[发明专利]混合显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于呈现包括视觉图像的信息的显示装置和方法。

背景技术

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LCD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。

发明内容

基于这种情形，本发明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。

根据本发明的第一方面，本发明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示。

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0.1μm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，本发明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发明的各种另外发展。

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（LCD）、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。