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【发明授权】用于向用户递送音频内容的触觉系统_哈曼国际工业有限公司_201780045392.5 

申请/专利权人:哈曼国际工业有限公司

申请日:2017-07-21

公开(公告)日:2022-09-23

公开(公告)号:CN109478102B

主分类号:G06F3/01

分类号:G06F3/01;G08B6/00;G09B21/00;G01K11/00;H02N2/04;H04B3/36;H04R1/46

优先权:["20160722 US 62/365,960"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.09.23#授权;2019.08.02#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要:本公开的一个实施方案提出了一种用于向用户递送音频内容的技术。所述技术包括分析音频内容以确定使效应器振动的频率。所述技术还包括将一个或多个触觉输出装置配置成生成触觉输出,所述触觉输出在所述效应器附近生成触觉阱。所述技术还包括将所述一个或多个触觉输出装置配置成修改所述触觉输出以致使所述触觉阱使所述效应器以所确定的频率振动。所述效应器振动以传输所述音频内容。在一个实施方案中,所述效应器使用户头骨振动。

主权项:1.一种用于递送音频内容的系统,所述系统包括:存储器,所述存储器存储指令;以及处理器,所述处理器被配置来执行所述指令以便:分析音频内容以确定使效应器振动的频率;配置一个或多个触觉输出装置以生成触觉输出,所述触觉输出在所述效应器附近生成触觉阱,所述触觉阱包括由一个或多个触觉输出最大值完全或部分环绕的一个或多个触觉输出最小值;以及配置所述一个或多个触觉输出装置以修改所述触觉输出,从而使得所述触觉阱使所述效应器以所确定的频率振动,其中所述效应器被配置成振动以传输所述音频内容。

全文数据:用于向用户递送音频内容的触觉系统相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月22日提交的美国临时专利申请序列号62365,960的权益,所述临时申请以引用的方式并入本文中。背景技术发明领域各种实施方案大体涉及人机接口,并且更具体地涉及用于向用户递送音频内容的触觉系统。现有技术描述音频是消费者电子产品的重要部分。音频装置将来自电子装置的信号转换为用户可听到的可听机械波。例如,用户可以将耳机或扬声器连接到膝上型计算机以便听到与膝上型计算机上的应用程序相关联的声音。此外,用户可以通过位于汽车内的扬声器来听到来自车载信息娱乐系统的音频。常规上,将耳机放置在用户耳朵上方,其可以将声音直接递送到用户。此类装置可以以私人方式递送音频内容,所述私人方式可以允许用户收听音频内容而不用担心环境中的其他个人可能听到音频内容。此外,扬声器还通过可听机械波向用户递送音频内容。扬声器将音频内容广播到一个或多个用户可听到的较大区域中。常规方法的一个缺点是耳机可能降低用户听到来自环境的声音的能力。具体地,耳机可以吸收和或反射用户环境中的声波,由此阻止声波到达用户的耳膜。常规方法的另一个缺点是通常扬声器将音频内容传送到较大区域,使得扬声器附近的用户可以听到音频内容。因此,当其他个人在扬声器附近时,用户可能无法私人地收听音频内容。常规骨传导耳机可以私人地向用户递送音频内容,而不会影响用户听到来自环境的声波的能力。通常,常规骨传导耳机使用户头骨中的骨骼振动以便致使用户的耳蜗谐振,这可以以私人方式向用户递送音频内容。用户的耳膜不受常规骨传导耳机的影响,并且因此用户可以在收听来自常规骨传导耳机的音频内容的同时听到来自环境的声波。然而,常规骨传导耳机通常尺寸较大。大型耳机对于用户长时间佩戴来说可能是麻烦且不舒服的。此外,常规骨传导耳机需要电源诸如电池。电池添加到系统材料清单中,需要更换,需要在给定时间段后再充电,和或添加了耳机的重量。如前所述,用于更有效地向用户递送私人音频通信的技术将是有用的。发明内容本公开的实施方案提出了用于将音频内容传递给用户的方法。所述方法包括分析音频内容以确定使效应器振动的频率。所述方法还包括将一个或多个触觉输出装置配置成生成触觉输出,所述触觉输出在所述效应器附近生成触觉阱。所述方法还包括将所述一个或多个触觉输出装置配置成修改所述触觉输出以致使所述触觉阱以使所述效应器以所确定的频率振动。所述效应器振动以传输所述音频内容。另外的实施方案尤其提供被配置来实现以上阐述技术的系统和非暂时性计算机可读存储介质。本文描述的技术的至少一个优点是可以通过空中触觉系统将音频内容传输给用户。使用触觉输出装置以通过骨传导将音频内容传输给用户使得能够将音频内容私人传递给用户,而不会降低用户听到外部环境中的声音的能力。因此,可以实现本文描述的技术以设计用于对用户提出高听觉需求的环境诸如公共交通枢纽中的音频内容递送的空中触觉系统。附图说明因此,为了详细理解上文阐述的一个或多个实施方案的所叙述特征,通过参考某些特定实施方案来对以上简要概述的一个或多个实施方案进行更具体的描述,这些实施方案中的一些在附图中示出。然而,应注意,附图仅示出典型实施方案,且因此不应被视为以任何方式限制其范围,因为各种实施方案的范围也包括其他实施方案。图1示出用于实现本公开的各种实施方案的系统配置;图2示出根据各种实施方案的被配置成实现本公开的一个或多个方面的计算装置的框图;图3示出根据各种实施方案的用于将效应器临时放置在用户身体部位附近以便将由音频内容生成器生成的音频内容传输到用户的系统配置;图4示出根据各种实施方案的用于通过使隔膜振动将音频内容传输到用户的系统;图5示出根据各种实施方案的用于通过触觉输出在压电膜上生成电力的系统;以及图6示出根据各种实施方案的用于通过触觉输出向用户递送音频内容的方法步骤的流程图。