CN117642713A - 电子设备和检测电子设备上的手势输入的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种电子设备。该电子设备包括：热电层，其包括阵列形式的多个热电块，所述多个热电块被配置为检测来自手势的热辐射；第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及第一电路，其被配置为接收从所述多个第一电极和所述多个第二电极发送的第一信号，并且被配置为在接收到所述第一信号时检测所述电子设备上的手势输入。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互和手势检测技术，尤其涉及一种电子设备和检测电子设备上的手势输入的方法。
背景技术
已经采用了各种技术来促进人机交互。例如，电子设备可以是语音控制的。此外，显示面板可以用触控结构来实现，从而能够对显示面板进行触控。然而，触控需要人和机器之间的接触。语音控制可能不总是能够实现准确的结果，特别是当用户处于嘈杂的环境中时。因此，需要替代的控制技术，除了其它特征之外，其允许非接触人机交互、高准确度、以及与具有显示面板的设备兼容。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种电子设备，包括：热电层，其包括阵列形式的多个热电块，所述多个热电块被配置为检测来自手势的热辐射；第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及第一电路，其被配置为接收从所述多个第一电极和所述多个第二电极发送的第一信号，并且被配置为在接收到所述第一信号时检测所述电子设备上的手势输入。
可选地，所述电子设备还包括非暂态存储器，所述非暂态存储器包括第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的热的分布模式的数据。
可选地，所述电子设备还包括第二电路，所述第二电路被配置为通过消除所述第一信号中的由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的所述热贡献的噪声，来将所述第一信号转换为第二信号。
可选地，所述电子设备还包括非暂态存储器，所述非暂态存储器包括第二数据库，所述第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。
可选地，所述电子设备还包括第二电路，所述第二电路被配置为基于所述对应关系并且在检测到所述手势输入时生成命令信号，并且基于与所述手势输入相对应的命令来驱动所述电子设备执行操作。
可选地，操作包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。
可选地，所述电子设备还包括显示面板，所述显示面板被配置为在显示区域中显示图像；其中，所述多个热电块至少部分位于所述显示区域中。
可选地，所述电子设备还包括位于所述显示面板的发光侧的触控结构；其中，所述热电层、所述第一电极层与所述第二电极层位于所述触控结构远离所述显示面板的一侧。
可选地，显示区域包括多个子像素区域和子像素间区域；以及所述多个热电块、所述多个第一电极和所述多个第二电极位于所述子像素间区域。
可选地，多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉，形成多个交叉点；以及所述多个热电块分别位于所述多个交叉点，且位于所述第一电极层与所述第二电极层之间。
可选地，所述电子设备还包括位于与所述显示面板的发光侧相对的一侧的支撑结构；其中，所述热电层、所述第一电极层和所述第二电极层被集成到所述支撑结构中。
可选地，支撑结构包括柔性衬底基板；所述第一电极层位于所述柔性衬底基板靠近所述显示面板的一侧；所述热电层位于所述第一电极层远离所述柔性衬底基板的一侧；以及所述第二电极层位于所述热电层远离所述第一电极层的一侧。
可选地，柔性衬底基板是所述显示面板的背膜；以及所述热电层、所述第一电极层和所述第二电极层位于所述背膜和所述显示面板之间。
可选地，支撑结构还包括：金属支撑层，其位于所述第二电极层远离所述柔性衬底基板的一侧；泡沫层，其位于所述金属支撑层远离所述第二电极层的一侧；以及粘合层，其位于所述泡沫层远离所述金属支撑层的一侧，将所述支撑结构粘合到所述显示面板。
在另一方面，本公开提供了一种检测电子设备上的手势输入的方法，其中，所述电子设备包括：热电层，其包括阵列形式的多个热电块；第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及第一电路，其连接到所述多个第一电极和所述多个第二电极；该方法包括：通过所述热电层检测来自手势的热辐射；通过所述第一电路从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收第一信号；以及在接收到所述第一信号时检测所述电子设备上的所述手势输入。
可选地，所述方法还包括建立第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的热的分布模式的数据。
可选地，所述方法还包括通过消除所述第一信号中的由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的所述热所贡献的噪声来将所述第一信号转换成第二信号。
