CN110069157A - 用于柔性显示器的被动刚度和主动变形触觉输出设备 - Google Patents

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Abstract

一种***，包括被配置成显示图像的柔性显示器和连接到柔性显示器的传感器。所述传感器被配置成感测柔性显示器的挠曲量。触觉输出设备被连接到柔性显示器并且被配置成在接收到触觉控制信号时改变柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分的移动的阻力。该***包括处理器，其与柔性显示器、传感器和触觉输出设备在信号上通信。所述处理器被配置成基于挠曲量从传感器接收输出信号并且基于来自传感器的输出信号生成触觉控制信号。

Description

用于柔性显示器的被动刚度和主动变形触觉输出设备
本申请是国际申请日为2014年4月25日，国家申请号为201480023079.8，发明名称为“用于柔性显示器的被动刚度和主动变形触觉输出设备”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年4月26日提交的美国临时专利申请序列No.61/816,605的优先权，其整体内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及用于柔性显示器的被动刚度和主动变形触觉输出设备。
背景技术
柔性显示器(包括能够弯曲、能够折叠和/或能够卷曲的数字显示器)正被开发并且可以使得更直观和逼真的数字用户界面交互成为可能，就如同那些在真实世界中发生一样。使用触觉来加强和增强这样的交互已经受到了限制。大多数涉及柔性显示器的交互通过在显示器上以变形手势的形式的连续输入来表征，但是这样的交互仅为用户提供被动触觉，其在数字环境下不一定对应用户界面事件或者与用户界面事件相关联。
发明内容
当用户与柔性显示器交互时，希望能够有不同和附加的触觉效果。
根据本发明的一方面，提供了一种***：该***包括被配置成显示图像的柔性显示器和连接到柔性显示器的传感器。所述传感器被配置成感测柔性显示器的挠曲量。触觉输出设备被连接到柔性显示器并且被配置成在接收到触觉控制信号时改变柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分的移动的阻力。该***包括处理器，其与柔性显示器、传感器和触觉输出设备在信号上通信。所述处理器被配置成基于挠曲量从传感器接收输出信号并且基于来自传感器的输出信号生成触觉控制信号。
在实施例中，触觉输出设备被构造和布置成当柔性显示器的第一部分和第二部分中的至少一个向两部分中的另一个移动时，改变在所述两部分之间形成的铰链的刚度。
在实施例中，触觉输出设备被配置成当所述第一部分和第二部分被预先确定量的空间分离时锁定铰链，以使得所述两部分不能相对彼此移动。
在实施例中，触觉输出设备被构造和布置成当传感器感测到柔性显示器已经挠曲时帮助第一部分相对于第二部分的移动。
在实施例中，触觉输出设备被构造和布置成当传感器感测到柔性显示器已经挠曲时抗拒第一部分相对于第二部分的移动。
在实施例中，触觉输出设备包括智能凝胶以及被构造和布置成在接收到触觉控制信号时改变所述智能凝胶的刚度的激活元件。
在实施例中，触觉输出设备包括流变液以及被构造和布置成在接收到触觉控制信号时改变所述流变液的粘度或阻尼性质的激活元件。
在实施例中，触觉输出设备包括形状记忆合金以及被配置成在接收到触觉控制信号时改变形状记忆合金的温度以将所述形状记忆合金回到其原始形状的激活元件。
根据本发明的一方面，提供了一种方法：该方法包括：使用传感器感测被配置成显示图像的柔性显示器的挠曲量，使用处理器基于所感测到的挠曲量生成触觉控制信号，以及在接收到触觉控制信号时，使用触觉输出设备改变柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分的移动的阻力。
