專利名稱：控制設(shè)備和包含該控制設(shè)備的電子設(shè)備的制作方法
控制設(shè)備和包含該控制設(shè)備的電子設(shè)備 本發(fā)明涉及一種控制設(shè)備和包含該控制設(shè)備的電子設(shè)備。本發(fā)明特別用于由使用者的手指或者手遠(yuǎn)距離地通過而控制的人機(jī)界面、中斷裝置、電位計(jì)和電流或者電壓變換器。更特別地，本發(fā)明目標(biāo)的控制設(shè)備允許控制電子設(shè)備或者通過活動物體(例如手等)在變換器前的通過來改變能量源(電能、水、氣、熱等)的強(qiáng)度。本發(fā)明例如可以用在媒介(例如音樂、固定圖像或者視頻)的閱讀器/記錄儀，燈或者任何其他照明裝置(例如在光線調(diào)整器中)，自動轉(zhuǎn)輪閥門(例如用于馬達(dá)接觸器)，水或者氣的龍頭(調(diào)節(jié)水流量)，散熱器或者其他熱設(shè)備(例如恒溫器)，通風(fēng)系統(tǒng)(例如空調(diào)、排風(fēng)器)或者在電梯中的級別選擇，遙控器或者鍵盤。公知地，使用斷路器、變換器或者調(diào)整器、線性或者旋轉(zhuǎn)電位計(jì)、或者按鈕、任何手動控制器來用于照明系統(tǒng)或者控制水或者氣的流量的系統(tǒng)的機(jī)械龍頭。然而，所述機(jī)械設(shè)·備的使用壽命很有限，因?yàn)樗鼈兙哂幸恍┻\(yùn)動機(jī)械部件，這些運(yùn)動機(jī)械部件因?yàn)闄C(jī)械部分的磨損而被破壞。還已知觸碰界面，使用者通過所述觸碰界面，觸摸觸摸屏以控制一些功能。然而所述觸摸屏的靈敏度可變化并且連續(xù)按壓也會導(dǎo)致磨損。此外，所述機(jī)械設(shè)備的手動致動或者在該觸摸屏上的按壓導(dǎo)致了不美觀的痕跡并且最終導(dǎo)致了積垢。最后，所述機(jī)械設(shè)備和所述觸摸屏在衛(wèi)生和污染風(fēng)險方面，特別是在集體使用情況下具有一些缺點(diǎn)。本發(fā)明用于解決上述缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明首先提出一種控制設(shè)備，包括至少一發(fā)射器-接收器對，所述發(fā)射器-接收器對包括一個射線發(fā)射器和一個接收由所述發(fā)射器發(fā)射并且被一物體反射的射線接收器，所述物體可活動地與該發(fā)射器-接收器對間隔設(shè)置，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器是隔開的并且適合于提供代表該接收器所接收的該發(fā)射器發(fā)射的射線的電信號，其特征在于，該控制設(shè)備還包括-顯示裝置，對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，該顯示裝置適合于面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交面顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面；和-控制裝置，該控制裝置根據(jù)由至少一個所述接收器提供的電信號而提供動作控制信號，每個發(fā)射器-接收器對因此與至少一個符號和至少一個當(dāng)所述活動物體位于識別動作的符號之前時受控的動作相關(guān)。因?yàn)樗鲈O(shè)置，對于控制一個動作，例如媒介閱讀、閱讀中的中斷、快速前進(jìn)或者返回、停止而言，使用者僅僅將其手指指向識別所述動作的符號就可以，而無需觸摸所述控制設(shè)備。因?yàn)楸景l(fā)明旨在保護(hù)的所述控制設(shè)備是非接觸的，其人體工程學(xué)原理相對于現(xiàn)有的設(shè)備而言得到了改進(jìn)。該人體工程學(xué)還可以變形、調(diào)整，即由安裝者、使用者或者軟件例如根據(jù)在該設(shè)備的給定狀態(tài)中允許的動作進(jìn)行參數(shù)化。例如，啟動一個動作所需的有效距離、期限和啟動一個動作的運(yùn)動可以在安裝時或者在安裝后根據(jù)使用者或者軟件的需要而被調(diào)整。因?yàn)闆]有使用者致動的機(jī)械部件，所有該控制設(shè)備的可靠性和使用壽命高于現(xiàn)有設(shè)備的可靠性和使用壽命。本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備還避免了在下面的環(huán)境中操作-潮濕的環(huán)境具有觸電危險的浴室、外面、浸沒，-骯臟的環(huán)境工廠、公共場合(機(jī)場、電梯)，和-干凈的環(huán)境醫(yī)院、農(nóng)產(chǎn)食品加工工業(yè)、公共場合。本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的實(shí)施還降低了破壞藝術(shù)的風(fēng)險，因?yàn)樵摽刂圃O(shè)備能 夠被屏蔽或者隱蔽，降低了積垢或者污染的風(fēng)險。根據(jù)一些特別的特征，所述顯示裝置適合于通過光線發(fā)射顯示至少一個符號。因?yàn)樗霾贾?，所顯示的符號更清楚，特別是在環(huán)境光線較弱的情況下。根據(jù)一些特別的特征，所述顯示裝置適合于在屏幕上顯示至少一個符號。因?yàn)樗霾贾?，不同的符號或者同一符號的不同顏色或者對比度可以通過相同的顯示裝置顯示。注意到該顯示裝置還可以顯示至少一個印刷、絲網(wǎng)印刷、鎸版印刷或者整體上涂色的符號。