(57)【要約】【課題】より快適なタッピング動作を生じさせることができるタッピングデバイスを提供すること。【解決手段】肌表面を垂直方向にタッピングするためのタッピングデバイスは、肌表面に対し垂直方向に力をかけるタッピングアプリケータであって、肌表面に対して垂直方向に往復運動させるタッピングアプリケータと、タッピングアプリケータの直線往復運動を発生させるためのアクチュエータであって、印加された大きさの電圧で駆動される直流モータを含むアクチュエータと、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさをリアルタイムで測定するための圧力検出機構と、直流モータに印加される電圧の大きさをリアルタイムで制御するコントローラであって、印加される電圧の大きさが圧力検出機構によって測定された垂直方向圧力の大きさに対応するコントローラと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肌表面を垂直方向にタッピングするためのタッピングデバイスであって、
前記肌表面に対し垂直方向の力をかけるタッピングアプリケータであって、前記肌表面に対して実質的に垂直方向に往復運動させるタッピングアプリケータと、
前記タッピングアプリケータを直線往復運動させるアクチュエータであって、印加された大きさの電圧で駆動される直流モータを含むアクチュエータと、
前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさをリアルタイムで測定するための圧力検出機構と、
前記直流モータに印加される電圧の大きさをリアルタイムで制御するためのコントローラであって、前記印加される電圧の大きさが前記圧力検出機構によって測定された前記垂直方向圧力の大きさに対応するコントローラと、
を含むタッピングデバイス。
【請求項２】
前記コントローラは、前記タッピングデバイスの動作中、前記直流モータの回転速度が５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍに保たれるように、前記直流モータの回転速度を制御する請求項１に記載のタッピングデバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータおよび前記圧力検出機構を収容するためのケースをさらに含み、
前記アクチュエータおよび前記圧力検出機構は、前記ケース内で垂直方向に互いに向かい合って配置され、
前記アクチュエータは、前記タッピングデバイスの動作中に前記ケース内で前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じて前記ケース内で垂直方向に相対的に変位可能である請求項１または２に記載のタッピングデバイス。
【請求項４】
前記圧力検出機構は、フレキシブルスイッチと、タッチセンサアレイと、を含み、
前記フレキシブルスイッチは、前記アクチュエータと共に相対的に変位可能であるように前記アクチュエータに取り付けられ、
前記タッチセンサアレイは、前記ケースに取り付けられ、
前記フレキシブルスイッチおよび前記タッチセンサアレイは、前記フレキシブルスイッチおよび前記アクチュエータが、前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じて互いに近付くまたは互いから遠ざかるように、前記ケース内で垂直方向に互いに向かい合って配置され、
前記フレキシブルスイッチは、前記フレキシブルスイッチと前記タッチセンサアレイとの間の接触面積の大きさが前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさに対応するように、前記タッチセンサアレイと接触し、
前記コントローラは、前記タッチセンサアレイによって取得された前記接触面積の大きさに関する情報に基づき前記直流モータに印加される電圧の大きさを決定し、前記コントローラは、前記決定された大きさの電圧を前記直流モータに印加する請求項３に記載のタッピングデバイス。
【請求項５】
前記フレキシブルスイッチは、ドーム型フレキシブルスイッチであり、
前記ドーム型フレキシブルスイッチは、前記ドーム型フレキシブルスイッチと前記タッチセンサアレイとの間の接触面積の大きさが前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさに対応するように、弾性変形を生じる請求項４に記載のタッピングデバイス。
【請求項６】
前記圧力検出機構は、圧力センサを含み、
前記圧力センサは、前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じて前記アクチュエータによって押される請求項３に記載のタッピングデバイス。
【請求項７】
前記圧力センサは、ピエゾセンサを含む請求項６に記載のタッピングデバイス。
【請求項８】
前記圧力検出機構は、弾性変形する導電材料体と、抽出器と、を含み、
前記導電材料体は、前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる圧力に応じて前記アクチュエータによって押され、前記導電材料体は、前記導電材料体の密度の大きさが前記タッピングデバイスの動作中に前記アクチュエータにかかる圧力の大きさに対応するように、弾性変形し、
前記抽出器は、前記導電材料体の密度の大きさに関する情報を取得し、
前記コントローラは、前記抽出器によって取得された導電材料体の密度の大きさに関する情報に基づき前記直流モータに印加される電圧の大きさを決定し、前記コントローラは、前記決定された大きさの電圧を前記直流モータに印加する請求項３に記載のタッピングデバイス。
【請求項９】
前記導電材料体は、導電性スポンジまたは導電性ミクロゲルゴムである請求項８に記載のタッピングデバイス。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、カム構造体をさらに含み、
