在方向盤和儀表板上的光基觸摸控制件的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉參考
[0002] 本申請是美國臨時申請No. 61/730, 139的非臨時申請，該臨時申請的名稱為 "LIGHT-BASED TOUCH CONTROLS ON A STEERING WHEEL AND DASHBOARD"（在方向盤和儀表 板上的光基觸摸控制件），申請日為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接口。
【背景技術(shù)】
[0004] 參照圖1，它是現(xiàn)有技術(shù)的方向盤的簡化視圖。圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的方向盤400 包括圓形握持元件401、將握持元件401連接至操縱柱407的一個或多個連接件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也稱為輻條。在圖1中，使用按鈕405來 應(yīng)答交通工具的BLUETOO丁Hl<:揚聲器上進來的電話，并且使用按鈕406來掛下電話。 BLUETOOTH是由美國華盛頓州柯克蘭的Bluetooth SIG公司擁有的商標(biāo)。安裝在方向盤上 的控制件能被舒適且安全地操作，因為駕駛員能夠無需將手從方向盤上離開或者眼睛離開 道路就能控制和操作這些控制件。
[0005] 原來，添加到方向盤上的第一按鈕是觸發(fā)汽車電動喇叭的開關(guān)。當(dāng)巡航控制系統(tǒng) 被引進時，一些汽車廠商也為方向盤上的該特征定位操作開關(guān)。如今，通常在方向盤上設(shè)置 附加的按鈕控制件，用于音響系統(tǒng)、電話和聲音控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、立體聲系統(tǒng)以及車載 計算機功能。
[0006] 名稱為 "Pressure Sensitive Steering Wheel Controls (壓力敏感式方向盤控 制件）"的美國專利公開號No. 2012/0232751A1教導(dǎo)了將壓力敏感式控制件添加到方向盤 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 不同的控制件相對應(yīng)。響應(yīng)于傳感器位置處壓力的施加而致動控制件，例如通過用戶加緊 他的握持。
[0007] 許多如今的交通工具儀表盤控制臺遠遠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)以便操作儀表盤控制臺。

【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)的儀表盤用戶接口中的按鈕和控制件。更寬泛 地，本發(fā)明涉及用于車載系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的用戶接口的遠程控制件。本文中的術(shù)語"轉(zhuǎn)向元件" 包括用來操縱交通工具的任何物理元件，諸如方向盤、飛機操縱桿、側(cè)桿和中心桿、輪船的 駕駛盤、自行車或摩托車的手桿。
[0009] 本發(fā)明的實施例提供了一種傳感器系統(tǒng)，它分別地或者組合地檢測位置、接近和 壓力，以便允許在轉(zhuǎn)向元件上或者其周圍輸入復(fù)雜的手勢。在一些實施例中，與平視顯示器 (HUD)或者帶有內(nèi)置圖片顯示的可戴護目鏡相結(jié)合，使用本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)。在這個情況 下，HUD或者護目鏡使得在用戶的視野中具有圖標(biāo)或者柵格。用戶伸出他的手以便與提供 的圖像元件相互作用。傳感器檢測在三維空間中的用戶手勢，并且這些坐標(biāo)然后被映射到 提供的圖像上以解釋用戶的輸入。
[0010] 本發(fā)明的實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，而無需在儀表板上雜亂地布滿按鈕。傳感器系統(tǒng)檢測位置、接 近以及方向，用于在儀表板上輸入復(fù)雜的手勢。在一些實施例中，通過HUD或者具有內(nèi)置圖 片顯示的可戴護目鏡將儀表板呈現(xiàn)給駕駛員。在這個情況下，通過檢測駕駛員手勢以及將 它們映射到投射的HUD或者護目鏡圖像上，傳感器系統(tǒng)允許駕駛員與由HUD或者護目鏡提 供的圖像相互作用。通過消除來自顯示器的不相關(guān)的信息，本發(fā)明的實施例促進了交通工 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。例如，當(dāng)用戶停車時，用戶接口呈現(xiàn)停車選項，以及當(dāng)關(guān)掉發(fā) 動機時，呈現(xiàn)打開各種門的選項，諸如打開后備箱和油箱。
[0011] 本發(fā)明涉及機動車輛，其包括位于機動車輛的駕駛員座位的相對側(cè)的方向盤，方 向盤包括：多個包封在方向盤的周界中的接近傳感器，用于檢測沿著方向盤的外周邊的手 滑動手勢；容納在車輛的儀表盤中的娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)；以及處理器，其容納在車輛中并且 連接至傳感器及連接至娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)，用于響應(yīng)于所檢測的手滑動手勢而控制娛樂和導(dǎo) 航系統(tǒng)。
[0012] 在一些實施例中，響應(yīng)于所檢測到的向上滑動手勢，處理器增加用于娛樂和導(dǎo)航 系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)設(shè)置，并且響應(yīng)于所檢測到的向下滑動手勢，處理器減少可調(diào)節(jié)設(shè)置。