根據(jù)一些特別的特征，至少一個符號的顯示區(qū)域圍繞有至少三個發(fā)射器和/或者接收器，線段將每個發(fā)射器連接到每個與顯示符號的區(qū)域(730-745,810-835)重疊的接收器。本發(fā)明因此允許形成一種觸摸屏，該觸摸屏在使用者手指和屏幕之間無接觸下工作，從而相對于常規(guī)的觸摸屏而言具有前面提到的優(yōu)點(diǎn)。注意到在使用脈沖光源和一些發(fā)射脈沖的識別裝置時，可以形成一種矩陣觸摸屏，該觸摸屏能夠識別觸摸區(qū)域的號數(shù)，該觸摸區(qū)域的號數(shù)等于接收器的號數(shù)與發(fā)射器號數(shù)的乘積，所述發(fā)射器和接收器圍繞所述屏幕設(shè)置。根據(jù)一些特別特征，該控制裝置包括處理裝置，該處理裝置適合于去除由可反射的活動物體反射的環(huán)境光線的影響。因?yàn)樗霾贾?，本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備可以被使用，即使環(huán)境光線具有與活動物體向接收器反射的光線相同的、尤其是更高的幅度級別。根據(jù)一些特別特征，至少一個射線發(fā)射器適合于間斷地發(fā)射射線，所述處理裝置適合于在射線發(fā)射器沒有發(fā)射射線時存儲由每個接收器提供的電信號電平，動作控制信號與所接收的瞬時射線和所存儲的電平有關(guān)。根據(jù)一些特別特征，至少一個射線發(fā)射器適合于間斷地發(fā)射射線，所述處理裝置適合于在射線發(fā)射器沒有發(fā)射射線時用外推法計(jì)算由每個接收器提供的電信號電平，動作控制信號與所接收的瞬時射線和所存儲的電平有關(guān)。根據(jù)所述布置，處理裝置可以計(jì)算每個接收器收的當(dāng)前環(huán)境射線并且為每個接收器確定在可反射的活動物體上反射之后所接收的射線，從而增加確定其存在的精度。根據(jù)一些特別特征，至少一個射線發(fā)射器或者接收器與至少一個掩膜相連，該掩膜的透明部分，對于至少一個用于該發(fā)射器的波長而言，向著能夠檢測具有所述波長的光線的接收器的方向是細(xì)長的。
因?yàn)樗霾贾?，寄生信號被大大降低。根?jù)所述特別特征，該控制裝置適合于提供在脈沖寬度上調(diào)制的輸出信號。根據(jù)所述特別特征，例如上面簡要披露的該控制設(shè)備包括用于接收或者傳送遠(yuǎn)距離控制的通信裝置。因?yàn)樗霾贾?，該控制設(shè)備可以與致動器、一些外部電路或者一些對應(yīng)的控制設(shè)備通信。根據(jù)一些特別特征，在至少一個發(fā)射器-接收器對中，發(fā)射器的光線發(fā)射軸和接收器的光線接收軸是匯聚的。本發(fā)明因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述布置增加了控制設(shè)備的靈敏度，同時降低了寄生情況和環(huán)境光線的噪音。根據(jù)一些特別特征，所述顯示裝置對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，適 合于顯示至少一個識別動作的符號；垂直于承載所述符號并且支撐在凸出區(qū)域中的平面的軸線，所述凸出區(qū)域由與所述發(fā)射器的發(fā)射軸和/或者所述接收器的接收軸相交的所述符號限定。根據(jù)一些特別的特征，與符號的顯示區(qū)域接觸放置的手指并不被檢測，以便不向該射線接收器反射任何由發(fā)射器發(fā)射的射線。因此降低了使用者手指觸摸該設(shè)備和可能在其上積垢的危險。本發(fā)明其次還涉及一種電子設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)一些動作，其特征在于該電子設(shè)備包括上述的控制至少一個所述動作的控制設(shè)備。本發(fā)明其次還涉及一種控制方法，其使用一種設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個發(fā)射器-接收器對，所述發(fā)射器-接收器對包括一個射線發(fā)射器和一個接收由所述發(fā)射器發(fā)射并且被一物體反射的射線的射線接收器，所述物體可活動地與該發(fā)射器-接收器對間隔設(shè)置，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器是隔開的并且適合于提供代表該接收器所接收的該發(fā)射器發(fā)射的射線的電信號，其特征在于，所述方法包括-顯示步驟，對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交面顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面；和-控制步驟，根據(jù)由至少一個所述接收器提供的電信號而提供動作控制信號，每個發(fā)射器-接收器對因此與至少一個符號和至少一個受控的動作相關(guān)，此時所述活動物體位于識別動作的符號之前。所述電子設(shè)備和該方法的優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特別的特征類似于本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備，正如上面簡要披露的那樣，這里不再重復(fù)。