專利名稱：用于觸覺呈現(xiàn)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在其一些實(shí)施例中涉及用于數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方法和系統(tǒng)，更特別但非排他性 地，涉及利用在溶液中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在過去的十年期間，已經(jīng)開發(fā)了各種動(dòng)態(tài)觸覺接口。常見的動(dòng)態(tài)觸覺接口是盲文 顯示器(Braille display)，其包括通過串行或并行電纜連接到計(jì)算機(jī)的機(jī)電設(shè)備。該顯示 器由上下移動(dòng)以表示盲文字位(cell)的點(diǎn)的一排機(jī)電觸覺元件組成。常常將盲文顯示器 與其它硬件和軟件組合以構(gòu)成集成單元。例如，盲文顯示器連接到視頻監(jiān)視器以充當(dāng)顯示 單元，并且許多單元還結(jié)合了屏幕提示的語音輸出。供在可刷新盲文和/或圖形觸覺顯示器中使用的示例性機(jī)電觸覺字位由對(duì)應(yīng)于 八個(gè)觸覺引腳的八個(gè)壓電簧片元件組成。提供必要的電連接和驅(qū)動(dòng)力以致動(dòng)簧片，由此促 使觸覺引腳在觸覺表面之上突出以允許顯示盲文字符或圖形元素。已知有其它機(jī)電觸覺字位和/或可刷新觸覺顯示器。例如，于2008年2月1日提 交的美國(guó)專利No. 7，009, 595描述了用于伸展性可刷新觸覺圖形顯示器的裝置和方法。該 裝置在顯示表面處包括引腳陣列，其中優(yōu)選地是引腳設(shè)置執(zhí)行機(jī)構(gòu)和顯示表面矩陣是分立 的單元。該顯示矩陣由堆疊的功能層提供，功能包括臨時(shí)引腳保持和引腳鎖定。在美國(guó)專利No. 7，018，209中描述了另一示例，其描述了用于使用一個(gè)或多個(gè)形 狀記憶彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和顯示器的各種裝置和方法。形狀記憶彈簧被加熱并將引腳推動(dòng)至 第一或伸展位置。可以由支撐機(jī)構(gòu)將所述引腳支撐在第一位置中。所述形狀記憶彈簧被電 加熱，并且在一些實(shí)施例中受處理器的控制。此裝置可以用來顯示由計(jì)算機(jī)程序在用戶接 口中提供的信息，包括文本、數(shù)值數(shù)據(jù)和圖形圖像。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的方法。所述 方法包括接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)；根據(jù)該數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電流，每個(gè)電流與具有多 個(gè)高分子的溶液的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)；以及通過向所述多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè) 施加各自的所述電流來改變所述多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)的酸性水平(PH)。所述多個(gè)區(qū)域中 的質(zhì)子濃度觸覺地(或，在觸覺上)呈現(xiàn)可感知內(nèi)容。可任選地，所述改變包括使定位于所述溶液中的多個(gè)電極偏壓(biasing)以執(zhí)行 所述改變?？扇芜x地，所述可感知內(nèi)容具有時(shí)空模式(pattern)；還包括重復(fù)所述改變和所4述觸覺地呈現(xiàn)，以模擬所述時(shí)間模式?？扇芜x地，通過改變鄰近于所述溶液的質(zhì)子濃度以引起來自或去往該溶液的離子 運(yùn)動(dòng)來執(zhí)行所述改變?？扇芜x地，所述方法還包括在所述溶液后面顯示數(shù)據(jù)。可任選地，所述改變包括測(cè)量所述至少一個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)中的pH，并根據(jù)該測(cè) 量來執(zhí)行所述改變。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的裝置。所述 裝置包括層，其具有至少一個(gè)PH依賴特性；控制器，其被配置為用于接收表示可感知內(nèi)容 的數(shù)據(jù)并根據(jù)該數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電流；以及多個(gè)電極，其被配置為用于通過同時(shí)向所述層 的多個(gè)區(qū)域施加所述多個(gè)電流來改變所述層的多個(gè)區(qū)域中的酸性水平(pH)。