CN108093650A - 可适配于智能电话或电子平板上的旋钮系统 - Google Patents

Abstract

用旋钮来进行选择的类型的系统，包括：包括配备有显示器（10）和视频相机（6）的前面板的智能电话或电子平板（1）；配备有旋钮按钮（3）和容纳区（20）的支承体（2），容纳区被适配成容纳并固定智能电话或电子平板，以使得当智能电话或电子平板被安放在容纳区中时，在由显示器发射的光源（5）与视频相机之间的光学路径（7）利用在光学反射器（31）上的至少一次反射、根据旋钮按钮围绕轴A的角度位置而被选择性地建立或中断，旋钮功能借助这些来使用智能电话的资源并且能够简单地利用软件应用来起作用。

Description

可适配于智能电话或电子平板上的旋钮系统

本发明涉及布设在智能电话（还称为“智能手机（smartphone）”）或电子平板上的转动开关，本发明特别地涉及可适配于智能电话或电子平板上的旋钮系统。当在车辆中使用智能电话或电子平板时——尤其是在驾驶情况下——这样的配置是特别有利的。

事实是，触摸屏幕被越来越多地使用，其被包括在机动车辆的人机接口（“IHM”）中，并且如智能电话和电子平板之类的传统的游离（nomade）电子设备在机动车辆中同样被越来越多地使用，尤其是但并非排他性地用于导航/引导功能。

然而已证实，物理按钮的使用显现出触摸屏幕所不能提供的工效性，特别是在使用者的（多个）手指可能抖动并且未被准确运用的驾驶情况下。

结果，出现了将智能电话或电子平板的易变性与物理按钮类型的工效性进行结合的需要。

使用者最感受得到其工效性的物理按钮之一是转动旋钮，此外配备或未配备有轴向起效的运动。还提及“多功能旋钮”，在该旋钮下的技术部分在传统上基于光学原理编码器或霍尔效应编码器，这种设备在经常是完全触摸式的智能电话和电子平板中是不可用的。

因此出现了如下需要：提出一种用于将旋钮系统集成在具有触摸屏幕的智能电话或电子平板上的解决方案。

为此，在此提出了一种用旋钮来进行选择的类型的系统，其包括：

•具有配备有显示器和视频相机的前面板的智能电话或电子平板，

•配备有旋钮按钮和容纳区的支承体，所述旋钮按钮被安装以相对于支承体绕轴A转动，所述容纳区被适配成容纳并固定智能电话或电子平板，

以及，当智能电话或电子平板被安放在容纳区中时，

•在由显示器发射的光源与视频相机之间的光学路径，具有在光学反射器上的至少一次反射，所述路径是能够根据旋钮按钮围绕轴A的角度位置而被选择性地建立或中断的。

凭借这些布置，旋钮功能使用智能电话、支承体和旋钮按钮的资源，并且能够简单地利用软件应用起作用，而没有在硬件上修改智能电话或电子平板。由此使用者可以与显示器上的对应显示结合地通过旋转旋钮来选择列表中的元素或者调整参数。

在本发明的各种实施方式中，此外如有必要，可以借助于以下布置中的一个和/或另一个：

·光学路径的选择性中断可以是凭借旋钮中的具有槽口的套帽获得的；这被证实是特别简单的解决方案，槽口的形状通过塑性模制获得；

·根据一种实现，光学路径经受两次90°的反射，套帽是圆柱形的、具有轴A并且被选择性地插入在两次反射之间的路径上；由此针对发射对正交于屏幕平面的方向赋予优先，针对接收也同样；

