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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung einer Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder eines Kommunikationsgerätes, umfassend eine in Anzeigepixel unterteilte Anzeigefläche, wobei wenigstens einem Teil der Anzeigepixel wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer Messgröße zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anzeigevorrichtung.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, Datenverarbeitungsvorrichtungen und/oder Kommunikationsgeräte, die auch ihrerseits eine Datenverarbeitungsvorrichtung darstellen können, mit einer Anzeigevorrichtung zu versehen, die allgemein als Display bezeichnet wird und dazu dient, einem Benutzer der Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder des Kommunikationsgerätes relevante Informationen zur Verfügung zu stellen, die der Benutzer sodann visuell erfassen kann.
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Üblicherweise werden dabei die Anzeigeflächen einer solchen Anzeigevorrichtung in eine Vielzahl von Anzeigepixel unterteilt, wobei jedes Anzeigepixel ein Element darstellt, mit welchem zumindest zwei Informationen visuell übertragen werden können, nämlich mindestens, ob das Element an- oder ausgeschaltet ist, also z. B. leuchtet oder nicht leuchtet bzw. lichttransmittierend oder nicht transmittierend ist, wobei auch die Möglichkeit besteht, zwischen mehreren Betriebszuständen zu unterscheiden, beispielsweise wenn es sich um ein farbiges Anzeigepixel handelt, welches mehrere Farben darstellen kann.
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Hierfür kann ein Anzeigepixel nochmals unterteilt sein, um beispielsweise Grundfarben, wie z. B. rot, grün, blau getrennt darstellen zu können und so im gesamten Anzeigepixel Mischfarben dieser Grundfarben zu erzeugen.
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Bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung unter einem Anzeigepixel einer Anzeigevorrichtung die kleinste ansteuerbare Einheit verstanden, mittels der eine visuell wahrnehmbare Information durch Ansteuerung darstellbar ist.
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Es ist weiterhin im Stand der Technik bekannt, dass zumindest einem Teil der Anzeigepixel wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer Messgröße zugeordnet ist.
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Mittels eines solchen Sensors kann beispielsweise festgestellt werden, ob eine Berührung, z. B. durch den Finger einer bedienenden Person stattgefunden hat. Solche Anzeigevorrichtungen werden häufig auch als Touchscreens bzw. berührungsempfindliche Anzeigevorrichtungen bezeichnet.
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Dabei kann beispielsweise ein einziger Sensor vorgesehen sein, der die gesamte Anzeigefläche beispielsweise vollflächig überdeckt und der ortsaufgelöst eine Information bereitstellen kann, wo eine Berührung auf der Sensorfläche stattgefunden hat. Dabei kann ein solcher Sensor beispielsweise eine Auflösung aufweisen, die derjenigen Auflösung der Anzeigefläche hinsichtlich der Anzeigepixel entspricht. Es kann eine solche Sensorfläche, die z. B. eine Auflösung von m mal n-Einheiten aufweist, im Sinne der Erfindung auch als eine Anzahl von m mal n-einzelne Sensoren verstanden werden. Darüber hinaus kann einigen oder allen Anzeigepixeln konkret jeweils ein Sensor zugeordnet sein, z. B. ein Sensor der berührungsempfindlich ist.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, mittels der Berührung einer solchen Anzeigevorrichtung und den von dem wenigstens einen Sensor erfassten Ort der Berührung eine Steuerung und/oder Bedienung der Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder eines Kommunikationsgerätes vorzunehmen.
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Beispielsweise bieten solche Datenverarbeitungsvorrichtungen bzw. Kommunikationsgeräte für die Bedienung von deren Funktionen ein grafisches Benutzerinterface (GUI), über welches durch Berührung der Anzeigevorrichtung die wesentlichen Funktionen bedienbar sind. Dabei ist es auch bekannt, dem Benutzer nach der Berührung eines bestimmten Flächenbereiches der Anzeigevorrichtung eine visuelle Rückmeldung bezüglich der Betätigung zu geben, beispielsweise dadurch, dass sich der mit der Anzeigevorrichtung angezeigte Inhalt ändert, z. B. beim Starten eines Programms oder auch durch eine andere Darstellung des berührten Bereichs, z. B. eine farbliche Inversion dieses Bereichs.