所述施加改變 了每個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)PH依賴特性，以便所述層觸覺地呈現(xiàn)可感知內(nèi)容?？扇芜x地，由所述控制器來單獨(dú)地控制每個(gè)電極?？扇芜x地，所述層包括凝膠?？扇芜x地，所述層和所述電極陣列是彈性的?？扇芜x地，根據(jù)被布置在至少一個(gè)人體器官上來確定所述層和所述電極陣列的尺 寸和形狀；所述可感知內(nèi)容是施加在所述至少一個(gè)人體器官上以引起觸覺感受的觸覺模式。可任選地，所述裝置還包括多個(gè)流量傳感器，其每一個(gè)均被配置為用于檢測(cè)所述 多個(gè)區(qū)域的各自區(qū)域中的溶液流量，所述控制器被配置為用于響應(yīng)于所檢測(cè)的溶液流量來 指示各自區(qū)域中的觸摸?？扇芜x地，所述層包括至少一個(gè)pH指示劑，該至少一個(gè)pH指示劑被配置為用于在 各自的PH被改變時(shí)在每個(gè)區(qū)域中改變其顏色。
可任選地，所述裝置還包括多個(gè)pH傳感器，所述多個(gè)pH傳感器的每一個(gè)被配置為 用于測(cè)量所述多個(gè)區(qū)域的各自區(qū)域中的PH，所述控制器被配置為用于根據(jù)所述多個(gè)pH傳 感器來調(diào)整所述多個(gè)電流。更可任選地，每個(gè)pH傳感器被配置為用于通過執(zhí)行測(cè)量來檢測(cè)施加在各自的所 述區(qū)域上的壓力。更可任選地，所述可感知內(nèi)容是從與所述控制器的通信的外部設(shè)備接收到的指7J\ ο更可任選地，所述控制器將所述可感知內(nèi)容轉(zhuǎn)換成至少一個(gè)浮雕圖案 (embossment)，根據(jù)所述至少一個(gè)浮雕圖案來選擇所述多個(gè)電流，以便使得所述層觸覺地 呈現(xiàn)所述至少一個(gè)浮雕圖案?？扇芜x地，所述多個(gè)電極被布置成如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有選擇由凸起模式、凹陷模 式和波狀模式組成的組中的模式?？扇芜x地，所述裝置還包括屏幕，所述屏幕定位于所述層下面并被配置為用于顯 示與所述可感知內(nèi)容有關(guān)的圖像?？扇芜x地，所述裝置還包括輸入設(shè)備，所述輸入設(shè)備定位于所述層下面并被配置 為用于在所述觸覺呈現(xiàn)期間檢測(cè)施加在所述層上的壓力。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于凝膠層中的可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的裝置。所述裝置包括具有至少一個(gè)PH依賴特性的凝膠層、多個(gè)電極、在所述凝膠與所述電 極陣列之間進(jìn)行分隔的膜、至少一個(gè)反電極(counter electrode)、在所述至少一個(gè)反電極 與所述電極陣列之間形成的電室、以及被配置為用于接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)并根據(jù)該 數(shù)據(jù)來使所述電極陣列偏壓以改變所述電室中的質(zhì)子濃度的控制器。所述質(zhì)子濃度通過所 述層的離子經(jīng)由所述膜的經(jīng)過從而在所述層中引發(fā)各自的質(zhì)子濃度，以便所述層觸覺地呈 現(xiàn)所述可感知內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，該數(shù)據(jù)輸入設(shè)備包括具有 至少一個(gè)PH依賴特性且具有多個(gè)可尋址區(qū)域的層、每個(gè)均定位所述多個(gè)可尋址區(qū)域中的 一個(gè)且被配置為用于檢測(cè)其中的PH變化的多個(gè)pH傳感器、以及被配置為用于從各自的pH 傳感器接收關(guān)于所述PH變化的通知并將表示了該pH變化的信號(hào)轉(zhuǎn)送到計(jì)算單元的控制 器。所述PH變化由至少一個(gè)物體(或?qū)ο?對(duì)各自的可尋址區(qū)域的觸摸引起。可任選地，所述層包括至少一個(gè)pH指示劑，所述至少一個(gè)pH指示劑被配置為用于 響應(yīng)于所述PH變化在各自區(qū)域中改變其顏色。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于改變顯示的光學(xué)元件。所述光學(xué)元件 包括具有至少一個(gè)PH依賴特性的層、被配置為用于接收表示模式的數(shù)據(jù)并根據(jù)該數(shù)據(jù)來 選擇多個(gè)電流的控制器、以及被配置為用于通過同時(shí)向所述層的多個(gè)區(qū)域施加所述多個(gè)電 流來改變所述層的多個(gè)區(qū)域的酸性水平(PH)的多個(gè)電極。所述施加改變了每個(gè)區(qū)域中的 所述至少一個(gè)PH依賴特性，從而所述層的至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)被改變。