本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將由下面的描述得出，所述描述圖示說明地而非限定性地針對附圖進(jìn)行，附圖包括圖I簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第一實(shí)施例；圖2A和2B以剖面圖方式簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第二實(shí)施例；圖3 —體地示出結(jié)合到圖2所示出的控制設(shè)備的實(shí)施例中的電路的功能組件；圖4示出了通過圖2和圖3示出的控制設(shè)備實(shí)施的步驟邏輯圖；圖5簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第三實(shí)施例；圖6以剖視圖簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第四實(shí)施例；
圖7以正面視圖簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第五實(shí)施例；圖8以正面視圖簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第六實(shí)施例；圖9以正面視圖簡示出本發(fā)明旨在保護(hù)的控制設(shè)備的第七實(shí)施例；和

圖10和11示出了沿兩個彼此垂直的其他軸線的并且具有圖6所示的剖切軸線的圖6所示的第四實(shí)施例的變形。在整個描述中，描述了紅外線射線的實(shí)施。然而本發(fā)明并不局限于這種類型的射線，而是相反，延伸到音頻、特別是超聲波射線，和用于確定電感變化的電場。在圖I中示出了一種電子設(shè)備100，包括控制設(shè)備105，微處理器110，電網(wǎng)供應(yīng)的電線115，能量源120和顯示裝置150。該控制設(shè)備105包括一個紅外線發(fā)射器125和4個紅外線接收器131-134。因此 構(gòu)成了 4對發(fā)射器-接收器(125-131，125-132，125-133和125-134)，在所述發(fā)射器125的發(fā)射場中，包括接收射線發(fā)射器發(fā)射并且被與該對隔開活動設(shè)置的物體反射的射線的接收器之一和射線發(fā)射器125。注意到在每對中，該接收器與該發(fā)射器間隔開并且適合于提供代表該接收器所接收的發(fā)射器的射線的電信號。該能量源120例如是電池、蓄電池、光電傳感器或者與電網(wǎng)相連的變壓器或者與該電網(wǎng)相連的基于齊納二極管的電路或者待切斷的調(diào)節(jié)器。紅外線發(fā)射器125和紅外線接收器131-134分別如圖2A和2B所示的紅外線發(fā)射器210和4個紅外線接收器216-219那樣工作。微處理器110包括一些將所述紅外線接收器131-134的接收的電信號電平轉(zhuǎn)換為邏輯電壓電平的邏輯入口?；鶞?zhǔn)電平是在生產(chǎn)時或者安裝時被確定的電平，代表了不存在能夠反射紅外線的具有預(yù)定間隔的活動物體，例如在發(fā)射器125的發(fā)射場中距離接收器131-134厘米設(shè)置的手指O該顯示裝置150對于每個發(fā)射器-接收器對而言，適合于顯示至少一個識別了一個在該發(fā)射器和接收器之間一半距離的動作的符號(圖2B中的211-214)。例如每個符號包括在例如塑料材料的透明板中的功能字，所述透明板覆蓋了該發(fā)射器125和接收器131-134。每個符號在優(yōu)選實(shí)施例中被背光裝置例如電子熒光燈二極管(DEL)照明。在該實(shí)施例中，每個照明裝置通過微處理器110，在強(qiáng)度和/或顏色上被控制。該微處理器110構(gòu)成了一種控制裝置，該控制裝置適合于根據(jù)由至少一個所述接收器發(fā)射的電信號提供動作控制信號。每個發(fā)射器-接收器對因此在活動物體位于識別所述動作的符號前時與至少一個由該顯示裝置150顯示的符號和至少一個被微處理器控制的動作相關(guān)聯(lián)。注意的是，可變形地，組合為發(fā)射器/接收器/符號的單一器件的單個的發(fā)射器、單個的符號和單個的接收器允許了實(shí)施控制按鈕或者實(shí)施具有兩個穩(wěn)定位置的中斷裝置每當(dāng)可反射的物體在被顯示的符號對面通過時，該按鈕或者中斷裝置改變位置。注意到，在圖2A和2B中，控制設(shè)備207集成在電子設(shè)備200 (用虛線部分示出)中并且與電網(wǎng)供應(yīng)纜線205 (其中該纜線的外殼在圖2A中用剖視圖示出)連接，該控制設(shè)備207包括I個紅外線發(fā)射器210、4個紅外線接收器216-219，多路轉(zhuǎn)換器220，數(shù)字化儀225，控制器230，同步模塊235，變壓器240，調(diào)節(jié)器245，調(diào)制解調(diào)器250和與充電器260相連的電源模塊255。
