处理装置。

Description

光能发电信息输入模组和信息处理装置
技术领域
本发明涉及一种信息输入模组及信息处理装置，尤其涉及一种利用光能发电进行信息输入的信息输入模组和应用该信息输入模组的信息处理装置。
背景技术
人们在电子装置上装设由光能发电材料制成的太阳能发电模组，用于接收自然环境光能转换成电能并存储于电子装置的充电电池中。同时，当遮蔽太阳能发电模组的表面时，其相关的发电参数(如电压、电流或发电功率等电参数)发生变化，即电参数明显下降。基于太阳能发电模组的电参数的明显变化可用作电子装置信息输入的电信号。将太阳能发电模组改进成为电子装置的类似触摸功能的信息输入界面具有很大应用前景。
太阳能发电模组包括多个太阳能发电单元，而每一个太阳能发电单元由一个PN结构成，每一PN结接收光能使其结内的电子运动而产生发电电压，每一PN结的发电电压值约0.5V。每一个太阳能发电单元的发电电压大小与光能发电区域的面积无关，而其发电电流大小与光能发电区域面积成正比。在发电电压一定的情况下，太阳能发电单元的发电电流越大越有利于收集太阳能，即其面积越大越有利于快速收集太阳能。而对于类似手指触摸操作的输入界面，则希望每一太阳能发电单元的面积与手指触摸面积相当，从而提供准确的输入电参数信号。实验表明：若每一个太阳能发电单元的面积设置过大，即手指触摸面积小于太阳能发电单元的面积1/4时，该太阳能发电单元相关的发电参数变化不明显，从而使电子装置基于变化不明显的电参数而产生错误判断，从而无法实现电子装置相应的功能操作。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种光能发电信息输入模组，以解决电子装置上的太阳能发电单元的面积较大时，手指触摸操作输入信息的灵敏度和准确度不高的问题。
还有必要提供一种应用该光能发电信息输入模组的信息处理装置。
一种光能发电信息输入模组包括透光基板、第一电极层、光能发电层及第二电极层。所述透光基板用于承载光能发电层且在光能发电层的两侧分别设置第一电极层和第二电极层。所述光能发电层包括多个相互独立设置的光能发电单元；所述第一电极层和第二电极层分别与光能发电单元的两端电连接；所述光能发电单元包括至少两个串联电连接的子光能发电单元；当用户遮蔽或遮挡操作所述子光能发电单元时，所述子光能发电单元的电参数发生变化而用作所述光能发电信息模组的输入电信号。
一种包含上述光能发电信息输入模组的信息处理装置，信息处理装置还包括扫描检测模块及处理模块。所述扫描检测模块用于扫描检测所述子光能发电单元的电参数；处理器用于判断电参数发生变化的子光能发电单元所属的光能发电单元，并产生该光能发电单元所对应的输入命令。
与现有技术相比，将光能发电单元进一步设置若干个相互分隔的且串联连接的子光能发电单元，使得子光能发电单元的面积与手指触摸面积相当。因此用户输入操作过程中，只要用户遮蔽光能发电单元中任意一个子光能发电单元，信息处理装置输出该光能发电单元对应的控制命令，进而提高遮蔽操作的灵敏度和准确度。
附图说明
图1为本发明一实施方式中信息处理装置的模块图。
图2为图1所示信息处理装置的示意图。
图3a为图2所示光能发电信息输入模组沿A-A’方向剖面图。
图3b为图2所示光能发电信息输入模组另一实施方式的剖面图。
图4为另一实施方式中的信息处理装置的示意图。
图5为图4所示信息处理装置的电路示意图。
主要元件符号说明
信息处理装置                100
光能发电信息输入模组        10、10’
命令指示单元                16
输入指示单元                18
充/供电管理模块             19
扫描检测模块                20
处理模块                    30
充电单元                    91
充电电池                    92
导电柱                      3、3’
光能发电单元                6
子光能发电单元              61、61’
隔离单元                    7
导电电极                    8、8’
绝缘区域                    9、9’
透光基板                    101
第一电极层                  102、102’
光能发电层                  103
