ES2257583T3 - Sistema de visualizacion con guiado tactil. - Google Patents

Sistema de visualizacion con guiado tactil.

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ES2257583T3 ES02781563T ES02781563T ES2257583T3 ES 2257583 T3 ES2257583 T3 ES 2257583T3 ES 02781563 T ES02781563 T ES 02781563T ES 02781563 T ES02781563 T ES 02781563T ES 2257583 T3 ES2257583 T3 ES 2257583T3
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Abstract

Sistema (100) de visualización que comprende una pantalla (101) de visualización que tiene una capa (201, 301) para la visualización gráfica en la misma de una representación gráfica, caracterizado porque el sistema de visualización comprende un generador (202, 302) de relieve para la generación dinámica de un relieve en la parte superior o por debajo de la capa de la pantalla de visualización para proporcionar adicionalmente información táctil y/o visual.

Description

Sistema de visualización con guiado táctil.
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema de visualización que comprende una pantalla de visualización para visualizar una representación gráfica en una pantalla de visualización, proporcionando la pantalla de visualización guiado táctil y/o visual al usuario mediante relieve.
La invención se refiere además a un sistema de tratamiento de datos que comprende el sistema de visualización anterior.
Antecedentes de la invención
Un ejemplo de un sistema de visualización de este tipo se da a conocer en el documento US 6.072.475. El sistema conocido comprende una pantalla táctil que se extiende en tres dimensiones físicas. Cuando un usuario desliza su dedo sobre la región de superficie activa de la pantalla táctil, la retroalimentación táctil le proporciona información sobre la posición del dedo. El uso de la pantalla táctil se facilita especialmente cuando el usuario está en movimiento o cuando la pantalla táctil no está a la vista. Un problema del sistema conocido es que puede aplicarse a una variedad de aplicaciones muy limitada, obedeciendo siempre a las mismas reglas de diseño en lo que respecta a la disposición de la pantalla. Se reconoce un visualizador gráfico, por ejemplo de tipo LCD, en el preámbulo de la reivindicación 1.
Objeto y sumario de la invención
Es un objeto de la invención proporcionar un sistema mejorado del tipo definido en el párrafo de inicio. La invención está incluida en la reivindicación 1. Para este propósito, el sistema de visualización según la invención comprende un generador de relieve para la generación dinámica de relieve sobre la pantalla de visualización. De este modo se consigue que el relieve pueda cambiarse de forma dinámica según la señal gráfica de la aplicación en curso. Por ejemplo, una aplicación puede requerir un guiado táctil en la parte superior de la pantalla, mientras que otra aplicación puede requerir un guiado táctil en la parte inferior de la pantalla. Además, en una única aplicación, el lugar en el que se desea el guiado táctil puede cambiar durante la ejecución. Por ejemplo, si la aplicación comprende múltiples pantallas de transacción, una primera pantalla puede requerir un guiado táctil en la parte superior de la pantalla mientras que una segunda pantalla puede requerir un guiado táctil en la parte inferior de la pantalla. Al proporcionar un generador de relieve para la generación dinámica de relieve sobre la pantalla de visualización, se obtiene un sistema muy flexible para proporcionar guiado táctil.
En una realización del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve comprende material piezoeléctrico para proporcionar dicho relieve como respuesta a señales eléctricas. Este tipo de materiales se usa generalmente para generar una señal eléctrica como respuesta a una deformación mecánica. Sin embargo, también puede lograrse lo inverso con estos materiales: una deformación mecánica resulta de suministrar una señal eléctrica a ésta. De manera alternativa o adicional, pueden usarse otros medios para generar deformaciones mecánicas, por ejemplo, construcciones electromecánicas, aleaciones con memoria de forma, reservas de fluido, etc.
Una realización del sistema de visualización según la invención se dispone adicionalmente para detectar actos de un usuario a partir de señales eléctricas recibidas desde el generador de relieve. La generación de relieve en una pantalla de visualización es particularmente útil si el usuario puede interactuar con el sistema tocando o presionando la pantalla. Se conocen bien y se han aplicado ampliamente diversas técnicas para crear pantallas táctiles, por ejemplo, en ordenadores, asistentes personales digitales (PDA) y teléfonos móviles. Generalmente, un visualizador gráfico, por ejemplo de tipo LCD, se combina con una capa sensible para detectar la posición de un toque con un dedo o un lápiz. El generador de relieve de la presente invención puede utilizarse adecuadamente como una capa sensible de este tipo. Tal como se ha descrito anteriormente, los medios para proporcionar una deformación mecánica como respuesta a señales eléctricas muestran a menudo el comportamiento inverso también. Por ejemplo, el material piezoeléctrico genera una señal eléctrica como respuesta a una deformación mecánica. De este modo se consigue que pueda omitirse una capa sensible al tacto especial.
