触觉刺激系统及方法与流程
本申请要求于2019年1月15日提交的申请号为62/792,642、发明名称为“触觉刺激系统及方法”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本公开一般涉及触觉刺激(hapticsimulation)技术。
背景技术：
一类触觉刺激，可以称为触感刺激(tactilesimulation)，刺激着人皮肤中的受体。人的皮肤中有许多不同类型的受体，以适应不同的触觉。皮肤中的麦斯纳氏小体用于感知低频振动。皮肤中的梅克尔氏细胞用于感知压力。皮肤中的鲁菲尼氏小体用于感知剪切变形。皮肤中的帕西尼氏小体用于感知高频振动。
技术实现要素：
根据本公开的一个方面，提供了一种触觉刺激系统，包括触觉刺激界面，该界面包括用于刺激用户皮肤中的受体的刺激元件图案。该触觉刺激系统还包括控制电路，用于根据为用户定制的演示模式在触觉刺激界面上演示信息。根据为用户定制的演示模式在触觉刺激界面上演示信息可以让用户逐步学习，以解读该触觉刺激界面上更多复杂的演示模式。因此，没有使用过触觉刺激界面的用户可立即从中受益。而且，用户可以根据自身进度逐步学会解读触觉刺激界面上更多复杂的演示模式。此外，通过为用户定制演示模式，该触觉刺激界面可以更高效地为用户提供信息。因此，实施例对触觉刺激界面的操作提供了技术改进。
可选地，前述任一方面中，该控制电路还用于基于用户输入定制演示模式。
可选地，前述任一方面中，根据演示模式在触觉刺激界面上演示信息，该控制电路还用于：将字母的符号表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第一模式；以及将单词的符号表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第二模式。提供不同的演示模式选项，可以让用户选择更加有效的演示信息的演示模式，这不仅节省了用户的时间，而且可以节省电力和/或延长触觉刺激系统的电池寿命。
可选地，前述任一方面中，根据演示模式在触觉刺激界面上演示信息，该控制电路还用于：将字母的声音视觉波形表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第一模式；以及将单词的声音视觉波形表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第二模式。
可选地，前述任一方面中，根据演示模式在触觉刺激界面上演示信息，该控制电路还用于：将数字信息的符号表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第一模式；以及将数字信息的声音视觉波形表征映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第二模式。
可选地，前述任一方面中，根据演示模式在触觉刺激界面上演示信息，该控制电路还用于：在空间上，将图像映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第一模式；在时间上，将图像映射到刺激元件图案，以响应演示模式为第二模式。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括用户界面，用于接收用户对触觉刺激系统中演示信息复杂度的选择。该控制电路用于基于该复杂度选择演示模式。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还用于增加该触觉刺激系统中演示信息的复杂度，以响应用户适应该触觉刺激系统。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括无线通信接口，用于接收要在该触觉刺激系统演示的信息。该控制电路还用于将在该无线通信接口处接收的数字数据映射到刺激元件图案，以便在触觉刺激界面上演示该信息。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括无线通信设备。该无线通信设备用于向无线通信接口提供数字数据。一些用户可能无法使用无线通信设备的例如视觉显示或音频显示。实施例通过将无线通信设备上的信息演示给用户解决了这一技术难题。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括用于戴在人的手指上的环状部件。该环状部件具有内圈表面以及外圈表面。环状的外形解决了如何有效地与用户感官交互的技术难题，同时也方便了用户。这种环状外形并不累赘，反而非常方便用户佩戴。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案用于通过该内圈表面刺激皮肤中的受体。该环状部件具有内圈表面以及外圈表面。尽管该内圈表面与用户皮肤表面接触有限，但由于用户手指皮肤中受体的敏感性，信息能有效传递给用户。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案用于通过该外圈表面刺激皮肤中的受体。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案包括用于刺激皮肤中受体的电极图案。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案包括电机换能器图案，用于通过每个电机换能器的机械振动刺激皮肤中的受体。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案包括电声换能器图案，用于通过电声换能器的机械振动刺激皮肤中的受体。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案包括电热换能器图案，用于通过每个电热换能器的温度刺激皮肤中的受体。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括用于围绕在人的腕部周围的部件。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括用于围绕在人的颈部周围的部件。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案位于基本平坦的表面中。
可选地，前述任一方面中，该刺激元件图案位于弯曲的表面中。
可选地，前述任一方面中，该信息包括文本。此外，该控制电路还用于以形状来表征该文本，该形状物理地映射到该文本，以便为用户定制演示模式
可选地，前述任一方面中，该信息包括声音。此外，该控制电路还用于将该声音转换成该声音的视觉表征，以便为用户定制演示模式以及，该控制电路还用于将该声音的视觉表征演示在触觉刺激界面上。
根据本公开的另一方面，提供了一种向用户触觉地演示信息的方法。该方法包括为触觉刺激界面的用户定制演示模式，该触觉刺激界面包括刺激元件图案；以及通过该刺激元件图案刺激用户皮肤中的受体，以根据该演示模式演示信息。
根据本公开的另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，存储用于提供触觉通信的计算机可读指令，当该指令由一个或多个处理器执行时，使得该一个或多个处理器：访问要在触觉刺激界面上演示的信息，该触觉刺激界面包括用于刺激用户皮肤中受体的刺激元件图案；为用户定制演示模式；以及根据该演示模式使信息在触觉刺激界面上演示出来。
根据本公开的另一方面，提供了一种无线通信设备，包括：包含指令的非暂时性内存存储；以及与该非暂时性内存存储进行通信的一个或多个处理器，其中，该一个或多个处理器执行该指令以：访问要在触觉刺激界面上演示的信息，该触觉刺激界面包括用于刺激用户皮肤中受体的刺激元件图案；以及根据用户定制演示模式使该信息在触觉刺激界面上演示出来。
根据本公开的一个方面，提供了一种触觉刺激设备，包括：触觉刺激界面，包括用于刺激用户皮肤中受体的刺激元件图案；以及接收器，用于接收信息以演示在该触觉刺激界面上。
可选地，前述任一方面中，该触觉刺激系统还包括控制器，用于基于接收的信息输出数据信号；以及数模转换器，用于将该数据信号转换为模拟信号以驱动刺激元件图案。
提供本发明内容是为了以简要的形式介绍一些概念，这些概念将在下文的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非旨在确定所要求保护主题的关键特征或基本特征，也并非旨在帮助确定所要求保护主题的范围。所要求保护主题的不局限于解决背景技术中指出的任意或所有缺点的实施方式。
附图说明
本公开的各个方面以实施例的方式说明，且不受附图限制，在附图中相同的符号指示相同的元件。
图1示出了用于数据通信的无线网络。
图2示出了触觉刺激系统的一实施例。
图3示出了基站的示例。
图4描绘了触觉刺激设备的一实施例。
图5描绘了在触觉刺激界面中称为“字母的符号表征”的演示模式下演示信息的实施例。
图6描绘了在触觉刺激界面中称为“单词的符号表征”的演示模式下演示信息的实施例。
图7描绘了在触觉刺激界面中称为“字母的声音视觉波形表征”的演示模式下演示信息的实施例。
图8描绘了在触觉刺激界面上演示信息的演示模式的实施例。