在实施例中，改变移动的阻力包括当柔性显示器的第一部分和第二部分中的至少一个向两部分中的另一个移动时，改变在所述两部分之间形成的铰链的刚度。
在实施例中，触觉输出设备被配置成当所述第一部分和第二部分被预先确定量的空间分离时锁定铰链，以使得所述两部分不能相对彼此移动。
在实施例中，改变移动阻力包括减小阻力并且当传感器感测到柔性显示器已经挠曲时帮助第一部分相对于第二部分的移动。
在实施例中，改变移动阻力包括当传感器感测到柔性显示器已经挠曲时增加阻力以抗拒第一部分相对于第二部分的移动。
在实施例中，触觉输出设备包括智能凝胶和激活元件，并且改变移动阻力包括在接收到激活元件的触觉控制信号时使智能凝胶硬化。
在实施例中，触觉输出设备包括流变液和激活元件，并且改变移动阻力包括在接收到激活元件的触觉控制信号时使流变液的粘度或阻尼性质改变。
在实施例中，触觉输出设备包括形状记忆合金和激活元件，并且改变移动阻力包括在接收到激活元件的触觉控制信号时使形状记忆合金回到其原始形状。
在参考附图考虑以下描述和随附权利要求(所有这些构成本说明书的一部分)时，本发明的这些和其他方面、特征和特性以及操作方法、结构的相关元件的功能、各部分的组合以及制造的经济性将变得更清楚。但是，应当明确理解，附图仅是用于示例和描述目的而不意在作为本发明限制的限定。如在说明书和权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括多个指代，除非内容以其他方式明确规定。
附图说明
以下附图的部件被示出以强调本公开的一般原理并且不一定按比例绘制。为了一致和清楚的目的，指代相应部件的附图标记在整个附图中根据需要重复。
图1示意性示出根据本发明实施例的***；
图2示意性示出处于平面配置中的具有柔性显示器的柔性用户界面设备形式的图1的***的实施例的透视图；
图3示意性示出处于弯曲配置中的图2的柔性用户界面设备的透视图；
图4示意性示出处于折叠配置中的图2的柔性用户界面设备的透视图；
图5示意性示出图1的***的处理器；
图6示意性示出处于弯曲配置中的具有柔性显示器的柔性用户界面设备形式的图1的***的实施例的剖视图；
图7示意性示出图6的柔性用户界面设备的实施例的剖视图；
图8示意性示出处于弯曲配置中的具有柔性显示器的柔性用户界面设备形式的图1的***的实施例的透视图；
图9示意性示出处于打开位置的具有柔性显示器和刚性外壳的可折叠用户界面设备形式的图1的***的实施例的透视图；以及
图10示意性示出处于关闭位置的图9的用户界面设备的实施例的透视图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的***100的示意图。如所示出的，***100包括处理器110、存储器设备120和输入/输出设备130，它们经由总线140互相连接。在实施例中，输入/输出设备130可以包括触摸屏设备150、触觉输出设备160和/或从***100的用户接收输入的其他输入设备和将信息输出到***100的用户的其他输出设备。在实施例中，***100可以是触摸手机或平板设备形式的在单个集成设备中包括图1中所示的所有部件的用户界面设备。在实施例中，如在以下进一步详细讨论的，***100是可以挠曲、弯曲、卷曲、折叠等等的单个、集成、柔性设备。
触摸屏设备150可以配置为任何合适的用户界面或触摸/接触表面组件，并且可以被配置用于与诸如手写笔、手指等之类的用户控制设备物理交互。在一些实施例中，触摸屏设备150可以包括至少一个输出设备和至少一个输入设备。例如，如所示出的，触摸屏设备150包括视觉显示器152，该视觉显示器152被配置成显示例如图像，并且触敏屏包括至少一个叠加在其上的传感器154，以从被用户控制的用户手指或手写笔接收输入。视觉显示器152可以包括高清显示屏。
