JP2011514700A - 組み込まれた近接センサを備えるｏｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、陰極１、陽極２及び活性スタック３を備えるＯＬＥＤ装置であって、陽極１がＯＬＥＤセグメント４を各々規定している複数の陽極セグメント８に分割されている、ＯＬＥＤ装置に関する。更に、２つの陽極セグメント８間及び／又は陽極セグメント８と周囲のアースとの間の複数の静電容量係数をそれぞれ測定する静電容量測定ユニット１２が、設けられている。このようにして、信頼できる近接センサ機能を備える照明目的のためのＯＬＥＤ装置が、達成される。

Description

本発明は、ＯＬＥＤ装置及び近接場イメージングタッチセンサの分野に関する。

タッチセンサは、種々の技術分野において利用されている。これらは、単に操作スクリーンのような表面の予め規定されている領域をタッチすることによって装置を制御する可能性を提供している。このために、しばしば、アースに対する「コモンモード」の静電容量の変化が、使用されている。これとは対照的に、近接場イメージングは、局所的な場の変化に反応し、そして、アースに対する「コモンモード」の静電容量に反応しない。従って、近接場イメージングは、「コモンモード」の技術において動作される標準的なタッチセンサと比較して、タッチセンサを動作させるより信頼できる仕方を提供する。更に、近接場イメージングは、指のような外部の物体の接近だけでなく、物体の位置も検出するのを可能にする。従って、例えば、近接場イメージングは、更に、それぞれの機能を有する異なるスクリーン領域上で指先によって示すことにより、タッチスクリーンセンサの助けを借りてシステムを制御することも可能にする。タッチセンサによるものは、種々の技術分野において広く知られている。

米国特許第２００３／０１５９９１０ Ａ１号から、容量性タッチセンサ及びＯＬＥＤ装置の組合せが、知られている。この文献に記載されている装置の主な目的は、組み込まれている照明されるタッチセンサ装置を提供することにある。このＯＬＥＤ装置において、このタッチ応答切換装置の少なくとも１つの電極は、当該発光装置の少なくとも１つの電極に結合されている。

しかしながら、上述の原理によって動作されているタッチセンサ装置は、特に厳しい環境条件において、故障しやすいことが知られている。このことは、予め規定されている閾値を超えた場合（例えば、容量性センサ内の誘導電流が閾値を超えた場合）に、検出信号が生成されるという事実によるものである。しかしながら、この絶対値は、当該センサ装置の温度及び／又は表面の状態によって変化し得る。従って、前記タッチセンサ装置は、十分に信頼できない可能性がある。

本発明の目的は、信頼できる近接場イメージング機能を提供する照明装置を提供することにある。

この目的は、陰極、陽極及び活性スタックを備えるＯＬＥＤ装置であって、前記陽極は、ＯＬＥＤセグメントを各々規定している複数の陽極セグメントに分割され、少なくとも２つの陽極セグメント間及び／又は少なくとも１つの陽極セグメントと基準点との間の複数の静電容量係数をそれぞれ測定する静電容量測定ユニットが設けられている、ＯＬＥＤ装置によって達成される。

従って、従来技術のＯＬＥＤ装置のように本発明によるＯＬＥＤ装置は、陽極、陰極、及び陽極と陰極との間の少なくとも１つ活性層を有する活性スタックを有する。しかしながら、本発明によれば、少なくとも前記陽極が、複数の陽極セグメントに分割される。従って、異なる陽極セグメントを備える少なくとも２つのＯＬＥＤセグメントを有するＯＬＥＤであって、これらの陽極セグメントの一方及び／又は他方と基準点（例えば、周囲のアース）との間、及び／又は前記陽極セグメント自身間の静電容量をそれぞれ測定する可能性を提供するＯＬＥＤ装置の提供が、本発明の主なフィーチャである。

この設計は、上述されたように、この検出が、典型的には知られていない絶対値に関連付けられていないが、検出された信号の勾配変化に関連付けられている場合、容量性のタッチセンサの故障率が減少されることができるという認識に基づいている。従って、絶対値の変化は、本質的に取り除かれる。結果として、堅牢なタッチ感知型の照明される装置は、達成される。

本発明によれば、例えば、異なる陽極セグメント間、及び／又は陽極セグメントと周囲のアースとの間のような、少なくとも２つの静電容量係数が、測定される。この静電容量の測定は、種々の技術に基づくことができ、特に、前記静電容量は、直接的に又は間接的に測定されることができる。更に、この測定は、質的に又は量的になされることができる。更に、前記静電容量係数の変化が発生していることを検出するのに十分なものであり得る。

本発明の好ましい実施例によれば、前記静電容量測定ユニットは、複数の陽極セグメントの電流変化をそれぞれ測定する。このことは、本発明の好ましい実施例によれば、少なくとも、２つの異なる陽極セグメントにおけるそれぞれの電流変化が決定される。次いで、電流変化から、対応する静電容量値が、推定されることができる。

