TWI601076B - 生物體刺激裝置與生物體刺激方法 - Google Patents

Description

生物體刺激裝置與生物體刺激方法

本發明係關於一種生物體刺激裝置與生物體刺激方法，特別是一種施予電刺激給生物體的生物體刺激裝置與生物體刺激方法。

隨著科技的演變，計算機裝置日漸輕薄短小，螢幕從單純提供畫面演變至可以具有觸控功能，應用程式的型態也開始超出使用者原本的認知。有鑑於此，人與電子裝置的互動方式也從以往的鍵盤或滑鼠演變至觸控，甚至開始試著融合體感。

但是，到目前為止，人機互動基本上還是停留在以人提供資訊給機器或裝置進行運算的階段，尚無機器或裝置可以反過來給予使用者各種感覺的產品面市。縱使有這樣的概念，但其產品的回饋給使用者的方式還是停留在很粗糙的階段，而讓使用者感覺格格不入，無法融入使用情境當中。

本發明在於提供一種生物體刺激裝置與生物體刺激方法，適當地施予人體電刺激，以提供使用者精確且細緻的感受。

本發明揭露了一種生物體刺激裝置，所述的生物體刺激裝置具有本體、偵測模組、電刺激模組與控制模組。偵測模組位於本體上，偵測裝置偵測物體的位置與動作。電刺激模組位於本體。電刺機模組具有多個電刺激單元。控制模組電性連接電刺激模組。控制模組依據偵測模組的偵測結果與虛擬物體的物理設定取得多個體感模板 的其中之一，並依據取得的體感模板輸出控制信號至電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓。

本發明揭露了一種生物體刺激方法，生物體刺激方法包括偵測物體的位置與動作並產生偵測結果。並依據偵測結果與虛擬物體的物理設定取得多個體板模板的其中之一。且依據取得的體感模板輸出控制信號至生物體刺激裝置的多個電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓。

綜合以上所述，本發明提供了一種生物體刺激裝置與生物體刺激方法，藉由多個電刺激單元，以提供適當方向與適當面積的電刺激給生物體，以使生物體能從相關裝置得到精細的感受。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的功能方塊示意圖。生物體刺激裝置1具有本體10、偵測模組12、電刺激模組14與控制模組16。偵測模組12與電刺激模組14位於本體10上。本體10用以設至於一物體或者是生物體上，後續係以本體10設置於人體上為例進行說明。

偵測模組12用以偵測物體（未繪示於圖1）的位置與動作。本體10例如為手套、衣物等穿戴式裝置，或者本體也可以是貼片。所述的物體例如為人體或其他動物的身體。後續係以本體10為一手套的例子進行說明，然經說明後，所屬技術領域具有通常知識者當可理解本體10為其他形式時的應用方式。在一實施例中，偵測模組12例如具有至少一個重力感測器（g sensor）或陀螺儀（Gyro Meter），用以偵測出本體10的位置、方位角或者是形狀變化。以本體10為手套的例子來說，手指的各指節可以設置有至少一個重力感測器，且手心與手背亦可設置有多個重力感測器。藉此，感測出手部的細微舉動。

電刺激模組14具有多個電刺激單元，在此係舉電刺激單元142_1、142_2~142_N進行說明。以電刺激單元142_1來說，電刺激單元142_1具有開關電路1422_1與刺激電極1424_1。開關電路1422_1電性連接刺激電極1424_1。電刺激模組14用以經由各電刺激單元142_1、142_2~142_N提供電刺激給本體所在的物體或生物體上。開關電路1422_1用以接收掃描信號與刺激信號，且開關電路1422_1依據掃描信號而選擇性地導通。當其中一電刺激單元的開關電路被導通時，被導通的電刺激單元依據掃描信號與刺激信號經由刺激電極輸出對應電壓。

