(57)【要約】      （修正有）【課題】動作時にノイズ及び振動を生成する電子モータを有する電動工具のような触覚ノイズを生成する装置のための触覚フィードバックを提供する。【解決手段】装置の環境条件は、装置が動作され、触覚ノイズを生成している際に検知され、装置の触覚ノイズ特徴は、決定される。環境条件及び触覚ノイズ特徴に基づく触覚駆動信号は、生成され、装置と関連付けられる触覚出力装置に印加される。【選択図】図１
2017059209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚効果を生成する方法であって、
装置の環境条件を検知するステップと、
前記装置の触覚ノイズ特徴を決定するステップと、
前記環境条件及び前記装置の触覚ノイズ特徴に基づいて触覚駆動信号を生成するステップと、
前記触覚駆動信号を、前記装置と関連付けられた触覚出力装置に印加するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記装置は、モータを有する電動工具であり、前記触覚ノイズは、前記モータにより生成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記触覚駆動信号は、触覚信号であり、前記触覚出力装置は、前記モータとは異なっている請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記触覚出力装置は、前記電動工具上又は前記電動工具内に配置される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記触覚出力装置は、前記電動工具から離れて配置される請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記触覚出力装置は、ウェアラブルデバイス上に配置される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ウェアラブルデバイスが利き手又は非利き手に身に付けられるように設定されているかを示す手の指示設定を受信するステップを更に備え、前記触覚駆動信号は、前記手の指示設定に基づいて更に生成される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記触覚出力装置は、前記触覚ノイズ特徴を変更する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記触覚出力装置は、触覚ノイズのソースに対応し、前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズのソースへの電気又は制御入力を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記触覚出力装置は、緩衝材に対応し、
前記変更するステップは、前記装置の少なくとも１つの触覚ノイズ特性を変えることを含み、前記少なくとも１つの触覚ノイズ特性は、前記触覚ノイズの周波数又は前記触覚ノイズの強度の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズと関連付けられた知覚の閾値、注意の打破の閾値又は痛覚の閾値に基づいて生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記触覚ノイズ特徴は、強度レベル又は周波数の少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記触覚ノイズ特徴は、代用センサ値に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記触覚ノイズは、別の装置又は物体と相互作用する前記装置により生成される請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記装置は、スポーツ用具である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
触覚効果を生成するシステムであって、
装置の環境条件を検知するように構成されるセンサと、
前記装置の触覚ノイズ特徴を決定するように構成されるセンサと、
前記環境条件及び前記装置の前記触覚ノイズ特徴に基づいて触覚駆動信号を提供するように構成される触覚信号駆動回路と、
前記装置と関連付けられ、かつ前記触覚駆動信号を触覚出力装置に印加するように構成される触覚出力装置と、
を備えるシステム。
【請求項１７】
前記装置は、モータを有する電動工具であり、前記触覚ノイズは、前記モータにより生成される請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記触覚出力装置は、前記モータとは異なっている請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記触覚出力装置は、前記電動工具上又は前記電動工具内に配置される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
