CN103354921A - 触摸感应显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于自动校准触摸感应显示器的方法，以及一种触摸感应显示器。所述触摸感应显示器（100）包括显示元件（101）、用于测量作用于所述显示元件（101）的力的多个力传感器（102、104、106、108）、以及用于产生作用于所述显示元件（101）的力的多个力组件（112、114、116、118）。当验证了所述触摸感应显示器（100）的校准需要时，利用力组件（112、114、116、118）产生作用于所述显示元件（101）的力，利用所述力传感器（102、104、106、108）测量由利用所述力组件（112、114、116、118）产生的力引起的响应，并且基于利用所述力传感器（102、104、106、108）测量的响应和基于所述力组件（112、114、116、118）的位置数据确定校准参数。

Description

触摸感应显示器

技术领域

本发明涉及一种触摸感应显示器。更具体地本发明涉及触摸感应显示器的自动校准。

背景技术

除了其他事物以外，在移动终端、计算器、计算机中、以及在导航系统、和位于公共空间中的其他这样的显示器中以日益增加的程度使用触摸感应显示器。根据触摸感应显示器的结构，其由实际的显示元件（例如由LCD显示器）以及由检测用户的触摸的传感器（例如由压电传感器）形成。用户触摸的显示元件的表面是例如玻璃。在这些类型的触摸感应显示器中，利用与显示元件连接的上述传感器检测由用户的触摸产生的力或振动。向将测量信号转换为确定接触点的位置数据（位置坐标）的控制单元传输由传感器产生的测量信号。为了将测量信号转换为位置数据，在控制单元中记录多个校准参数，取决于校准的持久性，例如在触摸感应显示器的制造阶段中或在该阶段之后已确定所述校准参数。

通常用在触摸感应显示器中的压电传感器（压电的传感器）的一个优点是它们在使用中的耐久性以及紧附于显示元件的表面的物体和持续触摸它们的物体不会防止触摸感应显示器的操作的事实。将用在触摸感应显示器中的传感器通常容易受到各种错误因素的影响，例如碰撞、温度波动、组件的变形、和湿度波动。触摸感应显示器在公共空间中，例如在电梯中，特别容易受到上述错误因素的影响。在这种情况下，触摸感应显示器的传感器可能失去校准，并且必须重新校准所述触摸感应显示器。校准发生例如使得在触摸感应显示器上的不同点处显示按钮，用户必须利用手指或利用适当的例如类似铅笔的物体按压所述按钮。连接到触摸感应显示器的控制单元登记用户的触摸，并确定新的校准参数来与改变后的情况相对应。由于校准是手动程序，其准确度取决于执行它的人并可能容易地导致不准确的校准。在触摸感应显示器被安排在公共空间中的情况下，不能要求用户手动校准，而替代地，例如维修员必须执行校准。然而，维修员对于校准的查访相当贵。此外，由于剧烈的温度波动或其他环境因素，必须经常进行查访。改变后的校准还可能阻止连接到触摸感应显示器的例如电梯系统的系统的使用，直到维修员到达现场并重新校准触摸感应显示器为止。

触摸感应显示器的另一问题是与触摸相关的响应，基于所述响应用户可以感应到触摸已成功。在根据现有技术的解决方案中听觉响应通常被用作响应。本领域中还已知其中致动器被连接到触摸感应显示器，借助于所述致动器，当用户触摸显示元件的表面时其上可以产生适当的振动（所谓的触觉接触反馈）的解决方案。在存在令人不安的环境噪声的空间中使用听觉响应可能有问题。在触摸感应显示器中布置触觉接触反馈，对于其部分，触摸感应显示器复杂化并可以相当大地增加触摸感应显示器的价格。

发明目的

本发明的目的是解决与现有技术触摸感应显示器相关的问题，并实现在触摸感应显示器的性能方面通用同时便宜的触摸感应显示器解决方案。

关于本发明的特征属性，对权利要求进行参考。

发明内容

根据本发明的方法的特征在于权利要求1的特征部分中公开的内容。根据本发明的触摸感应显示器的特征在于在权利要求7的特征部分中呈现的内容。本发明的其他实施例的特征在于在其他权利要求中呈现的内容。在本申请的描述部分中和附图中也呈现一些发明实施例。本申请的发明内容也可以与在下面呈现的权利要求中不同地定义。发明内容还可以由若干单独的发明组成，特别是如果根据表达式（expression）或隐含子任务或从实现的优点或优点的类别角度来考虑本发明。在这种情况下，从单独的发明构思的角度来看，在下面的权利要求中包含的一些属性可能是多余的。结合其他实施例在基本发明构思的范围内可以应用本发明的各种实施例的特性。

