在方向盤(pán)和儀表板上的光基觸摸控制件的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)是美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/730, 139的非臨時(shí)申請(qǐng)，該臨時(shí)申請(qǐng)的名稱(chēng)為 "LIGHT-BASED TOUCH CONTROLS ON A STEERING WHEEL AND DASHBOARD"（在方向盤(pán)和儀表 板上的光基觸摸控制件），申請(qǐng)日為2012年11月27日，發(fā)明人為Gunnar Martin Frdjdh、 Thomas ErikssoruJohn KarlssoruMaria Hedin 和 Richard Berglind，其內(nèi)容整體結(jié)合在 本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的領(lǐng)域是用于交通工具的光基用戶(hù)接口。
【背景技術(shù)】
[0004] 參照?qǐng)D1，它是現(xiàn)有技術(shù)的方向盤(pán)的簡(jiǎn)化視圖。圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的方向盤(pán)400 包括圓形握持元件401、將握持元件401連接至操縱柱407的一個(gè)或多個(gè)連接件402-404、 以及位于連接件402和403上的用于控制交通工具上的各種裝置的按鈕405和406。將握 持元件401連接至操縱柱407的連接件402-404也稱(chēng)為輻條。在圖1中，使用按鈕405來(lái) 應(yīng)答交通工具的BLUETOO丁Hl<:揚(yáng)聲器上進(jìn)來(lái)的電話(huà)，并且使用按鈕406來(lái)掛下電話(huà)。 BLUETOOTH是由美國(guó)華盛頓州柯克蘭的Bluetooth SIG公司擁有的商標(biāo)。安裝在方向盤(pán)上 的控制件能被舒適且安全地操作，因?yàn)轳{駛員能夠無(wú)需將手從方向盤(pán)上離開(kāi)或者眼睛離開(kāi) 道路就能控制和操作這些控制件。
[0005] 原來(lái)，添加到方向盤(pán)上的第一按鈕是觸發(fā)汽車(chē)電動(dòng)喇叭的開(kāi)關(guān)。當(dāng)巡航控制系統(tǒng) 被引進(jìn)時(shí)，一些汽車(chē)廠商也為方向盤(pán)上的該特征定位操作開(kāi)關(guān)。如今，通常在方向盤(pán)上設(shè)置 附加的按鈕控制件，用于音響系統(tǒng)、電話(huà)和聲音控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、立體聲系統(tǒng)以及車(chē)載 計(jì)算機(jī)功能。
[0006] 名稱(chēng)為 "Pressure Sensitive Steering Wheel Controls (壓力敏感式方向盤(pán)控 制件）"的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)No. 2012/0232751A1教導(dǎo)了將壓力敏感式控制件添加到方向盤(pán) 的圓形握持元件上。壓力傳感器沿著握持元件的周邊位于不同位置上，并且不同的位置與 不同的控制件相對(duì)應(yīng)。響應(yīng)于傳感器位置處壓力的施加而致動(dòng)控制件，例如通過(guò)用戶(hù)加緊 他的握持。
[0007] 許多如今的交通工具儀表盤(pán)控制臺(tái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出僅僅將信息顯示給駕駛員看。在很多 情況下需要駕駛員操縱一系列觸摸屏菜單和圖標(biāo)以便操作儀表盤(pán)控制臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明涉及安裝在轉(zhuǎn)向元件和關(guān)聯(lián)的儀表盤(pán)用戶(hù)接口中的按鈕和控制件。更寬泛 地，本發(fā)明涉及用于車(chē)載系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的用戶(hù)接口的遠(yuǎn)程控制件。本文中的術(shù)語(yǔ)"轉(zhuǎn)向元件" 包括用來(lái)操縱交通工具的任何物理元件，諸如方向盤(pán)、飛機(jī)操縱桿、側(cè)桿和中心桿、輪船的 駕駛盤(pán)、自行車(chē)或摩托車(chē)的手桿。
