信息的觸覺呈現(xiàn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例提供一種用于以觸覺形式向用戶提供信息的設(shè)備和系統(tǒng)。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于向用戶提供信息的設(shè)備，該設(shè)備包括：多個可單獨尋址的單元，每個單元包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料；電網(wǎng)絡，被連接到所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元并且能夠向所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元遞送所述電流；薄膜，在所述多個可單獨尋址的單元的頂上，每個單元中的所述電活性材料的形狀和/或位置的所述改變可以被轉(zhuǎn)移到所述薄膜上；以及接收器，用于接收能夠使用所述多個可單獨尋址的單元來向用戶觸覺呈現(xiàn)的信息。
【專利說明】信息的觸覺呈現(xiàn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及用于遞送信息的設(shè)備和系統(tǒng)，并且更特別地涉及用于以觸覺形式向用戶呈現(xiàn)信息的設(shè)備和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]技術(shù)進步(特別是在通信【技術(shù)領(lǐng)域】中的進步)已經(jīng)為用戶提供了用于交換信息的大量設(shè)備和系統(tǒng)。然而，事實上所有這類設(shè)備和系統(tǒng)都是基于視覺的，從而需要用戶使設(shè)備和系統(tǒng)的某部分可見以便利用其性能。這就使得占人口的相當一部分的視力受損者不能利用這些設(shè)備和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例提供一種用于以觸覺形式向用戶提供信息的設(shè)備和系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的第一方面提供用于向用戶提供信息的設(shè)備，該設(shè)備包括:多個可單獨尋址的單元，每個單元包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料；電網(wǎng)絡，被連接到多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元并且能夠向多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元遞送電流；薄膜，其在多個可單獨尋址的單元的頂上，每個單元中的電活性材料的形狀和/或位置的改變可以被轉(zhuǎn)移到薄膜上；以及接收器，用于接收能夠使用多個可單獨尋址的單元來向用戶觸覺呈現(xiàn)的信息。
[0005]本發(fā)明的第二方面提供一種用于向用戶提供信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0006]設(shè)備，包括:多個可單獨尋址的單元，每個單元包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料；電網(wǎng)絡，被連接到多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元并且能夠向多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元遞送電流；薄膜，其在多個可單獨尋址的單元的頂上，每個單元中的電活性材料的形狀和/或位置的改變可以被轉(zhuǎn)移到薄膜上；以及接收器，用于接收能夠使用多個可單獨尋址的單元來向用戶觸覺呈現(xiàn)的信息；以及
[0007]發(fā)射器，用于向設(shè)備發(fā)射能夠觸覺呈現(xiàn)的信息。
[0008]本發(fā)明的說明性的方面被設(shè)計用于解決本文所描述的問題以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)的未提及的其它問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過結(jié)合描繪本發(fā)明的各種實施例的附圖做出的對本發(fā)明的各個方面的以下詳細描述，將更容易理解本發(fā)明的這些和其它特征，在附圖中:
[0010]圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的設(shè)備的一個示意頂視圖。
[0011]圖3和圖4示出在顯示盲文字符時的圖1和圖2的設(shè)備。
[0012]圖5和圖6不出顯不導航符號時的圖1和圖2的設(shè)備。
[0013]圖7示出圖2的設(shè)備的側(cè)向截面圖。[0014]圖8示出圖7的設(shè)備的一部分的詳細側(cè)向截面圖。
[0015]圖9示出圖7的設(shè)備的另一部分的詳細側(cè)向截面圖。
[0016]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的與發(fā)射器和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星通信的設(shè)備的示意圖。