[0013] 在一些實施例中，娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)包括多個可調(diào)節(jié)特征，其中響應(yīng)于手滑動手勢 調(diào)節(jié)用于所選擇特征的設(shè)置，并且響應(yīng)于位于方向盤的外周邊上的至少一個輕敲，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，在與娛樂和導(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。在一些實施 例中，該顯示器位于由駕駛員戴著的護目鏡的里面?？烧{(diào)節(jié)設(shè)置的例子包括升高或降低音 量、選擇收音機頻道以及選擇樂庫中的軌道、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] 在一些實施例中，包封在面對駕駛員的方向盤中的第二多個接近傳感器檢測方向 盤與駕駛員之間的手擺動手勢，其中處理器響應(yīng)于所述手擺動手勢改變娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)的 模式。所述第二多個接近傳感器也操作以便檢測進入機動車輛的駕駛員。
[0015] 在一些實施例中，方向盤進一步包括空腔（即，氣隙）、連接至穿過所述空腔投射 光束的處理器的光發(fā)射器陣列、以及連接至檢測所投射光束的處理器的光檢測器陣列。這 允許檢測到中斷光束的空腔內(nèi)部的擺動手勢，從而允許使用者通過這些所檢測到的空腔內(nèi) 的手勢控制所述娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)。這些擺動手勢通過一個或多個手指或者通過手的手掌而 執(zhí)行。
[0016] 在具有方向盤空腔的一些實施例中，具有多個光發(fā)射器陣列以及多個光檢測器陣 列，所述光發(fā)射器連接至穿過空腔以不同幾何平面投射光束的處理器，所述光檢測器連接 至檢測所述所投射光束的處理器，用于檢測穿過所述空腔內(nèi)的多個幾何平面并中斷光束的 擺動手勢。這允許對于一個寬范圍的擺動手勢檢測穿過空腔深度的擺動手勢。例如，這些 傳感器檢測手指或手穿透空腔的角度。它們還通過測量手指或手越過每個幾何平面的不同 時間而檢測接近的速度。在空腔的一些實施例中，光束均被穿過所述空腔豎直地投射。在 其它實施例中，穿過所述腔室投射光束的雙向柵格。
[0017] 為了防止在駕駛期間無意地調(diào)節(jié)娛樂系統(tǒng)控制件，在特定實施例中，只有在方向 盤基本上不轉(zhuǎn)動時（也就是說，在它處于"12點"位置時或者從"12點"位置沒有偏離超過 闕值時），手滑動手勢才控制娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0018] 在一些實施例中，娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)包括顯示器，并且處理器響應(yīng)于檢測到由兩個 或多個手指在空腔中執(zhí)行的展開手勢而放大顯示器上的圖像，并且響應(yīng)于由一個或多個手 指在空腔中執(zhí)行的平移手勢而平移所述圖像。在本發(fā)明的一些實施例中，通過在空腔內(nèi)部 展開或分離一只手的所有手指的指尖而執(zhí)行手指展開手勢。在本發(fā)明的其它實施例中，通 過在空腔內(nèi)部伸出一只手的所有手指而執(zhí)行手指展開手勢。尤其是，所述圖像是與導(dǎo)航系 統(tǒng)相關(guān)的地圖、后視相機圖像、或者是與娛樂系統(tǒng)相關(guān)的圖片、
[0019] 在一些實施例中，所述交通工具包括無線電話接口，尤其是BLUETOOTH?接 口，它通過在方向盤外周邊上應(yīng)用輕敲手勢或者手滑動手勢而被控制。例如，單次輕敲應(yīng)答 電話，而雙次輕敲掛掉或者拒絕電話。
[0020] 在一些實施例中，沿著方向盤的外周邊的突然且快速的手滑動手勢使娛樂和導(dǎo)航 系統(tǒng)無聲。
[0021] 在一些實施例中，當(dāng)處理器改變所選擇的特征時，處理器在安裝在交通工具中的 顯示器上提供方向盤的圖像，所述圖像表示哪個指令與每個方向盤輸入?yún)^(qū)域相關(guān)聯(lián)。
[0022] 本發(fā)明還涉及機動車輛，該車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框架上方的擺動手勢。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)于開始于該角部上方的框架上方的對角擺動手勢，所述圖形穿過顯示器平移，從而 揭示用于相關(guān)功能的圖標(biāo)。在一些實施例中，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，并且通過穿過顯示器對角地平移相應(yīng)的圖形，開始于拐角的對角擺動手勢打開 那個拐角的功能組。
[0023] 因此根據(jù)本發(fā)明的實施例提供了用于交通工具中的一個系統(tǒng)，包括位于交通工具 中駕駛員座椅相對側(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接近 傳感器，所述接近傳感器可操作以檢測沿著轉(zhuǎn)向元件的外周邊的手勢；容納在交通工具中 的交互式平臺，用于在交通工具中提供無線電廣播、視頻播放、音頻娛樂、視頻娛樂和導(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結(jié)合，并且 可操作以便識別由接近傳感器檢測的手勢，并且響應(yīng)于如此識別的手勢控制所述平臺。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實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 于檢測框架上方手勢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)功能的圖形并且識別由所述接 近傳感器檢測的手勢，并且其中，響應(yīng)于位于框架上方并且開始于顯示器的拐角上方的對 角擺動手勢，所述處理器穿過顯示器平移所述圖形，從而揭示用于相關(guān)功能的圖標(biāo)。
【附圖說明】
[0025] 通過下面的詳細描述并且結(jié)合附圖，將更加充分地理解和領(lǐng)會本發(fā)明，其中：
[0026] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的方向盤的簡化視圖；
[0027] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有多個檢測區(qū)域的方向盤的第一實施例的簡化視 圖；
[0028] 圖3是