前記タッピングデバイスは、連結シャフトをさらに含み、前記連結シャフトは、前記直流モータの回転運動が前記カム構造体を介して前記連結シャフトの直線往復運動に変換されるように、前記タッピングアプリケータと前記カム構造体との間に設けられる請求項１から９のいずれか一項に記載のタッピングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッピングデバイスに関し、より詳細には、タッピングデバイスのより快適なタッピング動作を生じさせるための改善された手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
美容用デバイスには多くの目的があるが、それらの主な役目の１つは美容術を助けることである。タッピング動作は、スキンケア製品の浸透のための単純ながら効果的な手段であるだけではなく、様々なメーキャップ製品のために必要な処置である。専門的なメーキャップでは、メーキャップアーティストは、製品を肌上でより安定させてスキンケア製品の吸収を改善するために、難しいタッピング手法を使用する。
【０００３】
従来から、肌にタッピング動作を与えるために、様々な種類の美容用タッピングデバイスが提案されてきた。たとえば、特許文献１に開示される振動式の美容用容器では、顔面に振動圧力を加えるための可動部材として、振動モータおよび機械的構造体が設けられる。振動式の美容用容器では、振動モータに供給された電流の量をチェックするために、振動モータの回路に電流センサがさらに設けられ、振動モータは、振動モータに供給された電流の量に基づいて制御される。
【０００４】
従来の美容用タッピングデバイスに対する要求には、より快適なタッピング動作を与えることが含まれる。しかしながら、従来の技術では、タッピングデバイスがこうした要求を満たすことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０２１５７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この問題に関する広範な検討を通して、発明者は以下の点がきわめて重要であることに気付いた。
【０００７】
タッピング動作は、直流（ＤＣ）モータ、およびカム構造体などの機械的構造体によって生成することができるが、問題は、高レベルの騒音および強い振動を伴わずに動作を快適にすることがきわめて難しいことである。適切なタッピング動作を生じさせるためには、顔の縁部すべてを均一にタッピングすることが最も重要な要素の１つであるが、これまではそれが困難であった。直流モータのトルクは、直流モータの回転速度に比例するが、高速では騒音および振動が大きくなる。したがって、騒音、振動、およびハーシュネス（harshness）の制御に重要なことは、所与の圧力に対して直流モータに適切な量の出力を与えて、動作中、直流モータの速度を一定に保つことである。タッピングデバイスの場合、５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍが適切であるが、顔面上で滑らかな動作を生じさせるために十分なトルクを有することが困難であった。
【０００８】
カム構造体では、回転ホイールとシャフトとの間の物理的接触が必要であり、この接触ポイントでの応力および摩擦によって騒音および振動が引き起こされる。これは、接触ポイントに機械的応力をもたらすカム構造体に伴う典型的な問題である。低速回転では騒音および振動を低減することができるが、低速ではモータのトルクがわずかに低下する可能性もあるため、低速で機械的負荷を超える適切な出力を有することはきわめて困難である。顔面上でのタッピングデバイスの場合、凹凸のある顔の表面で動くようにフレキシブルであるべきである一方、様々な垂直方向圧力の状況において均一にタッピングすることが可能であるべきである。これを実現するには、使用者に対して良好で均一な適用を提供するより繊細な動きが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、こうした問題に関する広範な検討を通して、タッピングデバイスの動作中のより快適なタッピング動作は、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさをリアルタイムで測定し、測定された垂直方向圧力の大きさに基づき、直流モータに印加される電圧の大きさを調節することにより実現することができることを見出すことにより、本発明を具現化した。
【００１０】
前述の目的を実現するために、本発明にかかるタッピングデバイスは、肌表面を垂直方向にタッピングするためのタッピングデバイスであり、このタッピングデバイスは、肌表面に対し垂直方向に力をかけるタッピングアプリケータであって、肌表面に対して垂直方向に往復運動させるタッピングアプリケータと、タッピングアプリケータの直線往復運動を発生させるためのアクチュエータであって、印加された大きさの電圧で駆動される直流モータを含むアクチュエータと、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさをリアルタイムで測定するための圧力検出機構と、直流モータに印加される電圧の大きさをリアルタイムで制御するためのコントローラであって、電圧の大きさが圧力検出機構によって測定された垂直方向圧力の大きさに対応する、好ましくはそれに比例する、コントローラとを含む。
【００１１】
本発明において、肌表面は顔の表面とすることができる。本発明において、直流モータは、印加された電圧の大きさに比例する回転速度で駆動することができる。
【００１２】
＜圧力＞
本発明において、「タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力」とは、タッピングアプリケータを通してアクチュエータに加えられる肌表面側からの反作用である負荷（力）とすることができる。
【００１３】
＜低速＞
好ましくは本発明において、コントローラは、タッピングデバイスの動作中、直流モータの回転速度が５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍに保たれるように、直流モータの回転速度を制御する。
【００１４】
＜可動アクチュエータ＞
好ましくは本発明において、タッピングデバイスは、アクチュエータおよび圧力検出機構を収容するためのケースをさらに含む。アクチュエータおよび圧力検出機構は、タッピングデバイスの動作中、ケース内でアクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じてアクチュエータがケース内で垂直方向に相対的に変位可能（可動）であるように、ケース内で垂直方向に互いに向かい合って配置される。