このＯＬＥＤセグメントは、種々の仕方で設計されることができる。本発明の好ましい実施例によれば、前記ＯＬＥＤセグメントは、コモン陰極を有し、並列接続において予め規定されている電圧を前記ＯＬＥＤセグメントに供給するドライバが設けられる。本発明の代替的な好ましい実施例によれば、前記ＯＬＥＤセグメントの各々は、これら「自身の」セグメント陰極を有しており、直列接続において予め規定されている電圧をＯＬＥＤセグメントに供給するドライバが、設けられている。従って、前記ＯＬＥＤセグメントの互いからの「隔離」は、異なる仕方において達成されることができる。コモン陰極が、「隔離されている」前記ＯＬＥＤセグメントに対して設けられているか否かの問題に依存して、前記陽極セグメントに、予め規定されている電圧を供給する異なる駆動方式が、使用される。

一般に、前記ＯＬＥＤセグメントは、種々の予め規定されている電圧を供給されることができる。しかしながら、本発明の好ましい実施例によれば、前記予め規定されている電圧は、全ての前記ＯＬＥＤセグメントに対して同じものである。このようにして、クロスカップリング静電容量及び内部のＯＬＥＤ静電容量の影響が、回避されることができ、当該装置を更に信頼できるものにする。

ドライバとして、一般に、異なる種類が使用されることができる。しかしながら、本発明の好ましい実施例によれば、前記ドライバは、高周波数発生器である。このことは、前記ＯＬＥＤ装置が近接センサとして使用されている場合、前記高周波数発生器は、アースに対して全てのＯＬＥＤセグメントに結合されており、これらのセグメントを、好ましくは同じ予め規定されている電圧によって駆動することを意味する。各セグメントに流入する電流は、各セグメントとアースと間の有効静電容量の基準である。

既に上述したように、好ましくは、電流センサが、個々のＯＬＥＤセグメント各々に流入している電流を検波するために使用される。誘電性の物体（例えば、指先）が、前記ＯＬＥＤセグメントに接近した場合、一般に、アースに対する大幅な静電容量の変化が生じる。この静電容量の変化は、全てのＯＬＥＤセグメントに影響を及ぼし、従って各セグメントの電流が変化する。前記誘電性の物体の位置に依存して、静電容量の変化量は、前記セグメント内で変化し、前記セグメントのアレイに対する前記誘電性の物体の相対的な位置に依存する。

一般に、前記ＯＬＥＤ装置の領域全体が、ＯＬＥＤセグメントに分割されることができる。しかしながら、本発明の好ましい実施例によれば、前記ＯＬＥＤ装置の一部だけが、ＯＬＥＤセグメントに分割される。更に、一般に、前記ＯＬＥＤセグメントは、均一な形状を有しても良い。しかしながら、本発明の好ましい実施例によれば、前記ＯＬＥＤセグメントは、付加的な空間次元による位置検出を可能にする互いに対する相対的な方位及び形状を有する。このようにして、カップリング係数は、それぞれのセグメントに沿って前記物体の位置を決定するのを可能にするＯＬＥＤセグメントの変化する形状に沿って位置依存するようになる。

更に、本発明の好ましい実施例によれば、前記ＯＬＥＤ装置は、照明装置の調光及び／又は色調節のために使用される。

本発明のこれら及び他の見地は、以下に記載される実施例を参照して、明らかになり、説明されるであろう。

本発明の第１の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置の模式図である。 本発明の前記第１の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置のための接続方式を示している。 誘電性の物体が前記ＯＬＥＤ装置に接近した場合の電荷分布を示している。 誘電性の物体が前記ＯＬＥＤ装置に接近した場合の電荷分布を示している。 本発明の第２の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置を示している。 本発明の前記第２の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置のための接続方式を示している。 本発明の第３の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置を模式的に示している。 本発明の第４の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置を示している。

図１から、本発明の第１の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置が見られる。この単純化された描写は、陰極１、陽極２及び活性スタック３を備えるＯＬＥＤ装置を示している。この活性スタック３は、少なくとも１つの活性層を有している。図１から分かるように、陰極１、陽極２及び活性スタック３は、コモンガラス基板５上に設けられている３つのＯＬＥＤセグメント４に分割されている。従って、各ＯＬＥＤセグメントは、セグメント陰極６、活性スタックセグメント７及び陽極セグメント８を有する。ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）でできているガラス基板５及び陽極２が使用されるので、活性スタック３の少なくとも１つの活性層において生成される光は、陽極２及びガラス基板５を通って発されることができる。

本発明の前記第１の好ましい実施例によれば、複数のＯＬＥＤセグメント４が、容量性近接センサとして使用される。このために、基準点（アース）に対する各セグメントに関する有効静電容量値が決定され、前記有効静電容量値の変化は、指先のような誘電性の物体が前記ＯＬＥＤ装置に接近した場合に検出される。

以下で、本発明の第１の好ましい実施例による前記ＯＬＥＤ装置がどのように駆動され、静電容量係数の変化がどのように決定されるかが、記載される。

図２から、本発明の前記第１の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置の電源及びタッチ感知機能に関する接続方式が、見られることができる。３つのＯＬＥＤセグメント４は、コモン陰極を有していないが、各々はそれぞれセグメント陰極６を有しており、ＯＬＥＤセグメント４は、直列接続において設けられている。ＯＬＥＤセグメント４のためのドライバ９として、全てのＯＬＥＤセグメント４に対して同じである予め規定されている電圧を３つのＯＬＥＤセグメント４に供給する高周波数発生器が、使用される。