En una realización del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve está dispuesto para producir protuberancias o depresiones en lugares seleccionados de la pantalla de visualización. Tales protuberancias o depresiones se detectan fácilmente al deslizar un dedo a través de la pantalla, ofreciendo al usuario información sobre qué regiones de la pantalla son relevantes en ese momento, por ejemplo sensibles a la entrada de toques.
En una realización preferida del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve comprende elementos de relieve que pueden tratarse individualmente, cada uno de los cuales está dispuesto para causar un desplazamiento en una dirección sustancialmente perpendicular a la pantalla de visualización. De este modo se consigue que el guiado táctil pueda proporcionarse en lugares específicos y en momentos específicos. Por ejemplo puede proporcionarse una matriz de elementos piezoeléctricos que pueden generar relieve en cualquier lugar deseado de la pantalla. Los elementos pueden tener diversas dimensiones, pero preferiblemente tienen el mismo tamaño de un único píxel gráfico o de un pequeño grupo de píxeles gráficos.
En una realización del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve comprende material transparente y está situado en la parte frontal de la pantalla de visualización. Si el generador de relieve es sustancialmente transparente, puede montarse de manera ventajosa en la parte frontal de la pantalla de visualización. La representación gráfica sigue siendo visible a través del material transparente, mientras que el relieve es adecuadamente sensible para el usuario.
En una realización alternativa del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve está situado en la parte posterior de la pantalla de visualización, siendo la pantalla de visualización un visualizador flexible que puede seguir el relieve proporcionado por el generador de relieve. Si se escoge un material opaco para la producción del generador de relieve, debería montarse en la parte posterior de la pantalla de visualización. Con la llegada de visualizadores flexibles, por ejemplo basados en LED orgánicos o tinta electrónica, es posible generar en la parte posterior de la pantalla relieve que todavía es perceptible en la parte frontal. Si, por ejemplo, el relieve se genera por medios electromecánicos, por ejemplo por medio de imanes y bobinas, es improbable que sea factible una implementación transparente. En tales casos, el generador de relieve puede situarse en la parte posterior de la pantalla de visualización.
En una realización del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve puede determinar automáticamente un relieve para objetos gráficos predeterminados, tales como botones o botones de desplazamiento. La invención es particularmente útil para mejorar la representación gráfica con guiado táctil. Por ejemplo, una representación gráfica de un botón puede mejorarse mediante una protuberancia (o una depresión) delante o detrás de esa representación, de modo que el usuario puede realmente sentir el botón, como algo distinto del entorno. En general, esta mejora puede generarse por la aplicación de software que genera la representación gráfica. Sin embargo, la presente realización del sistema de visualización según la invención puede reconocer objetos de interfaz de usuario gráfica (IUG) predeterminados, tales como botones o botones de desplazamiento, y generar el relieve apropiado para estos objetos. Tal estructura puede integrarse fácilmente con un componente IUG separado, por ejemplo un terminal de ventanas X. Actualmente, los sistemas operativos gráficos casi siempre tienen una capa separada con objetos gráficos predefinidos, cuya apariencia puede adaptarse en cierta medida a la aplicación pero cuyo comportamiento está predefinido. La definición de tales objetos IUG pude ampliarse con una definición del guiado táctil apropiado.
En una realización del sistema de visualización según la invención, el generador de relieve está dispuesto para generar de forma dinámica cambios en el relieve como respuesta a actos de un usuario, de modo que se proporciona una retroalimentación táctil. Nótese la diferencia entre guiado táctil y retroalimentación táctil. El guiado táctil es estático (con respecto a una representación gráfica actual) mientras que la retroalimentación táctil es dinámica, respondiendo al acto de un usuario. Por ejemplo, un botón de presión físico resiste inicialmente a la presión de un usuario. Cuando la fuerza aplicada supera un umbral, el botón se acciona y el usuario nota una acción "de presión" que confirma que el botón ha sido presionado realmente. En una IUG, esta acción de presión se simula a menudo cambiando la representación gráfica y, en ocasiones, mediante un sonido de clic o un pitido. Con la presente realización, esto puede mejorarse adicionalmente con una retroalimentación táctil real. Por ejemplo, cuando el usuario presiona un botón gráfico con suficiente fuerza, una protuberancia inicial puede convertirse de repente en una depresión, indicando claramente al usuario que el botón ha sido pulsado. En una realización avanzada, el usuario puede incluso "pulsar" un botón "de desplazamiento" a lo largo de un control de desplazamiento. Para este fin, el sistema de visualización puede detectar que el dedo de un usuario pasa tanto por el botón de desplazamiento como por parte de su entorno, y responde desplazando la protuberancia "alejándose" del dedo, hacia el lado opuesto del lugar en el que el dedo el usuario toca el entorno del botón de desplazamiento. El usuario pueden entonces simplemente retirar el dedo o continuar deslizando el botón siguiendo el movimiento de la protuberancia.