在各个实施例中，触觉输出设备160被配置成当用户与***100的至少一部分接触时向***100的用户提供触觉反馈。例如，当用户与触摸屏设备150接触时，触觉输出设备160可以向触摸屏设备150自身提供触觉反馈以施加触觉效果，和/或向***100的另一部分(诸如至少包含输入/输出设备130的外壳)提供触觉反馈。如在以下进一步详细讨论的，触觉效果可以用来在与***100交互时增强用户体验。
由触觉输出设备160提供的触觉反馈可以用任何创建触觉效果的方法来创建，诸如振动、变形、动觉感知、静电摩擦或超声摩擦等。在实施例中，触觉输出设备160可以包括非机械或非振动设备，诸如那些使用静电摩擦(“ESF”)、超声表面摩擦(“USF”)的设备，或者那些用超声触觉变换器诱发声辐射的设备，或者那些使用触觉基板和柔性或可变形表面的设备，或者那些提供热效果的设备，或者那些诸如使用空气喷嘴喷出空气的提供投射触觉输出的设备，等等。触觉输出设备160可以包括致动器，所述致动器例如是电磁致动器或“智能材料”。所述电磁致动器诸如是其中偏心质量由马达移动的偏心旋转质量(“ERM”)、其中附连到弹簧的质量被来回驱动的线性谐振致动器(“LRA”)，所述“智能材料”诸如是压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金、宏复合纤维致动器、静电致动器、电触觉致动器和/或提供诸如振动触觉反馈的物理反馈的另一类型致动器。多个触觉输出设备160可被用来生成不同的触觉效果。
处理器110可以是用于管理或控制***100的操作和功能的通用或专用处理器或微控制器。例如，处理器110可以被专门设计为专用集成电路(“ASIC”)以控制到触觉输出设备160的输出信号，从而提供触觉效果。处理器110可以被配置成基于预定的因素决定：基于由处理器110接收或确定的触觉信号要生成什么触觉效果，生成触觉效果的顺序，以及幅度、频率、持续时间和/或触觉效果的其他参数。处理器100还可以被配置成提供可以被用来驱动触觉输出设备160以用于提供特定触觉效果的流传输命令。在一些实施例中，处理器110可以实际上包括多个处理器，每个处理器被配置成在***100内执行特定功能。处理器110在以下被进一步详细描述。
存储器设备120可以包括一个或多个内部固定的存储单元、可移动存储单元和/或可远程访问存储单元。各种存储单元可以包括易失性存储器和非易失性存储器的任意组合。存储单元可以被配置成存储信息、数据、指令、软件代码等的任意组合。更特别地，存储单元可以包括触觉效果配置文件、用于触觉输出设备160要被如何驱动的指令或用于生成触觉效果的其他信息。
图2示出了包括柔性显示器210的用户界面设备200形式的***100的实施例。如图3所示，整个用户界面设备200是柔性的并且柔性显示器210可以弯曲。在实施例中，如在图4中所示的，用户界面设备200可以在铰链220处弯曲并且可以折叠，以使得柔性显示器210的第一部分212可以与柔性显示器210的第二部分214彼此接触或者变得靠近以彼此接触。嵌入或者以其他方式连接到柔性显示器210的传感器230被配置成感测柔性显示器210的挠曲。传感器230可以包括应变计或者被配置成感测柔性显示器210的挠曲和/或柔性显示器210的第一部分212相对于柔性显示器210的第二部分214的移动的任何其他类型的传感器。
图5示出以上更加详述的处理器110的实施例。处理器110可以被配置成执行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块可以包括传感器模块112、确定模块114、触觉输出设备控制模块116和/或其他模块中的一个或多个。处理器110还可以包括电子储存装置118，其可以与存储器设备120相同或者与存储器设备120不同。处理器110可以被配置成通过软件、硬件、固件，软件、硬件和/或固件的某种组合，和/或用于在处理器110上配置处理能力的其他机构来执行模块112、114和/或116。