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Es wird dabei als nachteilig empfunden, dass solche im Stand der Technik vorhandene Anzeigevorrichtungen dem Benutzer allenfalls eine optische Rückmeldung bereitstellen können, dass also mit den bekannten Anzeigevorrichtungen lediglich einer der Sinne des Menschen angesprochen wird.
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Allenfalls ist es noch bekannt, eine akustische Rückmeldung für eine bedienende Person bereitzustellen, was jedoch bei einer mit einer solchen Anzeigevorrichtung ausgestatteten Datenverarbeitungsvorrichtung bzw. Kommunikationsgerät nicht über die Anzeigevorrichtung selbst erfolgt, sondern über zusätzliche, in der Datenverarbeitungsvorrichtung oder dem Kommunikationsgerät befindliche Lautsprecher.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb bereitzustellen, mit denen auch eine weitere Sinneswahrnehmung des Menschen, insbesondere der Tastsinn bzw. die haptische Wahrnehmung und die akustische Wahrnehmung angesprochen werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer eingangs genannten Anzeigevorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, dass wenigstens einem Teil der Sensoren und/oder einem Teil der Anzeigepixel, bevorzugt jedem Sensor und/oder jedem Anzeigepixel, wenigstens ein Aktor zugeordnet ist, mittels dem ein Flächenelement der Anzeigefläche, insbesondere ein über einem Anzeigepixel angeordnetes Flächenelement bewegbar ist bzw. nach dem Verfahrensaspekt der Erfindung bewegt wird.
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Es ist hierbei der wesentliche Kerngedanke der Erfindung, mittels einer solchen Anzeigevorrichtung bzw. dem genannten Betriebsverfahren durch die Bewegung von wenigstens einem Flächenelement der Anzeigefläche eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, mit der mehr als nur eine rein visuelle Darstellung von Daten erreicht werden kann.
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So bietet die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung den Vorteil, dass durch die Bewegung von Flächenelementen der Anzeigevorrichtung, insbesondere solchen Flächenelementen, die für einen Benutzer taktil zugänglich sind, d. h. z. B. mit einer Fingerkuppe berührt werden können, Informationen auch mechanisch übertragen werden können, nämlich z. B. durch eine Ortsverlagerung eines jeweiligen, einem Aktor zugeordneten Flächenelement bzw. einer einstellbaren Bewegungsgeschwindigkeit eines solchen Flächenelementes.
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Es erschließt sich so die Möglichkeit, einem Benutzer eine taktile Rückkopplung bereitzustellen, d. h. der Benutzer hat die Möglichkeit, durch seinen Tastsinn eine Bewegung der genannten Flächenelemente festzustellen. Darüber hinaus kann die Bewegung bzw. eine örtliche Verlagerung eines Flächenelementes auch einen weiteren visuellen Eindruck der Anzeigevorrichtung vermitteln, beispielsweise dadurch, dass die Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung reliefartig in Erscheinung tritt. Bevorzugterweise ist das bewegte Anzeigeelement, ein am weitesten in Richtung zum Betrachter aussen liegendes Element der Anzeigevorrichtung. Ein solches Anzeigeelement muss dabei kein zu anderen benachbarten Anzeigelemente separates Element sein. Anzeigeelemente können auch miteinander beweglich, z. B. elastisch verbunden.
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Hierbei kann es in einer Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass jedem Anzeigepixel ein Sensor und/oder ein Aktor zugeordnet ist, wobei in einer Ausgestaltung der Erfindung Sensor und Aktor auch durch dasselbe Bauelement ausgebildet sein können. Es besteht somit die Möglichkeit, mittels dieses ein- und desselben Bauelementes sowohl Messwerte aufzunehmen, also beispielsweise festzustellen, ob ein Benutzer mit seinem Finger oder mit einer Eingabehilfe dieses Bauelement berührt hat, wobei sodann weiterhin die Möglichkeit besteht, durch dasselbe Bauelement eine mechanische Rückkopplung durch Bewegung des daran angebrachten Flächenelementes zu erzielen.