[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種傳感器系統(tǒng)，它分別地或者組合地檢測(cè)位置、接近和 壓力，以便允許在轉(zhuǎn)向元件上或者其周?chē)斎霃?fù)雜的手勢(shì)。在一些實(shí)施例中，與平視顯示器 (HUD)或者帶有內(nèi)置圖片顯示的可戴護(hù)目鏡相結(jié)合，使用本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)。在這個(gè)情況 下，HUD或者護(hù)目鏡使得在用戶(hù)的視野中具有圖標(biāo)或者柵格。用戶(hù)伸出他的手以便與提供 的圖像元件相互作用。傳感器檢測(cè)在三維空間中的用戶(hù)手勢(shì)，并且這些坐標(biāo)然后被映射到 提供的圖像上以解釋用戶(hù)的輸入。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例也提供了與傳感器系統(tǒng)結(jié)合的儀表板，所述傳感器系統(tǒng)利用儀表 板顯示器以用于相關(guān)的信息，而無(wú)需在儀表板上雜亂地布滿(mǎn)按鈕。傳感器系統(tǒng)檢測(cè)位置、接 近以及方向，用于在儀表板上輸入復(fù)雜的手勢(shì)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)HUD或者具有內(nèi)置圖 片顯示的可戴護(hù)目鏡將儀表板呈現(xiàn)給駕駛員。在這個(gè)情況下，通過(guò)檢測(cè)駕駛員手勢(shì)以及將 它們映射到投射的HUD或者護(hù)目鏡圖像上，傳感器系統(tǒng)允許駕駛員與由HUD或者護(hù)目鏡提 供的圖像相互作用。通過(guò)消除來(lái)自顯示器的不相關(guān)的信息，本發(fā)明的實(shí)施例促進(jìn)了交通工 具儀表板系統(tǒng)的操作。而且，根據(jù)本發(fā)明的用戶(hù)接口提供與背景關(guān)聯(lián)的選擇，即，與交通工 具的狀態(tài)和環(huán)境相關(guān)的選項(xiàng)。例如，當(dāng)用戶(hù)停車(chē)時(shí)，用戶(hù)接口呈現(xiàn)停車(chē)選項(xiàng)，以及當(dāng)關(guān)掉發(fā) 動(dòng)機(jī)時(shí)，呈現(xiàn)打開(kāi)各種門(mén)的選項(xiàng)，諸如打開(kāi)后備箱和油箱。
[0011] 本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車(chē)輛，其包括位于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的駕駛員座位的相對(duì)側(cè)的方向盤(pán)，方 向盤(pán)包括：多個(gè)包封在方向盤(pán)的周界中的接近傳感器，用于檢測(cè)沿著方向盤(pán)的外周邊的手 滑動(dòng)手勢(shì)；容納在車(chē)輛的儀表盤(pán)中的娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)；以及處理器，其容納在車(chē)輛中并且 連接至傳感器及連接至娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)，用于響應(yīng)于所檢測(cè)的手滑動(dòng)手勢(shì)而控制娛樂(lè)和導(dǎo) 航系統(tǒng)。
[0012] 在一些實(shí)施例中，響應(yīng)于所檢測(cè)到的向上滑動(dòng)手勢(shì)，處理器增加用于娛樂(lè)和導(dǎo)航 系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)設(shè)置，并且響應(yīng)于所檢測(cè)到的向下滑動(dòng)手勢(shì)，處理器減少可調(diào)節(jié)設(shè)置。
