CN104730819A - 用于车辆的曲面显示设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的曲面显示设备及方法。该装置包括投影器，该投影器布置在仪表板内并且配置成将图像投影至预定的投影区域上。第一镜反射从投影器投影的图像。第二镜反射从第一镜反射的图像，并且仪表板的曲面屏显示从第二镜反射的图像。红外发光器将红外线输出至曲面屏上，并且红外成像装置捕获曲面屏的红外图像。实体按钮层储存器包括壳体以及实体按钮层，该实体按钮层容纳在壳体内并且被拉出至曲面屏的前方。控制器基于红外图像确定接触位置并且确定是否满足弹出条件以将实体按钮层拉出至曲面屏的前方。

Description

用于车辆的曲面显示设备及方法

相关申请的交叉引证

本申请要求2013年12月18日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第10-2013-0158189号的优先权及利益，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的曲面显示设备(curved display appratus)及方法。更具体地，本发明涉及一种提供实体按钮(physical button)的用于车辆的曲面显示设备。

背景技术

从使用现有技术的阴极射线管的阴极射线管(CRT)发展出了显示设备，并且已经发展出了各种显示设备，比如液晶显示器(LCD)、等离子显示板(PDP)、有机发光二极管(OLED)、电润湿显示器(EWD)、电泳显示器(EPD)、嵌入微腔显示器(EMD)以及纳米晶体显示器(NCD)。

已经试图将曲面显示设备应用至车辆的群集系统或音频视频导航(AVN)系统，以改善使用者(比如，驾驶员)的操控感(或触感)并且改善车辆设计。此外，多年来安装在车辆内的显示设备的屏幕尺寸一直在增加。因此，安装实体按钮(例如，按键或旋钮(jog shuttle))所需的空间在减小。

在本部分中公开的以上信息仅用于加强对本发明背景的理解，并因此其可能包含不构成在本国内对本领域内的普通技术人员是已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的曲面显示设备，该曲面显示设备具有的优点为，当满足弹出条件时拉出实体按钮层并且该实体按钮层容纳在壳体内。

根据本发明示例性实施方式的用于车辆的曲面显示设备可包括：投影器，该投影器布置在仪表板内并且配置成用于将图像投影至预定的投影区域上；第一镜，该第一镜配置成用于反射来自投影器的投影图像；第二镜，该第二镜配置成用于反射从第一镜反射的图像；曲面屏，该曲面屏布置在仪表板的一个表面上并且配置成显示从第二镜反射的图像；红外发光器，该红外发光器配置成将红外线输出至曲面屏上；红外成像装置(例如，摄影机、视频摄影机等等)，该红外成像装置配置成用于捕获曲面屏的红外图像；实体按钮层储存装置，该实体按钮层储存装置包括壳体以及实体按钮层，该实体按钮层容纳在壳体内并且安装成被拉出至曲面屏的前方；以及控制器，该控制器配置成用于确定显示在曲面屏上的图像、根据所确定的图像操作投影器以及基于红外图像确定接触位置，其中，控制器配置成用于确定是否满足弹出条件，并且当满足所述弹出条件时将实体按钮层拉出至曲面屏的前方。

当车辆速度大于第一预定速度时可满足弹出条件。此外，当从用户输入单元接收到弹出请求信号时可满足弹出条件。控制器可配置成用于确定是否满足弹入条件，并且当满足弹入条件时可将实体按钮层拉入壳体中。当车辆速度小于第二预定速度时可满足弹入条件。当从用户输入单元接收到弹入信号时可满足弹入条件。第一镜可为基于曲面屏的曲率值制造的非球面镜。显示在曲面屏上的图像可包括配置有多个可选择对象的用户界面。

曲面显示设备可进一步包括应用驱动器，该应用启动器配置成根据来自控制器的指令执行应用功能。当接触位置与多个对象中的任一个对应时，控制器可配置成产生指令以运行映射(对应)于所选对象的应用功能。至少一个按钮以及至少一个旋钮可设置在实体按钮层的一个表面上。

而且，壳体可包括：移动空间，齿条可滑动地布置在该移动空间中；接收空间，实体按钮层布置在该接收空间中；引导空间，引导槽形成在该引导空间中；以及齿轮室，与齿条接合的小齿轮布置在该齿轮室中。引导槽的一个端部朝向曲面屏变圆(rounded)。实体按钮层与齿条可通过连杆连接，连杆的一个端部(例如，第一端部)可通过第一铰链销与实体按钮层铰接，并且连杆的另一个端部(例如，第二端部)可通过第二铰链销与齿条铰接，并且第一铰链销可基于齿条的移动而沿着引导槽移动。齿轮室可形成在移动空间上方。

