CN106164990A - 触觉、动作或运动信号转换系统及组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种触觉、动作或运动信号转换系统及组件。该转换系统包括：捕获部件，其配置为捕获活动的一个或多个效果；处理器，其与所述捕获部件通信并且配置为基于一个或多个效果来提供用于向远程位置传输的信号；接收器，其位于所述远程位置处并且配置为接收所述信号；信号转换装置，其与所述接收器通信并且配置为将所述信号转换成物理性运动；以及传输部件，其靠近所述信号转换装置布置并且配置为将所述物理性运动从所述信号转换装置传输到信号转换装置用户。

Description

触觉、动作或运动信号转换系统及组件

本申请要求享有于2014年1月29日提交的美国申请序列号61/932,991的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

有许多娱乐和教育活动对于未能出席该活动的观众而言非常有吸引力，或者如果观众在活动中出席了，他们想要得到超越他们视觉或听觉效果的体验。在大众的喜好中，更加受欢迎的一些活动包括体育比赛，例如足球和赛车，以及科技事件，例如发射空间飞行器。视频直播允许将运动视觉影像与赛事中产生的音频同步或一起再现。从活动的远程视频复制品中遗漏掉的那些刺激包括可由人类感知的触觉(haptic-tactile)、动作或运动刺激。

因此，需要有一种逼真的活动远程复制品以增强远程用户的体验，其通过在远程位置处再现活动中产生的触觉、动作、运动或振动的表现形式，并且将其应用到远程用户身上，使得他或她可以感知到。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种触觉、动作或运动信号转换系统。该系统包括：捕获部件，其配置为捕获活动的一个或多个效果；处理器，其与所述捕获部件通信并且配置为基于一个或多个效果来提供用于向远程位置传输的信号；接收器，其位于所述远程位置处并且配置为接收所述信号；信号转换装置，其与所述接收器通信并且配置为将所述信号转换成物理性运动；以及传输部件，其靠近所述信号转换装置布置并且配置为将所述物理性运动从所述信号转换装置传输到信号转换装置用户。

根据本发明的其他方面，提供了一种触觉、动作或运动信号转换组件。该组件包括：外壳；促动器，其布置于所述外壳中并且配置为接收信号并基于活动的一个或多个效果产生物理性运动；传输部件接触表面，其位于所述外壳的外表面处并且配置为将物理性触觉、动作或运动传输到靠近所述传输部件接触表面布置的传输部件；以及运动连接器，其布置于所述促动器和所述传输部件接触表面之间并且配置为将所述物理性触觉、动作或运动从所述促动器传输到所述传输部件接触表面。

附图说明

通过结合附图，可从下文描述中更好地理解本文所描述的实施方案以及本文所包含的其他特征、优点和公开内容，以及获得它们的方法，其中相同的附图标记标识相同的元件，并且其中：

图1示出了根据本公开方面的触觉、动作或运动信号广播方法；

图2示出了根据本公开方面的触觉、动作或运动信号广播方法；

图3示出了根据本公开方面的触觉、动作或运动信号源选择方法；

图4为根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换组件的立体图；

图5为根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换组件的分解图；

图6为根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换组件的剖视图；

图7为根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换组件的立体图；

图8示出了根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换系统；以及

图9示出了根据本公开方面的触觉、动作或运动信号转换系统中的传输部件。

具体实施方式

在本公开的实施方案的下列详细描述中，参照构成部分描述的附图，并且这种特定实施方案是以说明性而非限制性的方式来显示的。应理解的是，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开精神和范围的情况下作出变化。