除非另外定義，本文所使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的 技術(shù)人員一般理解的意義相同的意義。下面描述示例性方法和/或材料，但在本發(fā)明的實(shí) 施例的實(shí)施或測(cè)試中可以使用與本文所述的那些方法和材料類似或等效的方法和材料。在 發(fā)生沖突的情況下，將以本專利說明書(包括定義)為準(zhǔn)。另外，所述材料、方法和示例僅 僅是說明性的，且并不意圖必須是限制性的。本發(fā)明的實(shí)施例的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以涉及手動(dòng)地、自動(dòng)地或組合地執(zhí)行 或完成所選任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施例的實(shí)際儀器和設(shè)備，可以使 用操作系統(tǒng)由硬件、由軟件、或由固件、或由其組合來實(shí)現(xiàn)多個(gè)所選任務(wù)。例如，可以將用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所選任務(wù)的硬件實(shí)現(xiàn)為芯片或電 路。作為軟件，可以將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所選任務(wù)實(shí)現(xiàn)為由使用了任何適當(dāng)操作系統(tǒng) 的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，由數(shù)據(jù)處理器來執(zhí)行根據(jù) 如本文所述的方法和/或系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)，諸如用于執(zhí)行多個(gè)指令 的計(jì)算平臺(tái)?？扇芜x地，所述數(shù)據(jù)處理器包括用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器和 /或用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器，例如磁性硬盤和/或可移動(dòng)介質(zhì)?？扇?選地，還提供網(wǎng)絡(luò)連接。還可任選地，提供了顯示器和/或諸如鍵盤或鼠標(biāo)等的用戶輸入設(shè) 備。


在本文中參照附圖僅僅以示例的方式描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例?，F(xiàn)在詳細(xì)地參 照附圖，應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是所示的特定細(xì)節(jié)是作為示例，并且是出于本發(fā)明的實(shí)施例的說明性討 論的目的。關(guān)于此方面，結(jié)合附圖進(jìn)行的說明將使本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚可以如何實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于通過溶液的多個(gè)區(qū)域中的分子濃度的選 擇性控制來進(jìn)行數(shù)據(jù)的觸覺呈現(xiàn)的方法。圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的可選擇性尋址電極的示例性二維陣列 的側(cè)視圖和頂視圖的示意圖。圖3A和圖:3B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的多個(gè)空間和時(shí)空模式的選擇性觸覺呈 現(xiàn)設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在其一些實(shí)施例中涉及用于數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方法和系統(tǒng)，更特別但非排他性 地，涉及利用在溶液中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了用于在具有pH依賴特性的溶液中進(jìn)行諸如圖 像和文本等可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的方法和裝置。所述方法基于表示可感知內(nèi)容并可任選 地從外部單元接收的數(shù)據(jù)，所述外部單元例如是客戶終端的計(jì)算單元，如蜂窩電話、媒體播 放器和/或諸如膝上型計(jì)算機(jī)的個(gè)人計(jì)算機(jī)等。然后，例如由控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來 選擇電流。使每個(gè)電流與諸如凝膠的一層溶液中的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。