应当认识到，虽然模块112、114和116在图2中被示出为共同位于单个处理单元内，但是在处理器110包括多个处理单元的实施例中，模块112、114和/或116中的一个或多个可以位于远离其他模块。对于以下描述的由不同模块112、114和/或116提供的功能的描述是用于示例目的，而不是意在限制，因为模块112、114和/或116中的任何模块都可以提供比描述的功能多或少的功能。例如，模块112、114和/或116中的一个或多个可以被取消，并且其功能的一些或全部可以由模块112、114和/或116中的其他模块提供。作为另一示例，处理器110可以被配置成执行一个或多个附加模块，所述一个或多个附加模块可以执行以下归因于模块112、114和/或116中的一个的功能的一些或全部。
传感器模块112被配置成接收来自传感器154的输入信号，所述信号在传感器154检测到来自***100的用户的输入时生成。在有多个传感器的实施例中，传感器模块112被配置成接收和处理来自多个传感器的输入信号。传感器模块112可以被配置成通过将输入信号的强度或输入信号的模式或位置与对应于有意输入的预先确定的阈值强度作比较，来确定所感测到的输入是有意输入或者仅仅是对触摸屏显示器150的无意触摸。此外，传感器模块112被配置成从传感器230接收在柔性用户界面设备200挠曲时生成的输入信号，挠曲可以在用户界面设备200例如被弯曲、折叠或卷曲时发生。传感器模块112还可以被配置成向确定模块114发送信号以用于进一步处理。
确定模块114被配置成当向传感器154提供输入时确定用户想要什么。例如，用户可以触摸触摸屏设备150的某些位置或者向触摸屏设备150提供特定手势，或者以某种方式弯曲用户界面设备200，来指示某些功能要被用户界面设备200执行。确定模块114可以用预先确定的手势库和在触摸屏设备150上的触摸位置来编程，以使得当用户触摸触摸屏设备150上的特定位置或者向触摸屏设备150提供手势时，确定模块114可以确定相应的输出。当用户挠曲***100(或用户界面设备200)时，例如在铰链220处，如果传感器154、230感测到超过预先确定量的挠曲量，则其可以确定用户正处于折叠***100或用户界面设备200的过程中，并且柔性显示器210应当被断电。此外，确定模块114还可以向触觉输出设备控制模块116输出信号，以使得可以向用户提供根据以下描述的发明实施例的触觉效果。
触觉输出设备控制模块116被配置成从确定模块114接收输出信号并且基于由确定模块114生成的信号确定待由触觉输出设备160生成的触觉效果。
在本发明的实施例中，如图6所示，***100可以是柔性用户界面设备600，其包括嵌入在柔性用户界面设备600的铰链620内的触觉输出设备610。如在图6中所示的，由于柔性用户界面设备600被挠曲或弯曲或折叠，柔性用户界面设备600的铰链620可以被认为是如下位置：柔性用户界面设备600的第一部分630和第二部分640可以在该位置枢转或旋转并且朝向彼此移动或者远离彼此。在实施例中，当设备600位于铰链620的相对侧的的两部分630、640彼此靠近时，柔性用户界面设备600可以被配置成在铰链620处折叠。
在实施例中，触觉输出设备610可以嵌入在支撑柔性显示器660的设备600的主体或外壳650内，或者可以耦合到设备600的主体或外壳650。触觉输出设备610可以是如以下进一步详细讨论的包括智能凝胶或流变液和激活元件的流体致动器的形式。
在聚合物基质内或者围绕聚合物基质包括液基(通常为水)的智能凝胶通过其在暴露于某些物理和/或化学外部刺激(诸如电场或磁场、温度、(紫外)光、摇动、pH变化等)时而快速改变机械和/或结构性质的能力来表征。智能凝胶对于这样的刺激的响应或反应是膨胀或者收缩，这通常由聚合物基质变得更多或者更少亲水或吸水或者聚合物基质向凝胶或者从凝胶释放更多分子造成的。通过使得不均匀凝胶具有不同的膨胀/收缩率，从而受控的刺激(例如，压控电场)可以使得凝胶弯曲和/或硬化一定受控制的量。智能凝胶的子类是所谓的摇胶，当其暴露于机械碰撞时或者剧烈摇动时会硬化。