现在参照图1，其中公开了一种触觉、动作或运动信号广播方法100。方法100包括：在步骤110中捕获活动的触觉、动作或运动效果。该活动可包括运动或具有生命或无生命对象的其他特性。作为非限制的实施例，本公开中所描述的活动包括体育赛事、竞赛项目或任何其他具有可被捕获的效果的公众或私人活动。方法100还包括：在步骤112中基于活动的效果而提供一个、多个信号或其他数据。本文所描述的术语“信号”指代被捕获、处理、传输、接收或转换的任何数据，其包括模拟或数字信号、数据以及关于任何数字、尺寸或类型的信息。此外，如本文所述的信号还可包括从远程位置到用户所捕获、处理、传输、接收和/或转换的视频或音频数据。在本公开的一个或多个实施方案中，视频和/或音频信号连同触觉信号被传输和接收。在一个或多个实施方案中，触觉、动作或运动信号不同于任何音频或视频信号，而在一个或多个实施方案中，触觉、动作或运动信号与音频和/或视频信号一同传输，或者与音频和/或视频信号相混合。

在一个实施方案中，方法100还包括：在步骤114中对信号进行编码。在本公开的一个或多个实施方案中，对信号的编码不是必要的。方法100还包括：在步骤116中将信号传输到远程位置。在一个实施方案中，接收器接收信号。可通过有线或无线传输方法(包括无线广播，或通过卫星、光纤、电缆、互联网协议或移动蜂窝传输基础设施)传输信号。接收器可包括能够接收信号的任何装置，此类非限制性的实施例包括，例如，电视、个人电脑、平板电脑或者蜂窝电话或卫星电话。在一个实施方案中，方法100还包括：在步骤118中对信号进行解码。方法100还包括：在步骤120中将信号转换成物理性运动。在一个或多个实施方案中，物理性运动包括基于所捕获的活动效果的任意一种或多种触觉、动作或运动、声音、和/或视觉效果。作为一个非限制性的实施例，基于活动的声音和视觉效果可与基于该活动、单独活动或效果源的动作或运动、振动或其他触觉效果一同被传输到远程位置。在例如运动或振动频率、振幅、范围、方向和/或持续时间等方面，实施方案中的触觉、动作或运动效果通常与在原始活动中捕获的效果相类似。

现在参照图2，其中公开了一种触觉、动作或运动信号广播方法200。方法200包括：在步骤210中，提供布置在信号转换装置和用户之间的传输部件。方法200还包括：在步骤212中捕获活动的效果。方法200还包括：在步骤214中基于该活动的效果来提供信号。该信号可以是模拟信号或数字信号。在一个实施方案中，方法200还包括：在步骤216中对信号进行编码。方法200可以不包括对信号的编码。方法200还包括：在步骤218中将信号传输到远程位置。信号的传输可以通过任何方式，例如无线、光纤到户、电缆、卫星直播、蜂窝、互联网协议等。方法200还包括：在步骤220中对信号进行解码。方法200还包括：在步骤222中将信号传输到信号转换装置。方法200还包括：在步骤224中将信号转换成信号转换装置的物理性触觉、动作或运动。方法200还包括：在步骤226中通过传输部件发送物理性触觉、动作或运动，使得用户接收到基于活动效果的触觉、动作或运动。

现在参照图3，其中公开了一种触觉、动作或运动信号源选择方法300。方法300包括：在步骤310中利用第一捕获部件捕获活动的第一效果。方法300还包括：在步骤312中基于第一效果提供第一信号。方法300还包括：在步骤314中利用第二捕获部件捕获活动的第二效果。方法300还包括：在步骤316中基于第二效果提供第二信号。任何信号均可以是数字信号或模拟信号。可以对该信号编码或不进行编码。如果对信号编码，那么将在用户位置处对信号解码。方法300还包括：在步骤318中，基于用户对第一捕获部件和第二捕获部件中的至少一个的选择，接收用户选择信号。方法300还包括：在步骤320中将第一信号和第二信号中的至少一个传输到位于用户位置处的信号转换装置。方法300还包括：在步骤322中在信号转换装置处将第一信号和第二信号中的至少一个转换成物理性触觉、动作或运动。