通常操作の間、即ち照明光目的のため、本発明の前記第１の好ましい実施例による前記ＯＬＥＤ装置は、直流電圧源１０に接続されている。近接センサとして使用される場合、直流電圧源１０は、スイッチ１１の助けを借りて前記ＯＬＥＤ装置から分離される。次いで、前記高周波数発生器は、全てのＯＬＥＤセグメント４に結合される。各々個々のＯＬＥＤセグメント４に流入する電流の検出のための電流センサ１３を有する静電容量測定ユニット１２が、設けられる。

誘電性の物体がＯＬＥＤセグメント４に接近した場合、アースに対する大幅な静電容量の変化が生じる。一般に、このことは、全てのＯＬＥＤセグメント４に影響を及ぼし、従って、ＯＬＥＤセグメント４の各電流が変化するであろう。前記誘電性の物体の位置に依存して、前記静電容量の変化は、前記セグメント間で変化し、前記セグメントのアレイに対する前記誘電性の物体の相対的な位置に依存する。

図３ａ及び３ｂから見られる一例は、誘電性の物体１４が、左側においてＯＬＥＤセグメント４に接近した場合の、有効静電容量に関する測定としての電荷分布を示している。このようにして、ＯＬＥＤ装置内に組み込まれている信頼できる近接センサが、達成される。

本発明の第２の好ましい実施例を示している図４及び５から分かるように、類似の回路配置は、コモン陰極１５を有していると共に、従って並列接続されているＯＬＥＤセグメント４に関して実現されることができる。

更に、図６から、本発明の第３の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置が、見られることができる。本発明の前記第３の好ましい実施例によれば、ＯＬＥＤセグメント４も、コモン陰極１を有する。しかしながら、互いから「分離されている」ＯＬＥＤセグメント４は、ＯＬＥＤ領域全体を埋めているものではない。その代わり、本発明の前記第３の好ましい実施例によるＯＬＥＤ装置は、部分的な分割のみを有する。このようにして、静電容量近接センサの機能は、上述したように、前記ＯＬＥＤ装置の予め規定されている領域に対してのみ実現される。

図７から、部分的な分割を有する他のＯＬＥＤ装置が、見られることができる。本発明の前記第４の好ましい実施例によるこのＯＬＥＤ装置は、不均一なＯＬＥＤセグメント４を有する。このことは、カップリング係数が、各ＯＬＥＤセグメント４の変化する断面に沿って位置依存するようになるので、付加的な空間次元による位置検出を可能にする。

本発明は、添付図面及び上述の記載において、詳細に説明及び記載されたが、このような図例及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであり、限定的なものとみなされるべきではなく、本発明は、開示されている実施例に限定されるものではない。

開示されている前記実施例に対する他の変化は、前記添付図面、本明細書及び添付請求項の熟慮により、添付請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、行われることができる。「有する」という語は、請求項に記載されていない構成要素又はステップの存在を排除するものではない。単数形の構成要素は、複数のこのような構成要素を排除するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。前記請求項における如何なる符号も、前記請求項の範囲を制限するものとして解釈されてはならない。

Claims (9)

1. 陰極、陽極及び活性スタックを備えるＯＬＥＤ装置であって、前記陽極は、各々ＯＬＥＤセグメントを規定している複数の陽極セグメントに分割されており、少なくとも２つの陽極セグメント間及び／又は少なくとも１つ陽極セグメントと基準点との間の複数の静電容量係数をそれぞれ測定する静電容量測定ユニットが、設けられている、ＯＬＥＤ装置。
2. 前記静電容量測定ユニットが、複数の陽極セグメントにおける電流の変化をそれぞれ測定する、請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
3. 前記ＯＬＥＤセグメントは、コモン陰極を有しており、並列接続において予め規定されている電圧を前記ＯＬＥＤセグメントに供給するドライバが、設けられている、請求項１又は２に記載のＯＬＥＤ装置。
4. 前記ＯＬＥＤセグメント各々が、セグメント陰極を有しており、直列接続において予め規定されている電圧を前記ＯＬＥＤ装置に供給するドライバが設けられている、請求項１又は２に記載のＯＬＥＤ装置。
5. 前記予め規定されている電圧が、全てのＯＬＥＤセグメントに対して同じである、請求項３又は４に記載のＯＬＥＤ装置。
6. 前記ドライバは、高周波数発生器である、請求項５に記載のＯＬＥＤ装置。
7. 前記ＯＬＥＤの領域の一部のみが、ＯＬＥＤセグメントに分割されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＯＬＥＤ装置。
8. 前記ＯＬＥＤセグメントは、付加的な空間次元による位置検出を可能にする互いに対する相対的な方位及び／又は形状を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のＯＬＥＤ装置。
9. 照明装置の調光及び／又は色調節のための請求項１乃至８の何れか一項に記載のＯＬＥＤ装置の使用。

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