·优选地，旋钮按钮和支承体不具有任何电子组件而仅有光学功能；以使得在不对智能电话进行硬件修改的情况下使后者支持所有功能；

·源可以是点或者条，优选为白色，优选地在显示屏幕的最接近相机位置的边缘区上。由此，光发射功能是特别简单的，并且尽可能小地在显示屏幕上侵占位置

·转动方向的检测有利地是凭借图像视频分析和图像中的前端运动检测实现的。由此受益于智能电话的相机的分析能力；

·系统此外有利地包括用于生成光源以及对由相机接收的图像进行视频处理的软件应用；

·软件应用有利地对水平的改变及其频率进行分析以便确定转动方向和旋钮按钮的转动中的位移幅度/速度；

·旋钮按钮此外可以包括凹口或者关于转动的触觉力的回馈。由此可以改善使用者对旋钮按钮的“触感”；

·支承体可以包括环形的或者特别是阻止外部光透入到光学路径存在于其中的暗腔室中的环形的挡壁。由此避免了系统被诸如阳光或霓虹灯或其它光源的强烈光氛围所污染；

·系统此外可以包括使用语音命令以用于在选择要通过旋钮按钮起效的元素之后使功能起效。由此组合了通过转动进行选择以及通过语音命令进行起效。

通过阅读随后的以非限制性示例方式给出的、尤其是参照以下附图的本发明的实施方式之一的描述，本发明的其它方面、目的和优点将显而易见：

- 图1以正面视图呈现了根据第一实施方式的将智能电话布设在配备有旋钮的支承体中以用于形成根据本发明的系统，

- 图2呈现了图1的系统的侧边的截面视图，

- 图3是在图1的系统中的旋钮的底面视图，

- 图4是用于第二实施方式的图1的类似例，

- 图5呈现了图4的系统的侧边的截面视图，

- 图6是在图4的系统中的旋钮的底面视图，

- 图7和图7A呈现了第三实施方式，

- 图8示出图示装置的运转的时序图，

- 图9A和图9B图示根据对由相机捕获的图像的分析的转动方向检测。

在各图中，同样的参照标号指明相同或类似的元件。

图1呈现了根据第一实施方式提出的系统的正面视图。所提出的系统是基于由车辆驾驶员通常使用的现有智能电话1的使用。当然，代替智能电话，还可能涉及触摸式电子平板或者其它类似的电子设备。在任何情况下，其涉及配备有在称为“前面板”的正面上的显示屏幕10和一般与朝后指向的相机互补的朝前指向的相机6的游离的电子设备。将在后文中更特别地讨论的是该朝前的相机6。屏幕10当然可以是触摸式的，尽管在本发明的框架内这不是必不可少的。

根据游离的设备的原理，车辆的驾驶员在其离开车辆时随身带走智能电话或电子平板；当驾驶员返回到车辆时，其将智能电话或电子平板重新安装在针对该效果预备的支承体2中。

所讨论的支承体2可以是与车辆中熟知的支承体类似或相似的。其可以包括具有吸附或卡夹系统的支脚（未示出）以及夹子或凹槽以用于稳固智能电话。根据本发明，支承体因此包括容纳区20，其被适配成通过在此由于本身已知而未被详述的机械部件来容纳和固定智能电话或电子平板。

此外，在该支承体中预备了特定区21，该特定区配备有旋钮按钮3。

旋钮按钮3被安装成围绕轴A相对于支承体旋转。

特定区21至少部分地覆盖智能电话的屏幕的边沿10A，以使得为了后文中详述的原因从而屏幕的一部分处于面向于该特定区。在屏幕10的该部分中，预备在显示10中提供光源5。如在后面将看到的那样，特定区21和旋钮3可以被配置成在几何上适配多种类型的智能电话/电子平板。

光源5是由显示屏幕10发射的并且可以是光点、光线或光条，或者还可以是其它形状类型的源。针对光源可以优选地选取白色。光源将优选地设置在显示屏幕10的最接近相机6的位置的边缘10A上。

当智能电话1被安放在支承体2的容纳区20中时（必要时在对当前智能电话的类型的几何适配之后），获得导致在位于显示器上的光源5与视频相机6之间的光学路径7的限定的几何布置，如图2中图示的那样，该光学路径包括在设置于旋钮按钮3中的光学反射器31上的反射。

在该第一实施方式中，在旋钮按钮3的底面上布置多个反射片，如图3中图示的那样；在各反射片之间，旋钮按钮3的内表面是暗色并且非反射的；并且结果，限定由暗色区32和反射片31的交错演替构成的环状区，该环状区一般位于在从光源5到轴的距离与从相机6到轴的距离之间的半途处的轴的半径上。

由此，可以根据旋钮按钮3围绕轴A的角度位置来选择性地建立或中断光学路径7。更确切地，光通量的从光源5发出并且以45°指向屏幕10外部的部分照到环状区或者其可以被以大约90°反射以便被指向相机6。

结果，当围绕轴A旋转旋钮按钮3时，根据光束是否是在旋钮按钮3的底面上反射而在相机6处产生接收到光束和未接收到光束的交替。在相机上接收的总的照明信号于是为图8呈现的类型。

注意，旋钮可以在多于360°上无限地旋转。如图3图示的那样，环状区上可以存在8个反射片；但是该数目可以是任意的；优选地，典型地选取在4与12之间的数目。

此外，可能的是通过对在相机上接收的图像的相对简单的分析来检测旋钮的转动方向。为此，检测前端或改变的位置，也就是说区分在图像的演替中改变是从左侧还是从右侧到达。经左侧到达的改变或前端FG被图示于图9A并且指示顺时针方向W1上的转动方向（参见图3和图8）。以类似的方式，经右侧到达的改变或前端FD被图示于图9B并且指示逆时针方向W2上的转动方向。

此外，由本发明提出的系统包括用于管理光源5的发射和对在相机6上接收的图像进行处理的至少一个软件应用。

当该软件应用为激活时，其引起在为此预备的、优选地面向屏幕10的边缘上的相机6的位置的区中发射白色斑点（tâche），并且同时分析在相机6上接收的光信号。图像的分析一方面包括在相机6上接收的总体光水平，并且另一方面以更精细的方式包括如上文阐明的对前端的运动的分析。根据检测到的状态改变和转动方向，软件应用从中得到按照第一方向W1或第二方向W2的转动尖头信号/脉冲。由此，凭借将这些脉冲纳入考虑，软件应用可以使得使用者能够利用光标执行参数调整，或者在要选择的元素的列表（例如下拉菜单或“弹出”选项菜单）中选择元素。

