CN112148195A - 一种触摸显示屏上的旋钮式输入装置 - Google Patents

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杜冬生
张维
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Abstract

一种基于触摸显示屏的输入系统，包括：触摸显示屏，包括触摸板和显示屏，所述显示屏置于触摸板后方；可分离的调节组件，所述调节组件被配置成能够固定在所述触摸板上，并且能够基于用户操作产生相对于所述触摸板的运动；导电体，所述导电体固定到所述调节组件朝向所述触摸显示屏的端部，使得所述导电体能够随着所述调节组件的运动而运动；耦合到所述触摸显示屏的控制器，所述控制器被配置成用于：当所述导电体在所述调节组件的带动下相对于所述触摸板发生位置变化时，检测出和导电体的位置变化对应的第一参数的变化；基于所述第一参数的变化产生输入信号以控制和设备工作参数关联的第二参数。

Description

一种触摸显示屏上的旋钮式输入装置
技术领域
本发明涉及输入系统领域，并且更具体地涉及一种触摸显示屏上的旋钮式输入装置。
背景技术
随着技术的进步，车辆内饰正从传统开关逐步过渡到触摸显示屏。越来越多的车辆倾向于选择大尺寸的显示器来代替各种传统开关，例如传统的空调旋钮开关和收音机旋钮开关等。
如图1中可看到的，触摸显示屏有着炫丽的人机界面和科技感，能给用户带来良好的视觉效果。但是在车内一些装置的调节过程中，这种触摸显示屏调节的方式在反馈和识别度方面仍然无法与传统开关媲美。例如当驾驶者在行驶过程中需要操控旋钮，从而控制车内空调温度、风量、或者收音机音量的时候，操控旋钮开关显然比在触摸显示屏上寻找相应的控制界面更易于操作并得到准确反馈。
发明内容
本发明涉及一种基于触摸显示屏的输入系统，包括：触摸显示屏，包括触摸板和显示屏，所述显示屏置于触摸板后方；可分离的调节组件，所述调节组件被配置成能够固定在所述触摸板上，并且能够基于用户操作产生相对于所述触摸板的运动；导电体，所述导电体固定到所述调节组件朝向所述触摸显示屏的端部，使得所述导电体能够随着所述调节组件的运动而运动；耦合到所述触摸显示屏的控制器，所述控制器被配置成用于：当所述导电体在所述调节组件的带动下相对于所述触摸板发生位置变化时，检测出和导电体的位置变化对应的第一参数的变化；基于所述第一参数的变化产生输入信号以控制和设备工作参数关联的第二参数。
如上所述的输入系统，所述触摸板是电容式触摸板。
如上所述的输入系统，所述控制器基于电容式触摸板上的电容局部变化来确定所述导电体所处的位置。
如上所述的输入系统，所述导电体是金属。
如上所述的输入系统，所述第一参数是所述导电体与所述电容式触摸板之间的电容值。
如上所述的输入系统，所述调节组件能够通过调节支架固定在所述触摸板上；所述调节组件被配置成在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动，使得固定在所述调节组件上的所述导电体能够在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动。
如上所述的输入系统，所述调节支架粘合在所述触摸板幕上。
如上所述的输入系统，所述调节支架通过透光的胶粘合在所述触摸板上。
如上所述的输入系统，所述第二参数包括以下各项中的至少一项：音量、温度、风量。
如上所述的输入系统，所述调节组件进一步包括内部的金属片，以提供初始校准。
如上所述的输入系统，所述输入系统进一步包括显示屏上的人机交互界面，所述人机交互界面用于直观地且实时地显示所述第二参数的动态调节效果。
本发明还涉及一种用于触摸显示屏的可分离的控制旋钮，包括：旋钮组件，所述旋钮组件被配置成用于固定在所述触摸显示屏的触摸板上，并且能够基于用户操作产生相对于所述触摸板的运动；导电体，所述导电体固定到所述旋钮组件的朝向所述触摸板的端部，使得所述导电体能够随着所述旋钮组件的运动而运动，其中，所述导电体在所述旋钮组件的带动下相对于所述触摸板运动时，能够引起和所述导电体的位置变化对应的、且可被所述触摸显示屏检测到的第一参数的变化。
如上所述的旋钮，所述触摸板是电容式触摸板。
如上所述的旋钮，所述导电体是金属。
如上所述的旋钮，所述第一参数是所述导电体与所述电容式触摸板之间的电容值。