請一併參照圖2以說明電刺激模組的實施態樣，圖2係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的電刺激模組的結構示意圖。在圖2所示的實施例中，電刺激模組14中的各電刺激單元係排列成陣列，前述的各電刺激單元142_1~142_N分別具有至少一個薄膜電晶體（thin film transistor, TFT）。從另一個角度來說，電刺激模組14可以是為一個由薄膜電晶體所組成的薄膜電晶體陣列。

在圖2所對應的實施例中，以電刺激單元142_1來說，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有第一薄膜電晶體T1與第二薄膜電晶體T2。第一薄膜電晶體T1的控制端與第一端用以接收刺激信號VDD，第二薄膜電晶體T2的控制端用以接收掃描信號S1。第二薄膜電晶體T2的第一端電性連接第一薄膜電晶體T1的第二端，第二薄膜電晶體T2的第二端電性連接刺激電極1424_1。在此實施例中，當掃描信號S1為高電壓準位時，第一薄膜電晶體T1與第二薄膜電晶體T2被導通，電刺激單元142_1依據刺激信號VDD提供電壓給刺激電極1424_1。

而如前述地，電刺激模組14係設置於本體10上，且本體10例如為手套。在本體為手套的實施例中。電刺激模組14係設置於手套的內裡而接觸使用者的手部或者以至手腕。更詳細地來說，電刺激模組14的每一個電刺激單元分別對應於手指、手心、手背、手腕或手臂的部分感知區域或者是神經受器。由於薄膜電晶體的尺寸相當接近於人體所能察覺的感知區域的大小，因此，經由適當地調整掃描信號S1與刺激信號VDD，電刺激模組14能夠在相當精確的位置或方向地給予人體電刺激，使人體感覺到模擬知覺，或者是讓人體因電刺激模組14施予的電刺激而運動。在一實施例中，電刺激模組14中的各電刺激單元係依據不同使用者的體形而設置於本體10，以求準確對位於各肌群或神經受器。

控制模組16電性連接電刺激模組14。控制模組16依據偵測模組12的偵測結果與一虛擬物體（未繪示於圖1）的物理設定取得多個體感模板的其中之一。更詳細地來說，控制模組16例如依據某個參考點定義出一虛擬的座標空間，且控制模組16依據偵測模組12的偵測結果判斷出關聯於本體10於所述的虛擬座標空間中的至少一座標。參考點例如為本體10的某個特徵點，例如是手心、手臂、手腕或手臂。或者，參考點也可以是實際空間中的一個無線基地台。因此參考點的位置於實際空間中係為可以改變的。在一實施例中，每個電刺激單元會分別對應於虛擬座標空間中的至少一座標。

所述的虛擬物體是系統於虛擬座標空間中由多個虛擬座標點所建立的一個物件，且虛擬物體可以連結於現實生活中的任意物品。所述的多個虛擬座標例如用以定義出虛擬物體的輪廓或是更定義出虛擬物體的內部結構。在一實施例中，虛擬物體例如對應一物理設定，所述的物理設定係用以描述虛擬物體的位置、材質、重量、硬度、彈性或溫度等物理特性。也就是說，虛擬物體並不存在於真實世界當中，而是由虛擬座標空間的多個座標點所構成外觀，並透過物理設定賦予虛擬物體種種相仿於真實世界的特性。虛擬物體例如為球、棍棒、杯子或鈔票等物品，在此僅為舉例示範，實際上並不以此為限。後續將以虛擬物體為球的實施例進行後續說明。

所述的體感模板則例如用以依據本體10與虛擬物體之間的相對關係來指示本體所應具有的作動。請參照圖3A與圖3B以對體感模板進行說明，圖3A係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖，圖3B係為根據本發明另一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖。