图9是在触觉刺激界面上演示信息的过程的实施例的流程图。
图10是在触觉刺激界面上演示信息的过程的实施例的流程图。
图11是在触觉刺激界面上演示信息的过程的实施例的流程图。
图12是让用户选择演示模式的过程的实施例的流程图。
图13是让用户选择演示模式复杂度的过程的实施例的流程图。
图14是触觉刺激界面在不同演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图15是触觉刺激界面在不同演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图16是触觉刺激界面在不同演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图17是触觉刺激界面在不同演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图18是触觉刺激界面在不同演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图19描绘了在触觉刺激界面上演示信息的演示模式的另一实施例。
图20a-20f示出了时间演示模式的示例。
图21是触觉刺激界面在时间演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图22是触觉刺激界面在空间演示模式或时间演示模式下演示信息的过程的实施例的流程图。
图23描绘了具有环状外形的触觉刺激设备的实施例。
图24描绘了刺激元件图案位于弯曲表面的一个实施例。
图25描绘了刺激元件图案位于弯曲表面的另一实施例。
具体实施方式
现在将结合附图对本公开进行描述，本公开一般涉及触觉刺激系统及方法。
由于缺乏对人脑如何适应学习使用触觉刺激系统的神经科学了解，因此提供可行的触觉刺激系统是一项挑战。例如，在系统的触觉刺激界面中，很难预测演示信息的最优演示模式。此外，最优演示模式可能因人而异。在简单的演示模式下演示信息可以让人更容易解读该信息。一种非常简单的演示模式示例是二进制通知，如嗡嗡声表示开或关。然而，简单的演示模式在可展示的信息量和/或质量上有一定的限制。例如，二进制通知可以用来通知用户已接收到一条信息，但并不说明消息的任何内容。一方面，可以采用复杂的演示模式来传递更多的信息。例如，触觉刺激界面可以一次演示一个词，这样用户就可以通读整条信息。这种一次演示一个词的一个示例是在确定该单词的声音视觉波形表征后，将该视觉波形表征映射到触觉刺激界面上。然而，触觉刺激界面中更为复杂的演示可能很难让人理解。选择合适的演示模式很大程度上取决于使用触觉刺激界面的人。选择合适的演示模式很大程度上取决于使用触觉刺激界面的人的经验水平。
本文所提供的技术是根据为用户定制的演示模式，在触觉刺激界面上演示信息。为用户定制演示模式，提供了可以让用户适应触觉刺激界面的可行的方法。在一实施例中，触觉刺激界面利用触觉刺激来刺激人皮肤中的受体。演示模式指的是在触觉刺激界面演示信息的模式或方式。演示模式示例包括但不仅限于：字母的符号表征、单词的符号表征、字母的声音视觉波形表征、单词的声音视觉波形表征、图像的空间表征以及图像的时间表征。根据为用户定制的演示模式在触觉刺激界面演示信息可以让用户逐步学习以解读该触觉刺激界面上更多复杂的演示模式。因此，即使没有触觉刺激界面使用经历的用户可立即从中有所收获。而且，用户可以根据自身进度，逐步学习解读触觉刺激界面中更多复杂的演示模式。此外，通过为用户定制演示模式，触觉刺激界面的确可以更高效地为用户提供信息。因此，实施例对触觉刺激界面的操作提供了技术改进。
在一实施例中，触觉刺激设备与诸如蜂窝电话之类的无线通信设备配对。触觉刺激设备可以用来演示来自无线通信设备的信息。在一实施例中，无线通信设备向触觉刺激设备提供数字信息。无线通信设备通常包括用于显示视觉信息的屏幕和用于播放音频信息的扬声器(或耳机插孔)。一些无线设备可以配置为当诸如接收到电话呼叫时振动。然而，提供可行的触觉刺激系统，以演示来自无线通信设备(或在触觉刺激界面中演示的其他信息源)的文本、视觉和/或音频信息，是非常具有挑战性的。而且一些用户可能无法使用无线通信设备的视觉显示或音频显示等。因此，本实施例通过将无线设备上的信息演示给用户解决了这一技术难题。
应理解为，本公开的实施例可以以多种不同的形式实施，并且对权利要求范围的解释不局限于本文所述的实施例。具体而言，提供这些实施例以使本公开充分且全面，并向本领域技术人员充分传达本发明实施例的概念。本公开旨在涵盖落在所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同方案及备选方案。此外，在下文对本公开实施例的详细描述中，提出了大量的具体细节，以便对彻底理解本公开。然而，本领域普通技术人员应理解，本公开实施例可无需这些特定细节进行实施。
图1示出了用于数据通信的无线网络。通信系统100包括诸如用户设备110a、110b和110c、无线电接入网(ran)120a和120b、核心网130、公共交换电话网(pstn)140、因特网150、以及其他网络160。其他或替代网络包括私有和公共数据包网络，包括公司内网。附图示出了一些组件或元件，而这些组件或元件都可以包括在系统100中。
在一实施例中，无线网络可以为具有至少一个5g基站的第五代(5g)网络，基站以正交多频多工(ofdm)和/或非ofdm与通信设备进行通信，且传输时间间隔(tti)低于1毫秒(如100或200微秒)。一般情况下，基站也可以是任一种enb和5gbs(gnb)。此外，该网络还可以包括网络服务器，用于处理通过至少一个enb或gnb从通信设备接收的信息。
系统100可以让多个无线用户传输或接收数据及其他内容。系统100可以实现单个或多通道接入方法，但不仅限于诸如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)或单载波fdma(sc-fdma)。
用户设备(ue)110a、110b和110c，可以分别称为ue110，或统称为ues110，用于在系统100中进行操作或通信。例如，ue110可以用于发射和/或接收无线信号或有线信号。每个ue110代表任意合适的终端用户设备，并且可以包括诸如(或可被称为)用户设备/装置、无线发射/接收单元(ue)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(pda)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器、可穿戴设备或消费性电子装置。
在上述实施例中，rans120a、120b分别包括一个或多个基站(bss)170a、170b。rans120a和120b可以分别称为ran120，或者统称为rans120。类似地，基站(bss)170a和170b可以分别称为基站(bs)170，或者统称为基站(bss)170。bss170中的每个基站用于与一个或多个ues110无线连接，以实现对核心网130、pstn140、互联网150和/或其他网络160的访问。例如，基站(bss)170可以包括多个众所周知的设备中的一个或多个，诸如基站收发站(bts)、node-b(nodeb)、演进nodeb(enb)、下一代(第五代)(5g)nodeb(gnb)、家庭nodeb、家庭enodeb、站点控制器、接入点(ap)、或无线路由器、或具有有线或无线网络的服务器、路由器、交换机或其他处理实体。
在一实施例中，bs170a组成ran120a的一部分，其中ran120a可以包括一个或多个其他bs170、元件和/或装置。类似地，bs170b组成ran120b的一部分，其中ran120b可以包括一个或多个其他bss170、元件和/或装置。bss170中的每一个都在特定地理区域或地区内发射和/或接收无线信号，这些区域有时称为“小区”。在一些实施例中，可以在每个小区中采用具有多个收发器的多输入多输出(mimo)技术。
bss170在无线通信链路上通过一个或多个空中接口(未示出)与一个或多个ues110进行通信。空中接口可以使用任意合适的无线接入技术。
预计系统100可以使用多信道接入功能，包括诸如bss170和ues110用于实施长期演进无线通信标准(lte)、lte高级(lte-a)和/或lte多媒体广播多播服务(mbms)的方案。在其它实施例中，基站170和用户设备110a-110c用于实施umts、hspa或hspa+标准和协议。当然，还可以使用其它多种接入方案和无线协议。
rans120与核心网130进行通信，以向ues110提供语音、数据、应用、互联网语音协议(voip)或其他服务。应理解为，rans120和/或核心网130可以与一个或多个其他rans(未示出)直接或间接地进行通信。核心网130还可以作为其他网络(诸如pstn140、互联网150和其他网络160)的网关接入。此外，一些或全部ues110可以具有使用不同的无线技术和/或协议通过不同的无线链路与不同的无线网络通信的功能。
rans120还可以包括毫米和/或微波接入点(aps)。ap可以是bss170的一部分，或者可以位于远离bss170地方。ap可以包括但不限于连接点(mmwcp)或能够进行mmw通信的bs170(诸如mmw基站)。mmwap可以在诸如24ghz至100ghz的频率范围内发射和接收信号，但不要求在整个该频率范围内进行操作。如本文所用，术语基站指基站和/或无线接入点。
