(57)【要約】【課題】システムは、ウエアラブル電子機器と、ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップと、を含む。【解決手段】ストラップは、ユーザがウエアラブル電子機器を身体の一部に装着できるように構成されている。システムは、ストラップに接続されているアクチュエータと、ウエアラブル電子機器及びアクチュエータと信号通信を行うプロセッサと、を更に含む。プロセッサは、ウエアラブル電子機器から第１の信号を受信し、第１の信号に基づいて、ストラップとウエアラブル電子機器とを互いに移動させるとともにハプティック効果をユーザに与えるために第２の信号をアクチュエータに送信するように構成されている。【選択図】図１
2017151979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエアラブル電子機器と、
前記ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップであって、前記ストラップは、ユーザが前記ウエアラブル電子機器を身体の一部に装着できるように構成されているストラップと、
前記ストラップに接続されているアクチュエータと、
前記ウエアラブル電子機器及び前記アクチュエータと信号通信を行うプロセッサであって、前記プロセッサは、前記ウエアラブル電子機器から第１の信号を受信し、前記第１の信号に基づいて、前記ストラップと前記ウエアラブル電子機器とを互いに移動させるとともにハプティック効果を前記ユーザに与えるために第２の信号を前記アクチュエータに送信するように構成されているプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記ストラップの第１の端部に動作的に接続されるモータを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記モータは、前記ストラップの第２の端部に動作的に接続される請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記ストラップの第２の端部に動作的に接続される請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記ストラップの第１の端部に動作的に接続されるリニアアクチュエータを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記ストラップの第２の端部に動作的に接続される第２のリニアアクチュエータを備える請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記アクチュエータは、スマート材料を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記スマート材料は前記ストラップに埋め込まれている請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記スマート材料は、マクロファイバーコンポジット、電気活性ポリマー、電気粘性流体及び磁気粘性流体からなる群から選択される請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ウエアラブル電子機器は、スマートウオッチである請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
ウエアラブル電子機器からの第１の信号をプロセッサによって受信することと、
前記第１の信号に基づいて第２の信号を前記プロセッサによって生成することと、
前記プロセッサによって生成された前記第２の信号をアクチュエータによって受信することと、
前記ウエアラブル電子機器のユーザにハプティック効果を与えるために、前記ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップと前記ウエアラブル電子機器とを前記アクチュエータによって互いに移動させることと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記ストラップを移動させることは、前記ストラップの第１の端部を前記アクチュエータによって移動させることを備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ストラップを移動させることは、前記ストラップの第２の端部を前記アクチュエータによって移動させることを備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ストラップの第１の端部及び前記ストラップの第２の端部を同時に移動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ストラップの第１の端部及び前記ストラップの第２の端部を独立して移動させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサによって実行するときに、
ウエアラブル電子機器からの第１の信号をプロセッサによって受信することと、
前記第１の信号に基づいて第２の信号を前記プロセッサによって生成することと、
前記プロセッサによって生成された第２の信号をアクチュエータによって受信することと、
前記ウエアラブル電子機器のユーザにハプティック効果を与えるために、前記ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップと前記ウエアラブル電子機器とを前記アクチュエータによって互いに移動させることと、