【００１５】
＜フレキシブルスイッチ＞
好ましくは本発明において、圧力検出機構は、フレキシブルスイッチとタッチセンサアレイとを含む。フレキシブルスイッチは、アクチュエータと共に相対的に変位可能であるようにアクチュエータに取り付けられる。タッチセンサアレイは、ケースに取り付けられる。フレキシブルスイッチおよびタッチセンサアレイは、フレキシブルスイッチおよびアクチュエータが、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じて、互いに近付く、または互いから遠ざかるように、ケース内で垂直方向に互いに向かい合って配置される。
【００１６】
フレキシブルスイッチは、フレキシブルスイッチとタッチセンサアレイとの間の接触面積の大きさがタッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさに対応するように、好ましくはそれに比例するように、タッチセンサアレイと接触する。
【００１７】
コントローラは、タッチセンサアレイによって取得された接触面積の大きさに関する情報に基づき、直流モータに印加される電圧の大きさを決定し、電圧の大きさは、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさに対応し、コントローラは、決定された大きさの電圧を直流モータに印加する。
【００１８】
本発明において、タッチセンサアレイは、アクチュエータと共に相対的に変位可能（可動）であるようにアクチュエータに取り付けることができ、フレキシブルスイッチは、ケースに取り付けることができる。タッチセンサアレイがアクチュエータに取り付けられた場合、タッチセンサアレイは、アクチュエータと共に、ケースの内壁に取り付けられたフレキシブルスイッチに対して垂直方向に変位可能（可動）にすることができる。
【００１９】
＜ドーム型フレキシブルスイッチ＞
好ましくは本発明において、フレキシブルスイッチは、ドーム型フレキシブルスイッチ、より好ましくは中実なドーム型フレキシブルスイッチである。ドーム型フレキシブルスイッチは、ドーム型フレキシブルスイッチとセンサとの間の接触面積の大きさがタッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさに対応するように、より好ましくはそれに比例するように、弾性変形を生じる。
【００２０】
＜ピエゾセンサ＞
好ましくは本発明において、圧力検出機構は圧力センサを含む。圧力センサは、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力に応じて、アクチュエータによって押される。
【００２１】
より好ましくは本発明において、圧力センサはピエゾセンサを含む。本発明では、ピエゾセンサがアクチュエータによって圧迫されると、ピエゾセンサは、圧力の大きさに比例する大きさを有する電圧を発生する。
【００２２】
本発明において、圧力センサは、アクチュエータまたはケースに取り付けることができる。圧力センサがアクチュエータに取り付けられた場合、圧力センサは、アクチュエータと共に、ケースの内壁に対して垂直方向に変位可能（可動）にすることができる。
【００２３】
＜導電性材料＞
好ましくは本発明において、センサは弾性変形する導電材料体と抽出器とを含む。導電材料体は、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる圧力に応じて、アクチュエータによって押され、導電材料体は、導電材料体の密度の大きさがタッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる圧力の大きさに対応するように、より好ましくはそれに比例するように、弾性変形する。抽出器は、導電材料体の密度の大きさに関する情報を取得する。コントローラは、抽出器によって取得された密度の大きさに関する情報に基づき、直流モータに印加される電圧の大きさを決定する。コントローラは、決定された大きさの電圧を直流モータに印加する。
【００２４】
より好ましくは本発明において、導電材料体は、導電性スポンジまたは導電性ミクロゲルゴムである。導電性スポンジは、炭素を分散させたスポンジとすることができる。導電性ミクロゲルゴムは、炭素を分散させたミクロゲルゴムとすることができる。
【００２５】
本発明において、導電材料体は、アクチュエータまたはケースに取り付けることができる。導電材料体がアクチュエータに取り付けられた場合、導電材料体は、アクチュエータと共に、ケースの内壁に対して垂直方向に変位可能（可動）である。
【００２６】
＜カム構造体＞
好ましくは本発明において、アクチュエータはカム構造体をさらに含む。タッピングデバイスは連結シャフトをさらに含み、連結シャフトは、直流モータの回転運動がカム構造体を介して連結シャフトの直線往復運動に変換されるように、タッピングアプリケータとカム構造体との間に設けられる。
【００２７】
＜本発明の利点＞
本発明では、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力をリアルタイムで測定するための圧力検出機構が設けられる。したがって、アクチュエータにかかる圧力に関する正確な情報をリアルタイムで取得することができる。本発明では、圧力検出機構によって測定された圧力に基づき、直流モータに電圧を印加するためのコントローラが設けられる。したがって、本発明では、従来のタッピングデバイスと比べてより快適なタッピング動作を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態にかかるタッピングデバイスの概略的な構成の説明図である。
【図２Ａ】図１に示したタッピングデバイスの圧力検出機構の説明図である。
【図２Ｂ】図１に示したタッピングデバイスの圧力検出機構の説明図である。
【図３】図１に示したタッピングデバイスのための制御プロセスの説明図である。
【図４】本発明の第二実施形態にかかるタッピングデバイスの概略的な構成の説明図である。
【図５】図４に示したタッピングデバイスの圧力検出機構の説明図である。
【図６】図４に示したタッピングデバイスのための制御プロセスの説明図である。