如現實生活中，當人的手指碰觸到籃球時，人會感覺到手指的位置碰到一籃球的表面，並感覺到籃球表面的凹凸起伏，以及籃球表面材質所賦與的細緻感受。在3A圖所示的實施例中，本體10例如為手套，虛擬物體VB例如為一虛擬的籃球。在圖3A中係用虛線表示虛擬物體VB於虛擬座標空間中的輪廓。如前述地，本體係對應於虛擬座標空間中的至少一個虛擬座標。如圖3A所示，當本體10被移動時，偵測模組12會依據本體10的位置與動作對應地產生相應的偵測資訊。控制模組16會依據偵測模組12的偵測結果判斷本體10與虛擬物體VB在虛擬座標空間中的互動狀況。當本體10被移動而使得本體10在虛擬座標空間中的輪廓接觸虛擬物體VB於虛擬座標空間中的輪廓時，控制模組16即依據偵測模組12的偵測結果，控制本體10上的接觸區域A1對應的電刺激單元提供電刺激給手指，以模擬真實世界中手指接觸到籃球的觸覺。而如前述地，控制模組16更可依據虛擬物體VB的物理設定調整生物體刺激裝置1提供給手指的電刺激類型與強度，以使人能更真實地感受到籃球表面材質的觸感。

而在真實世界中，當人的手指往籃球的內部球心擠壓時，籃球會依據手指所施的外力而產生對應的形變，且藍球會對應地提供一反作用力給手指，此外，手指與籃球的接觸面積相較於手指輕觸籃球的情況也會有所不同。對應地，如圖3B所示，當在虛擬世界中，本體10的輪廓與虛擬物體VB的輪廓產生重疊時，即對應於手指擠壓籃球的情況，此時控制模組16更依據偵測模組12的偵測結果與虛擬物體VB的物理設定來調整接觸區域A2所對應的電刺激單元提供的電刺激，以模擬出籃球材質與充氣程度所回饋的觸感與反作用力。

因此，所述的體感模板例如用以指示生物體上的至少一刺激標的與對應於至少一刺激標的的至少一刺激方向，至少一刺激標的為生物體上的至少一部位，至少一刺激方向關聯於至少一部位所對應肌群的收縮方向。更詳細地來說，如3A圖所對應的實施例，控制模組16依據本體10於虛擬座標空間中的於虛擬座標空間中的座標與虛擬物體VB於虛擬座標空間中的虛擬座標判斷出本體10與虛擬物體VB於虛擬座標空間中的互動狀況。不同的體感模板即用於指示在不同互動狀況下，電刺激模組14之作動方式相對於生物體體感的對應模型。也就是說，體感模板例如用以指示電刺激模組14如何對應於生物體的痛、酸、壓或熱等感受而施予生物體電刺激。所述生物體感受僅為舉例示範，於實務上並不以此為限。相對於圖2所示的實施例來說，控制模組16依據偵測模組12的偵測結果與體感模板的其中之一選擇性地導通各電刺激單元的開關電路。控制模組16更依據取得的體感模板輸出控制信號至各電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓至刺激電極，以傳達電刺激至生物體。

於一實施例中，控制模組16更用以依據所述的物理設定控制刺激信號的波形、頻率或脈寬，以調整施予生物體的電刺激型態。控制模組16例如係自後端伺服器（未繪示）取得所述的體感模板。在此並不限制控制模組16與後端伺服器的溝通方式。而於另一實施例中，偵測模組12與控制模組12係以無線通訊的方式進行溝通，以避免在本體10上設置複雜的實體走線。

請接著參照圖4A與圖4B，圖4A係為根據本發明更一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖，圖4B係為根據圖4A所示之情境所繪示之人體肌群示意圖。以圖面所示的方向來說，在圖4A中，使用者係以手穿戴著本體10，且手心朝上地握住虛擬物體VB。在真實的情況中，對應於圖4B，此時，人體的肌群M1的肌肉纖維會沿著方向D1與方向D2收縮，而肌群M2的肌肉纖維則會沿著方向D3與方向D4收縮。藉著肌群M1與肌群M2的收縮，人的手得以承受球所施予的重力，並將球支撐於空中。相應於此，當控制模組16依據偵測模組12與虛擬物體VB的物理設定判斷出使用者穿戴著本體10且以圖4A的方式握住虛擬物體VB時，控制模組16取得相應的體感模板，此時體感模板更用以指示至少一刺激標的與至少一刺激方向。

