包括用于触发电子控制功能的装置的诸如时钟的可佩戴物体 【技术领域】
本发明涉及一种用于通过将手指放在诸如时钟的便携式物体的玻璃上而启动功能的设备。更具体地，本发明涉及使用光学装置的此类启动设备。
背景技术
手表是已知的，其中对玻璃提供触摸键，用于电子启动时间功能或与时间无关的功能。这些触摸键由与表盘相对的玻璃内表面上的透明的传导材料蒸镀技术构成。这些键例如是电容性键。换句话说，当用户将其手指放在表玻璃上时，在手指和玻璃之间构成的电容器的电容量中出现变化，它被表的电子组件解释为用于与已被激活的触摸键相关联的功能的控制信号。
用于在表玻璃上构成透明触摸键的技术现在是众所周知的。不过，它们仍然很复杂(long)，并且实现起来很昂贵。以上简要描述的触摸键的另一缺点在于，当表处于水中时，它们无法被激活。
【发明内容】
本发明的目的是，通过提出一种启动诸如手表的便携式物体中的电子功能的新型设备，克服上述问题，所述方法易于安装并因此比较廉价。
因此，本发明涉及一种诸如时钟的便携式物体，其包括被表玻璃覆盖的表盘，所述便携式物体包含用于控制至少一个时间功能或与时间无关的功能的电子电路。所述便携式物体还包括：设置在表盘上的至少一个光源和相关联的光传感器，所述光源通过玻璃发射光束，当所述光束被放在所述便携式物体的玻璃上的用户手指挡住时，所述光束至少部分地向所述光传感器反射。当所述光传感器探测到由所述光源生成并由所述用户手指反射的光时，所述光传感器向所述电子控制电路施加电子信号，以激活相应的功能。所述便携式物体特征在于，所述光源发射准直光，以在玻璃上形成限定尺寸的点，所述点限定用户在所述玻璃上必须将其手指放置的地方。
由于这些特征，本发明提供了一种诸如时钟的便携式物体，其用于控制时间功能或与时间无关的任意其它功能的装置包括源，所述源发射准直光，所述准直光在玻璃上形成很好地限定的尺寸的点，从而使得这些源中的若干个能够被组合，以控制多种功能，而不会存在这些源相互干涉的风险。光源和光传感器都是廉价组件，并且易于在表中安装，这意味着在生产成本方面可以显著节约。而且，用于控制电子功能的这些装置可以被用在所有情形中，特别是当防水时钟位于水中时。
根据本发明的补充特征，便携式物体包括启动装置，所述用户必须激活所述启动装置以使所述光源发射光。因此，仅当所述光源已被用户事先激活时，所述光源才会发射光。因此，这避免了必须时刻保持光源开启，其意味着在其能量储备有限的表或移动电话的情况下，可以实现特别显著的节能，并且防止功能被无意间打开。
根据本发明的另一特征，所述便携式物体具有与将在所述便携式物体中控制的功能一样多的光源/光传感器对。
根据本发明的另一特征，如果所述便携式物体是时钟，则其包括时针和分针，所述时针和分针在表盘上移动，并且当光源被激活时，它们被放在一个位置使得它们不会覆盖所述光源/光传感器对。
根据本发明的另一特征，所述光源是竖直腔表面发射激光(VCSEL)，其发射准直光。由所述激光源产生的光功率小于或等于1mW，以避免对用户视力造成危险。有利地可以使用由Avalon Photonics有限公司产生的激光源。
根据本发明的另一特征，所述光传感器是光电二极管。所述光电二极管和所述激光源被并排安装在所述便携式物体的表盘上。根据一种变体，所述光电二极管和所述光源被并排安装在同一印刷电路板上，所述印刷电路板自身被固定在所述表盘上或被集成在所述表盘中。
【附图说明】
通过对根据本发明的便携式物体的实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和优点将被更加清楚地显现，仅通过非限制性示例并参考附图而给出此示例，在附图中：
图1是根据本发明的时钟的俯视图；以及
图2是根据本发明的用于控制时钟地电子功能的示意图。
【具体实施方式】
本发明源于一般性发明想法，所述想法在于，例如在表中通过控制装置替换用于控制表的电子功能的触摸键，所述控制装置使用光传播和反射原理。这些控制装置依赖于分离的、廉价的、以及低能耗的元件，它们在实践中是肉眼看不见的。因此，它们构成了针对触摸键的关注的替换方案，所述触摸键对于构造在表玻璃的内表面上是复杂的，由此也是昂贵的，并且所述触摸键还具有无法在所有环境下尤其是水中工作的缺点。对于能够正常工作的这些控制装置来说，使用了准直光源，其在玻璃上形成被很好地限定了尺寸的点，从而使得这些源中的若干个能够被组合，以用于控制不同功能，而不会存在这些源相互干涉的风险。