【図７】本発明の第三実施形態にかかる美容用タッピングデバイスの概略的な構成の説明図である。
【図８Ａ】図７に示したタッピングデバイスの圧力検出機構の説明図である。
【図８Ｂ】図７に示したタッピングデバイスの圧力検出機構の説明図である。
【図９】本発明の実施形態にかかるタッピングデバイスに使用可能なカム構造体の概略的な構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、本発明の実施形態を、図面を参照することによって説明する。
【００３０】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態にかかるタッピングデバイスの概略的な構成の説明図を示している。図１に示されるタッピングデバイス１０は、顔表面などの肌表面１２を垂直方向にタッピングする美容用タッピングデバイスである。一実施形態において、タッピングデバイス１０は、肌表面１２に対し垂直方向に力をかけるタッピングアプリケータ１４を含む。一実施形態において、垂直方向の力は、対象物（たとえば人）に加えられた接触力のうちの、接触表面（平面である表面）に対して実質的に垂直な成分である。一実施形態において、タッピングデバイス１０は、垂直方向に沿って、タッピングアプリケータ１４の底部から肌表面１２に対し垂直方向に力をかけるタッピングアプリケータ１４を含む。
【００３１】
タッピングデバイス１０は、肌表面１２に対し垂直方向に力をかけるタッピングアプリケータ１４であって、肌表面に対して垂直方向に往復運動させるタッピングアプリケータ１４と、タッピングアプリケータ１４の直線往復運動を発生させるためのアクチュエータ２０であって、直流モータ１６およびカム構造体１８を含み、直流モータ１６が直流モータ１６に印加された大きさの電圧で駆動される、アクチュエータ２０と、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力の大きさをリアルタイムで測定するための圧力検出機構２４と、直流モータ１６に印加される電圧の大きさをリアルタイムで制御するためのコントローラ２６であって、印加される電圧の大きさが圧力検出機構２４によって測定された垂直方向圧力の大きさに比例するコントローラ２６と、連結シャフト２８と、を含む。
【００３２】
本発明は、タッピングデバイスの動作中にアクチュエータにかかる垂直方向圧力の大きさが、圧力検出機構によってリアルタイムで測定され、測定された垂直方向圧力の大きさに対応する大きさの電圧が、コントローラによって直流モータに印加されるという特徴を有する。一実施形態において、垂直方向圧力は、対象物（たとえばアクチュエータ）にかかる接触圧力のうちの、接触表面（平面である表面）に対して実質的に垂直な成分である。
【００３３】
したがって、この実施形態では、圧力検出機構として中実なドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２が設けられる。
【００３４】
さらにこの実施形態では、タッピングデバイス１０は、アクチュエータ２０、ドーム型フレキシブルスイッチ３０、およびタッチセンサアレイ３２を収容するための外側ケース３４を含む。
【００３５】
ドーム型フレキシブルスイッチ３０は、ドーム型フレキシブルスイッチ３０が外側ケース３４内でアクチュエータ２０と共に可動であるように、アクチュエータ２０の上端に固定される。タッチセンサアレイ３２は、外側ケース３４の内壁に固定される。ドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２は、外側ケース３４内で垂直方向に互いに向かい合って配置される。
【００３６】
それに応じて、アクチュエータ２０が、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力に応じて相対的に変位されると、ドーム型フレキシブルスイッチ３０は、アクチュエータ２０と共に変位される。それによって、ドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力に応じて、互いに近付く、または互いから遠ざかる。
【００３７】
ドーム型フレキシブルスイッチ３０がタッチセンサアレイ３２と接触すると、ドーム型フレキシブルスイッチ３０は、ドーム型フレキシブルスイッチ３０とタッチセンサアレイ３２との間の接触面積の大きさがタッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力の大きさに比例するように、弾性変形する。
【００３８】
タッチセンサアレイ３２は、ドーム型フレキシブルスイッチ３０とタッチセンサアレイ３２との間の接触面積の大きさを測定し、測定された接触面積の大きさに関する情報を含む信号を出力する。
【００３９】
コントローラ２６は、タッチセンサアレイ３２によって取得された接触面積の大きさに関する情報に基づき、直流モータ１６に印加される電圧の大きさを決定する。
【００４０】
コントローラ２６は、直流モータ１６に電力を供給するための電池４０を備えている。
【００４１】
直流モータ１６は、印加された大きさの電圧で駆動される。この実施形態において、コントローラ２６は、タッピングデバイス１０の動作中、直流モータ１６の回転速度が低速に、好ましくは５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍに保たれるように、直流モータ１６の回転速度を制御する。
【００４２】
前述のように、この実施形態では、タッピングデバイス１０の動作中、アクチュエータ２０にかかる圧力の大きさが、ドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２によってリアルタイムで測定され、直流モータ１６は、測定されたアクチュエータ２０にかかる圧力の大きさに比例する大きさの電圧で駆動される。したがって、この実施形態では、従来のタッピングデバイスと比べて、タッピングデバイス１０の動作中に、より快適なタッピング動作を実現することができる。
【００４３】
＜圧力検出機構＞
以下では、この実施形態の圧力検出機構を、図２Ａおよび図２Ｂを参照することによって詳しく説明する。
【００４４】