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Selbstverständlich kann auch nach der Berührung eines bestimmten Sensors bzw. eines einen Sensor und Aktor vereinenden Bauelementes eine mechanische Bewegung an einem anderen Aktor bzw. Sensor oder einem beide Teile vereinenden Bauelement hervorgerufen werden.
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In einer Ausführung der Erfindung können Anzeigepixel, Sensor und/oder Aktor in Ebenen geschichtet unter- bzw. übereinander angeordnet sein, wobei es bevorzugt vorgesehen sein kann, dass eine solche Anordnung in den geschichteten Ebenen parallel zur Ebene der äußeren Oberfläche der Anzeigeflächen erfolgt.
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Beispielsweise besteht hier die Möglichkeit, in einer Betrachtungsrichtung das Anzeigepixel, d. h. das die Information darstellende Anzeigeelement zuunterst anzuordnen und oberhalb von diesem einen Sensor und/oder Aktor, wobei diese bevorzugterweise vollständig transparent oder zumindest teilweise durchleuchtbar sind.
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So kann beispielsweise mit dem Aktor ein über dem Anzeigepixel befindliches Flächenelement in seiner örtlichen Lage verstellt werden, insbesondere parallel zur Anzeigefläche der Abstand zum Anzeigepixel oder in einer Weiterbildung auch die Neigung des Flächenelementes, insbesondere dann, wenn einem Anzeigepixel nicht nur ein Aktor, sondern zwei oder gegebenenfalls drei Aktoren zugeordnet sind, die zumindest in der letztgenannten Ausführung eine Dreipunktlagerung des bewegbaren Flächenelementes ermöglichen, so dass die Ebene dieses Flächenelementes in drei Dimensionen verstellt werden kann.
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In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, einen Aktor zur Verstellung der örtlichen Lage eines taktil erfassbaren Flächenelementes der Anzeigefläche unterhalb eines Anzeigepixels anzuordnen. Hierdurch wird bewirkt, dass auch das Anzeigepixel selbst in seiner örtlichen Lage innerhalb der Anzeigevorrichtung verstellt wird, was den weiteren Vorteil bietet, dass das Anzeigepixel selbst durch einen Aktor nicht überdeckt ist. Hier kann beispielsweise das Anzeigepixel unterhalb des eingangs genannten Flächenelementes angeordnet sein, welches taktil durch einen Benutzer erfasst werden kann.
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Es besteht hierbei die Möglichkeit, einen Sensor zur Erfassung einer Berührung oberhalb eines Anzeigepixels und z. B. unterhalb des Flächenelementes anzuordnen oder das Flächenelement selbst bildet einen entsprechenden Sensor bzw. dessen Sensorfläche. Auch bei dieser Ausführung können einem Anzeigepixel mehrere, z. B. drei Aktoren zugeordnet sein, wie zuvor beschrieben, um z. B. auch eine Neigung statt nur einer Parallelverschiebung des Flächenelements zu bewirken.
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Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass ein Sensor und/oder Aktor eine. piezoelektrische Eigenschaft aufweist. Es besteht so beispielsweise die Möglichkeit, mittels eines solchen Sensors einen Druck oder eine Kraft zu erfassen und weiterhin mit einem Aktor einen Druck oder eine Kraft zu erzeugen. Ein insbesondere piezoelektrischer Sensor und/oder auch ein insbesondere piezoelektrischer Aktor können z. B. transparent sein bzw. zumindest teilweise durchleuchtbar bzw. transmittierend.
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So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein gewisser Anzeigebereich einer Anzeigevorrichtung, der von einem Benutzer z. B. mit einem Finger berührt wird, dem Benutzer eine taktile Rückmeldung bereitstellt, z. B. dadurch, dass mittels einem oder mehreren Aktoren, die demselben Flächenbereich zugeordnet sind, ein auf den Benutzer bzw. dessen Finger zurückwirkender Druck bzw. eine zurückwirkende Kraft erzeugt wird.