具体实施方式图1示出用于实现本公开的各种实施方案的系统配置。如图所示,系统环境105包括计算装置100、音频内容生成器160和传感器140。此外,系统环境105包括生成触觉输出155的触觉输出装置150。触觉输出155在效应器180附近生成触觉阱170。效应器180是在将振动力施加到效应器180时能够使联接到效应器180的表面的任何类型的物体振动。效应器180可以由各种材料构成,所述材料包括塑料、金属、合金等。在各种实施方案中,效应器180是刚性球形物体。在其他实施方案中,效应器180可以是具有各种形状之一的刚性物体,所述形状包括多面体形状、圆锥形、自由形状等。此外,效应器180可以被构造成各种尺寸和重量。例如,效应器180可以是具有1厘米半径的球形物体。在一个实施方案中,效应器180位于用户附近。具体地,用户的身体可以包括头骨。在此类实施方案中,效应器180可以位于用户头骨附近。例如,效应器180可以被移植到用户头骨中的骨骼中或安装到用户头骨中的骨骼上,可以附接到移植到用户头骨中或安装到用户头骨上的板,和或可以包括在与用户头骨中的骨骼接触的一件身体珠宝中。具体地,效应器180可以附接到用户头骨中的颞骨例如,鳞状骨缝合线。附加地或可替代地,效应器180可以位于附接到用户耳朵、用户眉毛、用户鼻子等的一件身体珠宝。在此类实施方案中,该件珠宝与用户头骨中的骨骼接触。此外,在一些实施方案中,用户身体可以包括头部。效应器180可以临时放置在用户头部附近。在此类实施方案中,效应器180可以位于效应器壳体内并且效应器壳体可以放置在用户头部附近。在进一步的实施方案中,效应器180位于扬声器中的隔膜附近。此外,在其他实施方案中,效应器180位于压电膜中的压电材料附近。在操作中,效应器180将振动力机械地传递到表面。具体地,用户可以具有头骨。效应器180可以位于用户头骨附近。在一个实施方案中,效应器180与用户头骨接触。向效应器180施加力使得效应器180移位。效应器180的移位在用户头骨上沿移位方向生成力。因此,向效应器180施加振动力致使效应器180在用户头骨上施加振动力。施加在用户头骨上的力可以机械地传递到用户的耳蜗并因此可以致使耳蜗振动。当耳蜗振动时,一个或多个动作电位可以沿着用户的听觉神经行进并且可以由用户登记为音频声音。效应器180的振动的各种参数例如,频率、幅度和相位可以确定沿着听觉神经传递的动作电位的特征例如,动作电位的数量、形状和幅度。沿着听觉神经传递的动作电位的特征可以确定用户听到的音频声音的细节。效应器180可以包括用于提供与效应器180相关联的位置信息在本文中也称为“定位数据”的各种电子部件。例如,效应器180可以包括射频识别RFID芯片、低能量发射器、红外IR发射器、电容感测部件和其他类型的小定位部件。传感器140包括可生成与效应器180的位置相关联的定位数据的任何类型的传感器。传感器140可以包括各种类型的成像传感器,包括视觉传感器例如,RGB图像传感器、图案化和无图案IR成像器、飞行时间传感器例如,深度相机、热传感器、基于雷达的传感器例如,短程传感器和远程传感器、基于激光的传感器例如,LIDAR、基于超声的传感器、基于微波的传感器、面向驾驶员的相机、电容传感器和发射器、传感器例如,低能量传感器、用于三角测量和定位的基于超声波的传感器等。在各种实施方案中,传感器140与效应器180并置。在其他实施方案中,传感器140位于围绕用户定位的外部平台中,诸如在车辆控制台上。在第三实施方案中,传感器140包括在移动或可穿戴装置中,诸如移动电话、智能手表或用户上的其他装置。传感器140将定位数据发射到计算装置100。传感器140可以通过控制器区域网络、本地互连网络、等发射定位数据。在一个实施方案中,触觉输出装置150包括超声换能器。超声换能器以超声波的形式生成触觉输出155。在各种实施方案中,触觉输出装置150从计算装置100接收指示应当如何配置触觉输出装置150的一个或多个参数的一个或多个控制信号。这些参数包括由触觉输出装置150中的每一个生成的触觉输出155的强度、频率和相位。基于由一个或多个控制信号指定的参数值,触觉输出装置150生成触觉输出155。具体地,由两个或更多个触觉输出装置150生成的触觉输出155可以在特定时间占据空间中的特定位置,致使一个触觉输出装置150的触觉输出155能够与一个或多个其他触觉输出装置150的触觉输出155相长和或相消干涉。由不同触觉输出装置150生成的触觉输出155之间的相长干涉可以在触觉输出155相长干涉的位置处产生触觉输出最大值。触觉输出最大值是触觉输出155的强度相对于也接收触觉输出155的至少一个其他位置较大的位置。由不同触觉输出装置150生成的触觉输出155之间的相消干涉可以在触觉输出155相消干涉的位置处产生触觉输出最小值。触觉输出最小值是触觉输出155的强度相对于也接收触觉输出155的至少一个其他位置较小的位置。触觉输出最大值和触觉输出最小值在本文中统称为触觉输出极值。触觉输出极值的参数包括强度分布和位置。强度分布指示触觉输出极值中和周围的各种位置处的触觉输出155的强度。触觉输出155产生触觉阱170。触觉输出极值的参数确定触觉阱170的特征,所述特征包括尺寸、形状、强度谱和位置。例如,如系统环境105中所示,触觉阱170包括位于两行触觉输出最大值之间的一个或多个触觉输出最小值。触觉阱170的形状由触觉输出极值的位置确定。在系统环境105中,触觉输出最大值的位置限定了触觉阱170的每个部分的中心。触觉输出最小值的位置限定了触觉阱170的中心。