CN103915041A - 柔性显示屏曲面自动调节装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了柔性显示屏曲面自动调节装置，包括用户位置感知传感器单元、数据存储单元、曲面调节机械构件和主控单元，曲面调节机械构件还包括电动铰链、机械臂和韧性支撑框，用户位置感知传感器单元和电动铰链均与主控单元相连。曲面调节机械构件还包括移动滑块，滑块与机械臂相连接，当曲面自动调节装置调节柔性显示屏曲面状态时，移动滑块将在韧性支撑框上滑动，使韧性支撑框具有更平滑、更自然的曲面过渡。本发明能够根据用户位置与分布信息动态、自动地对柔性显示屏的曲面进行实时调节，并在必要时进行适当的转向，在使用结束后可恢复平面状态，达到节省空间占用的目的，具有良好的用户体验、较高的产品附加值与市场前景。

Description

柔性显示屏曲面自动调节装置和方法

技术领域

本发明涉及一种柔性显示屏曲面调节装置和方法，具体的说是一种柔性显示屏根据用户观看的人数与位置进行曲面自动调节的装置和方法。 

背景技术

由于人类的眼球是球形的，观看纯平面显示画面其实是“扭曲”的，这种“扭曲”随着画面尺寸的增大而明显。近年来，随着显示屏技术的发展出现了可弯曲的显示屏，又称柔性显示屏技术。目前，许多公司均推出了采用曲面显示屏的相关设备，如手机、电脑显示器、电视等，根据产品设计的最佳观看距离，实现符合人体工程需求的曲面显示。曲面显示屏在左右两边均可实现更优良的可视角度，用户体验自然。但目前这些设备与产品，在设计时均假定用户的观看距离为固定不变的一定范围，同时假设用户正对显示屏观看，并依此来计算曲面显示屏的曲面状态。比如55寸曲面电视，设定用户的最佳观看距离约为4.1米到5.0米之间。此外，曲面显示屏的曲面状态是以固定半径的一定弧度呈现的。 

然而，一方面，在实际的产品部署与使用中，由于场地、环境等部署条件限制，以及用户的数量、个人喜好、行为、习惯动态变化等因素，往往存在着实际显示屏观看距离与角度难以达到产品设计的理想最佳观看距离与位置要求，影响用户体验。另一方面，相对于传统平面显示屏而言，电视等较大的曲面显示屏存在着占用空间较大的问题，特别是观看视角范围接近人类双眼视角范围120度的大视野显示屏，情况更为如此。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种柔性显示屏曲面自动调节装置和方法，在使用时能够根据用户的人数与分布、观看距离与角度进行动态地、自动地对柔性显示屏的曲面进行实时调节，并在必要时进行适当的转向，从而提高用户体验。在使用结束后可恢复平面状态、或近似平面状态，从而达到节省空间占用的目的。 

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现： 

柔性显示屏曲面调节装置，包括用户位置感知传感器单元、数据存储单元、曲面调节机械构件和主控单元。所述的曲面调节机械构件进一步还包括电动铰链、机械臂和韧性支撑框构成。所述的用户位置感知传感器单元和电动铰链均与主控单元相连。优选曲面调节机械构件还包括移动滑块，移动滑块与机械臂相连接，当曲面自动调节装置调节柔性显示屏曲面状态时，移动滑块将在韧性支撑框上滑动，从而使韧性支撑框具有更平滑、更自然的曲面过渡。

用户位置感知传感器单元，可以通过具有目标位置分析的图像/视频采集传感器来实现，也可以为具有检测目标位置的红外传感器等其他传感器技术来实现。用户位置感知传感器单元主要用于感知用户观看显示屏时相对于显示屏的位置信息。 

数据存储单元，其主要用于存储系统相关参数，如显示屏产品设计的最佳观看距离范围、产品设计的最佳观看曲面状态（如弧度等信息）、产品设计的柔性显示屏最大弯曲度、柔性显示器工作时的初始曲面状态、柔性显示器不工作时平面状态等信息。 

曲面调节机械构件主要用于调节柔性显示屏的曲面状态，使柔性显示屏在曲面调整后相对于观看用户呈现一定的弧形，并保持观看用户尽可能接近该弧形所对应的圆心位置。 

进一步地，曲面调节机械构件中的电动铰链，主要用于链接两个相邻机械臂，并调整两个相邻机械臂的相对角度。电动链接的数量依据机械臂的数量而定。 

进一步地，曲面调节机械构件中的机械臂，主要用于支撑、连接韧性支撑框。其与电动铰链连接，在电动铰链的作用下，相邻机械臂呈现出一定的角度，从而使机械臂所支撑、连接的韧性支撑框呈现出一定的弯曲状态。机械臂的数量，将影响韧性支撑框的弯曲细腻程度。 