リモート装置を更に備え、前記触覚出力装置は、前記リモート装置に配置される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記リモート装置が利き手又は非利き手に身に付けられるように設定されるかを示す手の指示設定を受信するように構成される手の指示モジュールを更に備え、前記触覚駆動信号は、前記手の指示設定に基づいて更に提供される請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記触覚出力装置は、触覚ノイズのソースに対応し、前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズのソースへの電気又は制御入力を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項２３】
前記触覚出力装置は、緩衝材に対応し、前記触覚ノイズ特徴を変更することは、前記装置の少なくとも１つの触覚ノイズ特徴を変えることを含み、前記少なくとも１つの触覚ノイズ特徴は、前記触覚ノイズの周波数又は前記触覚ノイズの強度の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２４】
前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズと関連付けられた知覚の閾値、注意の打破の閾値又は痛覚の閾値に基づいて生成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２５】
前記触覚ノイズ特徴は、代用センサ値に基づく請求項１６に記載のシステム。
【請求項２６】
触覚効果を生成するために記憶された命令を有するコンピュータ可読媒体であって、前記生成は、
装置の環境条件を検知するステップと、
前記装置の触覚ノイズ特徴を決定するステップと、
前記環境条件及び前記装置の触覚ノイズ特徴に基づいて触覚駆動信号を生成するステップと、
前記触覚駆動信号を、前記装置と関連付けられた触覚出力装置に印加するステップと、
を備えるコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記装置は、モータを有する電動工具であり、前記触覚ノイズは、前記モータにより生成される請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記触覚駆動信号は、触覚信号であり、前記触覚出力装置は、前記モータとは異なっている請求項２７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記触覚出力装置は、前記電動工具上又は前記電動工具内に配置される請求項２８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記触覚出力装置は、前記電動工具から離れて配置される請求項２８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
前記触覚出力装置は、ウェアラブルデバイス上に配置され、
前記生成するステップは、前記ウェアラブルデバイスが利き手又は非利き手に身に付けられるように設定されるかを示す手の指示設定を受け付けるステップを更に備え、
前記触覚駆動信号は、前記手の指示設定に基づいて更に生成される請求項３０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
前記触覚出力装置は、触覚ノイズのソースに対応し、前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズのソースへの電気又は制御入力を含む請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３３】
前記触覚出力装置は、緩衝材に対応し、
変更するステップは、前記装置の少なくとも１つの触覚ノイズ特徴を変えることを含み、前記少なくとも１つの触覚ノイズ特性は、前記触覚ノイズの周波数又は前記触覚ノイズの強度の少なくとも１つを含む、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３４】
前記触覚駆動信号は、前記触覚ノイズと関連付けられた知覚の閾値、注意の打破の閾値又は痛覚の閾値に基づいて生成される、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３５】