此外,触觉输出极值的强度分布和位置确定触觉阱170的尺寸和位置。附加地或替代地,在一些实施方案中,触觉阱170可以包括由触觉由输出最大值完全或部分环绕的触觉输出最小值。触觉输出极值的每个配置对应于具有不同尺寸、形状,强度谱和位置的触觉阱170。在各种实施方案中,可以通过配置触觉输出装置150来调整触觉输出极值的一个或多个参数以修改产生触觉阱170的触觉输出155的一个或多个参数。具体地,可以移动每个触觉输出极值的位置并且可以修改每个触觉输出极值的强度分布。如上所述,改变触觉输出极值的参数会修改触觉阱170的一个或多个参数。以此方式,一个或多个控制信号将触觉输出装置150配置成修改触觉阱170的各种参数。例如,可以修改由每个触觉输出装置150生成的触觉输出155的强度、相位和或频率以便向上移动触觉输出极值的位置。此外,可以增加和或减少触觉输出最大值和触觉输出最小值的数量和或可以修改触觉输出极值的强度分布。因此,可以调整触觉阱170的各种特征,包括触觉阱170的尺寸、形状、位置和强度谱。在各种实施方案中,效应器180位于触觉阱170中的触觉输出最小值处。同样,触觉输出最小值是触觉输出155的强度相对于也接收触觉输出155的至少一个其他位置较小的位置。移动该触觉输出最小值的位置在效应器180上沿指向触觉输出最小值的新位置的方向施加恢复力。恢复力是由触觉输出最小值之外存在的触觉输出的增加的强度而引起的。当触觉输出最小值的位置移动时,效应器180的一部分不再位于触觉输出最小值的中心处。效应器180的位于触觉输出最小值的新位置之外的部分经历强度增加的触觉输出。强度增加的触觉输出155在效应器180上沿触觉输出最小值移动的方向施加恢复力。因此,恢复力朝向触觉输出最小值的中心推回效应器180。以此方式,移动触觉输出极值的位置移动了效应器180的位置。此外,在第一位置与第二位置之间移动触觉输出最小值的位置可以在效应器180上生成振动力。振动力可以致使效应器180通过特定的幅度和频率进行振动。具体地,触觉输出最小值的第一位置与触觉输出最小值的第二位置之间的距离确定了效应器180的振动的幅度。效应器180在每单位时间内在第一位置与第二位置之间完成的循环的数量确定了效应器180的振动频率。在一些实施方案诸如系统环境105中所示的实施方案中,效应器180位于用户的头部。当触觉阱170在效应器180上施加振动力时,效应器振动,由此使用户头骨振动。头骨以可以与由音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度匹配的频率和幅度振动。头骨的振动可以机械地传递到用户的耳蜗,这可以以指定的频率和幅度振动用户的耳蜗。当耳蜗振动时,耳蜗可能产生可能沿着用户听觉神经传播的动作电位。生成每个动作电位的耳蜗之间的幅度、形状和时间间隔可以通过耳蜗的振动频率和幅度来确定。因此,动作电位可以反映由音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度。此外,动作电位可以由用户登记为音频声音。具体地,动作电位的幅度和形状以及各个动作电位之间的时间间隔可以将由音频内容生成器160生成的音频内容递送给用户。如系统环境105中所示,触觉输出装置150以阵列布置,然而,触觉输出装置150的其他布置在本发明构思内。例如,触觉输出装置150可以以线性方式,以圆形或椭圆形方式布置,或者可以随机放置在距效应器180的各种距离处和位于效应器180周围的位置处。如图所示,触觉输出装置150布置在效应器180下方,然而,触觉输出装置150可以位于效应器180周围的任何位置。例如,触觉输出装置150可以位于效应器180上方并且与效应器180成各种角度和距离。无论触觉输出装置150的布置和位置如何,从触觉输出装置150生成的触觉输出155可以生成具有各种形状和尺寸的触觉阱170。例如,以5×5阵列布置的触觉输出装置150可以生成触觉输出155,其产生具有圆形或椭圆形并具有各种直径、位置和强度光谱的触觉阱170。此外,触觉换能器装置150的5×5阵列可以进一步修改触觉输出155以产生触觉阱170,其在效应器180上生成具有特定幅度和频率的振动力。音频内容生成器160包括能够生成音频内容的任何类型的装置。音频内容可以包括单频音频音调或更复杂的音频内容。音频内容生成器160可以包括在车载信息娱乐系统、驾驶员辅助系统等中。音频内容生成器160还可以包括:来自云流服务的音频内容、由移动和或可佩戴装置产生的音频内容、来自车载信息娱乐系统的音频内容、存储在计算装置100中的音频内容、通过麦克风系统接收的音频内容等。计算装置100可以是微处理器、专用集成电路ASIC、片上系统SoC等。如图所示,计算装置100可以独立于音频内容生成器160。在替代性实施方案中,计算装置100可以嵌入在音频内容生成器160中和或可以与音频内容生成器160共享一个或多个处理单元、输入输出IO接口和或存储器装置例如,数据库。如上所述,在各种实施方案中,计算装置100从传感器140接收定位数据并从音频内容生成器160接收音频内容。此外,计算装置100将控制信号发射到触觉输出装置150,所述控制信号将触觉输出装置150配置成生成特定类型的触觉输出155,其在效应器180附近生成触觉阱170。图2示出根据各种实施方案的被配置成实现本公开的一个或多个方面的计算装置100的框图。如图所示,计算装置100包括处理单元210、IO接口220和存储器230。存储器230还包括触觉致动应用程序232和数据库234。输入输出IO接口220可以包括协调计算装置100和传感器140、触觉输出装置150、音频内容生成器160以及从计算装置100发射或接收数据的其他系统之间的数据传输的一个或多个接口。