CN100578568C - 基于射流技术的触觉图文显示装置及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明射流触觉图文显示装置及显示方法涉及一种用于为视障人群提供图文信息的装置和方法，尤其是藉助射流技术为视障人群提供视觉图文信息的射流触觉图文显示装置和显示方法。该装置中，鼠标键盘或摄像头(5)通过串并口或USB口与计算机(2)连接，操作者(1)通过鼠标键盘或摄像头选择期望的图文信息，计算机输出的图文信号通过串并口或USB口连接至射流触觉刺激装置(3)，射流触觉刺激装置的输出信号通过控制线缆与射流触觉显示器(4)连接，最终将图文信息以射流触觉方式作用于操作者(1)的肌肤表面，使其获得对知识及周围环境的触觉认知。利用射流刺激所独有的压力-温度融合特性，本发明还可提供热觉或彩色图文信息的触觉显示。

Description

基于射流技术的触觉图文显示装置及显示方法

技术领域

本发明涉及一种用于为盲人及弱视等视障人群提供图文信息的装置，尤其是藉助射流触觉技术为盲人及弱视等视障人群提供真实有效的图文信息的射流触觉显示系统及装置。

背景技术

盲人和弱视人群的生存状态和生存质量反映着社会的良知和科技发展水平，也关系着社会的和谐与健康发展。让盲人和老年弱视群体恢复视觉能力，实现生活自理、提高生存质量并无障碍地融入到日常的社会生活中，不仅可以减低社会负担，而且也是盲人和弱视群体内心的真实诉求和国家政府义不容辞的责任，更是科学家进行人工视觉和视觉功能技术研究的初始原动力。总体来说，目前的视觉恢复研究主要有以下三个方向：

(1)电刺激视中枢方法。电刺激视中枢是最早也是比较合乎逻辑的科学尝试。二十世纪初德国神经外科学家发现对视皮质的一侧点状刺激可以在对侧视野产生静止的点状光觉。60年代的一项研究显示，借助手持光电池，将光信号转变为电刺激作用于视皮质，患者能够对光源进行有效跟踪。随后的很多研究工作也证实了患者对不同刺激的光幻视反应。1995年Shaw？提出将光电池接受的光转变为电刺激施加在大脑枕叶皮质的电极的设想，并申请了专利保护。DobelleInstitute(Portugal)Lda研制了一套基于电刺激视中枢方法可以让失明人重新获得视觉的装置[1]。该装置包括一副在眼镜上的电视摄像机，它把图像信息传送到腰带位置的数据中心，并转变为电信号施加到植入脑部顶端视觉中枢的一片电极板。利用该装置，病人可以获得“管状视觉”的影像，相当于20/400(即0.05)的视力，但这个视力对于视障人士来说价值不大，对于大脑视皮质细胞发育不完全的先天性失明患者，该装置也是无效的，

(2)采用人工视网膜的人工视觉。眼球底部视网膜上的视神经细胞的作用是通过化学作用，把接受到的视觉图像光信号转化成电信号，并通过视神经传送到视神经中枢，从而使患者获得视觉图像信息。人工视网膜本质上是对这一过程的模仿，它是将微电极阵列植入眼球后部，微电极阵列能够把视觉信息转换成电子脉冲并刺激相邻的神经节细胞，从而通过视神经把信息传入大脑，使患者感知到图像。对于由视网膜色素变性和老年性黄斑变性所致的光感受器-视网膜杆体细胞和锥体细胞丧失，这类装置可替代视网膜的部分功能。2001年7月2日，美国伊利诺州的医生对三名患有视网膜疾患的病人进行了一次人工视网膜植入手术，以恢复失去的视觉。手术采用的是华人科学家Dr.Alan Chow与VincentChow共同研制开发的硅晶片人造视网膜，直径为两微米。但是，来自麻省理工学院的Dr.Douglas B.Shire及领域内的很多科学家认为，该装置不足以产生刺激视网膜神经元所需的电流，尤其是患了病或退化中的视网膜神经元，因此，只有在把极强的光线照射到病人的眼睛时才能发挥效用，而哈佛大学眼科教授Dr.Joseph Rizzo忧虑的则是晶片的安全性和持久性，因为在盐份高的环境下，要把微型装置融合到人类的眼睛，并在数十年内维持高度可靠的运作，是非常困难的。“微电机械系统”界面及生物兼容性，尤其是微型系统封装，及其与生物环境在电子上和物性上的连接是该领域内长期而艰巨的研究课题。

