(57)【要約】  本発明の実施形態は、触覚フィードバック（１１０）を用い、ユーザに視覚および／または聴覚が個人的な視野から明らかになり過ぎる環境または状況においてステータス情報を伝達する。一実施形態において、限られた触覚感は、ユーザに触れられる電子デバイスのハウジング（１０２）の所定領域に位置する触覚部材（１２０）を通じてユーザに伝達され得る。
2005514681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ接触領域を備えるハウジング、
前記ユーザ接触領域に取り付けられる触覚部材、および
前記触覚部材に取り付けられ、前記触覚部材に集中された触覚感を出力可能なアクチュエータを具備することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記触覚部材を当該触覚部材の接触表面の面に実質的に沿って側方に移動させるべく、前記触覚部材に力を出力することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記触覚部材を当該触覚部材の接触表面に対して略垂直に移動させるべく、前記触覚部材に力を出力することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記アクチュエータは、半導体素子であることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記アクチュエータは、圧電セラミックアクチュエータを構成することを特徴とする請求項４記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記限られた触覚感の伝達を制御すべく、前記アクチュエータに取り付けられる駆動機構をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項７】
手持ち金属探知機、遠隔制御装置、バーコードスキャナ、または手持ち武器を構成することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記ハウジングの前記ユーザ接触領域は、ハンドルまたはグリップであることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記触覚感は、制御されたパルスであることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記触覚感は、周期的力感であることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記周期的力感は、正弦波、方形波、上向きのこぎり波、下向きのこぎり波、または三角波で構成されることを特徴とする請求項１０記載の電子デバイス。
【請求項１２】
ユーザが前記触覚部材に接触しているときに探知すべく構成され、前記触覚部材に取り付けられる探知手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記探知手段は、ユーザが前記触覚部材に接触していないときに、前記触覚感の出力を妨げるべく構成されることを特徴とする請求項１２記載の電子デバイス。
【請求項１４】
触覚部材を含むユーザ接触領域および
前記触覚部材に集中された触覚感の出力を許容するように、前記触覚部材に取り付けられるアクチュエータを具備することを特徴とする触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項１５】
前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成する駆動機構を具備することを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項１６】
前記アクチュエータは、前記触覚部材を当該触覚部材の接触表面に対して略垂直に移動させるべく、前記触覚部材に力を出力することを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項１７】
前記アクチュエータは、半導体素子であることを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項１８】
前記アクチュエータは、圧電セラミックアクチュエータを構成することを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項１９】
手持ち金属探知機、遠隔制御装置、バーコードスキャナ、または手持ち武器を構成することを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項２０】
駆動機構をさらに具備し、当該駆動機構は、前記アクチュエータに取り付けられ、前記集中された触覚感の伝達を制御することを特徴とする請求項１４記載の触覚フィードバックアッセンブリ。
【請求項２１】