を備える方法を前記プロセッサに実行させる命令を有する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記ストラップを移動させることは、前記ストラップの第１の端部を前記アクチュエータによって移動させることを備える請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記ストラップを移動させることは、前記ストラップの第２の端部を前記アクチュエータによって移動させることを備える請求項１７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記ストラップの第１の端部及び前記ストラップの第２の端部を同時に移動させる請求項１８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記ストラップの第１の端部及び前記ストラップの第２の端部を独立して移動させる請求項１８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエアラブル電子機器のハプティックイネーブルドストラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動のようなハプティック効果を与えるウエアラブル電子機器は、典型的には、作動のために低電力を用いるとともに高周波振動触覚刺激を与える偏心モータ（ＥＲＭ）を含む。そのような機器は、ウエアラブル電子機器のユーザに対して生成することができるハプティック効果のタイプが制限されることがある。ユーザが振動触覚刺激を認識するために、ユーザの皮膚を、ＥＲＭを収容するウエアラブル電子機器のケースに接触させる必要がある。ウエアラブル電子機器が腕時計であり、腕時計のストラップが緩い場合、ユーザは、ＥＲＭによって生成された振動を認識できないことがある。さらに、振動は、ユーザに与えることができる情報が制限されることがある。例えば、単一のＥＲＭを用いる場合、ＥＲＭによって生成される振動は、ハプティック感覚を通じて方向情報を伝えることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低電力を用いながらユーザに追加の情報を伝えることができるウエアラブル電子機器のユーザに無振動ハプティク効果及び無振動ハプティック感覚を生成するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の一態様は、ウエアラブル電子機器と、ウエアラブル電子機器に動作的に接続される（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）ストラップと、を含むシステムを提供する。ストラップは、ユーザがウエアラブル電子機器を身体の一部に装着できるように構成されている。システムは、ストラップに接続されているアクチュエータと、ウエアラブル電子機器及びアクチュエータと信号通信を行うプロセッサと、を更に含む。プロセッサは、ウエアラブル電子機器から第１の信号を受信し、第１の信号に基づいて、ストラップとウエアラブル電子機器とを互いに移動させるとともにハプティック効果をユーザに与えるために第２の信号をアクチュエータに送信するように構成されている。
【０００５】
一実施の形態において、アクチュエータは、ストラップの第１の端部に動作的に接続されるモータを備える。
【０００６】
一実施の形態において、モータは、ストラップの第２の端部に動作的に接続される。
【０００７】
一実施の形態において、アクチュエータは、ストラップの第２の端部に動作的に接続される。
【０００８】
一実施の形態において、アクチュエータは、ストラップの第１の端部に動作的に接続されるリニアアクチュエータを備える。
【０００９】
一実施の形態において、アクチュエータは、ストラップの第２の端部に動作的に接続される第２のリニアアクチュエータを備える。
【００１０】
一実施の形態において、アクチュエータは、スマート材料を含む。
【００１１】
一実施の形態において、スマート材料は前記ストラップに埋め込まれている。
【００１２】
一実施の形態において、スマート材料は、マクロファイバーコンポジット、電気活性ポリマー、電気粘性流体及び磁気粘性流体からなる群から選択される。
【００１３】
一実施の形態において、ウエアラブル電子機器は、スマートウオッチである。
【００１４】
本発明の一態様は、ウエアラブル電子機器からの第１の信号をプロセッサによって受信することと、第１の信号に基づいて第２の信号をプロセッサによって生成することと、プロセッサによって生成された第２の信号をアクチュエータによって受信することと、ウエアラブル電子機器のユーザにハプティック効果を与えるために、ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップとウエアラブル電子機器とをアクチュエータによって互いに移動させることと、を備える方法を提供する。
【００１５】
一実施の形態において、ストラップを移動させることは、ストラップの第１の端部を前記アクチュエータによって移動させることを備える。一実施の形態において、ストラップを移動させることは、ストラップの第２の端部をアクチュエータによって移動させることを備える。
【００１６】
一実施の形態において、ストラップの第１の端部及びストラップの第２の端部を同時に移動させる。
【００１７】
一実施の形態において、ストラップの第１の端部及びストラップの第２の端部を独立して移動させる。
【００１８】
本発明の一態様は、プロセッサによって実行するときに、ウエアラブル電子機器からの第１の信号をプロセッサによって受信することと、第１の信号に基づいて第２の信号をプロセッサによって生成することと、プロセッサによって生成された第２の信号をアクチュエータによって受信することと、ウエアラブル電子機器のユーザにハプティック効果を与えるために、ウエアラブル電子機器に動作的に接続されるストラップとウエアラブル電子機器とをアクチュエータによって互いに移動させることと、を備える方法を前記プロセッサに実行させる命令を有する非一時的なコンピュータ可読媒体を提供する。
【００１９】
本発明のこれらの態様、特徴及び特性及び他の態様、特徴及び特性、動作の方法、構造の関連の素子の機能並びに製造のパーツ及び経済性の組合せは、添付図面を参照した以下の記載及び特許請求の範囲を考慮した上で更に明らかになり、これらの全ては、本明細書の一部を形成する。しかしながら、図面は説明のために記載したものであり、発明を限定することを意図するものではないことを明確に理解すべきである。明細書及び特許請求の範囲で用いられるように、「一つ」（“ａ”，“ａｎ”）及び「その」（“ｔｈｅ”）の単数形は、文脈で明確に定めない限り複数の指示対象を含む。
【００２０】