(3)采用触觉替代视觉。触觉替代视觉是指通过图像获取装置获取原本应该由患者视觉功能看到环境图像信息，以物理刺激的方式通过安装于患者肌体表面的触觉显示装置作用于患者肌肤(主要为腹部和后背)，从而让患者以触觉的方式“看”到其周围环境(Science News，2001)。触觉替代视觉方法不需手术，不仅安全，而且回避了脑视觉中枢刺激和人工视网膜方法的生物兼容性难题，因而一直吸引着非常众多的研究人员和科学家。利用触觉实现视觉功能替代是当前的一个研究热点，其研究工作涉及神经科学、计算机科学及仪器技术等多个领域，国际上有专门的研究学会，经常性学术研讨会每年多达数十个。

目前国内外进行触觉研究的刺激方式主要有：(1)气动刺激。气动刺激触觉的最大缺点在于其带宽较小，约10Hz；(2)振动刺激。振动刺激触觉的不足之处是结构复杂不便安装或妨碍手指的正常运动，此外，振动式触觉反馈的能量转换效率低，易引起过多的发热与疼痛，高频振动时噪音也较大；(3)神经肌肉刺激。神经肌肉刺激触觉不同于其它方式的触觉显示方法，它并不是刺激患者皮肤，而是将电刺激直接施加于体感皮层，存在损坏神经肌肉系统的可能性；(4)电刺激。电刺激触觉具有体积小，便于安装和与计算机连接的特点，深受研究人员青睐，缺点在于极易引起不舒服的电刺痛感觉，动态范围小，一致性较差。在前一个国家自然科学基金项目中，我们依据以色列魏茨曼研究院神经生物学专家Ehud Ahissa博士关于大脑关于触觉信息的获取是由空间和时间两个通道的数据同时编码而成的最新科学发现(Nature，2000)，率先提出了基于时空双通道的触觉显示方法，较好地消除了触觉显示的刺痛感和时间适应性困难。但由于电触觉采用电流直接作用于人体，电压高达正负70V，很多受试者均存在心里紧张及顾虑，从而影响电刺激触觉效果，增加触觉显示难度。鉴于此，我们提出了基于斜坡触觉理论的水射流触觉显示技术，该方法为该领域内国内外首次提出。所谓水射流触觉显示技术，是指利用以一定速度喷射的水流施加在患者肌体表面，以形成一定强度的压力斜坡分布，同时由于水流可以带走一定的热量，又可以形成一定的温度斜坡，两种因素交互作用，在患者肌体表面形成清晰的压力-温度融合触觉感受。在实际的研究中，还可以尝试在水流速度稳定的水流柱中施加一定强度的低频振动或声波作用，以引起患者皮肤表面压强分布瞬时变化，从而消除触觉时间适应性。水射流触觉不存在气动触觉的低带宽问题，没有振动触觉的发热和噪音问题，不会损伤肌肤，也不会导致患者肌体组织的刺痛感，易于为患者所接受，并且可以形成其他触觉所没有的压力-温度融合触觉，具有明显的优势。