尽管图1示出了通信系统的一个示例，但也可以对图1进行多种变化。例如，通信系统100可以包括许多用户设备、基站、网络或任意合适配置的其他组件。还应理解，术语用户设备可以指与蜂窝或移动通信系统中的无线电网络节点通信的任意类型的无线设备。用户设备的非限制性示例为目标设备、设备到设备(d2d)的用户设备、机器型用户设备或能够进行机器到机器(m2m)通信的用户设备、笔记本电脑、pda、ipad、平板电脑、移动终端、智能手机、笔记本电脑嵌入式配备(lee)、笔记本电脑安装式设备(lme)及usb软件狗。
在一实施例中，ue110与触觉刺激设备240进行无线连接。在一实施例中，ue110通过无线连接向触觉刺激设备240发送信息(诸如数字数据)。该信息根据ue110的用户定制演示模式在触觉刺激界面250演示。为用户定制演示模式，提供了让用户可以适应触觉刺激设备240的方法。在一实施例中，触觉刺激系统包括触觉刺激设备240和ue110。在一实施例中，触觉刺激系统包括触觉刺激设备240但不包括ue110。
图2示出了一个可能实现的触觉刺激系统的实施例。在本实施例中，触觉刺激系统包括触觉刺激设备和ue110。在另一实施例中，触觉刺激系统包括触觉刺激设备240但不包括ue110。ue110可以是诸如移动电话，但在其他示例中也可以是其他设备，诸如台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手持计算设备、汽车计算设备和/或其他计算设备。如图所示，示例性ue110示出了包括至少一个发射器202、至少一个接收器204、存储器206、至少一个处理器208和至少一个输入/输出设备212。处理器208可以实现ue110的多种处理操作。例如，处理器208可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任意其他能够使ue110能够在系统100中进行操作的功能(图1)。处理器208可以包括任意合适的处理或计算设备,用于执行一个或多个操作。例如，处理器208可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。在一实施例中，存储器206是非暂时性存储器。在一实施例中，存储器206是非暂时性计算机可读介质。
发射器202可以用于数据或其他内容的调制，以便由至少一个天线210传输。发射器202还可以用于放大、过滤及rf信号变频，之后将该信号发送至天线210用于传输。发射器202可以包括用于生成信号以进行无线传输的任意合适结构。
接收器204可以用于解调通过至少一个天线210接收的数据或其他内容。接收器204还可以将通过天线210接收的rf信号进行放大、过滤和变频。在一些实施例中，接收器204是rf信号接收器。接收器204可以包括用于处理以无线方式接收的信号的任意合适的结构。天线210可以包括用于发射和/或接收无线信号的任意合适的结构。同一天线210可以既发射rf信号，也接收rf信号，或者，不同的天线210可以用于发射信号和接收信号。
应理解，可以在ue110中使用一个或多个发射器202，可以在ue110中使用一个或多个接收器204，并且可以在ue110中使用一个或多个天线210。尽管图中至少一个发射器202和至少一个接收器204显示为单独区块或组件，但它们可以组合成收发器。因此，在图2中，与其示出发射器202的单独区块和接收器204的单独区块，不如示出收发器的单独区块。在一实施例中，至少一个发射器202用于与触觉刺激设备240进行通信。在一实施例中，至少一个接收器204中用于与触觉刺激设备240进行通信。在一实施例中，这样的发射器和/或接收器包括用于与触觉刺激设备240进行通信的无线通信接口。
ue110还包括一个或多个输入/输出设备212。输入/输出设备212用于与用户进行交互。每个输入/输出设备212包括用于向用户提供信息或从用户处接收信息的任意合适的结构，诸如扬声器、麦克风、键盘、键盘、显示器或触摸屏。注意，一些用户可能难以使用一个或多个所述结构来接收信息。例如，一些用户可能不能看或阅读ue110上的视觉显示。又例如，一些用户不能听ue110上的扬声器。而触觉刺激设备240的实施例可以使用户从ue110获取此类信息。
此外，ue110包括至少一个存储器206。存储器206存储着ue110使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器206可以存储由处理器208执行的软件或固件指令以及用于减少或消除传入信号干扰的数据。每个存储器206包括任意合适的易失性和/或非易失性存储器和检索装置。可以使用任意合适的存储器类型，诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘、光盘、用户身份模块(sim)卡、记忆棒、安全数字(sd)存储卡等。
ue110与触觉刺激设备240无线连接。触觉刺激设备240包括触觉刺激界面250(也可更简单地称为“刺激界面”)、接收器260、控制器270及数/模(d/a)转换器275。接收器260可以包括用于与ue110进行无线通信的无线接收器。接收器260可以使用多种无线通信协议进行通信，包括但不限于ieee(电气和电子工程师协会)802.11协议或ieee802.15协议。在一实施例中，接收器260使用
在一实施例中，刺激界面250用于刺激人类皮肤中的受体。受体可以包括但不限于麦斯纳氏小体、梅克尔氏细胞、鲁菲尼氏小体以及帕西尼氏小体。刺激界面250不需要刺激全部这些类型的受体。在一实施例中，刺激界面250刺激一种或多种类型受体的一部分(诸如麦斯纳氏小体、梅克尔氏细胞、鲁菲尼氏小体和/或帕西尼氏小体)。在一实施例中，刺激界面250具有刺激元件的图案。刺激界面250可以使用电信号(诸如电压、电流等)、温度(诸如冷、热)和/或机械运动(诸如机械振动)来刺激人体皮肤中的受体，但不仅限于用这些技术刺激人体皮肤中的受体。用户可以学习解读皮肤中受体受到的刺激，以获得信息。例如，用户可以使用触觉刺激设备240来“读取”在ue110处收到的电子邮件信息。此处，引号中的术语“读取”强调这种“读取”并不是典型的读取情景，例如用户从诸如ue110上的显示屏上视觉地读取。
控制器270用于控制触觉刺激设备240的操作。在一实施例中，控制器270用于控制从ue110发出经过接收器260的数据传输。在一实施例中，从ue110到触觉刺激设备240的数据传输是单向的。在一实施例中，从ue110到触觉刺激设备240的数据传输是双向的。因此，触觉刺激设备240可以向ue110报告配置信息、状态等。
在一实施例中，控制器270用于控制刺激界面250中的数据演示。在一实施例中，该控制过程包括选择演示模式。d/a转换器275用于将数字信号转换为模拟信号。在一实施例中，控制器270处理来自ue110的第一数字信号并向d/a转换器275提供第二数字信号。基于来自控制器270的第二数字信号，d/a转换器275输出模拟信号以驱动刺激界面250。因为控制器270可以实现诸如选择演示模式和/或生成用于配置刺激界面250的合适数字信号的功能，因此第一和第二数字信号可能是不同的。在一实施例中，ue110实现这些功能，其中第一和第二数字信号可以是相同的。
控制器270可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。用于实现控制器270的硬件控制电路元件可以包括但不限于现场可编程门阵列(fpgas)、专用集成电路(asics)、专用标准产品(assps)、片上系统(socs)、复杂可编程控制电路装置(cplds)、特殊用途计算机等。在一实施例中，控制器270使用对一个或多个处理器进行编程的软件(存储在存储设备上)来实现。因此，控制器270可以包括存储设备和处理器。
控制器270是控制电路的一实施例，该控制电路用于根据为用户定制演示模式在触觉刺激界面250上演示信息。在一实施例中，控制器270与ue110相互配合以在刺激界面250上演示信息。例如，通过在处理器208上执行存储在存储器206中的指令，ue110可以选择演示模式，并向接收器260发送数字数据。因此，在一实施例中，控制器270、处理器208和存储器206的组合可以称为控制电路，该控制电路用于根据为用户定制演示模式在触觉刺激界面250上演示信息。
在一些实施例中，触觉刺激设备240由电池供电。在一些实施例中，ue110也由电池供电。如下文所示，一些演示模式可以更有效地将信息演示给用户。向用户演示信息的更有效的演示模式可以节省触觉刺激设备240和/或ue110消耗的电力。因此，向用户演示信息更有效的演示模式可以延长触觉刺激设备240和/或ue110的电池寿命。
图3示出了可实施根据本公开的方法和教导的示例bs170。如图所示，bs170包括至少一个处理器308、至少一个发射器302、至少一个接收器304、一个或多个天线310以及至少一个存储器306。处理器308可以实现bs170的多种处理操作，诸如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任意其它功能。每个处理器308包括用于执行一个或多个操作的任意合适的处理或计算设备。每个处理器308可以包括诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。在一实施例中，存储器306是非暂时性存储器。