例如使用可選擇性尋址的 電極向所述關(guān)聯(lián)區(qū)域施加電流。電流的施加改變所述關(guān)聯(lián)區(qū)域的酸性水平(PH)。以這種方 式，改變所述層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以觸覺地呈現(xiàn)在接收到的數(shù)據(jù)中表示的可感知內(nèi)容。例如，如果 所述數(shù)據(jù)是字，則控制器可以生成一組電流，其改變所述層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以觸覺地呈現(xiàn)所述 字的盲文表示和/或其浮雕圖案。在另一實(shí)施例中，接收到的數(shù)據(jù)包括圖像以及將被改變 以觸覺地呈現(xiàn)該圖像的浮雕圖案的所述層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？扇芜x地，由諸如可選擇性尋址電極的二維陣列之類的陣列來施加電流?？扇芜x 地，為了保持層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將多個(gè)PH傳感器連接到所述控制器。在此類實(shí)施例中，所述pH 傳感器可以提供所述區(qū)域的PH水平的變化的指示，允許控制器調(diào)整其施加的電流，從而刷 新層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以觸覺地呈現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了 一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，諸如觸摸屏。該數(shù)據(jù)輸入設(shè) 備包括具有至少一個(gè)PH依賴特性的層，諸如上述的層。多個(gè)pH傳感器定位在所述層中的 多個(gè)可尋址區(qū)域中，所述多個(gè)可尋址區(qū)域例如為定位在諸如LCD屏幕等顯示器上的多個(gè)區(qū) 域。每個(gè)PH傳感器測(cè)量關(guān)聯(lián)區(qū)域中的pH并檢測(cè)在其中發(fā)生的pH變化。所述設(shè)備還包括 從PH傳感器接收關(guān)于pH變化的通知并相應(yīng)地向計(jì)算單元轉(zhuǎn)送信號(hào)的控制器。以這種方式， 由一個(gè)或多個(gè)可尋址區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)物體的觸摸引起的PH變化被報(bào)告給所述計(jì)算單 元，允許用戶通過在層上施加壓力來與設(shè)備相交互。在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)理解的是本發(fā)明在其應(yīng)用方面不 一定局限于在以下說明中闡述和/或在附圖和/或示例中舉例說明的組件和/或方法的構(gòu) 造和布置細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實(shí)施例或以各種方式來實(shí)施或執(zhí)行。現(xiàn)在對(duì)圖1進(jìn)行參考，其為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的通過諸如凝膠等溶液的多 個(gè)區(qū)域中的分子濃度的選擇性控制來進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)(可任選地為觸覺呈現(xiàn))的方法。首先， 如在附圖標(biāo)記91處所示，提供了偏壓設(shè)備，其允許可任選地選擇性且同時(shí)地向包含諸如凝膠等溶液的容器的多個(gè)區(qū)域施加多個(gè)電流。例如，所述偏壓設(shè)備可以包括電源，該電源連接 到可選擇性尋址的電極的陣列。該陣列可任選地定位于由水和多個(gè)高分子組成的溶液中。 每個(gè)可選擇性尋址的電極在溶液的相鄰區(qū)域中和/或附近施加電場(chǎng)。可以用氧化或還原電 位單獨(dú)地使每個(gè)電極偏壓。還對(duì)圖2A和圖2B進(jìn)行參考，其為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的定位于一層溶液18 中并分別連接到電源27的可選擇性尋址電極的示例性二維OD)陣列沈的側(cè)視圖和頂視 圖的示意圖?？扇芜x地，溶液層觀被限制在柔性容器中。陣列沈的每個(gè)電極102可任選 地定位于可以稱為字位、區(qū)域和/或像素102的可任選地有界的區(qū)域中。在圖2A和圖2B 中描繪的示例性陣列26由電極102的10X10矩陣組成，每個(gè)電極102被選擇性地通電，以 通過水電解調(diào)制來改變和/或獨(dú)立地保持區(qū)域中的酸性水平(PH)?？扇芜x地，每個(gè)工作電 極102與其他電極隔離，并被相對(duì)于分開的或公共的反電極103單獨(dú)地偏壓。