显示器组件中触摸敏感区域的动态调整的制作方法

本发明大体上涉及一种显示器组件，具体涉及显示器组件中触摸敏感区域的动态调整。

背景技术：

许多设备都具有触摸屏显示器，其中用户触控显示器的触摸敏感部分来激活应用或进行选择。由于许多问题，包括但不限于视差、用户的移动、显示器的弧度以及显示器的旋转问题，观察者所看到的显示器的触摸敏感部分和显示器系统所确定的触摸敏感部分之间可能发生不对准。

技术实现要素：

显示器组件包括具有图像平面和触摸平面的显示器控制台。触摸平面与图像平面之间相隔间隔距离(z1)。触摸平面包括至少一个触摸敏感区域，比如第一触摸敏感区域被分为第一多个像素。控制器可操作地连接到显示器控制台。控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，在存储器上记录着用于对至少一个触摸敏感区域进行实时动态调整的方法的执行指令。对于至少一个用户(比如第一用户和第二用户)的多个观察位置，控制器可以被编程以确定第一触摸敏感区域的第一多个像素中的每一个的相应校正移位。

接近式感应系统可以可操作地连接到控制器并包括第一传感器。第一传感器可以配置成检测第一用户和第二用户中的一个何时至少部分地在第一触摸敏感区域的第一预定距离范围内。如果第一传感器检测到第一用户在时间j时至少部分地在第一触摸敏感区域的第一预定距离范围内，那么控制器被编程以在时间j时针对第一用户的观察位置将相应的校正移位应用到第一多个像素的每一个。

如果第一传感器检测到第二用户在时间k至少部分地在第一触摸敏感区域的第一预定距离范围内，那么控制器被编程以在时间k针对第二用户的观察位置将相应的校正移位应用到第一多个像素的每一个。触摸敏感区域可以包括第二触摸敏感区域，其被分为第二多个像素。接近式感应系统可以进一步包括第二传感器，其配置成检测第一用户和第二用户中的另一个何时至少部分地在第二触摸敏感区域的第二预定距离内。

如果第一传感器表明第一用户和第二用户中的一个在时间m至少部分地在第一触摸敏感区域的第一预定距离范围内，且第二传感器表明第一用户和第二用户中的另一个在时间m至少部分地在第二触摸敏感区域的第二预定距离范围内，那么控制器被编程以在时间m时同时应用第一和第二校正移位。第一校正移位被应用到在时间m针对第一用户的观察位置的第一触摸敏感区域的第一多个像素，第二校正移位被应用到在时间m针对第二用户的观察位置的第二触摸敏感区域的第二多个像素。

触摸平面限定了具有原点、x轴、y轴和z轴的坐标体系，x轴和y轴限定了x-y平面。控制器可以被编程以获得校正矩阵[x像素、y像素、z像素偏移、y像素偏移]，使得第一多个像素(x像素、y像素)中的每一个在x-y平面内用偏移值(x像素偏移、y像素偏移)进行转换。偏移值(x像素偏移、y像素偏移)至少部分地基于间隔距离(z1)、原点和第一用户的第一眼睛基准点之间的观察参考矢量(r)、第一角度(θ)以及第二角度第二角度在垂直于显示器控制台的法向矢量和观察参考矢量(r)之间。

第一角度(θ)可以在x轴和x-y投影矢量(rxy)之间，x-y投影矢量(rxy)是观察参考矢量(r)在x-y平面上的投影。或者，比如如果显示器控制台具有弯曲轮廓，第一角度(θ)可以被限定在x轴和正切矢量之间。正切矢量是观察参考矢量(r)在与法向矢量相切的平面上的投影。

座椅位置传感器可以可操作地连接到控制器，并配置成检测第一用户的座椅位置。观察参考矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度可以至少部分地基于座椅位置传感器。照相机可以可操作地连接到控制器，并被配置成实时获取第一用户的眼睛基准点。观察参考矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度至少部分地基于第一(或第二)眼睛基准点而进行实时的动态调整。