每个发射器302包括任意合适结构，以产生用于无线传输到一个或多个ue110或其他设备的信号。每个接收器304包括任意合适结构，用于处理一个或多个ues110或其他设备无线接收的信号。尽管图中至少一个发射器302和至少一个接收器304显示为单独区块或组件，但它们可以组合成收发器。每个天线310包括用于发射和/或接收无线信号的任意合适结构。尽管此处示出了同一根天线310既耦合到发射器302，也耦合到接收器304，但是一根或多根天线310可以耦合到发射器302，并且一根或多根单独的天线310可以耦合到接收器304。每个存储器306包括任意合适的易失性和/或非易失性存储器和检索装置。
图4描绘了触觉刺激设备240的一实施例。刺激界面250包括触觉刺激元件410的图案(也可更简单地称为“刺激元件”)。在一实施例中，刺激元件410的图案用于刺激人类皮肤中的受体(例如，麦斯纳氏小体、梅克尔氏细胞、鲁菲尼氏小体和/或帕西尼氏小体)。在一实施例中，每个刺激元件410可独立控制。图4中的图案仅为一个示例，刺激元件410也可具有其它多种配置。本示例中，刺激元件410的图案为6*6，共有36个刺激元件410。刺激元件410的数量可以根据实施例而变化。在图4的示例中，刺激元件410有六行和六列。并不要求行数与列数相等。在图4的示例中，刺激元件410的间距相等；然而，并不要求间距相等，且不要求图案按行和列排列。在一实施例中，图案包括刺激元件410的阵列。术语“阵列”用于指诸如刺激元件410的类似对象的系统性排列。
图4中，每个刺激元件410的横截面形状均为正方形，而刺激元件410可以具有其他横截面形状。
在一实施例中，每个刺激元件410包括电极，该电极可以偏置到所需电压。因此，在一实施例中，刺激界面250包括用于刺激用户皮肤中的受体的电极图案。在一实施例中，一些刺激元件410被称为激活电极，其他刺激元件410被称为接地电极。在一实施例中，有一个或多个接地电极。通过将激活电极与地电极偏置到合适的电压，使其处于公共电压下，即可以使电流从激活电极流经用户的皮肤到一个或多个地电极。流过用户皮肤的电流可以是离子电流。在一实施例中，若希望不激活该特定激活电极，则可以将该激活电极偏置到公共电压。
在一实施例中，每个刺激元件410包括电机转换器。因此，在一实施例中，刺激界面250包括用于刺激用户皮肤中的受体的电机换能器的图案。电机换能器能够将电能转化为机械能。机械能可以是机械振动的形式。例如，电机换能器可以由电信号(如电流或电压)控制以引起刺激元件410的机械振动。在一实施例中，包括电机换能器的刺激元件410的图案用于通过电机换能器的机械振动刺激人体皮肤中的受体。
在一实施例中，每个刺激元件410包括电声换能器。因此，在一实施例中，刺激界面250包括用于刺激用户皮肤中的受体的电声换能器的图案。电声换能器能够将电能转化为声能。声能可以是声波的形式。例如，电声换能器可以由电信号(如电流或电压)控制以产生声波。在一实施例中，每个电声换能器包括音频扬声器。在一实施例中，包括电声换能器的刺激元件410的图案用于通过电声换能器的机械振动来刺激人体皮肤中的受体。
电声换能器的直径可以在大约0.5mm至2mm之间。然而，直径小于0.5mm或大于2mm的电声换能器也可用做刺激元件410。在一实施例中，驱动电声换能器以其在10hz至10khz的频率范围内产生声波。然而，电声换能器可以被驱动以产生低于10hz或大于10khz的声波。
在一实施例中，每个刺激元件410包括电热换能器。因此，在一实施例中，刺激界面250包括配置为刺激用户皮肤中的受体的电热换能器的图案。电热换能器能够将电能转化为热能。例如，电热换能器可由电信号(如电流或电压)控制以产生热能。在一实施例中，每个电热换能器包括电阻。在一实施例中，每个电热换能器包括二极管。在一实施例中，由电热传感器组成的刺激元件410的图案用于通过电热传感器的相对温度来刺激人体皮肤中的受体。
在一实施例中，每个刺激元件410本身可以刺激人体皮肤中的受体。例如，每个刺激元件可包括由电信号(如电流或电压)控制的电机换能器以产生机械振动。在一实施例中，两个或多个刺激元件410相互配合以刺激人体皮肤中的受体。例如，每个刺激元件可以包括电极，使得电流从用户皮肤与激活电极的接触点流经用户皮肤，并流向用户皮肤与接地电极的接触点。注意，在一实施例中，用户皮肤内所指的电流是离子电流。
可以控制刺激元件410以各种演示模式演示信息。根据为用户定制的演示模式在触觉刺激界面演示信息可以让用户逐步学习解读该触觉刺激界面上更多复杂的演示模式。因此，即使没有触觉刺激界面使用经历的用户可立即从中有所收获。而且，用户可以根据自身进度，逐步学习解读触觉刺激界面中更多复杂的演示模式。
本文中的一种演示模式称为“空间表征”。在空间表征的一实施例中，刺激元件410的整个图案可以同时使用，且一些元件处于激活状态，一些元件处于非激活状态。本文中的一种演示模式称为“时间表征”。在时间表征的一实施例中，刺激元件410的一列可以在第一时间点使用，且在该列中一些元件410处于激活状态，一些元件处于非激活状态。所有其他列可以在第一时间点处于非激活状态。在第二时间点，刺激节点410的图案的第二列可以以类似方式使用。刺激元件410的图案的其他列可以在其他顺序时间点继续进行时间表征。时间表征的另一实施例以类似的方式滚动经过刺激元件410的图案的行。
由ue110提供给触觉刺激设备240的信息的格式可以根据实施例而变化。例如，信息可以是“原始数据”，诸如文本数据甚至图像数据。在此种情况下，触觉刺激设备240用于确定如何将“原始数据”映射到触觉刺激元件410的图案。然而，ue110可以以更精确的格式提供信息。例如，ue110可以了解刺激元件410的图案配置。在此情况下，ue110可以指示触觉刺激设备240应该在每个刺激元件410中演示何种内容。
图5描绘了在触觉刺激界面250的“字母的符号表征”演示模式下演示信息的实施例。触觉刺激界面250正在演示英文字母中的字母“a”。在本示例中，触觉刺激界面250的表征包括英文字母中的字母“a”的视觉外观。此概念可以应用于其他语言的字母。
图6描绘了在触觉刺激界面250的“单词的符号表征”演示模式下演示信息的实施例。触觉刺激界面250正在演示由英文字母组成的单词“love”。在本示例中，触觉刺激界面250中的表征包括心的符号的视觉外观，且在本实例中，是单词“love”的符号表征。注意，触觉刺激界面250能够演示整个单词而不是单个字母，使得触觉刺激界面250能够更有效地将信息演示给用户。例如，可以用更少的时间向用户演示电子邮件。然而，在某些情况下，用户无法解读更复杂的文本。换句话说，用户可能能够更好地解读字母表的字母。实施例可以让用户选择演示模式，这可以让用户决定何种模式最适合自己。此外，应注意，在某些耗时较短的演示模式不仅可以节省用户的时间，而且可以延长ue110和/或触觉刺激设备240中的电池寿命。
图5和图6中的概念可以应用于其他语言书写的字符或符号。因此，一实施例包括本文所述的演示模式，即“用于语言书写文字的符号表征”。例如，在一实施例中，演示模式是汉字的符号表征。此处汉字指的是已发明用于书写汉语的任意已知字符。
图7描绘了在触觉刺激界面250的“字母的声音视觉波形表征”演示模式下演示信息的实施例。口语中字母的声音波形可以直观地表示为“声音视觉波形”。在一示例中，声音视觉波形可以由声音强度与时间的关系描绘。例如，英语字母表的每一个字母都具有一个独特的声音的视觉波形表征形状。图6中用x-y轴示出了声音的视觉波形如何映射到触觉刺激界面250。y轴对应声音强度，x轴对应时间。在一实施例中，整个声音视觉波形表征同时在触觉刺激界面250上演示。在一实施例中，声音的视觉波形表征在触觉刺激界面250随着时间的推移在x方向上逐渐演示。
图8描绘了在触觉刺激界面250演示信息的演示模式的实施例。本文将该演示模式成为“单词的声音视觉波形表征”。口语中的声音视觉波形表征可以表示为“声音视觉波形”。在一示例中，声音视觉波形可以由声音强度与时间的关系描述。例如，英语中不同单词有其独特的声音视觉波形的形状。图8中用x-y轴示出了声音的视觉波形如何映射到触觉刺激界面250。y轴对应声音强度，x轴对应时间。在一实施例中，声音的整个视觉波形同时在触觉刺激界面250演示。在一实施例中，声音视觉波形在触觉刺激界面250上随着时间的推移在x轴方向上逐渐演示。
与图5和图6中的示例相似，图7和图8的实施例可以让用户选择演示模式，这可以让用户决定何种模式最适合自己。例如，触觉刺激界面250上能够演示整个单词(如图8)，而不是单个字母(如图7)，使得触觉刺激界面250可以更有效地向用户演示信息。例如，可以用更短的时间向用户演示电子邮件。然而，在某些情况下，由于单词过多，用户可能无法解读单词的声音视觉波形表征(如图8)。换句话说，用户可能能够更好地解读字母表中字母的声音视觉波形表征。实施例可以让用户选择演示模式，这可以让用户决定何种模式最适合自己。此外，应注意，某些耗时较短的演示模式不仅可以节省用户的时间，而且可以延长ue110和/或触觉刺激设备240中的电池寿命。