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So kann ein Benutzer eine unmittelbare Rückmeldung darüber erhalten, dass seine Berührung des betreffenden Flächenbereichs der Anzeigevorrichtung von der Datenverarbeitungsvorrichtung bzw. dem Kommunikationsgerät korrekt erfasst wurde und umgesetzt wird. Dabei ist es nicht zwingend nötig, dass auch der Sensor, der mit dem Aktor, wie eingangs genannt, bauteilidentisch sein kann, auf Druck reagiert, selbst wenn der Aktor Druck oder Kraft erzeugt. Hier kann es vorgesehen sein, auch im Stand der Technik bekannte andere Möglichkeiten zur Erfassung einer Berührung, wie z. B. induktiv oder kapazitiv oder optisch, mit einem solchen Sensor zu realisieren.
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Eine Vorrichtung entsprechend der Erfindung kann eingerichtet sein, in Abhängigkeit eines von einem Sensor erfassten Messwertes (z. B. der Feststellung einer Berührung) einen Aktor anzusteuern, bevorzugt den Aktor, der demjenigen Sensor zugeordnet ist, mit welchem der Messwert erfasst wurde. Selbstverständlich kann beispielsweise eine Berührung eines bestimmten Flächenbereichs einer Anzeigevorrichtung, die von den dort angeordneten Sensoren entsprechend erfasst wurde, eine mechanische Bewegung von Flächenelementen mittels Aktoren an einem anderen Flächenbereich in gleicher Weise erzeugt werden.
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Durch die grundsätzliche Einflussnahme auf die Oberfläche der Anzeigefläche einer solchen erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung besteht nicht nur die Möglichkeit, einem Benutzer eine explizite taktile Rückmeldung zu vermitteln, sondern auch die Möglichkeit, die grundsätzliche Haptik der Anzeigefläche zu verändern.
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So kann z. B. auch das Gefühl einer weichen, nachgiebigen Anzeigefläche erzeugt werden, z. B. dadurch, dass bei Feststellung einer Berührung eines Flächenbereichs der Anzeigefläche die in dem Flächenbereich berührten Flächenelemente, die oberhalb der Aktoren angeordnet sind und von dem Benutzer berührt werden, durch Ansteuerung der jeweiligen Aktoren in die Richtung der Berührung zurückweichen, z. B. auch in Abhängigkeit der Stärke und/oder Geschwindigkeit der Berührung.
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In ähnlicher Weise kann eine andere, z. B. härtere Haptik erzeugt werden, dadurch dass bei einer Berührung die berührten Flächenelemente dem Benutzer bzw. dessen Finger entgegenkommen, insbesondere in Abhängigkeit der Stärke und/oder Geschwindigkeit der Berührung.
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Durch die grundsätzliche Möglichkeit, Flächenelemente der Anzeigefläche durch Ansteuerung der zugehörigen Aktoren in ihrer Lage zu verändern, können auch verschiedene haptische Eindrücke entstehen, wenn ein Benutzer mit seinem Finger die Oberfläche der Anzeigefläche überstreicht. Beispielsweise besteht so die Möglichkeit, bestimmte Anzeigebereiche, z. B. solche, mit denen ein bestimmter Dienst ausgelöst wird, wie z. B. ein Programm gestartet wird, ertastbar zu gestalten, beispielsweise dadurch, dass diese Anzeigebereiche eine Erhebung oder auch eine Vertiefung in der Anzeigefläche darstellen. Ein solcher Anzeigebereich kann z. B. ein Icon oder ein Piktogramm darstellen, welches einen Dienst, z. B. ein ausführbares Programm darstellt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, durch eine aktive Bewegung wenigstens eines der Flächenelemente mit einem Aktor, bevorzugt jedoch von mehreren Flächenelementen mit mehreren Aktoren, Schallwellen zu erzeugen.
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So können beispielsweise in Verbindung von Datenverarbeitungsanlagen oder Kommunikationsgeräten mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung zusätzliche Lautsprecher in Entfall kommen, da die Anzeigevorrichtung selbst aufgrund der Bewegbarkeit von deren einzelnen Flächenelementen mit den jeweils zugehörigen Aktoren eine zumindest bereichsweise Schallwellen erzeugende Membran bilden kann.
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In gleicher Weise wie durch die aktive Bewegung von solchen Flächenelementen durch Aktoransteuerung Schallwellen erzeugt werden können, kann es kumulativ oder alternativ zu dieser Ausführung auch vorgesehen sein, durch eine passive Bewegung wenigstens eines Flächenelementes, bevorzugt mehrerer Flächenelemente, durch von außen auf dieses wenigstens eine Flächenelement auftreffende Schallwellen diese Schallwellen wie mit einem Mikrofon zu erfassen.