所述紅外線發(fā)射器210例如是電子熒光二極管，該二極管具有寬發(fā)射角，例如120度。通過控制器230控制發(fā)射器的發(fā)射。4個紅外線接收器216-219是已知類型的發(fā)光二極管、光敏晶體管或者光敏電阻。它們在本實(shí)施例中均勻間隔設(shè)置在垂直線(發(fā)射器216和218)和水平線(217和219)上，所述垂直線和水平線在該紅外線發(fā)射器210的位置彼此相交。它們的出口與多路轉(zhuǎn)換器220的入口相連，該多路轉(zhuǎn)換器220受所述控制器230控制并且交替地為該數(shù)字化儀225提供從該紅外線接收器216-219出來的信號。所述數(shù)字化儀225接收從該多路轉(zhuǎn)換器220出來的信號并且向該控制器230提供數(shù)字化信號。該控制器230是已知類型的，包括時鐘，主存儲器和只讀存儲器(未示出)。該控制器230實(shí)施了在只讀存儲器中儲存的程序以便執(zhí)行如圖4所示的邏輯圖。該同步模塊235向該控制器230提供一個信號，該信號一方面指示了電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn) 變?yōu)榱?，還控制了該電源模塊225的輸出。保證根據(jù)該控制器230所提供的控制來分配能量的該電源模塊255包括調(diào)整電路(裝備有三端可控硅和與脈沖寬度調(diào)制PWM的輸出信號相連的控制)或者晶體管，或者繼電器，或者電位計(jì)或者包括控制所述電位計(jì)的步進(jìn)馬達(dá)，該電位計(jì)允許通過消耗功率來控制能量流，同時不造成在該相同的器件上的損害。在調(diào)整電路中，可以通過控制器230的脈沖寬度調(diào)制PWM的信號和將電源電路與控制電路(通過光學(xué)裝置，例如光耦合器)電流隔離的三端可控硅控制器件(對電網(wǎng)進(jìn)行零檢測以用于同步)控制。該變壓器240和調(diào)節(jié)器245向所述控制器230和其他需要連續(xù)供電的器件提供連續(xù)電壓。該變壓器240降低了交流電壓并且該調(diào)節(jié)器245將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楸徽{(diào)節(jié)的連續(xù)電壓。所述調(diào)制解調(diào)器250與該控制器230和電網(wǎng)相連，并且實(shí)現(xiàn)承載電流信號，以便該控制器230與其他通過承載電流進(jìn)行通信的控制器通信?？勺冃蔚兀撜{(diào)制解調(diào)器250與紅外線或者無線電波發(fā)射器-接收器相連以便與對應(yīng)的其他控制器通信。通過所述多路轉(zhuǎn)換器220和所述數(shù)字化儀225，所述控制器處理該紅外線接收器216-219所接收的光強(qiáng)度的數(shù)字化值，包括紅外線發(fā)射器210發(fā)射的射線的光強(qiáng)度和位于所述發(fā)射器和接收器對面的，即在相應(yīng)的發(fā)射場或者接收場中的物體所反射的射線的光強(qiáng)度?？刂破?30以與該多路轉(zhuǎn)換器220同步的方式控制該發(fā)射器210的間斷的啟動，從而連續(xù)獲得在該發(fā)射器210被熄滅時該接收器216-219所接收的紅外線光強(qiáng)度，以及在發(fā)射器210被啟動時的數(shù)字化值。在一些變形中，使用了脈沖寬度調(diào)制(公知為“pulse width modulation”的英文首字母縮寫詞PWM)，以便調(diào)制易于在寄生信號中被識別出的被發(fā)射的光信號。與發(fā)射器被啟動和發(fā)射器被熄滅時所收到的光強(qiáng)度相比，控制器230去除了環(huán)境光的影響，或者噪音的影響，該控制器230確定了向每個接收器216-219反射的由接收器210發(fā)射的光量。可變形地，為了去除環(huán)境光的影響，控制器230從所述接收器216-219所接收的光強(qiáng)度的數(shù)值中減去它們在較長的期間例如5秒上的平均值或者通過公知類型的外推函數(shù)對它們用外推法得出的值?？勺冃蔚?，該信號通過閥值或者通過頻率或者通過以上兩者被分辨出，所述頻率使得知悉該接收器是否接收了一個發(fā)射器或者其他發(fā)射器的脈沖寬度調(diào)制?？勺冃蔚?，為了補(bǔ)償在該發(fā)射器210發(fā)射的光下暴露的不同，控制器230將相乘系數(shù)應(yīng)用于所述接收器216-219所接收的光強(qiáng)度的數(shù)字化值上。所述系數(shù)例如為光強(qiáng)度的倒數(shù)，該光強(qiáng)度的測量是通過用以與控制設(shè)備間隔預(yù)定距離例如30厘米設(shè)置的白壁代替活動物體進(jìn)行的。然后，該控制器230根據(jù)該接收器216-219接收的光強(qiáng)度級別確定了位于該控制設(shè)備對面的可反射的物體的位置。例如，控制器230僅僅確定了接收被反射的最高的光強(qiáng)度的接收器的號數(shù)。該被控制器230確定的可反射的物體的位置因此可以采取與具有的接收器一樣多的數(shù)量?？勺冃蔚?，使用最近測量的平均值作為限定值以便避免因?yàn)樵趩訒r刻被確定而使一個限定值作廢?！?br> 根據(jù)如此確定的位置，該控制器230通過考慮由該同步模塊235提供的同步信號來控制脈沖寬度調(diào)制電源模塊。在控制器230確定一活動物體是否處于該控制設(shè)備對面的階段之外，通過調(diào)制解調(diào)器250，該控制器230考慮了控制器230接收的其他控制設(shè)備的賦值。顯示裝置265對于每個發(fā)射器-接收器對而言適合于顯示至少一個識別在該發(fā)射器和接收器之間的動作的符號(圖2B所示的211-214)。例如，該符號由在透明板例如塑料材料的板中的覆蓋該發(fā)射器125和接收器131-134的功能字構(gòu)成。每個符號在優(yōu)選實(shí)施例中由背光照明裝置例如電致發(fā)光二極管(DEL)照亮。在所述實(shí)施例中，每個照明裝置根據(jù)在給定瞬時可能的動作由微處理器110控制強(qiáng)度和顏色。