用于产生嗅觉刺激的系统和方法与流程

背景技术：技术实现思路1、历史上，已经进行了许多尝试，以在各种环境(诸如剧院、计算机环境以及其他情况和位置)中提供气味。然而，许多这些技术未能得到广泛采用。另外，已经进行了一些尝试来将气味技术延伸到虚拟现实环境，然而，应理解，没有能够在这样的环境中呈现气味的可用的通用装置。根据一些实施例，提供了一种能够在增强和/或虚拟现实环境内呈现气味刺激的装置。2、根据一些实施例，这样的装置可以被提供为配套装置或者可以被完全嵌入在虚拟现实(vr)或改变现实(ar)头戴式耳机系统(例如，众所周知的htc vive、oculus rift、microsoft hololens、htc的gear vr以及其他装置和/或系统)中。在一些实施例中，所述装置可以包括控制器(或其他类型的处理器)，所述控制器能够与游戏(或内容输送)引擎、操作系统(例如，windows mixed reality，googledaydream)或者产生ar和/或vr内容的其他类型的内容输送处理器进行通信。3、在一些实施例中，所述装置(在本文中有时称为提供嗅觉刺激的ovr(嗅觉虚拟现实)装置或系统)可以包括用于产生汽化介质以呈现气味的气溶胶发生器或ag装置。ag装置可以包括例如用于产生与在vr或ar环境中执行的动作对应的气味的压电振动装置。即，在一些实施方式中，用户与由游戏引擎执行的游戏程序内的一个或多个游戏元素进行交互，并且响应于该交互，游戏引擎可以传达导致ovr装置的压电装置产生待由用户体验的气味的一系列命令。根据一些实施例，游戏引擎经由诸如无线接口(例如，蓝牙、wifi等)的一个或多个通信信道耦合至ovr装置。游戏引擎(或其他类型的内容制作者)可以使用串行数据流与ovr装置进行通信，当串行数据流被ovr装置接收时，可以转换为操作ovr装置的一个或多个压电元件的气味命令。4、在一些实施例中，ovr装置还包括各自包含气味模块的一个或多个可拆卸元件(例如，容器或其他元件类型)。在一些实施例中，可拆卸的气味模块可以包括可由游戏引擎控制的一种或更多种气味。可以有任意数量的小气味模块，每个小气味模块均与一个单独的压电元件关联，所述压电元件可以被寻址并用于向用户呈现气味。可以使用包含一种或更多种气味的元素来构造气味模块，所述元素可以是液体、凝胶或固体气味介质的形式。5、在一些实施例中，微控制器或其他处理器类型控制压电装置的振幅，继而控制与对应的可拆卸的气味模块相互作用的气流。利用这种控制，可以更准确地控制传递到用户嗅觉器官的气味量。同样，在一些实施例中，结果可以产生呈现气味强度的更大范围。6、在一些实施例中，可以存在用于呈现气味信息的一级或多级压电元件。如以下进一步讨论的，可以使用一些元件提供指定气味的输出的精细控制，而其他元件可以单独用于主要执行气流流动，或与风扇元件或其他空气流动装置一起用于执行气流流动。在一些实施例中，压电元件可以具有或可以不具有包含气味介质的独立容器。在一些情况下，压电元件可以预装有气味介质。一些类型的压电元件可以提供可替换形式的气味介质，诸如芯、插入物或其他包含介质的元素。在一些实施例中，压电驱动装置使液体通过细网振动，以将气溶胶或其他雾化的输出物输出到用户的鼻子。7、压电驱动气溶胶发生器(ag)可以采用多种形式，诸如使用振动网技术(vmt)的装置。例如，在包含指定尺寸孔眼的板周围形成的环形压电装置可以用于将液体振动成细雾，所述细雾分散在用户的鼻子周围的空气中。在一些实施例中，这样的板可以是平坦的或成形的(穹顶形的)。在一些实施例和应用类型中，孔的尺寸可以小于10微米。8、可以使用其他压电类型的装置，诸如各种形状和尺寸的管，其具有附接到管表面的压电元件表面，并且布置为振动并迫使液体成为雾以通过具有孔的孔隙板。应理解，可以使用其他布置和类型的压电元件。