前記触覚ノイズ特徴は、代用センサ値に基づく請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一実施形態は、触覚出力システムに関する。より具体的には、一実施形態は、触覚ノイズを生成する装置のための触覚出力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の手持ち工具は、それらの通常動作を通じて触覚出力を生成する。例えば、電動ドリルは、振動を生成するモータを有し、それらの振動を、そのハンドルを通じてユーザに伝達する。ドリル動作により生じるこれらの振動は、一部の触覚情報を提供しうる。例えば、ドリルに精通したユーザは、ドリルのモータが通常よりもわずかにゆっくりであるときに、トリガー及びドリルされる材料の一部に加えられる圧力の量について差異を認識しうる。ユーザは、ビットが熱すぎる又は鈍すぎる、材料が他の材料よりも硬すぎる、又はドリルのバッテリを充電する必要があることを予測する。予測することよりも、ユーザは、ノイズの出る工具を用いている間に、より意義のある触覚フィードバックを求めている。いくつかの触覚合図が認識されうるが、ノイズの出る工具は、特にそれらの手動のものと比較して、多くの意義のある合図を提供しない。
【０００３】
典型的には、電動工具のような手持ち工具が動作するときに、触覚的にノイズの出る環境を生成する。すなわち、他の触覚フィードバックを過度に加える、このような強い触覚を自然に提供する。例えば、木材によりドリリングしているユーザは、携帯電話の振動の位置がドリルの近くでなかったとしても、ドリリング時にユーザのポケット内の携帯電話の振動を感じない。
【０００４】
工具によって提供される自然な触覚フィードバックに加えて、工具から触覚フィードバック情報を受け取ることはユーザにとって有益である。しかし、従来のシステムは、対処するための手持ち工具の別の触覚出力が存在しないときに、触覚情報のみを提供する。
【発明の概要】
【０００５】
動作時にノイズ及び振動を生成する電子モータを有する電動工具のような触覚ノイズを生成する装置のための触覚フィードバックを提供するための方法を含む。装置の環境条件は、装置が動作され、触覚ノイズを生成している際に検知されうる。装置の触覚ノイズ特徴は、決定されうる。環境条件及び触覚ノイズ特徴に基づく触覚駆動信号は、生成されうる。触覚駆動信号は、装置と関連付けられる触覚出力装置に印加されうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システムのブロック図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る触覚ノイズ環境において触覚効果を提供するためのフロー図である。
【図５】図５は、一実施形態に係るウェアラブルデバイスを用いて触覚ノイズ環境において触覚効果を提供するためのフロー図である。
【図６】図６は、一実施形態に係るセンサ及び触覚出力装置のためのいくつかの取り得る位置を示す電動工具の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
電動工具のような一部の装置は、それらの通常又は意図された方法での使用時にノイズのある触覚出力を生成しうる。例えば、電動工具は、典型的には、電動工具のモータからの強い振動及び大きな音を生成すること並びに電動工具が動作している材料との相互作用により、それらが動作するときに、多くの触覚ノイズを生成する。ノイズのある振動は、強度で変化しうるが、通常、電動工具の動作時にオペレータが受けるフィードバックをマスクする。一定の振動は、小さいフィードバックがありうることに気付くためのオペレータの機能を鈍らせうる。よって、オペレータは、工具が、意図されるように動作しているかを判断するために視覚及び彼らの経験に頼らなければならない。ホビースト又は初心者のような経験の少ないオペレータは、典型的に提供される微小なフィードバックに頼るためのスキルを有していない。スキル及び経験のある作業者もこのような装置の動作に関する便利な触覚フィードバックで改善されうる。
【０００８】
触覚ノイズレベルは、任意の環境での触覚ノイズのバックグラウンドレベルである。触覚ノイズは、レベル、周波数、パターン等のようないくつかの特性を有しうる。例えば、エアコンディショニングユニットは、かなり低いレベルでの聴覚のレベル及び振動触覚ノイズを動作及び生成する。環境での他のアイテムは、また、環境での触覚ノイズのレベル全体を一般的に増加させるために共に追加されうる触覚ノイズも生成しうる。例えば、建築構造は、オフィスの近隣にノイズ及び振動を生成し、コンピュータのファンは、ノイズ及び振動を生成しうる。触覚ノイズは、また、バックグラウンドノイズ全体に寄与する装置の仕様から得られうる。例えば、ドリルは、触覚ノイズとしてノイズ及び振動を生成するであろう。同一環境でののこぎりの同時動作は、また、環境の触覚ノイズに寄与するためのノイズ及び振動を生成するであろう。装置の使用に起因する触覚ノイズは、特徴付けられうる。この種の触覚ノイズは、その動作を通じて装置により生成され、装置自体から又は装置と相互作用する材料から生じる。触覚ノイズは、環境での触覚ノイズが生成され、触覚ノイズソースからユーザがどの程度離れているかに基づいて変化しうる。また、ユーザが触覚ノイズを生成する装置と直接物理接触する場合、触覚ノイズレベル又は強度は、非常に知覚しやすいであろう。