所述的至少一刺激標的例如對應於人體上至少一部位的肌群，而所述的至少一刺激方向則關聯於所述肌群的收縮方向。控制模組16依據體感模板的指示，控制電刺激模組14施予電刺激給肌群M1與肌群M2，以使肌群M1的肌肉纖維如真實情況地往方向D1與方向D2收縮，並使肌群M2的肌肉纖維如真實情況地往方向D3與方向D4收縮，而讓使用者感受到手心朝上地握有一個球的模擬重量感受。另一方面，體感模板亦指示有對應於手掌的電刺激單元提供電刺激給手掌，以讓使用者感受到球的觸感。相關細節係如前述，於此不再贅述。

請再參照圖5A與圖5B，圖5A係為根據本發明再一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖，圖5B係為根據圖5A所示之情境所繪示之人體肌群示意圖。在圖5A中，使用者係以手穿戴著本體10，且手心朝下地握住虛擬物體VB。在真實的情況中，對應於圖5B，此時，人體的肌群M3的肌肉纖維會沿著方向D5與方向D6收縮，而肌群M2的肌肉纖維則會沿著方向D3與方向D4收縮。藉著肌群M2與肌群M3的收縮，人的手得以承受球所施予的重力，並將球支撐於空中。相應於此，當控制模組16依據偵測模組12與虛擬物體VB的物理設定判斷出使用者穿戴著本體10且以圖5A的方式握住虛擬物體VB時，控制模組16取得相應的體感模板，此時體感模板更用以指示至少一刺激標的與至少一刺激方向。所述的至少一刺激標的例如對應於人體上至少一部位的肌群或，而所述的至少一刺激方向則關聯於所述肌群的收縮方向。控制模組16依據體感模板的指示，控制電刺激模組14施予電刺激給肌群M2與肌群M3，以使肌群M2的肌肉纖維如真實情況地而分別沿方向D3與方向D4收縮，並使肌群M3的肌肉纖維如真實情況地而分別沿方向D5與方向D6收縮，而讓使用者感受到手心朝下地握有一個球的模擬重量感受。另一方面，體感模板亦指示有對應於手掌與手指的電刺激單元提供電刺激給手掌與手指，以讓使用者感受到球的觸感。相關細節係如前述，於此不再贅述。

以下係舉電刺激單元142_1為例說明各電刺激單元可行的實施態樣。請接著參照圖6A至圖6C，圖6A係為根據本發明第一實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖，圖6B係為根據本發明第二實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖，圖6C係為根據圖6A與圖6B所示之實施例所繪示之電壓電流關係曲線示意圖。在圖6A所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TB的第一端電性連接電壓源VDC，電晶體TB的控制端連接電晶體TB的第一端。電晶體TD的第一端電性連接電晶體TB的第二端，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。而在圖6B所示的實施例中，開關電路1422_1的結構係相仿於圖6A中所示的實施例，相關細節不予贅述。與圖6A不同的是，電晶體TB的第一端係更經由電容CST連接電壓源VDC。其中，電壓源VDC的輸出電壓準位與電容CST的電容值係為可調。而提供至電阻Re的電流IB的電流大小與電壓源VDC的輸出電壓的相對大小關係係如圖6C所示。

請接著參照圖7A與圖7B，圖7A係為根據本發明第三實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖，圖7B係為根據圖7A之實施例所繪示之信號時序示意圖。在圖7A所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TD的第一端電性連接至電壓源VAC，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。電壓源VAC的輸出電壓、電流IB與控制電壓VA的相對時序係如圖7B所示。

請再參照圖8A與圖8B，圖8A係為根據本發明第四實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖，圖8B係為根據圖8A之實施例所繪示之信號時序示意圖。電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有天線單元A、電晶體TB與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TB的一端用以接收參考電壓且電性連接天線單元A的一端，電晶體TB的另電性連接天線單元A的另一端與電晶體TD的一端，電晶體TB的控制端用以接收調變電壓VM。電晶體TD的另一端電性連接電阻Re。電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。其中，天線單元A依據接收得的無線信號產生接收信號RX。接收信號RX、調變電壓VM、控制電壓VA與電流IB的相對時序係如圖8B所示。