美国政府对本项目研究所属领域的研究工作非常关注，能源部“生物及环境研究办公室”为田纳西州的奥克里季国家实验室(Oak Ridge National Laboratories)等多家机构和实验室为相关研究提供了为期三年的巨额资金资助。美国抗盲基金会及欧洲和日本的政府部门也分别有相应的经费资助计划对相关研究工作给予重点支持。相比之下，我国在该领域的研究工作仍属于小范围的个别研究。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对盲人和弱视人群的视障问题，提供一种触觉替代视觉的射流触觉图文显示系统及装置，该触觉显示装置通过水射流刺激为操作者提供触觉图文感觉，并具有安全舒适触感清晰有效的特点。

技术方案：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：依据利用基于水射流刺激方法的触觉显示技术，将盲人和视障人群视觉所无法感知的文字、图形信息以人工触觉的方式作用于操作者腹部或背部的大面积肌肤表面，使用户通过触觉真实地感受到视觉信息，实现对知识及周围环境的认知。

所谓水射流触觉再现技术，是指利用以一定速度喷射的水流施加在操作者指端的肌体表面，以形成一定强度的压力斜坡，同时由于水流可以带走一定的热量，又可以形成一定的温度斜坡，两种因素交互作用，在操作者指端形成清晰的触觉感受。在具体实施中，还可以在水流速度稳定的水流柱中施加一定强度的低频振动，以引起操作者皮肤表面压强瞬时变化，从而消除操作者触觉刺激的时间适应性。由于水射流触觉再现可以将水流循环装置及控制系统放置在固定位置，并依赖精密加工技术将触点阵列做成很薄并设计成具有一定柔性的薄片，还因为，水射流不会导致操作者肌体组织的刺痛感，易于为操作者所接受，因此，水射流触觉再现技术及装置能够为操作者提供温和舒服的触觉感受。

本发明的射流触觉图文显示系统及装置，其最显著的特征在于将射流技术应用于盲人及视障人群的视觉功能替代，把本应由视觉感知的图文信息以人工触觉的方式显示给用户，使用户通过触觉方式获得视觉感知。其具体特征在于该装置包括计算机、射流触觉刺激装置、具有N×M阵列的射流触觉显示器和鼠标键盘或摄像头，其中鼠标键盘或摄像头通过串口或USB端口与计算机连接，计算机与射流触觉刺激装置之间通过并行口或串行口或USB端口连接，射流触觉刺激装置通过控制线缆与射流触觉显示器连接，射流触觉显示器的传感信号传给操作者，操作者控制鼠标键盘或摄像头。

具有N×M阵列的射流触觉显示器在结构上由控制盒、触觉池、隔水薄膜、薄膜压条、螺钉、射流喷嘴阵列、进水口、出水口、控制电缆组成；其中，控制盒内为水射流触觉刺激装置，它通过控制电缆接收需要通过射流触觉显示器显示的图文信息，并依据图文信息的点阵结构控制触觉池中射流喷嘴阵列各喷嘴中水流的通断，喷嘴中喷出的射流与操作者肌肤之间通过隔水薄膜隔离，以防止水流对操作者皮肤的损伤，隔水薄膜通过薄膜压条和螺钉固定在触觉池上，出水口用于射流水流的回流。

在触觉图文显示器作为一般计算机的视频输出显示器时，还包括鼠标键盘，当不作为计算机显示器使用时，计算机为具有微处理器的控制单元。其中操作者是整个系统的核心，在计算机操作模式中，操作者通过鼠标键盘的操作可以改变计算机的屏幕信息并定位鼠标指针到屏幕的特定位置，而系统则可以把鼠标指针周围的图文信息经二值化处理后即时地发送到射流触觉刺激装置，并通过射流触觉阵列以人工触觉方式使操作者感知鼠标指针周围的图文信息，移动鼠标指针，操作者感知的图文信息也随之改变，不断的移动指标，操作者即可获得全部的屏幕信息，从而实现盲人和计算机之间的人机交互；而在非计算机操作模式中，如作为盲人的视觉功能替代获取环境信息时，操作者则是通过对摄像头的控制改变肌肤感知的触觉图文信息，不断地移动和改变摄像头的位置和角度，摄像头获取的图文信息也同样随之改变，图文信息经二值化处理后，也同样可以通过触觉刺激装置和射流触觉阵列使操作者获得周围环境信息的触觉感知，采用红外摄像头时，对于环境中的热源，系统还可以通过改变射流水温警示操作者予以小心留意。