ユーザに集中された触覚感を伝達するための電子デバイスであって、
ハウジング、
ユーザに触れられる前記ハウジングの所定領域に取り付けられ、前記ユーザに前記集中された触覚感を伝達するための触覚手段、および
前記触覚手段に接触する前記ユーザに前記集中された触覚感を出力するための作動手段を具備することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２２】
前記ユーザに触れられる前記ハウジングの領域は、ハンドルまたはグリップであることを特徴とする請求項２１記載の電子デバイス。
【請求項２３】
駆動信号を生成する駆動手段をさらに具備することを特徴とする請求項２１記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが操作する電子デバイスに備えられた触覚フィードバックに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なアプリケーションにおいて電子および機械デバイスを操作するために備えられたヒューマンインターフェイスや、より自然に、操作容易に、情報を得るために必要なインターフェイスは、現在も変わらない関心事である。あるアプリケーションは、マウス、トラックボール、ジョイスティック、ステアリングホイール等のようなデバイスを用いるアプリケーションプログラムのようなコンピュータによって生じる環境と相互にやりとりされる。他のアプリケーションでは、ユーザは、所望の対象または情報をセンシングしたり、デバイスの機能を遠隔制御すること等により、様々なタスクを行う電子デバイスを操作する。
【０００３】
デバイスの中には、それらの操作中にユーザに対して必要な情報をもたらすものがある。例えば、金属探知機は、地中や他の物等に隠された金属物を探査するのに用いられる。一般的に、デバイスのセンサが金属を探知したとき、ビープ音または明滅する光のような、可聴的および／または可視的合図がユーザにもたらされる。また、他のデバイスでは、同様に可聴的または可視的合図により、店舗で商品を購入する際のバーコードの値段を探知するバースキャナ、遠隔操作により侵入防止警報を止めるおよび／または乗り物の施錠または開錠を行う遠隔制御装置等、ユーザの状態やデバイスの操作をユーザに伝えるものもある。また、ポケベルや携帯電話のようなデバイスでは、ポケベルや携帯電話のハウジング全体が振動し、ユーザが電子デバイスのハウジングに触れることで振動を感じるような、バイブレーションのような、触覚的な合図を伝えるものもある。
【０００４】
しかしながら、従来のデバイスでは、デバイスのユーザだけにこれらの合図を伝えられるようには、触覚合図を個人的に伝えない。例えば、バーコードスキャナまたは探知機は、一般的に大きなビープ音、すなわちユーザだけでなく付近の他人にも聞こえる他の触覚合図を伝える。標準的なポケベルおよび携帯電話内の振動部材は、デバイス全体の振動のために激しい揺れによる慣性重量を用いていることが多い。不幸なことに、それらの機構の多くは、未処理のノイズが生じ、近くにいる他人に聞こえてしまう。
【０００５】
これらの公然に知られる合図は、多くの場面において不利益を生じ得る。例えば、バーコードスキャナを使用している店員は、自分のバーコードスキャナのみを聞きたくて、他の店員のバーコードスキャナを聞きたくはないにも関わらず、店員自身のバーコードスキャナがバーコードを探知しているかどうかについて混同してしまう。金属探知機の場合、例えば、手荷物が武器の有無をチェックされる空港のセキュリティチェックポイントのように、金属が探知されたことが他人に知られることは望ましくない場合もある。遠隔制御装置の場合、自動車警報のオン／オフや自動車ドアの開錠／施錠を他人に聞かれたくない。それゆえ、触覚合図のようなより個人的な伝達方法が必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、光および／または音ではプライバシーの観点より公然的過ぎる環境および場面においてユーザに触覚合図を伝達する。可聴および／または可視合図ではないような、すなわち、本発明に係る具体的態様における触覚合図は、当該触覚合図を他人に聞かれたり、見られたり、知覚されることなく、電子デバイスに接触しているユーザに個々に伝達される。
【０００７】
本発明の具体的態様は、システム、デバイスおよびユーザに集中された触覚フィードバックを伝達する方法を提供する。本発明に係る一実施形態は、ハウジングおよび電子デバイスの操作の間、ユーザと接触する前記ハウジングの一部に取り付けられた触覚部材を具備する。アクチュエータは、前記触覚部材に取り付けられ、前記触覚部材および前記触覚部材に接触するユーザに、限定された触覚感を個々に出力することができる。
【０００８】