如上所述的旋钮，所述旋钮组件通过旋钮支架固定在所述触摸板上；所述旋钮组件被配置成在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动，使得固定在所述旋钮组件上的所述导电体能够在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动。
如上所述的旋钮，所述旋钮支架粘合在所述触摸板幕上。
如上所述的旋钮，所述旋钮支架通过透光的胶粘合在所述触摸板上。
如上所述的旋钮，所述第一参数的变化用于控制以下各项第二参数中的至少一项的相应变化：音量、温度、风量。
如上所述的旋钮，所述旋钮进一步包括内部的金属片，以提供初始校准。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对本发明所要求保护范围的限制。
图1是车辆内部触摸显示屏的一个示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的基于触摸显示屏的旋钮式输入系统100的分解图；
图3是根据本发明的一个实施例的基于触摸显示屏的旋钮式输入系统的组装图；
图4是根据本发明的一个实施例的触摸显示屏上的分离式旋钮输入装置被调节时动态调节效果的示意图。
具体实施方式
下面的详细描述参照附图进行。附图以例示方式示出可实践所要求保护的主题的特定实施例。应当理解，以下具体实施例出于阐释的目的旨在对典型示例作出具体描述，但不应被理解成对本发明的限制；本领域技术人员在充分理解本发明精神主旨的前提下，可对所公开实施例作出适当的修改和调整，而不背离本发明所要求保护的主题的精神和范围。
在以下的详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。除非另外定义，否则在本文中所使用的技术和科学术语应具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。
本申请的实施例是示例性的实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、构造或特性包括在本技术的至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“实施例”、“一个实施例”、或“一些实施例”的各种出现并不一定都指代相同的实施例。来自一个实施例的元素或方面可与另一实施例的元素或方面组合。
如上所述，传统开关和触摸显示屏在实际应用中各自存在一些优缺点。本发明设计了一种旋钮显示屏一体的方案，实现了可利用旋钮操控车内设备参数(温度、风量、音量等中的一个或多个)，同时兼具了触摸显示屏的各项优点。
图2是根据本发明的一个实施例的基于触摸显示屏的旋钮式输入系统100的分解图。旋钮式输入系统100可包括触摸显示屏。触摸显示屏可以包括触摸板110和显示屏。显示屏上可具有人机交互界面112。显示屏可以置于触摸板110后方。旋钮式输入系统100还可包括旋钮组件102、旋钮盖104、旋钮支架108中的一项或多项。旋钮组件102可以被安装在触摸板110上。此外，旋钮组件102还可以被配置成能够基于用户操作而相对于触摸板110运动。在一个非限制性的实施例中，这种运动是旋转运动。在一个实施例中，可分离的旋钮组件102可以通过旋钮支架108被固定在触摸板110上。具体地，旋钮支架108可直接被固定在触摸板110上。在一个实施例中，旋钮支架108可以粘合在触摸板110上。例如，旋钮支架108可以通过透光的胶粘合在触摸板110上。这种透光的胶可以是本领域中可用的那些，本发明对此不作限制。此外，旋钮支架108可以具有将旋钮支架108与旋钮盖104固定在一起的机械结构。旋钮盖104可以由旋钮支架108固定，并且旋钮盖104具有可被设计成随着旋钮组件102旋转运动的机械结构，例如，当用户旋转旋钮组件102时，旋钮组件102与旋钮盖104一起实现旋转运动。在进一步的非限制性实施例中，旋钮组件102可以被配置成在与触摸板110的表面基本平行的维度上运动，例如绕着基本垂直于触摸板110的一中心轴转动。在其他实施例中，旋钮组件102可以被配置成相对于触摸板110具有其他形式的运动，例如在其他维度上相对于触摸板110运动。并且，这种运动可以包括除了旋转之外的运动形式。