以下の図面の構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するために示したものであり、必ずしも寸法通りではない。対応する構成要素を示す参照記号を、一貫性及び明瞭のために図面全体に亘って必要に応じて繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態によるシステムを図式的に示す。
【図２】図１のシステムの実施の形態の概略的な上面図である。
【図３】ウエアラブル電子機器が取り除かれた図２のシステムの実施の形態の概略的な上面図である。
【図４Ａ】図３のシステムのハウジング内のアクチュエータの実施の形態の更に詳細な概略図である。
【図４Ｂ】図３のシステムのハウジング内のアクチュエータの実施の形態の更に詳細な概略図である。
【図４Ｃ】図３のシステムのハウジング内のアクチュエータの実施の形態の更に詳細な概略図である。
【図５】図４ＡのラインＶ−Ｖに沿った線形的な断面図である。
【図６】図１のアクチュエータの一実施の形態の詳細な概略図である。
【図７】図１のアクチュエータの一実施の形態の詳細な概略図である。
【図８】図１のアクチュエータの一実施の形態の詳細な概略図である。
【図９】図１のプロセッサの一実施の形態を図式的に示す。
【図１０】図１のシステムの実施の形態の概略的な上面図である。
【図１１】ウエアラブル電子機器が取り除かれた図１０のシステムの概略的な上面図である。
【図１２】図１１のラインＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図である。
【図１３】第１の位置のシステムのストラップを有する図１０のシステムの線形的な側面図である。
【図１４】第２の位置のシステムのストラップを有する図１３のシステムの線形的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態によるユーザの身体の一部に装着されるように構成されているシステム１００を図式的に示す。図示したように、システム１００は、ウエアラブル電子機器１１０と、ウエアラブル電子機器１１０をシステム１００のユーザによって装着できるようにするためにウエアラブル電子機器１１０に動作的に接続されるストラップ１２０と、を含む。システム１００は、ストラップ１２０に動作的に接続されるアクチュエータ１３０と、アクチュエータ１３０及びウエアラブル電子機器１１０と信号通信を行うプロセッサ１４０と、アクチュエータ１３０及びプロセッサ１４０に給電を行うように構成されている電源１５０と、を更に有する。電源１５０は、図１に破線で示すようにウエアラブル電子機器１１０に給電するように構成してもよい。
【００２３】
ウエアラブル電子機器１１０を、スマートウオッチ、フィットネストラッカー又はストラップ１２０を介してウエアラブル電子機器１１０のユーザによって装着されるように構成されている他の任意の電子機器としてもよい。図示した実施の形態において、ウエアラブル電子機器１１０は、ユーザによって手首又は腕に装着されるように構成されているスマートウオッチである。一実施の形態において、プロセッサ１４０及び電源１５０を、ウエアラブル電子機器１１０の一部としてもよい。一実施の形態において、アクチュエータ１３０を、ウエアラブル電子機器１１０の一部としてもよい。
【００２４】
バス及び／又は通信ネットワークを、システム１００の種々の構成要素の間の信号通信及び他の通信ネットワークを介した遠隔コンピュータ又はサーバからの情報へのアクセスを可能にするように構成してもよい。通信ネットワークは、無線通信ネットワーク、インターネット、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）等の一つ以上を含んでもよい。通信ネットワークは、ローカルラジオ周波数、セルラー（ＧＰＲＳ，ＣＤＭＡ，ＧＳＭ（登録商標），２．５Ｇ，３Ｇ，４Ｇ  ＬＴＥ等）、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）及び／又は他のアドホック／メッシュ無線ネットワーク技術等を含んでもよい。
【００２５】
図２に示すように、ウエアラブル電子機器１１０は、ウエアラブル電子機器１１０の電子部品を保持するように構成されているハウジング１１２を含む。ウエアラブル電子機器１１０は、一部の実施の形態において、ウエアラブル電子機器１１０のディスプレイ１１４を支持してもよく、他の実施の形態において、ウエアラブル電子機器１１０を、ディスプレイのないリストバンド又はブレスレットとしてもよい。図示した実施の形態において、システム１００は、ウエアラブル電子機器１１０を保持するように構成されている個別のハウジング１６０を含む。一実施の形態において、個別のハウジング１６０を必要としなくてもよく、ウエアラブル電子機器１１０のハウジング１１２を、システム１００内の唯一のハウジングとしてもよい。図示した実施の形態は、本発明の他の実施の形態において限定されることを全く意図せず、システム１００を、指、銅、脚、頭等のようなユーザの身体の他の部分に装着するように構成してもよい。
【００２６】
ストラップ１２０は、ハウジング１６０を介してウエアラブル電子機器１１０に動作的に接続される。図示した実施の形態において、ストラップ１２０は、ウエアラブル電子機器１１０のある部分に動作的に接続される第１のパーツ１２３を有する第１の部分１２３と、ウエアラブル電子機器１１０の他の部分に動作的に接続される第２の端部１２５を有する第２のパーツ１２４と、を含む。一実施の形態において、ストラップ１２０を、一端に第１の端部１２３を有するとともに他端に第２の端部１２５を有する単一のピースとしてもよい。図示した実施の形態は、限定されることを全く意図しない。図２に示すように、ストラップ１２０は、通常の腕時計又はベルトに用いられる二つのピースのストラップに普通にあるように、第１の端部１２３の反対側で第１のパーツ１２２に接続されているバックル１２６と、第１のパーツ１２２を第２のパーツ１２４に接続できるように第２のパーツ１２４に設けられた二つの孔と、を有する。
【００２７】