本发明公开一种用于自动校正触摸感应显示器的方法。触摸感应显示器包括显示元件、用于测量作用于显示元件的力的多个力传感器、以及用于产生作用于显示元件的力的多个力组件。所述方法包括下列阶段：验证触摸感应显示器的校准需要；利用力组件产生作用于显示元件的力；利用力传感器测量由在显示元件中产生的力引起的响应，并且基于利用力传感器测量的响应和基于力组件的位置数据确定新的校准参数。

术语力组件指代在显示元件的已知点上产生希望的力的任何组件。力可以是静态或动态力。静态力在力传感器中产生与力的大小和位置成比例的静态响应。动态力是例如碰撞类型的瞬态力，由所述瞬态力引起的响应是例如沿显示元件的表面传播的振动，所述振动可以利用力传感器测量并被用于确定接触点。力组件是例如压电或电磁组件。通过一次一个地利用每个力组件在显示元件中产生力，获得彼此独立的许多测量结果，在这种情况下提高校准参数的确定准确度。

本发明还呈现一种触摸感应显示器，其包括显示元件、连接到显示元件的多个力组件、连接到显示元件的多个力传感器、以及连接到上述力组件和上述力传感器的控制单元。控制单元被布置为：验证触摸感应显示器的校准需要；控制每个力组件用于产生作用于显示元件的力；利用力传感器测量由上述力引起的响应；以及基于测量的响应和基于上述力组件的位置数据确定触摸感应显示器的校准参数。

在本发明的一个实施例中，在同一组件中集成上述力传感器中的至少一个和上述力组件中的至少一个。所述同一组合组件可以用在用于产生力和用于测量所述力的实施例中，在这种情况下，可以简化触摸感应显示器的结构，并且其可以被做得紧凑。适用于该目的的组件是例如压电组件。

在本发明的一个实施例中，验证由用户执行的触摸感应显示器的按压，并且使用至少一个上述力组件向用户给出接触反馈。作为所述实施例的结果，因为同一组件可以被用于校准和用于生成接触反馈，可以简化触摸感应显示器的结构，并且其可以被做得紧凑。

在本发明的一个实施例中，当键区（按钮）位于显示元件上的同一位置时，收集关于接触点的测量的位置坐标的统计数据，并且确定作为时间的函数的接触点的统计位移。如果统计位移超过预定限制值，则验证触摸感应显示器的校准需要。在实施例中，当按压触摸感应显示器的每个区（即按钮）使得其变为选中时，测量接触点的统计分布。作为所述实施例的结果，可以快速并自动检测错误校准。

在本发明的一个实施例中，基于时钟时间和/或基于由连接到触摸感应显示器的系统产生的数据，触摸感应显示器被验证为自由执行校准。如果已知在例如夜间的一天的特定的时间没有使用触摸感应显示器，则可以基于时钟时间执行触摸感应显示器的校准。触摸感应显示器还可以接收关于要控制的系统的状态数据，并且基于所述状态数据得出关于是否可以校准触摸感应显示器的结论。例如，如果触摸感应显示器是电梯的呼叫给出面板，则所述显示器可以从电梯的控制系统中接收状态数据，所述控制系统表达信息的下列项中的一个或多个：电梯轿厢为空，电梯轿厢的门关闭，电梯没有要服务的任何活动呼叫，电梯轿厢位于楼层水平。