根据本发明示例性实施方式，可确保用于实体按钮的足够空间。此外，当用户的触摸被误识别(例如，错误地识别)时，可使用实体按钮执行应用功能。而且，当车辆在相当高的速度下行驶时，可通过使用实体按钮来防止分散驾驶员的注意力。

附图说明

现将参考附图示出的某些示例性实施方式详细描述本公开的上述特征及其他特征，该附图在下文中仅以说明性的方式给出并因此不限制本发明，并且在附图中：

图1是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的曲面显示设备的示例性示意图；

图2是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层容纳在实体按钮层储存装置内的情况的示例性视图；

图3A至图3D是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层储存装置的操作状态的示例性视图；

图4是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层从实体按钮层储存装置拉出的情况的示例性视图。

符号说明

5：数据检测器

7：用户输入单元

10：曲面屏

20：投影器

30：第一镜

35：第二镜

40：红外发光器

45：红外成像装置

50：实体按钮层储存装置

60：控制器

70：应用驱动器

80：仪表板

100：曲面显示设备

510：壳体

512a：移动空间

512b：接收空间

512c：引导空间

512d：齿轮室

514：引导槽

520：实体按钮层

530：齿条

535：小齿轮

540：连杆

542a：第一铰链轴

542b：第二铰链轴

550：驱动马达

具体实施方式

应当理解的是，术语“车辆”或“车辆的”或如本文所使用的其他类似的术语包括通常诸如为客车的机动车，包括运动型多用途车(SUV)、大巴车(bus，巴士)、卡车、各种商务车、包括各种轮船及舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、内燃机式车辆、插入式混合动力车、氢气动力车以及其他替代燃料车辆(例如，来自于石油以外的资源的燃料)。

虽然示例性实施方式被描述为使用多个单元执行示例性过程，但可以理解的是，示例性过程也可由一个或多个模块执行。此外，可以理解的是，术语，控制器/控制单元指的是包括储存器以及处理器的硬件设备。储存器配置成储存模块，并且处理器具体地配置成执行所述模块以执行在下文进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可体现为在计算机可读介质上的永久计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡以及光数据储存装置。计算机可读记录介质可分布在耦接计算机系统的网络中，使得计算机可读介质以分布的方式(例如，通过信息通讯服务或控制器局域网(CAN))储存和执行。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并不旨在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文清楚地相反地指示，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也可以包括复数形式。还可以理解的是，当术语“含有”或者“包括”用于本说明书中时，表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们构成的组的存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们构成的组。如本文所使用的，术语“和/或”包括关联列出项目中的一个或多个的任意及全部组合。

除非具体地提出或在上下文中是明显的，如本文所使用的，术语“大约”理解为在本领域内的一般公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“大约”可理解为规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非在上下文中另外说明，本文所提供的全部数字均被术语“大约”修饰。

将参考附图在下文中更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域内普通技术人员会理解的，在不背离本发明的精神以及范围的前提下，所描述的示例性实施方式可以各种不同的方式修改。此外，与本说明书无关的部件将被省略以清楚地描述本发明，并且贯穿全文，相同的元件将由相同的参考标号标记。而且，由于在附图中示出的每个部件为了便于描述而任意地示出，故本发明不具体地限制于附图中所示出的部件。

图1是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的曲面显示设备的示例性示意图。图2是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层容纳在实体按钮层室中的情况的示例性视图。如在图1和图2中所示，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的曲面显示设备100可包括曲面屏10、投影器20、第一镜30、第二镜35、红外发光器40、红外成像装置45、实体按钮层储存装置50以及控制器60。控制器60可配置成用于操作曲面屏10、投影器20、第一镜30、第二镜35、红外发光器40、红外成像装置45以及实体按钮层储存装置50。

曲面屏10可布置在仪表板80的一个表面上并且由透明的丙烯醛基材料制成以显示图像。投影器可位于仪表板80内并且配置成用于将图像投影至预定的投影区域。图像可显示在曲面屏10上以允许观察员(比如驾驶员)视觉地识别图像。控制器60可配置成用于确定待显示在曲面屏10上的图像，并且根据所确定的图像操作投影器20。控制器60还可配置成基于从信息检测器5(例如，数据检测器)检测的行驶信息而确定图像。

