具有触觉导引的显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种显示系统，包括显示图形表示的显示屏幕（１０１）。显示屏幕的表面具有起伏（１０３，１０４），以便向使用者提供触觉和／或视觉导引。根据本发明专利技术的显示系统包括一个起伏产生器，用于在显示屏幕上动态产生起伏（１０３，１０４）。因而可以根据当前应用的图形输出，使起伏动态变化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括显示屏的显示系统，用于在显示屏幕上显示图形表示，该显示屏幕通过起伏向使用者提供触觉和/或视觉导引。本专利技术进一步涉及包括上述显示系统的数据处理系统。
技术介绍
在US6,072,475中公开了上述显示系统的一个实例。已知的系统包括一个在三维方向上延伸的触摸屏。当使用者在触摸屏的有效表面区域滑动手指时，触觉反馈向他提供关于手指位置的信息。特别是当使用者正在移动或者在看不到触摸屏的情况下，使用这种触摸屏特别便利。已知系统的一个问题是它只能应用到非常有限的应用范围，即屏幕布局符合相同设计规则的应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种在开篇段落中所定义的系统的改进系统。为此，根据本专利技术的显示系统包括在显示屏幕上动态产生起伏的起伏产生器。起伏可以根据当前应用的图形输出而被动态改变。例如，一个应用也许需要在屏幕顶部的触觉导引，另一个应用需要屏幕底部的触觉导引。进一步的，在单个应用中，要求的触觉导引的位置在执行时可以改变。例如，如果应用程序包括多个处理屏幕，第一个屏幕可以要求在屏幕顶部的触觉导引，而第二个屏幕可以要求在屏幕底部的触觉导引。通过提供在显示屏幕上动态产生起伏的起伏产生器，可以得到提供触觉导引的灵活系统。在根据本专利技术的显示系统的一个实施例中，起伏产生器包括压电材料，用以响应电信号来提供所述起伏。上述材料通常用于响应机械变形而产生电信号。但是，也可以通过这些材料获得相反的效果根据提供的电信号产生机械变形。可选择的或者附加的，也可以使用产生机械变形的其他装置，比如机电结构，形状记忆合金，液体储存器(fluid reservoir)等。根据本专利技术的显示系统的一个实施例进一步包括根据来自起伏产生器的电信号检测使用者的动作。如果使用者可以通过触摸或按压显示屏幕与系统进行交互，在屏幕上产生起伏将特别有用。产生触摸屏的各种技术是公知的并被广泛应用，例如在计算机，个人数字助理和蜂窝电话中。通常，图形显示(例如LCD)与感光层结合，用于感应手指或触笔触摸的位置。本专利技术的起伏产生器可被用作这种感光层。如上所述，响应电信号提供机械变形的装置通常也具有相反的特性。例如压电材料响应机械变形而产生电信号。因此专用的触摸感光膜可被省略。在根据本专利技术的显示系统的一个实施例中，起伏产生器在显示屏幕的选定位置产生突出或凹陷。根据当前相关例如感应到触摸的屏幕区域的使用者信息，在屏幕上滑动手指时，上述突出或凹陷易被感知。在根据本专利技术的显示系统的一个优选实施例中，起伏产生器包括单独可寻址的起伏单元，每个起伏单元在基本垂直于显示屏幕的方向上产生位移。可在特定位置和特定时刻提供触觉导引。例如，可以提供压电单元矩阵，在显示屏幕的任意希望的位置产生起伏。单元可以有不同的大小，但是它们最好具有与单个图形像素或者一小组图形像素相同的大小。在根据本专利技术的显示系统的一个实施例中，起伏产生器包括透明材料并且位于显示屏幕的前面。如果起伏产生器基本透明，可以很方便地安装在显示屏幕的前面。图形表示通过透明材料保持仍然可见，同时使用者可以很容易地感觉到起伏。在根据本专利技术的显示系统的一个备选实施例中，起伏产生器位于显示屏幕的背面，显示屏幕是一个可以随着起伏产生器产生的起伏而变形的显示屏幕。如果选择不透明材料制造起伏产生器，应该安装在显示屏幕的背面。随着柔性显示器的出现(例如基于有机LED或者电子墨水)，可以在显示屏幕的背面产生起伏，该显示屏幕的前面仍然可见。例如，如果用电机装置比如磁铁和线圈产生起伏，它不像透明装置一样方便。在这种情况下，起伏产生器可以位于显示屏幕的背面。