【０００９】
触覚ノイズは、触覚出力装置により提供される。触覚出力装置のアナログ出力とみなされうる。触覚信号の機能は、その使用の状況を通じて決定されうる。例えば、ユーザの動作に応じて生成される触覚信号は、「触覚フィードバック」としてみなされうる。ビデオ信号コンテンツに関するビデオ信号を伴うように生成される触覚信号は、「触覚効果」とみなされうる。触覚信号が所望の触覚出力とみなされ、触覚制御信号は、触覚出力の形状を制御するデジタル信号とみなされうる。すなわち、触覚制御信号は、触覚出力装置に触覚信号を出力することが必要な情報を含むメモリ又はコントローラにより提供される。触覚制御信号は、触覚出力装置に印加される実際の電圧信号であろう触覚駆動信号に変換されうる。本明細書で使用されるように、「工具」は、任意の有益な装置を含み、「電動工具」は、モータを含む工具である。
【００１０】
触覚ノイズレベルでの増加は、触覚知覚障壁と干渉しうる。触覚知覚障壁は、知覚、注意の打破（ａｔｔｅｎｔｉｏｎ  ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）及び痛覚のための閾値を含む。触覚知覚障壁は、触覚信号が人にとって知覚可能になる障壁である。注意の打破（ａｔｔｅｎｔｉｏｎ  ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）障壁は、人の注意がそれ以前に別の何かにあったときに、触覚信号を知覚するために、触覚信号が、人に触覚信号に注意させるようにする障壁である。痛覚障壁は、触覚信号が人に痛覚を知覚させる障壁である。これらの障壁の各々は、各閾値の用語で表され、触覚信号が知覚、注意の打破又は痛覚のための閾値を超えたときに、それぞれの障壁を打破する。一部の場合には、これらの閾値は、同一であってもよい。例えば、人が静かな部屋にいる場合、電話の振動は、同一の閾値で、知覚可能かつ注意を打破することができる。逆に、人が触覚的にノイズのある部屋にいる場合、注意の打破を実現するために、触覚出力装置は、痛覚を発生させる必要があり、注意の打破及び痛覚のための閾値は、同一であり、これらの２つの知覚の状態はほぼ重複する。知覚、注意の打破又は痛覚閾値は、個別に変化し、体温、手の温度、ストレスレベル、ハイドレーション（ｈｙｄｒａｔｉｏｎ）等のような他の要因に依存する。
【００１１】
知覚、注意の打破又は痛覚を実現するために必要な閾値は、触覚ノイズを含む環境要因に依存しうる。触覚ノイズのレベルが低い場合、通常時のこれらの閾値は低い。触覚ノイズのレベルが低い場合、通常時のこれらの閾値は高い。関連する実施例のように、人が暗い部屋にいて、人の目が拡がり、暗い部屋に慣れてきているとする。誰かがライトを付ける。痛覚（苦痛）を生じるために必要な光のレベルは、明るい部屋にいる人よりもかなり低い。
【００１２】
知覚、注意の打破又は痛覚は、触覚信号の量的及び質的な側面の両方を含む。量的な側面は、他のもののうち、触覚信号の強度、大きさ及び／又は触覚信号のレベルを含みうる。質的な側面は、他のもののうち、触覚信号の周波数、パターン及び／又は変動性を含みうる。触覚信号の量的及び質的な側面は、異なる触覚出力装置に対して異なりうる。例えば、高い強度で提供される触覚信号は、知覚閾値を超えるが、低い強度で提供される触覚信号は、その位置及び特徴に応じて知覚閾値を超える。触覚信号の特徴が触覚ノイズの特徴とは異なる場合、触覚信号の強度は、そうしないものと同じくらいの大きさを必要としない。触覚出力装置に応じて、触覚信号は、環境での触覚ノイズとは異なるものとなるようにモデル化されうる。例えば、コンクリートをドリルしている人物は、肩に相対的に軽いタップを感じている。触覚ノイズの主要なものとは異なる位置に配置される触覚信号（タップ）だけでなく、触覚ノイズの特徴も、振動ではないタップとは異なる。
【００１３】
触覚振動と同様に、触覚ノイズの量的な側面、つまり、強度又はレベルに加えて、触覚ノイズの質的な側面が存在する。質的な側面は、触覚ノイズ環境に存在しうる異なる種類のノイズを含む。ホワイトノイズは、すべての周波数での理想的な等しいパワー（しかしこのようには感じられない）を有する平坦なパワースペクトルを提供する。ピンクノイズは、オクターブごとに３ｄＢ減少するスペクトルパワー密度を提供する。レッドノイズ（又はブラウニアンノイズ）は、オクターブごとに６ｄＢ減少するスペクトルパワー密度を提供するブルーオクターブは、オクターブごとに３ｄＢ増加するスペクトルパワー密度を提供する。バイオレットノイズは、オクターブごとに６ｄＢ増加するスペクトルパワー密度を提供する。グレーノイズは、全ての周波数で等しい音の大きさである知覚を提供するために等しい音の曲線に従うランダムホワイトノイズである。他のノイズプロファイルは、上記のバリエーションに存在する。