信号源选择方法300允许团体(party)对权限进行分布、拥有和/或许可，或者允许商业体(business)控制、广播、运输和/或传输触觉、动作或运动信号，以允许对使用进行选择，并且分别将源自或捕获自唯一一个有生命或无生命物体的信号货币化，或将这类信号的组合货币化。对一个或多个触觉、动作或运动信号的使用和支付的选择可由单个活动或项目的任何转换装置用户(不限于本文所公开的触觉、动作或运动信号转换装置、组件或系统的用户)来做出，或通过一个或多个信号源的用户来选择(例如，选择与有生命或无生命对象相关联的个人捕获部件)。在一个实施方案中，方法300允许基于特定的持续时间或通过采取的认购协议而由用户来发送支付并且由第二团体来接收。

现在参照图4，其中公开了触觉信号转换组件400。图4中所示的转换组件400的实施方案配置为位于单独的物体之下或之内，作为非限制性的实施例，其包括例如家具、地板、座位区域或站立平台，使得转换组件用户基于在远程位置处发生的活动的效果而接收到触觉、动作或运动效果。在一个实施方案中，转换组件400包括外壳410。促动器412布置于外壳410内并且接收到信号。在一个或多个实施方案中，促动器412包括如美国专利5,973,422所描述的振动传感器，其全部内容通过引用并入本文。在一个或多个实施方案中，促动器412还包括如在美国专利申请No.13/653,035中所描述的振动传感器，其全部内容通过引用并入本文。在一个实施方案中，促动器412包括磁性悬浮活塞，其在对一个或多个放大信号进行响应时发生移动或振动，如下文详细描述的那样。促动器412产生物理性运动或振动，该物理性运动或振动复制或者是基于所捕获的并且作为一个或多个信号进行发送的一个或多个活动效果。传输部件接触表面414位于外壳410的外表面。传输部件接触表面414将物理性运动传输到传输部件416，如图6所示，传输部件416靠近传输部件接触表面414布置。在一个实施方案中，物理性运动包括多轴运动。作为非限制性的实施例，促动器412可在x、y和z轴中的一个或多个的方向上移动，以及绕着那些轴线旋转，或者多个促动器412可独立地在x、y和z轴方向上移动，以及绕着那些轴线旋转。在一个或多个实施方案中，促动器412根据来自内容源(作为非限制性的实施例，例如包括音乐、电影、视频游戏)以及来自事先录音、事后制作或直播的活动的内容编辑(不管这些内容媒介的传输方式是硬拷贝或是流媒体)的低频音频信号来产生触觉、动作或运动效果。

转换组件400包括布置于促动器412和传输部件接触表面414之间的运动连接器418。在图5所示的实施方案中的运动连接器418为平台，其配置为至少部分地支撑位于运动连接器418上方的传输部件416或信号转换组件用户。运动连接器418将物理性运动从促动器412传输到传输部件接触表面414。

现在参照图5和图6，其中显示了触觉信号转换组件400的分解图和触觉信号转换组件400的剖视图。在一个实施方案中，组件400包括用于接收一个或多个信号的接收器，如下文详细描述的那样。在一个实施方案中，接收器包含在外壳410中。在一个实施方案中，接收器位于外壳410的外侧，并且与组件400通信。如本公开所述，接收器可接收无线或有线信号，并且可与组件400通过无线或有线传输进行通信。在一个实施方案中，促动器412为振动传感器，其配置为接收触觉、动作或运动信号并且基于活动效果而产生相应的触觉、动作或运动。在一个或多个实施方案中，促动器412通过移动质量、磁性部件或其他类型的促动机制而产生单轴运动或多轴运动。在一个实施方案中，促动器412包括永磁体420以及布置于上件424和下件426之间的电磁线圈421。在一个实施方案中，促动器412包括定子部件422，其具有圆柱形的中心腔室430。定子部件422的腔室430从定子部件422的磁性中心424沿着中心轴线在相反方向上延伸。