在各种实施方案中,IO接口220协调音频内容生成器160与计算装置100之间的音频内容的传输。此外,IO接口220协调传感器140与计算装置100之间的定位数据的传输。此外,IO接口220协调计算装置100与触觉输出装置150之间的控制信号的传输。IO接口220可以通过控制器区域网络、本地互连网络、等发射和或接收各种类型的数据。此外,IO接口220可以从计算装置100外部的一个或多个麦克风接收电信号,所述麦克风检测环境中的音频波。处理单元210可以包括中央处理单元CPU、数字信号处理单元DSP、传感器处理单元、控制器单元等。处理单元210可以物理地嵌入到计算装置100中,可能是基于云的计算环境的一部分,和或可以由用户物理地引入计算装置100,诸如在移动或可穿戴装置中。在一些实施方案中,处理单元210可以是控制单元160的元件,诸如车载信息娱乐系统或驾驶员辅助系统内的微处理器。在各种实施方案中,处理单元210被配置成执行包括在存储器230中的应用程序。存储器230包括被配置成向数据库234发射数据和从数据库234接收数据的触觉致动应用程序232。处理单元210执行触觉致动应用程序232以实现计算装置100的整体功能。存储器230可以嵌入控制单元160中或由用户引入计算装置100中。此外,存储器230可以包括在基于云的计算环境中。数据库234可以存储各种类型的数据,包括:用户偏好数据例如,振动效应器180的幅度和频率的优选范围、传感器140和触觉输出装置150中的一个或多个的各种预设配置、由用户设置的配置等。例如,数据库234可以存储触觉输出装置150的类型、位置、方向、频率范围和强度范围。数据库234还可以存储用于分析定位数据以便识别效应器180的位置的查找表、算法等。此外,数据库234可以存储用于确定触觉阱170的类型以在效应器180附近生成的指令,并且可以存储效应器180的一个或多个特征,包括效应器180的尺寸、重量和形状。触觉致动应用程序232从音频内容生成器160接收音频内容,并且分析音频内容以确定音频内容中的频率和幅度模式。此外,对于具有多个同时频率模式的音频内容,触觉致动应用程序232确定频率模式对之间的相位关系。当频率模式被递送到用户时,触觉致动应用程序232保持频率模式对之间的相位关系以便生成由音频内容生成器160生成的音频内容的高完整性再现。在一些实施方案中,触觉致动应用程序232可以通过IO装置120从检测环境中的音频波的一个或多个麦克风接收电信号。在此类实施方案中,触觉致动应用程序132分析电信号以确定幅度模式以及频率模式之间的相位关系,如上所述。在操作中,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成创建触觉阱170的触觉输出155。触觉致动应用程序232进一步将触觉输出装置150配置成修改触觉输出155以致使触觉阱170以特定频率和幅度振动效应器180。触觉致动应用程序232选择振动力的频率和幅度以匹配由音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度。在选定频率和幅度下使效应器180振动致使效应器180以该特定频率和幅度使效应器180附近的任何表面振动。在各种实施方案中,触觉致动应用程序232将效应器180的振动的频率和幅度略选择为高于由音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度。因此,作用在效应器180和表面上的耗散力致使表面以与音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度基本类似的频率和幅度振动。在各种实施方案中,触觉致动应用程序232分析来自传感器140的定位数据以确定效应器180的位置。触觉致动应用程序232可以访问来自数据库234的数据以确定效应器180的一个或多个特征,包括效应器180的尺寸、重量和形状。触觉致动应用程序232可以基于效应器180的特征来确定触觉阱170的各种参数。此外,触觉致动应用程序232还访问来自数据库234的指示触觉输出装置150的位置和取向的数据。基于触觉输出装置150相对于效应器180位置的位置和取向,触觉致动应用程序232确定触觉输出155的方向性以及相对于效应器180生成触觉阱170的位置。在一个实施方案中,效应器180位于触觉阱170触觉输出最小值处。基于方向性,触觉致动应用程序232确定触觉输出装置150中的每个触觉输出装置应当利用其生成触觉输出155以便在确定的位置处生成触觉阱170的幅度、频率和相位。触觉致动应用程序232确定触觉阱170的特征,包括触觉阱170的尺寸、形状和强度谱。触觉阱170的强度谱包括触觉阱170中的每个位置处的触觉输出强度的幅度和梯度。触觉致动应用程序232可以分析来自音频内容生成器160的音频内容以及数据库234中的用户偏好数据以确定振动效应器180的幅度范围和频率范围。基于效应器180的特征和所确定的幅度和频率范围,触觉致动应用程序232可以确定触觉阱170的尺寸、形状和强度谱。例如,触觉阱170对于具有大幅度的振动可以更大,并且对于具有更小振动的振动可以更小。此外,触觉阱170的强度谱对于高频振动可以更大并且对于低频振动可以更小。此外,触觉阱170的形状由触觉输出极值的位置和强度分布确定。因此,由被触觉输出最大值环绕的触觉输出最小值限定的触觉阱170可以具有圆形或椭圆形形状。由触觉输出最大值限定的触觉阱170是可具有双纽线形状的触觉输出最小值的两个相对侧。由位于触觉输出最小值的多于两侧的触觉输出最大值限定的触觉阱170可以具有玫瑰花瓣形状。