第二电极层                  104、104’
保护层                      105
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明进行详细说明。
请参阅图1，信息处理装置100包括光能发电信息输入模组10、充/供电管理模块19、扫描检测模块20及处理模块30。其中充/供电管理模块19包括充电单元91和充电电池92，所述光能发电信息输入模组10将光能转换为电能并通过充电单元91将已转换的电能存储于充电电池92中。
请同时参阅图2，所述光能发电信息输入模组10包括若干个相互独立设置的光能发电单元6，每一光能发电单元6用于响应用户的遮蔽或遮挡操作(手指触摸操作)而使其相关发电电参数产生变化。扫描检测模块20扫描并检测每一光能发电单元6发电产生的电参数信号，处理模块30接收扫描检测结果确定一光能发电单元6发电产生的电参数信号发生变化时，产生该光能发电单元6对应的信息输入操作命令。所述电参数包括电压、电流和发电功率等。在本实施例中，每一光能发电单元6对应该信息处理装置100一个信息输入操作功能。从而使该光能发电信息输入模组10将光能转换为电能的同时，又可代替传统的机械输入按键或触摸板、触摸屏等供用户进行信息输入操作。
请参阅图3a，在本实施方式中，所述光能发电信息输入模组10包括透光基板101、光能发电层103、第一电极层102、第二电极层104及保护层105。在本实施方式中，所述透光基板101、光能发电层103、第一电极层102、第二电极层104及保护层105通过粘胶依次相互叠加固定。
透光基板101选用透光率良好的玻璃材料或塑胶材质。
多个光能发电单元6彼此相互独立设置于透光基板101和保护层105之间以形成所述光能发电层103。所述光能发电层103还包括用于将光能发电单元6相互分隔的隔离单元7。在本实施例中，隔离单元7采用绝缘材料；光能发电单元6采用非晶硅、单晶硅、多晶硅、有机硅等一种或多种太阳能发电材料且涂敷于透光基板101上。
第一电极层102和第二电极层104均与光能发电单元6电连接。在本实施方式中，所述第一电极层102和第二电极层104均呈平面结构，所述光能发电层103设置于第一电极层102和第二电极层104之间，并分别与之电连接。
其中，第一电极层102设置于所述透光基板101与光能发电层103之间并选用透明的导电材料，如铟锡氧化物(ITO)薄膜等制成。第一电极层102与多个光能发电单元6一端均电连接以形成接地的公共电极。第二电极层104包括多个相互绝缘设置的导电电极8，且每一个导电电极8与一光能发电单元6的另一端电连接。其中绝缘区域9将导电电极8相互绝缘隔离。第二电极层104的各个导电电极8还通过至少一个导电柱3分别与扫描检测模块20和充电电路91相连接，以便将光能发电单元6产生电能通过充电电路91存储于充电电池20内的同时，将其发电电参数输出至扫描检测模块20。在本实施方式中，扫描检测模块20采用一单刀多掷开关芯片(如CD4051等)，即所述单刀多掷开关轮流高速接通每一个导电柱3，从而导电柱3轮流进行采集光能发电单元6相关电参数并传送给处理模块30。
在另一实施方式中，请参阅图3b，所述第一电极层102’包括多个相互绝缘的透光导电电极8’和透光绝缘区域9’。其中每一个透光导电电极8’与一个光能发电单元6一端电连接且通过至少一个导电柱3’分别与扫描检测模块20和充电电路91相连接。所述第二电极层104’与所述多个光能发电单元6另一端电连接以形成接地的公共电极。
保护层105用于将第一电极层102、光能发电层103及第二电极层104固定设置于透光基板101上。
所述每一光能发电单元6包括多个串联电连接的子光能发电单元61。当光能发电单元6的一子光能发电单元61被遮蔽或遮挡时，所述子光能发电单元61的电流及发电效率等相关电参数发生变化，扫描检测模块20用于扫描并检测每一子光能发电单元61的相关电参数并将检测结果传送给处理模块30，处理模块30根据检测结果判断电参数发生变化的子光能发电单元61所属的光能发电单元6并生成所述光能发电单元6对应的功能操作的信息输入操作命令。当用户遮蔽或遮挡操作所述子光能发电单元61时，所述子光能发电单元61的电参数发生变化而用作所述光能发电信息输入模组10的输入电信号。在本实施方式中，每一子光能发电单元61由单独一个光敏二极管的PN结构成，即所述光敏二极管的PN结接收光能使PN结内的电子运动，从而使该PN结产生的电压约0.5V，其发电电流与该子光能发电单元61的面积成正比。