作为本发明的结果，可以大大减少触摸感应显示器所需的服务查访的数量，可以提高校准准确度、以及可以通过在同一组件中集成许多功能来简化触摸感应显示器。

附图说明

图1呈现根据本发明的触摸感应显示器的图，以及

图2呈现根据本发明的用于自动校准触摸感应显示器的方法。

具体实施方式

图1呈现根据本发明的触摸感应显示器100。触摸感应显示器100包括显示元件101，连接到所述显示元件、优选地在拐角处布置或固定的力组件112、114、116、和118。在图1中，以水平姿态描述显示元件101，但从本发明的角度来看，所述姿态可以是任意的。为了计算接触点的位置坐标，X-Y坐标系统被“附加”到显示元件，在所述坐标系统中X-轴例如在显示元件的较长边的方向上并且Y-轴在显示元件的较短边的方向上。例如在显示元件的拐角处安排力组件，使得其隐藏在显示元件的框架内部（在图1中未呈现所述框架）。力组件由例如压电材料制成，所述压电材料在电压的作用下改变其形状。力组件被连接到控制单元120，以便从控制单元向力组件传送控制信号。多个力传感器也被固定于显示元件101，所述力传感器测量作用于显示元件的力，所述力由用户在显示元件上的触摸以及由利用力组件产生的力引起。在图1中，力传感器102、104、106、和108固定于显示元件的拐角，并且它们是例如压电的传感器或基于电磁性的传感器。力传感器被连接到控制单元120，所述控制单元120接收每个电压的传感器的测量信号，所述测量信号与作用于显示元件的力的大小以及力作用于的显示元件的位置成比例。基于测量信号和基于在控制单元中记录的校准参数，控制单元可以确定在正常操作情况下用户按压显示元件的接触点。根据本发明的一个实施例，在同一组件中集成处于至少一个拐角处的力传感器和力组件，使得所述组件有时可以被用作力传感器并且有时可以被用作力组件。

在本发明的一个实施例中，当用户按压在显示元件上被标记为按钮的某个点时，力组件112、114、116、和118也被用于向用户给出触觉接触反馈。由于显示元件的表面的振动或由于类似碰撞的运动，用户检测到在他/她的指尖中的接触反馈。接触反馈是向用户的、例如关于他/她的已成功按压在显示元件上呈现的某个按钮的事实的信号。

在图1中，自动校准发生使得力组件以控制单元120已知的顺序一次一个地在显示元件中产生力，在控制单元的存储器中记录所述力的位置数据。例如，利用力组件112在显示元件中产生第一和希望的力，并且利用所有四个力传感器或至少利用在其他拐角的力传感器104、106、和108测量由正在讨论的力引起的响应。然后，利用力组件114产生力，并且利用力传感器106、108、和102测量对正在讨论的力的响应，以此类推。由于控制单元已知力组件的位置坐标，其可以通过测量的响应确定新的校准参数。

图2呈现根据本发明的用于自动校准触摸感应显示器的方法。

在阶段200中，检查是否必须校准触摸感应显示器，例如自最近的校准以来预设时间是否已过期。如下面呈现的，还可以基于统计数据验证校准需要。还可以通过利用某个力组件在显示元件中产生力，通过确定力的接触点、以及通过比较如此确定的位置数据和在控制单元的存储器中记录的力组件的位置数据来验证校准需要。如果在阶段200中，验证了校准需要，则随后到达所述方法的阶段202。

在阶段202中，检查是否可以执行校准，并且如果可以，则随后到达阶段204。在阶段202中，可以检查例如当可以执行校准时触摸感应显示器是否已未被使用一定时间和/或是否是考虑中的一天的时间。当使用触摸感应显示器以便例如在电梯轿厢中给出呼叫时，可以通过轿厢负载称重设备来检查电梯轿厢是否为空，以及是否是可以执行的自动校准。电梯的触摸感应显示器的校准的另一可能障碍可以是例如下列项中的一个：电梯轿厢正在移动，电梯有至少一个未服务的电梯呼叫，或电梯轿厢的门打开。为了读取与电梯相关的上述状态数据，触摸感应显示器的控制单元可以连接到电梯的控制系统，所述控制系统向触摸感应显示器的控制单元传输必需的状态数据。

在阶段204中，利用希望的力组件产生作用于显示元件的力。产生的力是静态力或动态力。

在阶段206中，利用力传感器测量由在显示元件中产生的力引起的响应，并且在控制单元120的存储器中记录测量的数据用于计算校准参数。如果产生的力是静态力，则记录来自每个力传感器的单个测量结果。如果产生的力是动态力，则记录来自每个力传感器的测量结果的时间序列，所述时间序列确定由力在显示元件中引起的振动的具体特征。

在阶段208中，检查是否所有力组件被用于产生力。如果不是这种情况，则回返到阶段204，并且利用序列中的下一力组件产生作用于显示元件的力。

在阶段210中，控制单元基于记录的测量数据和基于力组件的位置数据计算新的校准参数。基于新的校准参数，控制单元此后能够确定在正常操作情况下用户的接触点以便与触摸感应显示器的改变后的性能对应。