本発明の性質および利点をさらに理解することが、以下の記載および図面を参照することにより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明に係る具体的態様が好適に用いられた電子デバイス１００を例示するブロック図である。電子デバイス１００は、ローカルプロセッサ１０４およびメモリ１０６を搭載可能なハウジング１０２を具備している。ローカルプロセッサ１０４は、１またはそれ以上の入力装置１０８に動作可能に取り付けられている。符号１１０で例示される触覚フィードバックアッセンブリは、ローカルプロセッサ１０４に取り付けられ、触覚フィードバックアッセンブリ１１０に接触しているユーザに集中された触覚感を伝達すべく構成される。本具体例において、電子デバイス１００がホストコンピュータシステム（図示せず）を用いて構成される場所で、ローカルプロセッサ１０２は、ホストコンピュータシステムと電子デバイスとの間で一方向または双方向もしくはその両方にデータ伝送を可能にする既知の所定の方法により、ホストコンピュータシステムと通信する。
【００１０】
例示していないが、電子デバイス１００は、表示装置、システムクロック、音声出力装置、バス、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）エレクトロニクス（図示せず）、その他、これらに限られないが、このような、よく知られる他の構成部品を具備してもよい。
【００１１】
実施形態によっては、電子デバイスの入力装置１０８も、触覚感を生じるべく構成することが可能である。これにより、電子デバイスは、ユーザに２つの異なる触覚感を同時に伝達することができる。例えば、低周波数の振動は、ユーザに触覚アッセンブリの触覚部材を通じて伝達され、高周波数の振動は、ユーザに入力装置を通じて伝達される。もしくはその逆もまた同様である。
【００１２】
図２は、ユーザに集中された触覚感を伝達するために、電子デバイスのハウジング１０２に搭載される触覚フィードバックアッセンブリ１１０の具体的態様を概略的に例示したブロック図である。触覚フィードバックアッセンブリ１１０は、触覚部材１２０およびアクチュエータ１３０を具備している。触覚部材１２０は、接触表面１２２が一般的に振動や刺激のようなユーザに感じられる非常に小さい動きを伝える駆動機構１４０からの周期的駆動信号により作動させるハウジング１０２の表面に取り付けられている。接触表面１２２は、平面、曲面、凹凸面、その他で十分である。
【００１３】
実施形態によっては、触覚部材１２０は、ハンドル、グリップ、針、トリガ等というような、ユーザが電子デバイス１００に触れるであろうハウジング１０２の所定の領域に配置される。例えば、触覚部材１２０は、電子デバイスの標準的操作において、ユーザの指、手、または他の部位または肌表面（直接的または間接的に、例えば、服、物等を通じて）に接触するように、配置され得る。敏感なユーザの身体の一部（指や手のひらのような）に機能的に関係して触覚部材１２０を配置することにより、電子デバイス１００の限定された領域のみがユーザに触覚感を伝達すべく動作する必要がある。
【００１４】
アクチュエータ１３０は、触覚部材１２０に限定された触覚フィードバックを出力すべく触覚部材１２０に取り付けられる。アクチュエータ１３０は、触覚部材１２０だけに触覚感を伝達し、電子デバイス全体やユーザが接触するすべての部分に触覚感（例えば、振動のような）を伝達する必要はない。それゆえ、触覚フィードバックアッセンブリ１１０は、周囲の人に感知されるような残余のノイズを生じ難くなる。このような構成によりさらに低電力化が達成でき、バッテリの電力で駆動する携帯性の電子デバイスにより好ましい。
【００１５】
実施形態によっては、アクチュエータ１３０は、近くの人に聞こえてしまう残余のノイズを生じる移動部品を公然と用いることなく半導体触覚刺激を供給する半導体部材である。
【００１６】
アクチュエータ１３０の具体例としては、慣性触覚フィードバックおよび移動接触触覚フィードバックを双方とも包含する。慣性フィードバックは、慣性による振動を用いて生じ、慣性質量の移動に基づくものである。慣性質量の動きは、ユーザにより接触された触覚部材における慣性振動を生じさせる。移動接触フィードバックは、アース接地について、ユーザに対して、触覚部材の表面の直接的移動に関係し、ユーザの肌に微小の変位を生じさせる。
【００１７】
駆動機構１４０は、アクチュエータ１３０に取り付けられ、触覚部材１２０に接触するユーザに触覚フィードバック出力の伝達を制御する駆動制御を生じさせる。駆動機構１４０は、アクチュエータに触覚感を出力すべく駆動信号を供給するローカルプロセッサ１０４、差動プロセッサ、ＡＳＩＣエレクトロニクス、他の電子制御装置を、これらに限定されるものではないが、具備することも可能である。追加の電子部品（増幅器、オペアンプ等）は、信号をアクチュエータの必要な形式に変換するために必要であれば、用いられる。実施形態によっては、ユーザが触覚部材によって出力された触覚感を感じるように、例えば、触覚部材のセンサが触覚部材に触れたユーザを探知することができるように、デバイスと接触したときに探知可能な専用のセンサ（例えば、光学探知機）を具備することとしてもよい。このとき、触覚感は、ユーザの接触を探知した場合にのみ出力される必要があり、この実施形態を採用することにより、バッテリの電力を節約することができるかもしれない。
