CN102227694A - 供触觉编码的媒体使用的触觉输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于响应于触觉数据生成感觉的方法、系统和装置。一种感觉输出装置可包括：适于生成与触觉命令相应的一个或多个控制信号的处理器；适于响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号向驱动机构输出力的致动器；用户身体的一部分能够通过其插入的开口；以及耦合到驱动机构的接口面，该接口面被配置为至少部分地接触用户身体的插入部分。另外，所述接口面可以是具有表面特征的柔顺带，该柔顺带与和驱动机构相接触的承载带耦合。另外，该感觉输出装置可包括存储器，其存储有包含一个或多个触觉命令的算法，该算法可由处理器来执行。

Description

供触觉编码的媒体使用的触觉输出装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年10月10日提交的名称为“System and Method For Transmitting Haptic Data In Conjunction With Media Data”的美国临时申请序列号61/104,658的优先权。

技术领域

本公开内容涉及一种触觉输出装置，其被配置为通过一个或多个机械力的输出来重现或模拟感觉，包括与性行为相应的感觉，并使机械力输出与一个或多个媒体项目协调一致。

背景技术

由于计算设备和通信网络已经不断地成熟，可提供给用户的内容在多样性和复杂性方面都有了增长。媒体产品，即音频和/或视频，能够以广泛的形式获得，包括物理存储装置，例如光盘(CD)和数字多用途光盘(DVD)，如能能够本地存储在计算设备上的数据文件，以及如能够被传送到计算设备以在流式传输期间回放的流文件。

通信网络中增长的带宽已允许传输不断增加的数据量。其结果是，在线媒体回放体验不断提供附加的功能性和增强的特性，如在媒体内容项目内的点播回放和随机存取。此外，媒体编码技术的精确度和效率的提高已经获得了改善的媒体质量、减少的误差和更高的数据传输速率。因此，媒体广播者已经能够提高他们经由通信网络、如因特网提供给媒体客户的内容的品质和数量。

带宽和媒体编码的提高也已经使得家庭用户能够直接地或者通过中介服务把音频和/或视频有效地传送给其他用户。例如，廉价的网络摄像头可用于捕捉视频/音频并将其传送给其他用户。因此，可以在多个用户、包括移动式计算设备的用户之间进行视频聊天会话。

触觉反馈(或者说触觉输出)已经在有限的范围内被用于用户输入装置，如触摸屏、键盘、计算机鼠标和游戏杆。基本的触觉反馈可以是纯机械式的，如当用足够的力度按下鼠标键时所体验到的点击感觉。其它装置可以被配置为通过使用机电装置、如通过启动和/或禁用一个或多个电机来输出触觉反馈。例如，通过打开和关断电机可以向输入装置、如游戏杆施加振动感觉。

触觉反馈也已经被结合到视频游戏应用中，如通过在控制器中包含计算机控制的致动器。例如，控制面例如按钮或触摸垫可以位于致动器附近。另外，致动器可基于事件的出现、如响应于来自游戏控制台的命令信号输出触觉感觉。

发明内容

一种用户接口装置，可被配置为根据一个或多个真实世界的刺激输出力以产生触觉感觉(或者说感觉)。一种感觉可以用一个或多个力来表示，包括摩擦、压力和振动。另外，力可以单独施加，也可以作为多个力的组合来施加，例如用来产生复杂的感觉。力的组合可以被构建为使得在包括在该组合内的两个或更多个力之间至少有一些重叠。

本发明的发明人意识到，存在将一个或多个力映射到真实世界刺激的需求，使得一个或多个力模仿或模拟由真实世界刺激所产生的感觉。此外，本发明的发明人还意识到，存在利用一个或多个力、例如高频振动来表示物理上截然不同的刺激、如吸或抽的需求。本发明的发明人还意识到，存在利用接口面将感觉传递给用户的需求，包括配合带、辊子、孔、压榨指或衬垫。另外，本发明的发明人意识到，存在在接口面上包括一种或多种纹理和/或表面特征以产生或增强感觉的需求。还意识到，存在允许单独或组合地利用热和润滑以产生或增强一种或多种感觉的觉察的需求。

本发明的发明人还意识到，存在将力的产生与感觉的呈现协调一致以和媒体呈现中发生的一个或多个事件相应的需求。还意识到，存在产生能够使用户觉察到所描述的事件正在他们身上发生的感觉的需求。另外，还意识到，存在利用定时信息使一个或多个触觉力的产生与媒体事件同步的需求。该定时信息可以是表达定时信息，如时间戳，或者是固有定时信息，如触觉数据或触觉命令与媒体文件中的对应媒体事件的配准。

另外，还意识到，存在将一个力或多个力的组合映射到真实世界刺激的需求。本发明的发明人还意识到，存在使用命令或数据结构来表示力或力的组合的需求。另外，还意识到，存在经由通信网络与媒体数据相关联地传送触觉数据、包括触觉命令的需求。因此，这里所描述的技术和装置产生力，这些力生成对应于真实世界刺激的触觉感觉，并可以和相关媒体呈现中所描述的事件协调一致。

总体上，感觉输出装置可包括被配置为生成与触觉命令相应的一个或多个控制信号的处理器、被配置为响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号将力输出到驱动机构的致动器、用户身体的一部分能够通过其插入的开口、以及耦合到所述驱动机构的接口面，该接口面被配置为至少部分地接触插入的用户身体部分。

感觉输出装置也可以被实现为使得接口面是与承载带耦合的配合带，该承载带与驱动机构的至少一部分接口。另外，感觉输出装置可实现为使得承载带包括定时窗口，该定时窗口被配置为接纳与驱动机构相关联的齿。而且，感觉输出装置可实现为使得配合带包括一个或多个表面特征。另外，感觉输出装置可实现为包括加热器，该加热器被配置为响应于一个或多个控制信号对接口面进行加热。

感觉输出装置也可实现为包括润滑系统，该润滑系统包括容纳着润滑剂的润滑容器、润滑泵和位于接口面附近的出口部分，该润滑系统被配置为响应于一个或多个控制信号将润滑剂输出到接口面。另外，感觉输出装置可实现为使得致动器包括能够双向运动的电机。而且，感觉输出装置可实现为包括第二接口面，该第二接口面被配置为至少部分地接触插入的用户身体部分。感觉输出装置还可以实现为包括通信接口，该通信接口耦合到处理器，并被配置为从相关的计算设备接收触觉命令。另外，感觉输出装置可以实现为包括耦合到处理器的存储器，该存储器保存着包括一个或多个触觉命令的算法。

总体上，在一个方面，一种系统可包括存储着带有相关的触觉数据的媒体文件的主计算系统，以及耦合到该主计算系统的感觉输出装置，该感觉输出装置包括被配置为从主计算系统接收触觉数据并生成与接收到的触觉数据相应的一个或多个控制信号的处理器、适合于响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号将力输出到接口面的致动器、以及用户身体的一部分能够通过其插入的开口。

该系统也可以实现为使得感觉输出装置包括耦合到处理器的无线通信接口，该无线通信接口被配置为与主计算系统进行通信。另外，该系统可以实现为使得所述接口面是包含一个或多个表面特征的配合带。而且，该系统可实现为使得所述开口是带有致动器的孔，该致动器被配置为响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号来驱动承载齿轮；还带有可动地耦合到承载齿轮的多个柔性延伸部。另外，该系统可以实现为使得感觉输出装置还包括耦合到处理器的传感器，其中该传感器能够检测与感觉输出装置的用户相关联的生物统计读数。

总体上，在另一方面，用于生成触觉力的技术可实现为包括访问与媒体内容项目相关联的触觉命令；对应于所访问的触觉命令生成一个或多个控制信号；并通过感觉输出装置内的致动器，响应于所述一个或多个控制信号移动接口面，其中所述接口面包括配合带，该配合带被配置为接触插入到感觉输出装置中的至少一部分用户身体。

该技术也可以实现为包括与呈现媒体内容项目相结合地生成一个或多个控制命令。另外，该技术可实现为响应于一个或多个控制信号启动包含在感觉输出装置内的润滑系统，并将润滑剂从润滑系统散布到接口面上。而且，该技术可实现为包括通过感觉输出装置中的另一致动器响应于一个或多个所生成的控制信号来移动另一接口面。另外，该技术可实现为包括响应于一个或多个所生成的控制信号来调节包含在感觉输出装置内的孔。

本说明书中所描述的技术可实现下述优点中的一个或多个。例如，该技术可实现为使得可以通过一个或多个机械式产生的力来重现或模仿真实世界刺激。另外，该技术可实现为使得一个或多个触觉力的输出与媒体呈现中的对应事件协调一致。该技术也可以实现为包括独立于对应的媒体呈现来操作触觉输出装置，如通过一个或多个手动控制其或者通过执行一系列编程的感觉。

另外，该技术可以实现为包括对媒体文件、如音轨中的一个或多个触觉数据项目、包括触觉命令进行编码。所述触觉数据可以在媒体文件回放期间例如通过媒体播放器被取回并处理，以实现与触觉感觉相关联的力的输出。该技术也可实现为使得包括触觉命令的触觉数据可以被存储在一个单独的文件中，该文件可以被单独地发布和存取。这个单独的文件可以和一个或多个媒体文件相关联，可以包括参考信息，如时间戳，以允许和相关联的媒体文件同步。