図３は、ウエアラブル電子機器１１０を取り除いた図２のシステム１００を示す。図示したように、アクチュエータ１３０は、ハウジング１６０によって支持されており、ストラップ１２０に接続されている。図４Ａは、ハウジング１６０のアクチュエータ１３０の更に詳細な図である。ハウジング１６０は、第１の端部１２３及び第２の端部１２５によって保持される一対のピン１２８を介してストラップ１２０の第１のパーツ１２２の第１の端部１２３及びストラップ１２０の第２のパーツ１２４の第２の端部１２５を支持するように構成されている複数のホルダ１６２又は取付構造を含む。図５に示すように、複数のホルダ１６２の各々は、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２の第１の端部１２３及びストラップ１２０の第２のパーツ１２４の第２の端部１２５がハウジング１６０に配置されたときにストラップ１２０がピン１２８を介して各端部１２３，１２５でハウジング１６０に動作的に接続されるようにピン１２８の各々の一端を受け入れるように構成されているスロットの形態とすることができるガイド１６４を含む。一部の実施の形態において、ガイド１６４を、図５に示すように略線形にしてもよい。（図示しない）他の実施の形態において、ガイド１６４を湾曲形状（例えば、アーチ形状）にしてもよい。ストラップ１２０の各端部１２３，１２５を、ガイド１６４におけるピン１２８の動きによりハウジング１６０に対してスライドすることができる。ガイド１６４の長さは、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２及び第２のパーツ１２４の動きの範囲を決定する。一実施の形態において、各ガイド１３４の長さを最大で約１０ｍｍにしてもよい。
【００２８】
図４Ａに示すように、アクチュエータ１３０は、マウント１３３を介してハウジング１６０に接続されている直流モータのようなモータ１３２を含む。円筒ギアボックスの形状の第１のトランスミッション部１３４は、モータ１３２の軸に取り付けられ、モータ１３２が起動されたときに回転し、モータ１３２の軸は、図３の２方向矢印によって示すように第１の方向又は第２の方向に回転する。モータ１３２を第１のトランスミッション部１３４の内側に取り付けてもよい。図示したように、第２のトランスミッション部１３６は、ストラップ１２０の第１の端部１２３に接続されており、第３のトランスミッション部１３７は、ストラップの第２の端部１２５に接続されている。
【００２９】
一部の実施の形態において、第２のトランスミッション部１３６の他の部分を、第２のトランスミッション部１３６とホルダ１６２の二つとの間に配置されている二つの弾性部材１３９を介してハウジング１６０に動作的に接続してもよい。各弾性部材１３９を、伸縮ばね又は伸縮ばねとして作用する他のタイプの機構としてもよい。同様に、図４Ａに示すように、第３のトランスミッション部１３７の他の部分は、これらの実施の形態において、第３のトランスミッション部１３７とホルダ１６２の二つとの間に配置されている二つの弾性部材を介してハウジング１６０に動作的に接続されてもよい。他の実施の形態において、図４Ｂに示すように、第２のトランスミッション部１３６は、弾性部材１６３ａを介して中央領域からハウジング１６０のアンカー部１６５ａに動作的に接続されてもよい。同様に、図４Ｂに示すように、第３のトランスミッション部１３７は、これらの後者の実施の形態において、弾性部材１６３ｂを介して中央領域からアンカー部１６５ｂに動作的に接続されてもよい。他の実施の形態において、図４Ｃに示すように、第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３７は、二つの弾性部材１６３ｃ−ｆを介して側部領域からハウジング１６０の二つのアンカー部１６５ｃ−ｆにそれぞれ動作的に接続されてもよい。各弾性部材１６３を、圧縮ばね又は圧縮ばねとして作用する他のタイプの機構としてもよい。
【００３０】
第１のトランスミッション部１３４は、第１のトランスミッション部１３４の外面のらせん状のガイドに巻き付けることができる細くて丈夫なワイヤ（例えば、釣り糸又は鋼線）のようなケーブル１３８を介して第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３８の各々に接続されている。モータ１３２が起動されて第１のトランスミッション部１３４を第１の方向に回転させるとき、ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１３５は、第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３７を介して互いに向かうように動く。第１のトランスミッション部１３４が回転すると、ケーブル１３８は、第１のトランスミッション部１３４に巻き付けられ、これによって、第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３８の各々を第１のトランスミッション部１３４に向かうように動かし、ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５を互いに向かうように動かす。モータ１３２がもはや起動されないとき、すなわち、オフに切り替えられたとき、弾性部材１３９は、第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３７を各々の初期（静止）位置に押し戻し、第１のトランスミッション部１３４は、回転して初期（静止）位置に戻り、ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５を初期位置に戻すように動かす。図３の２方向実線矢印ＬＭで示すようなストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５の動きの結果、ユーザは、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２及び第２のパーツ１２４の皮膚へのこすり付けすなわちハプティック効果を感じることができる。換言すれば、モータ１３２によって生成される第１のトランスミッション部１３４の回転運動ＲＭは、ハプティック効果としてユーザによって感じられるストラップ１２０の第１のパーツ１２２及び第２のパーツ１２４の直線運動ＬＭに変換される。
【００３１】