本发明的显示方法在于，该装置把计算机屏幕图文信息或摄像头获取的环境图像信息进行二值化处理，通过建立二值化处理后的图文点阵信息与射流触觉阵列之间的一一对应关系，以射流触觉阵列中喷射的水流作用于操作者的肌肤表面形成人工射流触觉点阵，使操作者通过人工触觉方式感知视觉图文信息；调节射流触觉刺激装置上的图文比例调节旋钮，以调整待显示图文信息映射到射流触觉显示器上的大小比例；射流触觉刺激的射流强弱通过触觉图文显示系统控制界面上的“射流强弱”滚动条进行调整；通过建立热、较热、中温、较冷、冷等不同温度刺激与不同色彩之间对应关系，使该显示装置用于彩色图文的触觉显示。

由于系统的射流水温可以使操作者清晰地获得热、中温和冷三种温度状态，因此可以将这三种温度状态分别对应为色彩的红绿蓝三原色，使操作者获得一定程度彩色图文感知能力，使操作者和用户获得包括色彩在内的图文对象的信息，使认识更为全面。

有益效果：基于水射流技术的触觉图文显示系统可以很好地克服其他触觉替代视觉技术手段中存在的不舒服和不安全感觉，有效避免触觉刺激的时间适应性困难，并可利用射流触觉所独有的压力-温度融合触觉显示特性为用户提供温和舒服全真的触觉图文感觉。

本发明是具有原创性科研成果和自主知识产权的触觉视觉功能替代新技术新方法研究，在该领域为国内外首次提出。本发明触觉图文显示系统的相关技术除可满足盲人和视障人群的感觉功能替代外，还可广泛应用于虚拟现实领域及远程医疗、远程制造、互动娱乐及空间和海洋机器人等诸多领域，具有非常广阔的市场空间和应用前景，此外，本发明还具有鲜明的时代特征。胡锦涛总书记指出“构建社会主义和谐社会，是我们党从全面建设小康社会、开创中国特色社会主义事业新局面的全局出发提出的一项重大任务，适应了我国改革发展进入关键时期的客观要求，体现了广大人民群众的根本利益和共同愿望”，本发明对于提高盲人及占据未来社会庞大人口基数和比例的老年弱视群体的生存质量，减低社会负担，实现我国政府“以人为本、执政为民”和构建“和谐社会”的国家目标具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。其中有操作者1、计算机2、射流触觉刺激装置3、射流触觉显示器(N×M触觉阵列)4和键盘鼠标5。

图2是射流触觉图文显示器示意图。其中有控制盒6、触觉池7、隔水薄膜8、薄膜压条9、螺钉10、射流喷嘴阵列11、进水口12、出水口13、控制电缆14。

图3是射流触觉图文显示系统的控制界面。

图4是显示15×16(16×16)汉字字符的射流触觉实例。

图5是显示数学函数的射流触觉实例。

图6是显示几何图形的射流触觉实例。

图7是二值化处理后的计算机桌面图标。

图8是显示二值化计算机桌面图标的射流触觉实例。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。

图1为本发明提供的基于射流技术的触觉图文显示系统与装置的原理示意图。在结构上射流触觉图文显示系统与装置包括计算机2、射流触觉刺激装置3、具有N×M阵列的射流触觉显示器4和鼠标键盘或摄像头5，其中鼠标键盘或摄像头5通过串口或USB端口与计算机连接，计算机2与射流触觉刺激装置3之间通过并行口或串行口或USB端口连接，射流触觉刺激装置3通过控制线缆与射流触觉显示器4连接，射流触觉显示器4的传感信号传给操作者1，操作者1控制鼠标键盘或摄像头5。在触觉图文显示器作为一般计算机的视频输出显示器时，鼠标键盘或摄像头5为对计算机进行操作控制的鼠标键盘，当不作为计算机显示器使用时，计算机2为具有微处理器的控制单元，鼠标键盘或摄像头5为获取图文信息的摄像头。