[0017]注意，本發(fā)明的附圖并非按比例。附圖意在僅描繪本發(fā)明的典型方面，并且因此不應被認為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相似的標號在附圖中表示相似的元件。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在參照附圖，圖1和圖2示出能夠以觸覺形式向用戶呈現(xiàn)信息的設(shè)備100的一部分的示意圖。設(shè)備100包括基板10，多個單元被形成到基板10中，該多個單元被布置在行20-29和列A-J的陣列中并且被連接至能夠向多個單元中的每個單元獨立地遞送電流的電網(wǎng)絡60。
[0019]在圖1中，柔性薄膜30 (示為部分被切除)被放置在基板10和多個單元的頂上。出于解釋的目的，薄膜30未在圖2中示出。多個單元中的每個單元由電網(wǎng)絡60可單獨尋址，并且包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料。這種形狀和/或位置的改變被轉(zhuǎn)移到薄膜30的下側(cè)，并且由于薄膜30的柔性而被轉(zhuǎn)移到薄膜30的頂表面。
[0020]薄膜30可以包括能夠向頂表面轉(zhuǎn)移被施加于其下側(cè)的形狀和/或位置的改變的任何已知的或日后開發(fā)的材料。適合的材料包括但不限于硅樹脂材料和橡膠材料。
[0021]圖3例如示出設(shè)備100，其中單元20A (即行20列A)、20B、21A和21B以及單元20D、21E和22D已經(jīng)被電激活以引起其中的電活性材料的形狀和/或位置的改變。圖4示出薄膜30就位的器件100，使得被電激活的單元20A、20B、21A和21B在薄膜30的頂表面上形成盲文字符“G”并且被電激活的單元20D、21E和22D在薄膜30的頂表面上形成盲文字符“O”的位置。
[0022]然而盲文字符并不是可以使用設(shè)備100來提供的觸覺信息的僅有形式。例如圖5和圖6示出導航符號(箭頭)的呈現(xiàn)。在圖5中，單元21E、22E、22F、23A、23B、23C、23D、23E、23G、24H、25A、25B、25C、2?、25E、25G、26E、26F和27E已經(jīng)被電激活。在示出薄膜30就位的圖6中，由于圖5中示出的單元的電激活而顯示箭頭符號。
[0023]在本發(fā)明的一些實施例中，設(shè)備100可以包括用于使向用于呈現(xiàn)信息更容易的其它部件。例如，設(shè)備100可以包括能夠接收以一種或多種格式被包含的信息(諸如文本消息、電子郵件消息、語音郵件消息或?qū)Ш街噶?的接收器。在本發(fā)明的其它實施例中，設(shè)備100可以包括用于確定設(shè)備100的位置的全球定位系統(tǒng)(GPS)部件。這可能在例如設(shè)備100用于向用戶轉(zhuǎn)送導航和/或位置信息的情況下特別有益。
[0024]雖然圖1至圖6示出設(shè)備100的被布置在行和列的陣列中的單元，但這并非必需或必要的。單元的其它布置是可能的，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖1至圖6中示出的單元的均勻分布的布置僅為示例性的，盡管這樣的布置對于盲文字符等的表示是有利的，盲文字符自身基于跨均勻分布的行和列分布的部件。
[0025]圖7示出設(shè)備100的經(jīng)過行20的側(cè)向截面圖。此處出于解釋和圖示的目的，薄膜30被示出為升高到基板10上方。在使用中，薄膜30位于基板10的頂上，如上所述。
[0026]如在圖7中可見，電活性材料40A-J被示出為在基板10內(nèi)，并且與電網(wǎng)絡60通信。每個單元的電活性材料40A-J能夠響應于由電網(wǎng)絡60供應的電流而改變形狀和/或位置。例如，電活性材料在一些實施例中可以包括一定量的極性材料，該極性材料在沒有電流的情況下是電中性的但是可以響應于所施加的電流而采取形狀和/或位置的改變。例如一些油能夠響應于電流而采取改變的形狀，其中單獨的油分子的電子朝著由電網(wǎng)絡60供應的正電流被吸引，并且單獨的油分子的帶正電的原子核被排斥遠離該正電流。
[0027]在本發(fā)明的一些實施例中，采用固態(tài)電活性材料。適合的材料包括例如釤和鈷的合金。其它材料對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。不論采用何種電活性材料，結(jié)果都是單元內(nèi)的電活性材料的形狀和/或位置的改變，使得在薄膜30的下側(cè)31上生成壓痕32B、32D、32E、32H，其由于薄膜30的柔性性質(zhì)而被轉(zhuǎn)移到薄膜30的表面33作為升高的特征34B、34D、34E、34H。
[0028]圖8示出圖7的薄膜30的一部分的詳細視圖。如在圖8中可見，可以通過變化下方的電活性材料的形狀和/或位置的改變的等級或程度來將變化高度的升高的特征轉(zhuǎn)移到薄膜30的表面33。該變化形狀和/或位置的改變的等級或程度又例如可以通過更改電活性材料暴露于其的電流來實現(xiàn)。該變化形狀和/或位置的改變的等級或程度的結(jié)果是薄膜能夠為用戶提供觸覺信息的等高的或多重水平高度的顯示。
