[发明专利]一种利用电刺激实现触觉再现装置

摘要

本发明公开了一种利用电刺激实现触觉再现装置，属于虚拟现实领域。该装置包括触觉再现控制器、触觉脉冲输出单元以及触觉再现屏幕；触觉再现屏幕为一块显示屏，其上顺次覆盖有透明湿导电极板以及红外定位边框；透明湿导电极板在有电流输入时，手指触摸时就会产生触感；红外定位边框采集手指触摸的位置信息并发送至触觉再现控制器；触觉再现控制器一方面将将图像信息发送至显示屏进行显示；另一方面根据位置信息在图像中提取触觉信息并进行数模转换，得到模拟触觉信号发送到触觉脉冲输出单元，进行一系列的电流整波和保护处理后输出安全电流至透明湿导电极板。本发明是一种安全、舒适、自然的电触觉再现装置，同时具备可调节性。

主权项

一种利用电刺激实现触觉再现装置，其特征在于，包括触觉再现控制器、触觉脉冲输出单元以及触觉再现屏幕；所述触觉再现屏幕包括一块显示屏，其上顺次覆盖有透明湿导电极板以及红外定位边框；所述显示屏接收触觉再现控制器发来的图像信息并进行图像显示；所述透明湿导电极板在触觉再现控制器发出的模拟触觉信号的驱动下产生电流；所述红外定位边框实时采集人体手指在触觉再现屏幕上的位置信息，并将所述位置信息发送至触觉再现控制器中；所述触觉再现控制器包括处理器、图像显示模块和触觉驱动模块；所述处理器控制整个触觉再现装置的电源供给，其还具有如下两方面功能：一方面将待显示的图像信息发送到图像显示模块，所述图像显示模块将该图像信息进行转码并发送到显示屏进行显示；另一方面接收所述红外定位边框实时采集的位置信息，并对该位置信息指定的图像上对应位置处进行触觉信息提取，然后将所提取的触觉信息转换为数字触觉信号发送至触觉驱动模块，所述触觉驱动模块采用数模转换器将该数字触觉信号转换成模拟触觉信号，并将该模拟触觉信号发送到触觉脉冲输出单元；所述触觉脉冲输出单元包括电脉冲整波电路以及保护电路；所述触觉驱动模块发来的模拟触觉信号首先进入电脉冲整波电路进行平滑、滤波和运算放大，使得该模拟触觉信号的波幅达到对人体的安全电压范围内，然后进行功率放大后传输到保护电路；所述保护电路包括顺次连接的限流保护电路、限压保护电路以及逆变器；所述限流电路利用限流电阻将模拟触觉信号的电流限制在对人体的安全电流范围之内；所述限压保护电路对模拟触觉信号进行采样，并利用比较芯片进行如下比较：当模拟触觉信号的电压处于安全范围之内时，将该模拟触觉信号输出至所述逆变器中，当模拟触觉信号的电压处于安全范围之外时，所述保护电路向处理器发出信号，处理器切断装置电源；所述逆变器将模拟触觉信号的电压提高，然后将模拟触觉信号输出至透明湿导电极板的电压控制端，驱动所述透明湿导电极板产生电流；所述触觉脉冲输出单元中电路均采用双极性电路。