【００１４】
一部の実施形態では、触覚ノイズプロファイルは、ある種のノイズにたとえられる。触覚信号は、より明確に異なるように異なるノイズタイプでの触覚効果を提供するために選択されうる。例えば、触覚ノイズがブルーノイズと同様である場合、ブラウニアンノイズ触覚出力を提供する触覚効果は、より知覚可能となるように選択されうる。
【００１５】
本明細書に記載される実施形態は、知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を乗り越えるための触覚ノイズ環境での触覚信号を提供する。例えば、実施形態は、工具のようなローカル装置により生成される触覚ノイズの中での意義のある触覚信号を提供する。提供される触覚信号は、通知、触覚効果、又はアラート、タスクフィードバック、又は安全リスクの警告等のような装置の動作に関する他の触覚フィードバックでありうる。一部の実施形態は、また、以下に説明されるような、リモート動作される装置での触覚ノイズを検討する。
【００１６】
手持ち工具を用いる際にハンドル又はウェアラブルデバイスを通じて提供される際立った触覚信号は、例えば、手でのタスクに関する情報を工具のオペレータに提供するために知覚増強触覚信号として機能しうる。例えば、電気ドリルの場合には、インフォメーションディスプレイは、特定の深さで停止する場合に、どの程度深くドリルしているかをユーザに知らせることができる。しかし、ドリルの停止をオペレータに知らせる際立った触覚信号は、ディスプレイスクリーンではなく、オペレータに彼らの目を作業に維持することができる。
【００１７】
一部の実施形態では、触覚アクチュエータのような触覚出力装置は、工具に配置されうる。触覚出力装置は、触覚出力装置からの触覚信号が、周囲の触覚ノイズ及び装置により生成される触覚ノイズに亘ってユーザによって知覚可能となるように設計されうるように、サイズ指定及び配置されうる。一部の実施形態では、センサは、触覚ノイズ、動作条件又は装置のタスク関連状態を検出、特徴付け、又はモデル化するために工具に配置されうる。工具のこれらの環境条件及び触覚ノイズに基づく触覚信号は、触覚フィードバックとして提供されうる。触覚フィードバックは、触覚ノイズとは異なるように適合されうる、又は、言い換えれば、知覚閾値、注意の打破閾値及び／又は痛覚閾値を乗り越えるように適合されうる。例えば、センサは、特定強度での振動周波数として触覚ノイズを測定しうる。工具に配置される触覚出力装置は、ユーザに知覚可能となるように異なる周波数及び／又は強度で触覚フィードバックを生成しうる。
【００１８】
触覚ノイズは、以下に説明されるような、装置上又は装置近傍に配置されるセンサを用いて検知されうる。一部の実施形態では、センサは、触覚ノイズの代用（ｐｒｏｘｙ）として存在し、触覚ノイズを特徴付けるために用いられうる。例えば、真空ではない限り、触覚ノイズを生成している装置は、聴覚ノイズも生成している。マイクロフォンは、聴覚ノイズを取得するために用いられ、触覚ノイズのレベル及び特徴を推定しうる。代用センサ（ｐｒｏｘｙ  ｓｅｎｓｏｒ）の別の例は、モータのタコメータである。モータのｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ（“ＲＰＭｓ”）は、触覚ノイズを推定するために用いられうる。代用センサの別の例は、モータに取り付けられる電圧計及び／又は電流計である。電圧は、モータの回転速度を推定するために用いられ、電流は、モータの負荷を推定するために用いられうる。速度及び負荷は、触覚ノイズのレベル及び特徴を推測するために用いられうる。
【００１９】
一部の実施形態では、装置に対する触覚ノイズプロファイルは、動作時に装置により生成される通常の触覚ノイズの範囲を提供するためにこのようなセンサを用いてモデル化又は特徴付けられうる。モデル化は、触覚ノイズを直接検出する又は代用センサを用いて触覚ノイズを検出するためにセンサデータを用いうる。モデル化触覚ノイズは、電動ドリル又はのこぎりのような工具のクラスに対して一般化されうる。工具の特定のモデルは、特定の触覚ノイズプロファイルを有するように設計されうる。
【００２０】
一部の実施形態では、触覚ノイズプロファイルは、別の材料又は表面と装置との相互作用に基づいて調整されうる。例えば、ドリルは、木材によりドリルされ、触覚ノイズは、金属によるドリルのドリリングと比べて変化されうる。
【００２１】