此外,触觉致动应用程序232可以确定各种触觉输出极值的强度分布。具体地,触觉致动应用程序232确定效应器180所位于的触觉输出最小值的强度分布。触觉输出最小值的强度分布确定施加到效应器180的恢复力的量值。如上所述,当触觉输出最小值的位置移动时,将恢复力施加到效应器180。施加到效应器180的恢复力的量值与触觉输出最小值的强度分布有关。触觉致动应用程序232基于效应器180的尺寸、重量和形状以及发射给用户的音频内容的频率和幅度来确定触觉输出最小值的强度分布。触觉致动应用程序232可以增加强度分布的梯度,以便当效应器180的位置远离触觉输出最小值移动时施加量值急剧增加的恢复力。这种强度分布可以减少触觉输出最小值的移动和效应器180的移动之间的相位滞后。这种强度分布也可以用较大的效应器180和或功率受限的触觉输出装置150来实现。触觉致动应用程序232可以通过减小触觉输出最小值与位于触觉输出最小值附近的触觉输出最大值之间的距离来增加强度分布的梯度。附加地或替代地,触觉致动应用程序232可以将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,其增加触觉输出最大值与触觉输出最小值之间的强度差异。触觉致动应用程序232可以减少强度分布的梯度以便施加随着触觉输出最小值的位置移动而在量值上缓慢增加的恢复力。这种强度分布也可以用较小的效应器180和或功率受限的触觉输出装置150来实现。触觉致动应用程序232可以通过增加触觉输出最小值与位于触觉输出最小值附近的触觉输出最大值之间的距离来减少强度分布的梯度。附加地或替代地,触觉致动应用程序232可以将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,其减少触觉输出最大值与触觉输出最小值之间的强度差异。在一些实施方案中,触觉致动应用程序232可以访问数据库234以确定正被发射给用户的音频内容的可允许的频率和幅度的范围。具体地,如果最大频率和或幅度高于可允许的频率和或幅度范围,则触觉致动应用程序232可以减少音频内容的平均频率和或幅度,以将音频内容中存在的最高频率和或幅度带入可允许的频率和幅度的范围。此外,如果最小频率和或幅度低于可允许的频率和或幅度范围,则触觉致动应用程序232可以增加平均频率和或幅度以将音频内容的最低频率和或幅度带入可允许的频率和幅度的范围。触觉致动应用程序232生成将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155的控制信号,所述触觉输出155在效应器180附近的确定位置处生成触觉阱170。此外,触觉致动应用程序232生成将触觉输出装置150配置成以调整触觉阱170中的触觉输出极值的一个或多个参数的方式来修改触觉输出155的控制信号。以此方式,触觉致动应用程序232可以改变触觉阱170的各种参数。例如,触觉致动应用程序232可以致使位于触觉阱170中的触觉输出极值的位置向上移动,由此在效应器180上施加向上推动效应器180的恢复力。具体地,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155向上移动效应器180附近的触觉输出的位置,由此在效应器180上施加恢复力。恢复力向上移动效应器180的位置。触觉致动应用程序232进一步将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155重复地移动效应器180附近的触觉输出最小值的位置。在一个实施方案中,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155在第一位置与第二位置之间移动触觉输出最小值的位置。这种移动序列在效应器180上施加一系列恢复力,所述恢复力在从第一位置朝向第二位置推动效应器180与然后从第二位置朝向第一位置推动执行器180之间重复切换。这一系列恢复力序列在本文中限定为振动力。触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155改变包括在触觉阱170中的各种触觉输出极值包括效应器180附近的触觉输出最小值的位置以便在效应器180上施加振动力。触觉致动应用程序232还将触觉输出装置150配置成以致使触觉阱170通过特定频率和幅度在效应器180上施加振动力的方式改触觉输出155。图3示出根据各种实施方案的用于将效应器180临时放置在用户的身体部位附近以便将由音频内容生成器160生成的音频内容传输到用户的系统配置。如图所示,系统环境300包括效应器380、效应器壳体390和触觉阱370。效应器380位于效应器壳体390内。效应器壳体390是允许触觉输出155行进进出物体的任何类型的中空物体,足够大以允许效应器380在效应器壳体390内移动,并且能够在振动时使表面振动。如上所述,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155在效应器380附近生成触觉阱370。如上面进一步描述的,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成修改触觉输出155以便在效应器380上施加校正力。在效应器380上施加校正力可以致使效应器380撞击效应器壳体390的内表面,由此在效应器壳体390上施加力。在效应器壳体390上施加力致使效应器壳体390在效应器380施加力的方向上移位。当效应器壳体390位于用户头部附近时,效应器壳体390的位移在效应器壳体390移位的方向上向用户头骨施加力。施加在效应器380上的校正力的方向和幅度致使效应器380以特定的顺序并用特定量的力撞击效应器壳体390的内表面的各个部分。