図６は、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２及び第２のパーツ１２４を互いに独立して動かせるようにするためにストラップ１２０の端部１２３，１２５の各々に対して設けられた一つのモータ及び一つの第１のトランスミッション部を有する二つのモータ２３２，２３３及び二つの第１のトランスミッション部２３４，２３５を含むシステムのアクチュエータ２３０の実施の形態を示す。そのような独立した制御によって、方向情報をユーザに伝えることができる。例えば、第２のトランスミッション部１３６を押す又は引くために第１のトランスミッション部２３４を回転させるモータ２３２のようなモータの一つのみを起動させることによって、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２の第１の端部１２３のみが動き、ユーザは、ストラップ１２０の第１のパーツ１２２に関連した側から押される又は引かれるように感じることができる、したがって、運動の方向の動きを感じることができる。
【００３２】
一実施の形態において、第１のトランスミッション部１３４、第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３７を、一端でストラップ１２０の各端部１２３，１２５に固定されるとともに他端でモータ１３２の軸に固定されているコイル形状のワイヤを含む単一のトランスミッションシステムに置換してもよい。軸の回転によってワイヤを一方向に捻じると、ワイヤが収縮／後退し、その結果、ストラップ１２０の各端部１２３，１２５が引っ張られる。ワイヤを他の方向に捻じると、ワイヤが緩み、ストラップ１２０の各端部１２３，１２５を初期位置に押し戻すことができる。機構に弾性部材を追加することによって、ストラップ１２０の各端部１２３，１２５を押し戻すときにコイル状のワイヤの負荷を低減するのを助ける。
【００３３】
一実施の形態において、一対のギアモータは、ハウジング１６０に取り付けられてもよく、ストラップの各パーツ１２２，１２４をシリンダー形のトランスミッション機構を介して直接ギアモータに巻き取ることができるようにストラップの端部１２３，１２５をそれぞれ受け入れるように構成されてもよい。
【００３４】
図７は、リニアアクチュエータ３３２の二つの脚部を後退／延長することによって第２のトランスミッション部１３６及び第３のトランスミッション部１３７を介して直接ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５をそれぞれ引く／押すように構成されているリニアアクチュエータ３３２を含むシステムのアクチュエータ３３０の一実施の形態を示す。図示しない他の実施の形態において、リニアアクチュエータ３３２を、二つの脚部ではなく一つの脚部のみを有するように構成してもよい。そのような実施の形態において、リニアアクチュエータ３３２は、第２のトランスミッション部１３６と第３のトランスミッション部１３７の一方を介してストラップ１２０の第１の端部１２３と第２の端部１２５の一方を引く／押すようにしてもよい。例えば、そのような実施の形態において、アクチュエータ３３２が端部の一方を引く場合、これによって他方の端部が押し出される。
【００３５】
図８は、ストラップ１２０の各端部１２３，１２５に対して一つのリニアアクチュエータ４３２，４３３を有する二つのアクチュエータ４３２，４３３を含むシステムのアクチュエータ４３０の一実施の形態を示す。図８に示す実施の形態は、方向性のハプティック効果をユーザに与えることができるようにするためにストラップ１２０の第１のパーツ１２２及びストラップ１２０の第２のパーツ１２４を独立して制御できる点で図６に示す実施の形態と似ている。一実施の形態において、弾性部材１３９を、ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５を初期位置に戻すように動かすときに（一つ以上の）リニアアクチュエータ３３２，４３２，４３３の負荷を減少させるのに役立てるのに用いてもよい。ストラップ１２０の第１の端部１２３及び第２の端部１２５の動作の範囲を、リニアアクチュエータ３３２，４３２，４３３のストロークの長さによって決定することができる。図７及び図８に示す実施の形態において、弾性部材１３９を含まなくてもよく、リニアアクチュエータ３３２，４３２，４３３は、ストラップの第１の端部１２３及び第２の端部１２５の位置を制御してもよい。図示した実施の形態は、限定することを全く意図しない。
【００３６】
プロセッサ１４０を、ウエアラブル電子機器１１０の一部又はハウジング１６０に取り付けられる個別のプロセッサとしてもよい。プロセッサ１４０は、（一つ以上の）モータ１３２，２３２，２３３及び（一つ以上の）リニアアクチュエータ３３２，４３２，４３３の速度及び方向を制御するためにアクチュエータ１３０，２３０，３３０，４３０に信号を送信するプログラムを実行するように構成される。プロセッサ１４０を、システム１００の動作及び機能を管理又は制御する汎用又は専用プロセッサ又はマイクロコントローラとしてもよい。例えば、プロセッサ１４０を、ユーザにハプティックフィードバック又はハプティック効果を与えるようにアクチュエータ１３０，２３０，３３０，４３０に対する出力信号を制御する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として特別に設計してもよい。プロセッサ１４０を、予め規定された要因に基づいて、プロセッサ１４０によって受信又は決定したハプティック制御信号に基づいてどのようなハプティックフィードバック又は効果が生成されるか、ハプティック効果が生成される順序並びにハプティック効果の大きさ、周波数、持続時間及び／又は他のパラメータを決定するように構成してもよい。プロセッサ１４０を、特定のハプティック効果を与えるためにアクチュエータ１３０，２３０，３３０，４３０を駆動するのに用いることができるストリーミングコマンドを供給するように構成してもよい。上述したように、プロセッサ１４０を、ウエアラブル電子機器１１０の一部又はウエアラブル電子機器１１０から分離されるとともにハウジング１６０に取り付けられるものとしてもよい。一部の実施の形態において、各々がシステム１００内の所定の機能を実行するように構成されている二つ以上のプロセッサをシステム１００に含めてもよい。
【００３７】