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So bewirken die auftreffenden Schallwellen eine mit der Frequenz der Schallwellen einhergehende Verlagerung der Flächenelemente, die z. B. durch die Sensoren erfasst werden können, die diesen Flächenelementen zugeordnet sind. Es können so die Schallwellen in Messwerte umgewandelt werden und innerhalb der Datenverarbeitungsanlage/dem Kommunikationsgerät einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Es kann demnach in Verbindung mit einer Anzeigevorrichtung der erfindungsgemäßen Art bei Datenverarbeitungsanlagen oder Kommunikationsgeräten ebenso auch ein Mikrofon in Entfall kommen.
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In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann es dabei vorgesehen sein, durch eine variierbare Auslenkung mehrerer Flächenelemente auch eine variable akustische Linse auszubilden für einen gerichteten Empfang und/oder für eine gerichtete Aussendung von Schallwellen.
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Hierbei kann es z. B. bei der Aussendung von Schallwellen vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Flächenelementen die eingestellte relative Anordnung zueinander während einer Bewegung aller ausgewählten Flächenelemente zur Erzeugung von Schallwellen beibehält. Gleiches kann gelten, wenn Schallwellen, z. B. bevorzugt aus einer bestimmten Richtung empfangen werden sollen. So kann auch eine Richtungsselektivität bei der Aussendung oder dem Empfang von Schallwellen mittels einer solchen erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung erreicht werden.
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In einer Anwendung kann es dabei vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung. eingerichtet ist, z. B. durch ein darin ablaufendes Programm, die örtliche Position eines vor der Anzeigefläche befindlichen Objektes, wie beispielsweise einer Person, relativ zur Anzeigefläche festzustellen.
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Beispielsweise kann dies erfolgen durch das Aussenden von Schallwellen in verschiedenen Richtungen, insbesondere wobei die Richtungen wie zuvor beschrieben, durch Änderung der relativen Lage der beteiligten Flächenelemente vorgegeben werden kann.
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Durch Empfang reflektierter Schallwellen kann sodann festgestellt werden, aus welcher Richtung ein optimaler Empfang (z. B. mit höchster Signalstärke) erfolgt, um hieraus die relative Lage des reflektierenden Objektes, beispielsweise einer Person, zu bestimmen. Z. B. kann ortsaufgelöst an den Sensoren die jeweils erfasste Schallintensität erfasst werden, insbesondere in der Art eines akustischen Fotos.
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In weiterer Anwendung besteht hierdurch die Möglichkeit, eine akustische Wiedergabe, die mit der Datenverarbeitungsanlage bzw. dem Kommunikationsgerät erfolgen soll, z. B. eine Sprachwiedergabe während eines Telefonates, durch die eingangs beschriebene variable akustische Linse optimiert auf die Hörposition der vor der Anzeigevorrichtung befindlichen Person auszurichten. Dies ist insbesondere beim Freisprechen vorteilhaft, wenn die Person ein Kommunikationsgerät nicht direkt ans Ohr hält.
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Zum einen wird hierdurch erzielt, dass diese Person die Tonwiedergabe des Gerätes optimal wahrnehmen kann, zum anderen wird durch die akustische Linse bewirkt, dass andere umgebende Personen durch die Schallaussendung der Datenverarbeitungsanlage bzw. des Kommunikationsgerätes nicht oder zumindest weniger gestört werden. Insbesondere bei Telefonaten kann so auch die Privatsphäre der telefonierenden Person besser geschützt werden.
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In einer weiteren Anwendung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kann es auch vorgesehen sein, durch die eingesetzten Sensoren und Aktoren Fingerabdrücke an einer grundsätzlichen beliebigen Position auf der gesamten Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung zu erfassen, z. B. optisch oder induktiv oder kapazitiv bzw. durch Druck oder Kraft.
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In einer besonderen Anwendung kann ein Anzeigepixel als insbesondere wellenlängenvariables Beleuchtungselement für eine optische Erkennung mit den Sensoren dienen.