图2是本发明提供的射流触觉图文显示器原理示意图。在结构上该显示器由控制盒6、触觉池7、隔水薄膜8、薄膜压条9、螺钉10、射流喷嘴阵列11、进水口12、出水口13、控制电缆14和图文比例调节旋纽15等组成。其中，控制盒6内为水射流触觉刺激装置3，它通过控制电缆14接收需要通过射流触觉显示器显示的图文信息，并依据图文信息的点阵结构控制触觉池7中射流喷嘴阵列11各喷嘴中水流的通断，喷嘴中喷出的射流与操作者肌肤之间通过隔水薄膜8隔离，以防止水流对操作者皮肤的损伤，隔水薄膜8通过薄膜压条9和螺钉10固定在触觉池7上，出水口13用于射流水流的回流。图文比例调节旋钮15用于调整待显示图文数据映射到射流触觉显示器上的大小比例。(也可以采用专利申请号为“200510038437.5”的装置)

显示方法是该装置把计算机屏幕图文信息或摄像头获取的环境图像信息进行二值化处理，通过建立二值化处理后的图文点阵信息与射流触觉阵列之间的一一对应关系，以射流触觉阵列中喷射的水流作用于操作者的肌肤表面形成人工射流触觉点阵，使操作者通过人工触觉方式感知视觉图文信息；调节射流触觉刺激装置上的图文比例调节旋钮，以调整待显示图文信息映射到射流触觉显示器上的大小比例；射流触觉刺激的射流强弱通过触觉图文显示系统控制界面上的“射流强弱”滚动条进行调整；通过建立热、较热、中温、较冷、冷等不同温度刺激与不同色彩之间对应关系，使该显示装置用于彩色图文的触觉显示。应用场合为获取环境图像信息时，该装置把红外摄像头获取的环境图像中的热源信息按照温度的高低以温度射流刺激的方法作用于操作者的肌肤表面，以警示操作者予以小心留意。通过建立热、较热、中温、较冷、冷不同温度刺激与不同色彩之间对应关系的方法，把彩色触觉图文信息映射为操作者能够感知的射流温度刺激；温度与色彩之间的映射关系通过射流触觉显示器进行设置。

本发明的基于射流方法的触觉图文显示系统与装置是通过水射流刺激的方式将本应由视觉感知的图文信息以人工射流触觉的方式传递至操作者的肌肤表面，使操作者获得图文信息的触觉感知。水射流在操作者肌肤表面的刺激主要有两个方面：一方面是射流水压的作用，射流水压可以在操作者肌肤表面产生压力触觉刺激，另一方面由于射流温度刺激作用，射流水温与操作者体温可以存在差异从而在操作者指端产生温度触觉刺激，两种刺激共同作用，可以使操作者获得非常丰富的射流触觉感知。

在射流触觉图文显示系统中，操作者是整个系统的核心，在非计算机操作模式下，如当作为盲人的视觉功能替代获取环境信息时，在微处理器控制单元的控制下，摄像头获取的环境图像信息在经过二值化处理后源源不断地发送到射流触觉刺激装置，并通过射流触觉阵列使操作者获得即时环境图像的触觉感知。移动或改变摄像头的位置和角度，摄像头获取的图文信息也随之改变，不断地移动和改变摄像头的位置和角度，操作者即可以通过射流触觉获得丰富的周围环境信息。因为射流可以提供温度感觉，所以在采用红外摄像头时，对于环境中的热源，系统还可以通过改变射流水温警示操作者予以小心留意。