図２Ａに示されるように、タッピングデバイス１０の動作中に使用者がタッピングデバイス１０の外側ケース３４を肌表面１２に対してわずかに押し下げると、肌表面１２側からの負荷（圧力）Ｆ１が、タッピングアプリケータ１４、連結シャフト２８、およびカム構造体１８を通してアクチュエータ２０に加えられ、最終的にはドーム型フレキシブルスイッチ３０によってタッチセンサアレイ３２をわずかに圧迫する。図２Ａでは、アクチュエータ２０は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０に作用する垂直方向圧力に応じて、外側ケース３４内で上方に変位され、ドーム型フレキシブルスイッチ３０はタッチセンサアレイ３２と接触する。
【００４５】
図２Ａに示される低負荷状態では、ドーム型フレキシブルスイッチ３０は、ドーム型フレキシブルスイッチ３０とタッチセンサアレイ３２との間の接触面積の大きさＡ１がタッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ１に比例するように、弾性変形を受ける。
【００４６】
それに応じて、タッチセンサアレイ３２は、接触面積の大きさＡ１に関する情報を含む信号Ｓ１を出力し、接触面積の大きさＡ１は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる圧力の大きさＦ１に比例する。
【００４７】
コントローラ２６は、タッチセンサアレイ３２によって取得された接触面積の大きさＡ１に関する情報に基づき、直流モータ１６に印加される電圧の大きさＶ１を決定する。決定された電圧の大きさＶ１は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ１に比例する。コントローラ２６は、決定された大きさＶ１の電圧を直流モータ１６に印加する。
【００４８】
結果として、直流モータ１６は、印加された大きさＶ１の電圧で駆動される。それに応じて、図２Ａに示される負荷状態では、図１に示される負荷状態の場合と比べて大きい出力が直流モータ１６に与えられる。
【００４９】
図２Ｂに示されるように、タッピングデバイス１０の動作中に使用者がタッピングデバイス１０の外側ケース３４を肌表面１２に対して強く押し下げると、肌表面１２側からの負荷（力）Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）が、タッピングアプリケータ１４、連結シャフト２８、およびカム構造体１８を通してアクチュエータ２０に加えられ、最終的にはドーム型フレキシブルスイッチ３０によってタッチセンサアレイ３２を強く圧迫する。
【００５０】
図２Ｂに示される高負荷状態では、ドーム型フレキシブルスイッチ３０は、ドーム型フレキシブルスイッチ３０とタッチセンサアレイ３２との間の接触面積の大きさＡ２（Ａ２＞Ａ１）がタッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０に作用する垂直方向圧力の大きさＦ２に比例するように、弾性変形を受ける。換言すれば、より強い圧力によって、ドーム型フレキシブルスイッチ３０のより多くの部分が圧縮される。これによって、タッチセンサアレイ３２に対するより大きい接触が生じる。１つの利点は、単純構造のタッチセンサアレイは圧力の大きさを区別することができないが、この実施形態のドーム型フレキシブルスイッチ３０は、より強い垂直応力が存在すると、タッチセンサアレイ３２をより大きく押すことである。これは、顔の表面などの肌表面１２に対する均一なタッピングの適用に役立つ。
【００５１】
タッチセンサアレイ３２は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる圧力の大きさＦ２に比例する接触面積の大きさＡ２に関する情報を含む、信号Ｓ２を出力する。
【００５２】
コントローラ２６は、タッチセンサアレイ３２によって取得された接触面積の大きさＡ２に関する情報に基づき、直流モータ１６に印加される電圧の大きさＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）を決定する。決定された電圧の大きさＶ２は、タッピングデバイス１０の動作中にアクチュエータ２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ２に比例する。コントローラ２６は、決定された大きさＶ２の電圧を直流モータ１６に印加する。
【００５３】
結果として、直流モータ１６は、印加された大きさＶ２の電圧で駆動される。それに応じて、図２Ｂに示される高負荷状態では、直流モータ１６は、図２Ａに示される低負荷状態と比べて大きい出力を生じさせる。
【００５４】
前述のように、この実施形態では、タッピングデバイス１０の動作中、アクチュエータ２０にかかる圧力の大きさが、ドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２によってリアルタイムで測定される。
【００５５】
それに応じて、タッピングデバイス１０の動作中、アクチュエータ２０に加えられる垂直方向の力が大きく変化したときでも、アクチュエータ２０に対する垂直方向の力の変化の大きさを、ドーム型フレキシブルスイッチ３０およびタッチセンサアレイ３２によって正確かつ迅速に取得することができる。換言すれば、アクチュエータ２０に加えられる垂直方向の力が、図２Ａに示される低負荷状態の場合から図２Ｂに示される高負荷状態の場合に変化したときでも、直流モータ１６に対してより大きい出力が与えられる。
【００５６】
したがって、この実施形態のタッピングデバイス１０が従来のタッピングデバイスと比べて低速で駆動されるときでも、タッピングアプリケータ１４のタッピング動作を止めることなく、より適切なタッピング動作を実現することができる。
【００５７】
それによって、この実施形態のタッピングデバイス１０をより低速で確実に駆動することが可能になるため、タッピングデバイス１０の動作中の騒音および振動を大きく低減することができ、使用者に、より快適なタッピング動作を提供することができる。
【００５８】
＜信号処理＞
以下では、この実施形態の信号処理を、図３を参照することによって詳しく説明する。
【００５９】