[0029]例如在圖8中，未被電激活的單元導致薄膜30的未升高的(HO)表面33。已經(jīng)被激活的其它單元導致具有大于未升高的(HO)表面33的第一高度Hl的升高的特征34B。還有其它單元已經(jīng)被激活到更大等級或程度，導致具有大于第一高度Hl和未升高的(HO)表面33的第二高度H2的升高的特征34D、34E。雖然薄膜30在圖8中被示出為包括能夠產(chǎn)生具有三個高度的表面33的升高的特征34B、34D、34E，但是應理解這只是出于圖示的目的并且可以實現(xiàn)任何數(shù)目的水平高度，這可以是升高的特征高度的連續(xù)。
[0030]圖9示出圖7的基板10的一部分的詳細視圖。在圖9中，在基板10內(nèi)可以看到單獨的單元50A-50E，每個單元包含電活性材料40A-40E。在本發(fā)明的一些實施例中，每個單元50A-50E可以包括支持材料(諸如流體)，其可以簡化或促進電活性材料40A-40E的形狀和/或位置的改變。
[0031]雖然圖1至圖9的實施例示出在基板10內(nèi)的、相對小的數(shù)目的單獨的單元，但是應理解這只是出于圖示和解釋的目的。在本發(fā)明的一些實施例中，設(shè)備100將包括更多的這類單元，從而導致能夠呈現(xiàn)更大數(shù)量和/或更細的粒度的觸覺信息。例如，當前的制造技術(shù)允許單獨的單元被間隔，使得其中心相距近達40 μ m,從而導致薄膜表面33的每平方英寸中有多于400000個單元。在該粒度水平，可以以觸覺形式呈現(xiàn)很復雜的信息，包括區(qū)域的拓撲結(jié)構(gòu)以及單獨的對象(包括人的面部)的形狀或輪廓的表示。
[0032]圖10示出由用戶110使用的設(shè)備100的示意圖。如上文所指出的，設(shè)備100包括用于接收能夠向用戶110觸覺呈現(xiàn)的信息?？梢岳鐝陌l(fā)射器200發(fā)射120這類信息。發(fā)射器200可以包括例如蜂窩電話系統(tǒng)發(fā)射器、電子郵件遞送系統(tǒng)、無線電發(fā)射器、互聯(lián)網(wǎng)服務提供商(ISP)發(fā)射器等。可以在數(shù)據(jù)庫400或可訪問發(fā)射器200的其它存儲介質(zhì)中存儲或者從數(shù)據(jù)庫400或可訪問發(fā)射器200的其它存儲介質(zhì)找回所發(fā)射120的信息。
[0033]類似地，在一些實施例中，設(shè)備100可以包括能夠與至少一個GPS衛(wèi)星300通信的全球定位系統(tǒng)(GPS)部件。在這類實施例中，GPS部件能夠向GPS衛(wèi)星300發(fā)射130信息并且/或者從GPS衛(wèi)星300接收132信息。這類所發(fā)射的和/或所接收的信息可以被用于確定設(shè)備100的位置和/或其它特征、目的地、或興趣點，以及它們距設(shè)備100的相對距離。
[0034]雖然在圖10中設(shè)備100被示出為手持設(shè)備，但這既非必需也非必要。雖然設(shè)備100可以被集成到蜂窩電話、智能電話、平板計算機、膝上或筆記本計算機中，但是設(shè)備100還可以作為單獨設(shè)備執(zhí)行功能，不論是手持的或非手持的。例如，設(shè)備100可以被并入到另外視力受損用戶所使用的設(shè)備中，例如手杖。設(shè)備100可以例如被并入到手杖的手柄中，使得當用戶以正常方式使用手杖時，可以以觸覺的形式通過手柄向用戶呈現(xiàn)信息。設(shè)備100當然可以被并入到其它設(shè)備中，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。
[0035]本文所使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實施例，而非意在限制本公開。如在本文中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”也意在包括復數(shù)形式，除非上下文明確地另外指出。還應理解，當在本說明書中使用時術(shù)語“包括”說明存在所描述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。
[0036]已經(jīng)出于圖示的目的而呈現(xiàn)對本發(fā)明的各種實施例的描述但是這些描述并非意在窮舉或限于所公開的實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離所描述的實施例的范圍和精神的情況下很多修改和變化將是明顯的。本文所使用的術(shù)語被選擇以便最佳地解釋實施例的原理、實際應用、或者對在市場中所發(fā)現(xiàn)技術(shù)的技術(shù)改進，或者以便使得本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本文所公開的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于向用戶提供信息的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 多個可單獨尋址的單元，每個單元包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料； 