检测器系统技术方案

提供一种检测器系统，该检测器系统具有：波导(2)，该波导具有带有正面(7)和背面(8)的透明的基体(6)；显示装置(3)，该显示装置以如下方式呈现多个选择区域(A1，A2，A3，A4，A5，A6)，使得在观察正面(7)的情况下能够在基体(6)的显示区域(9)中感知到该多个选择区域；传感器装置(4)，所述传感器装置针对选择每个区域(A1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测器系统


[0001]本专利技术涉及一种用于显示设备的检测器系统，其中，该检测器系统提供无接触式输入界面。

技术介绍

[0002]如今通常提供显示装置，使得可以藉由其表面进行输入。该功能性普遍被称为“触摸屏”并且用于提高显示装置的可操作性。此外，可以省去额外的人机接口(Human
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Machine
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Interface，HMI)，例如鼠标或键盘。在这期间，触摸屏技术非常普遍并且例如应用于笔记本电脑、销售点系统、智能电话或车辆的多功能显示器。
[0003]目前有三种针对触摸屏的常见解决方案。例如有电阻式触摸屏，其中显示器对压力或电阻作出反应。压力点由电阻矩阵接收、在控制器中被处理并且由操作系统解释为输入。
[0004]在电感式触摸屏的情况下，大多利用其头部集成有线圈的触笔来进行操作。通过显示器上的导体电路网来使电流被感应到触笔的线圈中。触笔发送信号，通过该信号来识别准确位置。为此，触笔本身不必接触触摸屏的表面。
[0005]在电容式触摸屏的情况下，可以利用任何传导性物体来操作显示器。目前，几乎所有新型智能电话都采用这种电容式触摸屏。在这种电容式触摸屏中，向玻璃层中集成了由导体电路形成的光栅。在触摸显示器表面时，电场发生变化。通过光栅中的电容变化可以推断出触摸点。电容式触摸屏是可多点触控的。这意味着，可以同时识别和处理多于一个的触摸点。
[0006]此外，在图形应用的情况下还可以识别到增强现实(Augmented Reality)方向的趋势。对此尤其应理解为由计算机辅助的对现实感知的增强。在此，通过插入和/或叠加到真实图像中的方式来对信息(例如图像内容、虚拟对象)进行视觉呈现。目前致力于针对增强现实解决方案的操作方案。当前，控制/输入主要基于三种方案。
[0007]例如可以执行手势识别。在此，使用具有外部传感装置的系统，以识别人的手势以及以使能够以计算机辅助的方式对其进行解释。最常使用的方法是基于摄像头进行手势识别、基于超声波进行手势识别、LIDAR(Light Detection and Ranging，光探测和测距)以及RADAR(Radio Detection and Ranging，无线电探测和测距)。
[0008]在基于摄像头进行手势识别的情况下，使用一个或多个摄像头来记录手势的图像。然后通过软件(说明词)来将这些图像与数据库进行比较和对其进行解释。这些摄像头可以利用各种技术来工作，例如是飞行时间、结构光或立体观测。
[0009]在基于超声波进行手势识别的情况下，借助微芯片来产生高频声波，这些高频声波被对象反射。被反射的波随后再次被芯片捕获。可以通过运行时间、相移和/或频移来识别位置和运动方向。
[0010]在LIDAR方法中，通过测量已发出的光信号的运行时间来测量距离。在RADAR方法中，基于对已发出的且在对象处被反射的电磁波的运行时间的测量来确定距离和方向。
[0011]此外，用于控制图形增强现实解决方案的普遍方法是使用HMI(人机接口)。可以以数码型眼镜“Focals”的带有操纵杆“Loop”的指环为例。接口将由用户输入的指令传送给操作系统来进行处理。
[0012]此外可以执行语音控制。在此，指令通过语音被传输给可以进行记录和解释语音输入的模块。
[0013]然而，目前上述操作方案具有一些缺点。
[0014]在触摸屏技术解决方案中，触摸显示器表面会使显示器脏污，因而可能影响功能性。特别是在公共场所(例如餐馆)或医疗设施的情况下，还存在卫生问题。此外，显示器表面上的划痕可能导致在操作期间产生干扰。在电容式解决方案中，必须通过可传导的对象来进行输入。例如在戴着手套的情况下，这会带来不便或无法实现。表面上的液体也可能干扰操作行为。在电阻式解决方案中，表面必须由弹性材料(例如塑料)制成，因而显示器更容易被划伤。在电感式解决方案中，需要自己的HMI设备(例如触笔)。
[0015]在增强现实控制的情况下存在的问题是，语音控制仅对已存储的语言起作用并且容易受到背景噪声干扰。通过HMI进行输入强制性地要求有附加的设备，即HMI本身。手势识别被设计成仅对特定的光照度有效，并且取决于摄像头的分辨率以及计算机系统的计算能力。

