CN103474050A - 图像显示设备及图像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像显示设备及图像显示方法。图像显示设备包括用于显示图像的显示屏、水平检测仪、处理器、存储器及图像显示系统。水平检测仪用于检测显示屏相对于地磁南极的角度并对应获得水平检测信号。处理器在显示屏水平放置时控制水平检测仪启动及接收该水平检测信号。存储器存储有显示屏处于水平参考位置时相对于地磁南极的参考角度。图像显示系统依据水平检测信号对应的角度及参考角度获得显示屏相对于水平参考位置的转动角度，及依据该转动角度对待显示的图像数据的位置进行调整，使调整后的图像始终按照水平参考位置进行显示。

Description

图像显示设备及图像显示方法

技术领域

本发明是关于一种能够始终按照预定方向显示图像的图像显示设备，以及图像显示方法。

背景技术

目前的图像显示设备在使用时，一般会按照图像显示设备的其中一个方向显示图像，在实际使用过程中，图像显示设备单一方向显示图像的方式，无法满足图像尺寸与此时图像显示设备的正方向显示不适应而仍然便于使用者查看的需求，由此，目前有采用将图像转动90°或者270°进行显示的方式来满足前述需求。然而，目前图像显示设备在旋转后进行图像显示所采用的旋转识别方式是利用重力检测来实现的，显然，此方式只能适用于图像显示设备在竖直平面内转动，若图像显示设备平行于水平面，并仅在水平面内进行转动时，由于图像显示设备的重心方向并未改变，则无法检测出图像显示设备转动的角度，进而无法实现图像随着图像显示设备的作任意角度地旋转而仍然按照其中一个方向显示的需求。

发明内容

为了解决现有技术中图像显示设备的旋转显示无法满足使用者的需求的问题，现提供一种图像显示设备在平行于水平面并在水平面内进行旋转时，使得图像始终按照一个预定位置进行显示的图像显示设备。

进一步，提供一种图像显示方法。

一种图像显示设备，包括：显示屏，用于显示图像；水平检测仪，用于检测该显示屏中心线相对于地磁南极的角度获得水平检测信号；处理器，当该显示屏处于平行于水平面的状态时，输出控制信号启动该水平检测仪，以及自该水平检测仪接收该水平检测信号，将该水平检测信号进行数字化处理；存储器，用于存储该显示屏处于水平参考位置时，该显示屏的中心线相对于地磁南极的参考角度；以及图像显示系统，用于依据该处理后的该水平检测信号以及该参考角度获得该显示屏在当前位置时相对于该水平参考位置的转动角度，以及依据该转动角度对待显示的图像数据进行调整处理，以使得经调整后的图像始终按照显示屏位于参考位置时的方向和角度进行显示。

一种图像显示方法，应用于具有显示屏的图像显示设备，包括以下步骤：

预先确定该显示屏处于水平参考位置时，该显示屏的中心线相对于地磁南极的参考角度；

当该显示屏处于平行于水平面的状态时，检测该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度并对应获得水平检测信号；

获取该水平检测信号，对该水平检测信号进行数字化处理，以将该水平检测信号处理为数字信号；

依据经处理后的该水平检测信号确定该显示屏在当前位置时该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度，以及依据该显示屏当前位置相对于地磁南极的角度与该参考角度，确定该显示屏当前位置相对于水平参考位置的转动角度；

依据该转动角度调整预显示数据在显示时的像素位置，使调整后的图像始终按照显示屏位于水平参考位置时的方向和角度进行显示；及

将调整后的图像中显示数据输出至显示屏，以显示调整后的图像。

相较于现有技术，本发明的图像显示设备在平行于水平面并在水平面转动时，检测当前位置相对于水平参考位置的转动角度，并依据该转动角度对待显示的图像进行处理并显示，从而当图像显示设备平行于水平面且在水平面内转动何种角度，均保证图像按照预定的方向和角度进行显示，便于使用者的使用和查看。