偏移值(x像素偏移、y像素偏移)的x分量可以被定义为偏移值(x像素偏移、y像素偏移)的y分量可以被定义为

显示器控制台可以绕旋转轴线旋转倾斜角(α)，使得触摸平面上的初始位置(x1，y1)相对于原点被旋转到修改后的位置(x2，y2)。修改后的位置(x2，y2)的y坐标(y2)是初始位置(x1，y1)和倾斜角(α)的函数，使得y2＝(y1*cosine(α))。控制器可被编程以获取修改后的第一角度(θ2)和修改后的第二角度以补偿倾斜角(α)。

修改后的第一角度(θ2)可以至少部分地基于修改后的投影(rxy，2)以及原点和第一用户的眼睛基准点之间的径向距离(r)，修改后的第一角度(θ2)被定义为[90-(cosine^-1(rxy，2/r))]。修改后的第二角度可以至少部分地基于修改后的投影(rxy，2)以及修改后的y坐标(y2)，修改后的第二角度被定义为[180-(sine^-1(y2/(rxy，2))]。修改后的投影(rxy，2)是初始位置(x1，y1)和倾斜角(α)的函数，使得rxy，2＝(x2+y2)^0.5。

从以下结合附图对实施本发明的最佳方式进行的详细描述中，能够很容易了解到本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

图1具有显示器控制台和控制器的显示器组件的示意性局部透视图；

图2是图1的显示器控制台的示意性局部部分截面图；

图3是图1中的显示器控制台内的触摸敏感区域的示意性局部透视图；

图4是图1的控制器上存储的和可执行的方法的流程图；

图5是图1的显示器控制台在旋转位置和未旋转位置的示意性局部透视图；以及

图6是根据本发明的另一个实施例的显示器控制台的示意性局部透视图。

具体实施方式

参照附图，其中相似的附图标记表示相似的部件，图1-3示意性地示出了一种显示器组件10。参照图1，显示器组件可以是设备12的一部分。设备12可以是移动平台，比如但不限于标准的客车、运动型多功能车、轻型卡车、重载车辆、全地形车、小型货车、公共汽车、公共交通车辆、自行车、机器人、农用机具、运动相关设备、船只、飞机、火车或任何其它运动设备。设备12可以采用许多不同的形式，并包括多个和/或替代的部件和设施。参照图1，组件10包括显示器控制台14。参照图1，显示器控制台14可以布置在设备12的各个位置处，比如第一、第二和第三位置14a、14b、14c。在该实施例中，显示器控制台14具有大致的平面轮廓。

图2示出了显示器控制台14的示意性局部部分截面图。参照图2，显示器控制台14可以包括图像平面16和触摸平面18。触摸平面18可以采用触摸控制叠层20的最外层。触摸控制叠层20可以包括盖板玻璃层22和活性材料基板24。参照图2，图像平面16可以被构造成居于彩色过滤基板26和薄膜晶体管基板28之间。或者，图像平面16可以采用与彩色过滤基板26或薄膜晶体管基板28相同的平面。触摸平面18与图像平面16之间相隔间隔距离30。显示器控制台14可以采用液晶或本领域技术人员已知的任何其它显示器技术。

参照图1，显示器控制台14包括触摸平面18内的一个或多个触摸敏感区域，比如第一触摸敏感区域32和第二触摸敏感区域33。第一和第二触摸敏感区域32、33被分为相应的多个像素34、35。参照图1，设备12可以包括转向车轮36、驾驶员座椅38以及乘客座椅40。参照图2，显示器控制台可以被多个用户看到，包括第一用户42和第二用户44。第一和第二用户42、44可以触控触摸敏感区域32、33，以激活应用或进行选择。在一个实施例中，第一用户42可以坐在驾驶员座椅38内，第二用户44可以坐在乘客座椅20内。参照图1，第一和第二用户42、44由第一和第二眼睛基准点42a和44a进行表征。尽管本文中描述了两个用户，但应该理解，显示器控制台14可以被无限数目的用户看到。

