[发明专利]用于产生触觉刺激和跟踪用户运动的方法、设备和系统

说明书

一种产生触觉刺激和解剖信息的方法包括可穿戴设备，该可穿戴设备包括多个换能器，每个换能器可以生成一个或更多个波。该方法包括基于从远程设备接收的指令来激活多个换能器中的一个或更多个第一换能器。由所激活的一个或更多个第一换能器生成的波提供触觉刺激。该方法还包括激活多个换能器中的一个或更多个第二换能器。当多个换能器中的一个或更多个换能器接收到由所激活的一个或更多个第二换能器生成的波时，该波提供可穿戴设备的用户的解剖信息。

技术领域

本申请通常涉及触觉刺激和跟踪运动，包括但不限于在虚拟和/或增强现实设备的用户身上产生触觉刺激和跟踪用户的运动。

背景

虚拟和增强现实设备在各个领域(包括工程设计、医疗手术实践、军事模拟实践、视频游戏等)都有广泛的应用。触觉或动觉刺激通过向用户施加力、振动和/或运动来重建触觉，并且经常用虚拟和增强现实设备来实现。在某些应用中，在用户的灵巧性和运动不能受到限制的位置处需要触觉刺激。然而，传统的触觉产生设备(例如，手套或手持设备)不太适合这些应用。

另外，为了使虚拟现实和增强现实设备正常工作，通常需要知道用户肢体(例如，手臂、手等)的位置。过去，照相机被用来确定用户四肢的位置。然而，照相机不能充分捕获某些肢体(例如人手)的复杂情况，尤其是当人手的完整图像不能被捕获时。结果，在确定某些肢体的位置/姿态(pose)(例如，用户手部的姿态)方面仍然存在挑战。

概述

因此，需要可以(i)在用户身上产生触觉刺激而不限制用户的灵巧性和运动以及(ii)帮助确定用户肢体位置的方法、设备和系统。一种解决方案是可穿戴设备，它不会妨碍用户，但仍能产生足够的触觉刺激。可穿戴设备还可以生成可穿戴设备的用户的解剖信息(例如，断层成像信息(tomographic information))，并且便于从解剖信息创建用户的部分表示(例如，用户手部的表示)。

在一些实施例中，可以在包括多个换能器(transducer)(例如，致动器)的可穿戴设备上实现上面解释的解决方案。在一些情况下，可穿戴设备被穿戴在用户的身体(例如，手腕、脚踝等)上并可以用于刺激身体的某些区域。此外，可穿戴设备可以与远程设备(例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备等)通信，并且可穿戴设备可以基于来自远程设备的指令刺激身体。

作为示例，远程设备可以(例如，经由头戴式显示器)显示媒体内容(例如，视频数据)或者向用户提供伴随的音频信号，并且远程设备还可以指示可穿戴设备产生对应于媒体内容的触觉刺激。另外，可穿戴设备可以收集用户的解剖信息，并且可以将解剖信息中继到远程设备。反过来，远程设备可以使用解剖信息来创建用户的部分表示(例如，用户手部的表示)，并且还可以将该部分表示合并到视觉数据中。通过使用解剖信息，远程设备能够创建用户手部的更精确的表示。由主机系统显示的媒体内容或伴随的音频信号可以用于修改刺激的感知或认知解释(即，通过将感知的刺激位置朝向与对象的可见接触(seencontact)移动，或者通过修改感知的振动模式以更接近所产生的声音)。

因此，本文所述的设备、系统和方法提供的益处包括但不限于：(i)刺激对应于所显示的视觉数据的身体区域，(ii)创建解剖信息，该解剖信息改善所显示的视觉数据或由传感器(例如，可穿戴设备上的传感器)收集的其他数据，(iii)可穿戴设备不会妨碍用户的手和/或手腕(或其他身体部位)的自由运动，以及(iv)可以同时使用多个可穿戴设备。

(A1)根据一些实施例，在包括多个换能器的可穿戴设备处执行一种方法，每个换能器可以生成一个或更多个波(也称为“信号”)。该方法包括基于从远程设备接收的指令来激活多个换能器中的一个或更多个第一换能器。由所激活的一个或更多个第一换能器生成的波提供触觉刺激。该方法还包括激活多个换能器中的一个或更多个第二换能器。当多个换能器中的一个或更多个换能器接收到由所激活的一个或更多个第二换能器生成的波时，该波提供可穿戴设备的用户的解剖信息。在一些实施例中，解剖信息是断层成像信息。