在每?jī)蓚€(gè)電 極之間，設(shè)置有傳感器以監(jiān)視與工作電極102相鄰之處的局部pH?？扇芜x地，每個(gè)工作電極 102均分別地連接到控制器38，控制器38設(shè)計(jì)成用所選電位分別使所述工作電極偏壓。如在附圖標(biāo)記92處所示，提供了表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)，在本文中稱為可感知數(shù) 據(jù)，諸如可視、可聽、和/或觸覺信息和/或刺激。本文所使用的，可感知數(shù)據(jù)意指圖像、聲 音、一組各種變量、和/或具有一個(gè)或多個(gè)維度且可以被人或動(dòng)物感知的任何其它數(shù)據(jù)。此 類可感知數(shù)據(jù)可以是表示了符號(hào)、字符、詞語、段落、圖像、景象、諸如視頻之類的一組圖像、 和/或任何其它表達(dá)方式的數(shù)字和/或模擬數(shù)據(jù)?？蛇x任地，控制器38從諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、 瘦客戶端、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能電話和/或用于處理圖像、符號(hào)、和/或任何其它可感 知數(shù)據(jù)的任何其它計(jì)算單元之類的客戶終端接收例如字和/或字符之類的可感知數(shù)據(jù)。然后，如在附圖標(biāo)記93處所示，根據(jù)接收到的可感知數(shù)據(jù)來選擇電極102中的一 個(gè)或多個(gè)，以及可任選地，選擇電壓。此類選擇允許用氧化或還原電位進(jìn)行各自區(qū)域的偏 壓?？扇芜x地，由控制器38來執(zhí)行此選擇。控制器38將所提供的可感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一組 電流，該電流被選擇為在溶液層18中引起可感知數(shù)據(jù)的觸覺呈現(xiàn)，例如下文所述。每個(gè)電 極102的偏壓使溶液中的區(qū)域電解，從而改變其中的pH，例如下文所述。在此類實(shí)施例中，控制器38可以將由客戶終端顯示、記錄和/或播放的字和/或 字符自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成用來創(chuàng)建各自拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電流，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在層的表面上提供各自的 觸覺呈現(xiàn)，如下文進(jìn)一步所述?？扇芜x地，在客戶終端上執(zhí)行轉(zhuǎn)換并將其轉(zhuǎn)送到控制器38。如附圖標(biāo)記94處所示，此類選擇性偏壓根據(jù)所提供的可感知數(shù)據(jù)來改變?nèi)芤簩?18的各種區(qū)域中的pH水平。如附圖標(biāo)記95處所示，改變的pH水平引起溶液中的高分子的 質(zhì)子化或去質(zhì)子化，促使溶液18的區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)的觸覺和/或拓?fù)涮匦愿淖?。如本?所使用的，觸覺和/或拓?fù)涮匦砸庵竷綦姾伞⒔Y(jié)構(gòu)、剛性系數(shù)、粘度系數(shù)和彈性系數(shù)。在此類實(shí)施例中，采用各種氧化或還原電位的電極的選擇性偏壓在電極與附近溶 液之間的接觸區(qū)域處引起水電解。當(dāng)施加氧化電位時(shí)，與質(zhì)子一起形成氧氣，如下所示公式1 2H20 — 02+4H++4e",引起陽(yáng)極表面附近的pH降低。當(dāng)施加還原電位時(shí)，形成氫氣，如下所示公式2 2H20+2e" — H2+20F，留下與溶液中的質(zhì)子重組而產(chǎn)生水并因此增加局部pH的羥基離子。應(yīng)注意的是溶液與原始PH值的PH偏差取決于其緩沖量和離子強(qiáng)度。pH影響溶液中的高分子的質(zhì)子化。以這種方式，可以動(dòng)態(tài)地控制觸覺和/或拓?fù)?特性。因此，通過使得能夠?qū)崿F(xiàn)電控的PH調(diào)制，溶液的水解允許操縱緊挨著電極/溶液界 面的生物分子?？扇芜x地，所述溶液包括高氯化鈉濃度。在此類實(shí)施例中，很可能用氯氣釋放來補(bǔ) 充公式1中所述的反應(yīng)。