【００１８】
触覚フィードバックアッセンブリ１１０は、様々な方法で実現可能である。例えば、ユーザが触れる触覚部材１２０は、様々な種類のアクチュエータ１３０を用いて駆動させることができる。アクチュエータ１３０は、これに限定されるものではないが、圧電セラミックアクチュエータ、音声コイル、可動磁石アクチュエータ、ソレノイド、ハウジングまたは他のアクチュエータに成型された導電性ポリマを含むものである。
【００１９】
触覚感の具体例として、触覚部材に接触したときのユーザの指や手のひらに代わることを基本としてもよい。また、他の具体例として、電子デバイスに普通に触れるユーザの指や手のひらの表面における刺激を基本としてもよい。触覚部材は、慣性による連結力または指や手のひらの表面における変換に基づいて触覚感をもたらすことができる。触覚部材の接触表面が平面である表面における変換（すなわち、Ｘ軸および／またはＹ軸）は、振動またはＺ軸（触覚部材の接触表面に対して平均的な）における変換として触覚情報を伝達するのに効果的である。このことは、電子デバイスの容積的な制約を考慮するときに、重要である。
【００２０】
実施形態によっては、アクチュエータ１３０は、電子デバイスの触覚部材１２０上の短い持続力感を適用すべく構成されてもよい。この短い持続力感は、「パルス」として考えることができる。「パルス」は、特定の方向に沿って、方向付けられる。実施形態において、「パルス」の強度は、制御可能である。「パルス」の感度も正または逆のいずれのバイアスでも制御可能である。「周期的な力感」は、適用可能であり、強度および周波数を有している。例えば、周期的力感は、正弦波、方形波、上向きのこぎり波、下向きのこぎり波、および三角波である。また、時間の経過に伴い強度を変化させることにより、エンベロープを周期信号に適用することも可能である。波形は、ストリームさせることもできるし、強度、周波数、および期間のようなパラメータを含む高レベルのコマンドを通じて伝達させることもできる。
【００２１】
ここで示される多くの具体例において、ユーザの接触が、触覚部材装置によって探知されるという利点もある。触覚フィードバックは、ユーザが触覚部材に接触したときのみ出力される必要があるため、この探知により、触覚フィードバックを触覚部材に接触するものがないときは停止させる（アクチュエータを「オフする」）ことができる。この特徴により、電子デバイスのバッテリ電力を保存することができる。ローカルプロセッサ（または同様の回路）が電子デバイスに用いられる場合、そのようなプロセッサは、ユーザの接触が感知されないとき、アクチュエータをオフすることができ、接触が再び探知されるまでプロセッサの付加的な演算負荷の軽減となる。
【００２２】
図３および図４は、触覚部材を作動させるのに用いられるアクチュエータの具体的態様を例示するものである。例示される具体的態様において、触覚部材１２０に機械的に取り付けられた高周波数機械発信器は、ユーザが触れる接触表面１２２を振動させるために変調する。このような実現例の１つは、大径の市販された薄い圧電振動子１５０（例えば、直径６０ｍｍで周辺サポート時の自然周波数が３００から４００Ｈｚを有する）を具備する。圧電振動子１５０は、薄い金属の振動板１５２を具備する。例えば、大径圧電駆動機構は、台湾のKingstateのものが利用できる。同様に、異なるサイズの圧電振動板も使用可能である。
【００２３】
一実施形態においては、慣性質量を加えるため、および、自然周波数をより低くするため、圧電振動板１５２の中心に付加質量１５４を具備する。これにより、振動子および質量の振動によるより強い慣性触覚感を達成することができる。圧電振動子１５０の外周は、接地されており、付加質量１５４は、圧電振動板の表面に垂直に振動し、圧電アクチュエータ１５０または圧電アクチュエータ１５０に取り付けられた触覚部材１２０に触れているユーザに触覚感を生じさせる。
【００２４】
圧電振動子１５０は、比較的高い振動数で駆動する調和振動子として機能し、ユーザに触覚感を伝達する。増幅変調（エンベロープ制御）は、信号の基本ドラムモードより広い触覚スペクトルを生み出すために用いてもよい。
【００２５】
所望の触覚感を提供するために、圧電振動子１５０は、付加質量１５４の長く維持可能な変位（加速）を提供することができ、搬送周波数（振動するときの周波数）が触覚駆動振動とともに変調され得る。所定の電子装置（図示せず）がこのタイプのアクチュエータを作動させるのに必要となるかもしれない。高電圧供給は、圧電振動子を駆動するために必要な５ボルトより生じる。振動回路、例えば自己励起型、は、圧電振動子を駆動することができる。触覚出力の増幅変調を許容する比例制御とともに、圧電振動子の振動を開始したり停止したりするゲートとしての特徴がある。すべてのデジタル的な実現は、振動子のオンおよびオフによるゲート操作によってもたらさせる。