9、在一些实施例中，压电元件的布置(例如，阵列)可以用于向用户提供气味信息。这样的布置可以经由控制器或其他装置直接寻址以控制每个压电元件。一些实施例使用定位在鼻子附近的压电元件阵列以将气味输出直接提供给用户。10、在一些实施例中，可以在用户的鼻子附近或周围形成室，以允许用户接收压电元件的输出。该室例如可以使用壳体来形成，所述壳体基本上围绕用户的鼻子，并且将压电元件的输出引向用户的鼻子。在一些实施例中，壳体可以适于被安装到现有的头戴式耳机装置的下侧。11、根据一些实施例，所述装置包括能够在多个可变状态下操作的多个压电元件。这样的状态可以由诸如微控制器的处理器控制。压电元件可以作为泵操作，其可用于驱动通道内的气味，可位于用户的鼻子附近。在一些实施例中，这些通道可以使用各种配置来配置，例如使用管或导管、空气罐、容器和其他物理构造，以获得分散气味到用户的鼻子中或附近的系统。12、如上所述，ovr装置可以包括处理器和由游戏引擎提供的串行输入。在一些实施例中，可以提供应用程序编程接口(api)作为编程接口，通过所述编程接口，游戏和其他外部程序可以用于控制和输送气味信息。通过传输某些命令序列，ovr装置可以能够通过控制容器内包含的各种气味介质的输送来输送气味输出。可以单独或组合分散各种气味介质，以获得对于对象或环境的真实感。在一些实施例中，可将容器设计成包含处于液体、固体或甚至凝胶形式的不同的气味介质。容器还可以包含某些功能或标识符，以使它们可以被ovr系统识别(例如，什么类型的气味，介质的水平等)。在一些实施例中，容器的不同组合可以与不同的游戏格式关联。在一些实施例中，预期在气味介质耗尽时更换每个容器。13、如上所述，根据一些实施例，装置可以被提供为配套装置或者可以被完全嵌入在虚拟现实(vr)或改变现实(ar)头戴式耳机系统中。根据一些实施例，提供了耦合装置以将ovr装置附接到各种头戴式耳机系统，使得ovr装置的输出定位在用户的鼻子附近。在其他实施例中，ovr装置特征可以完全并入头戴式耳机系统内。在完全集成系统的一种实施方式中，用于控制ovr功能的命令集成在游戏引擎提供的头戴式耳机输入中。在其他实施例中，应理解，这样的ovr装置可以与其他输入和输出集成在一起，诸如血压监视器、触觉反馈装置、心率监视器、眼睛运动监视器或其他装置。14、在一些实施例中，提供了用于将液体分配到空气中的雾化器。在一些实施方式中，提供了一种用于产生雾化的液体的装置，具体地但非排他地，用于产生有香味的油和其他基于液体的香料的小滴，以及其他类型的液体。在一些实施例中，所述装置包括具有近端开口和远端开口的管，其中，经由孔隙板迫使管内部的介质离开近端开口。15、在一些实施例中，管还包括至少一个压电板，压电板附接到管的表面。所述装置还包括孔隙板，所述孔隙板附接到管的近端，而管的远端连接到用于通过管向在管的近端处的孔隙板供应液体的液体供应源。在一些实施例中，孔隙板包括延伸通过板的厚度的多个锥形孔。16、在一些实施例中，所述装置包括具有近端开口和远端开口的管，其中，液体进入远端并且经由孔隙板被迫离开近端开口。在一些实施例中，液体可以存在于管内和/或经由远端添加，诸如通过在装置操作时添加液体并迫使液体离开的机构。在一些实施例中，所述装置设置有位于管内的液体。17、根据至少一个方面，提供了一种系统，所述系统包括：处理器；至少一个压电元件，可控制地耦合至处理器；一个或多个气味介质；接口，适于从外部内容处理器接收一个或多个命令，其中，处理器被配置为响应于接收到的一个或多个命令，控制至少一个压电元件以使用所述一个或多个气味介质输送输出气味。18、在一些实施例中，所述系统还包括一个或多个容器，所述一个或多个容器包含所述一个或多个气味介质中的相应气味介质。在一些实施例中，所述一个或多个容器均包括可控制地耦合至处理器的对应的压电元件。