另外，该技术可以实现为使得包括触觉命令的触觉数据可以和一个实况媒体事件相关联，如流广播。该技术也可实现为使得需要认证或授权，以使输出装置能够响应于触觉命令产生力或者访问与媒体项目相关联的触觉数据。

一种或多种实施方式的细节在附图和后面的说明中给出。其它特征和优点将由说明书、附图和权利要求书而变得更加清楚。

附图说明

图1示出了示例性的感觉输出装置。

图2示出了示例性的联网计算系统，包括感觉输出装置。

图3示出了感觉输出装置中的接口面的示例性配置。

图4示出了与身体接触的接口面的一个例子。

图5示出了用于一对带子的示例性驱动器配置。

图6示出了包括柔性指的示例性孔组件。

图7示出了包括在感觉输出装置中的示例性润滑系统。

图8示出了示例性感觉输入装置。

图9示出了用触觉数据对媒体内容进行编码的示例性界面。

图10示出了示例性的矢量力命令。

图11示出了示例性的周期性命令。

图12示出了用于将触觉数据传送到感觉输出装置的示例性方法。

图13示出了用于将包含触觉数据的预先录制的内容传送到感觉输出装置的示例性方法。

图14示出了包括在感觉输出装置内的控制电路的示例性配置。

不同附图中同样的附图标记和指示表示同样的单元。

具体实施方式

图1示出了示例性的感觉输出装置。该感觉输出装置100的形状可通过外部壳体105来限定，该外部壳体可以由坚硬的材料、例如塑料形成。外部壳体105在一个或多个位置处可包括轮廓线110，以帮助把持。另外，外部壳体105可以在一个或多个区域内包含纹理和/或表面特征，例如带有纹理的区域115，以便于抓握。感觉输出装置100也可以由多个单独的部分构成。例如，外部壳体105可包括一个或多个接缝120，外部壳体105可沿该接缝分开。因此，感觉输出装置100内部的至少一部分可通过分开外部壳体105来接近。在一些实施方式中，外部壳体105可以在一个或多个接缝120处包括配对结构，以固定地接合外部壳体105的各个部分。

在外部壳体105中也可以包括适合于接纳男性生殖器的孔125，以提供对感觉输出装置100内部部分的接近。孔125可包括可变的周长，其可以例如通过扩展或缩回位于孔125外围处的指(或延伸物)被机械式地调节。孔125也可包括配合阻碍物130，其例如由Versaflex(TM)的乳胶构成，适合于覆盖机械元件并与男性生殖器接口。在一些实施方式中，配合阻碍物130可以被模制成型以包括模拟解剖学特征、如阴道的孔。

另外，感觉输出装置100可包括电源和通信接口135。在一些实施方式中，电力和通信信号可通过共享的电缆140来提供。在其它的实施方式中，独立的电力电缆和通信电缆可以被耦合到电源和通信接口135。感觉输出装置100可以被配置为使用不同的外部电源，包括交流(AC)和直流(DC)电源。另外，感觉输出装置100可以被配置为从计算机接口、如通用串行总线(USB)或火线(IEEE 1394)接口接收电力。作为替代或补充，感觉输出装置100可以被配置为包括可重现充电的电源，包括一个或多个电池。

也可以经由通信接口135传输双向通信。包括触觉数据的控制数据可以从相应的计算系统被传送到感觉输出装置100。控制数据可作为输入提供，以控制被配置为控制感觉输出装置100的操作的电路。另外，从一个或多个所包括的控制器接收到的手动命令、配置数据和包括生物统计学数据的传感器数据从感觉输出装置100被传送到相应的计算系统，如主计算系统。这些手动命令、配置数据和传感器数据可以被格式化为适合于由所包括的控制电路进行传输。在一些实施方式中，通信接口可以实现为无线接口，例如采用射频(RF)或红外(IR)通信。

感觉输出装置100可以包括一个或多个适于从用户接收输入的控制器。例如，可以在外部壳体105的表面上设置控制按钮145。控制按钮145可以是单一用途的控制器，如电源开关。作为替代，控制按钮145也可以是多用途的控制器，如强度控制器，其能够接收输入以增强或降低感觉输出装置100所提供的刺激强度。另外，控制按钮145可以与液体隔绝，以降低电击的危险。在感觉输出装置100中可以包含任意数目的控制器，包括按钮、拨盘、滚动轮和开关。所包含的控制器可以被用于以手动模式操作感觉输出装置，如通过选择预先配置的刺激程序或者通过手动选择一种或多种感觉。

包含在感觉输出装置100中的控制电路(未示出)可以被配置为操作一个或多个所提供的元件。例如，控制电路可以被配置为响应于一个或多个接收到的控制信号向与接口面相关联的一个或多个电机提供驱动信号。在一些实施方式中，电机可以被独立地向前或向后驱动，包括与同一接口面相关联的电机。另外，一个或多个电机可以被用于在相同或相反的方向上同时驱动多个接口面。控制电路可例如基于接收到的命令来控制信号，制定电机要操作的速度、方向和持续时间。例如，控制电路可以被配置为监控电机的速度和/或位置，如借助于由安装到电机轴上的旋转编码器所提供的信号。另外，控制电路可通过监测流经电机的电流来确定电机的扭矩。

在一些实施方式中，一个前端电机和一个后端电机可以和一个接口面及相应的承载带相关联，如图3中所示。响应于一个或多个接收到的命令，控制电路可生成信号，使前端电机和后端电机以不同的组合被驱动，从而产生不同的感觉。例如，一个电机可以被关断，而另一电机被驱动以使相应的接口面拉伸或振动。作为替代，这两个电机可以在相同的方向上被驱动，以卷动接口面并产生运动的感觉。前端电机和后端电机也可以以不同的速度被驱动。另外，一个电机可以被驱动以产生周期性的力或矢量力。

可基于接口面的运动和一个或多个电机的操作定义一个感觉库。可以用某种波形来定义某个元件、如接口面应当如何致动。该波形可以有任意的形状，包括正弦波、方波和锯齿波。另外，多种波形可以被至少部分地叠加，以产生一种单一的复杂感觉或多种感觉的组合。

感觉输出装置100也可包括微处理器和配置为存储感觉库的存储器。在感觉输出装置中存储代表感觉的数据、如波形可以减少与相应计算设备、如主计算系统进行通信所需的带宽和功率。例如，库中的每种感觉均可以被分配一个唯一的标识。随后计算设备可通过指示要生成的感觉的标识而不是传输描述该感觉的数据来控制感觉输出装置100的操作。在一些实施方式中，计算设备可以传输针对存储在库中的某种感觉的唯一标识或者传输针对唯一或新的感觉的描述该感觉的数据。

另外，感觉输出装置100可以被配置为存储它接收到的每种新的感觉，使得它能够学习感觉并扩展所存储的库。作为替代，感觉库可以通过相应的计算系统被周期性地更新。另外，感觉库被本地存储时，感觉输出装置100可以被配置为独立于相应计算系统来操作，如在示范模式或手动模式下操作。例如，感觉输出装置可以被配置为以预定的顺序或随机的顺序输出一系列所存储的感觉。

感觉输出装置100也可以包括一个或多个传感器，该传感器被配置为生成诸如温度的环境数据和/或诸如生物测量数据的用户数据，包括心律和血压。传感器所生成的数据可以被提供给控制电路，以便传输到相应的计算系统。在一些实施例中，感觉输出装置100中的至少一部分电子器件，包括控制电路、存储器和通信接口，可位于一个或多个独立的外壳内，以保护它们免受诸如湿度、热量和振动这样的环境因素的影响。

另外，包含在感觉输出装置100中的包括处理器的控制电路可执行一种或多种安全和管理功能。例如，如果感觉输出装置在预定的时间段内没有接收到命令和/或触觉数据，感觉输出装置可以自动地将自身关断。控制电路也可以被配置为监测由电机所消耗的电流量，以检测拥塞。如果消耗的电流超过一个预定的量，则可以触发一个或多个保险丝和/或晶体管以重启。另外，可以对感觉输出装置中的电力使用进行管理，以确保电力对于必要的功能可用。例如，由感觉输出装置100所执行的功能可以被分类为诸如生成感觉和进行通信的必要功能以及诸如加热和散布润滑剂的非必要功能。

控制电路可以监测感觉输出装置100工作期间的电力消耗。只要有足够的电力可用，就可以执行所有的功能。一旦对电力的需求超过或者可能超过一个预定的阈值，可以将一种或多种非必要功能挂起。例如可以终止装置加热。在对电力的需求下降并且一旦有足够的电力对于所有功能可用之后，可以恢复非必要功能。

图2示出了一个示例性的联网计算系统，其包括多个感觉输出装置。该计算系统200包括一主计算系统205，其能够通过有线或无线的连接耦合到网络215。该主计算系统205可以是任意的计算平台，包括膝上电脑、台式电脑、掌上电脑、服务器、工作站或者其他这样的计算机。主计算系统205可包括处理单元、一个或多个输出装置，如显示器和/或扬声器，以及一个或多个输入装置，如键盘、鼠标、游戏杆、轨迹球、触摸垫、触摸屏和/或麦克风。