图像可包括群集信息、导航信息、音频信息、空调信息等等。群集信息可包括车辆速度信息、引擎速度信息、冷却剂温度信息、燃料等级信息、累计距离信息、行驶距离信息、灯(例如，转向信号灯或远光灯)的操作状态信息、设备(例如，车门、安全带或电池)的操作状态信息等等。

导航信息、音频信息以及空调信息可包括配置有多个可选择对象的用户界面，该多个可选择对象响应于多个按钮以及屏幕，以用于操作导航设备、音频设备以及空调。特别地，对象指的是所选择的信息或用户意图操作的信息。例如，对象可为图像、图标、文件夹图标、文本、目录、列表等。导航信息可包括配置有多个可选择对象的导航菜单、车辆的当前位置、地图上的导航路径等。音频信息可包括配置有多个可选择对象的音频菜单、音量、当前播放的声音源、广播台频率等。空调信息可包括空调菜单、当前温度、空气流量等。

第一镜30和第二镜35可布置在曲面屏10与投影器20之间。从投影器20投影的图像可通过第一镜30反射至第二镜35。从第二镜35反射的图像可投影至曲面屏10并且进而显示给用户。第一镜30可为基于曲面屏10的曲率值制造的非球面镜。此外，通过使用第一镜30，可调节用于在曲面屏10上显示图像所要求的光路径深度，以减小曲面显示设备100的尺寸。

此外，为了检测用户的触摸输入，可使用红外发光器40以及红外成像装置45。红外发光器40可配置成用于将红外线输出至曲面屏10。红外成像装置45(例如，摄影机、视频摄影机等)可配置成用于捕获与曲面屏10的基本全部区域对应的红外图像。红外成像装置45可配置成用于处理图像帧，比如，在捕获模式中由图像传感器获得的静态图像或运动图像。被处理的图像帧可传输至控制器60。控制器60可实现为由预定程序执行的一个或多个微处理器。预定程序可包括一系列命令，以用于执行包括在用于控制根据本发明示例性实施方式的曲面显示设备100的方法中的每个步骤。

根据本发明示例性实施方式的曲面显示设备100可进一步包括应用驱动器70，该应用驱动器配置成根据控制器60的操作指令执行应用功能。当用户的手H触摸曲面屏10上的任意点时(例如，响应于检测到触摸时)，红外成像装置45可配置成捕获从曲面屏10反射的红外图像。控制器60可配置成基于反射的红外图像确定接触位置。用户可在多个对象之间选择期望的对象。在这个实例中，控制器60可配置成产生控制命令以操作映射于(例如，对应于)所选对象的应用功能，并将控制指令输出至应用驱动器70。也就是说，控制器60可配置成基于所选对象确定对应功能。特别地，应用功能可为布置在车辆内的多个电子设备(例如，导航设备、音频设备或空调)的多个应用功能中的一个。

参考图2，当用户的手(H)触摸期望的对象15(例如，响应于显示器上检测的压力)时，控制器60可配置成产生控制指令以操作映射于所选对象15的“目的地搜索”功能，并将控制指令输出至应用驱动器70。因此，导航设备可配置成执行“目的地搜索”功能。实体按钮层储存装置50可安装在仪表板80内。实体按钮层储存装置50可包括壳体510以及实体按钮层520，该实体按钮层容纳在壳体510内并且安装成被拉出至曲面屏10的前方。换句话说，实体按钮层520的实体按钮及旋钮可从曲面屏10的前方伸出，以允许用户实体地调节按钮及旋钮从而执行各种功能。

图3A至图3D是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层储存装置的操作状态的示例性视图。图4是示出了根据本发明示例性实施方式的实体按钮层从实体按钮层储存装置拉出(例如，伸出、突出等)的情况的示例性视图。在图3A至图3D中示出的实体按钮层储存装置50仅是用于描述本发明示例性实施方式的实例，并且本发明不限于此。甚至在与实体按钮层储存装置50的不同配置中，本发明的技术精神仍然能够应用于可大体上拉出实体按钮层520的任意配置。

此外，移动空间512a、接收空间512b、引导空间512c以及齿轮室512d可形成在壳体510中。齿条530可滑动地布置在移动空间512a中。小齿轮535可与齿条530啮合。小齿轮535可安装在驱动马达550的旋转轴中，并且齿条530可根据小齿轮535的旋转而向前或向后滑动。小齿轮535可布置在齿轮室512d内，并且齿轮室512d形成在移动空间512a上方。