在一些实施例中，所述一个或多个命令包括选择性地控制所识别的压电元件以呈现指定气味的至少一个命令。在一些实施例中，所述一个或多个命令包括选择性地控制一个以上的压电元件以呈现混合气味的多个命令。19、在一些实施例中，所述系统还包括可编程的接口，外部内容处理器可以通过可编程的接口来控制至少一个压电元件。在一些实施例中，所述一个或多个命令均指定与相应的气味关联的持续时间和强度值。在一些实施例中，所述系统还包括壳体，所述壳体包括与能够被用户穿戴的头戴式耳机的物理耦合器。20、在一些实施例中，所述系统包括向用户输送嗅觉输出的硬件，其中，物理耦合器将系统的嗅觉输出定位为接近用户的鼻子。在一些实施例中，处理器、至少一个压电元件、所述一个或多个气味介质和接口是vr或ar装置的一部分。在一些实施例中，包含所述一个或多个气味介质中的相应气味介质的所述一个或多个容器是从所述系统可拆卸的。21、在一些实施例中，响应于ar或vr领域中的用户的交互来传达来自外部内容处理器的命令。在一些实施例中，外部内容处理器响应于用户与ar或vr领域中的一个或多个元件的交互，将接近度信息传达到所述系统。22、在一些实施例中，所述至少一个压电元件包括：管，具有近端开口和远端开口；孔元件，耦合至管的近端开口，孔元件具有至少一个孔；压电元件，附接到管的表面，压电元件适于接收电信号，所述电信号导致压电元件振动并产生沿着管的长度的波，从而迫使介质通过所述至少一个孔。在一些实施例中，管的横截面形状是正方形、三角形、多边形、矩形和圆形中的至少一种。在一些实施例中，管适于通过远端开口接收介质。在一些实施例中，介质包括固体、液体和凝胶中的至少一种。在一些实施例中，管适于接收芯元件，所述芯元件输送待分散的液体介质。在一些实施例中，压电元件与管形成单晶片器件。23、根据一些方案，提供了计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括以下动作：经由气味产生装置的接口接收限定至少一种待呈现的气味的数据元素；通过耦合至接口的处理器处理接收到的数据元素；响应于处理接收到的数据元素，控制至少一个压电元件以输送由接收到的数据元素识别的输出气味。在一些实施例中，气味呈现装置包括多个气味介质，其中，接收到的数据元素唯一地识别待呈现的多个气味介质中的输出气味。24、在一些实施例中，数据元素形成数据流，并且所述方法还包括处理接收到的数据流的动作，数据流限定多种待呈现的气味。在一些实施例中，限定至少一种待呈现的气味的数据元素限定了与至少一种待呈现的气味关联的持续时间和强度值，其中，所述方法还包括响应于处理接收到的数据元素，控制至少一个压电元件以响应于与至少一种待呈现的气味关联的持续时间和强度值来输送输出气味。在一些实施例中，限定至少一种待呈现的气味的数据元素限定了开始命令，其中，所述方法还包括通过处理器响应于开始命令处理由数据元素限定的一个或多个气味呈现命令的动作。25、下面将详细讨论其他方案、示例以及这些示例性方案和示例的优点。此外，应理解，以上信息和以下详细描述都仅仅是各个方案和示例的说明性示例，并且旨在提供用于理解所要求保护的方案和示例的性质和特征的概述或框架。本文公开的任何示例可以以与本文公开的目标、目的和需求中的至少一个一致的任何方式与任何其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“替代示例”、“各种示例”、“一个示例”、“至少一个示例”、“该示例和其他示例”等的引用不一定相互排斥，并且旨在指示结合示例描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个示例中。本文中这样的术语的出现不一定都指的是同一示例。