タッピングデバイスの電源をオンにすると（Ｓ１０）、タッピングデバイスの動作が開始される（Ｓ１２）。たとえば、直流モータが予め設定された電圧で駆動される。
【００６０】
タッピングデバイスが使用者の肌表面に置かれると、使用者の肌表面がタッピングアプリケータによって垂直方向にタッピングされる。この実施形態では、タッピングデバイスの動作中、タッピングアプリケータに作用する垂直方向圧力の大きさが、ドーム型フレキシブルスイッチおよびタッチセンサアレイによってリアルタイムで測定される。
【００６１】
タッチセンサアレイによって測定された垂直方向圧力の大きさは、タッピングデバイスの動作中、コントローラによってリアルタイムで監視される。たとえば、コントローラは、ドーム型フレキシブルスイッチがタッチセンサアレイに押し付けられているかどうかを判定する（Ｓ１４）。
【００６２】
コントローラは、ドーム型フレキシブルスイッチがタッチセンサアレイに押し付けられていないと判定した場合、直流モータは、予め設定された電圧で駆動される。コントローラは、ドーム型フレキシブルスイッチがタッチセンサアレイに押し付けられていると判定した場合、コントローラは、直流モータに印加される電圧の大きさを高めるように直流モータに印加される電圧の大きさを制御する（Ｓ１６）。
【００６３】
タッチセンサアレイからの信号は、中央処理装置（コントローラ）へ送られ、次いでＣＰＵ（コントローラ）は、タッチセンサアレイからの信号を直流モータの電圧の大きさを制御する信号に変換する。したがって、アクチュエータに、より強い圧力が作用すると、直流モータに、より高い電圧が与えられ、最終的には、そのより強い圧力によって直流モータに対してより大きい出力が与えられる。
【００６４】
したがって、タッピングデバイスの動作中、アクチュエータに作用する垂直方向圧力が変化したときでも、タッピングアプリケータのタッピング動作を止めることなく、適切なタッピング動作を実施することができる。
【００６５】
それに応じて、この実施形態のタッピングデバイスは、従来のタッピングデバイスと比べて低速で駆動することができる。したがって、この実施形態のタッピングデバイスの動作中の騒音および振動を、従来のタッピングデバイスと比べて低減することができる。
【００６６】
低ＲＰＭ（回転／分）条件では、アクチュエータは騒音および振動をあまり生じさせないが、高ＲＰＭ条件では、騒音および振動が著しく増大する。逆説的なことに、低ＲＰＭ条件では十分なトルクを生じさせることがきわめて難しいが、高ＲＰＭ条件ではトルクが高くなる。したがって、直流モータの速度を負荷の状況に適合するように制御することによって、騒音および振動を低減することが可能になる。
【００６７】
この実施形態では、直流モータは低速で回転するが、負荷に基づいてトルクをリアルタイムで変化させる。より強い圧力によってより高いフィードバックが生じ、そのより高いフィードバックによって、直流モータの電圧を高める、より高い信号が生じる。直流モータのＲＰＭ（回転／分）は低いＲＰＭを維持することができるため、騒音および振動を低減することが可能になる。結論として、高負荷状態で直流モータのＲＰＭが低速に保たれ、使用者は、凹凸のある顔の表面で、騒音および振動がより少ない均一なタッピング動作を感じることができる。
【００６８】
＜第二実施形態＞
図４は、本発明の第二実施形態にかかるタッピングデバイスの概略的な構造を示している。図１中のものに対応する部分は、図１の参照番号に１００を加えた参照番号を有し、説明を省略する。
【００６９】
この実施形態では、本発明の圧力検出機構として、ドーム形スイッチおよびタッチセンサアレイの代わりに、ピエゾセンサ１５０が用いられる。
【００７０】
図４に示されるタッピングデバイス１１０には、増幅器１５２が設けられている。ピエゾセンサ１５０からの電圧は、増幅器１５２によって増幅される。
【００７１】
図４に示されるタッピングデバイス１１０では、ピエゾセンサ１５０は外側ケース１３４の内壁に取り付けられている。
【００７２】
ピエゾセンサ１５０は、タッピングデバイス１１０の動作中にアクチュエータ１２０にかかる垂直方向圧力に応じて、アクチュエータ１２０の上端によって押される。
【００７３】
ピエゾセンサ１５０がアクチュエータ１２０によって押されると、ピエゾセンサ１５０は、アクチュエータ１２０によってピエゾセンサ１５０にかかる力の大きさに比例する大きさを有する電圧を発生する。
【００７４】
コントローラ１２６は、ピエゾセンサ１５０において生成された電圧の大きさに関する情報に基づき、直流モータ１１６に印加される電圧の大きさを決定する。
【００７５】
直流モータ１１６は、コントローラ１２６によって印加された大きさの電圧で駆動される。
【００７６】
この実施形態では、本発明の圧力検出機構としてピエゾセンサ１５０が用いられるため、使用者に、より快適なタッピング動作を提供することができる。
【００７７】
以下では、この実施形態の圧力検出機構を、図４および図５を参照することによって詳しく説明する。
【００７８】
この実施形態では、アクチュエータ１２０は、タッピングデバイス１１０の動作中にアクチュエータ１２０にかかる圧力によって、ピエゾセンサ１５０に対して上向きに変位することができる。
【００７９】
図４に示される低負荷状態では、ピエゾセンサ１５０がアクチュエータ１２０によって圧迫されていないため、コントローラ１２６は、直流モータ１１６に予め設定された電圧を印加し続ける。
【００８０】
図５に示されるように、タッピングデバイス１１０の動作中に使用者がタッピングデバイス１１０の外側ケース１３４を肌表面１１２に対して強く押し下げると、肌表面１１２側からの力Ｆ１が、タッピングアプリケータ１１４、連結シャフト１２８、およびカム構造体１１８を通してアクチュエータ１２０に加えられ、最終的にはアクチュエータ１２０の上端によってピエゾセンサ１５０を圧迫する。
【００８１】
図５に示される高負荷状態では、ピエゾセンサ１５０は、タッピングデバイス１１０の動作中にアクチュエータ１２０に作用する垂直方向圧力の大きさＦ１に比例する大きさを有する電圧を発生する。
【００８２】
ピエゾセンサ１５０において生成された信号は、増幅器１５２によって増幅され、コントローラ１２６へ送られる。コントローラ１２６は、ピエゾセンサ１５０において生成された電圧の大きさに関する情報に基づき、直流モータ１１６に印加される電圧の大きさＶ１を決定する。直流モータ１１６に印加される電圧の大きさＶ１は、タッピングデバイス１１０の動作中にアクチュエータ１２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ１に比例する。