可选地，所述方法还包括建立第二数据库，所述第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。
可选地，所述方法还包括基于所述对应关系并且在检测到所述手势输入时生成命令信号，并且基于与所述手势输入相对应的命令来驱动所述电子设备执行操作。
可选地，操作包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。
附图说明
根据各种公开的实施例，以下附图仅是用于说明目的的示例，并且不旨在限制本发明的范围。
图1为示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。
图2是沿图1中A-A’线的截面图。
图3为根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。
图4为示出根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域与周边区域的示意图。
图5A示出了根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域中的详细结构。
图5B示出了根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域中的详细结构。
图6示出了根据本公开的一些实施例中的电子设备中的堆叠结构的布置。
图7是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。
图8为示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。
图9示出了根据本公开的一些实施例中的的多个子像素区域和子像素间区域。
图10示出了根据本公开的一些实施例中的热电结构的结构。
图11是根据本公开的一些实施例中的电子设备中的放大区域的示意图。
图12示出了根据本公开的一些实施例中的电子设备中的堆叠结构的布置。
图13是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。
图14是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。
图15是示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。
图16是示出根据本公开的一些实施例中的检测电子设备上的手势输入的过程的流程图。
图17是示出根据本公开的一些实施例中的检测电子设备上的手势输入的过程的流程图。
具体实施方式
现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应当注意，本文中呈现的一些实施例的以下描述仅用于说明和描述的目的。其不是穷举的或限于所公开的精确形式。
本公开尤其提供了一种电子设备和检测电子设备上的手势输入的方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。在一个方面，本公开提供了一种电子设备。在一些实施例中，电子设备包括：热电层，其包括阵列形式的多个热电块，所述热电块被配置为检测来自手势的热辐射；第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及第一电路，其被配置为接收从所述多个第一电极和所述多个第二电极发送的第一信号，并且被配置为在接收到所述第一信号时检测所述电子设备上的手势输入。
如本文所用，术语“热电”涉及诸如具有极性晶体结构的材料之类的材料，其能够由于温度变化而生成暂时的电压或电流，例如通过在一定时间间隔内加热或冷却物质。温度变化可以以热电材料的极化可以被改变的方式略微改变位于极性晶体结构内的原子的位置，这进而可以导致观察到暂时的电压或电流。由于这一特性，热电材料能够检测热辐射。
各种合适的热电材料和各种合适的制造方法可用于制备热电层PEL。例如，热电材料可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺沉积在基板上以形成热电材料层，并且热电材料层随后被图案化以形成多个热电块。合适的热电材料的示例包括氮化铝、氧化锌、热电聚合物(如，聚偏二氟乙烯)、PZT型陶瓷材料(如，铅锆钛)、和TGS-或LiTaO3型结晶元素(如，硫酸三甘氨酸)。
各种适当的电极材料和各种适当的制造方法可用于制造第一电极层EL1和第二电极层EL2。例如，电极材料可以通过例如溅射或气相沉积而沉积在基板上，并且通过例如光刻(如，湿法蚀刻工艺)图案化，以形成第一电极层EL1和第二电极层EL2。合适的导电电极材料的示例包括但不限于铝、铬、钨、钛、钽、钼、铜、以及包含它们的合金或层压材料。在另一个示例中，可以使用非金属透明电极材料。合适的非金属透明电极材料的示例包括但不限于各种透明金属氧化物电极材料和透明纳米碳管。透明金属氧化物材料的示例包括但不限于氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟镓和氧化铟镓锌。
本公开的发明人发现，令人惊讶且出乎意料地，通过包括具有独特结构的热电元件，电子设备可以用于检测手势输入。