主计算系统205也可以被配置为执行一种或多种回放应用程序，以便将诸如音频、视频或者视/音频的媒体数据输出到显示器和/或扬声器。另外，主计算系统205可以将代表触觉数据的信号，如触觉(或者说触摸感觉)命令，输出到感觉输出装置210。该触觉数据信号可以和媒体信号协调一致，使得感觉输出装置210输出与相应的媒体事件呈现相关联的特定感觉。在一些实施方式中，单一回放应用程序，如由微软公司出品的Windows Media Player，可以被配置为输出媒体数据和触觉数据。在一些其他实施方式中，媒体回放应用程序可以被配置为输出媒体数据，而单独的触觉回放应用程序可以被配置为输出相应的触觉数据。媒体回放应用程序和触觉回放应用程序可以被同步，使得相应的媒体和触觉事件基本上同时呈现。

感觉输出装置210(或主机装置)可以通过有线或无线接口耦合到主计算系统205。例如，该接口可以被配置为USB、FireWire、Wi-Fi、蓝牙或者其他这样的接口。在一些实施方式中，可以从主计算系统205将电力施加到感觉输出装置210。感觉输出装置210可以从主计算系统205接收信号，包括代表触觉数据(也被称为感觉数据或触摸数据)的信号。此外，感觉输出装置210可基于触觉数据生成一种或多种输出感觉，其可以作为一种或多种物理刺激被呈现给用户。在一些实施方式中，触觉数据可以被表示为一种或多种波形，其定义了力的特征，包括持续时间、幅度、进攻和衰退。另外，触觉数据可以规定要产生所述力的一个或多个致动器。

在一些实施方式中，感觉输出装置210可以和主计算系统205双向通信。例如，由一个或多个传感器和/或与感觉输出装置210相关联的用户控制器接收到的输入可以作为感觉输出装置数据经由感觉输出装置210和主计算系统205之间的接口传输。由主计算系统205接收到的感觉输出装置数据可以经由网络215被存储和/或转发到一个或多个其他计算系统，如服务器或源计算系统。与感觉输出装置210相关联的一个或多个传感器可以被配置为收集生物测量数据，如血压、心律和体温。另外，一个或多个传感器也可以被配置为收集用户动作，如握紧、抚摸或操纵感觉输出装置。此外，一个或多个用户控制器可以被配置为接收用户输入和命令，如要执行的动作或参数设定调节。

感觉输出装置210也可以被配置为提供可用于识别、认证和检验功能的标识。在一些实施方式中，包含在感觉输出装置210内的电路可以用一个唯一的标识来编程。另外，该标识可以是静态的，如序列号，或者是可变的，如基于某种算法生成的代码。此外，感觉输出装置210的操作可基于该标识而被限制或禁用。例如，在主计算系统205上执行的回放应用程序可以被配置为在将触觉数据输出到感觉输出装置210之前请求该标识。如果该标识例如由于没有付费而无法生效或者已经被限制，则主计算系统205可阻止将触觉数据信号呈现给感觉输出装置210。在一些实施方式中，回放应用程序、主计算系统205或者感觉输出装置210也可以被配置为例如在鉴定操作期间将该标识传输到一服务器。

此外，也可以将一遥控器212连接到感觉输出装置210。该遥控器212可包括一个或多个控制器，例如旋钮、按钮、开关和可变电阻器，它们被配置为将控制信号传送给感觉输出装置210。因此，感觉输出装置210可通过遥控器212来手动操作和控制。

网络215可以是诸如如因特网的公共网络、诸如局域网(LAN)的私有网络或者它们的结合。另外，网络215可包括有线和无线链路的任意组合。在一些实施方式中，网络215可以被配置为利用多种协议来传输数据。此外，网络215或者其一部分可以被配置为支持音频、视频和/或触觉数据的实时传输。

源计算系统220也可以通过有线或无线连接耦合到网络215。和主计算系统205一样，源计算系统220可以是任意的计算平台，包括膝上电脑、台式电脑、掌上电脑、服务器、工作站或者其他这样的计算机。感觉输入装置225(或源装置)可通过有线或无线接口耦合到源计算系统220。例如，该接口可以被配置为USB、FireWire、Wi-Fi、蓝牙或者其他这样的接口。在一些实施方式中，可以从源计算系统220将电力施加到感觉输入装置225。

源计算系统220也可以被配置为执行一种或多种感觉捕捉应用程序，以便基于从感觉输入装置225接收到的信号生成代表触觉数据的信号和/或命令。例如，从感觉输入装置225接收到的传感器数据可以例如由感觉捕捉应用程序自动转换成一项或多项触觉数据。另外，感觉捕捉应用程序可以被配置为基于从感觉输入装置225接收到的传感器信号将触觉数据编码为媒体流或文件。此外，传感器捕捉应用程序可以将触觉数据信号和/或包含触觉数据信号的内容传送到一远程计算系统，如服务器或主计算系统。

感觉输入装置225可包括一个或多个传感器，该传感器被配置为生成代表物理操纵的传感器信号，包括抚摸、握紧、移动、定向和抽插。例如，感觉输入装置225可以被适配为例如通过口腔、阴道和肛门的方式插入和拔出人类用户。在插/拔期间可以生成传感器信号。在一些实施方式中，感觉输入装置225也可包括一个或多个传感器，该传感器被配置为生成代表环境条件的传感器信号，包括温度和压力(正压和负压)。传感器信号可以从感觉输入装置225被传送到源计算系统220。由源计算系统220接收到的传感器信号可以经由网络215被存储和/或转发到一个或多个其他计算系统，如服务器或主计算系统。其他信号，如音频和/或视频信号，也可以和从感觉输入装置225接收到的传感器信号一起被源计算系统220所捕获。例如，可以将一个或多个摄像头和/或麦克风耦合到源计算系统220。该传感器信号可以和同时接收到的音频/视频信号相关联，使得在回放期间所有相关联的信号均可以被同时或基本同时地呈现。

在一些实施方式中，感觉输入装置225可以与源计算系统220进行双向通信。例如，感觉输入装置225可以从源计算系统220接收代表触觉数据的信号。此外，感觉输入装置225可以被配置为基于接收到的触觉信号生成一种或多种输出感觉，其可以作为一种或多种物理刺激被呈现给感觉输入装置225的操作者。

感觉输入装置225也可以被配置为提供可用于识别、认证和检验功能的标识。在一些实施方式中，包含在感觉输入装置225内的电路可以用一个唯一的标识来编程。另外，该标识可以是静态的，如序列号，或者是可变的，如基于某种算法生成的代码。

一服务器230也可以通过有线或无线连接耦合到网络215。服务器230可以是任何适当的计算架构，包括单处理器和多处理器架构。服务器230可以被配置为将包含应用程序和数据的内容提供给一个或多个客户端系统，如主计算系统205。另外，服务器230可以被配置为从一个或多个提供者系统、如源计算系统220接收包含传感器信号和其他数据的内容。此外，服务器230可以被配置为方便在网络215上通信的多个计算系统、如主计算系统205和源计算系统220之间的连接。例如，服务器230可呈现一个服务目录，并方便访问这些服务，包括执行鉴定和收费。

一媒体数据库235例如可经由专用连接或联网连接耦合到服务器230。该媒体数据库235可以被配置为存储可用于出售和/或出租的一种或多种媒体产品，包括包含音频、视频和触觉数据的媒体产品。另外，媒体数据库235可以被配置为存储从一个或多个源装置、如源计算系统220接收到的数据。例如，该媒体数据库可以被配置为存储从一个或多个源接收到的音频数据、视频数据和/或传感器数据。另外，接收到的传感器信号可以被存储为触觉信号。

一个或多个其他感觉输出装置也可以被耦合到网络215。例如，第二感觉输出装置245可以被耦合到第二主计算系统240。第二主计算系统240和第二感觉输出装置245在基本上相同的时刻接收与提供给主计算系统205和感觉输出装置210的内容类似的内容，例如以广播模式来接收。作为替代，第二主计算系统240和第二感觉输出装置245也可以独立地从一服务器或源计算系统接收内容，如以单播的模式接收。在每个实施方式中，内容均可包括音频、视频和触觉数据的任意组合。

在一些实施方式中，代表触觉数据的信号可以和音频和/或视频信号数据相结合地传送到一接收方，如主计算系统205。例如，触觉数据可以被组织为对应于某一内容条目的一条或多条数据轨道(或层)，其还可以进一步包括音频和/或视频数据的一条或多条轨道。另外，内容条目的轨道可以被同步，使得触觉数据与相应的视频和/或音频数据相链接。在一些其他实施方式中，代表触觉数据的信号可以和相应的音频和/或视频数据分开存储。例如，触觉数据可以被存储在一个可由主计算系统访问并用于在回放期间补充相应的音频和/或视频数据的单独的文件内。因此，音频和/或视频数据可例如通过混合、编码或压缩而被处理，而不会改变触觉数据。触觉数据可以和音频和/或视频数据同步以进行回放，例如利用相关的定时数据或标记来同步。作为替代，触觉数据也可以由主计算系统或感觉输出装置单独地访问，以生成一种或多种输出感觉，其可以作为一种或多种物理刺激呈现给用户，而不相应地呈现音频和/或视频输出。