在计算机操作模式下，操作者可以通过鼠标键盘的操作改变计算机的屏幕信息并定位鼠标指针到屏幕的特定位置，系统则即时地把鼠标指针周围的图文信息经二值化处理后发送到射流触觉刺激装置，并通过射流触觉阵列以人工触觉方式使操作者感知鼠标指针周围的图文信息，移动鼠标指针，操作者感知的图文信息也随之改变，不断的移动指标，操作者即可获得全部的屏幕信息，从而实现盲人和计算机之间的人机交互。由于系统的射流水温可以使操作者清晰地获得热、中温和冷三种温度状态，因此可以将这三种温度状态分别对应为色彩的红绿蓝三原色，使操作者获得一定程度色彩感知，使操作者对图文信息获得包括颜色在内的更为全面的认识。具体实例如图6所示，图6中是显示三角形、正方形和正六边形的情形，图中实心十字图标表示射流水温为热水，方形图标表示射流水温为冷水，而圆形图标对应的射流水温则为中温，如果我们规定热水代表红色，中温水代表绿色，冷水代表紫色，那么当图6所示射流刺激作用于操作者肌肤表面时，操作者即可感知到红色的三角形、紫色的正方形和绿色的正六边形。如果操作者经过训练后，其感知温度差异的能力进一步提高，那么可以将射流水温进一步细化为更多的档次，如热、较热、中温、较冷和冷等，并对各温度对应的颜色重新定义，那么操作者即可感知到更多的色彩。需要说明的是，不同温度对应的色彩是可以任意定义的，只要把温度与色彩之间的对应关系明确告知射流触觉显示器的用户，即可以使用户感知彩色触觉图文信息。

图3是射流触觉图文显示系统的控制界面。图中有文本、函数和图像三个选择项，分别对应于汉字字符、数学函数和二值化图像的射流触觉显示模式。控制界面的右侧是射流强度的滚动控制条，移动滚动条可以改变射流水压的强弱。控制界面的下方是“视频切换”、“触觉显示”和“窗口关闭”按钮，“视频切换”功能能够把把计算机屏幕信息输出到触觉显示器，当操作者希望系统工作在计算机操作模式，即人机交互模式时，选择该按钮，这时操作者通过射流触觉图文显示器感知的是计算机鼠标指针周围的计算机屏幕信息。“触觉显示”按钮用于触觉训练、教育和实验模式，该模式下，计算机操作者是无视觉障碍者，操作者选定字符、函数或图像模式并按下“触觉显示”按钮后，相应的图文信息即被发送到射流触觉显示器上。

当选定“文本”模式时，字符文本框中的字符即通过射流触觉刺激装置和射流触觉阵列以射流触觉的方式作用在操作者的肌肤表面，图3示出了射流触觉阵列显示汉字字符“帅”的情形。

当选定“函数”模式时，“函数”标识右侧文本框中输入的数学函数即通过射流触觉刺激装置和射流触觉阵列以射流触觉的方式作用在操作者的肌肤表面，图5示出了射流触觉阵列显示正弦函数“sin(x)”的情形。控制界面右侧的“帮助”按钮是函数模式的帮助信息，点击按钮，可以获得系统认可的数学函数及函数输入格式等信息。

当选定“图像”模式时，“图像”标识右侧文本框中路径所指向的二值化图像即射流触觉刺激装置和射流触觉阵列以射流触觉的方式作用在操作者的肌肤表面，图6示出了射流触觉阵列三角形、正方形和六边形等几何图形的情形。控制界面右侧的“浏览”按钮用于选择计算机文件夹中储存的二值化图像。

图7是二值化处理后的计算机桌面图标。

图8是当鼠标指向屏幕左上方的“My Computer”时，系统通过射流触觉显示器显示的屏幕触觉图文信息。

当操作者和用户希望改变通过射流触觉显示器显示的图文大小比例时，可以通过射流触觉刺激装置3上附带的图文比例调节旋钮15进行调节。当操作者希望获得图文对象的细节信息或感觉不明晰时，可以通过调节放大图文对象，当操作者希望获得图文对象的总体印象时，则可以通过调节缩小图文对象。当图文对象放大显示时，计算机或射流触觉刺激器内的控制单元将通过插补运算对图文对象的点阵信息进行增补扩充。