當(dāng)溶液包含質(zhì)子和羥基離子時(shí)，可以將其在穩(wěn)態(tài)下的濃度計(jì)算為位置函數(shù)，該位 置函數(shù)通過求解以下泊松方程而計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種用于可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的方法，包括接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電流，每個(gè)所述電流與具有多個(gè)高分子的溶液中的多個(gè)區(qū)域 中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)；以及通過向所述多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)施加各自的所述電流來改變所述多個(gè)區(qū)域中的至 少一個(gè)的酸性水平PH ；其中，所述多個(gè)區(qū)域中的質(zhì)子濃度觸覺地呈現(xiàn)所述可感知內(nèi)容。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述改變包括使定位于所述溶液中的多個(gè)電極偏 壓以執(zhí)行所述改變。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可感知內(nèi)容具有時(shí)空模式；還包括重復(fù)所述改 變和所述觸覺地呈現(xiàn)，以模擬所述時(shí)間模式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過改變鄰近于所述溶液處的質(zhì)子濃度以引起來 自或去往所述溶液的離子運(yùn)動(dòng)來執(zhí)行所述改變。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述溶液后面顯示所述數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述改變包括測(cè)量所述至少一個(gè)區(qū)域中的每一個(gè) 中的所述PH并根據(jù)所述測(cè)量來執(zhí)行所述改變。
7.一種用于可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的裝置，包括層，其具有至少一個(gè)PH依賴特性；控制器，其被配置為用于接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)并根據(jù)所述數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電 流；以及多個(gè)電極，其被配置為用于通過同時(shí)向所述層的多個(gè)區(qū)域施加所述多個(gè)電流來改變所 述層的多個(gè)區(qū)域中的酸性水平PH ；其中，所述施加改變了每個(gè)所述區(qū)域中的所述至少一個(gè)PH依賴特性，以便使得所述層 觸覺地呈現(xiàn)所述可感知內(nèi)容。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，由所述控制器來單獨(dú)地控制每個(gè)所述電極。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述層包括凝膠。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述層和所述電極的陣列是彈性的。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，根據(jù)將布置在至少一個(gè)人體器官上來確定所述層 和所述電極的陣列的尺寸和形狀；所述可感知內(nèi)容是施加在所述至少一個(gè)人體器官上以弓I 起觸覺感受的觸覺模式。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括多個(gè)流量傳感器，所述多個(gè)流量傳感器的每一個(gè) 均被配置為用于檢測(cè)所述多個(gè)區(qū)域的各自區(qū)域中的溶液流量，所述控制器被配置為用于響 應(yīng)于所檢測(cè)的溶液流量來指示所述各自區(qū)域中的觸摸。
13.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述層包括至少一個(gè)pH指示劑，所述至少一個(gè)pH 指示劑被配置為用于在各自的所述PH改變時(shí)在每個(gè)所述區(qū)域中改變其顏色。
14.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括多個(gè)pH傳感器，所述多個(gè)pH傳感器的每一個(gè)被 配置為用于測(cè)量所述多個(gè)區(qū)域的各自區(qū)域中的所述PH，所述控制器被配置為用于根據(jù)所述 多個(gè)pH傳感器來調(diào)整所述多個(gè)電流。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，每個(gè)所述pH傳感器被配置為用于通過執(zhí)行所述測(cè)量來檢測(cè)施加在各自的所述區(qū)域上的壓力。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述可感知內(nèi)容是從與所述控制器通信的外部 設(shè)備接收到的指示。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述控制器將所述可感知內(nèi)容轉(zhuǎn)換成至少一個(gè) 浮雕圖案，根據(jù)所述至少一個(gè)浮雕圖案來選擇所述多個(gè)電流，以便使得所述層觸覺地呈現(xiàn) 所述至少一個(gè)浮雕圖案。