在圖3中，注意到，圖2A和2B所示的控制設(shè)備的功能組件。在圖3中，間斷的短劃線箭頭標(biāo)識了信息流而實(shí)心的短劃線箭頭標(biāo)識了能量流。圖3示出了供電部分305、光學(xué)模塊310、數(shù)據(jù)處理模塊315，電源模塊320和充電器325。正如圖2A和2B所示，供電部分305例如包括電池或者與電網(wǎng)相連的變壓器。該光學(xué)模塊310包括紅外線發(fā)射器210和紅外線接收器216-219。所述紅外線發(fā)射器210對紅外線的發(fā)射是受數(shù)據(jù)處理模塊315控制的，來自該紅外線接收器216-219的信號被傳送到數(shù)據(jù)處理模塊315。該數(shù)據(jù)處理模塊315確定了在紅外線發(fā)射和接收的光譜范圍內(nèi)至少可部分反射的物體，例如手或者手指，是否位于該光學(xué)模塊310對面，如果是，則確定該活動物體的位置。根據(jù)所述信息，該數(shù)據(jù)處理模塊控制由電源模塊320供應(yīng)給每個充電器325的電功率。在圖4中，注意到控制設(shè)備的啟動步驟400，然后是讀取紅外線接收器接收的光強(qiáng)度的讀取步驟402。在步驟404過程中，命令紅外線發(fā)射器啟動。然后，在步驟406期間，讀取所述紅外線接收器所接收的光強(qiáng)度。在步驟408中，熄滅該紅外線發(fā)射器以便讓該源冷卻，增加其使用壽命并且可能的話降低電消耗。在步驟410中，從所述步驟406中讀取的數(shù)值中減去步驟402期間讀取的對應(yīng)的值。在步驟412中，通過比較減法結(jié)果和閥值以確定在該控制設(shè)備對面的物體上的反射是否發(fā)生。如果所有的結(jié)果小于閥值，則確定是否控制指示已經(jīng)被另外的控制設(shè)備在步驟414期間接收。如果沒有收到任何指示，則返回步驟402。如果已經(jīng)收到了控制指示，則通過例如控制該電源模塊，步驟416并且通過保持所述控制，執(zhí)行所述指示，直到另外的步驟416或者步驟420為止，然后返回到步驟402。如果在步驟418期間至少一個減法結(jié)果大于該閥值，則確定了在符號對面設(shè)有物體，在步驟420期間，根據(jù)所考慮的符號或者該物體的位置控制該電源模塊并且保持該控制直到另外的步驟420或者步驟416為止。然后返回到步驟402。在圖5中，注意到控制設(shè)備507包括與圖2A和2B所示的該控制設(shè)備207相同的元件，除了 -用4個紅外線發(fā)射器511-514(僅僅發(fā)射器511和513在剖視圖中可看到)代替的紅外線發(fā)射器210;-用唯一的紅外線接收器515代替的4個紅外線接收器216-219；-用連接器505代替的電網(wǎng)供應(yīng)纜線205;和·-省去了的同步模塊235、變壓器240、調(diào)節(jié)器245、調(diào)制解調(diào)器250、電源模塊255和充電器260。該控制設(shè)備507所發(fā)射的控制(命令)由連接器505以及控制設(shè)備507的供應(yīng)部分運(yùn)載。所述紅外線發(fā)射器511-514具有疊置的發(fā)射角。紅外線接收器515具有例如120度的寬接收角。該控制設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)如下所述紅外線發(fā)射器511-514被順序啟動，所有發(fā)射器的熄滅階段設(shè)置在不同的紅外線發(fā)射器的連續(xù)啟動的兩個序列之間。根據(jù)所述接收器515接收的連續(xù)的光強(qiáng)度，以類似于根據(jù)圖2A和2B描述的方式，該控制器230確定了環(huán)境光線的影響和在該發(fā)射器之一對面設(shè)置的可能的活動物體的位置。在該實(shí)施例中，顯示器520允許該控制器230和使用者之間的通信。例如該控制器在顯示器520上顯示下述信息代表了用承載電流接收的控制、該電子設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和模式。觀察到圖2A和2B示出的接收器的星形布置可以采用具有任何半徑大小的星形狀。具有中央接收器的星形布置還可以用多邊形例如方形、六角形布置替換，可以以中央接收器或者插入該第一多邊形中的第二多邊形結(jié)束。在一些變形中，提出每個紅外線接收器與紅外線發(fā)射器通過被集成到保證兩個功能的一個器件中而被I禹合。一些硬件和/或者軟件方案可以被提出以便排除不期望的動作的啟動(例如，如果多個傳感器被同時激活，則沒有受控的動作)。圖6中，可以看到含有控制設(shè)備605、連接器510和能量源620的電子設(shè)備600。該控制設(shè)備605包括紅外線發(fā)射器625、兩個紅外線接收器630和635，和含有一些符號載體640和645的顯不器和控制器650。所述符號載體540和645承載的符號在該電子設(shè)備600中通過控制器650、連接器610，在使用者手指位于該符號對面時，對應(yīng)于啟動動作。手指的出現(xiàn)被該控制器650根據(jù)紅外線接收器630和635發(fā)送的信號如上所述檢測到。在圖6示出的實(shí)施例中，接收器630和635具有朝向該發(fā)射器625取向的軸。在圖6示出的實(shí)施例中，該軸的取向相對發(fā)射器625的軸大約為35度，所述接收器的光學(xué)場在這里大約為70度，即相對于其軸線+/-35度。