该对间隔开的线圈421安装在定子部件422中，并且该对线圈以能使由那些电信号生成轴向相反的轴向磁场的方向来缠绕或连接。

往复活塞部件426的两个相对端部428和420从中心轴线径向向外延伸。在一个实施方案中，往复活塞部件426是由圆形、沿轴向偏振的、夹在一对铁磁筒(例如安装在永磁体432的轴线相对端部上的钢筒)之间并与之接合的永磁体432形成的。这样一来，形成了完整的磁性环路。

在一个或多个实施方案中，转换组件400包括内部电源或外部电源(未示出)。电源可包括交流电或直流电、一次性电池或可再充电电池以及放大器或变压器。

现在参照图7，其中显示了触觉、动作或运动信号转换组件400的一个实施方案。当促动器412接收到信号时，促动器412基于捕获的活动效果而产生物理性触觉、动作或运动。传输部件接触表面414将物理性触觉、动作或运动传输到靠近传输部件接触表面414布置的传输部件416。在图7所示的实施方案中，传输部件416是一件家具，例如支撑转换组件用户434、位于传输部件接触表面414上的运动连接器418上方的沙发或椅子。运动连接器418将物理性触觉、动作或运动从转换组件400的促动器412传输到传输部件接触表面414、传输部件416以及用户434。

现在参照图8，其中示出了触觉、动作或运动信号转换系统500。系统500包括配置为捕获活动514的一个或多个效果512的捕获部件510。在一个实施方案中，捕获部件510为配置用于捕获物理性运动的感应器。在一个实施方案中，捕获部件510配置为捕获多轴向的以及绕着那些轴线旋转的触觉、动作或运动。捕获部件510可包括加速计、碰撞感应器、或者其他类型的感应器或传感器。捕获部件510与处理器516通信或者与编码系统通信，编码系统配置为基于通过例如有线或无线传输方式的任何方式(例如包括无线广播或通过卫星、光纤、电缆、互联网协议或移动电话传输基础设施)传输的效果512向远程位置520提供模拟或数字信号518。包括有接收器系统(其可包括处理和解码)的接收器522位于远程位置520处并且配置为接收信号518。系统500还包括与接收器522有线或无线通信的信号转换装置524。信号转换装置524将信号转换成物理性触觉、动作或运动526，并且可包括参照本公开图4至图7所述的信号转换组件400的任何实施方案。传输部件528靠近信号转换装置524布置，以便无论是通过有线还是无线的方式都能将物理性触觉、动作或运动526从信号转换装置524传输到信号转换装置用户530。在一个实施方案中，传输部件528邻接或物理性接触于信号转换装置524，使得信号转换装置用户530接收到基于活动514的效果512的触觉、动作或运动效果。在一个实施方案中，例如当传输部件528为家具时，信号转换装置524和/或传输部件528至少部分地物理支撑着信号转换装置用户530。

在一个实施方案中，处理器516将信号518编码以传输至远程位置520。在一个实施方案中，接收器522对从处理器516接收的信号518进行解码。接收器522可通过有线或无线传输来接收信号518。在一个实施方案中，提供了放大器532来与信号转换装置524通信并增强从接收器522接收到的信号518。

现在参照图9，其中示出了用于与一个或多个触觉、动作或运动信号转换系统500一同使用的多种传输部件610-620。当本公开的任何实施方案中的信号转换装置524接收到信号518时，促动器(未示出)基于捕获的活动效果产生物理性触觉、动作或运动，从而最终传输到传输部件610-620中的一个或多个。作为非限制性的实施例，本公开的传输部件610-620包括沙发传输部件610、椅子传输部件612、座杆传输部件614、头部护具传输部件616、虚拟现实或强化现实传输部件618以及佩戴式传输部件620。传输部件610-620中的每一个均包括从促动器(未示出)向传输部件接触表面(未示出)传输例如触觉、动作或运动的物理性运动的运动连接器(未示出)，并且最终传输到传输部件610-620，并由此传输到远程终端用户。