附图说明

图1是本发明图像显示设备一实施方式中处于水平参考位置的示意图。

图2是图1所示图像显示设备的方框示意图。

图3是图2所示图像显示设备中图像显示系统一实施方式的方框示意图。

图4是图2所示图像显示设备中水平检测仪一实施方式的方框示意图。

图5是图4所示本发明水平检测仪的结构示意图。

图6是本发明图像显示方法的流程图。

图7是图1所示图像显示设备相对于水平参考位置转动后显示状态示意图。

图8是图4所示图像显示设备相对于水平参考位置转动后水平检测仪的运作示意图。

主要元件符号说明

图像显示设备	10
		处理器	101
存储器	102
		显示屏	103
水平检测仪	104
		顶边	a
底边	b
		重力检测仪	106
磁极检测组件	1041
		旋转磁针	1041a
触点罗盘	1041b
		导电触点	1041c、Pi-Pn
电源输入端	1041d
		电信号输出端	1041e
测试电阻	R1-Rn
		分压电阻	Rs
开关单元	1043
		控制极	1043a
第一传导极	1043b
		第二传导极	1043c
图像显示系统	100
		水平位置确定单元	110
竖直位置确定单元	120
		位置查找表	130
图像调整单元	150
		显示单元	170
参考角度	φ

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，为本发明图像显示设备在一水平参考位置的示意图。在本发明中，图像显示设备10可以是，但不限于，手机、平板电脑、数码相框设备等包括有显示屏103的便携式电子设备。可以理解，每种便携式电子设备在使用者常规使用过程中，均具有惯常的放置位置。如：手机在常规使用过程中，听筒朝上而话筒朝下的放置位置；平板电脑在常规使用过程中，主控键(Home键)位于下方时的放置位置等。在该便携式电子设备处于惯常的放置位置显示画面时，其图像显示设备的外缘邻近所显示画面顶部设置的一侧边为顶边a，而邻近画面底部设置的一侧边为底边b。在本发明中，定义当该图像显示设备10水平放置在由XY轴建立的水平面上，其顶边a平行于X轴，顶边a指向底边b的方向沿着Y轴的负方向的该图像显示设备10的放置位置为水平参考位置。

在该图像显示设备10处于水平参考位置时，显示屏103平行于Y轴的中心线(图中所示的虚线)相对于地磁南极S的角度作为一参考角度φ。该参考角度φ可以预先设置或者测试获得，并进行存储。当然，参考角度φ也可以是以显示屏103的任意一点为参考点相对于地磁南极S的角度。

显示屏103用于显示图像，例如液晶显示屏、OLED显示屏。显示屏103的形状大致为矩形，该显示屏103的中心线平行于长边设置。在本发明其他实施方式中，显示屏103还可以为方形或者其他形状。

请参阅图2，其为图1所示图像显示设备10一实施方式的方框示意图。图像显示设备10进一步包括处理器101、存储器102、重力检测仪106、水平检测仪104以及图像显示系统100。其中，存储器102用于存储该参考角度φ。

重力检测仪106用于实时检测显示屏103相对于其重心方向的角度，并获得一竖直检测信号，该竖直检测信号表征显示屏103相对于其重心方向的角度。在本实施方式中，重力检测仪106为重力锤。

处理器101接收并处理该竖直检测信号，且依据该竖直检测信号判定显示屏103是否平行于水平面，即XY轴界定的平面，当显示屏103平行于水平面时，即当显示屏103相对于其重心方向的角度为90°或270°时，输出一控制信号至水平检测仪104，控制水平检测仪104启动。

水平检测仪104自处理器101接收该控制信号，启动并实时检测显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度，获得一水平检测信号，则该水平检测信号表征该显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度。当然，水平检测仪104检测的角度也可以是显示屏103上的任意一点相对于地磁南极S的角度。

处理器101自水平检测仪104获取该水平检测信号，对该水平检测信号进行处理，如滤波及模数转换处理后，将该水平检测信号转换为数字信号。该处理器101进一步调用并执行图像显示系统100。