图9为在触觉刺激界面250上演示信息的过程900的实施例的流程图。过程900可用于向用户触觉地演示信息。换言之，过程900可用于与用户进行信息的触觉通信。在一实施例中，该信息是ue110上的任意数字数据。例如，该信息可以是文本内容、图像内容和/或音频内容，但不仅限于此。在过程900中，ue110向触觉刺激设备240提供的信息是要在触觉刺激元件410的图案中演示的精确格式。
步骤902包括ue110将数字数据转换为一种格式，该格式在触觉刺激设备240中以触觉刺激元件410的图案演示。该格式取决于刺激元件410的图案配置。可能需要将数字数据转换为该格式以适应触觉刺激元件410的图案配置。例如，数字数据可能是文本数据，其中ue110可以确定应该激活哪些触觉刺激元件410以在触觉刺激元件410中演示特定字符(文本)。在一实施例中，步骤902包括为触觉刺激元件410中的各个元件确定一个信号。在一实施例中，步骤902包括确定每个刺激元件410应该是激活状态还是非激活状态。本文讨论了步骤902的众多示例。
在一实施例中，ue110还为用户确定演示模式。该演示模式指的是在触觉刺激界面250中演示信息的模式或方式。该演示模式可以独立于刺激元件410的图案配置。在ue110确定演示模式的情况下，ue110将信息格式化以响应演示模式。例如，在一实施例中，ue110可以将字母的符号表征映射到刺激元件410的图案，以响应演示模式为第一模式，并且将字母的声音视觉波形表征映射到刺激元件的模式，以响应演示模式为第二模式。
步骤904包括无线通信装置将格式化的信息发送到触觉刺激设备240。在一实施例中，信息是通过无线通信链路发送的。
步骤906包括触觉刺激设备240在触觉刺激元件410的图案中演示格式化的信息。例如，触觉刺激设备240可以如附图5-8中的任意描述驱动。在一实施例中，在驱动触觉刺激设备240以演示一条信息之后，驱动触觉刺激设备240演示另一条信息以响应用户反馈。例如，在演示“a”之后，系统等待用户反馈(诸如将手指从触觉刺激界面250上移开)，然后再在触觉刺激界面250上演示字母“c”。在一实施例中，在驱动触觉刺激设备240演示一条信息之后，可以驱动触觉刺激设备240演示另一条信息，而无需用户的任意明确反馈。例如，如图5所示，可以驱动触觉刺激设备240演示字母“a”，随后在预定时间之后演示字母“c”，而无需用户的任意反馈。
图10为在触觉刺激界面250上演示信息的过程1000的实施例的流程图。在一实施例中，该信息是ue110上的任意数字数据。例如，信息可以是文字内容、图像内容、音频内容，但不仅限于此。在过程1000中，ue110将信息以原始格式提供给触觉刺激设备240。
步骤1002包括无线通信设备将数字数据传递给触觉刺激设备240。数字数据的格式可以随实施方式的不同而变化。例如，可以通过传递ascii字符来传递文本数据。图像数据可以以任意格式传递，包括但不限于jpeg(联合摄影专家组)、gif(图形交换格式)、png(便携式网络图形)、tiff(标签图像文件格式)、bmp(微软位图)等。音频数据可以以任意格式传递，包括但不限于wav(波形音频文件)、aiff(音频交换文件格式)、mp3、aac(高级音频编码)、wma(微软音频格式)等。
步骤1004包括触觉刺激设备240将信息转换为适合触觉刺激元件410的图案的格式。步骤1004类似于过程900的步骤902。该格式取决于刺激元件410的图案配置。在一实施例中，步骤1004包括为触觉刺激元件410中各个元件确定一个信号。在一实施例中，步骤1004包括确定每个刺激元件410应该是激活状态还是非激活状态。
在一实施例中，触觉刺激设备240还为用户确定演示模式。在一实施例中，ue110将该演示模式通知给触觉刺激设备240。在任一情况下，在一实施例中，触觉刺激设备240可以在已知演示模式后对信息进行格式化。例如，在一实施例中，触觉刺激设备240可以将字母的符号表征映射到刺激元件410的图案以响应演示模式为第一模式，并且将字母的声音视觉波形表征映射到刺激元件的图案以响应演示模式为第二模式。
步骤1006包括触觉刺激设备240在触觉刺激元件410的图案中演示格式化的信息。步骤1006类似于过程900的步骤906。
图11为在触觉刺激界面250上演示信息的过程的实施例的流程图。过程1100可用于帮助用户逐步适应触觉刺激界面250。
步骤1102包括为触觉刺激界面250的用户定制演示模式。为用户定制演示模式的一种技术是允许用户选择信息的格式化方式。例如，用户可以选择信息是以符号格式(例如，字母表的字母)演示还是以字母或单词的声音波形的视觉表征来演示。另一个示例是让用户选择信息是以空间表征演示还是时间表征演示。
步骤1104包括用触觉刺激界面250刺激用户皮肤中的受体，以根据演示模式演示信息。
图12和13提供了根据为用户定制演示模式的实施例的进一步细节。图12描述了一种可以让用户通过指定演示模式来选择演示模式的技术。图13描述了一种可以让用户通过指定演示模式的复杂度来选择演示模式的技术。
现参见图12，为可以让用户选择演示模式的过程1200的流程图。步骤1202包括为用户提供界面，以选择用于在触觉刺激设备240中演示信息的演示模式。该演示模式可以用于在触觉刺激界面250上为用户演示所有内容，也可以用于演示该内容的一部分。在一实施例中，用户界面在ue110(诸如无线通信设备、蜂窝电话等)的显示屏幕中演示。该界面可以让用户在诸如字母的符号表征、单词的符号表征、字母的声音视觉波形表征、单词的声音视觉波形表征、图像的空间表征和/或图像的时间表征等演示模式之间进行选择。这些演示模式不一定互斥。例如，用户可以用这些模式中的另一种来选择空间模式或时间模式。在一实施例中，用户被要求从一组演示模式中选择一个演示模式。该组演示模式不一定包括所有可能的演示模式。例如，该组演示模式可以不包括空间和时间模式。在一实施例中，该界面可以让用户根据不同类型的内容选择不同的演示模式。例如，可以让用户针对电子邮件以及浏览互联网选择不同的演示模式。又例如，可以让用户针对电子邮件以及语音邮件选择不同的演示模式。
步骤1204包括在界面中接收选择。在一实施例中，该选择指定至少一种演示模式。
步骤1206包括设置演示模式以响应用户选择。如上文指出，该演示模式可以用于在触觉刺激界面250上为用户演示所有内容，也可以用于演示该内容的一部分。
现参见图13，为用户选择演示模式复杂度的过程1300的实施例的流程图。步骤1302包括为用户提供界面，以选择用于在触觉刺激设备240中演示信息的演示模式的复杂度等级。该演示模式可以用于在触觉刺激界面250为用户演示所有内容，也可以用于演示该内容的一部分。在一实施例中，该用户界面在无线通信设备(诸如蜂窝电话)的屏幕中演示。在一实施例中，该界面可以让用户基于一个数值范围选择复杂度。例如，可以让用户在某个范围(诸如1至10)之间选择一个值。在一实施例中，用户界面具有可以由用户移动(诸如滑动)以选择演示模式的复杂度的条(或其他元件)。该用户界面不一定指定演示模式。
步骤1304包括在界面中接收选择。在一实施例中，该选择指定了一个值，而没有具体指定演示模式。在一实施例中，以术语诸如“新手”、“中级”和“高级”来指定选择。
步骤1306包括设置演示模式以响应用户选择。这可以包括确定在步骤1304中接收到的选择的演示模式。
图14为触觉刺激界面250在不同演示模式下演示信息的过程1400的实施例的流程图。步骤1402包括接收用户选择的演示模式。在一实施例中，ue110示出一界面以供用户选择演示模式。在一实施例中，用户在以下演示模式之间进行选择：二进制、符号和波形。在此，二进制演示模式是指触觉刺激界面250中的元件410演示两种状态中的一种。在一实施例中，所有元件410在第一状态下是激活的，而在第二状态是不激活的。然而，不需要所有元件410在第一状态下都处于激活，因为甚至少于全部元件410的其中的一部分也可以用来指示第一状态。符号表征模式可以包括但不限于字母的符号表征、单词的符号表征、用于语言书写的文字的符号表征。波形演示模式可以包括但不限于字母的声音视觉波形表征以及单词的声音视觉波形表征。
步骤1404包括基于用户选择来选择演示模式。在一实施例中，步骤1404由ue110执行。图14示出了根据该演示模式，采取了三条路径中的一条。响应演示模式为二进制演示模式，则执行步骤1406。步骤1406中，在刺激元件410的图案中演示二进制指示。如上所述，该过程包括用元件410来指示第一状态或第二状态。
响应演示模式为符号演示模式，则执行步骤1408和1410。步骤1408-1410描述了以符号形式演示信息。该信息可以是字母、由两个或更多字母构成的单词、用语言书写的文字等。步骤1408包括将用于信息的符号映射到刺激元件410的图案。参见图5，一示例是将字母“a”映射到刺激元件410。参见图6，一示例是将心的符号映射到刺激元件410，以表示单词“love”。在一实施例中，步骤1408包括访问从例如用于语言书写的文字到刺激元件410的图案的预定映射。步骤1410包括在刺激元件410的图案中演示符号。在一实施例中，步骤1408由ue110执行，而步骤1410由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1408和1410均由触觉刺激设备240执行。