旋钮式输入系统100可进一步包括面朝触摸板的导电体106。该导电体106可以安装(例如，固定)在旋钮组件102上(例如朝向触摸显示屏的端部)，从而使得导电体106能够随着旋钮组件102的运动而运动。例如，当用户(例如，驾驶员)旋转旋钮组件102时，导电体106将与旋钮组件102一起移动。在进一步的实施例中，当旋钮组件102被配置成在与触摸板110的表面基本平行的维度上运动时，固定在旋钮组件102上的导电体106可在与触摸板110基本平行的维度上运动(例如，绕基本垂直于触摸板110的一中心轴旋转)。可以使用本领域可用的任何技术实现将导电体106安装在旋钮组件102上。在一个实施例中，导电体106在旋钮组件102的带动下相对于触摸板110运动而发生位置变化时，可引起与导电体的106位置变化对应的第一参数的变化，如下面更详细描述的。
在一个优选实施例中，触摸板110可以是电容式触摸板110。电容式触摸板110可以由一块玻璃面板组成，玻璃面板上可涂有电容(导电)材料氧化铟锡(ITO)。这种电容式触摸板显示几乎可以传输显示器90％或以上的光。在一种电容式触摸板设计中，绝缘子的仅一侧覆盖有导电层。当监视器运行时，在导电层上会形成均匀的静电场。每当人的手指或导电体接触触摸屏幕时，在未涂覆层上就会发生电荷传导，从而形成动态电容器。然后，控制器可通过测量屏幕四个角的电容变化来确定这个动态电容器的位置，进而检测触摸的位置，并将该位置信息发送给主处理芯片进行进一步处理。
导电体106可以基于各种金属及各种有机导电材料。导电体106可以包括各种常用的金属，诸如但不限于铁、铜等。当触摸板110是电容式触摸板110时，这种导电体形式的导电体106在旋钮组件的带动下相对于触摸板110另一侧上的导电材料运动时，可引起触摸板110的局部电容值的变化。这种局部电容值的变化可被系统检测到。例如，旋钮式输入系统100可进一步包括控制器114。控制器114和触摸显示屏系统耦合，可检测触摸板110上的局部电容值的变化，或监测由其他部件所检测到的局部电容值的变化。控制器114可以根据检测到的局部电容值变化，基于算法得出触摸位置信息及其变化。进一步地，控制器114中可以包括处理芯片(例如MCU)，该处理芯片可以根据这些触摸位置信息的变化产生输出以控制另一参数(例如车辆的空调温度、风量、收音机的音量等中的一项或多项)的相应变化，并且可选地，控制在显示屏上显示这种变化。因此，电容值的变化可以使得音量、温度、风量中的至少一项的相应变化。此外，第二参数可以是与设备工作参数关联的任何参数。
在一个实施例中，旋钮控制系统100可进一步包括显示屏上的人机界面(HMI)112。该人机界面112是可以将用户输入传递给机器、系统或设备的用户界面或仪表板。在本发明的实施例中，显示屏的用户界面可用于响应于用户旋转旋钮并随着用户旋转旋钮而视觉上显示出相应的变化(如图4所示)。人机交互界面可以用于直观地且实时地显示调节的动态结果。
在进一步的实施例，可选择性地在旋钮部分内设置另一金属(例如，金属片的形式)，以用于电容值与需调整的车内参数之间的初始校准。
图3是根据本发明的一个实施例的基于触摸显示屏的旋钮式输入系统的组装图。如图3中所示，人机界面上除了随着旋钮的旋转运动而显示的动态的变化之外，还可包括其他各种显示信息，和/或提供其他按键或触摸按键功能等。在一些实施例中，可以将一部分参数的调节通过安装在触摸板上的分离式旋钮来实现，其他参数的调节仍然直接通过用户对触摸板的触摸式输入形式来完成。
图4是根据本发明的一个实施例的触摸显示屏上的分离式旋钮输入装置被调节时动态调节效果的示意图。如图4中可看到的，用户可利用分离式旋钮产生输入信号以操控车内设备参数(温度、风量、音量等中的一项或多项)，同时这种控制参数的变化可以直接以可视形式显示给用户，从而兼顾了参数调整的可操作性、反馈准确性以及触摸显示屏的良好的视觉体验，提升了用户操作安全性和用户体验。
本文中以车辆中的旋钮和触摸显示屏为背景介绍了一种旋钮显示屏一体的方案，实现了可利用旋钮操控车内设备参数(温度、风量、音量等)，同时兼具了触摸显示屏的各项优点。然而可以理解的是，本发明的这种设计不限于车辆内的应用。本发明的这种设计可应用到任何期望的调节场景中。因此，以上所述的旋钮可以是任何形式的输入装置或调节器，该输入装置或调节器可相对于触摸显示屏运动，使得安装在输入装置或调节器上的导电体也可相对于触摸显示屏运动，从而引起第一参数(例如，局部电容值)的变化。进一步地，该第一参数的变化可用于控制所应用的场景中的其他参数(例如与设备操作相关联)的变化。此外，在车辆的应用场景中，可以利用已有的车辆内部的控制电路。在其他的应用场景中，控制器114可直接实现基于第一参数的变化控制另一个或多个参数的变化。
本文中使用了“基本平行”、“基本垂直”的表述。该表述旨在描述旋钮相对于触摸显示屏的相对运动。对于那些不是严格意义上的垂直和平行的情况，但接近本申请的这种设置，也应视为在本申请的保护范围内，因此，这种表述对于本领域技术人员是清楚的。