图像显示系统100依据处理器101处理后的该水平检测信号计算获得显示屏103相对于水平参考位置的转动角度，依照该转动角度对待显示的图像数据进行处理，以使得经处理后的图像能够在显示屏103相对于水平参考位置转动后仍按照水平参考位置的方向和角度进行显示。

具体地，请一并参阅图3，其为本发明图像显示系统100的方框示意图，图像显示系统100包括水平位置确定单元110、竖直位置确定单元120、位置查找表130、图像调整单元150以及显示单元170。图像显示系统100可以嵌入在图像显示设备10的操作系统中，也可以存储在存储器102中，并由处理器101执行。

竖直位置确定单元120接收对应该竖直位置信号的数字信号，确定显示屏103当前位置相对于其重心方向的角度，当该角度等于90°或者270°时，表示显示屏103平行于水平面，竖直位置确定单元120输出水平启动指令至处理器101，使得处理器101在接收到该水平启动指令后输出该控制信号启动该水平检测仪104。

水平位置确定单元110接收对应该水平检测信号的数字信号，确定显示屏103在当前位置时其中心线相对于地磁南极S的角度，以及自存储器102中读取该参考角度，以确定显示屏103在当前位置时相对于水平参考位置的转动角度。

位置查找表130包括有对应水平检测信号的数字信号列表，及对应各水平参考信号所表征的该显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度，具体请参阅表1。

表1

水平参考信号	相较于地磁南极S的角度（/°）
		00000001	0（360）
00000010	10
		00000011	20
00000100	30
		00000101	40
……	……
		00010001	350

水平位置确定单元110在该位置查找表130中查找与接收的当前水平检测信号相对应的该显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度，并且比较当前水平检测信号对应的角度与参考角度φ，确定显示屏103当前位置相对于水平参考位置的转动角度，即将显示屏103的中心线在当前位置时相对于地磁南极S的角度与参考角度φ作求差运算，则运算获得的差值即为该转动角度。在本实施方式中，运算获得的转动角度为负值时，则表示显示屏103为逆时针转动；反之，则表示显示屏103顺时针转动。

图像调整单元150依据转动角度调整待显示图像的显示数据在显示时的像素位置，使调整后的图像始终按照显示屏103位于参考位置时的方向和角度进行显示。

显示单元170，用于将调整后的显示数据输出至显示屏103，以显示该调整后的图像。

请参阅图4，其为图1所示图像显示设备10中水平检测仪104一实施方式的方框示意图，水平检测仪104包括磁极检测组件1041及开关单元1043。其中，开关单元1043用于接收自处理器101输出的控制信号，选择性地将电源信号Vcc提供给磁极检测组件1041，以启动磁极检测组件1041。磁极检测组件1041用于检测显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度，并将该检测获得的角度转换为电信号输出，可以理解，该电信号即为水平检测信号。

进一步请参阅图5，其为图4所示本发明水平检测仪104各功能模块的电路结构示意图，磁极检测组件1041包括旋转磁针1041a、触点罗盘1041b、多个导电触点1041c，分别为导电触点P1-Pn，(n为大于1的自然数)、电源输入端1041d以及电信号输出端1041e。

旋转磁针1041a具有磁性以及导电特性，用以指示地磁南极S所在的方向。在本实施例中，旋转磁针1041a接地。

触点罗盘1041b固定于图像显示设备10上，并且随着图像显示设备10在水平面上的转动而同步转动。导电触点P1-Pn按照预定的间隔设置于触点罗盘1041b上，触点罗盘1041b跟随图像显示设备10相较于水平参考位置发生的转动而转动时，旋转磁针1041a的一端与位于当前地磁南极S方向的导电触点Pi相接触，i≦n。

在出厂前，预先选取与地磁南极S同向的导电触点1041c为0度参考点，以该0度参考点为起点，按照一定方向以及相邻的两个导电触点1041c的间隔所表征的度数对其他各导电触点1041c相对于地磁南极S的角度进行定义。在本实施方式中，每相邻的两个导电触点1041c间隔10°，在本发明其他实施方式中，每相邻的两个导电触点1041c间隔的度数差可以依据实际需求进行调整，例如5°或者15°等。