进一步地，曲面调节机械构件中的韧性支撑框，主要用于安装、固定柔性显示屏，柔性显示屏将随着韧性支撑框的弯曲变化而变化。当主控单元驱动电动铰链调整相邻两个机械臂的角度时，韧性支撑框将会随着机械臂位置的相对变化而弯曲，从而带动其上的柔性显示屏呈现出一定的曲面状态。 

主控单元用于根据用户位置感知传感器单元所获取的用户位置信息来驱动曲面调节机械构件中的电动铰链，使各机械臂带动韧性支撑框弯曲，进而使柔性显示屏呈现一定的弧形曲面状态，并使用户尽可能处于弧形曲面所对应的圆心位置。 

柔性显示屏曲面自动调节方法，包括如下步骤： 

S1：从数据存储单元加载、初始化系统相关参数，包括显示屏产品设计的最佳观看距离范围、产品设计的最佳观看曲面状态（如弧度等信息）、产品设计的柔性显示屏最大弯曲度、柔性显示器工作时的初始曲面状态、柔性显示器不工作时平面状态；

S2：调整机械臂，使柔性显示屏处于初始弯曲状态；主控单元驱动曲面调节机械构件中的电动铰链，使各机械臂带动韧性支撑框弯曲，支撑框呈现出初始的弯曲状态，带动柔性显示屏处于初始弯曲状态；

S3：进入新一轮的周期检测，通过用户位置感知传感器单元感知当前用户位置、用户数量的信息；

S4：根据当前柔性显示屏的曲面状态、柔性显示屏最大弯曲度等信息，以及步骤S3中获取的当前用户位置与数量信息，判断是否需要进行柔性显示屏曲面调整，当这些状态或信息的变动超过限定阈值时，需要进行调整时进入步骤S5，否则进入步骤S6；

S5：调整机械臂，使用户尽可能位于韧性支撑框呈现的曲面弧形圆心处；

S6：根据遥控器发送的遥控信号或显示器电源的按钮状态，判断用户是否要求系统退出，当要求系统退出时，进入步骤S7，否则进入步骤S3；

S7：恢复显示器为平面状态或近似平面状态。

本发明的有益效果是：考虑到显示屏在实际部署环境与使用情景中的具体情况，可根据用户的位置、用户数量，动态地自动调整柔性显示屏的曲面状态，使用户尽可能靠近曲面的圆心，从而提高用户观看体验，在使用结束后可以恢复平面状态，节省空间占用。 

附图说明

图1是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置的结构示意图； 

图2-1是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置的外部结构俯视示意图；

图2-2是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置的外部结构主视示意图；

图3-1是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置动态调节过程原理示意图；

图3-2是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置未工作状态示意图；

图3-3是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置单用户情况下工作状态示意图；

图3-4是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置多用户情况下工作状态示意图；

图4是本发明柔性显示屏曲面自动调节装置的工作流程。

附图的标记含义如下： 

1：用户位置感知传感器单元；2：数据存储单元；3：曲面调节机械构件；4：主控单元；5：电动铰链；6：机械臂；7：韧性支撑框；8：移动滑块；9：柔性显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。 

如图1、图2-1和图2-2所示，柔性显示屏曲面自动调节装置，包括用户位置感知传感器单元1、数据存储单元2、曲面调节机械构件3、主控单元4。 

用户位置感知传感器单元1，可以通过具有目标位置分析的图像/视频采集传感器来实现，也可以为具有检测目标位置的红外传感器等其他传感器技术来实现。其主要用于感知用户观看柔性显示屏9时相对于柔性显示屏9的位置信息。本实施例中用户位置感知传感器单元1由排布于韧性支撑框7之上若干传感器组成。其感知方向总是垂直于其所在韧性支撑框7位置的切平面，也即感知方向为所在位置的韧性支撑框7的法线方向。当用户观看柔性显示屏9时，通过调整机械臂6带动韧性支撑框7弯曲，使用户位置感知传感器单元1中的各组成传感器的感知方向均指向用户，从而达到朝向用户“围绕”弯曲的目的。 

数据存储单元2，其主要用于存储系统相关参数，如柔性显示屏9的最佳观看距离范围、最佳观看曲面状态（如弧度等信息）、最大弯曲度、不工作时平面状态等信息。 

曲面调节机械构件3，主要用于调节柔性显示屏9的曲面状态，使柔性显示屏9在曲面调整后相对于观看用户呈现一定的弧形，并保持观看用户尽可能处于弧形曲面所对应的圆心位置。曲面调节机械构件3进一步包括电动铰链5、机械臂6、韧性支撑框7。 