該發(fā)射器625在這里具有在大約150度上延伸的光學(xué)場。優(yōu)選地，所述布置增加了該設(shè)備對于距離的靈敏度，該靈敏度對應(yīng)于接收器的軸在發(fā)射器的軸上和該距離之下的匯聚。因此，在該平面和該設(shè)備前表面的平面之間設(shè)置的可反射的物體將光線向該接收器沿大致對應(yīng)其最大靈敏度的方向反射。本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在任何相同情況下，發(fā)射器-接收器對的元件的相應(yīng)的傾斜度允許增加所述對的續(xù)航能力以及因此使用者使用的舒適度和寄生、噪音和對外部光線源的容忍度。為了實(shí)現(xiàn)所述相應(yīng)的傾斜度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)置一些非導(dǎo)電材料的調(diào)節(jié)裝置，或者更簡單地為在所述器件和安裝有該器件的電路之間略微扭曲所涉及的器件的爪。涉及所述發(fā)射器-接收器對的元件的優(yōu)選傾斜度的教示并不限制為僅僅有兩個這樣的對的情況，而相反地應(yīng)當(dāng)延伸到本發(fā)明任何實(shí)施例并且特別延伸到如圖1-5所述的 特定實(shí)施例。因此，最好，本發(fā)明旨在保護(hù)的設(shè)備適合于檢測與該設(shè)備間隔設(shè)置的物體并且適合于不檢測與該設(shè)備接觸的物體。這個物體并不反射任何射線到該射線接收器上。因此避免了手指痕跡和該設(shè)備表面上的積垢的危險。圖10和圖11示出了圖6所示的設(shè)備的第四實(shí)施例的變形，其沿彼此垂直的另外的軸線剖并且具有如圖6所示的剖取軸線。圖10是所述設(shè)備的正面視圖，該視圖因此大致示出了使用者所看到的情況。圖11是側(cè)剖視圖。在圖10上可以看到符號640和645顯示裝置對于每個發(fā)射器和接收器對625和630以及625和635而言，適合于面對該發(fā)射器625的發(fā)射錐與該接收器630和635的接收錐的相交面顯示符號640和645。該發(fā)射器和接收器因此更加遠(yuǎn)離每個符號的顯示區(qū)域。在圖11中可以看到在所述剖視圖中掩蓋了所述發(fā)射器625和接收器635以及含有符號640和645的載體的顯示器，在該剖視圖中所述符號640遮蓋了所述接收器630。圖11中還示出了該發(fā)射器625的發(fā)射錐660和該接收器630的接收錐655、該接收錐655的軸線665和垂直于承載所述符號并且支撐在所述符號限定的凸出區(qū)域中的平面的軸線670。在這里需要提到“凸出”在數(shù)學(xué)意義上是一個表面或者體積，其包含在一個圖形，這里是符號的兩個點(diǎn)之間的所有點(diǎn)。注意到與承載所述符號并且支撐在所述符號限定的凸出區(qū)域中的平面垂直的軸線670與接收器630的接收軸665相交。在其他實(shí)施例中，與承載所述符號并且支撐在所述符號限定的凸出區(qū)域中的平面垂直的軸線與發(fā)射器的發(fā)射軸相交，或者同時與發(fā)射器的發(fā)射軸和接收器的接收軸相交。圖7中可以看到本發(fā)明目標(biāo)的控制設(shè)備的第五實(shí)施例，在多個發(fā)射器710和715和多個接收器720和725之間設(shè)置了一個屏幕705。該屏幕705適合于在含有圖7示出的控制設(shè)備的電子設(shè)備的給定狀態(tài)下根據(jù)可能的命令，同時或者間斷地顯示所述符號730、735、740 和 745。圖8中示出了在本發(fā)明目標(biāo)的控制設(shè)備的第六實(shí)施例，在多個發(fā)射器810和815和多個接收器820-835之間設(shè)有一個屏幕805。所述屏幕805適合于根據(jù)在含有圖8所示的控制設(shè)備的電子設(shè)備的給定狀態(tài)下的可能的命令，同時或者間斷地顯示符號840、845、850和 855。
在一些變形中，所述屏幕705或者805的每個區(qū)域僅僅顯示了一個符號。在其他變形中，屏幕705或者805允許在該屏幕的每個區(qū)域中顯示不同的符號。特別地，該屏幕705或者805最好是矩陣形式的，從而允許顯示由圖形、光標(biāo)、字母、數(shù)字或者圖像、可能還有動畫構(gòu)成的符號，所使用的類型和策略能夠在不同的電子設(shè)備上變化，或者對于相同的電子設(shè)備而言能夠從一種設(shè)置到另一種設(shè)置或者一個國家到另一個國家進(jìn)行改變?？傮w上，在所述實(shí)施例中，一個屏幕圍繞有至少三個發(fā)射器和/或接收器，線段將每個發(fā)射器連接到每個接收器，每個接收器疊置在該屏幕的下述區(qū)域上在所述區(qū)域上該顯示裝置適合于顯示符號。本發(fā)明因此允許形成一個觸摸屏，該觸摸屏在使用者的手指和屏幕之間無接觸下工作，從而相對于常規(guī)的觸摸屏具有上述的優(yōu)點(diǎn)。注意到通過使用脈沖光線源和識別所發(fā)射的脈沖的識別裝置，可以形成一種矩陣觸摸屏，該觸摸屏能夠區(qū)分觸摸屏的號數(shù)，該號數(shù)等于發(fā)射器號數(shù)乘以接收器的號數(shù)的乘積，所述發(fā)射器和接收器圍繞所述屏幕設(shè)置。在圖9中，看到在本發(fā)明目標(biāo)的控制設(shè)備的第七實(shí)施例中，中央發(fā)射器910圍繞有 在該中央發(fā)射器910和接收器915-930之間設(shè)置的符號940-955。