如上呈现的，可以在希望的时间间隔校准触摸感应显示器，例如每24-小时时段一次。当键区或按钮一直位于显示元件上的同一点中时，控制单元还可以收集关于由用户进行的按压的统计数据，并检测接触点的统计位移作为时间的函数。在这种情况下，当按压触摸感应显示器的每个区（即按钮）使得其变为选中时，可以计算每次接触的测量的位置坐标的统计平均值。测量关于时间的接触点的统计位移，并且如果所述位移超过预定限制值，例如相对于基准坐标位移超过10mm，则可以推断必须重新校准触摸感应显示器。

本发明不仅限于应用于上述实施例，而作为替换在由权利要求定义的本发明构思的范围内许多变化是可能的。因此，例如，力传感器和力组件不一定需要被固定于显示元件本身，而作为替换可以使用固定元件或适用于该目的的其他固定解决方案用于固定。还可以在将利用触摸感应显示器控制的系统中部分或全部集成触摸感应显示器的控制单元，在这种情况下，可以降低系统的总成本。

Claims (13)

1.一种用于校准触摸感应显示器的方法，所述触摸感应显示器包括显示元件，用于测量作用于所述显示元件的力的多个力传感器，以及用于产生作用于所述显示元件的力的多个力组件，其特征在于所述方法包括下列阶段：

验证所述触摸感应显示器的校准需要；

利用所述力组件产生作用于所述显示元件的力；

利用所述力传感器测量由利用所述力组件产生的力引起的响应；以及

基于利用所述力传感器测量的响应和基于所述力组件的位置数据确定校准参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述显示元件的至少一个点中的组件被用于产生力和用于测量所述力，所述组件有时能用作力传感器并且有时能用作力组件。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于通过一次一个地控制每个力组件来产生作用于所述显示元件的力。

4.如权利要求1-3中的任何一项所述的方法，其特征在于基于时钟时间和/或基于由连接到所述触摸感应显示器的系统产生的状态数据，所述触摸感应显示器被验证为自由执行校准。

5.如权利要求1-4中的任何一项所述的方法，其特征在于所述方法包括下列阶段：收集关于所述接触点的统计数据；以及如果基于所述统计数据，某个接触点的位移超过给定的限制值，则识别出校准需要。

6.如权利要求1-5中的任何一项所述的方法，其特征在于所述方法包括下列阶段：验证由用户执行的触摸感应显示器的按压；以及使用上述力组件中的至少一个向用户给出接触反馈。

7.一种触摸感应显示器，其包括显示元件（101）、控制单元（120）以及连接到所述显示元件的多个力传感器（102、104、106、108），所述力传感器连接到所述控制单元（120），其特征在于所述触摸感应显示器另外包括连接到所述显示元件（101）的多个力组件（112、114、116、118），所述力组件连接到所述控制单元（120），并且其中所述控制单元被布置为：

验证所述触摸感应显示器的校验需要；

利用所述力组件（112、114、116、118）产生作用于所述显示元件（101）的力；

利用所述力传感器（102、104、106、108）测量由利用所述力组件产生的力引起的响应；以及

基于利用所述力传感器测量的响应和基于在所述控制单元中存储的力组件的位置数据来确定所述触摸感应显示器的校准参数。

8.如权利要求7所述的触摸感应显示器，其特征在于在同一组件中集成上述力传感器中的至少一个和上述力组件中的至少一个。

9.如权利要求7或8所述的触摸感应显示器，其特征在于所述控制单元（120）被布置为一次一个地控制每个力组件用于产生作用于所述显示元件的力。

10.如权利要求7-9中的任何一项所述的触摸感应显示器，其特征在于所述控制单元（120）被布置为基于时钟时间和/或基于由连接到所述触摸感应显示器的系统产生的状态数据来验证所述触摸感应显示器自由执行校准。

11.如权利要求7-10中的任何一项所述的触摸感应显示器，其特征在于所述触摸感应显示器是电梯的呼叫给出面板。

12.如权利要求7-11中的任何一项所述的触摸感应显示器，其特征在于所述控制单元被布置为当所述控制单元检测到由所述用户执行的显示元件的触摸时，使用至少一个上述力组件向用户给出接触反馈。

13.如权利要求7-12中的任何一项所述的触摸感应显示器，其特征在于所述控制单元被布置为收集关于所述接触点的统计数据，基于所述统计数据监视所述接触点的位移，以及如果基于所述监视某个接触点已变得位移超出给定限制值，则验证校准需要。

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