将参考时钟类型的便携式物体来描述本发明。当然，仅出于说明的目的给出此示例，而本发明可以被应用于其他便携式物体，特别是诸如移动电话。
如由总标号1作为整体指示的，在图1中示意性地示出了根据本发明的时钟的俯视图。该时钟1可以是手表类型，其主要包括玻璃2，其被布置在表盘4上，并且时针6和分针8在玻璃2和表盘4之间移动。由至少一对光源10/光传感器12构成根据本发明的控制装置。
在图1所示的示例中，根据本发明的控制装置包括四对光源10/光传感器12，它们分别放置在正午、3点、6点和9点，并且它们各自控制一种电子时间功能或与时间无关的任意其它电子功能。在图1所示的位置，时针6和分针8显示为10:10。当用户已激活用于光源10的启动装置(诸如按钮14)时，指针6、8来到这个位置。事实上，在此位置，指针6、8没有覆盖任一对光源10/光传感器12，并且因此不会妨碍它们正常操作。注意，有利地，仅在用户已激活启动装置14之后，光源10才开始发射光线，从而使得在当用户不需要访问表1的控制功能时以及当光源10被关闭期间，能够实现大量节能。由于手表的能量储备必然是有限的，并且防止控制功能被无意间激活，上述情形是尤其有利的。
如图1所示，以及如图2更好地所示，光源10及其关联的光传感器12被并排安装在表盘4的表面S上。在所示示例中，这两个元件10、12被直接安装在表盘的表面S上。根据未示出的变体，还可以想到，将每一对光源10/光传感器12安装在印刷电路板上，从而构成一个模块，该模块可以再被固定在表盘4的表面S上。在印刷电路板上成对地安装光源和光传感器使得组装简化之处在于，完整的模块而不是单独的元件被固定在表盘4上。根据另一变体，还可以在表盘4上做出小孔，光源12及其关联的光传感器10可以被插入该小孔中。
光源12可以是简单的发光二极管。不过，优选地使用VCSEL，诸如由Avalon Photonics有限公司出售的那些。实际上，此类激光微腔竖直向上发射准直光，即，垂直于表盘4的表面S向着玻璃2的方向，从而在玻璃上形成减小了尺寸的点，其清晰地在所述玻璃上限定了所述用户将必须放置其手指的地方。“准直光源”发出具有尽可能小的发散度的光束，从而在表玻璃上形成非常小尺寸的点。通过示例，由微腔产生的激光束的发散度可以是24°，其意味着，如果玻璃被设置在所述微腔之上5mm，则在其表面处的光点将具有仅2mm的尺寸。因此，不会存在以下风险，即，由激光微腔产生的光扰乱与另一微腔相关联的光传感器。所产生的光的波长在红外线范围之间，换句话说，它是人眼看不见的，并且优选地，光功率小于等于1mW。因此，在本发明中涉及的光功率值足够小，从而对用户视力没有危险。VCSEL激光器比起激光二极管具有小得多的尺寸。通过示例，由激光微腔及其相关联的光传感器占用的表面处于200μm2的量级，这使得此组件在实践中是不可见的，并且无损表盘的美学外观。因此，可以想到，在分布于表盘上的字母中间隐藏由光源及其光传感器构成的组件，所述字母指示出与所述组件相关联的功能名称。
光传感器10优选地是光电二极管，其特征在于接受锥体C，它的几何结构限定了：关于在将落入锥体中并被光电二极管转换为电流的光以及在所述锥体的边界之外通过的并由此对于所述光电二极管而言没有用的光之间的边界上的条件。确定接收锥体的小孔以及光电二极管和激光微腔之间的间隔的光电二极管的尺寸可以被选择，从而当用户的手指D恰好与玻璃2接触时，系统响应是最适宜的。
根据本发明的系统的操作原理如下。在用户已经按在按钮14上之后，激光微腔12竖直向上发射红外光束16。如果没有障碍物挡住光束16，则光自由地沿其路径越过玻璃2，并且光电二极管12不会发射任何信号。相反地，如果用户将其手指D放在玻璃2上由红外光束16照射的区域中，则被用户手指D挡住的光的一部分被散射，并被朝向表盘4向后反射。落入光电二极管10的接收锥体C的一部分光将被所述光电二极管10转换为电流信号，其将被施加到电子控制电路18，电子控制电路18将使用该电子信号来激活相应的时间功能或与时间无关的功能。
当然，本发明不限于已描述的实施例，并且本领域技术人员可以想到多种简单的替换方案和变体，而不会脱离相关联的权利要求所限定的本发明的范围。特别地，可以想到将本发明应用于移动电话类型的便携式物体。优选地，光源和光传感器将被容纳在防水容器中，这意味着根据本发明的便携式物体可以在水下使用。