【００２６】
図４は、ユーザが電子デバイスを所持するときに、ユーザの手のひらまたは指に対向すべく機能的に配置された触覚部材１２０の接触表面１２２に直接的に振動を伝える圧電振動子１５０の一実施形態における側方正面図である。接触表面１２２は、滑らかな表面、略平面の表面、曲面、凹凸面、および／またはユーザの接触を高める他の性質を備えた面を有する。ハンドルハウジング１０２は、触覚フィードバック装置内部が汚れるのを防止するベゼルを具備している。
【００２７】
例示される実施形態において、触覚部材１２０は、電子デバイスのハウジング１０２のハンドルまたはグリップ部に搭載された表面であり、圧電セラミックアクチュエータ１５０に動作可能に取り付けられる。触覚部材１２０は、質量部に取り付けられ、所望の触覚感の範囲において触覚出力を最大化する共振周波数を定義する。実施形態によっては、触覚部材１２０は、圧電セラミックアクチュエータ１５０によって駆動されるときに振動動作を可能にする予め荷重を加えられたサスペンションにより、柔軟に搭載可能である。触覚部材１２０は、効果的な触覚出力を許容すべく選択された特定の質量を有するスペーサ１５６上に載置される。スペーサ１５６は、圧電金属振動板１５２の端部に載置され、圧電振動子１５０の一部となり、電気導線１５８が振動板１５２および信号源１６４の間に取り付けられる。圧電セラミック部材１６０は、これも圧電振動子１５０の一部であるが、金属振動板１５２に取り付けられ、電気導線１６２は、圧電セラミック部材１６０および信号源１６４を電気的に接続する。導電性電極は、圧電セラミック部材１６０上にめっき処理され、信号源１６４から金属振動板１５２へ駆動信号を伝達する。接触パッド１６６は、圧電セラミック部材１６０および下側ハウジング１６８の間に位置され、接触パッド１６６は、圧電セラミック部材１６０および下側ハウジング１６６の双方を固定すべく取り付けられる。接触パッド１６６は、金属振動板１５２がよく曲げられるように、小さく形成され、より大きい加速度で、より強い触覚効果をユーザに与えることができる。１またはそれ以上の予め負荷されたばね部材１７０は、触覚部材１２０を下側ハウジング１６８に取り付ける。ばね部材１７０は、これに限定されるものではないが、柔軟性部材、リーフばね、ヘリカルばね等を含む。代わりに、発泡パッドまたは同様の構造体を予め負荷される触覚部材に用いてもよい。
【００２８】
操作において、圧電振動子１５０は、信号源１６４からの振動電流が金属振動板１５２および圧電セラミック部材１６０を通じて伝送されたときに、Ｚ軸（ユーザの立場に関して所望の方向に向かっている）に沿って移動可能である。このように、スペーサ１５６は、金属振動板１５２の端部にのみ備えられており、金属振動板の内部および圧電セラミック部材１６０は移動可能である。圧電セラミック部材１６０は、下側ハウジング１６８に対して押圧可能であり、このとき金属振動板１５２がスペーサ１５６に対して押圧され、順に触覚部材１２０に対して押圧される。このようにして、Ｚ軸方向に下側ハウジング１６８から離れた触覚部材１２０を押圧することができ、ばね部材１７０は、元の位置まで復帰すべく触覚部材上にばねの復元力を備える。圧電振動子が同様に反対方向に動くとき、振動信号によって方向付けられるため、触覚部材１２０を下側ハウジング１６８に移動させる。このように、接触表面は、Ｚ軸に沿って振動し、触覚感をユーザの触れている触覚部材１２０に供給する。
【００２９】
実施形態によっては、実施形態の構成部品は、より効果的な触覚感を得るために選択される。例えば、圧電振動子１５０が機械システム（圧電振動子自体を含む）の自然周波数に近いところで振動する場合には、より強い力およびより効果的な触覚感が出力される。この移動する機械システムの自然周波数は、以下に示すような、ｋ１にｋ２をｍで割ったものを加えたものの平方根として近似して表現される。
2005514681.tif 000003
【００３０】
ここで、ｆｎは、自然周波数であり、ｋ１は、圧電振動子１５０の金属振動板１５２におけるばね定数、ｋ２は、ばね部材１７０のばね定数、およびｍは、スペーサ１５６、触覚部材１２０、および触覚部材に取り付けられたサスペンション部品の全質量である。この質量は、ばね定数と同様に、約１２０Ｈｚかそれ以下のように、効果的な触覚感を生じさせるであろう所望の低自然周波数を供給すべく選択され得る。場合によって、０Ｈｚから５００Ｈｚの間の周波数を採用し得る。スペーサ１５６は、複数の圧電振動子を許容し得る。例えば、下側ハウジング１６８に対向して平行配置される場合である。これにより、より強い触覚効果または時間をずらすために触覚部材１２０の特定の位置で感覚を供給すべく複数の振動子が一緒に駆動され得る。
【００３１】