图1为示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。图2是沿图1中A-A’线的截面图。参考图1和图2，在一些实施例中，电子设备包括热电层PEL、第一电极层EL1和第二电极层EL2。可选地，第一电极层EL1位于衬底基板BS上，热电层PEL位于第一电极层EL1远离衬底基板BS的一侧，并且第二电极层EL2位于热电层PEL远离第一电极层EL1的一侧。
在一些实施例中，热电层PEL包括以阵列布置的多个热电块PEB，第一电极层EL1包括多个第一电极E1，第二电极层EL2包括多个第二电极E2。如图1和图2所示，多个第一电极E1中的各个第一电极电连接到多个热电块PEB中的复数个热电块。例如，各个第一电极电连接到一行复数个热电块。多个第二电极E2中的各个第二电极电连接到多个热电块PEB中的复数个热电块。例如，各个第二电极电连接到一列复数个热电块。多个第一电极E1不直接连接到多个第二电极E2。
在一些实施例中，电子设备还包括位于第一电极层EL1与第二电极层EL2之间的平坦化层PLN。通过在第一电极层EL1和第二电极层EL2之间具有平面化层PLN，当各个第一电极和各个第二电极在不存在热电块的位置处彼此交叉时，各个第一电极与各个第二电极绝缘。平坦化层PLN的厚度与第一电极层EL1和热电层PEL的组合厚度相同，使得多个第二电极E2形成在平坦化层PLN和多个热电块PEB远离衬底基板BS的一侧。各个第二电极可被形成为与一列中的复数个热电块接触。
在一些实施例中，电子设备还包括第一电路C1。多个第一电极E1和多个第二电极E2连接到第一电路C1。在一个示例中，第一电路C1是感测集成电路。在一些实施例中，“手势”可以被认为是对电子设备的无接触“触控”。当用户在电子设备附近施加手势时，相对于该手势在阈值距离内的一个或多个热电块可检测来自该手势(例如，来自用户的手指或手掌)的热辐射。在阈值距离内的各个热电块生成电信号，例如电压信号，该电信号通过连接到相应热电块的相应第一电极和相应第二电极传输到第一电路C1。第一电路C1接收该信号。基于连接至相应热电块的相应第一电极和相应第二电极的位置，可以确定手势的无接触“触控”的“触控”位置。无接触“触控”，在被检测到时，可以用作提示命令的电子设备上的输入。
在一些实施例中，第一电路C1被配置为接收从多个第一电极E1和多个第二电极E2发送的第一信号，并且被配置为在接收到第一信号时检测电子设备上的手势输入。可选地，第一信号是原始信号，其包括由手势感应的真实信号和由环境贡献的噪声信号。
本公开的发明人发现，最显著的噪声之一是电子设备在其操作时生成的热。本公开的发明人发现，可以通过减少或消除由电子设备在其操作时生成的热所引入的噪声，来提高手势检测的灵敏度。在一些实施例中，电子设备还包括非暂态存储器，其包括第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据。
可在任何适当的时间测量关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据。在一个示例中，可以在每次电子设备启动时测量数据。在另一示例中，当电子设备工作时，可以周期性地更新数据。在另一示例中，可以在校准过程期间测量数据。
可以以类似的方式过滤其他环境噪声。在一些实施例中，第一数据库被配置为存储关于由一个或多个环境对象生成的在一个或多个热电块中感应电信号的热的数据。电子设备被配置为周期性地和实时地测量关于由一个或多个环境对象生成的热的数据。
在一些实施例中，电子设备还包括第二电路C2。第二电路C2电连接到第一电路C1，并且被配置为从第一电路C1接收第一信号。在一个示例中，第二电路可以是用于电子设备的驱动集成电路，并且被配置为驱动电子设备以执行操作。
可选地，第一电路C1和第二电路C2是两个单独的电路。
可选地，第一电路C1和第二电路C2是同一电路的一部分，例如同一集成电路的一部分。
在一些实施例中，第二电路C2被配置为通过消除从第一电路C1传输的第一信号中的噪声，来将第一信号转换为第二信号。在一个示例中，噪声包括由电子设备在操作时在热电层上生成的热贡献的噪声。在另一示例中，噪声包括由除了电子设备之外的一个或多个环境对象贡献的噪声。可选地，一个或多个环境对象可以是热源。可选地，一个或多个环境对象可以是冷源。环境对象的示例包括阳光、气流(热空气或冷空气)、加热光源等。
在一些实施例中，电子设备还包括非暂态存储器，其包括第二数据库，该第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。每个手势输入对应于一个或多个命令。每个命令对应于一个或多个手势输入。例如，“指向”手势可以对应于鼠标输入装置的点击，或者触控面板上的触摸。左或右“滑动”手势可以对应于导航到前一页或下一页。向上或向下“滑动”手势可对应于向上或向下移动页面。“画圈”手势可对应于从一个所显示的虚拟对象到另一个所显示的虚拟对象的移动。
在一些实施例中，第二电路C2被配置为基于存储在第二数据库中的对应关系并且在检测到手势输入时生成命令信号。可选地，第二电路C2被配置为驱动电子设备基于手势输入对应的指令执行操作。在一个示例中，操作可以包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。术语“命令信号”是指可由处理器识别为用以执行可由处理器执行的操作或功能的指令的任何信号。