18.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述多個(gè)電極被布置成如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有選 自由凸起模式、凹陷模式和波狀模式組成的組中的模式。
19.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括屏幕，所述屏幕定位于所述層下面并被配置為用 于顯示與所述可感知內(nèi)容有關(guān)的圖像。
20.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括輸入設(shè)備，所述輸入設(shè)備定位于所述層下面并被 配置為用于在所述觸覺呈現(xiàn)期間檢測(cè)施加在所述層上的壓力。
21.一種用于在凝膠層中進(jìn)行可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的裝置，包括 凝膠層，其具有至少一個(gè)PH依賴特性；多個(gè)電極；膜，其在所述凝膠與所述電極的陣列之間進(jìn)行分隔； 至少一個(gè)反電極；電室，其在所述至少一個(gè)反電極與所述電極的陣列之間形成；以及 控制器，其被配置為用于接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)并根據(jù)所述數(shù)據(jù)使所述電極的陣 列偏壓，以改變所述電室中的質(zhì)子濃度；其中，所述質(zhì)子濃度通過所述層的離子經(jīng)由所述膜的經(jīng)過從而在所述層中引發(fā)各自的 質(zhì)子濃度，使得所述層觸覺地呈現(xiàn)所述可感知內(nèi)容。
22.—種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，包括層，其具有至少一個(gè)PH依賴特性并具有多個(gè)可尋址區(qū)域；多個(gè)PH傳感器，其每一個(gè)均定位所述多個(gè)可尋址區(qū)域之一，并被配置為用于檢測(cè)其中 的PH變化；以及控制器，其被配置為用于從各自的所述PH傳感器接收關(guān)于所述PH變化的通知，并向計(jì) 算單元轉(zhuǎn)送表示了所述PH變化的信號(hào)；其中，所述PH變化由至少一個(gè)物體對(duì)各自的所述可尋址區(qū)域的觸摸引起。
23.如權(quán)利要求22所述的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，其中，所述層包括至少一個(gè)pH指示劑，所述至 少一個(gè)pH指示劑被配置為用于響應(yīng)于所述pH變化在各自的所述區(qū)域中改變其顏色。
24.一種用于改變顯示的光學(xué)元件，包括 層，其具有至少一個(gè)PH依賴特性；控制器，其被配置為用于接收表示模式的數(shù)據(jù)并根據(jù)所述數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電流；以及 多個(gè)電極，其被配置為用于通過同時(shí)向所述層的多個(gè)區(qū)域施加所述多個(gè)電流來改變所 述層的多個(gè)區(qū)域中的酸性水平PH ；其中，所述施加改變了每個(gè)所述區(qū)域中的所述至少一個(gè)PH依賴特性，從而所述層的至 少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)被改變。
全文摘要
一種用于可感知內(nèi)容的觸覺呈現(xiàn)的方法。所述方法包括接收表示可感知內(nèi)容的數(shù)據(jù)；根據(jù)該數(shù)據(jù)來選擇多個(gè)電流，每個(gè)電流與具有多個(gè)高分子的溶液的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)；以及通過向所述多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)施加各自的電流來改變所述多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)的酸性水平pH。所述多個(gè)區(qū)域中的質(zhì)子濃度觸覺地呈現(xiàn)所述可感知內(nèi)容。
文檔編號(hào)G09B21/00GK102047306SQ200980119103
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者E·布羅德, U·西萬 申請(qǐng)人:技術(shù)研究及發(fā)展基金有限公司