La invención es particularmente adecuada para dispositivos de tratamiento de datos que utilizan toques para la interacción del usuario con el sistema, por ejemplo PDA, teléfonos móviles, etc.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros aspectos de la invención son evidentes y se dilucidarán, a título de ejemplo no limitativo, con referencia a la(s) realización(es) descrita(s) a continuación en el presente documento. En los dibujos:
la figura 1 muestra un diagrama de un asistente personal digital (PDA) como una realización del sistema de tratamiento de datos según la invención,
la figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de una pantalla de visualización que comprende un generador de relieve según la invención,
la figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal de una pantalla de visualización alternativa que comprende un generador de relieve según la invención,
la figura 4 muestra esquemáticamente un pantalla de visualización que comprende un generador de relieve con capacidad de retroalimentación táctil,
la figura 5 muestra esquemáticamente otra pantalla de visualización que comprende un generador de releve con capacidad de retroalimentación táctil.
Descripción de las realizaciones
Para una mejor y más fácil comprensión, se usan los mismos números de referencia en figuras diferentes para elementos que tienen igual o similar función.
La figura 1 muestra un diagrama de un asistente 100 personal digital (PDA) como una realización del sistema de tratamiento de datos según la invención. El PDA 100 comprende una pantalla 101 de visualización que es un visualizador de cristal líquido (LCD) sensible al tacto, que puede visualizar representaciones gráficas y detectar entradas de toques del usuario. El PDA 100 comprende además botones de presión de hardware, por ejemplo para activar aplicaciones de uso regular como una agenda, una calculadora, una lista de direcciones y un bloc de notas. La representación gráfica tal como se visualiza en este momento en la pantalla 101 de visualización comprende el mensaje "¿continuar?" y dos botones 103 y 104 de software, respectivamente, para continuar o cancelar la operación en curso. Los dos botones 103 y 104 sobresalen de la pantalla 101 de visualización, debido al relieve generado por un generador de relieve en lugares que coinciden con las representaciones gráficas de los botones. Como consecuencia, el usuario no necesita observar cuidadosamente la pantalla al operar en la pantalla, ya que puede notar la presencia de los botones deslizando su dedo por la pantalla. Esto resulta muy conveniente en condiciones de oscuridad o en un entorno multitarea. Preferiblemente, los botones sólo se accionan cuando la fuerza ejercida por el usuario supera un cierto umbral, de modo que el usuario puede buscar primero los botones con su dedo sin accionarlos sin querer.
La figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de una pantalla de visualización que comprende un generador de relieve según la invención. La pantalla de visualización comprende un visualizador 201 LCD que puede ser de tipo convencional. En la parte superior de la misma, se proporciona una capa 202 de elementos piezoeléctricos transparentes que constituyen el generador de relieve. Cada elemento puede tratarse por separado, de modo que se genere un relieve en cualquier posición deseada. Las protuberancias que corresponden a los botones 103 y 104 se ilustran en la figura 2 desde una vista lateral. La anchura de cada botón corresponde a cuatro elementos sobresalientes, mientras que la altura de cada botón puede corresponder, por ejemplo, a dos elementos sobresalientes. En realizaciones alternativas, los elementos pueden ser más grandes o más pequeños, dependiendo de la complejidad del sistema. En un caso ideal, los elementos corresponden a píxeles gráficos individuales. La representación gráfica de los botones 103 y 104 puede verse a través de la capa 202 transparente. Debido a la refracción óptica de la capa 202, la representación gráfica puede transformarse ligeramente, pero esto puede volverse una ventaja haciendo los botones más sobresalientes de este modo, por ejemplo mediante un efecto de lupa. Las protuberancias pueden realizarse activando los elementos de relieve en las posiciones correspondientes, provocando dichas protuberancias, o de manera complementaria generando una depresión en todas las posiciones no correspondientes, por ejemplo proporcionando una señal inversa a los elementos no correspondientes. También puede usarse una combinación de estos dos enfoques.
La figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal de una pantalla de visualización alternativa que comprende un generador de relieve según la invención. En esta realización alternativa, el generador 302 de relieve está situado en la parte posterior de la pantalla 301 de visualización. La pantalla 301 de visualización debe ser un visualizador flexible, que pueda curvarse alrededor del relieve generado por el generador 302 de relieve. El generador 302 de relieve no tiene que ser transparente en este caso, por lo que puede estar construido, por ejemplo, por un material piezoeléctrico opaco o por piezas electromecánicas que accionan clavijas contra la parte posterior de la pantalla 301 de visualización para provocar el relieve.
La figura 4 muestra esquemáticamente una pantalla de visualización que comprende un generador de relieve con capacidad de retroalimentación táctil. Ilustra la misma situación que en la figura 2, pero ahora el botón 104 se hunde por el dedo 401 del usuario. Inicialmente, cuando el dedo 401 del usuario toca sólo ligeramente el botón 104, la protuberancia se mantiene. Sólo cuando la fuerza ejercida por el dedo del usuario supera un cierto umbral, la protuberancia se cancela o bien se convierte incluso en una depresión, ofreciendo la sensación de "presión" que indica al usuario que el botón se ha pulsado realmente. Con este propósito, el generador de relieve y la aplicación interactiva que genera el botón gráfico deberían poder comunicar esta superación del umbral. La aplicación sólo cancelará la operación en curso si el botón 104 se ha accionado realmente, es decir, cuando la fuerza ejercida supere el umbral predeterminado. Tal como se ha descrito anteriormente, la capa piezoeléctrica puede usarse adicionalmente como capa sensible al tacto. El toque inicial del dedo 401 del usuario provoca una depresión del botón 104 que, a su vez, provoca un pequeño voltaje generado por el material piezoeléctrico. Este voltaje es opuesto al voltaje aplicado al botón para generar la protuberancia. Este último voltaje puede mantenerse o incluso incrementarse temporalmente para generar una resistencia, y disminuirse repentinamente, eliminarse o incluso invertirse cuando la fuerza ejercida supera el umbral predeterminado. Esto provoca una acción de presión que se asemeja a la sensación de accionar un botón de presión de hardware.
En una realización avanzada puede simularse un botón de presión de conmutación (normalmente un botón de encendido / apagado) mediante el control de un botón gráfico, tras la liberación por el dedo del usuario, para que permanezca en una posición descendida (que representa un estado "encendido") o para que vuelva a una posición elevada (que representa un estado "apagado"). La posición descendida puede ser inferior o igual al nivel neutro, mientras que la posición elevada puede ser igual o superior al nivel neutro. Estos diferentes niveles pueden realizarse proporcionando varios niveles de voltaje, ya sean todos positivos o tanto voltajes positivos como negativos. Por ejemplo, un voltaje positivo intermedio puede usarse para generar el nivel neutro, mientras que un voltaje cero puede usarse para generar una depresión. Alternativamente, el nivel neutro puede corresponder a un voltaje cero, mientras que una depresión corresponde a un voltaje negativo.
La figura 5 muestra esquemáticamente otra pantalla de visualización que comprende un generador de relieve con capacidad de retroalimentación táctil. Ilustra un dedo 401 de un usuario presionando un botón 501 de desplazamiento a lo largo de un control 502 de desplazamiento. El control 502 de desplazamiento está representado por una región hundida oblonga, en la que el botón 501 de desplazamiento está representado por una protuberancia en la posición apropiada a lo largo del control de desplazamiento. Presionar simplemente el botón 501 de desplazamiento en una dirección perpendicular a la pantalla 201 de visualización no tiene ningún efecto, al menos no un cambio en la variable que ha de ajustarse con el control de desplazamiento. Podría interpretarse, por ejemplo, como una confirmación de un ajuste. El ajuste propiamente dicho se consigue detectando un toque del dedo 401 del usuario sobre el botón 501 de desplazamiento y el control 502 de desplazamiento. Esto se interpreta por el sistema como el deseo de presionar el botón 501 de desplazamiento en la dirección opuesta, es decir, hacia la izquierda de la figura 5. El generador 202 de relieve reacciona recolocando la protuberancia correspondiente al botón 501 de desplazamiento hacia la izquierda a una distancia predeterminada, que podría aumentarse dependiendo de la fuerza ejercida. Posteriormente, el usuario puede retirar su dedo para detener el ajuste del botón de desplazamiento, o seguir el movimiento de la protuberancia desplazando su dedo hacia la izquierda también. Finalmente, si el botón de desplazamiento alcanza el extremo del control de desplazamiento, el generador 202 de relieve puede comunicarlo al usuario no moviendo la protuberancia más, es decir manteniendo la protuberancia en la posición actual. El usuario puede mover el botón 501 de desplazamiento hacia atrás de nuevo colocando su dedo 401 en el otro lado del botón 501 y al mismo tiempo en el extremo del control 502 de desplazamiento o región "neutral" más allá de éste. En una realización avanzada, el generador 202 de relieve puede detectar un componente de fuerza ejercida por el usuario que no es perpendicular a la pantalla 201 de visualización. En este caso, no es necesario que el usuario toque al mismo tiempo el botón 501 de desplazamiento y parte del control 502 de desplazamiento, por lo que el usuario puede pulsar el botón 501 de desplazamiento presionando simplemente contra el mismo en una dirección no perpendicular a la pantalla 201 de visualización.