此外，一个单独的感觉输出装置250可以例如通过有线或无线连接直接耦合到网络215。例如，该单独的感觉输出装置250可允许使用Wi-Fi或蓝牙，从而可经由网络215接收信号，包括触觉数据。可以从一服务器或源计算系统接收代表触觉数据的信号，如触摸感觉命令。在一些实施方式中，单独的感觉输出装置250也可以被配置为经由网络215将一个或多个信号传送到例如服务器或源计算系统。独立的感觉输出装置250还可以包括一个或多个传感器和/或控制器，包括被配置为从用户接收输入的控制器，从而识别要访问的触觉数据源。另外，由单独的感觉输出装置250接收到的触觉数据可以和提供给一个或多个其他装置的视频和/或音频数据同步，所述其他装置包括计算系统、电视、移动通信设备或其他这样的呈现装置。

感觉输出装置100可包括一个或多个接口面，该接口面被设置为与插入到孔洞中的人体部位、如阴茎相接触。该接口面可以被放置为沿皮肤接触一个或多个位置，并可利用任意结构或结构组合来实现，包括一个或多个带、辊和/或垫。图3示出了感觉输出装置中的接口面的一种示例性配置。该接口面可包括上方带305和下方带325，其能够以任意的方式放置，包括对准、部分对准或者彼此相对。上方带305和下方带325可由柔顺的材料构成，如乳胶或热塑性弹性材料。上方带305和下方带325中之一或者这两者可包括沿带表面以任意图案设置的一个或多个纹理区域。可选择某种纹理来提供模拟解剖学区域的感觉，如口腔或阴道。也可将一种或多种纹理排列成某种图案以传递感觉，如当接口面线性移动时旋转。另外，上方带305和下方带325中之一或者这两者可包括一种或多种表面特征，如脊状、凸块状、沟槽状、涟漪状或浮雕状的区域。

在一些实施方式中，上方带305和下方带325中之一或者这两者可以被安装在一可取下的框架上，如适合与感觉输出装置相接的筒。这样，上方带305和下方带325可从感觉输出装置上被取下以便清洁和/或维护。而且，包括上方带305和下方带325的框架也可以用带有不同接口面，如带、辊和/或垫的框架来替换，从而提供不同的性能和感觉。另外，可取下的框架可以是封闭的，使得上方带305和下方带325以及相关联的驱动机构与感觉输出装置的其他部件相隔绝。感觉输出装置的一个或多个驱动表面，例如齿轮和/或驱动轴，可以接触可取下的框架上的相应驱动机构，以传递驱动力。此外，感觉输出装置上的一个或多个电触点可以和可取下的框架上的相应触点相接，以传递信号和/或电力。

上方带305可以与一上方承载带310耦合，下方带325可以与一下方承载带330耦合。带和相应的承载带能够以可分开的方式或者固定的方式耦合，使得承载带用作对该带的支撑结构。上方承载带310和下方承载带330可由一种或多种非柔顺的材料构成，适合传递来自致动器或驱动机构的力矩。所述一种或多种非柔顺的材料当被驱动时足够坚韧，能够承受撕扯。

上方承载带310可安装在一个前轴组件315和一个后轴组件320上。前轴组件315和后轴组件320可包括带有齿的定时滑轮，所述的齿对准以便和沿上方承载带310外围边缘的孔(或定时窗口)相接。作为替代，上方承载带310也可以通过其他手段、如通过拉紧而与前轴组件315和后轴组件320相接。下方承载带330也可以安装在一个前轴组件335和一个后轴组件340上，其可包括带有齿的定式滑轮，该齿与沿下方承载带330外围边缘的洞相接。

一个或多个致动器可以连接到前轴组件和后轴组件315、320及335、340中之一或者这两者。致动器可以是旋转致动器，如直流电机，或者是线性电机(或线性感应电机)。另外，致动器可以低加速或高加速致动器。在一些实施方式中，一对不同种类的致动器可以连接到对应的前轴和后轴组件，以用于施加不同的力。这对不同种类的致动器可以分别操作和/或同时操作。另外，一个或多个致动器可以被用于以相同的速率和/或不同的速率在相同方向上或不同方向上驱动上方带305和上方承载带310以及下方带325和下方承载单元330。另外，上方带305和上方承载带310以及下方带325和下方承载单元330可以同时或者分别操作。

在承载带和对应的致动器之间也可以放置一个中间驱动级(未示出)，其被用于连接承载带和对应的致动器。该中间驱动级可以反映一个机械驱动比率，其被配置为放大致动器的驱动力。该中间驱动级可以由一个或多个定时带和滑轮、一个或多个齿轮、以及缆索驱动器或带驱动器构成。此外，包括相应承载带的一个或多个接口面可借助用户控制器，如轮、盘、旋钮或操纵杆，以允许清洁和/或维护。

身体部位，如阴茎，可以插入到接口面之间和/或可在多个点处与单个的接口面如缠绕或卷绕的接口面相接触。一个或多个接口面可容纳不同大小的身体部位，并可以不同程度接触不同的身体部位。图4示出了与身体相接触的接口面的一个例子。在一些实施方式中，接口面可以是带，如上方带305和下方带325。在其他一些实施方式中，除所述带之外或者替代所述带也可以使用一个或多个其他的接口面，如辊、垫或板。在图4中，示出了身体一部分、如阴茎的横截面被插入到上方带305和下方带325之间，使得阴茎405的上部和阴茎410的下部由相应的接口面接触。上方带305和下方带325可以分开，以避免它们在闲置时以及在操作时相互接触。另外，上方带305和下方带325可以放置得很近，以接触阴茎的大部。由于接口面是由柔顺材料制成的，它们至少部分地符合插入它们之间的物体。

图5示出了对于一对带的示例性驱动配置。一上方接口面组件包括上方带505和上方承载带510，其可以由上方致动器515驱动。类似地，一下方接口面组件包括下方带520和下方承载带525，其可以由下方致动器530驱动。上方致动器515和下方致动器530均可以是任意适合的电致动器或机电致动器，如旋转电机或线性致动器。另外，上方和下方接口面组件可包括同样的元件，并可以被配置为以类似的方式操作。因此，只对下方接口面组件进行描述。

下方致动器530包括安装在驱动轴上的驱动滑轮535，其可以在一个方向上转动，或者可以在两个方向中的任一方向上、即向前和向后转动。一驱动带540可以连接到驱动滑轮535和滑轮545，使得滑轮545可将由下方致动器530产生的扭矩传递到下方承载带525。另外，滑轮组545的大小可以设计为放大该扭矩。在一些实施方式中，驱动带540可包括齿轮，这些齿轮可以和包含在驱动滑轮535和滑轮545中之一或者这两者中的齿相接合。此外，惰轮550可以被包含在沿所述带中的一个或多个的点处，以保持所述带的对准和定位。例如，一个或多个惰轮550可以被放置在滑轮附近，以避免对应的带脱轨。一个或多个惰轮550也可被放置为在正常操作期间避免或减少与对应带的接触，以便减小或消除摩擦。

图6示出了一个示例性的孔组件，其包括柔性指(或延伸部)。孔组件600可以被包含在感觉输出装置中，以提供动态可调的开口605，身体的一个部位、如阴茎可以通过这个开口插入。开口的尺寸可以响应于一个或多个触觉命令来调节，如减小开口605的尺寸的命令，从而向插入的阴茎施加压力。作为代替或补充，开口60的大小可以响应于用户输入、如一个或多个配置命令扩张或收缩。

多个柔性指610可以围绕开口605的周边排列。在一些实施方式中，每个柔性指610可由内部突起612和外部突起614构成，它们在一端通过铰链615相连，该铰链允许内部突起612和外部突起614相对于彼此移动，以减小或增大开口605的大小。另外，每个柔性指610的内部突起612可以通过旋转连接620连接到承载齿轮630，而每个柔性指610的外部突起614可以通过旋转连接620铰链连接625连接到孔组件600。这样，当承载齿轮630被转动时，可使得柔性指610向开口605移动，从而缩小它的尺寸，或者从开口605移开，从而增大它的尺寸。承载齿轮630可由一个或多个齿轮635来驱动，所述齿轮又可由致动器来驱动。可以选择一个或多个齿轮635的传动比和排列以放大由柔性指610所施加的力。此外，包含有柔性指610的孔组件600可通过一个相适配的盖子(未示出)部分或完全封闭。这个盖子可以接触用户的身体。这个相适配的盖子可由柔顺的材料、如乳胶或热塑性弹性体形成或模制成型。

图7示出了包含在感觉输出装置中的示例性润滑系统。在一些实施方式中，该润滑系统可完全容纳在感觉输出装置的外部壳体内。在一些其他的实施方式中，润滑系统的一个或多个部分，例如润滑容器705，也可位于外部壳体的外部，或者可以构成外部壳体的一部分。润滑容器705的大小可以设计为容纳至少一次使用所需的足够润滑剂，并可能用于多次使用，如容量为1至4盎司。润滑容器705可通过将润滑剂注入到润滑剂填充口710中来填充，这个润滑剂填充口可例如通过一体的衬垫或可取下的盖子来封闭。一填充管715可连接润滑剂填充口710和润滑容器705。