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Insbesondere sofern Sensoren und Aktoren in einer örtlichen Auflösung in der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung vorhanden sind, die gleich oder kleiner ist als die Abstände der Fingerabdruckrillen besteht die Möglichkeit, durch die Sensoren der Anzeigefläche ein ortsaufgelöstes Kraft- bzw. Druckprofil des entsprechend an die Anzeigefläche angelegten Fingers zu erfassen. Aus einem solchen Druck- bzw. Kraftprofil kann eine Repräsentation des Fingerabdrucks erstellt werden.
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Es besteht ebenso die Möglichkeit, durch Ansteuerung der Aktoren in dem Bereich der durch eine Fingerkuppe gedrückten Fläche die Flächenelemente der Anzeigevorrichtung in ihrer örtlichen Lage durch Ansteuerung der Aktoren so zu verändern, dass über alle berührten Flächenelemente zumindest im Wesentlichen derselbe Druck bzw. dieselbe Kraft durch die jeweiligen Sensoren erfasst wird. Aus den verschiedenen Auslenkungen der Flächenelemente, die durch die Aktoren bewirkt sind, kann demnach unmittelbar ein Auslenkungs- bzw. Höhenprofil ermittelt werden, welches in gleicher Weise einen Fingerabdruck repräsentieren kann.
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Mit den vorgenannten Ausführungen besteht somit auch die Möglichkeit, einen bestimmten zugelassenen Benutzer für die Benutzung der Datenverarbeitungsanlage bzw. des Kommunikationsgerätes zu autorisieren, nachdem dessen Fingerabdruck über die Anzeigevorrichtung eines solchen Gerätes erfasst wurde.
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Alternativ oder auch zusätzlich zu der eingangs genannten Realisierung von Sensoren und Aktoren bzw. zumindest von Aktoren kann es auch vorgesehen sein, als Sensoren und/oder Aktoren Nanopartikel, z. B. Nanotubes bzw. Nanoröhrchen einzusetzen, die sich in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung bewegen bzw. verformen, bzw. deren Verformung eine Spannung oder einen Strom als messbare Größe erzeugt.
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So ist es auch mit solchen Nanopartikeln, die z. B. eine Beschichtung von Anzeigepixeln oder Flächenelementen bilden können möglich, durch das Anlegen von Spannungen eine taktile Rückmeldung oder eine Änderung der Haptik der Oberfläche der Anzeigevorrichtung zu erzielen, wie es bereits eingangs beschrieben wurde.
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In gleicher Weise kann durch die Berührung solcher Nanopartikel oder einer sich dadurch ergebenden Änderung von deren Ausrichtung eine an einem jeweiligen Nanopartikel abgreifbare Spannung oder ein Strom erzeugt werden, aus der/dem wiederum auf die Berührung, insbesondere auch die Stärke der Berührung, also den ausgeübten Druck bzw. die Kraft geschlossen werden kann. Nanotubes bzw. Nanoröhrchen können dabei auch optische Eigenschaften aufweisen, z. B. Licht, insbesondere auswahlbarer Wellenlängen zu transportieren und/oder zu erfassen.
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Hier hat gerade auch die Beschichtung mit Nanopartikeln den Vorteil, dass eine sehr hohe Ortsauflösung erzielt werden kann, die die Möglichkeit erschließt, Fingerabdrücke dadurch zu erfassen, dass die Nanopartikel, insbesondere die Enden von stäbchenförmigen Nanopartikeln, sich an die Rillen und Erhebungen von Fingerabdrücken besonders gut anpassen, hierbei verformen und so aus den Messwerten der jeweils erzeugten Spannungen wiederum auf den Fingerabdruck messtechnisch geschlossen werden kann.
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Bei einer solchen Ausführung bilden die Nanopartikel bevorzugterweise sowohl einen Sensor als auch Aktor. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass einem Anzeigepixel zur Darstellung einer bildlichen Information eine Vielzahl von Nanopartikeln und somit eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren zugeordnet ist.