請接著參照圖9，圖9係為根據本發明第五實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。在圖9所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TB的第一端電性連接電流源IDC，電晶體TB的控制端連接電晶體TB的第一端。電晶體TD的第一端電性連接電晶體TB的第二端，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。

請參照圖10A至圖10C，圖10A係為根據本發明第六實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖10B係為根據本發明第七實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖10C係為根據圖10A與圖10B所示之實施例所繪示之電壓電流關係曲線示意圖。在圖10A所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB1、電晶體TB2與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TB1的第一端用以接收參考電壓Vref，電晶體TB1的控制端用以接收控制電壓VC。電晶體TB2的第一端電性連接電晶體TB1的第一端，電晶體TB2的控制端電性連接電晶體TB1的第二端。電晶體TD的第一端電性連接電晶體TB2的第二端，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的重端用以接收控制電壓VA。與圖10A不同的是，在圖10B所示的實施例中，電晶體TB2的第二端電性連接電晶體TD的控制端，電晶體TD的第一端則電性連接電晶體TB1的第一端與電晶體TB2的第一端。電流IB與控制電壓VC的相對大小關係係如圖10C所示。

請參照圖11A與圖11B，圖11A係為根據本發明第八實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖11B係為根據圖11A之實施例所繪示之信號時序示意圖。在圖11A的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有天線單元A與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TD的第一端電性連接天線單元A，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。天線單元A用以依據接收到的無線信號產生接收信號RX。接收信號RX、控制電壓VA與電流IB的相對時序係如圖11B所示。

請參照圖12A至圖12F，圖12A係為根據本發明第九實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖12B係為根據本發明第十實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖12C係為根據本發明第十一實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖12D係為根據本發明第十二實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖12E係為根據本發明第十三實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。圖12F係為根據本發明圖12A至圖12E之實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。

在圖12A的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB與電晶體TD。電阻Re用以示意刺激電極1424_1的等效電阻。電晶體TB的第一端電性連接參考電壓Vref，電晶體TB的控制端用以接收控制電壓VR。電晶體TD的第一端電性連接電晶體TB的第二端，電晶體TD的第二端電性連接電阻Re，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。與圖12A所示的實施例不同的是，在圖12B的實施例中，電晶體TB的第一端係經由電容CST連接至電壓源VDC。與圖12A所示的實施例不同的是，在圖12C所示的實施例中，電晶體TB的第一端電性連接至電流源IDC。在圖12D所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB1、電晶體TB2與電晶體TD。電晶體TB1的第一端電性連接電晶體TB2的第一端、電晶體TB2的控制端與電晶體TD的第二端。電晶體TB1的第二端電性連接電晶體TB2的第二端。電晶體TB1的控制端用以接收控制電壓VR。電晶體TD的第一端電性連接電阻Re。電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。在圖12E所示的實施例中，電刺激單元142_1的開關電路1422_1具有電晶體TB與電晶體TD。電晶體TB的第二端電性連接電阻Re，電晶體TB的控制端電性連接電晶體TD的第二端。電晶體TD的第一端用以接收控制電壓VC，電晶體TD的控制端用以接收控制電壓VA。圖12F用以示出圖12A至圖12E中控制電壓VR的電壓值與電流IB的相對關係圖。

請接著參照圖13，圖13係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激方法的方法流程圖。如圖13所示，於生物體刺激方法的步驟S1301中，係先偵測物體的位置與動作並產生偵測結果。而於步驟S1303中，依據偵測結果與虛擬物體的物理設定取得多個體板模板的其中之一。而於步驟S1305中，依據取得的體感模板輸出控制信號至生物體刺激裝置的多個電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓。