润滑容器705也可包括一出流管720，其可以连接到一个泵壳体725。另外，泵壳体725可包括一个或多个流输入路径，该流输入路径被配置为从出流管720将润滑剂输送到一润滑泵电机730。润滑泵电机730可响应于一个或多个命令操作，包括从一外部源、如主计算系统接收到的命令。操作润滑泵电机730可用于将润滑剂从润滑容器705中抽出。润滑泵电机730客户以是适合于输送润滑剂的任意流体泵。在一些实施方式中，润滑泵电机730可包括一个或多个转动齿轮，该转动齿轮可将流体经由泵入口抽入，并经由泵出口排出。另外，泵壳体735可以被放置在一接口面、例如一柔顺带附近，使得润滑剂可以从出口735排出到该接口面上。

作为替代，润滑容器705可以被配置为将润滑剂散布到一个或多个接口面上，而无需使用润滑泵。例如，在一些实施方式中，润滑剂可通过重力流从润滑容器705中排出。在其它实施方式中，润滑剂可通过用户输入从润滑容器705泵入到机械式的泵浦机构。在另外的实施方式中，润滑剂可以通过接口面的移动，或者响应于由配置为驱动接口面的致动器所施加的力，从润滑容器705中抽出。

此外，润滑剂系统可包括适于加热润滑剂的加热器。加热器可以被设置在润滑容器705附近，或者可以构造为润滑容器705的一部分。作为替代，一个或多个加热元件可包括在感觉输出装置的外部壳体内部。例如，加热元件可设置在接口面附近，使得接口面的温度可以逐步并持续地上升。另外，一个或多个加热元件可以被放置为使得它们可以直接与插入到刺激输出装置中的物体如阴茎相接触。加热元件可以是现有技术中已知的任意加热装置，包括薄膜、辐射加热元件。加热元件可通过由感觉输出装置接收到的一个或多个命令来控制，包括从一外部源、如主计算系统接收到的命令。此外，一个或多个温度传感器可包括在感觉输出装置中，以提供向感觉输出装置的控制电路和/或向外部计算设备指示内部温度的数据。因此，加热元件的操作可以被控制为使得内部温度不会超高一个预定的阈值，例如104华氏度。

图8示出了一个示例性的感觉输入装置。感觉输入装置800的形状可通过一个外部壳体805来限定，该外部壳体可以是刚性的、半柔性的或者柔性的。外部壳体805的大小和形状可以被设计为使得其可以由操作人员手持并物理操纵。而且，外部壳体805可以是放水或阻水的，使得感觉输入装置可以通过口腔、阴道或肛门被插入操作人员。在一些实施方式中，外部壳体805可以与轮廓相符并在一端被弄圆，并可以在另一端包括基部815或其它这样的握紧部位。在其他一些实施方式中，外部壳体805可以与轮廓相符并在两端被弄圆。外部壳体805也可以在一个或多个部位中包括纹理和/或表面特征(未示出)，以便于抓握和操纵。例如，外部壳体805可包括诸如肋、突起和凸块这样的表面特征。

感觉输入装置800也可包括处理电路和多个传感器。例如，适于从一个或多个传感器接收数据的处理器820可以与一通信接口825耦合，其可以被配置为一个或多个外部计算设备或相连的托架进行通信。在一些实施方式中，通信接口825可以是有线接口，如USB或FireWire接口。在一些其他的实施方式中，通信接口可以是无线接口，如RF或IR接口。包含在感觉输入装置800中的处理器820可以向通信接口825提供传感器数据，包括光、气压、触觉和惯性数据。然后该通信接口可以将传感器数据传送给计算设备，如源计算系统。在一些实施方式中，通信接口825可以被配置为实现双向通信。与计算设备或托架进行通信的传感器数据可用于确定在感觉输入装置800上执行的是什么动作以及如何对其进行操纵。另外，在计算设备上执行的一个或多个应用程序可基于接收到的传感器信号生成代表身体感觉的触觉数据。而且，通信接口825可以被配置为从计算设备或相连的托架接收一个或多个信号，包括命令。

沿感觉输入装置800的一个或多个轴、如以规则的间隔可设置一个或多个光传感器835(或光电探测器)。在一些实施方式中，光传感器835可以沿感觉输入装置800的大部分或所有长度设置。在其他实施方式中。在其他方式中，光传感器835可仅覆盖感觉输入装置800的一部分长度。光传感器也可以围绕感觉输入装置800的周边分布。由一个或多个光传感器835生成的光传感器数据可经由总线接口830被发送到处理器820。在一些实施方式中，感觉输入装置800中的传感器，包括光传感器805，可以被安装在一个柔性基质中，该基质包括总线接口830。

光传感器数据可以从感觉输入装置800被传送到一个对应的计算系统，该计算系统可确定感觉输入装置800被覆盖的位置，以及感觉输入装置800被覆盖或暴露的程度，如在操纵或插入/拔出期间。光传感器数据可通过通信接口825来传送。另外，来自光传感器835的光传感器数据的变化速率可以被用于确定感觉输入装置800被覆盖或暴露的速率。例如，基于该光传感器数据，可以确定感觉输入装置800插入孔或从孔拔出的程度，以及插入或拔出发生的速率。作为结果，可以生成触觉数据，包括一个或多个触觉命令，以重现和/或模仿感觉输入装置800操作的各个方面。在一些实施方式中，触觉数据可由感觉输入装置800中的处理器820生成，并经由通信接口825被发送给计算设备或托架。在一些其他的实施方式中，触觉数据可由外部计算设备生成，该外部计算设备从感觉输入装置800接收传感器数据。

在感觉输入装置800中也可以包括一个或多个其他传感器。气压传感器840，如气压高度表，可以被用于确定施加到感觉输入装置800上的正负气动压力。气压传感器840可连接到总线接口830，以向处理器820和通信接口825提供气压数据。另外，可以在气压传感器840上方设置疏水过滤器，以保护传感器免于流体进入。在一些实施方式中，可以沿感觉输入装置800的表面设置一个气压传感器阵列。由包含在该阵列内的多个气压传感器生成的传感器数据可以被用于指示感觉输入装置的操纵的特征，如插入和拔出。由气压传感器检测到的气压变化可以随时间进行分析，以生成压力变化图表，并确定可用于重现和/或模仿操纵的相应感觉。这些感觉可通过感觉输入装置800内的处理器820来确定，或者通过接收产感器数据的外部计算设备来确定。

另外，感觉输入装置800可包括一个或多个触觉传感器845(或表面压力传感器)，其适于测量施加到外部壳体805上的压力的位置和大小。触觉传感器845也可连接到总线接口830，以向处理器820和通信接口825提供触觉压力数据。此外，一个或多个惯性力传感器820，例如加速计或陀螺仪，可以被包括在感觉输入装置800中。惯性力传感器850可以输出表明感觉输入装置800的取向的数据和表明感觉输入装置800的移动的矢量数据中之一或者这两者的传感器数据。一个或多个惯性力传感器850可以替代或附带于一个或多个其他传感器、如光传感器835来使用。惯性力传感器850也可以连接到总线接口830，以向处理器820和通信接口825提供传感器数据。

感觉输入装置800还可包括一个或多个触觉力发生器。例如，具有偏心质量的振动电机855可以被包括在感觉输入装置800中，例如被包括在基体或轴内。振动电机855可由处理器820响应于经由通信接口825例如从相应的计算设备接收到的信号来控制。

在一些实施方式中，感觉输入装置800可以和一个托架(或装卸台)相关联。该托架可包括收发器，用于向感觉输入装置800的通信接口825发送命令并从其接收数据。另外，该托架可包括用于对包括在感觉输入装置800内的电源860充电的充电接口。在一些实施方式中，充电接口可包括一个或多个触点，该触点被配置为与感觉输入装置800上的对应触点相匹配。在一些实施方式中，充电接口可以生成充电场，托架和感觉输入装置800可通过这个充电场电感耦合。当被放入到托架中时，感觉输入装置800可对电源860进行充电。另外，一旦从托架上移开，感觉输入装置800可以与托架和相关联的计算设备中之一或者这两者进行通信。

托架也可包括有线或无线通信接口，用于和相关联的计算设备进行双向通信。例如，托架可以将从感觉输入装置800接收到的数据信号发送到计算设备，并且可以从计算设备接收要发送给感觉输入装置800的命令信号。例如，感觉输入装置800以及托架和相关联的计算设备中之一或者这两者可以是成对的，从而可以识别发往和来自感觉输入装置800的无线通信。此外，感觉输入装置800可包括一唯一的标识，以用在通过相关联的计算设备进行的鉴定中。例如，计算设备可以被配置为仅在已经成功完成鉴定过程后才与感觉输入装置800进行通信。而且，在一些实施方式中，处理器820可以被配置为对由感觉输入装置800所发送的数据进行加密，并对由感觉输入装置800所接收的数据进行解密。

