用于触觉呈现的方法和设备技术

一种用于可感知内容的触觉呈现的方法。所述方法包括：接收表示可感知内容的数据；根据该数据来选择多个电流，每个电流与具有多个高分子的溶液的多个区域中的至少一个相关联；以及通过向所述多个区域中的至少一个施加各自的电流来改变所述多个区域中的至少一个的酸性水平ｐＨ。所述多个区域中的质子浓度触觉地呈现所述可感知内容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术在其一些实施例中涉及用于数据呈现的方法和系统，更特别但非排他性 地，涉及利用在溶液中发生的电化学反应进行数据呈现的方法和系统。
技术介绍
在过去的十年期间，已经开发了各种动态触觉接口。常见的动态触觉接口是盲文 显示器(Braille display)，其包括通过串行或并行电缆连接到计算机的机电设备。该显示 器由上下移动以表示盲文字位(cell)的点的一排机电触觉元件组成。常常将盲文显示器 与其它硬件和软件组合以构成集成单元。例如，盲文显示器连接到视频监视器以充当显示 单元，并且许多单元还结合了屏幕提示的语音输出。供在可刷新盲文和/或图形触觉显示器中使用的示例性机电触觉字位由对应于 八个触觉引脚的八个压电簧片元件组成。提供必要的电连接和驱动力以致动簧片，由此促 使触觉引脚在触觉表面之上突出以允许显示盲文字符或图形元素。已知有其它机电触觉字位和/或可刷新触觉显示器。例如，于2008年2月1日提 交的美国专利No. 7，009, 595描述了用于伸展性可刷新触觉图形显示器的装置和方法。该 装置在显示表面处包括引脚阵列，其中优选地是引脚设置执行机构和显示表面矩阵是分立 的单元。该显示矩阵由堆叠的功能层提供，功能包括临时引脚保持和引脚锁定。在美国专利No. 7，018，209中描述了另一示例，其描述了用于使用一个或多个形 状记忆弹簧的执行机构和显示器的各种装置和方法。形状记忆弹簧被加热并将引脚推动至 第一或伸展位置。可以由支撑机构将所述引脚支撑在第一位置中。所述形状记忆弹簧被电 加热，并且在一些实施例中受处理器的控制。此装置可以用来显示由计算机程序在用户接 口中提供的信息，包括文本、数值数据和图形图像。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，提供了一种用于可感知内容的触觉呈现的方法。所述 方法包括接收表示可感知内容的数据；根据该数据来选择多个电流，每个电流与具有多 个高分子的溶液的多个区域中的至少一个相关联；以及通过向所述多个区域中的至少一个 施加各自的所述电流来改变所述多个区域中的至少一个的酸性水平(PH)。所述多个区域中 的质子浓度触觉地(或，在触觉上)呈现可感知内容。可任选地，所述改变包括使定位于所述溶液中的多个电极偏压(biasing)以执行 所述改变。可任选地，所述可感知内容具有时空模式(pattern)；还包括重复所述改变和所4述触觉地呈现，以模拟所述时间模式。可任选地，通过改变邻近于所述溶液的质子浓度以引起来自或去往该溶液的离子 运动来执行所述改变。可任选地，所述方法还包括在所述溶液后面显示数据。可任选地，所述改变包括测量所述至少一个区域中的每一个中的pH，并根据该测 量来执行所述改变。根据本专利技术的一些实施例，提供了一种用于可感知内容的触觉呈现的装置。所述 装置包括层，其具有至少一个PH依赖特性；控制器，其被配置为用于接收表示可感知内容 的数据并根据该数据来选择多个电流；以及多个电极，其被配置为用于通过同时向所述层 的多个区域施加所述多个电流来改变所述层的多个区域中的酸性水平(pH)。所述施加改变 了每个区域中的至少一个PH依赖特性，以便所述层触觉地呈现可感知内容。可任选地，由所述控制器来单独地控制每个电极。可任选地，所述层包括凝胶。可任选地，所述层和所述电极阵列是弹性的。可任选地，根据被布置在至少一个人体器官上来确定所述层和所述电极阵列的尺 寸和形状；所述可感知内容是施加在所述至少一个人体器官上以引起触觉感受的触觉模式。可任选地，所述装置还包括多个流量传感器，其每一个均被配置为用于检测所述 多个区域的各自区域中的溶液流量，所述控制器被配置为用于响应于所检测的溶液流量来 指示各自区域中的触摸。可任选地，所述层包括至少一个pH指示剂，该至少一个pH指示剂被配置为用于在 各自的PH被改变时在每个区域中改变其颜色。 可任选地，所述装置还包括多个pH传感器，所述多个pH传感器的每一个被配置为 用于测量所述多个区域的各自区域中的PH，所述控制器被配置为用于根据所述多个pH传 感器来调整所述多个电流。更可任选地，每个pH传感器被配置为用于通过执行测量来检测施加在各自的所 述区域上的压力。更可任选地，所述可感知内容是从与所述控制器的通信的外部设备接收到的指7J\ ο更可任选地，所述控制器将所述可感知内容转换成至少一个浮雕图案 (embossment)，根据所述至少一个浮雕图案来选择所述多个电流，以便使得所述层触觉地 呈现所述至少一个浮雕图案。可任选地，所述多个电极被布置成如下结构，该结构具有选择由凸起模式、凹陷模 式和波状模式组成的组中的模式。可任选地，所述装置还包括屏幕，所述屏幕定位于所述层下面并被配置为用于显 示与所述可感知内容有关的图像。可任选地，所述装置还包括输入设备，所述输入设备定位于所述层下面并被配置 为用于在所述触觉呈现期间检测施加在所述层上的压力。根据本专利技术的一些实施例，提供了一种用于凝胶层中的可感知内容的触觉呈现的装置。所述装置包括具有至少一个PH依赖特性的凝胶层、多个电极、在所述凝胶与所述电 极阵列之间进行分隔的膜、至少一个反电极(counter electrode)、在所述至少一个反电极 与所述电极阵列之间形成的电室、以及被配置为用于接收表示可感知内容的数据并根据该 数据来使所述电极阵列偏压以改变所述电室中的质子浓度的控制器。