本公开的电子设备具有广泛的应用。在一个示例中，电子设备是车辆显示设备，由本公开实现的手势控制允许用户向车辆显示设备提供手势输入，特别是当不能容易地应用其他控制方法(例如，触控或语音控制)时。在另一个示例中，电子设备是诸如跑步机的健身设备。当用户在锻炼时，健身设备的触控是困难的，并且健身房中的嘈杂环境声音使得语音控制不可行。因此，本公开提供了一种高度灵敏的用户-机器交互方法，增强了用户的安全性。
多个热电块可以具有任何适当的形状。热电块的适当形状的示例包括正方形、长方形、三角形、圆形、椭圆形、六边形、五边形、正多边形、不规则形状等。图1描述了具有菱形形状的热电块。图3为根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。图3描述了具有六边形形状的热电块。
在一些实施例中，电子设备还包括显示面板，其被配置为在显示区域中显示图像。可选地，多个热电块至少部分在显示区域中。图4为示出根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域与周边区域的示意图。参照图4，在一些实施例中，电子设备包括显示区域DA与周边区域PA。可选地，显示区域DA与存在触控结构的触控区域基本相同。多个热电块PEB至少部分地位于显示区域DA。可选地，多个热电块PEB以阵列形式排列，所述阵列完全位于显示区域DA中。
如这里所使用的，术语“显示区域”是指电子设备的实际显示图像的区域。可选地，显示区域可以包括子像素区域和子像素间区域。子像素区域指的是子像素的发光区域，例如，对应于液晶显示器中的像素电极的区域或对应于有机发光二极管显示面板中的发光层的区域。子像素间区域是指相邻子像素区域之间的区域，例如对应于液晶显示器中的黑矩阵的区域或对应于有机发光二极管显示面板中的像素限定层的区域。可选地，子像素间区域是同一像素中的相邻子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是两个相邻像素中的两个相邻子像素区域之间的区域。
如本文所使用，术语“周边区域”是指电子设备的提供各种电路和电线以将信号传输到电子设备的区域。为了增加电子设备的透明度，电子设备的不透明或非透明组件(例如，电池、印刷电路板、金属框架)可设置于周边区域中而非显示区域中。
可以实践本显示面板的各种实施方式。图5A示出了根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域中的详细结构。参照图5A，在一些实施例中，显示面板在显示区域中包括衬底基板BS(例如，柔性衬底基板)；在衬底基板BS上的多个薄膜晶体管TFT中的相应一个的有源层ACT；栅极绝缘层GI，其位于有源层ACT远离衬底基板BS一侧；栅极G和第一电容器电极Ce1(都是第一栅极金属层的一部分)，其位于栅极绝缘层GI远离衬底基板BS的一侧；绝缘层IN，其位于栅极G和第一电容器电极Ce1远离栅极绝缘层GI的一侧；第二电容器电极Ce2(第二栅极金属层的一部分)，其位于绝缘层IN远离栅极绝缘层GI的一侧；层间介质层ILD，其位于第二电容器电极Ce2远离栅极绝缘层GI的一侧；源极S和漏极D(第一SD金属层的部分)，其位于层间介质层ILD远离栅极绝缘层GI的一侧；平坦化层PLN，其位于源极S和漏极D远离层间介质层ILD的一侧；像素限定层PDL，其限定子像素开口并且位于平坦化层PLN远离衬底基板BS的一侧；以及在子像素开口中的发光元件LE。发光元件LE包括阳极AD，其位于平坦化层PLN远离层间介质层ILD一侧；发光层EL，其位于阳极AD远离平坦化层PLN的一侧；以及阴极层CD，其位于发光层EL远离阳极AD的一侧。显示面板在显示区域中还包括封装层EN，其封装虚设发光元件DLE，并且位于阴极层CD远离衬底基板BS的一侧。在一些实施例中，封装层EN包括第一无机封装子层CVD1，其位于阴极层CD远离衬底基板BS的一侧；有机封装子层IJP，其位于第一无机封装子层CVD1远离衬底基板BS的一侧；以及第二无机封装子层CVD2，其位于有机封装子层IJP远离第一无机封装子层CVD1的一侧。显示面板在显示区域中还包括缓冲层BUF，其位于封装层EN远离衬底基板BS的一侧；多个第二电极桥BR2，其位于缓冲层BUF远离封装层EN的一侧；触控绝缘层TI，其位于多个第二电极桥BR2远离缓冲层BUF的一侧；多个第一触控电极TE1，其位于触控绝缘层TI远离缓冲层BUF的一侧；以及外涂层OC，其位于多个第一触控电极TE1远离触控绝缘层TI的一侧。
图5B示出了根据本公开的一些实施例中的显示面板中的显示区域中的详细结构。参照图5B，在一些实施例中，显示面板在显示区域中包括衬底基板BS(例如，柔性衬底基板)；在衬底基板BS上的多个薄膜晶体管TFT中的相应一个的有源层ACT；栅极绝缘层GI，其位于有源层ACT远离衬底基板BS一侧；栅极G和第一电容器电极Ce1(都是第一栅极金属层的一部分)，其位于栅极绝缘层GI远离衬底基板BS的一侧；绝缘层IN，其位于栅极G和第一电容器电极Ce1远离栅极绝缘层GI的一侧；第二电容器电极Ce2(第二栅极金属层的一部分)，其位于绝缘层IN远离栅极绝缘层GI的一侧；层间介质层ILD，其位于第二电容器电极Ce2远离栅极绝缘层GI的一侧；源极S和漏极D(第一SD金属层的部分)，其位于层间介质层ILD远离栅极绝缘层GI的一侧；钝化层PVX，其位于源极S和漏极D远离层间介质层ILD的一侧；第一平坦化层PLN1，其位于钝化层PVX远离层间介质层ILD的一侧；第二平坦化层PLN2，其位于第一平坦化层PLN1远离钝化层PVX的一侧；中继电极RE(第二SD金属层的一部分)，其位于第二平坦化层PLN2远离第一平坦化层PLN1的一侧；像素限定层PDL，其限定子像素开口并且位于第二平坦化层PLN2远离衬底基板BS的一侧；以及在子像素开口中的发光元件LE。