导电触点P1-Pn分别经由不同电阻值的测试电阻R1-Rn电性连接于电信号输出端1041e，分压电阻Rs分别电性连接于电源输入端1041d与电信号输出端1041e。电信号输出端1041e用于将测试电阻Ri所分得的电压作为水平检测信号输出至处理器101。

可以理解，测试电阻R1-Rn所分得的电压分别对应于与测试电阻R1-Rn相连的导电触点P1-Pn，也即是对应于显示屏103相对于地磁南极S的角度。当触点罗盘1041b随着图像显示设备10转动时，而旋转磁针1041a在地磁场的作用下始终指向地磁南极S，则旋转磁针1041a总是与处于地磁南极S方向的导电触点Pi电性接触，通过获取此时与旋转磁针1041a电性导通的测试电阻Ri自电源电压Vcc分得的电压，即可获得此时显示屏103的中心线相对于地磁南极S的角度。

开关单元1043电性连接于磁极检测组件1041与电源电压Vcc之间，用于选择性地将电源电压Vcc提供给磁极检测组件1041，以控制磁极检测组件1041何时输出水平检测信号。开关单元1043包括控制极1043a、第一传导极1043b以及第二传导极1043c，第一传导极1043b电性连接于磁极检测组件1041的电源输入端1041d，第二传导极1043c电性连接于电源电压Vcc。当控制极1043a接收到自处理器101输出的控制信号时，开关单元1043将第一传导极1043b与第二传导极1043c连通，以将电源电压Vcc传输至磁极检测组件1041，则磁极检测组件1041输出水平检测信号至处理器101；控制极1043a未接收到该控制信号时，开关单元1043将第一传导极1043b与第二传导极1043c断开，停止将电源电压Vcc传输至磁极检测组件1041，则电信号输出端1041e停止输出水平检测信号。

可以理解，位置查找表130中对应水平检测信号的数字信号列表，可以为预先依据对应与每个导电触点电性连接的测试电阻Ri自电源电压Vcc分得的电压进行设置的数字信号。

相较于现有技术，本发明的图像显示设备10在平行于水平面并在水平面转动时，检测其当前位置相对于该水平参考位置的转动角度，并依据该转动角度对待显示的图像进行处理并显示，则该图像显示设备10在平行于水平平面时，无论在水平面内转动何种角度，均保证显示图像按照预定的方向和角度进行显示，便于使用者的使用和查看。

请参阅图6，其为本发明图像显示方法的流程图，本实施方式所述的图像显示方法可以采用前述的图像显示设备10来执行实现。该图像显示方法包括以下步骤：

步骤S101，当显示屏103处于平行于水平面的状态时，启动检测显示屏103中心线相对于地磁南极S的角度，输出对应该角度水平检测信号。

具体地，请一并参阅图7与图8，当显示屏103相对于水平参考位置逆时针转动一定角度后显示屏103的位置示意图，以及水平检测仪104的运作示意图。

当显示屏103处于平行于水平面时，处理器101输出该控制信号至开关单元1043的控制极1043a，开关单元1043导通并将电源电压Vcc传输至磁极检测组件1041。

在显示屏103随着图像显示设备10相对于水平参考位置逆时针转动一定角度后，旋转磁针1041a在地磁场作用下始终指向磁场南极S，由此，旋转磁针1041a与导电触点P23电性接触，旋转磁针1041a、导电触点P23、测试电阻R23、分压电阻Rs以及电源电压Vcc形成导电回路，测试电阻R23将其分得的电压作为水平检测信号自电信号输出端1041e输出至处理器101。

优选地，在该步骤中，还包括有预先获得并存储该显示屏103处于水平参考位置时，显示屏103的中心线相对于地磁南极S的参考角度φ。该参考角度φ可以预先设定或者利用水平检测仪104进行测试获得。

