[發明專利]用于產生觸覺刺激和跟蹤用戶運動的方法、設備和系統

在審

• 申請號: 201980017824.0
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN112119367A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 樓陽;肖恩·杰森·凱勒;特里斯坦·托馬斯·特魯納;赫爾沃耶·本科;雷蒙德·金;榮·威塞爾;邵宜添;巴拉特·丹杜
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司;加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;B06B1/06;G02B27/01
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;楊明釗

一種產生觸覺刺激和解剖信息的方法包括可穿戴設備，該可穿戴設備包括多個換能器，每個換能器可以生成一個或更多個波。該方法包括基于從遠程設備接收的指令來激活多個換能器中的一個或更多個第一換能器。由所激活的一個或更多個第一換能器生成的波提供觸覺刺激。該方法還包括激活多個換能器中的一個或更多個第二換能器。當多個換能器中的一個或更多個換能器接收到由所激活的一個或更多個第二換能器生成的波時，該波提供可穿戴設備的用戶的解剖信息。

技術領域

本申請通常涉及觸覺刺激和跟蹤運動，包括但不限于在虛擬和/或增強現實設備的用戶身上產生觸覺刺激和跟蹤用戶的運動。

背景

虛擬和增強現實設備在各個領域(包括工程設計、醫療手術實踐、軍事模擬實踐、視頻游戲等)都有廣泛的應用。觸覺或動覺刺激通過向用戶施加力、振動和/或運動來重建觸覺，并且經常用虛擬和增強現實設備來實現。在某些應用中，在用戶的靈巧性和運動不能受到限制的位置處需要觸覺刺激。然而，傳統的觸覺產生設備(例如，手套或手持設備)不太適合這些應用。

另外，為了使虛擬現實和增強現實設備正常工作，通常需要知道用戶肢體(例如，手臂、手等)的位置。過去，照相機被用來確定用戶四肢的位置。然而，照相機不能充分捕獲某些肢體(例如人手)的復雜情況，尤其是當人手的完整圖像不能被捕獲時。結果，在確定某些肢體的位置/姿態(pose)(例如，用戶手部的姿態)方面仍然存在挑戰。

概述

因此，需要可以(i)在用戶身上產生觸覺刺激而不限制用戶的靈巧性和運動以及(ii)幫助確定用戶肢體位置的方法、設備和系統。一種解決方案是可穿戴設備，它不會妨礙用戶，但仍能產生足夠的觸覺刺激。可穿戴設備還可以生成可穿戴設備的用戶的解剖信息(例如，斷層成像信息(tomographic information))，并且便于從解剖信息創建用戶的部分表示(例如，用戶手部的表示)。

在一些實施例中，可以在包括多個換能器(transducer)(例如，致動器)的可穿戴設備上實現上面解釋的解決方案。在一些情況下，可穿戴設備被穿戴在用戶的身體(例如，手腕、腳踝等)上并可以用于刺激身體的某些區域。此外，可穿戴設備可以與遠程設備(例如，虛擬現實設備和/或增強現實設備等)通信，并且可穿戴設備可以基于來自遠程設備的指令刺激身體。

作為示例，遠程設備可以(例如，經由頭戴式顯示器)顯示媒體內容(例如，視頻數據)或者向用戶提供伴隨的音頻信號，并且遠程設備還可以指示可穿戴設備產生對應于媒體內容的觸覺刺激。另外，可穿戴設備可以收集用戶的解剖信息，并且可以將解剖信息中繼到遠程設備。反過來，遠程設備可以使用解剖信息來創建用戶的部分表示(例如，用戶手部的表示)，并且還可以將該部分表示合并到視覺數據中。通過使用解剖信息，遠程設備能夠創建用戶手部的更精確的表示。由主機系統顯示的媒體內容或伴隨的音頻信號可以用于修改刺激的感知或認知解釋(即，通過將感知的刺激位置朝向與對象的可見接觸(seencontact)移動，或者通過修改感知的振動模式以更接近所產生的聲音)。

因此，本文所述的設備、系統和方法提供的益處包括但不限于：(i)刺激對應于所顯示的視覺數據的身體區域，(ii)創建解剖信息，該解剖信息改善所顯示的視覺數據或由傳感器(例如，可穿戴設備上的傳感器)收集的其他數據，(iii)可穿戴設備不會妨礙用戶的手和/或手腕(或其他身體部位)的自由運動，以及(iv)可以同時使用多個可穿戴設備。

(A1)根據一些實施例，在包括多個換能器的可穿戴設備處執行一種方法，每個換能器可以生成一個或更多個波(也稱為“信號”)。該方法包括基于從遠程設備接收的指令來激活多個換能器中的一個或更多個第一換能器。由所激活的一個或更多個第一換能器生成的波提供觸覺刺激。該方法還包括激活多個換能器中的一個或更多個第二換能器。當多個換能器中的一個或更多個換能器接收到由所激活的一個或更多個第二換能器生成的波時，該波提供可穿戴設備的用戶的解剖信息。在一些實施例中，解剖信息是斷層成像信息。