发光元件LE包括阳极AD，其位于第二平坦化层PLN2远离第一平坦化层PLN1的一侧；发光层EL，其位于阳极AD远离第二平坦化层PLN2的一侧；以及阴极层CD，其位于发光层EL远离阳极AD的一侧。显示面板在显示区域中还包括封装层EN，其封装虚设发光元件DLE，并且位于阴极层CD远离衬底基板BS的一侧。在一些实施例中，封装层EN包括第一无机封装子层CVD1，其位于阴极层CD远离衬底基板BS的一侧；有机封装子层IJP，其位于第一无机封装子层CVD1远离衬底基板BS的一侧；以及第二无机封装子层CVD2，其位于有机封装子层IJP远离第一无机封装子层CVD1的一侧。显示面板在显示区域中还包括缓冲层BUF，其位于封装层EN远离衬底基板BS的一侧；多个第二电极桥BR2，其位于缓冲层BUF远离封装层EN的一侧；触控绝缘层TI，其位于多个第二电极桥BR2远离缓冲层BUF的一侧；多个第一触控电极TE1，其位于触控绝缘层TI远离缓冲层BUF的一侧；以及外涂层OC，其位于多个第一触控电极TE1远离触控绝缘层TI的一侧。可选地，显示面板在显示区域中不包括钝化层PVX，例如，层间介质层ILD与第一平坦化层PLN1直接接触。
在一些实施例中，电子设备还包括位于显示面板的发光侧的触控结构(例如图5A与图5B所示的触控电极与桥接器)。图6示出了根据本公开的一些实施例中的电子设备中的堆叠结构的布置。参照图6，在一些实施例中，电子设备包括显示面板DP。可选地，在显示面板DP的发光侧LS，电子设备还包括在显示面板DP上的触控结构TCS、位于触控结构TCS远离显示面板DP的一侧的热电结构PES、以及位于热电结构PES远离触控结构TCS的一侧的盖C。
图7是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。参考图7，在一些实施例中，电子设备包括在触控结构TCS上的衬底基板BS；第一电极层EL1，其位于衬底基板BS远离触控结构TCS的一侧；热电层PEL，其位于第一电极层EL1远离衬底基板BS的一侧；第二电极层EL2，其位于热电层PEL远离第一电极层EL1的一侧；偏振器POL，其位于第二电极层EL2远离热电层PEL的一侧；以及盖C，其位于偏振器POL远离第二电极层EL2的一侧。
在一个示例中，衬底基板BS为触控结构TCS上的无色聚酰亚胺层。
在另一示例中，热电结构直接形成在覆盖触控结构TCS的外涂层(图5A和图5B中的OC)上。图7中的衬底基板BS为触控结构TCS上的外涂层。
图8为示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。参考图7和图8，在一些实施例中，热电层PEL包括以阵列布置的多个热电块PEB，第一电极层EL1包括多个第一电极E1，并且第二电极层EL2包括多个第二电极E2。如图7和图8所示，多个第一电极E1中的各个第一电极电连接到多个热电块PEB中的复数个热电块。例如，各个第一电极电连接到一行复数个热电块。多个第二电极E2中的各个第二电极电连接到多个热电块PEB中的复数个热电块。例如，各个第二电极电连接到一列复数个热电块。多个第一电极E1不直接连接到多个第二电极E2。
图9示出了根据本公开的一些实施例中的的多个子像素区域和子像素间区域。在一些实施例中，参照图8与图9，电子设备包括多个子像素区域SR与子像素间区域ISR。多个发光元件LE分别设置在多个子像素区域SR中。为了避免对图像显示产生不利影响，多个热电块PEB、多个第一电极E1和多个第二电极E2设置在子像素间区域ISR中。在如图8中描绘的一个示例中，多个热电块PEB中的各个热电块在一行中的相邻两个子像素区域之间的子像素间区域ISR的一部分中。各个第一电极在相邻两行子像素区域之间的子像素间区域ISR的一部分中。各个第二电极在相邻两列子像素区域之间的子像素间区域ISR的一部分中。
如这里所使用的，子像素区域指的是子像素的发光区域，例如，对应于液晶显示面板中的像素电极的区域或对应于有机发光二极管显示面板中的发光层的区域。可选地，像素可以包括与像素中的多个子像素相对应的多个单独的发光区域。可选地，子像素区域是红色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是绿色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是蓝色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是白色子像素的发光区域。
如这里所使用的，子像素间区域是指相邻子像素区域之间的区域，例如，对应于液晶显示面板中的黑矩阵的区域，或者对应于有机发光二极管显示面板中的像素限定层的区域。可选地，所述子像素间区域是同一像素中的相邻子像素区域之间的区域。可选地，所述子像素间区域是两个相邻像素中的两个相邻子像素区域之间的区域。可选地，所述子像素间区域是红色子像素的子像素区域和相邻的绿色子像素的子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是红色子像素的子像素区域和相邻的蓝色子像素的子像素区域之间的区域。可选地，所述子像素间区域是绿色子像素的子像素区域和相邻的蓝色子像素的子像素区域之间的区域。
