混合显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种显示装置（100-300），其包括用于显示视觉图像的图像显示器单元（IDU），以及可以可控制地改变触觉显示表面（TDS）上的拓扑的邻近的拓扑显示器单元（TDU）。因此视觉和触觉信息均可以被展现并且可以通过控制单元（CU）彼此关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于呈现包括视觉图像的信息的显示装置和方法。
技术介绍
用于展现或显示视觉信息的手段是公知的并且包括静态图片(例如印刷物)以及用于动态显示图像的比如IXD屏幕的电子显示装置。这种显示装置的物理表面是静态的并且通常与显示的图像不相关。
技术实现思路
基于这种情形，本专利技术的目的是提供用于更逼真呈现视觉信息的手段。此目的是通过根据权利要求1的显示装置和根据权利要求2的方法实现的。优选实施例在从属权利要求中公开。根据本专利技术的第一方面，本专利技术涉及一种用于呈现信息的显示装置，所述装置包括下述部件a)“图像显示器单元"，其具有“视觉显示表面"，视觉图像可以在该视觉显示表面被显不。b) 〃拓扑显示器单元"，其邻近前述视觉显示表面布置并且调适为可控制地改变拓扑显示器单元的“触觉显示表面“的拓扑。通常，术语“拓扑“应表示表面的三维结构，其中该结构的特征尺度典型地在约0. IMffl和约5mm之间的范围中。拓扑可以是可触的 (palpable)，例如作为纹理，或者它可以如此精细，使得它是可见的，但是无法被触摸感觉到。根据第二方面，本专利技术涉及一种利用显示装置呈现信息的方法，其中术语“信息“ 应包括任何故意设计的结构，其包括符号和装饰。该方法包括下述步骤a)在图像显示器单元的视觉显示表面上将一部分的信息光学地呈现为视觉图像。b)在拓扑显示器单元的触觉显示表面上将另一部分的信息以触觉方式呈现为可改变的拓扑，其中触觉显示表面邻近视觉显示表面布置。图像显示器单元和/或拓扑显示器单元可以是刚性装置，或者优选地为柔性和顺应性的(例如可卷曲的、可弯折的等等)。相应视觉显示表面和/或触觉显示表面可以是平坦 (平面)或不平坦的，即弯曲的或者以任意方式预成形。对于图像显示器单元是柔性的情形， 拓扑显示器单元将优选地也是柔性的(顺应性的)，因而能够跟进完美邻接的视觉显示表面的变形。优选地，拓扑显示器单元是至少部分透明的以允许查看到视觉显示表面上的图像。附加地或者可替换地，拓扑显示器单元可具有其它光学属性，比如是反射的，透射的(例如彩色层，或者具有孔洞的镜或黑色层)，吸收的，彩色的等等。应指出，所有所述光学属性可以涉及任意范围的电磁波谱。上文限定的混合显示装置和方法具有这样的优点，它们将视觉图像中光学信息的4呈现与拓扑展现的形状信息的呈现相组合，其中所述拓扑叠加到该图像。再者，拓扑可以选择性地改变并且因此调适为动态地展现拓扑信息。通过合作地组合形状和颜色二者的变化从而传递更多信息和/或以更逼真方式传递信息，提出的显示装置因此增强用户体验。这增加了已知显示装置的体验和使用并且使能实现新的应用，比如改变表面的外观，组合的视觉和触觉渲染。拓扑增大了表面外观的逼真感(realism)，因为它比纯视觉显示更逼真地影响入射、反射和透射的光。拓扑显示器单元可以例如形成水跨过触觉显示表面移动的印象，使得它看上去是湿的。在下文中，将描述涉及上述类型的显示装置和方法这二者本专利技术的各种另外发展。该显示装置优选地包括(第一)控制单元，其调适为控制在触觉显示表面上显示的拓扑。因此非常任意的空间和/或时间模式的拓扑可以由该装置展现。控制单元可以例如由专用电子硬件和/或具有关联软件的数字数据处理硬件实现。前述控制单元优选地调适为将在触觉显示表面上显示的拓扑与(在另一时间点， 或者优选地同时)在图像显示器单元上显示的视觉图像关联。控制单元可以特别地在空间上关联拓扑和图像，即在触觉显示表面的一点处依据在该点的相应图像内容而调整拓扑。 示出例如木头或金属的不同材料的图像可以因此被提供逼真触觉外观。