他の実施形態において、圧電振動子およびスペーサは、向きを反対にして取り付け得る。これにより、スペーサ１５６は、下側ハウジング１６８に接触し、金属振動板１５２がスペーサ１５６に載置され、圧電セラミック部材１６０が金属振動板上に配置され、駆動信号により振動したときに圧電セラミック部材が触覚部材１２０または触覚部材に取り付けられたパッドに直接衝撃を与える。さらに他の実施形態において、圧電セラミック部材１６０は、触覚部材に直接取り付けられ得るが、一般的に触覚効果は、低くなる結果となる。
【００３２】
多くの場合、いくつかのタイプの触覚効果の出力は、ユーザに弱々しく、さえないものであり、著しく高い周波数を有する触覚感でないと認知できない。本実施形態の効果的な触覚感は、比較的高い周波数の「共鳴」効果である。所定の理想的な周波数において共鳴すべく設計されたアクチュエータは、増幅変調技術によって、周波数の広いスペクトルを示すべく用いられる。例えば、強制２５Ｈｚ方形波は、大圧電セラミック共鳴器のような同調共鳴アクチュエータによって生じた２５０Ｈｚの自然周波数を変調することによって生じ得る。このような変調の仕組みは、住んでいる環境や駆動しなければならない対象に同調されたアクチュエータに頼るものであってもよい。振動隔離システムのある種類は、電子デバイスのハウジングの他の部分で共鳴モードに分散すべく触覚感を許容するのに対し、触覚部材に限定された触覚感を継続すべく、本実施形態が用いられ得る。
【００３３】
駆動機構１４０の一実施形態は、アクチュエータを駆動させるための共鳴に近い搬送周波数を生じ得る。駆動機構１４０は、搬送周波数を変調し、異なる特有の強度および周波数を有する様々な触覚感を生じさせることができる。他の実施形態において、駆動機構１４０は、自然周波数ｆｎでまたはその近傍で初期振動する搬送信号を提供し、適用可能であれば（例えば、所望の周波数または効果を供給すべく所望の構成に振幅を形成して）、効果的なエンベロープで搬送信号を変調し、変調信号を増幅器に伝達する。これにより、順に圧電振動子１５０を駆動することができる。方形波や他の波形に対して、本実施形態に用いられる正弦波搬送信号は、図４の実施形態で説明した触覚効果がより静かに生じる傾向にあるため、より好ましい。
【００３４】
本発明に係る実施形態の模範的な実現例をいくつか示す。
【００３５】
図５は、ユーザが手に持って対象物上または所定領域を動くことで金属を探すため手持ち金属探知機２００の例を示すものである。ユーザが金属探知機を掴んだときに触覚部材１２０に接触するように、触覚部材１２０は、グリップ領域２０２上に具備される。
【００３６】
一実施形態において、金属探知機２００は、触覚部材に伝達された触覚感を通じてユーザにステータス情報を伝達する。一般的に、触覚感は、触覚部材１２０の静的な振動の形式である。「静的な」とは、触覚感が一般的な動作環境における標準的な距離で他のものによって感知されないようにすることを意味する。
【００３７】
使用例として、本発明の実施形態は、セキュリティチェックポイントで使用する手持ち金属探知機のグリップ内の触覚部材１２０を実現可能である。従来の手持ち金属探知機は、被験者の上で金属が探知されたときオペレータに知らせるべく音響フィードバックを用いており、つまり金属探知機の可視および可聴振動が供給される。従来の音響フィードバックの問題点は、金属が探知されると被験者を警戒させることである。その被験者がナイフや銃を隠そうとしている場合、被験者は、それらが探知されることを知っており、その現場から早く逃げようとする。可聴的合図を別個の金属探知機のオペレータ上の触覚部材に触れている指または手のひらにのみ伝達される触覚部材１２０による触覚合図に置き換えることによって、ステータス情報は、秘密情報を危険にさらすことなく伝達することができる。
【００３８】
触覚合図は、振動合図として、金属が探知された信号を伝え得る。実施形態によっては、振動強度は、金属探知信号の強さを示すこととしてもよい。代わりに、合図としてもたらされる振動触覚感の周波数が、金属探知信号の強さを示すこととしてもよい。他の実施形態において、強度および周波数の組み合わせは、同時に用いられ得る。このような機能が金属探知機に具備される場合、他の実施形態は、対象または探知される金属の特定の種類を明示すべく、異なる強度のパルスまたは振動が供給される。
【００３９】
金属を明示するための触覚合図を供給することに加えて、金属探知機または他の手持ちセキュリティデバイス２００のユーザに報知可能な、他の状態を示す合図として、探知機のバッテリの電力が駆動するのに不足していることを示すバッテリ残量警告がある。触覚部材１２０は、特定の強度または周波数の振動合図または特定の一時的な処理による連続合図（パルスのような）を通じてバッテリが少ないことを伝える。例えば、２秒間隔の連続した高周波数パルスがバッテリが少ない状態を警告することに用いられる。
【００４０】