例如,当触觉阱370沿向上方向在效应器380上施加校正力时,效应器380可以撞击触觉阱370的内表面的上部。效应器380可以沿向上的方向在效应器壳体390上施加力,所述力致使效应器壳体390向上移动。当效应器壳体390与用户的头部接触时,效应器壳体390在向上方向上的位移沿向上方向在用户的头部上施加力。在一些实施方案中,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成以在效应器380上通过特定频率和幅度施加振动力的方式来修改触觉阱370。这种振动力可以致使效应器380通过基本相似的力重复地撞击效应器壳体390的内表面的相对侧,由此在效应器壳体390上施加振动力。在效应器壳体390上施加振动力致使效应器壳体390振动,这在用户头骨上施加振动力。头骨振动的频率和幅度由效应器380的振动的频率和幅度确定。触觉致动应用程序232通过将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155来控制效应器380振动的频率和幅度,所述触觉输出155通过特定频率和幅度来修改触觉阱370中的触觉输出极值的位置。如上所述,触觉致动应用程序232分析由音频内容生成器160生成的音频内容以确定效应器380应当振动的频率和幅度。此外,用户头骨以基本上与触觉致动应用程序232所确定的频率和幅度相类似的频率和幅度振动,所述触觉致动应用程序232可以通过致使用户的耳蜗以指定的频率和幅度振动来向用户传输音频内容。图4示出根据各种实施方案的用于通过使隔膜490振动将音频内容传输给用户的系统400。如图所示,系统400包括生成触觉输出155的触觉输出装置150。触觉输出155在效应器480附近生成触觉阱470。效应器480与隔膜490物理接触。触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成修改触觉输出150以便在触觉阱470中移动触觉输出极值的位置。触觉致动应用程序232还确定应当修改触觉输出极值的一个或多个参数的频率和幅度例如,位置,由此在效应器480上施加振动力。在效应器480上施加振动力致使效应器480以指定的频率和幅度振动,由此使隔膜490以规定的频率和幅度振动。振动隔膜490以基本上与效应器480振动的频率和幅度相类似的频率和幅度在扬声器箱430中生成音频波。因此,扬声器系统400从音频内容生成器160接收音频内容,并生成与所接收的音频内容的频率和幅度相匹配的音频波440。在各种实施方案中,效应器480可以嵌入隔膜490中或者可以附接到效应器480。此外,效应器480可以位于效应器壳体中。效应器壳体可以被放置成与隔膜490接触,以便开始产生音频波440。当从隔膜490移除效应器壳体时,扬声器系统400可能不再产生音频波440。图5示出根据各种实施方案的用于通过触觉输出155在压电膜530上生成电力的系统500。如图所示,压电系统500包括生成触觉输出155的触觉输出装置150。触觉输出155在效应器580附近生成触觉阱570。效应器580与压电膜530物理接触。触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155在效应器580附近生成触觉阱570。触觉致动应用程序232分析来自音频内容生成器160的音频内容以便确定振动压电膜530的频率和幅度。触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成修改触觉输出155以便通过触觉阱570在确定的频率和幅度下在效应器580上生成振动力。效应器580在压电膜530上施加振动力,其致使压电膜530以确定的频率和幅度振动。在各种实施方案中,在将应变施加到压电膜530时,跨电引线540生成电压差。当效应器580移动时,效应器580在压电膜530上施加力,其致使压电膜530变形,由此在压电膜530上施加应变。应变致使跨电引线540生成与变形幅度成比例的电压差。此外,当效应器580向压电膜530施加振动力时,压电膜530以与效应器580振动的频率基本相类似的频率振动。振动跨电引线540生成电压差,所述电压差与压电膜530的振动的频率和幅度成比例。因此,在各种实施方案中,跨电引线540生成的电压差与音频内容生成器160所生成的音频内容的频率和幅度成比例。在一个实施方案中,压电膜530的电引线540连接到外部扬声器。触觉致动应用程序232从音频内容生成器160接收音频内容并分析音频内容以确定频率和幅度。触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成生成在效应器580上施加振动力的触觉输出155,从而致使效应器580以指定的频率和幅度振动。当效应器580振动时,效应器580在压电膜530上施加振动力。当效应器580在压电膜530上施加振动力时,压电膜530以指定的频率和幅度振动,跨电引线540生成电压差,所述电压差与压电膜530的振动的频率和幅度成比例。外部扬声器内的处理器分析电压差以确定生成音频波的频率和幅度。由处理器确定的频率和幅度基本上类似于由音频内容生成器160生成的音频内容的频率和幅度。处理器将外部扬声器配置成以所确定的频率和幅度生成音频波,由此通过外部扬声器再现音频内容生成器160的音频内容。图6示出根据各种实施方案的用于通过触觉输出向用户递送音频内容的方法步骤的流程图。尽管结合图1至图5的系统描述了方法步骤,但是本领域技术人员将理解的是,被配置来以任何顺序执行方法步骤的任何系统都落在本公开的范围内。