优选地，该步骤之前，还包括确定该显示屏103是否平行与水平面的步骤，利用该重力检测仪106检测显示屏103相对于其重心方向的角度并对应获得一竖直检测信号，当该竖直检测信号表示该显示屏相对于其重心方向的角度为90度或者270度，则该显示屏平行于水平面。

步骤S102，获取该水平检测信号，对该水平检测信号进行处理，如滤波及模数转换处理后，将该水平检测信号转换为数字信号，从而将该水平检测信号处理为二进制数值，例如00010000。

步骤S103，依据经处理后的水平检测信号确定该显示屏103的中心线在当前位置时相对于地磁南极S的角度，以及依据该显示屏103在当前位置时相对于地磁南极S的角度与该参考角度φ，确定显示屏103在当前位置时相对于水平参考位置的转动角度。

具体地，依据该数字化处理后的该水平检测信号自该位置查找表130查找对应的角度，例如对应数字化的水平检测信号00010000，获得对应的角度为340°，然后将该角度与参考角度φ进行求差运算，进而获得转动角度，例如该转动角度为340°-φ，其中，φ为已知角度。

步骤S104，依据转动角度（340°-φ）调整预显示数据在显示时的像素位置，使调整后的图像始终按照显示屏103位于参考位置时的方向和角度进行显示。例如，图像调整单元150将待输出显示图像的像素坐标以显示于水平参考位置的图像的中心点为旋转中心，按照与转动角度相反的方向转动（340°-φ），即可获得调整后的待输出显示图像的像素位置。

步骤S105，将调整后的显示数据输出至显示屏103，以显示该调整后的图像。

本发明一变更实施方式中，当竖直检测信号表示显示屏103与水平面不平行，且显示屏103与水平面角度在第一预定角度的范围内时，启动检测该显示屏103处于当前位置时相对于地磁南极S的角度，以及相对于水平参考位置的转动角度，从而依据该转动角度调整待输出显示的图像，提高图像显示设备10的容错性。第一预设角度的范围为0~30°。

可以理解，图像显示设备10可以将重力检测仪以及竖直位置确定单元省略，而是通过是否接收到使用者输入的启动指令来判定图像显示设备10是否处于平行于水平面的状态上，例如当接收到使用者输入的启动指令时，表示显示屏103平行于水平面，则处理器101输出控制信号至水平检测仪104，控制器水平检测仪104启动并检测显示屏103在当前位置时相对于地磁南极S的角度；若并未接收到使用者输入的启动指令时，表示图像显示设备10并未平行于水平面，或者并不需要对显示屏103所显示的图像进行调整显示，处理器101并不输出该控制信号。

Claims (10)

1.一种图像显示设备，其特征在于，该图像显示设备包括：

显示屏，用于显示图像；

水平检测仪，用于检测该显示屏中心线相对于地磁南极的角度并对应获得水平检测信号；

处理器，当该显示屏处于平行于水平面的状态时，输出控制信号启动该水平检测仪，以及自该水平检测仪接收该水平检测信号，将该水平检测信号进行数字化处理；

存储器，用于存储该显示屏处于水平参考位置时，该显示屏的中心线相对于地磁南极的参考角度；及

图像显示系统，用于依据该处理后的该水平检测信号以及该参考角度获得该显示屏在当前位置时相对于该水平参考位置的转动角度，以及依据该转动角度对待显示的图像数据进行调整处理，以使得经调整后的图像始终按照显示屏位于该水平参考位置时的方向和角度进行显示。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，该显示系统包括：

位置查找表，包括有对应水平检测信号的数字信号列表，及对应各水平参考信号所表征的该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度；

水平位置确定单元，自该位置查找表查找该显示屏的中心线在当前位置时相对于地磁南极的角度，并且自该存储器读取该参考角度，及将该显示屏的中心线处于当前位置时相对于地磁南极的角度与该参考角度进行求差运算，运算获得该转动角度；