[0013] 在一些實(shí)施例中，娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)包括多個(gè)可調(diào)節(jié)特征，其中響應(yīng)于手滑動(dòng)手勢(shì) 調(diào)節(jié)用于所選擇特征的設(shè)置，并且響應(yīng)于位于方向盤(pán)的外周邊上的至少一個(gè)輕敲，處理器 改變所選擇的特征。當(dāng)處理器改變所選擇的特征時(shí)，在與娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)連接的顯示器上 (諸如安裝在儀表板上的顯示器或者HUD)提供表示最新選擇的特征的圖形。在一些實(shí)施 例中，該顯示器位于由駕駛員戴著的護(hù)目鏡的里面?？烧{(diào)節(jié)設(shè)置的例子包括升高或降低音 量、選擇收音機(jī)頻道以及選擇樂(lè)庫(kù)中的軌道、低音部、高音部、GPS系統(tǒng)中的圖像-例如，二 維圖、三維圖、衛(wèi)星圖以及圖像的縮放。
[0014] 在一些實(shí)施例中，包封在面對(duì)駕駛員的方向盤(pán)中的第二多個(gè)接近傳感器檢測(cè)方向 盤(pán)與駕駛員之間的手?jǐn)[動(dòng)手勢(shì)，其中處理器響應(yīng)于所述手?jǐn)[動(dòng)手勢(shì)改變娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)的 模式。所述第二多個(gè)接近傳感器也操作以便檢測(cè)進(jìn)入機(jī)動(dòng)車(chē)輛的駕駛員。
[0015] 在一些實(shí)施例中，方向盤(pán)進(jìn)一步包括空腔（即，氣隙）、連接至穿過(guò)所述空腔投射 光束的處理器的光發(fā)射器陣列、以及連接至檢測(cè)所投射光束的處理器的光檢測(cè)器陣列。這 允許檢測(cè)到中斷光束的空腔內(nèi)部的擺動(dòng)手勢(shì)，從而允許使用者通過(guò)這些所檢測(cè)到的空腔內(nèi) 的手勢(shì)控制所述娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)。這些擺動(dòng)手勢(shì)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)手指或者通過(guò)手的手掌而 執(zhí)行。
[0016] 在具有方向盤(pán)空腔的一些實(shí)施例中，具有多個(gè)光發(fā)射器陣列以及多個(gè)光檢測(cè)器陣 列，所述光發(fā)射器連接至穿過(guò)空腔以不同幾何平面投射光束的處理器，所述光檢測(cè)器連接 至檢測(cè)所述所投射光束的處理器，用于檢測(cè)穿過(guò)所述空腔內(nèi)的多個(gè)幾何平面并中斷光束的 擺動(dòng)手勢(shì)。這允許對(duì)于一個(gè)寬范圍的擺動(dòng)手勢(shì)檢測(cè)穿過(guò)空腔深度的擺動(dòng)手勢(shì)。例如，這些 傳感器檢測(cè)手指或手穿透空腔的角度。它們還通過(guò)測(cè)量手指或手越過(guò)每個(gè)幾何平面的不同 時(shí)間而檢測(cè)接近的速度。在空腔的一些實(shí)施例中，光束均被穿過(guò)所述空腔豎直地投射。在 其它實(shí)施例中，穿過(guò)所述腔室投射光束的雙向柵格。
[0017] 為了防止在駕駛期間無(wú)意地調(diào)節(jié)娛樂(lè)系統(tǒng)控制件，在特定實(shí)施例中，只有在方向 盤(pán)基本上不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（也就是說(shuō)，在它處于"12點(diǎn)"位置時(shí)或者從"12點(diǎn)"位置沒(méi)有偏離超過(guò) 闕值時(shí)），手滑動(dòng)手勢(shì)才控制娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0018] 在一些實(shí)施例中，娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)包括顯示器，并且處理器響應(yīng)于檢測(cè)到由兩個(gè) 或多個(gè)手指在空腔中執(zhí)行的展開(kāi)手勢(shì)而放大顯示器上的圖像，并且響應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)手 指在空腔中執(zhí)行的平移手勢(shì)而平移所述圖像。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，通過(guò)在空腔內(nèi)部 展開(kāi)或分離一只手的所有手指的指尖而執(zhí)行手指展開(kāi)手勢(shì)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，通 過(guò)在空腔內(nèi)部伸出一只手的所有手指而執(zhí)行手指展開(kāi)手勢(shì)。尤其是，所述圖像是與導(dǎo)航系 統(tǒng)相關(guān)的地圖、后視相機(jī)圖像、或者是與娛樂(lè)系統(tǒng)相關(guān)的圖片、