如图6所示,方法600开始于步骤610,其中触觉致动应用程序232从音频内容生成器160接收音频内容。音频内容生成器160可以包括麦克风系统、车载信息娱乐系统、存储在数据库234中的音频等。在步骤620处,触觉致动应用程序232分析音频内容以便确定使效应器180振荡的频率。触觉致动应用程序232可以访问数据库234中的用户偏好数据,以确定音频内容的频率和幅度范围是否在数据库234中存储的可允许的频率和幅度范围内。如果不是,则触觉致动应用程序232可以增加或减小音频内容的平均频率和或幅度,以使音频内容在允许的频率和幅度范围内。在步骤630处,触觉致动应用程序232分析传感器数据以确定效应器180的位置。在各种实施方案中,效应器180位于用户头部附近。传感器140可以与效应器180并置,可以包括在位于用户附近的外部传感环境中,和或可以包括在移动或可穿戴装置中。此外,效应器180可以包括各种定位元件诸如低能量发射器以便有助于触觉致动应用程序232定位效应器180。在步骤640,触觉致动应用程序232配置触觉输出装置150以生成触觉输出155,其生成效应器180附近的触觉阱170。触觉阱170包括空间布置的触觉输出极值,使得效应器180位于触觉输出最小值中并且一个或多个触觉输出最大值位于触觉输出最小值的各个侧面以及远离触觉输出最小值的距离处。在步骤650处,触觉致动应用程序232将触觉输出装置150配置成修改触觉输出155以致使触觉阱170以确定的频率使效应器180振动。例如,触觉致动应用程序232可以将触觉输出装置150配置成生成触觉输出155,所述触觉输出155向上移动一个或多个触觉输出极值的位置,由此使触觉阱170的形状变形。具体地,触觉致动应用程序232可以将触觉输出装置150配置成修改触觉输出155以便在触觉阱170中的第一位置与第二位置之间重复地移动一个或多个触觉输出极值的位置。当效应器180位于这种触觉输出极值中时,触觉阱170在效应器180上施加振动力,其致使效应器180以触觉极值在第一位置和第二位置之间移动的频率和幅度振动。当效应器180位于用户头部附近时,效应器180在用户头骨上施加振动力,其可能致使耳蜗以指定的频率和幅度振动,这可以将由音频内容生成器160生成的音频内容传输给用户。总之,触觉致动应用程序从音频内容生成器接收音频内容。触觉致动应用程序分析音频内容以确定使效应器振动的频率和幅度。此外,触觉致动应用程序从一个或多个传感器接收指示效应器位置的定位数据。触觉致动应用程序将触觉输出装置配置成生成触觉输出,所述触觉输出在效应器附近产生触觉阱。触觉阱包括设置在触觉阱内的触觉输出极值,使得效应器位于触觉输出最小值处。触觉致动应用程序将触觉输出装置配置成修改所生成的触觉输出,以便以所确定的频率在第一位置与第二位置之间重复地移动触觉输出最小值的位置。重复地移动触觉输出最小值的位置在效应器上施加振动力,所述振动力致使效应器以确定的频率和幅度振动。当效应器位于用户头部附近时,效应器以所确定的频率和幅度使用户头骨振动。用户头骨可以使用户的耳蜗振动,这可以将音频内容传输给用户。本文描述的技术的至少一个优点是可以通过空中触觉系统将音频内容传输给用户。使用触觉输出装置以通过骨传导将音频内容传输给用户使得能够将音频内容私人传递给用户,而不会降低用户听到外部环境中的声音的能力。因此,可以实现本文描述的技术以设计用于对用户提出高听觉需求的环境诸如公共交通枢纽中的音频内容递送的空中触觉系统。已出于说明目的而呈现了对各种实施方案的描述,但这些描述并非意图是详尽性的或受限于所公开的实施方案。在不脱离所描述的实施方案的范围和精神的情况下,许多修改和变化对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本实施方案的各方面可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此,本公开的各方面可采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案包括固件、常驻软件、微代码等或结合软件和硬件方面的实施方案的形式,所述软件和硬件方面在本文中可全部概括地称作“电路”、“模块”或“系统”。另外,本公开的各方面可采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,所述一个或多个计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或者上述各项的任何合适组合。计算机可读存储介质的更特定的示例非详尽性的列表将包括以下各项:具有一个或多个电线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可擦除可编程只读存储器EPROM或快闪存储器、光纤、便携式光盘只读存储器CD-ROM、光学存储装置、磁性存储装置或上述各项的任何合适组合。在本文档的上下文中,计算机可读存储介质可为任何有形介质,所述有形介质可含有或存储供指令执行系统、设备或装置使用或连同指令执行系统、设备或装置一起使用的程序。上文参考根据本公开的实施方案的方法、设备系统和计算机程序产品的流程图和或方框图来描述了本公开的各方面。应理解,可通过计算机程序指令来实现流程图和或方框图中的每个方框以及流程图和或方框图中的方框组合。这些计算机程序指令可提供至通用计算机、专用计算机的处理器或其他可编程数据处理设备以产生一种机器,使得通过计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执行的指令启用一个或多个流程图方框和或一个或多个方框图方框中指定的功能动作的实现。