図９は、プロセッサ１４０の一実施の形態の詳細を図式的に示す。プロセッサ１４０を、一つ以上のコンピュータモジュールを実行するように構成してもよい。一つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、入力モジュール１４２、決定モジュール１４４、アクチュエータ制御モジュール１４６及び／又は他のモジュールの一つ以上を含んでもよい。プロセッサ１４０は、電子記憶装置１４８又は（非一時的なコンピュータ可読媒体とも称する）記憶装置も含んでもよい。プロセッサ１４０を、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、これらの組合せ及び／又はプロセッサ１４０のプロセスケイパビリティを構成する他の機構によってモジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６を実行するように構成してもよい。非一時的なコンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行するときに本発明の一実施の形態による方法をプロセッサに実行させる命令を有してもよい。
【００３８】
モジュール１４２、モジュール１４４及びモジュール１４６を単一の処理部内の同一場所に配置されているものとして図９に示すが、当然のことながら、システムが複数のプロセッサを含む実施の形態において、モジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６の一つ以上を他のモジュールから離間して配置してもよい。後に説明するモジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６によって提供される機能の説明は、例示であり、限定することを意図するものではなく、モジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６のいずれかは、説明した機能より多い又は少ない機能を提供してもよい。例えば、モジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６の一つ以上を取り除いてもよく、その機能の一部又は全てを、モジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６のそれ以外のものによって提供してもよい。他の例として、プロセッサ１４０を、モジュール１４２、モジュール１４４及び／又はモジュール１４６の一つによる機能の一部又は全てを実行することができる一つ以上の追加のモジュールを実行するように構成してもよい。
【００３９】
入力モジュール１４２は、ウエアラブル電子機器１１０及び／又はリモートコンピュータ、サーバ、スマートホン、ＧＰＳ機器等のようなシステム１００の外部の電子機器からの入力信号を受信するように構成又はプログラムされている。入力信号は、電子メール又はテキストメッセージの受信のようなイベントに関する情報、又は、例えば、変更の必要がある方向を表すＧＰＳ機器からのコマンドを伝える。
【００４０】
決定モジュール１４４は、入力モジュール１４２から受信した信号に従ってどのタイプの動作をシステム１００によって取り出すか及びどのタイプのハプティックフィードバックをアクチュエータ１３０によって生成すべきかを決定する。決定モジュール１４４を、決定モジュール１４４が対応する出力を決定できるようにするために入力信号及びシステム１００で利用できるとともにハプティック効果に対応する機能情報のライブラリによってプログラムしてもよい。決定モジュール１４４は、適切なハプティック効果をユーザに与えることができるようにするために信号をアクチュエータ制御モジュール１４６に出力してもよい。例えば、ウエアラブル電子機器１１０は、受信した新たなテキストメッセージ又は電子メールの受信に応答した通知を生成してもよく、ハプティック効果は、通知に対応してもよい。
【００４１】
アクチュエータ制御モジュール１４６は、決定モジュール１４４によって生成された信号に基づいて、アクチュエータ１３０に出力するハプティック制御信号を決定するように構成又はプログラムされる。ハプティック制御信号を決定することは、ユーザに所望の効果を与えるためにアクチュエータ１４０によって生成されるハプティックフィードバックの大きさ、持続時間、周波数等を含む一つ以上のパラメータをシステム１００の全ての入力に基づいて決定することを含む。所望の効果は、種々のパターン及び速度でのユーザの皮膚に対するストラップ１２０を押し付け及び引っ張り（こすり付け）を含んでもよい。ストラップの端部１２３，１２５の動きの速度、大きさ及び方向を独立して制御することによって、異なるように認識される効果を通じて種々のメッセージを伝えるために種々の方向性の効果及びパターンを作成してもよい。
【００４２】
電源１５０を、アクチュエータ１３０及びプロセッサ１４０を起動することができる任意の適切な電源としてもよい。アクチュエータ１３０の設計は、低電力消費を有するように意図したものである。
【００４３】
本発明の実施の形態の実現において、システム１００のユーザは、ユーザの手首のウエアラブル電子機器１１０に無線接続されるユーザの電話のメッセージを受信してもよい。システム１００は、例えば、ストラップ１２０の第１の端部１２３及び／又は第２の端部１２５を連続して３回迅速に押し付ける／引っ張ることによってユーザにハプティック通知を行ってもよい。
【００４４】
本発明の実施の形態の実現において、システム１００のユーザは、ユーザのスマートウオッチのマップを用いて新たなアドレスを見つけることを試みてもよい。システム１００のストラップ１２０は、ユーザが歩行中にアドレスを見つけるためにスマートホンを連続して見る必要がなくなるようにユーザの皮膚にこすり付けを行うことによってユーザを右方向又は左方向に案内してもよい。
【００４５】
種々のハプティック経験（すなわち、スクイージング及びこすり付け）を（一つ以上の）アクチュエータの速度及び方向を変更することによって伝えてもよい。スクイーズ効果を、ストラップ１２０のほとんどをユーザの手首の皮膚に接触させるようなストラップ１２０の周辺の大きな減少によって規定してもよい。手首の皮膚に対するストラップ１２０の接触領域を（例えば１００ミリ秒を超える）比較的長い時間に亘って皮膚に接触したままにする必要がある。スクイーズは、例えば、５Ｈｚより大きい周波数で伝えられない。アクチュエータ制御に関しては、スクイーズは、ユーザをイライラさせる又は不快にさせることなくストラップ１２０を指定された接触時間（すなわち１００ミリ秒）に亘ってストラップ１２０をしっかりと抑え付けるためにできるだけきつくストラップ１２０の両方の端部１２３，１２５を引っ張るアクチュエータを有する必要がある。