进一步地，电动铰链5，主要用于链接两个相邻机械臂6，并调整两个相邻机械臂6的相对角度。电动铰链5的数量依据机械臂6的数量而定。 

进一步地，机械臂6，主要用于支撑、连接韧性支撑框7。其与电动铰链5连接，在电动铰链5的作用下，相邻机械臂6呈现出一定的角度，从而使机械臂6所支撑、连接的韧性支撑框7呈现出一定的弯曲状态，进而调整了用户位置感知传感器单元1中各传感器的感知方向，最终达到感知、调整整个柔性显示屏9的弯曲状态。机械臂6的数量，将影响韧性支撑框7的弯曲细腻程度。 

进一步地，韧性支撑框7，主要用于安装、固定柔性显示屏9，柔性显示屏9将随着韧性支撑框7的弯曲变化而变化。当主控单元4驱动电动铰链5调整相邻两个机械臂6的角度时，韧性支撑框7将会随着机械臂6位置的相对变化而弯曲，从而带动其上的柔性显示屏9呈现出一定的曲面状态。同时，安装于韧性支撑框7上的用户位置感知传感器单元1也将随着韧性支撑框7的弯曲变化，而改变其各传感器的感知方向。 

进一步地，优选曲面调节机械构件还包括移动滑块8，其与机械臂6及韧性支撑框7相连接，当曲面自动调节装置调节柔性显示屏9的曲面状态时，移动滑块8将在韧性支撑框7上滑动，从而使韧性支撑框7具有更平滑、更自然的曲面过渡。 

主控单元4，主控单元用于根据用户位置感知传感器单元1所获取的用户位置信息来驱动曲面调节机械构件3中的电动铰链5，使各机械臂6带动韧性支撑框7弯曲，进而使柔性显示屏9呈现一定的弧形曲面状态。在这一曲面调整过程中，主控单元4不断检测用户位置感知传感器单元1中各传感器所感知的用户位置，直到各传感器所感知的用户位置均位于其感知中心为止。由于各传感器的感知方向为所在位置的韧性支撑框7的法线方向，此时，用户将处于弧形曲面所对应的圆心位置。 

如图3-1、图3-2、图3-3和图3-4为柔性显示屏曲面自动调节装置未工作时、单用户情况和多用户情况时柔性显示屏曲面自动调节装置所处的状态，及这些状态的变迁。 

当柔性显示屏曲面自动调节装置未工作时，如图3-2所示，整个柔性显示屏呈现平面状态，以节省空间占用； 

当柔性显示屏曲面自动调节装置进入工作状态时，此时用户若仅为单用户A，则曲面未调整之前，用户位置感知传感器单元1中的各传感器感知到用户A的位置信息将类似于图3-1中(a)状态所示，单独用户A很可能不是恰好位于感知范围的正中心。根据该信息，主控单元4将通过电动铰链5调整机械臂6，进而调整韧性支撑框7的弯曲状态，使其上用户位置感知传感器单元1内的各传感器所在位置的法线方向变动，均指向用户A，如图3-1中(b)的状态所示。调整后，柔性显示屏曲面自动调节装置的状态如图3-3所示。

当柔性显示屏曲面自动调节装置处于工作状态，此时用户原为单用户A，后又新增加其他用户B，则曲面未调整之前，用户位置感知传感器单元1中的各传感器感知到用户位置信息将类似于图3-1中(c)所示。主控单元4将根据该信息计算两个用户的中心位置O，并同处理单用户的情况一下，调整韧性支撑框7的弯曲状态，使其上感知传感器单元1内的各传感器所在位置的法线方向变动，均指向多用户中心位置O，如图3-2中(d)的状态所述。调整后，柔性显示屏曲面自动调节装置的状态如图3-4所示。 

如图4所示，柔性显示屏曲面自动调节装置的工作流程如下： 

401：从数据存储单元2加载、初始化系统的显示屏产品设计的最佳观看距离范围、产品设计的最佳观看曲面状态（如弧度等信息）、产品设计的柔性显示屏最大弯曲度、柔性显示器工作时的初始曲面状态、柔性显示器不工作时平面状态相关参数；

402：主控单元4调整机械臂6，使柔性显示屏9处于初始弯曲状态；

403：周期检测用户位置感知传感器单元1，感知当前用户位置、用户数量的信息；

404：根据当前柔性显示屏9的曲面状态、柔性显示屏最大弯曲度等信息，以及步骤403中获取的当前用户位置与数量信息，判断是否需要进行柔性显示屏曲面调整，当需要进行调整时进入步骤405，否则进入步骤406；