因此，包括这种设计的其他应用场景也在本发明的保护范围内。在不背离本发明的精神和主旨的情况下，本领域技术人员可对以上具体描述的实施例作出适当修改和调整。因此，旨在使所要求保护的主题不仅限于所公开的特定示例，这些要求保护的主题也可包括落在所附权利要求书及其等效物范围内的所有实现。

Claims (20)

1.一种基于触摸显示屏的输入系统，包括：
触摸显示屏，包括触摸板和显示屏，所述显示屏置于触摸板后方；
可分离的调节组件，所述调节组件被配置成能够固定在所述触摸板上，并且能够基于用户操作产生相对于所述触摸板的运动；
导电体，所述导电体固定到所述调节组件朝向所述触摸显示屏的端部，使得所述导电体能够随着所述调节组件的运动而运动；
耦合到所述触摸显示屏的控制器，所述控制器被配置成用于：
当所述导电体在所述调节组件的带动下相对于所述触摸板发生位置变化时，检测出和导电体的位置变化对应的第一参数的变化；
基于所述第一参数的变化产生输入信号以控制和设备工作参数关联的第二参数。
2.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，所述触摸板是电容式触摸板。
3.如权利要求2所述的输入系统，其特征在于，所述控制器基于电容式触摸板上的电容局部变化来确定所述导电体所处的位置。
4.如权利要求2所述的输入系统，其特征在于，所述导电体是金属。
5.如权利要求2所述的输入系统，其特征在于，所述第一参数是所述导电体与所述电容式触摸板之间的电容值。
6.如权利要求1-5中任一项所述的输入系统，其特征在于，所述调节组件能够通过调节支架固定在所述触摸板上；
所述调节组件被配置成在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动，使得固定在所述调节组件上的所述导电体能够在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动。
7.如权利要求6所述的输入系统，其特征在于，所述调节支架粘合在所述触摸板幕上。
8.如权利要求7所述的输入系统，其特征在于，所述调节支架通过透光的胶粘合在所述触摸板上。
9.如权利要求1-5中任一项所述的输入系统，其特征在于，所述第二参数包括以下各项中的至少一项：音量、温度、风量。
10.如权利要求1-5中任一项所述的输入系统，其特征在于，所述调节组件进一步包括内部的金属片，以提供初始校准。
11.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，所述输入系统进一步包括显示屏上的人机交互界面，所述人机交互界面用于直观地且实时地显示所述第二参数的动态调节效果。
12.一种用于触摸显示屏的可分离的控制旋钮，包括：
旋钮组件，所述旋钮组件被配置成用于固定在所述触摸显示屏的触摸板上，并且能够基于用户操作产生相对于所述触摸板的运动；
导电体，所述导电体固定到所述旋钮组件的朝向所述触摸板的端部，使得所述导电体能够随着所述旋钮组件的运动而运动，
其中，所述导电体在所述旋钮组件的带动下相对于所述触摸板运动时，能够引起和所述导电体的位置变化对应的、且可被所述触摸显示屏检测到的第一参数的变化。
13.如权利要求12所述的旋钮，其特征在于，所述触摸板是电容式触摸板。
14.如权利要求13所述的旋钮，其特征在于，所述导电体是金属。
15.如权利要求13所述的旋钮，其特征在于，所述第一参数是所述导电体与所述电容式触摸板之间的电容值。
16.如权利要求12-15中任一项所述的旋钮，其特征在于，所述旋钮组件通过旋钮支架固定在所述触摸板上；
所述旋钮组件被配置成在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动，使得固定在所述旋钮组件上的所述导电体能够在与所述触摸板的表面基本平行的维度上运动。
17.如权利要求16所述的旋钮，其特征在于，所述旋钮支架粘合在所述触摸板幕上。
18.如权利要求17所述的旋钮，其特征在于，所述旋钮支架通过透光的胶粘合在所述触摸板上。
19.如权利要求12-15中任一项所述的旋钮，其特征在于，所述第一参数的变化用于控制以下各项第二参数中的至少一项的相应变化：音量、温度、风量。
20.如权利要求12-15中任一项所述的旋钮，其特征在于，所述旋钮进一步包括内部的金属片，以提供初始校准。
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