在該實(shí)施例中，除了在接收器915-930對面以外，所述設(shè)備905的表面對于被使用的波長而言是不透明的。然而，在該中央發(fā)射器910對面，所述設(shè)備905的表面至少部分地在朝向該接收器915-930細(xì)長的區(qū)域955-970可透過所述波長。因此所述發(fā)射器910發(fā)射的光線數(shù)量在符號935-950的方向和接收器955-970的方向中比在其他方向中多。因此區(qū)域955-970限定了一些掩膜，該掩膜的對于發(fā)射器所使用的至少一個波長而言透明的部分，沿能夠檢測具有所述波長的光線的接收器的方向是細(xì)長的。所述掩膜可以是矩形的或者橢圓形的，它們的最大尺寸大致平行于連接發(fā)射器和接收器的直線?？勺冃蔚?，這樣的掩膜位于該接收器對面，可與位于發(fā)射器對面的掩膜組合。對于每個實(shí)施例而言，檢測使用者的手指存在可以通過下述步驟進(jìn)行-確定該接收器所接收的光的平均值；-檢測是否所接收的光的值中的唯一一個超出了該平均值；和-如果是，重復(fù)上述步驟，例如延遲I毫秒。如果，又是相同的接收器接收了大于所測平均值的值，并且只有它接收了大于所測平均值的值，則考慮該對應(yīng)符號已經(jīng)被使用者選擇。否則的話，回到所述步驟中的第一
止/J/ O注意到該檢測步驟的重復(fù)允許解決防反彈(anti-rebound)的現(xiàn)象。最好，如上面詳細(xì)描述的實(shí)施例所披露的那樣，每個發(fā)射器和每個射線接收器位于每個符號的顯示區(qū)域之外。該系統(tǒng)的構(gòu)造因此被簡化并且降低成本。特別地，所述發(fā)射器和接收器并不位于顯示的符號之下，從而具有上述的優(yōu)點(diǎn)。此外，因?yàn)闆]有被發(fā)射器發(fā)射的光也沒有被接收器接收的光穿過所述符號，從而印刷、主動的或者被動的該符號顯示的構(gòu)造不受發(fā)射器和接收器技術(shù)特征的任何影響。上述的不同實(shí)施例簡示地給出。其他實(shí)施例通過組合上述的實(shí)施例而構(gòu)成。例如，圖8示出的實(shí)施例最好與圖9所示的實(shí)施例組合，在圖8中，連接每個發(fā)射器和每個接收器的線段疊置在該屏幕區(qū)域上，在該屏幕上的區(qū)域上所述顯示裝置適合于顯示符號，在圖9中至少一個射線發(fā)射器與至少一個掩膜相連，該掩膜的對于至少一個被發(fā)射器使用的波長而言透明的部分，沿能夠檢測具有所述波長的光的接收器的方向是細(xì)長的。所述控制設(shè)備和其功能的實(shí)施例的描述限定了通過一個包含至少一個發(fā)射器-接收器對的設(shè)備進(jìn)行控制的控制方法，該發(fā)射器-接收器對包括射線發(fā)射器和接收由該發(fā)射器發(fā)射并且被與該對間隔設(shè)置的活動物體反射的射線的接收器，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器未連接并且適合于提供一種電信號，該電信號代表了所述接收器接收到的該發(fā)射器的射線，其特征在于，-顯示步驟，對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交面顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面，和-控制步驟，根據(jù)由至少一個所述接收器提供的電信號而提供動作控制信號，每個 于識別動作的符號之前。
權(quán)利要求
1.一種控制設(shè)備，包括至少一發(fā)射器-接收器對(125，131，134，210，216-219，511，513，515，625-635，710-725，910-930)，所述發(fā)射器-接收器對包括一個射線發(fā)射器和一個接收由所述發(fā)射器發(fā)射并且被一物體反射的射線的接收器，所述物體可活動地與該發(fā)射器-接收器對間隔設(shè)置，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器是隔開的并且適合于提供代表該接收器所接收的該發(fā)射器發(fā)射的射線的電信號，其特征在于，該控制設(shè)備還包括 -顯示裝置(132，133，211-214，640，645，705，805，935-950)，對于至少一所述發(fā)射器-接收器對而言，該顯示裝置適合于面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交面顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面；和 -控制裝置(110，230，315，650)，其根據(jù)由至少一個所述接收器提供的電信號而提供動作控制信號，每個發(fā)射器-接收器對因此與至少一個符號和至少一個受控的動作相關(guān)，此時所述活動物體位于識別所述動作的符號前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述顯示裝置適合于在屏幕(750，805)上顯示至少一個符號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的控制設(shè)備，其特征在于，至少一個符號(705，805)的顯示區(qū)域圍繞有至少三個發(fā)射器和/或接收器(710-725,810-835)，線段將每個發(fā)射器連接到每個疊置在顯示符號的區(qū)域(730-745，810-835)上的接收器