【００８３】
コントローラ１２６は、決定された大きさＶ１の電圧を直流モータ１１６に印加する。結果として、直流モータ１１６は、大きさＶ１の電圧で駆動される。
【００８４】
したがって、タッピングデバイス１１０の動作中、アクチュエータ１２０に作用する垂直方向圧力が変化したときでも、タッピングアプリケータ１１４のタッピング動作を止めることなく、適切なタッピング動作を実施することができる。
【００８５】
それに応じて、この実施形態のタッピングデバイス１１０は、従来のタッピングデバイスと比べて低速で駆動することができる。したがって、この実施形態のタッピングデバイス１１０の動作中の騒音および振動を、従来のタッピングデバイスと比べて低減することができる。
【００８６】
＜信号処理＞
以下では、この実施形態の信号処理を、図６を参照することによって詳しく説明する。図３中のものに対応する部分は、図３の参照番号に１００を加えた参照番号を有し、説明を省略する。
【００８７】
タッピングデバイスが使用者の肌表面に置かれると、使用者の肌表面がタッピングアプリケータによって垂直方向にタッピングされる。
【００８８】
この実施形態では、タッピングデバイスの動作中、アクチュエータに作用する垂直方向圧力がピエゾセンサによってリアルタイムで測定される。ピエゾセンサによって測定された垂直方向圧力の大きさは、タッピングデバイスの動作中、コントローラによってリアルタイムで監視される。たとえば、コントローラは、ピエゾセンサにおいて信号（電圧）が生成されたかどうかを判定する（Ｓ１１８）。
【００８９】
コントローラが、ピエゾセンサにおいて信号（電圧）が生成されていないと判定した場合、直流モータは予め設定された電圧で駆動される。コントローラが、ピエゾセンサにおいて信号（電圧）が生成されていると判定した場合、ピエゾセンサからの信号（電圧）が増幅器によって増幅される（Ｓ１２０）。増幅器によって増幅された信号に基づき、直流モータに印加される電圧がコントローラによって高められる（Ｓ１１６）。
【００９０】
前述のように、タッピングデバイスの動作中、アクチュエータにかかる垂直方向の力が変化したときでも、タッピングアプリケータのタッピング動作を止めることなく、適切なタッピング動作を実施することができる。
【００９１】
したがって、この実施形態のタッピングデバイスは、従来のタッピングデバイスと比べて低速で駆動することができる。それによって、この実施形態のタッピングデバイスの動作中の騒音および振動を、従来のタッピングデバイスと比べて低減することができる。
【００９２】
＜第三実施形態＞
第二実施形態では、本発明の圧力検出機構としてピエゾセンサが用いられる。しかしながら、本発明はこの場合に限定されない。本発明は、たとえば図７に示されるように、導電材料体を使用する場合に適切に適用される。
【００９３】
図７は、本発明の第三実施形態にかかるタッピングデバイスの概略的な構造を示している。図４中のものに対応する部分は、図４の参照番号に１００を加えた参照番号を有し、説明を省略する。
【００９４】
この実施形態では、圧力検出機構として、ピエゾセンサの代わりに導電材料体２６０および抽出器２６２が用いられる。
【００９５】
この実施形態において、導電材料体２６０は、導電性スポンジまたは導電性ミクロゲルゴムである。導電性スポンジは、炭素を分散させたスポンジとすることができる。導電性ミクロゲルゴムは、炭素を分散させたミクロゲルゴムとすることができる。
【００９６】
アクチュエータ２２０は、タッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力に応じて導電材料体２６０を押す。抽出器２６２は、導電材料体２６０の密度の大きさに関する情報を取得する。
【００９７】
換言すれば、導電材料体２６０は、導電材料体２６０の密度の大きさがタッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力の大きさに比例するように、弾性変形する。
【００９８】
それに応じて、コントローラ２２６は、抽出器２６２によって取得された密度の大きさに関する情報に基づき、直流モータ２１６に印加される電圧の大きさを決定する。
【００９９】
以下では、この実施形態の圧力検出機構を、図８Ａおよび図８Ｂを参照することによって詳しく説明する。この実施形態において、アクチュエータ２２０は、外側ケース２３４内で垂直方向に可動である。それに応じて、図８Ａに示されるように、タッピングデバイス２１０の動作中に使用者がタッピングデバイス２１０の外側ケース２３４を肌表面２１２に対してわずかに押し下げると、肌表面２１２側からの力Ｆ１が、タッピングアプリケータ２１４、連結シャフト２２８、およびカム構造体２１８を通してアクチュエータ２２０に加えられ、最終的にはアクチュエータ２２０の上端によって導電材料体２６０をわずかに圧迫する。
【０１００】
図８Ａに示される低負荷状態では、導電材料体２６０は、導電材料体２６０の密度の大きさＤ１がタッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ１に比例するように、弾性変形を受ける。抽出器２６２は、導電材料体２６０の密度の大きさＤ１に関する情報を取得し、導電材料体２６０の密度の大きさＤ１に関する情報を含む信号Ｓ１を出力する。
【０１０１】
コントローラ２２６は、抽出器２６２によって取得された密度の大きさＤ１に関する情報に基づき、直流モータ２１６に印加される電圧の大きさＶ１を決定する。直流モータ２１６に印加される電圧の大きさＶ１は、タッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力の大きさに比例する。コントローラ２２６は、決定された大きさＶ１の電圧を直流モータ２１６に印加する。結果として、直流モータ２１６は、印加された大きさＶ１の電圧で駆動される。
【０１０２】