此外，实体按钮层520可布置在接收空间512b中。至少一个按钮520a以及至少一个旋钮520b可设置在实体按钮层520的一个表面上。特别地，接收空间512b的一个端部(例如，第一端部)可为开放的，并且接收空间512b的另一个端部(例如，第二端部)可为封闭的。接收空间512b的开放部分远离曲面屏10变圆。此外，引导槽514可形成在引导空间512c中，并且引导空间512c的一个端部(例如，第一端部)可朝向曲面屏10变圆。实体按钮层520与齿条530可通过连杆540连接。连杆540的一个端部(例如，第一端部)可通过第一铰链销542a与实体按钮层520铰接，并且连杆540的另一个端部(例如，第二端部)可通过第二铰链销542b与齿条530铰接(例如，通过铰链连接)。

齿条530可配置成当小齿轮535根据控制器60的驱动信号通过驱动马达540以逆时针方向旋转时向前移动。第一铰链销542a可配置成当齿条530向前移动时沿着引导槽514移动。因此，实体按钮层520可被拉出(例如，可被推出、可向前移动等)至曲面屏10的前方，并且用户可操作布置在实体按钮层520上的按钮520a。此外，齿条530可配置成当小齿轮535根据控制器60的驱动信号通过驱动马达540以顺时针方向旋转时向后移动。第一铰链销542a可配置成当齿条530向后移动时沿着引导槽514移动。因此，实体按钮层520可拉入壳体510中(例如可收回壳体中)。

控制器60可配置成用于确定是否满足弹出条件，并且当满足弹出条件时实体按钮层520可被拉出至曲面屏10的前方。当车辆速度大于第一预定速度时可满足弹出条件。控制器60可配置成将车辆速度与基于由信息检测器5检测出的行驶信息的第一预定速度相比较。第一预定速度可由本领域内的普通技术人员专门地设定，并且可为大约60公里每小时。换句话说，当车辆在以相当高的速度(例如，在预定限制速度以上的速度)下行驶时，可防止分散驾驶员的注意力。

此外，当从用户输入单元7接收到弹出请求信号时可满足弹出条件。用户输入单元7可配置成根据用户的输入产生用于拉出实体按钮层520的输入数据。用户输入单元7可配置有按钮或显示在曲面屏10上的对象。控制器60可配置成用于确定是否满足弹入条件，并且当满足弹入条件时实体按钮层520可被拉入(例如，收回)壳体510中。

当车辆速度小于第二预定速度时可满足弹入条件。控制器60可配置成将车辆速度与基于由信息检测器5检测出的行驶信息的第二预定速度相比较。第二预定速度可由本领域内的普通技术人员根据第一车辆速度专门地设定。可设定预定的迟滞以防止在第一预定车速与第二预定车速之间的边界区域中的震颤。换句话说，第二预定速度可小于第一预定速度。此外，当从用户输入单元7接收到弹入请求信号时可满足弹入条件。

如上文描述的，根据本发明示例性实施方式，可取保用于实体按钮的足够空间。此外，当用户的触摸被误识别时，可使用实体按钮执行应用功能。也就是说，当显示屏上的压力被误识别时，通过允许用户通过实体按钮及旋钮输入而仍可执行对应的功能。因此，车辆可提供显示屏以及实体按钮及旋钮，由此增加用户便利性。而且，当车辆在相当高的速度下行驶时，通过使用实体按钮可防止分散驾驶员的注意力。

虽然已经联系当前考虑的示例性实施方式描述了本发明，但可以理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施方式，而是相反，本发明旨在覆盖包括在所附的权利要求的精神及范围内的各种修改及等同设置。

Claims (20)