图9示出了用于用触觉数据对媒体内容进行编码的示例性界面。触觉编码界面900可包括媒体窗口905，在这个媒体窗口中一个或多个媒体内容项目可以被呈现并通过触觉数据进行编码。例如，所录制的视频内容、所录制的音频内容或者它们的组合可以在媒体窗口905中被呈现。此外，一个或多个回放控制可以被用于控制媒体内容在媒体窗口905中的呈现。回放控制器912可包括停止控制、播放控制、倒回控制、快进控制和音量控制中的一种或多种，其可以在触觉编码界面900中通过使用命令，如敲键和点击鼠标来激活。画面控制914也可以和媒体窗口905相关联，使得可以指定和控制呈现在媒体窗口905中的媒体内容画面。画面控制914可包括画面显示916(其可以显示正在呈现的画面数)、画面后退按钮918和画面前进按钮920。此外，时间控制922可以和媒体窗口905相关联，以指定和控制正在呈现的媒体内容中的时间。时间控制922可包括时间显示924(例如以秒来显示)、时间后退按钮926和时间前进按钮928。

在一些实施方式中，媒体窗口905也可以被配置为对应于实况拍摄事件、如视频聊天会话播放实时或接近实时的媒体。这样，一个或多个触觉数据项目可以和该实况拍摄事件相关联。在这样的实施方式中，播放头910可以指示呈现时间轴上的当前点。而且，回放控制中的一种或多种可以被禁用，或者从显示中被去除。

在触觉编码界面900中也可以呈现对象库930。该对象库可包括一个或多个触觉命令(或触觉效果)图标935。该触觉命令图标935可对应于能够由感觉输出装置执行的一种或多种铬功能，包括生成刺激和激活环境因素，如加热或润滑。周期力图标，例如抽动图标936，可以被用于表示特定的周期力。矢量力图标，例如孔放松图标938，可以被用于表示特定的矢量力。在对象库930中也可以有代表特定合成力并重现合成力的图标。合成和重现合成力可以是周期力和/或矢量力的任意组合。另外，装置操作图标，例如润滑图标940，可以被用于表示环境因素，例如润滑或加热。一个或多个包括在对象库930中的触觉命令图标935可通过用户输入来选择，并与媒体窗口905内的媒体内容的一部分相关联。在一些实施方式中，在触觉编码界面900中可以包括多重对象库，并且可以例如通过选择对应的选项卡来呈现某个单个的对象库。

在触觉编码界面900中也可以包括一个或多个时间轴层945。每个层可对应于一类效果或者效果变换，所述效果或效果变换可以和正在呈现和编码的媒体内容相关联。可以根据需要添加或删除一个层，以引入另一附加的类。而且，每个层可以关联一种颜色，使得对应于该层的效果可以通过这种颜色来显示，并在触觉时间轴960中进行图形区分。触觉时间轴960上的刻度可以被设定为多个值中的一个，包括媒体时间和画面。

一个或多个时间轴层945可以被改变位置，从而把用户正在使用的层放置到顶层。变换层947可以显示出与效果层949中的对应效果相关联的变换，如重现合成效果。变换事件的位置可以利用变换指示器962图形化地显示在触觉时间轴960上。此外，对应于某种变换的效果可以呈现在效果层949中。例如，柔和地用手拍击图标936可以被呈现在触觉时间轴960上，以指示将要呈现的触觉效果相对于媒体时间轴的位置。柔和地用手拍击图标936在触觉时间轴960上可具有对应于其持续时间的长度，以及表明该效果的幅度的有色区域965。其他的层可以和其他功能相关联。例如，全局润滑层951可以被用于识别在触觉时间轴960上要散布润滑剂的时刻，以及要散布的持续时间和/或量。另外，全局加热层953可以被用于识别触觉时间轴960上在感觉输出装置中的加热器要被启用的时刻、要启用该加热器的持续时间、以及要提供的热量水平。

图10示出了一个示例性的矢量力命令。该矢量力命令1000可以在媒体项目内被编码，如在一个DVD轨道或视频文件中被编码。另外，矢量力命令1000可以从回放装置(如支持媒体播放器的计算系统)被传送到感觉输出装置。感觉输出装置可以将矢量力命令1000接收到控制电路、如处理器中，并将相应的控制信号传送到一个或多个部件，如致动器，以执行该矢量力命令1000。在一些实施方式中，矢量力命令、周期命令、加热命令、润滑命令也可以用简短的通知来表示，该通知对应于代表所述命令的一组预定的值。

矢量力命令1000可以用多字节来表示，如字节0..3 1005。包含在矢量力命令1000中的每个字节也可包括编号为0..7 1010的八个比特，其中0为最低位比特，7为最高位比特。另外，包含在矢量力命令1000中的每个字节可以代表矢量力的一个分量、矢量力的多个分量、或者矢量力的一个分量的一部分。例如，矢量力命令1000中的字节0和1可以识别该矢量力的持续时间。矢量力命令1000中的字节2可以代表矢量力的幅值，其值为0..255。在其他例子中，用于表示某个值、如幅值的比特数也可以更多或更少。另外，字节3的比特0..2可以识别对应于该矢量力的轴或致动器，如孔或者与一个或多个接口面、例如带相关联的致动器。字节3的比特3可以识别方向，如正方向或负方向。此外，字节3的比特4..7可以识别命令，如周期命令。

在一些实施方式中，一个矢量力命令可包括更少、更多或者不同的分量。例如，一个矢量力命令也可包括进攻开始值、进攻持续时间、衰退结束值和衰退持续时间。进攻和衰退可以限定相应力的包络。例如，进攻可以识别力效果的大小是如何发起的，而衰退可以识别力的大小是如何终止的。另外，在一些实施方式中，矢量力命令可以和其他命令、如周期命令相结合，以生成合成命令。

图11示出了一个示例性的周期力命令。周期力命令1100也可以在媒体项目中被编码，如在DVD轨道或媒体文件中被编码。另外，周期力命令1100可以从回放装置(如支持媒体播放器的计算系统)被传送到感觉输出装置。感觉输出装置可以将周期力命令1100接收到控制电路、如处理器中，并将相应的控制信号传送到一个或多个部件，如致动器，以执行该周期力命令1100。

周期力命令1100可以用多字节来表示，如字节0..4 1105。包含在周期力命令1100中的每个字节也可包括编号为0..7 1110的八个比特，其中0为最低位比特，7为最高位比特。另外，包含在周期力命令1100中的每个字节可以代表周期力的一个分量、周期力的多个分量、或者周期力的一个分量的一部分。例如，周期力命令1100中的字节0和1可以识别该力的持续时间。该持续时间可以代表时间的量度，如毫秒或秒。例如，字节0和1可以限定对应于毫秒的一个16位持续时间值。另外，可以限制一个或多个值，如0持续时间。周期力命令1100中的字节2可以代表周期力的幅值，其值为0..255。在其他例子中，用于表示某个值、如幅值的比特数也可以更多或更少。另外，字节3的比特0..2可以识别对应于该周期力的轴或致动器，如孔或者一个或多个与一个或多个接口面、例如带相关联的致动器。字节3的比特3可以识别方向，如正方向或负方向。此外，比特4..7可以识别周期命令，如用手拍打。此外，字节4可以限定与该力相关联的周期性波形的周期，例如以毫秒为单位。也可以限制该周期的一个或多个值，如0值。

在一些实施方式中，一个周期力命令可包括更少、更多或者不同的分量。例如，一个周期力命令也可包括进攻开始值、进攻持续时间、衰退结束值和衰退持续时间。进攻和衰退可以限定相应力的包络。

图12示出了用于以实时模式将触觉数据传送到感觉输出装置的示例性过程。包括相关感觉输出装置的主计算系统可以联系一台服务器，以请求以实时模式访问内容(1205)。例如，该服务器能够识别出可以由主计算系统实时访问的一个或多个内容项目和/或内容源。能够以实时模式提供的内容可以由该服务器、一个或多个源计算系统或者它们的组合来提供。在实时模式下，内容可以被实时或者接近实时地传送给主计算系统。该内容可以是媒体，如音频、视频、或者视/音频，其带有相关联的触觉数据，包括可由感觉输出装置执行的触觉力命令。此外，能够以实施模式提供的内容可以是交互式的。例如，该内容可以在聊天模式下生成，包括主计算系统与源计算系统之间的双向通信。

接收到该请求的服务器可以对主计算系统进行认证(1210)。认证可以被执行以确保该主计算系统被允许在实时模式下通过该服务器访问可用的一个或多个内容项目。在一些实施方式中，服务器可通过一个或多个由用户所给出的凭证、如用户名和密码来对主计算系统进行认证。在一些实施方式中，感觉输出装置可以被配置为提供认证信息。例如，感觉输出装置可响应于来自服务器的询问生成标识，该标识可经由主计算系统发送。所述标识可以被用于检验感觉输出装置所连接到的主计算系统是否允许访问所请求的内容。另外，包括在感觉输出装置内的电路可以用一个唯一的代码来编程，该代码可用于认证和识别。