智能凝胶可以包括温敏水凝胶，其被配置成当加热超过阈值温度时，所述温敏水凝胶膨胀和硬化，当冷却低于阈值温度时，所述温敏水凝胶收缩和放松。智能凝胶可以被配置成对温度之外的另一刺激(诸如电流、光、盐、和化学刺激)作出响应。***100可以包括激活元件，以引入恰当的刺激，从而通过智能凝胶实现希望的响应。例如，如果智能凝胶被配置成作为光的函数变形，则***100可以包括通过将光引导向智能凝胶来刺激所述智能凝胶的元件。在智能凝胶对化学刺激作出响应的实施例中，注射设备可以被用来将化学药剂引入智能凝胶，所述化学药剂诸如是改变智能凝胶的pH、盐、葡萄糖、离子等的药剂。在智能凝胶对电刺激作出响应的实施例中，导线或其他原件可以被嵌入智能凝胶，或者电极可以被用来将电流引导穿过智能凝胶和/或向智能凝胶施加电场。
流变液是另一类别的流体致动器，并且通常包括悬浮在油或水流体中的铁颗粒。一旦暴露到电场(对于点流变液)或磁场(对于磁流变液)，液体中分子自身的排列与场的主轴对齐。该现象使得流体的整体阻尼和/或粘度改变，直至场强足够高的点，所述流变液可以相当快地转变成固体。
重新回到图6，在一个实施例中，柔性用户界面设备600可以没有预定铰链620。相反，对应于图6中铰链620的区域可以用智能凝胶或流变液填充。如果智能凝胶或流变液是激活的，如上所述，并且刚度增加，则临时铰链可以被创建以将设备600分成诸如第一部分630和第二部分640的两半，该两半可以围绕新创建的铰链旋转。在激励关闭时，铰链可以软化并且最终消失。
在实施例中，如在图7中示意性示出的，用智能凝胶或流变液填充并且在每一侧有柔性电极712、714(从而以流体致动器720的形式形成触觉输出设备)的层710，可以在柔性显示器660下延伸通过主体650的整个表面。通过激活从而硬化流体的任意长条，临时铰链可以在任意位置处创建，并且具有任意方向(水平的、横向的、斜的、弯的等)。
图8示出柔性用户界面设备800形式的***100的实施例，所述柔性用户界面设备800包括嵌入在柔性主体820中的多个触觉输出设备810和设备800的铰链位置830。如所示出的，触觉输出设备810从主体820的第一部分840延伸，跨过铰链位置830到达主体820的第二部分850。虽然示出了5个触觉输出设备810，但是可以使用更多或更少的触觉输出设备810。所示出的实施例不意在以任何方式做出限制。触觉输出设备810可以包括形状记忆合金(诸如形状记忆合金纤维的形式)和被配置成加热所述形状记忆合金纤维的一个或多个激活元件，所述激活元件可以使得纤维回到其原始形状。例如，如果用户界面设备800被挠曲到在图8中所示的状态，该状态可以被嵌入在设备中的传感器感测，则处理器110可以生成使激活元件激活的触觉控制信号，例如，将电流通过该元件，并且使得一个或多个形状记忆合金纤维伸直，这将使得用户界面设备800移回到与在图2中所示的配置相似的基本上平的配置。
在实施例中，如在图8中所示的，通过使得形状记忆合金纤维围绕铰链延伸，形状记忆合金纤维可以被配置成抵抗伸长，并且因此生成抗拒设备的两半关闭的触觉效果。在实施例中，在激活时，该形状记忆合金可以变短，从而导致可以使得设备800的两部分彼此相向并且在铰链位置830处折叠设备800的形式的主动动觉触觉效果。在实施例中，触觉输出设备810可以包括嵌入在设备800的铰链位置820周围和嵌入在设备800的铰链位置820内的宏纤维复合(“MFC”)压电纤维。