在一些实施例中，多个第一电极和多个第二电极彼此交叉，形成多个交叉点。图10示出了根据本公开的一些实施例中的热电结构的结构。参照图8及图10，多个第一电极E1与多个第二电极E2彼此交叉，形成多个交叉点IS。多个热电块PEB分别位于多个交叉点IS且位于第一电极层与第二电极层之间。在如图8和图10中所描绘的一个示例中，每个热电块位于相应交叉点中，并且每个交叉点都存在热电块。由于第一电极和第二电极彼此交叉的任何交叉点都存在热电块，因此不需要具有平坦化层来使第一电极层与第二电极层绝缘。在制造电子设备时，可以省略一个掩模和一个图案化步骤。
在一些实施例中，触控结构包括多个触控电极TE。可选地，多个触控电极TE设置在子像素间区域ISR中。为了避免热电结构的电极与多个触控电极TE之间的寄生电容，多个第一电极E1与多个触控电极TE之间的重叠以及多个第二电极E2与多个触控电极TE之间的重叠应当减小或最小化，尤其是当多个触控电极TE包括网格线时。图11是根据本公开的一些实施例中的电子设备中的放大区域的示意图。参照图11，触控结构的网格线ML围绕多个发光元件LE中的相应发光元件。多个第一电极E1中的各个第一电极与网格线ML交叉多次(而不是不交叉)，以最小化各个第一电极与网格线ML之间的重叠。多个第二电极E2中的各个第二电极与网格线ML交叉多次，以最小化各个第二电极与网格线ML之间的重叠。
图12示出了根据本公开的一些实施例中的电子设备中的堆叠结构的布置。参照图12，在一些实施例中，电子设备还包括支撑结构SS，其位于显示面板DP的与发光侧LS相对的一侧。在一些实施例中，热电层、第一电极层和第二电极层集成到支撑结构SS中。
图13是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。参考图13，在一些实施例中，支撑结构SS包括柔性衬底基板，其用作用于形成热电结构的衬底基板BS。参照图12和图13，第一电极层EL1位于柔性衬底基板靠近显示面板DP的一侧，热电层PEL位于第一电极层EL1远离柔性衬底基板的一侧，并且第二电极层EL2位于热电层PEL远离第一电极层EL1的一侧。
在一些实施例中，支撑结构SS还包括金属支撑层MSL，其位于第二电极层EL2远离柔性衬底基板的一侧；泡沫层FL，其位于金属支撑层MSL远离所述第二电极层EL2的一侧；以及粘合层ADL，其位于泡沫层FL远离金属支撑层MSL的一侧，将支撑结构SS粘合到显示面板DP。金属支撑层MSL可以由任何适当的金属材料例(如，铜)制成。泡沫层FL可以由任何适当的有机聚合物材料制成。用于制造泡沫层FL的合适的有机聚合物材料的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。粘合层ADL可以由任何适当的粘合材料(如，光学透明树脂)制成。
图14是根据本公开的一些实施例中的电子设备的截面图。参照图14，在一些实施例中，电子设备包括位于显示面板DP与支撑结构SS的粘合层ADL之间的背膜BF。背膜BF用作用于形成热电结构的衬底基板。参照图12和图14，第一电极层EL1位于背膜BF靠近显示面板DP的一侧，热电层PEL位于第一电极层EL1远离背膜BF的一侧，并且第二电极层EL2位于热电层PEL远离第一电极层EL1的一侧。
在一些实施例中，第一电极层和第二电极层由透明电极材料制成。图15是示出根据本公开的一些实施例中的电子设备的结构的示意图。参考图15，多个第一电极E1中的各个第一电极与多个发光元件LE中的复数个发光元件(例如，一行发光元件)交叉。多个第二电极E2中的各个第二电极与多个发光元件LE中的复数个发光元件(例如，一列发光元件)交叉。多个热电块PEB中的各个热电块被四个相邻的发光元件围绕。
可选地，所述多个发光元件是多个发光二极管。在一个示例中，多个发光二极管是多个有机发光二极管。在另一示例中，所述多个发光二极管是多个微型发光二极管。在另一示例中，所述多个发光二极管是多个迷你发光二极管。
可选地，所述显示面板为液晶显示面板。
可选地，所述显示面板为发光二极管显示面板。
合适的电子设备的示例包括但不限于电子纸、移动电话、平板电脑、电视、监视器、笔记本电脑、数字相册、GPS等。可选地，所述电子设备为有机发光二极管显示设备。可选地，所述电子设备为液晶显示设备。
在另一方面中，本发明提供一种检测电子设备上的手势输入的方法。在一些实施例中，电子设备包括热电层，所述热电层包含呈阵列的多个热电块；第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及第一电路，其连接到所述多个第一电极和所述多个第二电极。
图16是示出根据本公开的一些实施例中的检测电子设备上的手势输入的过程的流程图。参考图16，在一些实施例中，该方法包括通过热电层检测来自手势的热辐射；由所述第一电路从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收第一信号；以及在接收到第一信号时检测电子设备上的手势输入。
在一些实施例中，方法还包括建立第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据。可选地，建立第一数据库的步骤包括每当电子设备启动时，测量关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据。可选地，建立第一数据库的步骤包括当电子设备工作时，更新关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据。