在一些实施方式中，除了执行认证之外，服务器也可以被配置为从主计算系统接收付费信息。例如，服务器可以向主计算系统提供信息，以指示针对所请求的访问的费用，并可作为响应来接收付费信息，如信用卡授权。服务器可以对主计算系统提供的认证信息进行评估，以判断是否可以准许所请求的访问(1215)。另外，如果需要付费，服务器也可以检验是否已经完成了适当的付费。如果主计算系统未能通过认证，服务器可以生成一条出错消息，并允许主计算系统再次请求对内容的访问(1205)。

如果主计算系统已通过认证，服务器可以提供信息以使主计算系统能够访问所请求的内容的源(1220)。在一些实施方式中，主计算系统可以直接与源计算系统相连，使得主计算系统合源计算系统可以对等通信。例如，服务器可以将主计算系统重定向到与所请求的内容相关联的源计算系统。在一些其他实施方式中，主计算系统可保持连接到能够提供对内容的访问的服务器。例如，源计算系统可以生成能够提供给服务器的内容，以便广播到一个或多个用户主机。

一旦主计算系统对源进行访问，与所请求的内容相关的信号可以被发送给主计算系统(1225)。该内容可包括触觉数据，以及视频数据和音频数据中的一种或多种。另外，在一些实施方式中，可以在主计算系统和源计算系统之间交换一个或多个消息，如音频或文本消息。这种消息传输可以是单向的或者是双向的。在一些实施方式中，与源内容相关的触觉数据可基于由感觉输入装置捕捉到的数据来生成。例如，在操作人员操纵感觉输入装置的同时可以捕捉视频和/或音频数据。在一些其他实施方式中，触觉数据可通过触觉编码界面与实况捕捉的视频和/或音频相关联，如参照图9讨论的。

由主计算系统接收到的信号可以通过显示器、一个或多个扬声器以及感觉输出装置被输出给用户。例如，与主计算系统相关联的回放应用程序可以被配置为将接收到触觉数据发送给感觉输出装置，以进行处理和呈现。触觉数据也可以和媒体数据同步，使得触觉数据和相应媒体数据的呈现能够相互协调。另外，主计算系统可继续接收该信号，直至所请求的内容结束或者连接终止。在一些实施方式中，来自源计算系统的、经由服务器被路由以便发送的信号也可以被存储在该服务器处，用于随后的时间延迟的回放。例如，触觉数据和视频和/或音频数据可以被存储以供服务器访问，使得该数据可以被传送给后面提出请求的用户。

在一些实施方式中，主计算系统可以直接联系源计算系统，如在已知的地址处或者通过消息传输应用程序。随后可以建立起连接，数据，包括触觉数据，可以经由该连接在源计算系统和主计算系统之间传输。这样，在两个或更多个系统之间可以形成专有连接，而不会让介入的服务器参与进来，如内容目录。在一些实施方式中，源计算系统和主计算系统之间的连接可以被配置为允许音频数据、视频数据和/或触觉数据的双向传输。另外，主计算系统和源计算系统之间的连接可以维持直至其被任一系统终止。

图13示出了将包括触觉数据的预先录制的内容发送到感觉输出装置的一个示例性过程。包括触觉数据的内容可以被生成和存储，以便后续分配给一个或多个用户(1305)。除了触觉数据以外，该内容可包括音频数据、视频数据和控制信息中的一种或多种。控制信息可以被配置为使得回放装置、如主计算系统执行一种或多种功能，包括认证和对内容的激活/禁用。在一些实施方式中，内容可以在一实况捕捉会话中被记录，在该会话中与包括在该内容中的至少一些其他数据、如音频和视频数据同时地生成触觉数据。例如，可以由操纵感觉输入装置的人、如执行者完成视频记录。由感觉输入装置所输出的传感器信号可以被用于生成触觉数据，该触觉数据可以和视频记录的相应部分相关联。在一些其他实施方式中，触觉数据可以被添加到已有的记录、如视频片段上。另外，触觉数据可以计算机生成，如通过将一个或多个建模的感觉与视频片断的一个或多个画面相关联。媒体内容可以经由触觉编码界面用触觉数据来编码，如参照图9所讨论的。

在一些实施方式中，建模的感觉可以利用一个或多个替代刺激来生成，以模仿或重现真实世界的感觉。例如，感觉输出装置可以相应于触觉数据信号激活一个或多个部件，包括带、电机、夹具、振荡器和加热器，以生成感觉。一些身体动作，如挤压或抚摸，可以直接被再现。其他的身体动作，如吸吮，可通过利用一种或多种其他感觉，包括高频振动和压力，被间接地再现。例如，撞击力可通过快速打开和闭合与身体一部分、例如阴茎基部相接触的孔来模拟。

所生成的内容，包括触觉数据，可以被电子存储(1310)。例如，所生成的内容可以被保存在一个或多个文件中，如保存在服务器或联网的存储设备上，在一些实施方式中，所生成的内容可以被存储成流格式。作为替代，所生成的内容可以被存储在便携式数字媒体上，如光盘(CD)、数字多用途光盘(DVD)或闪存驱动器，其可以由回放装置本地访问。

主计算系统可以请求访问所存储的内容，如请求下载或流式传输该内容(1315)。在准许访问所请求的内容之前，可以对主计算系统进行认证(1320)。在一些实施方式中，服务器可以通过一个或多个用户给出的凭证、如用户名和密码来对主计算系统进行认证。在一些其他的实施方式中，感觉输出装置可以被配置为提供认证信息。认证也可以相应于对本地访问所存储的内容的请求来执行，如从CD或DVD来访问。例如，可以要求回放应用程序在能够回放所存储的内容之前，或者在授权访问相应触觉数据之前，对感觉输出装置进行认证。

由主计算系统或感觉输出装置所提供的认证信息可以被分析，以确定是否可以准许所请求的访问(1325)。另外，如果访问所请求的内容需要付费，服务器也可以检验是否已经完成适当的付费。如果主计算系统未能通过认证，则可以生成认证失败消息(1330)。

作为替代，如果认证成功，可以准许主计算系统访问所请求的内容(1335)。例如，服务器可以允许主计算系统下载包含所请求的内容的一个或多个文件，或者可以发起对所请求的恶内容的流播放。如果所请求的内容是本地存储的，则所请求的内容可以被解锁，或者使其可用。

图14示出了包含在感觉输出装置内的控制电路的一种示例性的设计。感觉输出装置1400可包括处理器1405(或微处理器)，其被配置为执行一条或多条指令，包括存储在存储器1415中的指令和从外部计算系统接收到的指令，如触觉命令。例如，处理器1405可以从通信接口1410接收触觉数据，包括触觉命令。处理器1415随后可以基于接收到的触觉数据向包括在感觉输出装置1400内的部件、如致动器生成一个或多个信号。处理器1405可以是通用或专用的处理器。另外，处理器1405可以被配置为通过总线1430与包含在感觉输出装置1400内的所有部件进行通信。

通信接口1410可以被配置为与一个或多个外部设备、如托架和主计算系统双向通信。例如，通信接口1410可以从外部计算系统接收触觉数据，包括一个或多个触觉命令。另外，通信接口可以被配置为将感觉输出装置1400中所生成的传感器数据传送到外部计算系统。通信接口1410可包括诸如USB或FireWire接口的有线通信接口或者如IR或RF接口的无线接口中之一或者这两者。

包含在感觉输出装置1400中的存储器1415可以是如RAM的易失性存储器和如ROM的非易失性存储器中之一或者这两者。存储器1415可以被配置为存储操作指令，包括一个或多个力命令，以便由处理器1405执行。例如，存储器1415可以存储触觉力命令库，其可以通过一引用码或者其他这样的简短表示来标识。在操作期间，外部计算系统可以将针对某一命令的引用码传送给感觉输出装置1400，处理器1405可以将该引用码翻译成对应于一个力命令的一个或多个组成部分。另外，存储器1415可以存储一个或多个操作例程，其可以被执行以输出一系列触觉力，而无需外部计算设备的配合。此外，存储器1415可以被配置为临时或永久性地存储一个或多个数据项目。例如，从一个或多个传感器1420接收到的传感器数据可以被临时存储，以便传输到外部计算系统。而且，感觉输出装置1400可以被更新，如通过永久性地存储新的触觉命令和/或修改后的操作指令。

感觉输出装置1400可包括多个传感器1420，包括温度传感器、位置传感器、光传感器、压力传感器、惯性传感器、功率传感器和生物测量传感器，用于从用户收集数据，如心率和/或血压。传感器1420可以被配置为只要感觉输出装置1400被上电就向处理器1405提供传感器数据。作为替代，当感觉输出装置1400未激活时，如在充电期间，一个或多个传感器1420可以被置于空闲状态。

此外，感觉输出装置1400可包括一个或多个致动器/加热器1425，其可以由处理器1405来控制，例如直接地控制或者通过专门的驱动电路1435来控制。一个或多个致动器/加热器1425可以被配置为接收二进制操作信号，例如开/关。包含在感觉输出装置1400中的其他致动器/加热器1425，例如双向电机，可以响应于复杂控制信号，如规定了方向和幅度的指令，由专门的驱动电路1435来控制。