另外，软件应用此外可以使用语音命令，这使得使用者能够表明使当前选择的元素或者当前参数值起效（例如，通过说出“OK”）。运转对于已经针对第一方式描述的来说是相同的。

图4到图6图示第二实施方式，下文仅描述与第一方式不同的元件，将不会重新描述被认为是相同或相似的其它元件（尤其是与已经描述的类似的智能电话、光源、相机和支承体）。

旋钮按钮3不同之处在于其可以具有更为减小的尺寸。该结果是通过限定其一部分几乎经旋转轴A通过——也就是说径向穿过旋钮按钮3——的光学路径7来获得的。

旋钮按钮3的外径可以刚好大于将光源5的位置与相机6的位置分离开的距离。

在45°开口的圆锥部分上形成反射区；转动铰接托架被设置在光学路径7与屏幕10的表面之间。

在此注意到光学路径7在源5与相机6之间经受每次大约90°的两次反射，该配置在接收/发射的质量方面是优化的（正交于屏幕平面）。

例如，为了获得反射表面，准备具有间隔开的反射片的粘合带，然后将该带粘贴在旋钮按钮3的截锥形的内表面上。

图7和图7A图示了第三实施方式，下文仅描述与第一方式不同的元件，将不重新描述被认为是相同或相似的其它元件（尤其是与已经描述的类似的智能电话1、光源5、相机6和支承体2）。

根据该实现，在支承体2的透明固定壁26上布置两个光学引导件9。第一光学引导件9使由光源发射的入射光线从旋钮按钮3的转动轴A的方向偏转90°。光学路径7随后经其中带有槽口34的旋钮按钮3的圆柱形套帽进行移位的中空空隙通过。光学路径7随后在第二光学引导件9中通过，该第二光学引导件9使光束再次偏转接近90°的角度而朝向相机6。

在这些条件下，旋钮按钮3可以被简化，其不包括任何电子组件和除了借助槽口34遮蔽光学路径之外的任何光学功能；这样的旋钮按钮3相当廉价。

在每一方式中，可以关于旋钮按钮3的转动预备“凹口”，也就是说具有微小机械变址的通过点，其为旋转旋钮按钮3的使用者形成力回馈。

在每一方式中，旋钮按钮3的特定收纳区21提供机械调整可能性，以便能够适配于多种类型的智能电话几何配置和智能电话上的朝前的相机的位置。实际上，朝前的相机可能是在矩形的上方短侧边上居中的；其还可能是以偏心方式定位的。点击或滑动调节系统使得能够使配备有旋钮的特定区移位成面对相机。配置应用使得能够在该调节中对使用者进行引导——可能地利用光源的位置扫描。配置应用默认将光源布设成最靠近相机位置。

还注意到在光学路径上的反射次数至少等于1并且可能大于2。

Claims (9)

1.用旋钮来进行选择的类型的系统，包括：

•包括配备有显示器（10）和视频相机（6）的前面板的智能电话或电子平板（1），

•配备有旋钮按钮（3）和容纳区（20）的支承体（2），所述旋钮按钮被安装以相对于支承体（2）绕轴A转动，所述容纳区被适配成容纳并固定智能电话或电子平板，以及，

当智能电话或电子平板被安放在容纳区（20）中时，

•在由显示器（10）发射的光源（5）与视频相机（6）之间的光学路径（7），具有在光学反射器（31）上的至少一次反射，所述光学路径（7）是能够根据旋钮按钮（3）围绕轴A的角度位置而被选择性地建立或中断的。

2.根据权利要求1所述的系统，其中光学路径（7）的选择性中断是凭借旋钮按钮（3）中具有槽口（34）的套帽获得的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中光学路径（7）经受两次90°的反射，具有槽口（34）的套帽是圆柱形的、具有轴A并且被选择性地插入在两次反射之间的路径上。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的系统，其中光源（5）是点或者条，优选为白色，在显示器（10）的最接近视频相机（6）的位置的边缘区上。

5.根据权利要求1到4中的任一项所述的系统，其中转动方向的检测是凭借图像视频分析和图像中的前端运动检测实现的。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统，此外包括用于生成光源（5）以及对由视频相机（6）接收的图像进行视频处理的软件应用。

7.根据权利要求6所述的系统，其中软件应用对水平的改变及其频率进行分析以便确定转动方向和旋钮按钮（3）的转动中的位移幅度/速度。

8.根据权利要求1到7中的任一项所述的系统，其中旋钮按钮（3）此外包括凹口或者关于转动的触觉力的回馈。

9.根据权利要求1到8中的任一项所述的系统，此外包括使用语音命令以用于在选择要通过旋钮按钮（3）起效的元素之后使功能起效。