图9示出用户界面设备900形式的***100的实施例，所述用户界面设备900包括支撑柔性显示器920的刚性外壳910。至少一个触觉输出设备(在图9中未示出)可以用来帮助用户将外壳910的第一部分912移向外壳910的第二部分914，所述第二部分处于由柔性显示器920提供的铰链930的相对侧，以使得用户界面设备900可以从如图9所示的打开状态移动到如图10所示的关闭状态。在用户界面设备900处于关闭状态时，根据本文描述的本发明实施例的触觉输出设备可以被致动，以使得铰链930将用户界面设备900锁定在关闭位置。在实施例中，柔性显示器920的铰链930可以使用电动马达形式的触觉输出设备和基于智能凝胶的致动器的组合而能够有触觉。电动马达可以被用来创建主动变形并且帮助打开或关闭可折叠设备，而基于智能凝胶的致动器可以将配置锁定，从而阻止可折叠显示器打开或关闭。
在实施例中，显示器或设备的第一部分和第二部分围绕铰链930的旋转运动可以在铰链的子部件中涉及摩擦和/或滑动接触。如果超声振动被施加到其表面上，则由子部件可见的有效摩擦系数可以被调制(例如，减小)，这可以允许当用户正打开或关闭柔性显示器的两半时为他/她创建和显示基于铰链的可编程阻力。
在本发明的实施例中，如上所述的基于智能凝胶或流变液的流体致动器可以安装到可卷曲显示器的背面。驱动这样的致动器可以在显示器的卷曲自由度上产生可编程阻力(被动)或主动触觉效果。
在实施例中，触觉输出设备可以包括机电致动器，以沿着大的铰链提供迷你阻力触觉效果。在实施例中，超声马达可以位于具有高摩擦的区域，并且当被激活以减小摩擦时可以生成超声振动。在实施例中，导线形式的形状记忆合金可以被用来抗拒用户移动。在实施例中，可以使用被配置成变形并且当用户与设备交互时保持该变形的诸如压电或MFC致动器之类的致动器。在实施例中，被嵌入在显示器的背面的智能凝胶或流变液在被激活时可以被配置成改变显示器表面的刚度或阻尼。在实施例中，触觉输出设备可以被配置成用更快动力生成触觉效果。例如，触觉输出设备可以被配置成生成相对快的像“砰”的触觉效果，该触觉效果模拟“捕捉”可折叠设备打开和/或关闭的感觉(诸如当笔记本电脑被打开或关闭时)。可以使用根据本文描述的发明的实施例的上述技术中的一个或组合来生成触觉效果。
依赖于操作的模式，上述发明的实施例可以用来生成被动和主动触觉效果二者。如本文所使用的，柔性显示器上的“被动”触觉效果可以通过改变嵌入在铰链或设备主体中的触觉输出设备的机械刚度/阻尼来生成，而柔性显示器上的“主动”触觉效果可以在嵌入在铰链或设备主体中的触觉输出设备主动弯曲显示器时生成。
被动触觉效果可以使得显示器的感知到的结构刚度/阻尼改变，这允许传递可编程结构阻力以抵抗由用户施加的变形手势(例如，弯曲显示器)。此外，所创建的被动动觉触觉效果可以被用来使得各种交互参数和/或方案变得可能。例如，在实施例中，可以生成受控的并且逐渐增加感知到的显示器的刚度或坚固性和阻尼因子(相对于其物理值)。在实施例中，通过向弯曲方向施加弯曲力可以生成受控的并且逐渐减小的感知到的相对于其物理值的刚度/阻尼，从而方便用户的手势和交互。
在被动操作模式中，当用户弯曲或折叠设备时，可以向他/她传递可编程阻力触觉效果。该可编程阻力可以通过以可编程方式驱动位于铰链中的触觉输出设备来生成，例如通过将智能凝胶或流变体暴露到受控电场或磁场。基于该配置，可以使得大阵列的动觉触觉效果和方案变得可能，这可以增加手势的宽度和深度以及涉及柔性显示器的交互。例如，在实施例中，可以生成受控的并且逐渐增加感知到的相对于其物理值的显示器的阻尼因子。在实施例中，只要触觉输出设备的响应时间快于用户的弯曲手势，就可以在弯曲运动期间生成机械止动。在实施例中，可以生成将显示器锁定或保持(即固化)在某个位置。在实施例中，弯曲的范围和/或弯曲的程度可以被限制到某个阈值。在实施例中，可以在显示器上创建独立、局部刚性的部分或块或线。在实施例中，如果完全恢复回的话，可以调整变形恢复率，即变形部分多快/多慢回弹到其中性状态。
使用主动触觉效果，设备/显示器自身可以沿着变形自由度(例如，弯曲)主动地施加力。该力可以与由用户(如果有)施加的外部手势力一致或者相反，并且可以或可以不导致设备和显示器的实际变形(即形状改变)。