参照图1，组件10可以包括照相机46，其可操作地连接到控制器，并配置成获取第一和第二用户中的一者或两者的移动数据。组件10可以包括分别可操作地连接到驾驶员座椅38和乘客座椅40的驾驶员和乘客座椅位置传感器48、50(见图1)。参照图1-2，组件10可以包括接近式感应系统52。

参照图1-2，接近式感应系统52可以是用户专用和触摸敏感区域专用类型。例如，参照图2，接近式感应系统52可以包括第一传感器52a，其配置成检测第一用户42和第二用户44中的一个何时至少部分地(即用户的任何部分，比如他们的手指)在第一触摸敏感区域32的第一预定距离54a范围内。第一传感器52a可以配置成发出朝向第一触摸敏感区域32的第一出射光束55a，并接收第一返回信号。接近式感应系统52可以包括第二传感器52b，其配置成检测第一用户42和第二用户44中的另一个何时至少部分地(即用户的任何部分，比如他们的手指)在第二触摸敏感区域33的第二预定距离54b范围内。第二传感器52b可以配置成发出朝向第二触摸敏感区域33的第二出射光束55b，并接收第二返回信号。在一个实施例中，第一和第二出射光束55a、55b包括电磁辐射，比如红外辐射。在另一个实施例中，第一和第二出射光束55a、55b是高频声波。控制器70可以配置成分析第一和第二返回信号的变化。

图3示出了触摸平面18内的第一触摸敏感区域32(或第二触摸敏感区域33)的示意性局部透视图。参照图3，触摸平面18限定了原点(o)、x轴(x)、y轴(y)和z轴(z)。许多问题(包括视差、第一和第二用户42、44的移动、显示器弧度、显示器控制台14绕旋转轴线的旋转)都可能导致触摸平面18所感测到的与第一用户42和第二用户44所观察到的第一触摸敏感区域32不对准。

参照图1，控制器70可操作地连接到显示器控制台14以及组件10的各个其它部件。接近式感应系统52可以经由控制器70通过网络链接到驾驶员和乘客座椅位置传感器48、50。控制器70包括至少一个处理器72和至少一个存储器74(或任何非暂时性的有形计算机可读存储介质)，其上为用于执行图4中所示方法200的记录指令，以实时地动态调整第一触摸敏感区域32，从而补偿不对准问题。存储器74可以存储控制器可执行的指令集，处理器72可以执行存储器74上存储的控制器可执行的指令集。图1中的控制器70被特殊编程以执行方法100的步骤(如以下参照图4详细讨论)。

参照图5，显示器控制台14可以绕旋转轴线56旋转倾斜角(α)。图5示出了处于未旋转位置58和旋转位置60的显示器控制台14。显示器控制台14可以旋转倾斜角(α)，使得图像平面上的初始位置62(x1，y1)相对于原点(o)被旋转到修改后的位置64(x2，y2)。

现在参照图4，示出了图1的控制器70上存储的和可执行的方法200的流程图。无需以本文中所述的特定顺序来执行方法200。此外，应该理解，一些步骤可以忽略。尽管以下步骤是相对于第一用户42和第二用户44而描述，但对于任何其他用户，可以重复这些步骤。

参照图3-4，方法200可以从框202开始，其中控制器70被编程或配置成获取第一用户42的观察参考矢量76(r)、第一角度78(θ)以及第二角度80参照图3，观察参考矢量76(r)在原点(o)和第一眼睛基准点42a之间延伸。参照图3，第一角度78(θ)是x轴和x-y投影矢量82(rxy)之间的角度。x-y投影矢量82(rxy)是观察参考矢量(r)在x-y平面上的投影。参照图3，第二角度是法向矢量84(垂直于显示器控制台14)和观察参考矢量(r)之间的角度。其中，x＝rxy*[cosine(180-θ)]；以及y＝rxy*[sine(180-θ)]。

在一个实施例中，观察基准矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度至少部分地基于来自图1的照相机46的数据。照相机46可操作地连接到控制器70，并配置成获取第一和第二眼睛基准点42a、44a的位置。第一用户42和第二用户44的观察参考矢量(r)(以及第一角度(θ)和第二角度)可以分别基于第一和第二座椅位置传感器48、50而获取。