もう一つの実施形態において、ユーザにステータス情報を伝達する電子デバイスは、自動車警報遠隔装置３００である。ユーザが自動車を遠隔キーレスエントリー装置を通じて施錠または開錠するとき、警報の状態および／またはドア施錠の状態を明示するために大きな可聴ビープ音が自動車から鳴らされる。これは、自動車の状態が施錠されているか開錠されているかについて、近くにいる多くの人へ伝えることとなる。
【００４１】
図６は、遠隔制御装置３００の例を示すものである。遠隔制御装置は、ユーザに遠隔制御装置からの特定の無線電磁波信号（例えば、無線信号、赤外線信号等）を受信した乗り物のドアの施錠または開錠を遠隔的に行わせるものである。一般的に、遠隔制御装置のボタンまたは他の操作装置３０２が、ユーザによって押下されるまたは起動される。図６に示すように、触覚部材１２０は、遠隔制御装置のハウジングの表面上に具備され、触覚感を遠隔制御装置を保持しているユーザの指または手のひらに供給し、自動車警報の状態を明らかにする。例えば、確認触覚感パルスまたは振動は、合図として用いられる。異なる周波数または強度は、自動車の状態（例えば、施錠または開錠）を示すべく用いられる。実施形態によっては、自動車または遠隔制御装置から出力される音声ビープ音は必要ではなく、これにより、ユーザに自動車の施錠または開錠の状態を誰にも知らせることなく決めることができる。また、ある触覚感が施錠状態を示す一方、異なる触覚感が開錠状態を示すこととしてもよい。例えば、異なる周波数および／または強度の振動が用いられ得る。さらに、実施形態によって、異なる種類の触覚感が、ユーザが遠隔制御装置にそのような情報を訪ねることによって差動可能となったときに、自動車がガソリン満タン、半分空または空に近いかどうか、自動車のオイルのレベルはどうか等のような、自動車の他の状態を示すべく出力されてもよい。遠隔制御装置によって可視または可聴的に出力されるいずれの情報も触覚部材を通じて静かな触覚感として供給することができる。
【００４２】
さらに他の実施形態において、ステータス情報を伝達する電子デバイスとして問屋、郵便室、医療設備、または対象のバーコードが在庫情報、価格情報等のために読み込まれる他の同様な設備に用いられるバーコードスキャナ４００が適用可能である。一般に、バーコードオペレータは、手持ちバーコードスキャナ４００を商品その他の一部に向けて当該商品のバーコードを読み込む。ユーザは、バーコードがうまく読み込めたことを確認する必要があるため、音響ビープがそのような状態をオペレータに知らせるために一般的に用いられる。合図が可聴なものであるため、オペレータは、同様の電子デバイスを用いている他のオペレータによりごく近くで作業が行われているとき、時々混乱することがある。例えば、多くのキャッシャが近くにある小売の場面で、用いられるバーコードスキャナのすべては、他のバーコードスキャナからのノイズでたびたびキャッシャに混乱を与える。この解決策もまた、例えば、在庫をチェックしたり、確認したりする騒がしい問屋または工場のフロアにおいて、オペレータに音響合図がよく聞こえないという騒がしい環境に問題がある。同様に、このことは、パッケージが処理される騒がしい郵便室においても生じるかもしれない。
【００４３】
本発明の実施形態は、音響合図を静かな触覚合図に代える、または、加えることができる。図７は、手持ちバーコードスキャナ４００の例を示すものである。これは、ユーザがバーコードスキャナの所定の領域（すなわち、ハンドグリップ４０２）を手で握り、バーコードパターン上をデバイスの反対側端部にあるスキャナ感知領域を動かして、バーコードの情報を感知するものである。図７に示されるように、触覚部材１２０は、ハンドグリップ４０２上に備えられ、個々の触覚合図を供給する。バーコードスキャナのユーザの指または手のひらに伝達される触覚合図は、例えば、バーコードがうまく読み込めたことを示す短い振動とすることができる。
【００４４】
このような確認合図は、うまく読み込ませるためにオペレータがバーコードスキャナを繰り返しトリガーまたは起動させたりすることが頻繁に起こることについて、バーコードスキャナの作動を改善する。実施形態においては、異なる周波数および／または強度の振動信号が様々なステータス情報を伝達するために用いられてもよい。例えば、良好なスキャン（例えば、バーコード情報が正しく読み込める場所）がうまくスキャンできないことを示す触覚合図と異なる強度および／または周波数の触覚合図を有することもできる。また、販売中のアイテムが特定の強度／周波数の合図を有するように構成してもよい。例えば、在庫環境において、特定の触覚合図（強度および周波数）は、オペレータに特定のスキャンされたアイテムが「ストック切れ」または「残りわずか」であるということを警告することができる。小売店の環境においては、特定の触覚合図がオペレータに特定のスキャンされたアイテムが値段を下げているまたは「発売中」であることを警告することができる。郵便室環境においては、特定の触覚合図がオペレータにアイテムが「優先」であることまたは「遅れている」ものであることまたは「こわれもの注意」「危険物」の札がついていることを警告することができる。
【００４５】