响应演示模式为波形演示模式，则执行步骤1412和1414。步骤1412-1414描述了以波形演示模式演示信息。该信息可以是字母的声音、任意语言的单词的声音，但不仅限于此。步骤1412包括将声音的波形表征映射到刺激元件410的图案。参见图7，一示例是将字母“a”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。参见图8，一示例是将单词“love”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。在一实施例中，步骤1412包括访问预定映射。例如，字母表的每个字母的声音视觉波形表征到刺激元件410可能存在预定映射。在一实施例中，步骤1412包括从音频片段到刺激元件410的映射。步骤1414包括以刺激元件410的图案演示视觉波形表征。在一实施例中，步骤1412由ue110执行，而步骤1414由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1412和1414均由触觉刺激设备240执行。
图15为触觉刺激设备240在不同演示模式下演示信息的过程1500的实施例的流程图。步骤1502包括接收用户选择的演示模式的复杂度。在一实施例中，ue110示出一个界面以供用户选择演示模式的复杂度。在一实施例中，用户在以下演示模式复杂度之间选择：新手、中级、高级。可以在其他选项之间进行选择，例如：低、中、高。该选择可以在一滑动数值上，诸如1到10之间的数字。
步骤1504包括基于用户选择来选择演示模式。在一实施例中，步骤1504由ue110执行。如过程1400，一示例是演示模式为二进制。在此情况下，二进制可能是最低复杂度，符号可能是中等复杂度，而波形可能是最高复杂度。然而，这仅为一个示例。
图15示出了根据演示模式，采取了三条路径中的一条。响应用户选择的低(或新手)模式，则在步骤1506中以最低复杂度的演示模式来演示信息。响应用户选择的中等(或中间)模式，则在步骤1508中以中等复杂度的演示模式来演示信息。响应用户选择的高(或高级)模式，则在步骤1510中以最高复杂度的演示模式来演示信息。
在过程1500的一实施例中，ue110选择演示模式，格式化数据，以使其适合在刺激元件410的图案上演示，并且将格式化的数据发送到触觉刺激设备240。在过程1500的一实施例中，ue110选择演示模式，将该演示模式通知给触觉刺激设备240，将原始数据发送到触觉刺激设备240，且触觉刺激设备240格式化原始数据以在刺激元件410的图案上恰当地表示。
图16为触觉刺激界面250在不同演示模式下演示信息的过程1600的实施例的流程图。图16为过程1500的一实施例。步骤1602包括接收用户选择的演示模式的复杂度。在一实施例中，ue110示出一界面以供用户选择演示模式的复杂度。在一实施例中，用户在以下演示模式复杂度之间选择：新手、中级、高级。可以在其他选项之间进行选择，例如：低、中、高。该选择可以在一滑动数值上，诸如1到10之间的数字。
步骤1604包括基于用户选择选择演示模式。在一实施例中，步骤1604由ue110执行。在该实施例中，演示模式为二进制、符号和波形。在该实施例中，二进制可以是最低复杂度，符号可以是中等复杂度，而波形可以是最高复杂度。图16示出了根据该演示模式，采取了三条路径中的一条。响应用户选择低(或新手)模式，则在步骤1606中以二进制演示模式演示信息。步骤1606可以与步骤1406类似，因此将不进行详细描述。响应用户选择中(或中间)模式，则在步骤1608-1610中以符号演示模式演示信息。步骤1608-1610可以与步骤1408-1410类似，因此将不进行详细描述。响应用户选择高(或高级)模式，则在步骤1612-1614中以波形演示模式演示信息。步骤1612-1614可以与步骤1412-1414类似，因此将不进行详细描述。
图17为触觉刺激界面250在不同演示模式下演示信息的过程1700的实施例的流程图。步骤1702包括接收用户选择的演示模式。在一实施例中，ue110示出一界面以供用户选择演示模式。在一实施例中，用户在以下演示模式之间进行选择：符号、字母波形和单词波形。符号表征模式可以包括但不限于字母的符号表征、单词的符号表征、用于语言书写的文字的符号表征。字母波形演示模式包括字母的声音视觉波形表征。单词波形演示模式包括单词的声音视觉波形表征。
步骤1704包括基于用户选择来选择演示模式。在一实施例中，步骤1704由ue110执行。图17示出了根据演示模式，采取了三条路径中的一条。响应演示模式为符号演示模式，则执行步骤1706和1708。步骤1706-1708描述了以符号形式演示信息。该信息可以是字母、由两个或多个字母构成的单词、用于语言书写的文字。步骤1760包括在刺激元件图案上映射信息符号。参见图5，一示例是将字母“a”映射到刺激元件410。参见图6，一示例是将心的符号映射到刺激元件410，以表征单词“love”。在一实施例中，步骤1706包括访问从用于语言书写的文字到刺激元件410的图案的预定映射。步骤1708包括以刺激元件410的图案演示符号。在一实施例中，步骤1706由ue110执行，而步骤1708由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1706和1708均由触觉刺激设备240执行。
响应演示模式为字母波形演示模式，则执行步骤1710和1712。步骤1712-1714描述了以刺激元件410的图案演示字母的声音波形。步骤1710包括将声音的波形表征映射到刺激元件410的图案。参见图7，一示例是将字母“a”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。在一实施例中，步骤1710包括访问预定映射。例如，字母表中每个字母的声音视觉波形表征具有到刺激元件410的预定映射。该映射过程可以以字母的文本表征开始，并且使用该字母的声音视觉波形表征的预定映射来确定如何激活刺激元件410。这是将文本转换为表示文本的非文本图像的一个示例。在一实施例中，步骤1710包括从音频片段到刺激元件410的映射。当将音频片段映射到刺激元件410时，不一定需要字母表中每个字母的声音视觉波形表征到刺激元件410的预定映射。步骤1712包括以刺激元件410的图案演示视觉波形表征。在一实施例中，步骤1710由ue110执行，而步骤1712由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1710和1712均由触觉刺激设备240执行。
响应演示模式为单词波形演示模式，则执行步骤1714和1716。步骤1714-1716描述了在刺激元件410的图案中演示单词的声音波形。步骤1714包括将单词的声音波形表征映射到刺激元件410的图案。参见图8，一示例是将单词“love”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。在一实施例中，步骤1714包括访问预定映射。例如，单词的视觉波形表征具有到刺激元件410的预定映射。在一实施例中，步骤1714包括从音频片段到刺激元件410的映射。步骤1716包括以刺激元件410的图案演示单词的声音视觉波形表征。在一实施例中，步骤1714由ue110执行，而步骤1716由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1714和1716均由触觉刺激设备240执行。
注意，在向用户演示信息方面，图17中的一些演示模式可能比其他模式更有效。在某些情况下，单词的视觉波形表征可能比字母的视觉波形表征更有效。这不仅可以让用户选择演示模式以节省用户的时间，而且可以让用户选择演示模式以节省电力并延长触觉刺激设备240和/或ue110的电池寿命。
图18为触觉刺激界面250在不同演示模式下演示信息的过程1800的实施例的流程图。步骤1802包括接收用户选择的演示模式。在一实施例中，ue110示出一界面以供用户选择演示模式。在一实施例中，用户在以下演示模式之间进行选择：低复杂度，中等复杂度和高复杂度。
步骤1804包括基于用户选择来选择演示模式。在一实施例中，步骤1804由ue110执行。图18示出了根据演示模式，采取了三条路径中的一条。响应用户选择低复杂度，则执行步骤1806-1808。步骤1806-1808描述了以符号形式演示信息。该信息可以是字母、由两个或多个字母构成的单词、用于语言书写的文字。步骤1806包括将信息的符号映射到刺激元件410的图案。参见图5，一示例是将字母“a”映射到刺激元件410。参见图6，一示例是将心的符号映射到刺激元件410，以表征单词“love”。在一实施例中，步骤1806包括访问从用于语言书写的文字到刺激元件410的图案的预定映射。步骤1808包括以刺激元件410的图案演示符号。在一实施例中，步骤1806由ue110执行，而步骤1808由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1806和1808均由触觉刺激设备240执行。