在一實施例中，每一電刺激單元具有開關電路與刺激電極。開關電路電性連接刺激電極。開關電路用以接收掃描信號與刺激信號。於依據取得的體感模板輸出控制信號至生物體刺激裝置的多個電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓的步驟中，係依據偵測結果與體感模板的其中之一選擇性地導通電刺激單元的開關電路。當其中一電刺激單元的開關電路被導通時，電刺激單元依據掃描信號與刺激信號經由刺激電極輸出對應電壓。

於另一實施例中，每一電刺激單元對應於座標。生物體刺激方法更包括依據本體的位置與物體的動作取得座標中的至少其中之一，控制模組導通對應於至少一電刺激單元的開關電路。

於更一實施例中，係依據體感模板指示的物體上的至少一刺激標的與對應於至少一刺激標的的至少一刺激方向選擇性地導通電刺激單元的開關電路。其中至少一刺激標的為一生物體上的至少一部位，至少一刺激方向關聯於至少一部位所對應肌群的收縮方向。

綜合以上所述，本發明提供了一種生物體刺激裝置與生物體刺激方法，藉由多個電刺激單元，以提供適當的電刺激給生物體，以使生物體得到精細的感受。另一方面，當搭配虛擬座標空間或虛擬物體提供適當方向與適當面積的電刺機時，本發明所提供之生物體刺激裝置與生物體刺激方法， 更可以使生物體作出所欲的動作，進一步地擴展了生物體刺激裝置與生物體刺激方法所能適用的情境。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧生物體刺激裝置

10‧‧‧本體

12‧‧‧偵測模組

14‧‧‧電刺激模組

142_1~142_N‧‧‧電刺激單元

1422_1~1422_N‧‧‧開關電路

1424_1~1424_N‧‧‧刺激電極

16‧‧‧控制模組

A‧‧‧天線單元

A1、A2‧‧‧區域

CST‧‧‧電容

D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧方向

IB‧‧‧電流

IDC‧‧‧電流源

M1、M2、M3‧‧‧肌群

Re‧‧‧電阻

RX‧‧‧接收信號

VA、VC、VR‧‧‧控制電壓

VAC、VDC‧‧‧電壓源

VB‧‧‧虛擬物體

VDD‧‧‧刺激信號

VM‧‧‧調變電壓

Vref‧‧‧參考電壓

S1~SN‧‧‧掃描信號

T1、T2、TB、TB1、TB2、TD‧‧‧電晶體

圖1係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的功能方塊示意圖。 圖2係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的電刺激模組的結構示意圖。 圖3A係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖。 圖3B係為根據本發明另一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖。 圖4A係為根據本發明更一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖。 圖4B係為根據圖4A所示之情境所繪示之人體肌群示意圖。 圖5A係為根據本發明再一實施例所繪示之生物體刺激裝置的作動示意圖。 圖5B係為根據圖5A所示之情境所繪示之人體肌群示意圖。 圖6A係為根據本發明第一實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖6B係為根據本發明第二實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖6C係為根據圖6A與圖6B所示之實施例所繪示之電壓電流關係曲線示意圖。 圖7A係為根據本發明第三實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖7B係為根據圖7A之實施例所繪示之信號時序示意圖。 圖8A係為根據本發明第四實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖8B係為根據圖8A之實施例所繪示之信號時序示意圖。 圖9係為根據本發明第五實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖10A係為根據本發明第六實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖10B係為根據本發明第七實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖10C係為根據圖10A與圖10B所示之實施例所繪示之電壓電流關係曲線示意圖。 圖11A係為根據本發明第八實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖11B係為根據圖11A之實施例所繪示之信號時序示意圖。 圖12A係為根據本發明第九實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖12B係為根據本發明第十實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖12C係為根據本發明第十一實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖12D係為根據本發明第十二實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖12E係為根據本發明第十三實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖12F係為根據本發明圖12A至圖12E之實施例所繪示之生物體刺激裝置的其中一個電刺激單元的電路示意圖。 圖13係為根據本發明一實施例所繪示之生物體刺激方法的方法流程圖。