他の実施形態において、手持ちの（またはさもなければユーザに接触した）電子デバイスは、アクセス権を持たせるものとして特定の人を確認する指紋スキャナまたは網膜スキャナ、またはＩＤカードスキャナとすることができる。触覚部材は、ユーザによって接触する好適な位置、例えば、ハンドル、ハンドレストまたはアームレスト等のいずれにも配置され得る。権利を有しない人を特定する合図として、オペレータに伝達される静かな触覚感を用いてもよい。例えば、特定の強度または周波数を有する振動が適合しなかったことまたは権威あると適合したことによる合図をもたらす。
【００４６】
他の実施形態において、ステータス情報を伝達する電子デバイスは、銃や、スタンガンのような、武器であってもよい。現在、オペレータが装置の可視的な表示を見ずにステータス情報を得るような武器のための好適な方法はない。よくあることは、危険に直面しているときに、弾薬があるかどうか（またはスタンガンの場合はチャージの有無）を知るのために、武器を見ることは、困難であり、不便でありまたは危険である。
【００４７】
本発明によれば、ユーザが武器を視覚を通じて見ることなく触覚ステータス情報を伝達することができる。触覚部材は、例えば、上述したバーコードスキャナと同様に、銃のハンドグリップの前、横、または後ろに配置される。例えば、ステータス情報は、弾薬の残量を示すのに連続するパルスを用いてもよい。または、ステータス情報は、スタンガンのチャージ残量を示す強度または周波数の振動であってもよい。または、ステータス情報は、銃の「安全装置」が係合しているか係合していないか、銃の発砲が無効か可能かに関する合図を伝達することとしてもよい。結果的に、特定のユーザが所持したときのみに作動させる「スマートな武器」のために、触覚ステータス情報は、武器が適正なユーザと認識され、発砲する権利を持つことを示す合図を含むことができる。例えば、これは、武器の適正なユーザに合致すると正しく認められたユーザの指紋を確認することである。
【００４８】
評価を高めるものとして、他の多くの電子デバイスは、本発明の触覚フィードバックアッセンブリとしての実施形態を実施可能である。上記実施形態は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定すべく解釈すべきではない。例えば、他の電子デバイスには、これに限定されるものではないが、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ）、医療機器、計測器具、電圧計、電流プローブ、接続プローブ、記録プローブ、その他が含まれる。例えば、「デジタル水準器」は、デバイスが０°水準または３０°または４５°のような所定角度に位置したときに触覚合図を提供することができ、大工または機械工が音による妨害や目視による注意なしに水準を知ることができる。
【００４９】
他の例によれば、プローブハンドルに収容された触覚フィードバックを備えた接続プローブを用いる電子技術者は、触覚合図を得ることによって、回路内の２点が接続されているかどうかを確認することができる。合図の周波数および／または強度は、２点間の回路抵抗を示すこともできる。同様に、電圧計が触覚合図を備えることも可能であり、５Ｖまたは接地の信号を異なる周波数または振幅の触覚合図として伝達することができる。
さらに、電圧レベルは、周波数および／または振幅を有する合図の範囲と一致することができる。
【００５０】
本発明がいくつかの実施形態における言葉によって説明されたが、変化、順列、および等価物が本明細書を読み、図面を検討した当業者によって明らかになることは、予期されるものである。例えば、ある実施形態で述べられた多くの特徴は、他の実施形態と相互交換的に用いられ得る。さらに、所定の用語は、明確に記述するために用いられたものであり、本発明を限定するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は本発明の一実施形態における装置を例示するためのブロック図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態における触覚フィードバックアッセンブリを例示するためのブロック図である。
【図３】図３はアクチュエータの一実施形態の概略透視図である。
【図４】図４は触覚フィードバックを備えたアクチュエータの側方正面図である。
【図５】図５は触覚部材を有する手持ち金属探知機として形成された本発明に係る具体的態様を例示するための図である。
【図６】図６は触覚部材を有する手持ちキーレス遠隔装置として形成された本発明に係る具体的態様を例示するための図である。
【図７】図７は触覚部材を有する手持ちバーコードスキャナとして形成された本発明に係る具体的態様を例示するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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