响应用户选择中等复杂度演示模式，则执行步骤1810和1812。步骤1812-1814描述了以刺激元件410的图案演示字母的声音波形。步骤1810包括将声音的波形表征映射到刺激元件410的图案。参见图7，一示例是将字母“a”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。在一实施例中，步骤1810包括访问预定映射。例如，字母表的每个字母的声音视觉波形表征到刺激元件410可能存在预定的映射。在一实施例中，步骤1810包括从音频片段到刺激元件410的映射。步骤1812包括以刺激元件410的图案演示视觉波形表征。在一实施例中，步骤1810由ue110执行，而步骤1812由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1810和1812均由触觉刺激设备240执行。
响应用户选择高复杂度演示模式，则执行步骤1814和1816。步骤1814-1816描述了在刺激元件410的图案中演示单词的声音波形。步骤1814包括将单词的声音波形表征映射到刺激元件410的图案。参见图8，一示例是将单词“love”的声音视觉波形表征映射到刺激元件410。在一实施例中，步骤1814包括访问预定映射。例如，单词的视觉波形表征具有到刺激元件410的预定映射。在一实施例中，步骤1814包括从音频片段到刺激元件410的映射。步骤1816包括以刺激元件410的图案演示单词的声音视觉波形表征。在一实施例中，步骤1814由ue110执行，而步骤1816由触觉刺激设备240执行。在一实施例中，步骤1814和1816均由触觉刺激设备240执行。
注意在向用户演示信息方面，图17中的一些演示模式可能比其他模式更有效。在某些情况下，单词的视觉波形表征可能比字母的视觉波形表征更有效。这不仅可以让用户选择演示模式以节省用户的时间，而且可以让用户选择演示模式以节省电力并延长触觉刺激设备240和/或ue110的电池寿命。
图19示出了在触觉刺激界面250上演示信息的演示模式的另一实施例。图19描绘了本实施例中称为空间演示模式的演示模式。在该示例中，图像1902表示常见的心跳波形的心电图。众所周知，心跳波形包括p波、qrs波以及t波。在一实施例中，图像1902包括数字数据。图像1902可以具有任意类型的格式，包括但不限于jpeg、gif、png、tiff、bmp等。
在一实施例中，图像1902被映射到刺激元件410。该映射不需要精确到按比例映射。在图19的示例中，q波被粗略地映射到刺激元件410的第二列(从左数)，qrs波被粗略地映射到第三至第五列，且t波被粗略地映射到第六列。在“空间演示模式”中，整个图像1902同时在刺激元件410的图案演示。换句话说，所有激活的(以黑色表示)刺激元件同时处于激活状态。
在“时间演示模式”中，每次仅使用刺激元件410的一个选定区域。例如，每次仅使用刺激元件410的图案的一列来演示图像1902。图20a-20f示出了时间演示模式的示例。图19的图像1902在时间演示模式下演示。从图20a到图20f，每张图都示出了不同时间点的刺激元件410的图案。在该示例中，每次仅使用刺激元件410的图案的一列。
图21为触觉刺激界面250在时间演示模式下演示信息的过程2100的实施例的流程图。步骤2102包括访问要在刺激界面250演示的信息。该信息可能是模拟数据或数字数据。该信息可能包括文本数据、视觉数据、和/或音频数据。图19中的图像1902将用于要演示的信息的示例。
步骤2104包括确定在刺激界面250的每个区域演示何种内容。参见图19，步骤2104可以包括确定如何将图像1902映射到刺激界面250。
步骤2106包括选择刺激界面250的区域。在一实施例中，选择了一列。然而，该区域并不要求是一列。在一实施例中，该区域是刺激界面410的一行。
步骤2108包括在选定区域演示图像1902的一部分。参见图20a，在刺激界面250演示图像1902的一部分。
步骤2110确定在刺激界面250中是否还有更多部分图像尚未演示的区域。若是，则控制转到步骤2106以选择刺激界面250的另一个区域。在一些实施例中，该区域与先前的区域相邻。例如，相邻的列(或行)。在本示例中，该过程依次在图20a至20f中示出。
图22示出了刺激界面250在空间演示模式或时间演示模式下演示信息过程2200的实施例的流程图。这是为用户定制演示模式的一实施例。步骤2202包括接收用户选择。在一实施例中，ue110演示供用户在空间演示模式和时间演示模式之间进行选择的界面。
步骤2204包括基于用户选择来选择演示模式。在一实施例中，步骤2204由ue110执行。图22示出了根据演示模式，采取了三条路径中的一条。响应用户选择空间模式，则在步骤2206-2208中以空间演示模式演示信息。步骤2206包括将图像映射到刺激元件410的图案中的列。步骤2208包括在刺激界面250中空间上地演示图像。步骤2206-2208的示例的描述对应图19。
响应用户选择时间模式，则在步骤2210-2212中以时间演示模式来演示信息。步骤2210包括将图像映射到刺激元件410的图案中的列。步骤2212包括在刺激界面250中时间上地演示图像。步骤2210-2212的示例的描述对应图20a-20f及图21。
对于触觉刺激设备要克服的一个技术问题是提供一种外形，该外形可以有效地刺激用户的感官，且使用非常方便。触觉刺激设备240可以具有多种外形。图23-25示出了不同外形的实施例。触觉刺激设备240的元件并未完整地在图23-25中示出，以更好地专注外形。图23示出了触觉刺激设备240具有环状外形的实施例。在一实施例中，触觉刺激设备240具有环形构件2302，该环形构件2302用于戴在人的手指上。环形构件2302物理地附接到刺激界面250。刺激元件410暴露在刺激界面250的上表面，使得用户可以将手指(不同于环形构件2302围绕的手指)放在刺激界面250的上表面，其中刺激元件410可以刺激用户皮肤中的受体。
刺激界面250的表面可以具有多种形状。在一实施例中，刺激界面250的表面是基本平坦的。图23示出了一实施例，其中刺激界面250的表面是基本平坦的。因此，在一实施例中，刺激元件410的图案位于基本平坦的表面中。
在一实施例中，刺激元件410的图案位于弯曲表面中。图24示出了一实施例，其中刺激元件图案410位于一弯曲表面。另外，在该实施例中，刺激元件410位于环形构件的外环表面2312。因此，刺激元件410的图案用于经由外环表面2312刺激皮肤中的受体。也描述了内环表面2314。
图25示出了另一实施例，其中刺激元件410的图案位于弯曲表面。在该实施例中，刺激元件410位于环形构件的内环形表面2314。因此，刺激元件410的图案用于为经由内环表面2314刺激皮肤中的受体。因此，刺激元件410可以刺激戴有环形构件2302的手指中的受体。
诸如图23、24或图25中的环状外形解决了如何有效地与用户感官互动的技术难题。诸如图23、24或图25中的环状外形既解决了如何有效地与用户感官互动的技术难题，同时便于使用。这种环状外形并不累赘，反而非常方便用户佩戴。尽管环状外形与用户皮肤的表面接触有限，但由于用户手指皮肤受体的敏感性，信息也可以有效传递给用户。
触觉刺激设备240可以具有多种其他外形。在一实施例中，触觉刺激设备240包括用于围绕在人的腕部的部件。此外，触觉刺激界面250可以配置为与人的腕部相邻。因此，刺激元件410可以刺激佩戴触觉刺激设备240的腕部的受体。图25示出的外形可以配置为围绕在人的腕部。
在一实施例中，触觉刺激设备240包括用于围绕在人的颈部的部件。此外，触觉刺激界面250可以配置为与人的颈部相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户颈部的受体。
在一实施例中，触觉刺激设备240配置为作为发带佩戴。此外，触觉刺激界面250可以配置为与额头的皮肤相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户额头的受体。
在一实施例中，触觉刺激设备240配置为围绕在用户的前臂上。因此，触觉刺激界面250可以配置为与该前臂相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户前臂的受体。
在“时间演示模式”中，一次仅使用刺激元件410的选定一区域。例如，一次仅使用刺激元件410的图案的一列来演示图像1902。图20a-20f示出了时间演示模式的示例。图19的图像1902在时间演示模式下演示。从图20a到图20f，每张图都示出了不同时间点的刺激元件410的图案。在该示例中，一次仅使用刺激元件410的图案的一列。
图21为触觉刺激界面250在时间演示模式下演示信息过程2100的实施例的流程图。步骤2102包括访问要在刺激界面250演示的信息。该信息可能是模拟数据或数字数据。该信息可能包括文本数据、视觉数据、和/或音频数据。图19中的图像1902将用于要演示信息的示例。
步骤2104包括确定在刺激界面250的每个区域演示何种内容。参见图19，步骤2104可以包括确定如何将图像1902映射到刺激界面250。
步骤2106包括选择刺激界面250的区域。在一实施例中，选择了一列。然而，该区域并不要求是一列。在一实施例中，该区域是刺激界面410的一行。