处理器1405也可以被配置为执行存储在存储器1415中的一种或多种算法。例如，当装置被上电但没有生成触觉力时，处理器1405可以被配置为执行空闲算法以加热感觉输出装置1400的至少一部分，如一个或多个接口面。该空闲算法可以被配置为至少周期性地激活一个或多个加热元件，以在预定操作范围内保持感觉输出装置的内部温度。该空闲算法也可以使处理器至少周期性地激活一个或多个致动器，以移动一个或多个相应的接口面，从而将热量分布在感觉输出装置1400内部。另外，该空闲算法可以当出现一个或多个预定的事件时、如接收到一条命令或者当空闲计时器期满时被终止。

另外，处理器1405可以被配置为执行一种或多种认证和/或安全协议。例如，处理器1405可以将对应于感觉输出装置1400的识别信息传送给认证服务器，可以直接传送也可以通过主计算设备传送。如果感觉输出装置1400能够通过认证，则处理器1405可以从认证服务器接收响应，例如包括对应于感觉输出装置1400的识别信息。另外，处理器1405可以被配置为当该响应可以被确认有效时使感觉输出装置1400能够执行进一步的操作。否则，处理器1405可以禁用感觉输出装置1400。

本说明书中描述的主题和功能操作的实施例可通过数字电子电路来实现，或者通过计算机软件、固件或硬件来实现，包括本说明书中所述的结构及其结构等同物，或者通过它们中之一或多种的结合来实现。本说明书中所述的主题的实施例可实现为一种或多种计算机程序产品，即在计算机可读介质上实体编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以供数据处理装置执行或通过其操作来控制。该计算机可读介质可以是机器可读的存储设别，机器可读的存储基质、内存设备或者其组合。术语“数据处理装置”包括用于处理数据的所有装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、或者多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置可以包括创建用于计算机软件的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们中的一项或多项的组合的代码。

计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以用任意形式的编程语言来编写，包括编译语言或解释性语言，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立的程序或者作为模块、组件、子例程或者适合用在计算环境中的其他单元。计算机程序不必对应于文件系统中的一个文件。程序可以被保存在包含其它程序或数据(如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中，保存在专门用于所关心的程序的单个文件中，或者保存在多个相互协同的文件中(例如存储有一个或多个模块、子程序、或代码部分的文家)。计算机程序可以布置为在一台计算机或者位于一个位置或分布式地位于多个位置处并通过通信网络互联的多台计算机上执行。

本说明书中所描述的过程和逻辑流程可通过一个或多个可编程处理器里执行，所述处理器执行一个或多个计算机程序，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。这些过程或逻辑流程也可以由专用逻辑电路来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路，所述专用逻辑电路例如为FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑装置)或ASIC(专用集成电路)。

适用于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器，以及任意类型的数字计算机的一个或多个处理器。一般而言，处理器能够从只读存储器和随机存取存储器中之一或者这两者接收指令和数据。计算机的主要元件是用于执行指令的处理器以及用于保存指令和数据的一个或多个存储器设备。一般而言，计算机也可包括或操作耦合以便从一个或多个海量存储设备接收数据和/或向其发送数据，所述海量存储设备例如为磁盘、磁-光盘或者光盘。

另外，计算机也可以内置到其它设备中，如移动电话、个人数字助手(PDA)或移动音频播放器。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内置硬盘或可移动硬盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD ROM光盘。处理器和存储器可通过专用逻辑电路来扩充或者结合到专用逻辑电路中。

为了与用户进行互动，本说明书中所描述的主题的实施例可以在带有显示设备的计算机上实现或者与之相结合，所述显示设备例如为LCD(液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)显示器，以便将信息呈现给用户，还带有键盘和指示装置，例如鼠标或轨迹球，用户可通过其向计算机提供输入。其它类型的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的传感器反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；而且来自用户的输入可以通过任意形式来接收，包括听觉、语音或触觉的输入。

本说明书中所描述的主题的实施例可以在计算系统中实现，所述计算系统包括后台元件，例如为数据服务器，或者包括中间件元件，例如应用服务器，或者其包括前台元件，例如具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户可通过其与本说明书所描述的主题实现进行互动，或者这种后台、中间件或前台组件中的一项或多项的任意组合。该系统的元件可通过任意形式或媒介的数字数据通信来互联，例如通信网络。通信网络的例子包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如因特网。

计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，典型地通过通信网络来交互。客户端与服务器之间的关系借助在相应计算机上运行的计算机程序来实现，并且彼此具有客户端-服务器关系。

尽管本说明书包含了许多细节，但它们并不构成限制，而是作为对特定于具体实施例的特征的描述。本说明书中通过多个实施例描述的某些特定特征也可以结合到单个的实施例中实现。相反，通过单个实施例描述的多个特征也可以在多个实施例中单独地或者以任何适当的组合来实现。另外，尽管上面描述的特征可以在某些特定的组合中起作用，甚至要求保护这样来实现，但来自要求保护的组合的一个或多个特征也可以在某些情况下脱离该组合来执行，并且所要求保护的组合可以变为一个子组合或多个子组合。

类似地，尽管在附图中以特定顺序示出了各个操作，但其不应理解为这些操作必须以所示的特定顺序或者以连续的顺序执行，或者必须执行所有示出的操作。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。另外，上面所述实施例中的多个系统部件的分开表示不应理解为这种部件分开在所有实施例中都是必须的，应当理解的是，所描述的程序组件和系统通常可以共同整合到一个单个的软件产品中，或者打包到多个软件产品中。

这样，已经描述了特定的实施例。其它实施例也在所附的权利要求书的范围内。例如，在权利要求中所述的动作可以按照不同的顺序执行，仍然能实现所需的结果。

Claims (20)

1.一种感觉输出装置，包括：

处理器，适于生成与触觉命令相应的一个或多个控制信号；

致动器，适于响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号向驱动机构输出力；

开口，用户身体的一部分能够通过该开口插入；以及

接口面，耦合到驱动机构，该接口面被配置为至少部分地接触用户身体的插入部分。

2.如权利要求1的装置，其中所述接口面还包括：

与承载带耦合的柔顺带，所述承载带与驱动机构的至少一部分相接。

3.如权利要求2的装置，其中所述承载带包括定时窗口，该定时窗口被配置为接纳与驱动机构相关联的齿。

4.如权利要求2的装置，其中所述柔顺带包括一种或多种表面特征。

5.如权利要求1的装置，还包括：

加热器，响应于一个或多个控制信号，被配置为加热接口面。

6.如权利要求1的装置，还包括：

润滑系统，包括容纳润滑剂的润滑容器、润滑泵、以及与接口面相邻的出口，该润滑系统被配置为响应于一个或多个控制信号向接口面输出润滑剂。

7.如权利要求1的装置，其中所述致动器包括能够双向运动的电机。

8.如权利要求1的装置，还包括：

第二接口面，被配置为至少部分地接触用户身体的插入部分。

9.如权利要求1的装置，还包括：

与处理器耦合的通信接口，被配置为从相关联的计算设备接收触觉命令。

10.如权利要求1的装置，还包括：

与处理器耦合的存储器，该存储器存储包含一个或多个触觉命令的算法。

11.一种系统，包括：

存储具有相关联的触觉数据的媒体文件的主计算系统；以及

耦合到所述主计算系统的感觉输出装置，该感觉输出装置包括：

处理器，被配置为从主计算系统接收触觉数据，并生成与接收到的触觉数据相应的一个或多个控制信号；

致动器，适于响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号向接口面输出力；以及

开口，用户身体的一部分能够通过该开口插入。

12.如权利要求11的系统，其中所述感觉输出装置还包括：

耦合到所述处理器的无线通信接口，该无线通信接口被配置为与主计算系统通信。

13.如权利要求11的系统，其中所述接口面还包括：

包括一种或多种表面特征的柔顺带。

14.如权利要求11的系统，其中所述开口还包括：

具有致动器的孔，该致动器被配置为响应于从处理器接收到的一个或多个控制信号驱动承载齿轮；以及

多个柔性延伸部，可动地耦合到承载齿轮。

15.如权利要求11的系统，其中所述感觉输出装置还包括：

耦合到所述处理器的传感器，其中该传感器能够检测与感觉输出装置的用户相关联的生物测量读数。

16.一种生成触觉力的方法，该方法包括：

访问与媒体内容项目相关联的触觉命令；

生成与所访问的触觉命令相应的一个或多个控制信号；以及

响应于所述一个或多个控制信号，由感觉输出装置内的致动器移动接口面，

其中，所述接口面包括柔顺带，该柔顺带被配置为接触用户身体的插入到感觉输出装置内的至少一部分。

17.如权利要求16的方法，还包括：

与呈现所述媒体内容项目相结合地生成所述一个或多个控制信号。

18.如权利要求16的方法，还包括：

响应于所述一个或多个控制信号，激活包含在感觉输出装置内的润滑系统；以及

将润滑剂从润滑系统散布到接口面上。

19.如权利要求16的方法，还包括：

响应于所生成的一个或多个控制信号，由感觉输出装置内的另一致动器移动另一接口面。

20.如权利要求16的方法，还包括：

响应于所生成的一个或多个控制信号，调节包含在感觉输出装置内的孔。

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