可选地，建立第一数据库的步骤还包括测量关于由一个或多个环境对象生成的在一个或多个热电块中感应电信号的热的数据。可选地，周期性地并且实时地执行测量关于由一个或多个环境对象生成的热的数据的步骤。
在一些实施例中，所述方法还包括通过消除第一信号中的由电子设备在操作时在热电层上生成的热所贡献的噪声来将第一信号转换成第二信号。
可选地，该方法还包括通过消除第一信号中由除了电子设备之外的一个或多个环境对象贡献的噪声来将第一信号转换成第二信号。可选地，一个或多个环境对象可以是热源。可选地，一个或多个环境对象可以是冷源。环境对象的示例包括阳光、气流(热空气或冷空气)、加热光源等。
在一些实施例中，所述方法还包括建立第二数据库，所述第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。每个手势输入对应于一个或多个命令。每个命令对应于一个或多个手势输入。
在一些实施例中，所述方法还包括基于所述对应关系且在检测到所述手势输入时生成命令信号。可选地，该方法还包括基于与手势输入相对应的命令来驱动电子设备以执行操作。在一个示例中，操作可以包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。
本公开的电子设备具有广泛的应用。在一个示例中，电子设备是车辆显示设备，由本公开实现的手势控制允许用户向车辆显示设备提供手势输入，特别是当不能容易地应用其他控制方法(例如，触控或语音控制)时。在另一个示例中，电子设备是诸如跑步机的健身设备。当用户在锻炼时，健身设备的触控是困难的，并且健身房中的嘈杂环境声音使得语音控制不可行。因此，本公开提供了一种高度灵敏的用户-机器交互方法，增强了用户的安全性。
图17是示出根据本公开的一些实施例中的检测电子设备上的手势输入的过程的流程图。参考图17，在一些实施例中，所述方法包括，基于存储关于由电子设备在操作时在热电层上生成的热的分布模式的数据的第一数据库DB1，通过消除第一信号中由电子设备在操作时在热电层上生成的热贡献的噪声，将第一信号转换为第二信号。基于第二信号，检测手势输入。接下来，基于存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据的第二数据库DB2，该方法还包括确定在所检测的手势输入与多个命令中的至少一个之间是否存在对应关系。在确定检测到的手势输入与多个命令中的至少一个命令之间存在对应关系时，该方法还包括基于对应关系并且在检测到手势输入时生成命令信号，并且基于与手势输入相对应的命令来驱动电子设备以执行操作。
在另一方面，本公开提供了一种制造电子设备的方法。在一些实施例中，所述方法包括形成热电层，所述热电层包括阵列形式的多个热电块，所述热电块被配置为检测来自手势的热辐射；形成包括多个第一电极的第一电极层，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；形成包括多个第二电极的第二电极层，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及形成第一电路，该第一电路被配置为接收从所述多个第一电极和所述多个第二电极发送的第一信号，并且被配置为在接收到所述第一信号时检测在所述电子设备上的手势输入。
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的实施例的上述描述。其不是穷举的，也不是要将本发明限制为所公开的精确形式或示例性实施例。因此，前面的描述应当被认为是说明性的而不是限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适合于所考虑的特定使用或实现的各种修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价物来限定，其中除非另有说明，否则所有术语都意味着其最广泛的合理意义。因此，术语“本发明(the invention、the presentinvention)”等不一定将权利要求范围限制为特定实施例，并且对本发明的示例性实施例的引用不意味着对本发明的限制，并且不应推断出这样的限制。本发明仅由所附权利要求的精神和范围来限定。此外，这些权利要求可能涉及使用“第一”、“第二”等，随后是名词或元素。这些术语应当被理解为命名法，并且不应当被解释为对由这些命名法所修改的元件的数量进行限制，除非已经给出了特定的数量。所描述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行改变。此外，本公开中的元件和组件都不是要贡献给公众，无论该元件或组件是否在所附权利要求中明确叙述。
Claims (20)
1.一种电子设备，包括：
热电层，其包括阵列形式的多个热电块，所述多个热电块被配置为检测来自手势的热辐射；
第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；
第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及
第一电路，其被配置为接收从所述多个第一电极和所述多个第二电极发送的第一信号，并且被配置为在接收到所述第一信号时检测所述电子设备上的手势输入。