【００４６】
ストラップのこすり付け経験を、スクイーズ効果の経験より小さい周辺の減少及びストラップ１２０のパーツ１２２，１２４と手首との間の前後の高速な接触領域の動きによって規定してもよい。これを、押し付け方向及び引っ張り方向におけるストラップの端部１２３，１２５の高速かつ小さい変位によって実現してもよい。例えば、アクチュエータの（一つ以上の）モータ１３２，２３２，２３３を、ストラップ１２０のパーツ１２２，１２４の押し付け動作及び引っ張り動作に交互に変換する時計回りの回転及び反時計回りの回転を交互に行うために非常に短い期間（例えば、２０ミリ秒）に亘って起動してもよい。こすり付けのハプティック感覚をスクイージングのハプティック感覚の周波数より高い周波数（例えば、２０Ｈｚ）で伝えてもよい。
【００４７】
スクイーズのハプティック感覚及びこすり付けのハプティック感覚を互いに生成してもよい。例えば、ストラップ１２０がユーザにしっかりと装着されている場合、ラビングの感覚は、軽くて短いスクイーズを生成してもよく、スクイーズの感覚は、更に低速であるとともに更に大きい接触領域を有するこすり付け効果を生成してもよい。
【００４８】
図１０〜１３は、本発明の実施の形態によるシステム１１００を示す。図示したように、システム１１００は、ハウジング１１６０によって保持されているウエアラブル電子機器１１０と、ストラップ１１２０と、を含む。ストラップ１２０は、ハウジング１１６０を介してウエアラブル電子機器１１０に動作的に接続されている。図示した実施の形態において、ストラップ１１２０は、ウエアラブル電子機器１１０のある部分に動作的に接続される第１の端部１１２３を有する第１のパーツ１１２２と、ウエアラブル電子機器１１０の他の部分に動作的に接続される第２の端部１１２５を有する第２のパーツ１１２４と、を含む。一実施の形態において、ストラップ１１２０を、一端に第１の端部１１２３を有するとともに他端に第２の端部１１２５を有する単一のピースとしてもよい。図示した実施の形態は、限定することを全く意図しない。図１０及び図１１に示すように、ストラップ１２０は、通常の腕時計又はベルトに用いられる二つのピースのストラップに普通にあるように、第１の端部１１２３の反対側で第１のパーツ１２２２に接続されているバックル１１２６と、第１のパーツ１１２２を第２のパーツ１１２４に接続できるように第２のパーツ１１２４に設けられた複数の孔１１２７と、を有する。
【００４９】
図示した実施の形態において、ストラップ１１２０の第１のパーツ１１２２は、第１のアクチュエータ１１３０を含み、ストラップ１１２０の第２のパーツ１１２４は、第２のアクチュエータ１１３２を含む。アクチュエータ１１３０，１１３２の各々を、ストラップ１１２０の各パーツ１１２２，１１２４にはめ込んでもよい又はストラップ１１２０の外面に取り付けてもよい。図示した実施の形態において、アクチュエータ１１３０，１１３２の各々は、ストラップ１１２０の各パーツ１１２２，１１２４にはめ込まれている。図１２は、図１１のラインＸＩＩ−ＸＩＩに沿ったストラップ１１２０の第１のパーツ１１２２の断面図である。図示したように、ストラップの第１のパーツ１１２２は、アクチュエータ１１３０を保持するキャビティ１１３１を含む。アクチュエータ１１３０，１１３２は、システム１１１０のハウジング１１６０内に配置されている電源１１５０によって正電圧又は負電圧がアクチュエータ１１３０，１１３２に印加されるときに変形するように構成されている。一実施の形態において、アクチュエータ１１３０，１１３２は、マクロファイバーコンポジット（ＭＦＣ）、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）、電気粘性流体（ＥＲＦ）及び磁気粘性流体（ＭＲＦ）のようないわゆる「スマート材料」を含む。しかしながら、当然のことながら、任意のタイプのハプティックアクチュエータを本発明の他の実施の形態で用いてもよい。例えば、一実施の形態において、コインＥＲＭ（偏心）モータ、圧電アクチュエータ又はＥＡＰ（電気活性高分子）アクチュエータのような共振モードの振動モータをアクチュエータ１１３０及び／又はアクチュエータ１１３２に用いることもできる。
【００５０】
マクロファイバーコンポジット及び電気活性ポリマーをキャビティ１１３１の表面にエポキシ樹脂で接着することができるように又は電気粘性流体及び磁気粘性流体を漏れることなくキャビティ１１３１内に含めることができるようにキャビティ１１３１を設計してもよい。一実施の形態において、スマート材料が埋め込まれるストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４を、固体ピースとして３Ｄプリンタで製造してもよい。当然のことながら、他の実施の形態において、システム１１１０を、ディスプレイのないリストバンド又はブレスレットとしてもよい。
【００５１】
一実施の形態において、マクロファイバーコンポジットでできているパッチをストラップ１１２０の内面（すなわちユーザの皮膚に接触する面）又は外面に密着させてもよい。正電圧又は負電圧がマクロファイバーコンポジットパッチに印加されると、パッチが伸び又は縮み、その結果、ストラップ１１２０は、一方の方向又は他方の方向に曲がる。例えば、図１３は、静止位置又は初期位置にあるシステム１１００の側面図である。ストラップ１１２０の第１のパーツ１１２２及び第２のパーツ１１２４の各々に配置されているマクロファイバーコンポジットパッチに電圧が印加されると、パッチは、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４の長さ方向に沿って縮み、これによって、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４は、図１４に示すように曲げられる。ストラップ１１２０がユーザの皮膚に密着しているので、ストラップの動きは、駆動周波数、パッチのサイズ及びパッチの位置に応じてタップ（ｔａｐ）又はシアー（ｓｈｅａｒ）の形態でユーザによって感じられる。