在图4的框204中，控制器70被编程以获取第二用户44的观察参考矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度这与框202的所有方面相似，不同之处在于观察参考矢量(r)是在原点(o)和第二眼睛基准点44a之间延伸，而不是在原点(o)和第一眼睛基准点42a之间延伸。

在图4的框206中，控制器70被编程以确定显示器控制台是否旋转，并获取修改后的第一角度(θ2)和修改后的第二角度以补偿非零倾斜角。未旋转的或初始位置62由初始第一角度(θ1)、初始第二角度和初始投影(rxy，1)进行表征。修改后的第一角度(θ2)至少部分地基于修改后的投影(rxy，2)以及原点和第一用户42的第一眼睛基准点之间的径向距离(r)。修改后的第二角度至少部分地基于修改后的投影(rxy，2)和修改后的y坐标(y2)。修改后的y坐标(y2)是初始位置(x1，y1)和倾斜角(α)的函数，使得y2＝(y1*cosine(α))。在所示实施例中，x坐标保持相同，使得x1＝x2。其中，x1＝rxy[cosine(180-θ)]；以及y1＝rxy*[sine(180-θ)]。修改后的投影(rxy，2)是初始位置(x1，y1)和倾斜角(α)的函数，使得rxy，2＝(x2+y2)^0.5。修改后的第一角度(θ2)和修改后的第二角度可以被定义为：

θ2＝[90-(cosine^-1(rxy，2/r))]。

方法200继续进行到框208，其包括子框208a和208b。在图4的子框208a中，对于第一触摸敏感区域32的多个像素34的每个像素(x像素、y像素)，控制器70被编程以基于第一用户42的眼睛基准点42a来获取校正矩阵(x像素、y像素、x像素偏移、y像素偏移)。

在图4的子框208b中，对于第一触摸敏感区域32的多个像素34的每个像素(x像素、y像素)，控制器70被编程以获取第一用户44的校正矩阵(x像素、y像素、x像素偏移、y像素偏移)。

每个像素(x像素、y像素)在x-y平面内用偏移值(x像素偏移、y像素偏移)进行转换。偏移值(x像素偏移、y像素偏移)至少部分地基于原点和第一(或第二)用户的眼睛基准点之间的观察参考矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度第一和第二校正矩阵(x像素、y像素、x像素偏移、y像素偏移)根据照相机捕捉的相应的基准点42a、44a而持续更新。

参照图3，偏移值(x像素偏移、y像素偏移)的x分量90被定义为：

参照图3，偏移值(x像素偏移、y像素偏移)的y分量92被定义为：

在图4的框210，控制器70被编程以确定接近式感应系统52是否已经检测到第一用户42或第二用户44或这两者。在图4的框210中，如果接近式感应系统52表明第一用户42在第一触摸敏感区域32的第一预定距离54a范围内，方法继续进行到框212。在框212内，第一用户42的数据采集(比如经由照相机)被暂停，并基于第一用户42的眼睛基准点42a而应用校正矩阵(来自子框208a)，以获取新的触摸区域目标。也就是说，第一触摸敏感区域的第一多个像素34通过校正矩阵而移动或偏移。

在图4的框210中，如果接近式感应系统52表明第二用户44在第一触摸敏感区域32的第一预定距离54a范围内，方法200继续进行到框214。在框214中，基于第二用户44的眼睛基准点44a而应用校正矩阵(来自子框208b)，以获取新的触摸敏感目标。

此外，在图4的框210中，如果接近式感应系统52表明第一和第二用户42、44中的一个在第一触摸敏感区域32的第一预定距离54a的范围内，而第一和第二用户42、44中的另一个在第二触摸敏感区域33的第二预定距离54b范围内，那么方法继续进行到框216。