这样的处理器可以是但不限于通用处理器、专用处理器、应用特定的处理器或现场可编程处理器或门阵列。附图中的流程图和方框图示出了根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就此来说,流程图或方框图中的每个方框均可表示代码的模块、片段或部分,所述代码包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意,在一些替代实现方式中,方框中指出的功能可按照附图中指出的次序以外的次序发生。例如,连续示出的两个方框实际上可以大致同时执行,或者所述方框有时可以按相反的次序执行,这取决于所涉及的功能性。还应注意,方框图和或流程图中的每个方框,以及方框图和或流程图中的方框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统,或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。虽然前述内容涉及本公开的各实施方案,但在不脱离本公开的基本范围的情况下可设想本公开的其他和另外的实施方案,并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

权利要求:1.一种用于递送音频内容的系统,所述系统包括:存储器,所述存储器存储指令;以及处理器,所述处理器被配置来执行所述指令以便:分析音频内容以确定使效应器振动的频率;配置一个或多个触觉输出装置以生成触觉输出,所述触觉输出在所述效应器附近生成触觉阱;以及配置所述一个或多个触觉输出装置以修改所述触觉输出,从而使得所述触觉阱使所述效应器以所确定的频率振动,其中所述效应器被配置成振动以传输所述音频内容。2.如权利要求1所述的系统,其中所述处理器进一步被配置来执行所述指令以从一个或多个传感器接收定位数据,其中所述定位数据指示所述效应器的位置。3.如权利要求1所述的系统,其中所述处理器进一步被配置来执行所述指令以便通过以下方式分析所述音频内容以确定使所述效应器振动的频率:分析所述音频内容以确定频率模式;分析所述音频内容以确定幅度模式;以及基于所述频率模式和所述幅度模式来确定使所述效应器振动的频率。4.如权利要求1所述的系统,其中所述触觉阱包括触觉输出最大值和触觉输出最小值。5.如权利要求4所述的系统,其中所述处理器被进一步配置来执行所述指令,以通过将所述一个或多个触觉输出装置配置成生成了生成所述触觉阱的触觉输出,来将所述一个或多个触觉输出装置配置成生成触觉输出,其中所述触觉输出最小值位于与所述效应器的位置并置的第一位置。6.如权利要求5所述的系统,其中所述处理器被进一步配置来执行所述指令,以通过将所述触觉输出装置配置成生成第二触觉输出,来将所述触觉输出装置配置成修改所述触觉阱,其中所述触觉输出最小值基于所述第二触觉输出从所述第一位置移动到第二位置。7.如权利要求6所述的系统,其中所述第二位置由与所述音频内容相关联的幅度确定。8.如权利要求6所述的系统,其中所述处理器进一步被配置来将所述触觉输出装置配置成生成重复的触觉输出,所述重复的触觉输出使所述触觉输出最小值以与所述音频内容相关联的频率在所述第一位置与所述第二位置之间移动。9.如权利要求8所述的系统,其中所述重复的触觉输出:基于与所述音频内容相关联的幅度改变所述第二位置的定位;基于与所述音频内容相关联的频率改变所述触觉输出最小值在所述第一位置与所述第二位置之间重复移动的频率。10.如权利要求8所述的系统,其中所述重复的触觉输出使得所述效应器通过被动机械波、音频波传输和电压差中的一者来传输音频内容。11.如权利要求1所述的系统,其中所述效应器使隔膜和压电膜中的一者振动。12.如权利要求1所述的系统,其中所述一个或多个触觉输出装置包括超声换能器装置。13.一种用于递送音频内容的系统,所述系统包括:一个或多个触觉输出装置,所述一个或多个触觉输出装置被配置来:生成触觉输出,所述触觉输出在效应器附近生成触觉阱;修改所述触觉输出以致使所述触觉阱使所述效应器振动,其中所述效应器被配置成振动以传输音频内容。14.如权利要求13所述的系统,其中所述触觉阱使所述效应器以与所述音频内容相关联的频率振动。15.如权利要求13所述的系统,其中所述触觉阱包括触觉输出最大值和触觉输出最小值。16.如权利要求15所述的系统,其中所述一个或多个触觉输出装置被配置来:生成触觉输出,所述触觉输出生成所述触觉阱,其中所述触觉输出最小值位于与所述效应器的位置并置的第一位置;生成第二触觉输出,其中所述触觉输出最小值基于所述第二触觉输出从所述第一位置移动到第二位置;并且生成重复的触觉输出,所述重复的触觉输出使所述触觉输出最小值以与所述音频内容相关联的频率在所述第一位置与所述第二位置之间移动。17.如权利要求13所述的系统,其中所述触觉阱使所述效应器以比与所述音频内容相关联的频率更高的频率振动。18.如权利要求13所述的系统,其中所述触觉阱使得包括所述效应器的效应器壳体振动,并且所述效应器壳体致使所述效应器振动。19.如权利要求13所述的系统,其中所述一个或多个触觉输出装置包括超声换能器装置。20.一种用于向用户递送音频内容的方法,所述方法包括:分析音频内容以确定使效应器振动的频率;将一个或多个触觉输出装置配置成生成触觉输出,所述触觉输出在所述效应器附近生成触觉阱;以及将所述一个或多个触觉输出装置配置成修改所述触觉输出以使得所述触觉阱使所述效应器以所确定的频率振动,其中所述效应器振动以将所述音频内容传输到所述用户。

百度查询: 哈曼国际工业有限公司 用于向用户递送音频内容的触觉系统

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