步骤2108包括在选定区域演示图像1902的一部分。参见图20a，在刺激界面250演示图像1902的一部分。
步骤2110确定在刺激界面250中是否还有更多部分图像尚未演示的区域。若是，则控制转到步骤2106以选择刺激界面250的另一个区域。在一些实施例中，该区域与先前的区域相邻。例如，相邻的列(或行)。在本示例中，该过程依次在图20a至20f中示出。
图22示出了触觉刺激界面250在空间演示模式或时间演示模式下演示信息过程2200的实施例的流程图。这是为用户定制演示模式的一实施例。步骤2202包括接收用户选择。在一实施例中，ue110演示供用户在空间演示模式和时间演示模式之间进行选择的界面。
步骤2204包括基于用户选择选择演示模式。在一实施例中，步骤2204由ue110执行。图22示出了根据该演示模式，采取了三条路径中的一条。响应用户选择空间模式，则在步骤2206-2208中以空间演示模式演示信息。步骤2206包括将图像映射到刺激元件410的图案中的列。步骤2208包括在刺激界面250中在空间上演示图像。步骤2206-2208的示例的描述对应图19。
响应用户选择时间模式，则在步骤2210-2212中以时间演示模式来演示信息。步骤2210包括将图像映射到刺激元件410的图案中的列。步骤2212包括在刺激界面250中在时间上演示图像。步骤2210-2212的示例的描述对应图20a-20f及图21。
对于触觉刺激设备要克服的一个技术问题是提供一种外形，该外形可以有效地刺激用户的感官，且使用非常方便。触觉刺激设备240可以具有多种外形。图23-25示出了不同外形的实施例。触觉刺激设备240的元件并未完整地在图23-25中示出，以更好地专注外形。图23示出了触觉刺激设备240具有环状外形的实施例。在一实施例中，触觉刺激设备240具有环状部件2302，该环状部件2302用于戴在人的手指上。环状部件2302物理地附接到刺激界面250。刺激元件410暴露在刺激界面250的上表面，使得用户可以将手指(不同于环状部件2302围绕的手指)放在刺激界面250的上表面，其中刺激元件410可以刺激用户皮肤中的受体。
刺激界面250的表面可以具有多种形状。在一实施例中，刺激界面250的表面是基本平坦的。图23示出了一实施例，其中刺激界面250的表面是基本平坦的。因此，在一实施例中，刺激元件410的图案位于基本平坦的表面中。
在一实施例中，刺激元件410的图案位于弯曲表面中。图24示出了一实施例，其中刺激元件图案410位于一弯曲表面。另外，在该实施例中，刺激元件410位于环状部件的外圈表面2312。因此，刺激元件410的图案用于经由外圈表面2312刺激皮肤中的受体。也描述了内圈表面2314。
图25示出了另一实施例，其中刺激元件410的图案位于弯曲表面。在该实施例中，刺激元件410位于环状部件的内圈表面2314。因此，刺激元件410的图案用于为经由内圈表面2314刺激皮肤中的受体。因此，刺激元件410可以刺激戴有环状部件2302的手指中的受体。
诸如图23、24或图25中的环状外形解决了如何有效地与用户感官互动的技术难题。诸如图23、24或图25中的环状外形既解决了如何有效地与用户感官互动的技术难题，同时便于使用。这种环状外形并不累赘，反而非常方便用户佩戴。尽管环状外形与用户皮肤的表面接触有限，但由于用户手指皮肤受体的敏感性，信息也可以有效传递给用户。
触觉刺激设备240可以具有多种其他外形。在一实施例中，触觉刺激设备240包括用于围绕在人的腕部的部件。此外，触觉刺激界面250可以配置为与人的腕部相邻。因此，刺激元件410可以刺激佩戴触觉刺激设备240的腕部的受体。图25示出的外形可以配置为围绕在人的腕部。
在一实施例中，触觉刺激设备240包括用于围绕在人的颈部的部件。此外，触觉刺激界面250可以配置为与人的颈部皮肤相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户颈部的受体。
在一实施例中，触觉刺激设备240配置为作为发带佩戴。此外，触觉刺激界面250可以配置为与额头的皮肤相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户额头的受体。
在一实施例中，触觉刺激设备240配置为围绕在用户的前臂上。因此，触觉刺激界面250可以配置为与该前臂相邻。因此，刺激元件410可以刺激用户前臂的受体。
刺激元件410可以刺激身体除手指、腕部、前臂、额头及颈部以外的其他部位。总而言之，刺激元件410可以刺激身体的任意部分上的皮肤中的受体。
在一实施例中，用户同时使用两个或更多个触觉刺激界面250。例如，若触觉刺激设备240具有环状外形，则用户可以佩戴两个或更多个环状设备。因此，触觉刺激界面250可以分别用来刺激用户的不同手指中的受体。在一实施例中，将不同的信息发送到不同的触觉刺激界面250，使得用户从每个触觉刺激界面250接收不同的感觉。例如，用户的不同手指可以从ue110接收不同的信息。在一实施例中，可以将不同的演示模式用于不同的触觉刺激界面250。例如，可以在第一触觉刺激界面250中使用空间演示模式，并可以在第二触觉刺激界面250中使用时间演示模式。
可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现本文描述的技术。所用软件存储在上述一个或多个处理器可读存储设备上，以对一个或多个处理器进行编程以执行本文所述的功能。处理器可读存储设备可以包括计算机可读介质，例如易失性和非易失性介质、可移除和不可移除介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质及通信介质。计算机可读存储介质可由任意方法或技术实现存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息。计算机可读存储介质是非暂时性计算机可读介质的示例。计算机可读存储介质的示例包括ram、rom、eeprom、闪存或其他存储技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备，或任意其他可用于存储所需信息并可由计算机访问的介质。计算机可读介质不包括传播、调制或瞬态信号。
通信介质通常在诸如载波或其他传输机制的传播、调制或瞬时数据信号中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，并且包括任意信息传递介质。术语“调制数据信号”是指具有以将信息编码为信号的方式来设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及诸如rf和其他无线介质的无线介质。上述的任意组合也包括在计算机可读介质的范围内。
在替代实施例中，一些或全部软件可以由专用硬件控制电路组件代替。用于实现控制器270的硬件控制电路元件可以包括但不限于诸如现场可编程门阵列(fpgas)、专用集成电路(asics)、专用标准产品(assps)、片上系统(socs)、复杂可编程控制电路装置(cplds)、特殊用途计算机等。在一实施例中，控制器270使用对一个或多个处理器进行编程的软件(存储在存储设备上)来实现。一个或多个处理器可以与一个或多个计算机可读介质/存储设备、外围设备和/或通信接口通信。
应理解为，本主题可以以多种不同的形式体现，并且对其解释不应局限于本文所述实施例。具体而言，提供这些实施例以使本主题充分且全面，并向本领域技术人员充分传达本公开。实际上，本主题旨在涵盖所附权利要求所限定本主题的精神和范围内的所有修改、等同方案及备选方案。此外，在下文对本主题的详细描述中，阐述了许多具体细节以便彻底理解本主题。然而，本领域普通技术人员应理解，本主题可以在无需这些特定细节的情况下实施。
本文根据本公开实施例的方法、设备(系统)以及计算机程序产品的流程图和/或框图对本公开的各个方面进行了描述。应理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，从而使得经由计算机或其他可编程指令执行设备的处理器执行的指令创建一种机制来实现流程图和/或框图中指定的功能/动作。
对本公开的描述旨在说明及描述，并非旨在穷举或将本公开局限于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的前提下，多种修改及变型对于本领域普通技术人员应当是显而易见的。本文所选及描述的本公开的各个方面旨在最好地解释本公开的原理及实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开内容，并进行各种修改以适应预期特定用途。
出于本文目的，与所公开的技术相关联的每个过程可以连续地并且由一个或多个计算设备执行。过程中的每个步骤可以由与其他步骤中使用的相同或不同的计算设备执行，并且每个步骤不必一定由单个计算设备执行。
尽管以特定于结构特征和/或动作的语言描述了本发明，但应理解，所附权利要求中定义的主题并非一定局限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作以实施权利要求的示例形式公开。
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