在操作的主动模式中，触觉输出设备可以在显示器上生成弯曲或折叠力，与被动模式相对，主动模式不是纯阻力。主动模式触觉效果可以使用例如机电致动器、形状记忆合金、MFC致动器等成为可能。
本发明的实施例可以通过以下提供优点：通过使用智能凝胶、流变液、形状记忆合金、MFC等来提供增加柔性的触觉输出设备，从而提供与其柔性表面的兼容性和紧凑的设计。此外，本发明的实施例可以通过将触觉输出设备嵌入铰链或设备的表面中来满足移动用户界面设备中的空间限制，通过使用致动器技术的组合，这可以提供有潜力的能量节省。例如，DC马达可以被用来旋转柔性用户界面设备的部分，而智能凝胶或电流变液可以用来将配置锁定。
通过使用本文描述的致动部件来在柔性显示器上提供可编程动觉触觉效果的本发明的实施例可以扩展用户交互的宽度和深度并增强用户使用柔性显示器的体验。通过控制显示器的阻力或刚度，可以方便显示器的功用。例如，如果设备是刚性的，则在触摸屏上打字可以更容易，而通过弯曲显示器缩放由柔性显示器输出的图像可以更容易，而这要求更软、更少刚性的显示器。此外，通过减少所感知的变形坚固性并且通过在弯曲手势的方向上施加弯曲力来帮助用户，则用户可以体验更少的疲劳。
本发明的实施例可以使得几种触觉体验成为可能，包括受控的并且逐渐增加的显示器的感知阻尼因子、在弯曲运动上的机械止动、将显示器锁定/保持(固化)在某个位置、限制弯曲范围的范围并延伸到某个阈值、在显示器上创建独立、局部刚性的部分/块/线以及调整变形恢复率，即如果完全恢复回的话，变形部分多快/多慢回弹到其中性状态。
本文描述的实施例代表多个可能的实现和示例，并且不意在一定将本公开限制到任何特定实施例。相反，如本领域的普通股技术人员将会理解的，可以对这些实施例做出各种修改。任何这样的修改意在包括在本公开的精神和范围内并且由以下权利要求保护。

Claims (21)

1.一种***，包括：
柔性显示器；
耦接到柔性显示器的触觉输出设备，所述触觉输出设备包括被配置成响应于触觉控制信号使柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分挠曲的铰链；
与触觉输出设备和柔性显示器通信耦接的处理器；以及
与处理器通信耦接的存储器，所述存储器包括可由处理器执行以使处理器执行以下的程序代码：
接收来自传感器的传感器信号；
基于传感器信号确定触觉效果；
基于所述触觉效果生成触觉控制信号；以及
将触觉控制信号发送到触觉输出设备，以使触觉输出设备至少部分通过使柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分挠曲来生成触觉效果。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述铰链是响应于触觉控制信号而在柔性显示器中可选择性成形的临时铰链。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述触觉输出设备包括智能凝胶以及被构造和布置成响应于来自处理器的触觉控制信号改变所述智能凝胶的刚度的激活元件。
4.根据权利要求1所述的***，其中，触觉输出设备包括流变液以及被构造和布置成响应于来自处理器的触觉控制信号改变所述流变液的粘度或阻尼性质的激活元件。
5.根据权利要求1所述的***，其中，柔性显示器的第一部分是柔性显示器的第一半，以及柔性显示器的第二部分是柔性显示器的第二半。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述传感器被配置成感测柔性显示器的挠曲量并将指示所述挠曲量的输出信号发送到处理器，以及其中所述存储器还包括可由处理器执行以使处理器执行以下的程序代码：
接收来自传感器的输出信号；以及
基于由来自传感器的输出信号所指示的挠曲量来生成触觉控制信号并发送所述触觉控制信号。