在最简单情形中，图像显示器单元可以仅仅是比如印刷物的静态图像。优选地， 然而该图像显示器单元为一种显示设备，不同视觉图像可以在该显示设备上选择性地被显示。这种显示设备可以特别地包括阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)、有机发光二极管 (OLED)显示器和/或双电泳装置。这种图像显示器单元可以是刚性或柔性实体。拓扑显示器单元可以不仅能够改变触觉显示表面上的拓扑，而且可以附加地调适为提供传感器信号，该传感器信号指示应用外力(或压力)在表面上。在拓扑显示器单元的一些实现中，这种感觉功能对应于拓扑显示器功能的反转并且可以因此利用小的附加努力来实现。由于触觉显示表面通常旨在并且设计用于由用户触觉探索，将经常发生的是力施加在此表面上。借助传感器信号，这些力可以被探测，并且例如在力变得太高并且显示装置可能损伤时可以给出警报。根据前述实施例的另外发展，该显示装置包括(第二)控制单元，其调适为相对于所应用的和检测的外力的位置而评估拓扑显示器单元提供的传感器信号。应用力的位置于是可以与某种含义或代码关联，这允许例如实施键盘功能。应指出，第二控制单元可以与上述第一控制单元集成。该拓扑显示器单元的优选实现方式包括具有下述部件的至少一个“有源叠层“ a)在下文中称为"ΕΑΡ"的电活性聚合物的层，优选地介电电活性聚合物的层，其在外部电场中改变其几何形状。EAP的实例可以在文献中发现(例如Bar-Cohen， Y. "Electroactive polymers as artificial muscles: reality， potential and challenges"， SPIE Press, 2004 ；Kooj I. Μ·等人"Development of Soft-Actuator-Based Wearable Tactile Display〃， IEEE Transactions on Robotics, 2008，24 (3): p. 549-558 ；F. Carpi 等人编辑的"Dielectric Elastomers as Electromechanical Transducers ；Fundamentals, materials, devices, models and applications of an emerging electroactive polymer technology" 2008，Elsevier, p. 227-238 中的 Prahladj H.等人的"Programmable surface deformation: thickness-mode electroactive polymer actuators and their applications" ；US-2008 0289952 A;所有文件通过引用结合在本申请中)。b)电极单元阵列，其布置于前述EAP层的第一侧上。优选地，电极单元是选择性地可寻址的，即单独电势可以应用到每一个电极单元。c)至少一个对电极，其布置于EAP层的第二侧上，该第二侧与第一侧相对。应用合适的电压在该阵列的电极单元和该对电极之间引起在电极之间的位置处 EAP层的变形，这导致各层的三维表面配置的局部改变。因此可以实现触觉显示表面的不同拓扑。可选地，拓扑显示器单元的前述实现方式可以附加地包括至少一个另一电极，其在下文中称为"控制电极"，该电极可以独立地被供应其自己的电势。控制电极可以特别是邻近该阵列的电极单元布置或者邻近该对电极布置(即与这些在同一层)，或者布置在它们之间的中间空间中。借助控制电极，EAP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D布罗肯，JMA范登埃伦贝姆德，FMH克罗姆普沃茨，MHWM范德尔登，
申请(专利权)人：D布罗肯，JMA范登埃伦贝姆德，FMH克罗姆普沃茨，MHWM范德尔登，
类型：发明
国别省市：