1‧‧‧生物體刺激裝置

12‧‧‧偵測模組

14‧‧‧電刺激模組

142_1~142_N‧‧‧電刺激單元

1422_1~1422_N‧‧‧開關電路

1424_1~1424_N‧‧‧刺激電極

16‧‧‧控制模組

Claims (8)

1. 一種生物體刺激裝置，包括：一本體，適於穿戴於生物體上；一偵測模組，位於該本體上，該偵測模組偵測一物體的位置與動作；一電刺激模組，位於該本體，具有多個電刺激單元；以及一控制模組，電性連接該電刺激模組，該控制模組依據該偵測模組的偵測結果與一虛擬物體的一物理設定取得多個體感模板的其中之一，並依據取得的該體感模板輸出一控制信號至該些電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓；其中每一該電刺激單元具有一開關電路與一刺激電極，該開關電路電性連接該刺激電極，該開關電路用以接收一掃描信號與一刺激信號，該控制模組依據該偵測模組的偵測結果與該些體感模板的其中之一選擇性地導通該些電刺激單元的該開關電路，當其中一該電刺激單元的該開關電路被導通時，該電刺激單元依據該掃描信號與該刺激信號經由該刺激電極輸出對應電壓；其中，該體感模板用以指示一生物體上的至少一刺激標的與對應於該至少一刺激標的的至少一刺激方向，該至少一刺激標的為該生物體上的至少一部位，該至少一刺激方向關聯於該至少一部位所對應肌群的收縮方向；其中該開關電路具有一第一薄膜電晶體與一第二薄膜電晶體，該第一薄膜電晶體的控制端與第一端用以接收該刺激信號，該第二薄膜電晶體的控制端用以接收該掃描信號，該第二薄膜電晶體的第一端電性連接 該第一薄膜電晶體的第二端，該第二薄膜電晶體的第二端電性連接該刺激電極。
2. 如請求項1所述之生物體刺激裝置，其中該物理設定用以指示該虛擬物體具有的位置、材質、形狀或重量。
3. 如請求項1所述之生物體刺激裝置，其中該控制模組更用以依據該物理設定控制該刺激信號的波形、頻率或脈寬。
4. 如請求項1所述之生物體刺激裝置，其中該控制模組係自一後端伺服器取得該些體感模板且該偵測模組與該控制模組係以無線通訊的方式進行溝通。
5. 一種生物體刺激方法，該生物體刺激方法包括：偵測一物體的位置與動作並產生一偵測結果；依據該偵測結果與一虛擬物體的一物理設定取得多個體板模板的其中之一；以及依據取得的該體感模板輸出該控制信號至一生物體刺激裝置的多個電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓。
6. 如請求項5所述之生物體刺激方法，其中每一該電刺激單元具有一開關電路與一刺激電極，該開關電路電性連接該刺激電極，該開關電路用以接收一掃描信號與一刺激信號，於依據取得的該體感模板輸出一控制信號至該生物體刺激裝置的多個電刺激單元中的至少其中之一使其輸出對應電壓的步驟中，係依據該偵測結果與該些體感模板的其中之一選擇性地導通該些電刺激單元的該開關電路，當其中一該電刺激單元的該開關 電路被導通時，該電刺激單元依據該掃描信號與該刺激信號經由該刺激電極輸出對應電壓。
7. 如請求項6所述之生物體刺激方法，其中每一該電刺激單元對應於一座標，該生物體刺激方法更包括：依據該生物體刺激裝置的一本體的位置與該物體的動作取得該些座標中的至少其中之一，導通對應於該至少一電刺激單元的該開關電路。
8. 如請求項6所述之生物體刺激方法，其中係依據該體感模板指示的該物體上的至少一刺激標的與對應於該至少一刺激標的的至少一刺激方向選擇性地導通該些電刺激單元的該開關電路，其中該至少一刺激標的為一生物體上的至少一部位，該至少一刺激方向關聯於該至少一部位所對應肌群的收縮方向。