在框216中，控制器70被编程以获取并同时应用两个校正矩阵，其中一个应用于第一触摸敏感区域32的多个像素34，另一个应用于第二触摸敏感区域33的多个像素35。第一校正矩阵(x像素、y像素、x像素偏移、y像素偏移)是基于在第一触摸敏感区域32的第一预定距离54a范围内的用户(第一或第二用户42、44)的眼睛基准点。第二校正矩阵(x像素、y像素、x像素偏移、y像素偏移)是基于在第二触摸敏感区域33的第二预定距离54b范围内的用户(第一或第二用户42、44)的眼睛基准点。换句话说，控制器70被编程为同时动态调整第一触摸敏感区域32和第二触摸敏感区域33。

现在参照图6，示出了根据一个替代实施例的显示器控制台314。在该实施例中，显示器控制台314具有弯曲轮廓316。方法200可以同样应用于该实施例，控制器70被编程以获取显示器控制台314中的触摸敏感区域的偏移值(x像素偏移、y像素偏移)。偏移值(x像素偏移、y像素偏移)至少部分地基于原点和第一(或第二)用户的眼睛基准点之间的观察参考矢量(r)、第一角度(θ)和第二角度

参照图6，示出了弯曲轮廓316上的两个点p和q。与前面的实施例类似，对于点p，第二角度是在法向矢量384p(垂直于显示器控制台314)和观察参考矢量376p之间。对于点q，第二角度在法向矢量384q(垂直于显示器控制台314)和观察参考矢量376q之间。

该实施例的不同之处在于第一角度(θ)的定义。对于点p，第一角度(θ)在x轴和正切矢量382p(t)之间。正切矢量382p是观察参考矢量376p在与法向矢量384p相切的平面内的投影。对于点q，第一角度(θ)在x轴和正切矢量382q。正切矢量382q是观察参考矢量376q在与法向矢量384q相切的平面上的投影。与第一实施例类似，参数可以至少部分地基于来自照相机46或来自第一和第二座椅位置传感器48、50的数据。

控制器70(以及方法200的执行)通过提高用户交互的准确性，并解决会导致平面和弯曲显示器上的触摸输入错误的多种问题，从而提高设备12的功能。图1的控制器70可以是设备12的其它控制器的不可或缺的部分，或者是可操作地连接到设备12的其它控制器的独立模块。

控制器70包括计算机可读介质(也被称为处理器可读介质)，包括参与提供计算机(比如计算机的处理器)可以读取的数据(比如指令)的任何非暂时性(比如有形的)介质。这种介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘和其它持久存储器。易失性介质可以包括例如动态随机存取存储器(dram)，其可以构成主存储器。这种指令可以通过一种或多种传输介质而传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含耦接到计算机处理器的系统总线的线缆。计算机可读媒介的一些形式例如包括软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、cd-rom、dvd、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、带有穿孔图案的任何其它物理介质、ram、prom、eprom、flash闪存-eeprom、任何其它存储芯片或存储盒、或计算机可读取的任何其它介质。

本文中所述的查询表、数据库、数据存储库或其它数据存储可以包括用于存储、读取和检索各种类型的数据(包括分级数据库、文件系统中的文件集、专用格式的应用数据库、关系数据库管理系统(rdbms)等)的各种类型的装置。每个这种数据存储可以包括在采用计算机操作系统(比如上述那些中的一个)的计算机设备中，并可以通过任何一种或多种方式经由网络进行访问。文件系统可以通过计算机操作系统进行访问，并可以包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行所存储的程序的语言(比如上述的pl/sql语言)之外，关系数据库管理系统(rdbms)可以采用结构化查询语言(sql)。

详细的说明和附图或图表是对本发明的支持和描述，但本发明的范围仅由权利要求书进行限定。尽管已经详细描述了用于实施所公开的发明的一些最佳模式和其它实施例，但存在用于实践所附权利要求书中所限定的本发明的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特征并不一定要被理解为彼此独立的实施例。而可能的是，一个实施例的其中一个实例中所述的每个特性可以与其它实施例的一个或多个其它期望的特性相结合，从而形成未用文字描述的或未参照附图而描述的其它实施例。因此，这种其它实施例落入所附权利要求书的范围框架内。