[0019] 在一些實(shí)施例中，所述交通工具包括無(wú)線(xiàn)電話(huà)接口，尤其是BLUETOOTH?接 口，它通過(guò)在方向盤(pán)外周邊上應(yīng)用輕敲手勢(shì)或者手滑動(dòng)手勢(shì)而被控制。例如，單次輕敲應(yīng)答 電話(huà)，而雙次輕敲掛掉或者拒絕電話(huà)。
[0020] 在一些實(shí)施例中，沿著方向盤(pán)的外周邊的突然且快速的手滑動(dòng)手勢(shì)使娛樂(lè)和導(dǎo)航 系統(tǒng)無(wú)聲。
[0021] 在一些實(shí)施例中，當(dāng)處理器改變所選擇的特征時(shí)，處理器在安裝在交通工具中的 顯示器上提供方向盤(pán)的圖像，所述圖像表示哪個(gè)指令與每個(gè)方向盤(pán)輸入?yún)^(qū)域相關(guān)聯(lián)。
[0022] 本發(fā)明還涉及機(jī)動(dòng)車(chē)輛，該車(chē)輛具有由接近傳感器的框架包圍的儀表板顯示器， 接近傳感器用于檢測(cè)框架上方的擺動(dòng)手勢(shì)。在顯示器的拐角呈現(xiàn)表示一組相關(guān)功能的圖 形。響應(yīng)于開(kāi)始于該角部上方的框架上方的對(duì)角擺動(dòng)手勢(shì)，所述圖形穿過(guò)顯示器平移，從而 揭示用于相關(guān)功能的圖標(biāo)。在一些實(shí)施例中，在相應(yīng)顯示器的拐角呈現(xiàn)表示不同功能組的 不同圖形，并且通過(guò)穿過(guò)顯示器對(duì)角地平移相應(yīng)的圖形，開(kāi)始于拐角的對(duì)角擺動(dòng)手勢(shì)打開(kāi) 那個(gè)拐角的功能組。
[0023] 因此根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于交通工具中的一個(gè)系統(tǒng)，包括位于交通工具 中駕駛員座椅相對(duì)側(cè)的轉(zhuǎn)向元件，所述轉(zhuǎn)向元件包括包封在轉(zhuǎn)向元件的周邊中的多個(gè)接近 傳感器，所述接近傳感器可操作以檢測(cè)沿著轉(zhuǎn)向元件的外周邊的手勢(shì)；容納在交通工具中 的交互式平臺(tái)，用于在交通工具中提供無(wú)線(xiàn)電廣播、視頻播放、音頻娛樂(lè)、視頻娛樂(lè)和導(dǎo)航 輔助的至少一種；以及容納在交通工具中的處理器，其與接近傳感器及所述平臺(tái)結(jié)合，并且 可操作以便識(shí)別由接近傳感器檢測(cè)的手勢(shì)，并且響應(yīng)于如此識(shí)別的手勢(shì)控制所述平臺(tái)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例附加地提供了用于交通工具的儀表板，包括顯示器、包括用 于檢測(cè)框架上方手勢(shì)的接近傳感器的框架、以及與所述顯示器及所述框架結(jié)合的處理器， 所述處理器可操作以便在顯示器的拐角呈現(xiàn)表示一組相關(guān)功能的圖形并且識(shí)別由所述接 近傳感器檢測(cè)的手勢(shì)，并且其中，響應(yīng)于位于框架上方并且開(kāi)始于顯示器的拐角上方的對(duì) 角擺動(dòng)手勢(shì)，所述處理器穿過(guò)顯示器平移所述圖形，從而揭示用于相關(guān)功能的圖標(biāo)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 通過(guò)下面的詳細(xì)描述并且結(jié)合附圖，將更加充分地理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明，其中：
[0026] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的方向盤(pán)的簡(jiǎn)化視圖；
[0027] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)檢測(cè)區(qū)域的方向盤(pán)的第一實(shí)施例的簡(jiǎn)化視 圖；
[0028] 圖3是