请同时参阅图5，每一光能发电单元6包含8个电串联连接的子光能发电单元61。因此每一光能发电单元6产生约4V电压信号，可直接用于充电电压为4V的电池充电，不需要额外变压电路或变压设备。
请参阅图4所示，在图4所示的实施方式中，信息处理装置100还包括命令指示单元16和输入指示单元18，用户根据命令指示单元16提示的信息输入操作命令以遮蔽相应的光能发电单元6或子光能发电单元61；输入指示单元18采用多个发光二极管并列设置，且每一个发光二极管对应连接一个操作功能，用于提示用户遮蔽操作已经产生对应的信息输入操作命令。例如，当用户需要启动信息处理装置100“主菜单”功能时，遮蔽输入指示单元18上显示“主菜单”对应下方的光能发电单元6或其中之一的子光能发电单元61。此时，若输入指示单元18中的对应的一光二极管被点亮，则表明用户遮蔽操作已经启动“主菜单”功能操作。
为了满足信息处理装置100的充电电池的充电电流要求，每一光能发电单元6的面积一般设置为大于人手指的面积，每一光能发电单元6对应信息处理装置100一个功能操作。所以光能发电单元6进一步设置成包含若干个相互分隔且串联连接的子光能发电单元61，每一子光能发电单元61的面积与人手指触摸面积相当。因此用户输入操作过程中，只要用户遮蔽光能发电单元6中任意一个子光能发电单元61，信息处理装置100输出该光能发电单元6对应的控制命令，从而可提高遮蔽操作的灵敏度和准确度。
是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干的变形和改进，这些也应该视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光能发电信息输入模组，其特征在于，包括透光基板、第一电极层、光能发电层及第二电极层；所述透光基板用于承载光能发电层且在光能发电层的两侧分别设置第一电极层和第二电极层；所述光能发电层包括多个相互独立设置的光能发电单元；所述第一电极层和第二电极层分别与光能发电单元的两端电连接；所述光能发电单元包括至少两个串联电连接的子光能发电单元；当用户遮蔽或遮挡操作所述子光能发电单元时，所述子光能发电单元的电参数发生变化而用作所述光能发电信息输入模组的输入电信号。
2.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述光能发电层还包括多个隔离单元，所述隔离单元采用绝缘材料且用于将所述光能发电单元相互电分隔。
3.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述透光基板选用透光率良好的玻璃材料或塑胶材质制成。
4.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述子光能发电单元的电参数包括电压、电流和发电功率。
5.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述第一电极层和第二电极层呈层状结构，第一电极层选用透光材料且用做所述光能发电单元接地的公共电极；第二电极层包括多个相互绝缘设置的导电电极；其中每一个导电电极与所述多个光能发电单元中的对应一光能发电单元电连接。
6.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述第一电极层和第二电极层呈层状结构，第一电极层包括多个相互绝缘设置的导电电极；其中每一个导电电极与所述多个光能发电单元中的对应一光能发电单元电连接；第二电极层用做所述光能发电单元接地的公共电极。
7.如权利要求1所述的光能发电信息输入模组，其特征在于：所述信息输入模组还包括一保护层，用于将第一电极层、光能发电层及第二电极层固定设置透明基板上。
8.一种包含权利要求1所述的光能发电信息输入模组的信息处理装置，包括扫描检测模块及处理模块；其特征在于，所述扫描检测模块用于扫描检测所述子光能发电单元的电参数；所述处理模块用于判断电参数发生变化的子光能发电单元所属的光能发电单元，并产生该光能发电单元所对应的输入命令。
9.如权利要求8所述的信息处理装置，其特征在于：所述子光能发电单元的电参数包括电压、电流、发电功率。
10.如权利要求8所述的信息处理装置，其特征在于：所述信息处理装置还包括命令指示单元和输入指示单元，所述命令指示单元用于提示用户信息输入操作命令所对应的光能发电单元；输入指示单元用于将输入命令生成与否的情况反馈给用户。
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