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，該控制裝置包括處理裝置，該處理裝置適合于去除由可反射的活動物體反射的環(huán)境光線的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，至少一個射線發(fā)射器適合于間斷地發(fā)射射線，所述處理裝置適合于在射線發(fā)射器沒有發(fā)射射線時存儲由每個接收器提供的電信號電平，動作控制信號與所接收的瞬時射線和所存儲的電平有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，至少一個射線發(fā)射器或者接收器與至少一個掩膜(955-970)相連，該掩膜的透明部分，對于至少一個用于該發(fā)射器的波長而言，向著能夠檢測具有所述波長的光線的接收器的方向是細(xì)長的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，該控制裝置適合于提供脈沖寬度調(diào)制的輸出信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于接收或者傳送遠(yuǎn)距離控制的通信裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，在至少一個發(fā)射器-接收器對中，發(fā)射器的光線發(fā)射軸和接收器的光線接收軸是匯聚的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述顯示裝置(132，133，211-214，640，645，705，805，935-950)對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，適合于顯示至少一個識別動作的符號；垂直于承載所述符號并且支撐在凸出區(qū)域中的平面的軸線，所述凸出區(qū)域由與所述發(fā)射器的發(fā)射軸和/或所述接收器的接收軸相交的所述符號限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，與符號的顯示區(qū)域接觸放置的手指并不被檢測，以便不向該射線接收器反射任何由發(fā)射器發(fā)射的射線。
12.一種電子設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)一些動作，其特征在于，該電子設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1-11中所述的控制至少一個所述動作的控制設(shè)備。
13.—種控制方法,使用一種設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個發(fā)射器-接收器對(125,131,·134，210，216-219，511，513，515，625-635，710-725，910-930)，所述發(fā)射器-接收器對包括一個射線發(fā)射器和一個接收由所述發(fā)射器發(fā)射并且被一物體反射的射線的接收器，所述物體可活動地與該發(fā)射器-接收器對間隔設(shè)置，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器是隔開的并且適合于提供代表該接收器所接收的該發(fā)射器發(fā)射的射線的電信號，其特征在于，所述方法包括 -顯示步驟，對于至少一個所述發(fā)射器-接收器對而言，面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交部分顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面；和 -控制步驟(110，230，315，650)，根據(jù)由至少一個所述接收器供應(yīng)的電信號提供動作控制信號，每個發(fā)射器-接收器對因此與至少一個符號和至少一個受控的動作相關(guān)，此時所述活動物體位于識別動作的符號之前。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括至少一發(fā)射器-接收器對(210，216-219)的控制設(shè)備，所述發(fā)射器-接收器對包括一個射線發(fā)射器和一個接收由所述發(fā)射器發(fā)射并且被一物體反射的射線的接收器，所述物體可活動地與該發(fā)射器-接收器對間隔設(shè)置，在所述發(fā)射器的發(fā)射場中，所述接收器與所述發(fā)射器是隔開的并且適合于提供代表該接收器所接收的該發(fā)射器發(fā)射的射線的電信號，其特征在于，該控制設(shè)備還包括顯示裝置(211-214)，對于至少一這樣的所述發(fā)射器-接收器對而言，該顯示裝置適合于面向所述發(fā)射器的發(fā)射錐和所述接收器的接收錐的相交面顯示至少一個識別動作的符號，所述發(fā)射器和所述接收器因此位于該顯示每個符號的區(qū)域的外面；以及控制裝置，其根據(jù)由至少一個所述接收器提供的電信號而提供動作控制信號，每個發(fā)射器-接收器對因此與至少一個符號和至少一個受控的動作相關(guān)，此時當(dāng)所述活動物體位于識別所述動作的符號前面。
文檔編號G06F3/042GK102907004SQ201180012986
公開日2013年1月30日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者S·菲利普 申請人:奈克西斯