虽然已经示出并描述了本公开的特定实施方案，然而对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出其他各种变化或修改。因此，旨在在随附的权利要求书中覆盖所有落入本公开范围内的这类变化或修改。

Claims (21)

1.一种触觉、动作或运动信号转换系统，其包括：

捕获部件，其配置为捕获活动的一个或多个效果；

处理器，其与所述捕获部件通信并且配置为基于一个或多个效果来提供用于向远程位置传输的信号；

接收器，其位于所述远程位置处并且配置为接收所述信号；

信号转换装置，其与所述接收器通信并且配置为将所述信号转换成物理性运动；以及

传输部件，其靠近所述信号转换装置布置并且配置为将所述物理性运动从所述信号转换装置传输到信号转换装置用户。

2.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述处理器还配置为将用于向所述远程位置传输的信号编码。

3.根据权利要求2所述的转换系统，其中，所述接收器还配置为将从所述处理器接收到的信号解码。

4.根据权利要求1所述的转换系统，还包括放大器，其与所述信号转换装置通信并且配置为增强从所述接收器接收到的信号。

5.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述捕获部件为配置用于捕获物理性运动的感应器。

6.根据权利要求5所述的转换系统，其中，所述感应器还配置为捕获多轴运动和绕着各轴线的旋转。

7.根据权利要求6所述的转换系统，其中，所述信号转换装置配置为将所述信号转换为多轴运动和绕着各轴线的旋转。

8.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述接收器配置为通过无线传输接收所述信号。

9.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述传输部件邻接所述信号转换装置，使得所述信号转换装置用户接收到基于活动的一个或多个效果的触觉、动作或运动效果。

10.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述信号转换装置和所述传输部件中的一个或多个至少部分地物理支撑着所述信号转换装置用户。

11.一种触觉、动作或运动信号转换组件，其包括：

外壳；

促动器，其布置于所述外壳中并且配置为接收信号并基于活动的一个或多个效果产生物理性运动；

传输部件接触表面，其位于所述外壳的外表面处并且配置为将物理性触觉、动作或运动传输到靠近所述传输部件接触表面布置的传输部件；以及

运动连接器，其布置于所述促动器和所述传输部件接触表面之间，并且配置为将所述物理性触觉、动作或运动从所述促动器传输到所述传输部件接触表面。

12.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述促动器为振动传感器，其配置为接收信号并且基于所述活动的一个或多个效果而产生振动触觉、动作或运动。

13.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述促动器包括：

定子部件，其具有沿着位于相对端部之间的中心轴线延伸的中心腔室，以及沿轴向可移动地安装在所述腔室中的圆柱形铁磁往复部件，所述定子部件包括可与电信号连接的线圈，并且所述往复部件包括轴向偏振永磁体，所述轴向偏振永磁体用于形成在往复部件上提供轴向中心力的磁性弹簧，其中所述往复部件具有质量m并且所述磁性弹簧具有弹簧常数k，并且其中比值k/m大致等于在振动器的操作频率范围内的弧频率的平方。

14.根据权利要求13所述的转换组件，还包括非铁磁性材料的管状衬套，其沿轴向延伸穿过所述腔室并且形成轴承。

15.根据权利要求14所述的转换组件，其中，所述轴承沿轴向向外延伸超过磁极片部分。

16.根据权利要求15所述的转换组件，其中，所述永磁体为圆形的并且夹在一对铁磁筒之间，所述铁磁筒安装在所述永磁体的轴向相对端部上。

17.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述运动连接器包括平台，其配置为至少部分地支撑所述传输部件。

18.根据权利要求17所述的转换组件，其中，所述平台配置为至少部分地支撑信号转换组件用户。

19.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述物理性运动包括多轴运动。

20.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述促动器还配置为接收信号并且基于所述活动的一个或多个效果而产生单轴或多轴的动作或运动。

21.根据权利要求11所述的转换组件，其中，所述促动器还配置为接收信号并且基于所述活动的一个或多个效果而产生绕着一个或多个轴线的旋转。