在根据本专利技术的显示系统的一个实施例中，起伏产生器可以自动确定预定图形对象(比如按钮和滑动触头)的起伏。本专利技术尤其适用于用触觉导引来增强图形表示。例如，按钮的图形表示可通过该图形表示之后或之前的突出(或凹陷)增强，因此使用者可以真实地感觉按钮，将之与周围区分开来。通常该增强可通过产生图形表示的软件应用程序产生。但是，根据本专利技术的显示系统的本实施例可以识别预定图形用户接口(GUI)对象，比如按钮和滑动触头，为这些对象产生适当的起伏。上述结构可以很容易的与一个单独的GUI组件(比如X-Windows终端)集成。如今，图形操作系统几乎总是具有一个预定义图形对象的单独层，用于应用程序的某些扩展，但是行为被预定义。上述GUI对象的定义利用适当触觉导引的定义而被扩展。在根据本专利技术的显示系统的一个实施例中，起伏产生器响应使用者动作动态产生起伏的变化，以便提供触觉反馈。注意触觉导引和触觉反馈之间的差别。触觉导引是静态的(对于当前图形表示来说)，但是触觉反馈是动态的，响应于使用者动作。例如，物理推按钮最初会抵抗使用者的压力。当施加的压力超过一个阈值，按钮被激活，使用者感觉到“突然”动作(snap action)，确定按钮实际被压下。在GUI中，该突然动作经常通过改变图形表示来模拟，有时通过单击或嘟嘟声来模拟。在本实施例中，可通过实时触觉反馈进一步增强。例如，当使用者用足够的力压下图形按钮时，初始突出可能突然消失或者甚至变成凹陷，清楚地向使用者表示按钮被压下。在前面的实施例中，使用者甚至可以沿着滑动调节器“压”滑动按钮。为此，显示系统可以在滑动按钮和周围部分检测使用者手指的压力，通过将突出“远离”手指进行响应，相对于使用者手指触摸滑动按钮周围的位置。使用者可以随后收回手指或者跟随突出的运动继续滑动按钮。本专利技术尤其适用于利用触摸输入与系统进行使用者交互的数据处理设备，比如PDA，蜂窝电话等。附图说明参考下文中描述的非限定的实施例，本专利技术的这些和其他方面将更清楚，并对其进行说明。在附图中图1描述了根据本专利技术的数据处理系统的一个实施例的个人数字助理的结构图；图2描述了包括本专利技术的起伏产生器的显示屏幕的横截面的示意图，图3描述了包括本专利技术的起伏产生器的备选显示屏幕的横截面的示意图，图4描述了包括具有触觉反馈能力的起伏产生器的显示屏幕的示意图，图5描述了包括具有触觉反馈能力的起伏产生器的另一个显示屏幕的示意图。实施例描述为了一致和更容易理解，不同附图中的相同的附图标记表示执行相同或相似功能的结构。图1描述了个人数字助理100的结构图，作为根据本专利技术的数据处理系统的一个实施例。PDA 100包括显示屏幕101，该显示屏幕为触摸感应液晶显示器(LCD)，可以显示图形表示并且感应使用者的触摸输入。PDA 100进一步包括硬件推按钮，例如用于激活常规用途的应用程序(比如议程，计算器，地址列表和记事本)。当前显示在显示屏幕101上的图形表示包括一个消息“继续？”和两个软按钮103，104，分别表示继续或取消当前操作。两个按钮103和104从显示屏幕101突出，由起伏产生器在与按钮的图形表示一致的位置产生。因此，使用者在屏幕上操作时不必仔细观看屏幕，因为他在屏幕上滑动手指时可以感觉按钮的出现。在黑暗环境或多任务设置时这会非常方便。优选的，使用者施加的压力超过某个阈值时按钮才被激活，因此使用者可以先用手指搜索按钮而不会激活任何一个。图2描述了包括本专利技术的起伏产生器的显示屏幕的横截面的示意图。显示屏幕包括常用类型的LCD显示器201。显示器的上面包括透明压电单元层202，该透明压电单元构成起伏产生器。每个单元可被单独寻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示系统（１００），包括用于显示图形表示的显示屏幕（１０１），显示屏幕通过起伏向使用者提供触觉和／或视觉导引，其中显示系统包括一个起伏产生器（２０２，３０２），用于在显示屏幕上动态产生起伏。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EMA迪德里克斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]