2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括非暂态存储器，所述非暂态存储器包括第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的热的分布模式的数据。
3.根据权利要求2所述的电子设备，还包括第二电路，所述第二电路被配置为通过消除所述第一信号中的由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的所述热贡献的噪声，来将所述第一信号转换为第二信号。
4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括非暂态存储器，所述非暂态存储器包括第二数据库，所述第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。
5.根据权利要求4所述的电子设备，还包括第二电路，所述第二电路被配置为基于所述对应关系并且在检测到所述手势输入时生成命令信号，并且基于与所述手势输入相对应的命令来驱动所述电子设备执行操作。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述操作包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，还包括显示面板，所述显示面板被配置为在显示区域中显示图像；
其中，所述多个热电块至少部分位于所述显示区域中。
8.根据权利要求7所述的电子设备，还包括位于所述显示面板的发光侧的触控结构；
其中，所述热电层、所述第一电极层与所述第二电极层位于所述触控结构远离所述显示面板的一侧。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述显示区域包括多个子像素区域和子像素间区域；以及
所述多个热电块、所述多个第一电极和所述多个第二电极位于所述子像素间区域。
10.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉，形成多个交叉点；以及
所述多个热电块分别位于所述多个交叉点，且位于所述第一电极层与所述第二电极层之间。
11.根据权利要求7所述的电子设备，还包括位于与所述显示面板的发光侧相对的一侧的支撑结构；
其中，所述热电层、所述第一电极层和所述第二电极层被集成到所述支撑结构中。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，所述支撑结构包括柔性衬底基板；
所述第一电极层位于所述柔性衬底基板靠近所述显示面板的一侧；
所述热电层位于所述第一电极层远离所述柔性衬底基板的一侧；以及
所述第二电极层位于所述热电层远离所述第一电极层的一侧。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中，所述柔性衬底基板是所述显示面板的背膜；以及
所述热电层、所述第一电极层和所述第二电极层位于所述背膜和所述显示面板之间。
14.根据权利要求12所述的电子设备，其中，所述支撑结构还包括：
金属支撑层，其位于所述第二电极层远离所述柔性衬底基板的一侧；
泡沫层，其位于所述金属支撑层远离所述第二电极层的一侧；以及
粘合层，其位于所述泡沫层远离所述金属支撑层的一侧，将所述支撑结构粘合到所述显示面板。
15.一种检测电子设备上的手势输入的方法，
其中，所述电子设备包括：
热电层，其包括阵列形式的多个热电块；
第一电极层，其包括多个第一电极，所述多个第一电极中的各个第一电极电连接到复数个热电块；
第二电极层，其包括多个第二电极，所述多个第二电极中的各个第二电极电连接到复数个热电块；以及
第一电路，其连接到所述多个第一电极和所述多个第二电极；
该方法包括：
通过所述热电层，检测来自手势的热辐射；
通过所述第一电路，从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收第一信号；以及
在接收到所述第一信号时，检测所述电子设备上的所述手势输入。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括建立第一数据库，所述第一数据库被配置为存储关于由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的热的分布模式的数据。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括通过消除所述第一信号中的由所述电子设备在操作时在所述热电层上生成的所述热所贡献的噪声，来将所述第一信号转换成第二信号。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括建立第二数据库，所述第二数据库被配置为存储关于多个手势输入与多个命令之间的对应关系的数据。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括基于所述对应关系并且在检测到所述手势输入时生成命令信号，并且基于与所述手势输入相对应的命令，来驱动所述电子设备执行操作。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述操作包括激活显示在显示面板上的虚拟对象。
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