En resumen, la invención se refiere a un sistema de visualización que comprende una pantalla de visualización para visualizar una representación gráfica. La superficie de la pantalla de visualización tiene relieve con el fin de proporcionar un guiado táctil y/o visual al usuario. El sistema de visualización según la invención comprende un generador de relieve para la generación dinámica de relieve en la pantalla de visualización. De este modo se consigue que el relieve pueda cambiarse de forma dinámica según la señal gráfica de la aplicación en curso.
Aunque la invención se ha descrito con referencia a realizaciones ilustrativas particulares, son posibles variantes y modificaciones dentro del alcance del concepto de la invención. Así, por ejemplo, el generador de relieve puede aplicarse en un dispositivo sin ningún soporte de control táctil, simplemente por tanto para el guiado visual y/o táctil. Alternativamente, puede aplicarse una capa sensible al tacto separada, destinada a la función de detección táctil, mientras que el generador de relieve está destinado a la generación de relieve.
La expresión "que comprende" no excluye la presencia de elementos o etapas aparte de los enumerados en una reivindicación. En las reivindicaciones, cualquier símbolo de referencia colocado entre paréntesis no deberá interpretarse como limitativo de la reivindicación. La invención puede implementarse mediante hardware que comprende diversos elementos distintos, y por medio de un ordenador programado de forma adecuada. En la reivindicación de dispositivo que enumera varios medios, varios de estos medios pueden realizarse por uno y el mismo elemento de hardware.

Claims (10)

1. Sistema (100) de visualización que comprende una pantalla (101) de visualización que tiene una capa (201, 301) para la visualización gráfica en la misma de una representación gráfica, caracterizado porque el sistema de visualización comprende un generador (202, 302) de relieve para la generación dinámica de un relieve en la parte superior o por debajo de la capa de la pantalla de visualización para proporcionar adicionalmente información táctil y/o visual.
2. Sistema de visualización según la reivindicación 1, en el que el generador (202, 302) de relieve comprende material piezoeléctrico para proporcionar dicho relieve como respuesta a señales eléctricas.
3. Sistema de visualización según la reivindicación 1 ó 2, dispuesto además para detectar actos de un usuario a partir de señales eléctricas recibidas desde el generador (202, 302) de relieve.
4. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3, en el que el generador (202, 302) de relieve está dispuesto para producir protuberancias (103) o depresiones (104') en lugares seleccionados de la pantalla de visualización.
5. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el generador (202, 302) de relieve comprende elementos (202) de relieve que pueden tratarse individualmente, estando dispuesto cada uno de ellos para provocar un desplazamiento en una dirección sustancialmente perpendicular a la pantalla de visualización.
6. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el generador de relieve comprende material (202) transparente y está situado en la parte frontal de la pantalla (101) de visualización.
7. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el generador (302) de relieve está situado en la parte posterior de la pantalla (101) de visualización, siendo la pantalla (301) de visualización un visualizador flexible que puede seguir el relieve proporcionado por el generador de relieve.
8. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el generador (202, 302) de relieve puede determinar automáticamente un relieve para objetos gráficos predeterminados, tales como botones o botones de desplazamiento.
9. Sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el generador de relieve está dispuesto para generar de forma dinámica cambios (104') en el relieve como respuesta a actos del usuario, de modo que se proporciona una retroalimentación táctil.
10. Sistema (100) de tratamiento de datos que comprende un sistema de visualización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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