1.一种用于车辆的曲面显示设备，所述曲面显示设备包括：

投影器，所述投影器布置在仪表板内并且配置成将图像投影至预定的投影区域上；

第一镜，所述第一镜配置成反射从所述投影器投影的图像；

第二镜，所述第二镜配置成反射从所述第一镜反射的图像；

曲面屏，所述曲面屏布置在所述仪表板的一个表面上并且配置成显示从所述第二镜反射的图像；

红外发光器，所述红外发光器配置成将红外线输出至所述曲面屏上；

红外成像装置，所述红外成像装置配置成捕获所述曲面屏的红外图像；

实体按钮层储存装置，所述实体按钮层储存装置包括壳体以及实体按钮层，所述实体按钮层容纳在所述壳体内并且安装成被拉出至所述曲面屏的前方；以及

控制器，所述控制器配置成：

确定在所述曲面屏上显示的图像；

根据所确定的图像操作所述投影器；

基于所述红外图像确定接触位置；

确定是否满足弹出条件；以及

当满足所述弹出条件时，将所述实体按钮层拉出至所述曲面屏的前方。

2.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，当车辆速度大于第一预定速度时，满足所述弹出条件。

3.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，当从用户输入单元接收到弹出请求信号时，满足所述弹出条件。

4.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，所述控制器配置成确定是否满足弹入条件，并且当满足所述弹入条件时将所述实体按钮层收回所述壳体内。

5.根据权利要求4所述的曲面显示设备，其中，当车辆速度小于第二预定速度时，满足所述弹入条件。

6.根据权利要求4所述的曲面显示设备，其中，当从用户输入单元接收到弹入请求信号时，满足所述弹入条件。

7.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，所述第一镜为基于所述曲面屏的曲率值制造的非球面镜。

8.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，显示在所述曲面屏上的图像包括配置有多个能够选择的对象的用户界面。

9.根据权利要求8所述的曲面显示设备，其中，所述控制器进一步配置成：响应于与多个对象中的任一个对应的接触位置的确定而产生控制指令，以操作映射于选定对象的应用功能。

10.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，在所述实体按钮层的一个表面上布置有至少一个按钮以及至少一个旋钮。

11.根据权利要求1所述的曲面显示设备，其中，所述壳体包括：

移动空间，齿条能滑动地布置在所述移动空间中；

接收空间，所述实体按钮层布置在所述接收空间中；

引导空间，在所述引导空间中形成有引导槽；以及

齿轮室，与所述齿条啮合的小齿轮布置在所述齿轮室中，

其中，所述引导空间的一个端部朝向所述曲面屏变圆。

12.根据权利要求11所述的曲面显示设备，其中

所述实体按钮层与所述齿条通过连杆连接，

所述连杆的第一端部通过第一铰链销与所述实体按钮层铰接，并且所述连杆的第二端部通过第二铰链销与所述齿条铰接，并且

所述第一铰链销随着所述齿条的移动而沿着所述引导槽移动。

13.根据权利要求11所述的曲面显示设备，其中，所述齿轮室形成在所述移动空间上方。

14.一种用于车辆的曲面显示方法，所述曲面显示方法包括：

通过控制器，使用布置在仪表板内的投影器将图像投影至预定的投影区域上；

通过所述控制器，将从所述投影器投影的图像显示在曲面屏上，所述曲面屏布置在所述仪表板的一个表面上；

通过所述控制器，将红外线输出至所述曲面屏上；

通过所述控制器，使用红外成像装置捕获所述曲面屏的红外图像；

通过所述控制器，基于所述红外图像确定接触位置；

通过所述控制器，确定是否满足弹出条件；以及

通过所述控制器，当满足所述弹出条件时将实体按钮层拉出至所述曲面屏的前方。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，当车辆速度大于第一预定速度时，满足所述弹出条件。

16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：

通过所述控制器，确定是否满足弹入条件；以及

通过所述控制器，当满足所述弹入条件时将所述实体按钮层收回所述壳体内。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，当车辆速度小于第二预定速度时，满足所述弹入条件。

18.一种非临时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包含由控制器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

使用布置在仪表板内的投影器将图像投影至预定的投影区域上的程序指令；

将从所述投影器投影的图像显示在曲面屏上的程序指令，所述曲面屏布置在所述仪表板的一个表面上；

将红外线输出至所述曲面屏上的程序指令；

使用红外成像装置捕获所述曲面屏的红外图像的程序指令；

基于所述红外图像确定接触位置的程序指令；

确定是否满足弹出条件的程序指令；以及

当满足所述弹出条件时将实体按钮层拉出至所述曲面屏的前方的程序指令。

19.根据权利要求18所述的永久的计算机可读介质，其中，当车辆速度大于第一预定速度时满足所述弹出条件。

20.根据权利要求18所述的永久的计算机可读介质，进一步包括：

确定是否满足弹入条件的程序指令；以及

当满足所述弹入条件时将所述实体按钮层收回所述壳体内的程序指令。