技术实现思路

[0016]因此，基于这一点，本专利技术的目的是提供一种具有经改进的输入界面的检测器系统。本专利技术通过根据权利要求1所述的检测器系统来限定。有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0017]根据本专利技术的检测器系统能够具有：波导，该波导具有带有正面和背面的透明的基体；显示装置，该显示装置这样呈现多个选择区域，使得在观察正面的情况下能够在基体的显示区域中感知到该多个选择区域；传感器装置，该传感器装置针对每个选择区域均具有相关联的传感器区段；以及控制装置。基体能够包括处于显示区域中的衍射元件以及与显示区域间隔开的耦出区域，该耦出区域针对每个选择区域具有一个相关联的耦出区段。经过正面入射到处于显示区域中的衍射元件上的辐射中的至少一部分能够借助于衍射元件、根据选择区域被偏转，其方式为，使得被偏转的部分作为耦入辐射在基体中通过反射(或通过多次反射)传播至耦出区域并且入射到相关联的耦出区段上，其中耦出区域使入射到其上的耦入辐射中的至少一部分从基体耦出，其方式为，使得从耦出区段耦出的这部分入射到传感器装置的相关联的传感器区段上，该传感器区段持续测量入射辐射的强度并且将其输送给控制装置。控制装置能够根据由于在基体的正面前方以及在显示区域的选择区域前方定位对象而引起的强度变化来确定是否已选择了某个选择区域。
[0018]因此可以通过所测得的强度变化来确定是否已选择了显示区域的选择区域，并且如果是的话，则确定选择了显示区域的这些选择区域中的哪个选择区域。
[0019]因此，在根据本专利技术的解决方案中，对象(例如手指或手掌)接近选择区域会促使这一区域中的光强发生变化。由此促使相关联的传感器区段上的光强发生变化。通过例如传感器上的电压变化，由此可以解释显示装置上的准确输入位置和/或对象距基体正面的距离。有利的是，显示区域中的衍射元件以及耦出区段被设计为被嵌入基体中的体积全息
图，它们作为耦入光栅和耦出光栅起作用。全息图与基体一起形成全息波导。在全息波导中可以将具有特定的波长或光谱带宽的光或具有特定的角度或角度范围的光从耦入光栅引导至耦出光栅。在此，优选地通过正面和背面上的内部全反射以由体积全息图所确定的偏转角度来在基体内部进行引导。
[0020]借助根据本专利技术的检测器系统可以提供无接触式的面传感器并且例如能够提供或改进以下的新的应用情形。因此可以实现屏(例如观察窗)后方的可视化集成，通过可视化集成还可以从很短的距离开始进行互动。可以创建和操作透明的、半透明的或不透明的显示器，其中在显示器平面前方、之内或后方显示内容(选择区域)。与其他进行手势识别的摄像头解决方案相比，在输入识别以及人体工程学方面实现了改进。
[0021]此外，可以借助于(可传导或不可传导的)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种检测器系统，所述检测器系统具有：波导(2)，所述波导具有带正面(7)和背面(8)的透明的基体(6)；显示装置(3)，所述显示装置以如下方式呈现多个选择区域(A1，A2，A3，A4，A5，A6)：使得在观察所述正面(7)时能够在基体(6)的显示区域(9)中感知到所述多个选择区域；传感器装置(4)，所述传感器装置针对每个选择区域(A1‑
A6)具有一个相关联的传感器区段(41‑46
)；以及控制装置(5)，其中，基体(6)包括处于显示区域(9)中的衍射元件以及与显示区域(9)间隔开的耦出区域(10)，所述耦出区域针对每个选择区域(A1‑
A6)具有一个相关联的耦出区段(101‑
106)，其中，经过所述正面(7)入射到处于显示区域(9)中的衍射元件(11)上的辐射中的至少一部分借助于所述衍射元件(11)、根据选择区域(A1‑
A6)被偏转，其方式为，所述被偏转的部分辐射作为耦入辐射在基体(6)中通过反射传播至所述耦出区域(10)并且入射到所述耦出区域(10)的相关联的耦出区段(101‑
106)上，其中，所述耦出区域(10)使入射到其上的耦入辐射中的至少一部分从基体(6)耦出，其方式为，从耦出区段(101‑
106)耦出的该部分耦入辐射入射到所述传感器装置(4)的相关联的传感器区段(41‑46
)上，所述传感器区段持续测量入射辐射的强度并且将其输送给所述控制装置(5)，其中，所述控制装置(5)根据由于在基体(6)的正面(7)前方以及在所述显示区域(9)的选择区域前方定位对象(14)而引起的强度变化来确定是否已选择某个选择区域。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：卡尔蔡斯耶拿有限公司，
类型：发明
国别省市：