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Bei allen Ausführungsvarianten, bei denen mittels Sensoren, die eine Berührung erfassen, Energie aus der Berührung bereit gestellt wird, kann es vorgesehen sein, diese Energie zu speichern und z. B. für das Kommunikationsgerät oder die Datenverarbeitungsanlage sofort oder später zu nutzen. Die mögliche maximale Laufzeit von batteriebetriebenen Datenverarbeitungsanlage oder Kommunikationsgeräten kann so verlängert werden.
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Eine stark vereinfachte Ausführungsform der Erfindung ist in der nachfolgenden Figur beschrieben.
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Die 1 zeigt ausschnittsweise in einem senkrechten Schnitt zur Oberfläche einer Anzeigevorrichtung eine erfindungsgemäße Ausgestaltung, bei welcher hier lediglich sieben Anzeigepixel 1 in einer Reihe dargestellt sind. Die Ausführung kann hier derart gewählt sein, dass ein unten liegendes Anzeigepixel 1 in einer ersten Ebene zusammen mit allen anderen Anzeigepixeln 1 angeordnet ist.
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In einer Ebene darüber ist in oberhalb des Anzeigepixels 1 ein Sensor 2 und/oder Aktor 2' angeordnet, somit in bevorzugter Ausführung ein einziges Bauelement, welches sowohl geeignet ist, Berührung zu sensieren als auch durch Ansteuerung eine Bewegung auszuführen.
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Oberhalb eines solchen Sensors 2 bzw. Aktors 2' befindet sich ein Flächenelement 3, durch welches hindurch ein außenstehender Betrachter das Anzeigepixel 1 betrachtet. Hierfür ist es bevorzugt vorgesehen, dass Sensor 2 bzw. Aktor 2' transparent sind bzw. zumindest teilweise durchleuchtbar bzw. transmittierend. Beim Einsatz von ringförmig ausgeformten Piezoaktoren kann z. B. genügend Fläche außerhalb und innerhalb des Rings zur Verfügung stehen, um für den außenstehenden Betrachter das Anzeigepixel 1 und dessen Informationsdarstellung erkennen zu lassen.
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Es kann hier nun vorgesehen sein, durch Ansteuerung der Aktoren 2' unterschiedlich starke Auslenkungen dieser Aktoren 2'u bewirken und somit die Anzeigefläche 3 im örtlichen Abstand zum Anzeigepixel 1 zu variieren, wie es hier beispielsweise für die Flächenelemente 3a und 3b mit verschiedenen Auslenkungen gegenüber der Ursprungslage der anderen Flächenelemente 3 dargestellt ist.
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Ersichtlich ist es so, dass mit einer Anzeigevorrichtung dieser erfindungsgemäßen Art eine Reliefstruktur dargestellt werden kann, die der Betrachter auch visuell wahrnehmen kann und dass andererseits durch die Auslenkung der Flächenelemente 3a, 3b etc. eine taktile Rückmeldung, z. B. nach einer Berührung oder auch eine grundsätzlich unterschiedliche Haptik der Anzeigevorrichtung eingestellt werden kann.
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In anderer alternativer Ausführung kann es hier auch vorgesehen sein, dass der Schichtaufbau umgekehrt gestaltet ist, wie es zuvor beschrieben wurde, dass demnach Anzeigepixel 3 in Betrachtungsrichtung über Sensoren 2 bzw. Aktoren 2' angeordnet sind, die sich an Grundelementen 1 abstützen. Dies hat den Vorteil, dass die Anzeigepixel 3 nicht durch die Aktoren bzw. Sensoren 2 überdeckt werden.
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Hier können die Anzeigepixel 3 demnach gleichzeitig diejenigen Flächenelemente 3 ausbilden, die durch die Aktoren 2' in der Lage verändert, d. h. bewegt werden können. Die Anzeigepixel 3 können dabei auch so ausgestaltet sein, dass sie die Sensorfläche selbst bilden oder eine Sensorfläche tragen, so dass das Bauelement, das hier mit dem Bezugszeichen 2 bzw. 2' dargestellt ist, ausschließlich nur einen Aktor 2' zur Lageverstellung bildet. Beispielsweise ist so die Möglichkeit gegeben, induktiv oder kapazitiv eine Berührung festzustellen. Hierfür kann die bei dem Touchscreen bzw. berührungsempfindlichen Anzeigen grundsätzlich im Stand der Technik bekannte Technologie eingesetzt werden.