図８Ｂに示されるように、タッピングデバイス２１０の動作中に使用者がタッピングデバイス２１０の外側ケース２３４を肌表面２１２に対して強く押し下げると、肌表面２１２側からの力Ｆ２が、タッピングアプリケータ２１４、連結シャフト２２８、およびカム構造体２１８を通してアクチュエータ２２０に加えられる。力Ｆ２は、最終的にはアクチュエータ２２０の上端によって導電材料体２６０を強く圧迫する。
【０１０３】
図８Ｂに示される高負荷状態では、導電材料体２６０は、導電材料体２６０の密度の大きさＤ２（Ｄ２＞Ｄ１）がタッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ２に比例するように、弾性変形を受ける。
【０１０４】
抽出器２６２は、導電材料体２６０の密度の大きさＤ２に関する情報を取得し、導電材料体２６０の密度の大きさＤ２に関する情報を含む信号Ｓ２を出力する。
【０１０５】
コントローラ２２６は、導電材料体２６０の密度の大きさＤ２に関する情報に基づき、直流モータ２１６に印加される電圧の大きさＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）を決定する。電圧の大きさＶ２は、タッピングデバイス２１０の動作中にアクチュエータ２２０にかかる垂直方向圧力の大きさＦ２に比例する。コントローラ２２６は、決定された大きさＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）の電圧を直流モータ２１６に印加する。結果として、直流モータ２１６は、印加された大きさＶ２の電圧で駆動される。それに応じて、図８Ｂに示される高負荷状態では、直流モータ２１６は、図８Ａに示される低負荷状態と比べて大きい出力を発生する。
【０１０６】
前述のように、この実施形態では、タッピングデバイス２１０の動作中、アクチュエータ２２０にかかる圧力の大きさが、導電材料体２６０および抽出器２６２によってリアルタイムで測定される。
【０１０７】
それに応じて、タッピングデバイス２１０の動作中、アクチュエータ２２０に加えられる垂直方向の力が大きく変化したときでも、アクチュエータ２２０に対する垂直方向の力の変化の大きさを、導電材料体２６０および抽出器２６２によって正確かつ迅速に取得することができる。換言すれば、アクチュエータ２２０に加えられる垂直方向の力が、図８Ａに示される低負荷状態の場合から図８Ｂに示される高負荷状態の場合に変化したときでも、直流モータ２１６に対して、より大きい出力が与えられる。
【０１０８】
したがって、この実施形態のタッピングデバイス２１０が従来のタッピングデバイスに比べて低速で駆動されるときでも、タッピングアプリケータ２１４のタッピング動作を止めることなく、より適切なタッピング動作を実現することができる。
【０１０９】
それによって、この実施形態のタッピングデバイス２１０をより低速で確実に駆動することが可能になるため、タッピングデバイス２１０の動作中の騒音および振動を大きく低減することができ、使用者により快適なタッピング動作を提供することができる。
【０１１０】
＜カム構造体＞
より快適なタッピングを提供するためには、各実施形態にかかるアクチュエータが図９に示されるカム構造体を備えることが好ましい。図１中のものに対応する部分は、図１の参照番号に３００を加えた参照番号を有し、説明を省略する。図９に示されるカム構造体３１８は、カム３７０ａおよびカム３７０ｂを含む。カム３７０ａおよびカム３７０ｂは、直流モータの出力シャフト３７２とタッピングデバイスの連結シャフト３２８ａおよび連結シャフト３２８ｂとの間に設けられる。
【０１１１】
直流モータの出力シャフト３７２、ならびにカム３７０ａおよびカム３７０ｂを介して、直流モータの回転運動を連結シャフト３２８ａおよび連結シャフト３２８ｂの直線運動に変えることができる。したがって、図９に示されるカム構造体３１８を用いることによって、連結シャフト３２８ａおよび連結シャフト３２８ｂに連結されたタッピングアプリケータのタッピング動作を、効果的に実施することができる。
【０１１２】
＜各実施形態の利点＞
前述のように、前記各実施形態のタッピングデバイスによれば、リアルタイムの速度調節を可能にする力検出機構が用いられるため、以下の利点が得られる。
−  顔面上の様々な凹凸において均一な感覚をもたらすことができる、
−  使用者がタッピングデバイスを押しすぎたときでも、タッピング動作が止まらないようにすることができる、
−  柔らかい組織の上で、静かで穏やかな触感を与えることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  タッピングデバイス
１２  肌表面
１４  タッピングアプリケータ
１６  直流モータ
１８  カム構造体
２０  アクチュエータ
２４  圧力検出機構
２６  コントローラ
２８  連結シャフト
３０  ドーム型フレキシブルスイッチ
３２  タッチセンサアレイ
３４  外側ケース
４０  電池
１１０  タッピングデバイス
１１２  肌表面
１１４  タッピングアプリケータ
１１６  直流モータ
１１８  カム構造体
１２０  アクチュエータ
１２６  コントローラ
１２８  連結シャフト
１３４  外側ケース
１５０  ピエゾセンサ
１５２  増幅器
２１０  タッピングデバイス
２１２  肌表面
２１４  タッピングアプリケータ
２１６  直流モータ
２１８  カム構造体
２２０  アクチュエータ
２２６  コントローラ
２２８  連結シャフト
２３４  外側ケース
２６０  導電材料体
２６２  抽出器
３１８  カム構造体
３２８ａ、３２８ｂ  連結シャフト
３７０ａ、３７０ｂ  カム
３７２  出力シャフト
【図１】
2018007811.tif 000003
【図２Ａ】
2018007811.tif 000004
【図２Ｂ】
2018007811.tif 000005
【図３】
2018007811.tif 000006
【図４】
2018007811.tif 000007
【図５】
2018007811.tif 000008
【図６】
2018007811.tif 000009
【図７】
2018007811.tif 000010
【図８Ａ】
2018007811.tif 000011
【図８Ｂ】
2018007811.tif 000012
【図９】
2018007811.tif 000013
【外国語明細書】
2018007811000001.pdf