所述质子浓度通过所 述层的离子经由所述膜的经过从而在所述层中引发各自的质子浓度，以便所述层触觉地呈 现所述可感知内容。根据本专利技术的一些实施例，提供了一种数据输入设备，该数据输入设备包括具有 至少一个PH依赖特性且具有多个可寻址区域的层、每个均定位所述多个可寻址区域中的 一个且被配置为用于检测其中的PH变化的多个pH传感器、以及被配置为用于从各自的pH 传感器接收关于所述PH变化的通知并将表示了该pH变化的信号转送到计算单元的控制 器。所述PH变化由至少一个物体(或对象)对各自的可寻址区域的触摸引起。可任选地，所述层包括至少一个pH指示剂，所述至少一个pH指示剂被配置为用于 响应于所述PH变化在各自区域中改变其颜色。根据本专利技术的一些实施例，提供了一种用于改变显示的光学元件。所述光学元件 包括具有至少一个PH依赖特性的层、被配置为用于接收表示模式的数据并根据该数据来 选择多个电流的控制器、以及被配置为用于通过同时向所述层的多个区域施加所述多个电 流来改变所述层的多个区域的酸性水平(PH)的多个电极。所述施加改变了每个区域中的 所述至少一个PH依赖特性，从而所述层的至少一个光学性质被改变。除非另外定义，本文所使用的所有技术和/或科学术语具有与本专利技术相关领域的 技术人员一般理解的意义相同的意义。下面描述示例性方法和/或材料，但在本专利技术的实 施例的实施或测试中可以使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的方法和材料。在 发生冲突的情况下，将以本专利说明书(包括定义)为准。另外，所述材料、方法和示例仅 仅是说明性的，且并不意图必须是限制性的。本专利技术的实施例的方法和/或系统的实现可以涉及手动地、自动地或组合地执行 或完成所选任务。此外，根据本专利技术的方法和/或系统的实施例的实际仪器和设备，可以使 用操作系统由硬件、由软件、或由固件、或由其组合来实现多个所选任务。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可感知内容的触觉呈现的方法，包括：　　接收表示可感知内容的数据；　　根据所述数据来选择多个电流，每个所述电流与具有多个高分子的溶液中的多个区域中的至少一个相关联；以及　　通过向所述多个区域中的至少一个施加各自的所述电流来改变所述多个区域中的至少一个的酸性水平ｐＨ；　　其中，所述多个区域中的质子浓度触觉地呈现所述可感知内容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-3-25 61/0392771.一种用于可感知内容的触觉呈现的方法，包括接收表示可感知内容的数据；根据所述数据来选择多个电流，每个所述电流与具有多个高分子的溶液中的多个区域 中的至少一个相关联；以及通过向所述多个区域中的至少一个施加各自的所述电流来改变所述多个区域中的至 少一个的酸性水平PH ；其中，所述多个区域中的质子浓度触觉地呈现所述可感知内容。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述改变包括使定位于所述溶液中的多个电极偏 压以执行所述改变。3.如权利要求1所述的方法，其中所述可感知内容具有时空模式；还包括重复所述改 变和所述触觉地呈现，以模拟所述时间模式。4.如权利要求1所述的方法，其中，通过改变邻近于所述溶液处的质子浓度以引起来 自或去往所述溶液的离子运动来执行所述改变。5.如权利要求1所述的方法，还包括在所述溶液后面显示所述数据。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述改变包括测量所述至少一个区域中的每一个 中的所述PH并根据所述测量来执行所述改变。7.一种用于可感知内容的触觉呈现的装置，包括层，其具有至少一个PH依赖特性；控制器，其被配置为用于接收表示可感知内容的数据并根据所述数据来选择多个电 流；以及多个电极，其被配置为用于通过同时向所述层的多个区域施加所述多个电流来改变所 述层的多个区域中的酸性水平PH ；其中，所述施加改变了每个所述区域中的所述至少一个PH依赖特性，以便使得所述层 触觉地呈现所述可感知内容。8.如权利要求7所述的装置，其中，由所述控制器来单独地控制每个所述电极。9.如权利要求7所述的装置，其中，所述层包括凝胶。10.如权利要求7所述的装置，其中，所述层和所述电极的阵列是弹性的。11.如权利要求7所述的装置，其中，根据将布置在至少一个人体器官上来确定所述层 和所述电极的阵列的尺寸和形状；所述可感知内容是施加在所述至少一个人体器官上以弓I 起触觉感受的触觉模式。12.如权利要求7所述的装置，还包括多个流量传感器，所述多个流量传感器的每一个 均被配置为用于检测所述多个区域的各自区域中的溶液流量，所述控制器被配置为用于响 应于所检测的溶液流量来指示所述各自区域中的触摸。13.如权利要求7所述的装置，其中，所述层包括至少一个pH指示剂，所述至少一个pH 指示剂被配置为用于在各自的所述PH改变时在每个所述区域中改变其颜色。14.如权利要求7所述的装置，还包括多个pH传感器，所述多个pH传感器的每一个被 配置为用于测量所述多个区域的各自区域中的所述PH，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：U西万，E布罗德，
申请(专利权)人：技术研究及发展基金有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]