本发明基于射流技术的触觉图文显示系统与装置具有安全可靠、触感稳定真实有效的特点，操作者可以获得丰富的图文触觉感受。

本发明为原创性触觉视觉功能替代新技术新方法，在该领域为国内外首次提出，相关技术除可满足盲人和视障人群的感觉功能替代外，还可广泛应用于虚拟现实领域及远程医疗、远程制造、互动娱乐及空间和海洋机器人等诸多领域，具有非常广阔的市场空间和应用前景。

Claims (5)

1、一种基于射流技术的触觉图文显示装置，其特征在于该系统与装置包括计算机(2)、射流触觉刺激装置(3)、具有N×M阵列的射流触觉显示器(4)和鼠标键盘或摄像头(5)，其中鼠标键盘或摄像头(5)通过串口或USB端口与计算机连接，计算机(2)与射流触觉刺激装置(3)之间通过并行口或串行口或USB端口连接，射流触觉刺激装置(3)通过控制线缆与射流触觉显示器(4)连接，射流触觉显示器(4)的传感信号传给操作者(1)，操作者(1)控制鼠标键盘或摄像头(5)。

2、根据权利要求1所述的基于射流技术的触觉图文显示装置，其特征在于具有N×M阵列的射流触觉显示器(4)在结构上由控制盒(6)、触觉池(7)、隔水薄膜(8)、薄膜压条(9)、螺钉(10)、射流喷嘴阵列(11)、进水口(12)、出水口(13)、控制电缆(14)、图文比例调节旋纽(15)组成；其中，控制盒(6)内为水射流触觉刺激装置(3)，它通过控制电缆(14)接收需要通过射流触觉显示器显示的图文信息，并依据图文信息的点阵结构控制触觉池(7)中射流喷嘴阵列(11)各喷嘴中水流的通断，喷嘴中喷出的射流与操作者(1)肌肤之间通过隔水薄膜(8)隔离，以防止水流对操作者皮肤的损伤，隔水薄膜(8)通过薄膜压条(9)和螺钉(10)固定在触觉池(7)上，出水口(13)用于射流水流的回流。

3、一种如权利要求1所述的基于射流技术的触觉图文显示装置的显示方法，其特征在于该装置把计算机屏幕图文信息或摄像头获取的环境图像信息进行二值化处理，通过建立二值化处理后的图文点阵信息与射流触觉阵列之间的一一对应关系，以射流触觉阵列中喷射的水流作用于操作者的肌肤表面形成人工射流触觉点阵，使操作者通过人工触觉方式感知视觉图文信息；调节射流触觉刺激装置上的图文比例调节旋钮，以调整待显示图文信息映射到射流触觉显示器上的大小比例；射流触觉刺激的射流强弱通过触觉图文显示系统控制界面上的“射流强弱”滚动条进行调整；通过建立热、较热、中温、较冷、冷等不同温度刺激与不同色彩之间对应关系，使该显示装置用于彩色图文的触觉显示。

4、根据权利要求3所述的基于射流技术的触觉图文显示装置的显示方法，其特征在于应用场合为获取环境图像信息时，该装置把红外摄像头获取的环境图像中的热源信息按照温度的高低以温度射流刺激的方法作用于操作者的肌肤表面，以警示操作者予以小心留意。

5、根据权利要求3所述的基于射流技术的触觉图文显示装置的显示方法，其特征在于通过建立热、较热、中温、较冷、冷不同温度刺激与不同色彩之间对应关系的方法，把彩色触觉图文信息映射为操作者能够感知的射流温度刺激；温度与色彩之间的映射关系通过射流触觉显示器进行设置。

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