405：通过驱动电动铰链5带动调整机械臂6，进而改变韧性支撑框7的弯曲状态，使用户位置感知传感器单元1中的各组成传感器的感知方向均指向用户，进而达到调整柔性显示屏曲面的圆心为用户位置；

406：判断用户是否要求系统退出，当要求系统退出时，进入步骤407，否则进入步骤403；

407：通过驱动电动铰链5带动调整机械臂6，进而改变韧性支撑框7的弯曲状态，恢复显示器为平面状态或近似平面状态。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，包括用户位置感知传感器单元、数据存储单元、曲面调节机械构件和主控单元，所述主控单元分别与户位置感知传感器单元、数据存储单元、曲面调节机械构件相连接；

所述用户位置感知传感器单元用于感知用户观看显示屏时相对于显示屏的位置信息；

所述数据存储单元用于存放系统相关参数；

所述曲面调节机械构件用于调节柔性显示屏的曲面状态； 

所述的主控单元根据用户位置感知传感器单元所获取的用户的位置信息来驱动曲面调节机械构件。

2.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述曲面调节机械构件包括电动铰链、机械臂和韧性支撑框；

所述电动铰链链接相邻机械臂，用于调整两个相邻机械臂的相对角度；

所述机械臂与支撑框连接，用于支撑、连接韧性支撑框，在电动铰链的作用下，相邻机械臂呈现出一定的角度，使用机械臂所支撑、连接的韧性支撑框呈现出相应的弯曲状态；

柔性显示屏设置在韧性支撑框上，所述韧性支撑框用于安装、固定柔性显示屏，柔性显示屏随着韧性支撑框的弯曲变化而变化。

3.根据权利要求2所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述电动铰链、机械臂和韧性支撑框的个数均为若干个。

4.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述用户位置感知传感器单元包括具有目标位置分析的图像视频采集传感器或者具有检测目标位置的红外传感器，所述图像视频采集传感器或者具有检测目标位置的红外传感器的数量为若干个。

5.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述用户位置感知传感器单元的传感器设置在韧性支撑框上。

6.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述曲面调节机械构件还包括移动滑块，所述移动滑块与机械臂及韧性支撑框相连接。

7.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏曲面自动调节装置，其特征在于，所述数据存储单元存放的系统相关参数包括显示屏产品设计的最佳观看距离范围、产品设计的最佳观看曲面状态、产品设计的柔性显示屏最大弯曲度、柔性显示器工作时的初始曲面状态和柔性显示器不工作时平面状态。

8.一种柔性显示屏曲面自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：数据存储单元加载、初始化系统相关参数； 

S2：主控单元驱动曲面调节机械构件中的电动铰链，使各机械臂带动韧性支撑框弯曲，支撑框呈现出初始的弯曲状态，带动柔性显示屏处于初始弯曲状态；

S3：用户位置感知传感器单元感知当前用户位置、用户数量的信息； 

S4：主控单元根据当前柔性显示屏的曲面状态、柔性显示屏最大弯曲度信息，以及步骤S3中获取的当前的用户位置和用户数量信息，主控单元判断是否需要进行柔性显示屏曲面调整，当需要进行调整时进入步骤S5，否则进入步骤S6； 

S5：主控单元重复检测用户位置感知传感器单元中各传感器所感知的用户位置，驱动曲面调节机械构件中的电动铰链，使各机械臂带动韧性支撑框弯曲，使用户位置感知传感器单元的各传感器沿所在位置的法线方向变动，进而使柔性显示屏呈现相应的弧形曲面状态，直到用户位置感知传感器单元的所有传感器所感知的用户位置均位于其感知中心为止；

S6：根据用户的输入命令，判断用户是否要求系统退出，当要求系统退出时，进入步骤S7，否则进入步骤S3； 

S7：恢复显示器为平面状态或近似平面状态。

9.根据权利要求8所述的一种柔性显示屏曲面自动调节方法，其特征在于，所述步骤S5还包括，当柔性显示屏曲面自动调节装置处于工作状态，新增加了其他用户，用户位置感知传感器单元中的各传感器感知所有的用户位置信息，主控单元将根据所述用户位置信息计算处所有用户的中心位置，主控单元驱动曲面调节机械构件中的电动铰链，使各机械臂带动韧性支撑框弯曲，进而使柔性显示屏呈现相应的弧形曲面状态，直到用户位置感知传感器单元的所有传感器所感知的用户的中心位置均位于其感知中心为止。

10.根据权利要求8所述的一种柔性显示屏曲面自动调节方法，其特征在于，所述步骤S1初始化参数包括显示屏产品设计的最佳观看距离范围、产品设计的最佳观看曲面状态、产品设计的柔性显示屏最大弯曲度、柔性显示器工作时的初始曲面状态和柔性显示器不工作时平面状态。