图像调整单元，依据该转动角度调整预显示数据在显示时的像素位置，使调整后的图像始终按照显示屏位于参考位置时的方向和角度进行显示；及

显示单元，用于将调整后的图像中显示数据输出至显示屏，以显示调整后的图像。

3.根据权利要求1或者2所述的图像显示设备，其特征在于，该水平检测仪包括磁极检测组件及开关单元，该开关单元用于在接收到该控制信号时启动该磁极检测组件，该磁极检测组用于检测该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度，并将检测获得的角度转换为电信号作为该水平检测信号输出至该处理器。

4.根据权利要求3所述的图像显示设备，其特征在于，该开关单元电性连接于该磁极检测组件与一电源电压之间，用于选择性地将该电源电压提供给该磁极检测组件，该磁极检测组件包括旋转磁针、触点罗盘、多个导电触点、电源输入端以及电信号输出端，该触点罗盘固定于该显示设备上且随着该显示设备的转动而同步转动，该多个导电触点按照预定的间隔设置于该触点罗盘上，该多个导电触点分别通过不同电阻值的测试电阻电性连接于该电信号输出端，该电信号输出端通过分压电阻电性连接于该电源输入端，该电源输入端用于接收该电源电压，该旋转磁针用于指向地磁南极，并且与该多个导电触点中与地磁南极同向的导电触点电性接触，以为该测试电阻、该分压电阻以及电源电压提供一导电回路，该电信号输出端用于将该测试电阻自该电源电压分得的电压作为该水平检测信号进行输出。

5.根据权利要求3所述的图像显示设备，其特征在于，该图像显示设备还包括重力检测仪，该重力检测仪用于检测该显示屏相对于重心方向的角度并对应获得一竖直检测信号，该竖直检测信号经该处理器处理后输出至该图像显示系统，该图像显示系统还包括一竖直位置确定单元，该竖直位置确定单元依据该竖直检测信号确定该显示屏相对于重心方向的角度，当该竖直检测信号表示该显示屏相对于重心方向的角度为90度或者270度，则表示该显示屏平行于水平面，该处理器输出该控制信号。

6.根据权利要求5所述的图像显示设备，其特征在于，当该竖直检测信号表示该显示屏与水平面的角度在第一预设角度的范围内时，该处理器输出该控制信号控制该水平检测仪启动。

7.一种图像显示方法，应用于具有显示屏的图像显示设备，其特征在于，包括以下步骤：

预先确定该显示屏处于水平参考位置时，该显示屏的中心线相对于地磁南极的参考角度；

当该显示屏处于平行于水平面的状态时，检测该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度并对应获得水平检测信号；

获取该水平检测信号，对该水平检测信号进行数字化处理，以将该水平检测信号处理为数字信号；

依据经处理后的该水平检测信号确定该显示屏在当前位置时该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度，以及依据该显示屏在当前位置时该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度与该参考角度，确定该显示屏在当前位置时相对于水平参考位置的转动角度；

依据该转动角度调整待显示数据显示时的像素位置，使调整后的图像始终按照该显示屏位于该水平参考位置时的方向和角度进行显示；及

将调整后的图像中显示数据输出至显示屏，以显示调整后的图像。

8.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，该显示方法还包括确定该显示屏是否与水平面平行的步骤，包括检测该显示屏相对于重心方向的角度，当该竖直检测信号表示该显示屏相对于重心方向的角度为90度或者270度，则表示该显示屏平行于水平面。

9.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，在该转动角度确定步骤中，包括自一位置查找表中获取对应该水平检测信号表征的该显示屏的中心线在当前位置时相对于地磁南极的角度，其中，该位置查找表包括有对应水平检测信号的数字信号列表，及对应各水平参考信号所表征的该显示屏的中心线相对于地磁南极的角度，对该显示屏的中心线在当前位置时相对于地磁南极的角度与该参考角度进行求差运算获得该转动角度。

10.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，当该显示屏与水平面不平行，且该显示屏与水平面的角度在第一预设角度的范围内时，启动检测该显示屏相对于水平参考位置的角度。

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