【００５２】
一実施の形態において、キャビティ１１３１の内部に埋め込まれているマクロファイバーコンポジットによって作られたパッチを、コンプライアントメンブレン（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）によってカバーするとともに片側のみから接地してもよい。駆動の際に、マクロファイバーコンポジットパッチを、皮膚に接触するメンブレンを押す片側から自由に曲げることができ、これによって、二つのパッチが手首の両側から同時に駆動される場合にタッピング（ｔａｐｐｉｎｇ）／ポーキング（ｐｏｋｉｎｇ）効果又はスクイーズを感じる。
【００５３】
マクロファイバーコンポジットパッチの位置及びサイズに応じて、種々のタイプの効果を作ってもよい。例えば、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４を大きくカバーする大きい曲線的なマクロファイバーコンポジットパッチは、スクイーズ効果を生成することができる。ハウジング１１６０に近接するように埋め込まれている小さいマクロファイバーコンポジットパッチによって、ストラップ１１２０は、膨張／収縮するように動作／シアー／タップを行う。バックル１１２６に近接して配置されているマクロファイバーコンポジットパッチによってバックル１１２６が動き、その結果、ユーザの皮膚に接触する。
【００５４】
（例えば５０Ｈｚを超える）高周波信号で（一つ以上の）アクチュエータ１１３０，１１３２を駆動することによってユーザの手首に振動効果を生じさせてもよい。一実施の形態において、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４は、ハプティック効果を与えるために振動してもよい。一実施の形態において、ハウジング１１６０は、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４の振動の結果として振動してもよい。一実施の形態において、ハウジング１１６０をストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４から分離してもよく、ストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４を、異なる通知／メッセージをユーザに伝えるために独立して振動させてもよい。
【００５５】
一実施の形態において、マクロファイバーコンポジットパッチを、ストラップ１１２０が図１４に示す位置のようなアクチュエータ１１３０の曲げの動きに従うように電圧を電源１１５０によって印加したときに曲がることができる電気活性ポリマーアクチュエータに置換してもよい。マクロファイバーコンポジットパッチを含むアクチュエータ１１３０の上述した実施の形態の全てを、電気活性ポリマーアクチュエータを用いて再現することができる。
【００５６】
一実施の形態において、電気粘性流体又は磁気粘性流体をキャビティ１１３１内に含めるとともにストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４の内部に埋め込んでもよい。これらのタイプのスマート材料は、ばねとしての役割を果たすことができ、剛性を、スマート材料に電圧を印加することによって変えることができる。応力を受けて所望の形態にする、例えば、曲げて手首に巻き付けることによって、伸びてストラップ１１２０を整えるスマート材料のようにスマート材料の剛性の変化によって形状の変化が生じる。スマート材料を駆動及び制御することによって、種々のハプティック感覚を作ることができる。
【００５７】
個別のアクチュエータ１１３０，１１３２をストラップ１１２０の各パーツ１１２２，１１２４に設けることによって、方向性をハプティック効果に与えることができるようにストラップ１１２０の第１のパーツ１１２２及び第２のパーツ１１２４を独立して駆動することができる。さらに、種々のメッセージ又は通知を、一度にストラップ１１２０の一つのパーツのみを駆動することによって又は上述したプロセッサ１４０と同一の形態を有してもよいプロセッサ１１４０によって決定されるような特定のパターンでストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４を動かすことによってユーザに与えてもよい。追加の異なるハプティック感覚を与えるためにストラップ１１２０のパーツ１１２２，１１２４の動きによってハウジング１１６０の動きを引き起こしてもよい。上述したように、ストラップのアクチュエータの位置に応じて種々の通知に変換することができる種々のハプティック感覚を伝えてもよい。
【００５８】
上述した本発明の実施の形態の実現において、ウエアラブルスマートウオッチは、ハプティックイネーブルドストラップを含んでもよい。テキストメッセージ又は電子メールメッセージがウエアラブルスマートウオッチによって受信されると、ストラップは、テキストメッセージ又は電子メールメッセージを受信したことをユーザに通知するために変形を開始するとともにハプティック効果をユーザの手首に加えてもよい。ユーザがテキストメッセージと電子メールメッセージとの区別を行うことができるようにするために異なる効果を生成することができる。
【００５９】
ここで説明した実施の形態は、複数のあり得る実現及び例を表し、必ずしも本開示を任意の特定の実施の形態に限定することを意図しない。当業者によって理解できるように種々の変形をこれらの実施の形態に対して行うことができる。そのような任意の変形は、本開示の精神及び範囲に含まれるとともに特許請求の範囲によって保護されることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017151979.tif 000015
【図１２】
2017151979.tif 000016
【図１３】
2017151979.tif 000017
【図１４】
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【外国語明細書】
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