電網(wǎng)絡,被連接到所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元并且能夠向所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元遞送所述電流； 薄膜，在所述多個可單獨尋址的單元的頂上，每個單元中的所述電活性材料的形狀和/或位置的所述改變可以被轉(zhuǎn)移到所述薄膜上；以及 接收器，用于接收能夠使用所述多個可單獨尋址的單元來向用戶觸覺呈現(xiàn)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個可單獨尋址的單元被布置在陣列中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述多個可單獨尋址的單元能夠在盲文系統(tǒng)中呈現(xiàn)所述信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個可單獨尋址的單元能夠?qū)⑺鲂畔⒊尸F(xiàn)為導航符號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中每個單元還包括油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電活性材料包括釤和鈷的合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述薄膜包括硅樹脂材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括: 全球定位系統(tǒng)(GPS)部件，用于確定所述設(shè)備的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述接收器能夠接收選自由以下項組成的組的至少一種格式的信息:文本消息、電子郵件消息、語音郵件消息和導航指令。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元獨立地能夠具有形狀和/或位置的一系列改變，從而使得所述薄膜可以采取具有多個高度的截面形狀。
11.一種用于向用戶提供信息的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 設(shè)備，包括: 多個可單獨尋址的單元，每個單元包括能夠響應于電流而改變形狀和/或位置的電活性材料； 電網(wǎng)絡,被連接到所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元并且能夠向所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元遞送所述電流； 薄膜，在所述多個可單獨尋址的單元的頂上，每個單元中的所述電活性材料的形狀和/或位置的所述改變可以被轉(zhuǎn)移到所述薄膜上；以及 接收器，用于接收能夠使用所述多個可單獨尋址的單元來向 用戶觸覺呈現(xiàn)的信息；以及發(fā)射器，用于向所述設(shè)備發(fā)射能夠觸覺呈現(xiàn)的所述信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器選自由以下項組成的組:蜂窩電話系統(tǒng)發(fā)射器、電子郵件遞送系統(tǒng)、無線電發(fā)射器和互聯(lián)網(wǎng)服務提供商(ISP)發(fā)射器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述設(shè)備還包括全球定位系統(tǒng)(GPS)部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13 所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器包括GPS發(fā)射器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個可單獨尋址的單元能夠在盲文系統(tǒng)中呈現(xiàn)所述信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個可單獨尋址的單元能夠?qū)⑺鲂畔⒊尸F(xiàn)為導航符號。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述電活性材料包括釤和鈷的合金。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述薄膜包括硅樹脂材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述接收器能夠接收選自由以下項組成的組的至少一種格式的信息:文本消息、電子郵件消息、語音郵件消息和導航指令。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個可單獨尋址的單元中的每個可單獨尋址的單元獨立地能夠具有形狀和/或位置的一系列改變，從而使得所述薄膜可以采取具有多個高度的截面形狀。
【文檔編號】G06F3/041GK103827787SQ201280045550
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月21日
【發(fā)明者】J·尼夫斯 申請人:國際商業(yè)機器公司