7.根据权利要求1所述的***，其中，所述触觉输出设备是第一触觉输出设备，所述触觉效果是第一触觉效果，并且还包括第二触觉输出设备，其中所述存储器还包括可由处理器执行以使处理器执行以下的程序代码：
接收来自传感器的输出信号；
基于来自传感器的输出信号确定第二触觉效果，所述第二触觉效果不同于所述第一触觉效果；以及
使所述第二触觉输出设备生成第二触觉效果。
8.根据权利要求7所述的***，其中，所述第二触觉效果至少部分是通过将超声振动应用于铰链来调制与所述铰链相关联的摩擦系数而生成的。
9.根据权利要求7所述的***，其中，所述第二触觉效果被配置成模拟捕捉可折叠设备打开或者关闭的感觉。
10.根据权利要求1所述的***，其中，所述存储器还包括可由处理器执行以使处理器生成并传送至少一个触觉控制信号到触觉输出设备的程序代码，所述至少一个触觉控制信号被配置为使触觉输出设备逐渐增加或者逐渐减少柔性显示器的第一部分相对于柔性显示器的第二部分的移动的阻力。
11.根据权利要求1所述的***，其中，所述存储器还包括可由处理器执行以使处理器传送触觉控制信号的程序代码，所述触觉控制信号被配置成锁定铰链并由此防止第一部分相对于第二部分移动。
12.根据权利要求1所述的***，其中，所述柔性显示器是可卷曲显示器，并且所述触觉输出设备被配置成沿卷曲自由度提供触觉效果。
13.一种方法，包括：
由处理器接收来自传感器的传感器信号；
由处理器基于传感器信号确定触觉效果；
由处理器基于所述触觉效果生成触觉控制信号；以及
由处理器将触觉控制信号发送到耦接到柔性显示器的触觉输出设备，所述触觉输出设备包括被配置成响应于触觉控制信号使柔性显示器的第一部分相对于所述柔性显示器的第二部分挠曲的铰链。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述铰链是响应于触觉控制信号而在柔性显示器中可选择性成形的临时铰链。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述触觉输出设备包括：
智能凝胶以及被构造和布置成响应于来自处理器的触觉控制信号改变所述智能凝胶的刚度的激活元件；或者
流变液以及被构造和布置成响应于来自处理器的触觉控制信号改变所述流变液的粘度或阻尼性质的激活元件。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述传感器被配置成感测柔性显示器的挠曲量并将指示所述挠曲量的输出信号发送到处理器，以及所述方法还包括：
接收来自传感器的输出信号；以及
基于来自传感器的输出信号生成触觉控制信号并发送所述触觉控制信号。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述触觉输出设备是第一触觉输出设备，所述触觉效果是第一触觉效果，并且所述方法还包括：
接收来自传感器的输出信号；
基于来自传感器的输出信号确定第二触觉效果；以及
使第二触觉输出设备生成第二触觉效果。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第二触觉效果至少部分是通过将超声振动应用于铰链来调制与所述铰链相关联的摩擦系数而生成的。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第二触觉效果被配置成模拟捕捉可折叠设备打开或者关闭的感觉。
20.根据权利要求13所述的方法，还包括：
生成并传送至少一个触觉控制信号到触觉输出设备，所述至少一个触觉控制信号被配置为使触觉输出设备逐渐增加或者逐渐减少柔性显示器的第一部分相对于柔性显示器的第二部分的移动的阻力。
21.根据权利要求13所述的方法，还包括：
传送触觉控制信号，所述触觉控制信号被配置成锁定铰链并由此防止第一部分相对于第二部分移动。
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