別の実施形態では、触覚出力装置は、ウェアラブルデバイス上、リストストラップ上又は電話又はユーザと接触する触覚出力装置上のような、工具から離れて配置されうる。触覚効果のような触覚信号は、リモートデバイス上で再生されうる。ウェアラブルデバイス上に提供される触覚効果は、触覚ノイズに適合されうる、つまり、知覚、注意の打破又は痛覚閾値障壁を乗り越えるように適合されうる。一部の実施形態では、センサは、特定強度での振動周波数として触覚ノイズを測定しうる。一部の実施形態では、特定装置での触覚ノイズのモデルは、装置により生成される触覚ノイズを予測するために用いられうる。ウェアラブル上に配置される触覚出力装置は、ユーザにより知覚されるように異なる周波数及び／又は強度で触覚フィードバックを生成しうる。一部の実施形態では、センサは、例えば、触覚ノイズレベルが低い強度にあるとき、又は特定の周波数にあるとき、又は言い換えれば、知覚、注意の打破及び／又は痛覚閾値が触覚出力装置の性能内にあるときに、触覚効果を用いて伝達するために、最も適切な時間を決定するために用いられうる触覚ノイズを測定することができる。ウェアラブルデバイスは、オペレータの利き手、非利き手、又はオペレータの頭（例えば、ハット又はゴーグルのような）、腕、足首、シューズ、シャツ又は手のような身体の他の部分に身に着けられるように設計されうる。
【００２２】
別の実施形態では、触覚信号は、触覚ノイズの特徴を修正することにより提供されうる。例えば、触覚ノイズは、工具を動作するために用いられる電気モータにより手持ち工具で生成されうる。触覚信号は、触覚ノイズのソースを用いて提供されうる。モータの場合には、例えば、モータ出力は、スピードアップ、スピードダウン、ストップ及びスタート、又はガタガタするように変調されうる。別の例では、モータ出力は、触覚信号を生成するために、周波数又は強度のような触覚ノイズの特徴を変化するように動的に減退されうる。一部の実施形態では、センサは、装置により生成される触覚ノイズについてのフィードバックを提供するために装置上に配置されうる。
【００２３】
本明細書で用いられるように、ウェアラブルデバイスは、グローブ、ハット、グラス、シューズ、シャツ、リストストラップ、アンクルストラップ等のようなユーザによって身に着けられ、かつユーザの身体の一部と直接又は間接的に、恒久的に又は非恒久的に接触されうる装置である。（手によって）把持可能な装置は、また、電話又はハンドルのような把持されている間だけは「ウェアラブル」であったとしてもウェアラブルデバイスとみなされる。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システム１０のブロック図である。システム１０は、触覚ノイズソース１９により触覚ノイズを生成する装置３０を含みうる。例えば、触覚ノイズソース１９は、モータ又は木のような装置３０のインタラクションでありうる。システム１０の内部は、システム１０上で触覚信号を生成する触覚信号出力システムである。一部の実施形態では、触覚信号は、触覚ノイズソース１９により生成されうる。
【００２５】
触覚信号出力システムは、プロセッサ又はコントローラ１２を含む。プロセッサ１２に接続されるのは、メモリ及び触覚出力装置駆動回路１６であり、装置３０上又は装置３０内に配置される触覚出力装置と接続される。触覚出力装置１８は、モータ、アクチュエータ、静電摩擦（ＥＳＦ）装置、超音波表面摩擦（ＵＳＦ）装置、加熱素子及びユーザに触覚フィードバックを提供するために用いられうる他の触覚出力装置を含む任意の種類の触覚出力装置を含みうる。本願は、触覚出力装置での触覚効果又は触覚フィードバックのような触覚信号の出力について説明し、当業者は、複数の触覚出力装置又は触覚出力装置の組合せが単に１つの触覚出力装置の代わりに用いられうることを理解するであろう。
【００２６】
他のこのような触覚出力装置１８は、スマート流体アクチュエータ、レオロジカル流体アクチュエータ、マイクロファイバーＭａｃｒｏ−Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  （“ＭＦＣ”）複合アクチュエータ、圧電アクチュエータ及び微小電気機械システムＭｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（“ＭＥＭＳ”）アクチュエータを含むフレキシブル、セミリジッド又はリジッド材料を含んでもよい。
【００２７】
システム１０は、センサ１７を含みうる。センサ１７は、触覚ノイズソース１９により提供される触覚ノイズを検出又はモデル化しうる。センサ１７は、これらに限定されないが、加速度計、心電図、脳波図、筋電計、眼電図、電子口蓋図、皮膚電気反応センサ、静電容量センサ、ホール効果センサ、赤外線センサ、超音波センサ、圧力センサ、光ファイバセンサ、屈折センサ（又は屈曲センサ）、力感応レジスタ、ロードセル、ＬｕＳｅｎｓｅＣＰＳ２１５５、小型圧力トランスデューサ、圧電センサ、歪みゲージ、湿度計、線形位置タッチセンサ、線形電位差計（又はスライダ）、線形可変差動変圧器、コンパス、傾斜計、磁気タグ（又は無線周波数識別タグ）、回転エンコーダ、回転型ポテンショメータ、ジャイロスコープ、オン・オフスイッチ、温度センサ（温度計、熱電対、抵抗温度検出器、サーミスタ、又は温度変換集積回路等）、マイクロフォン、光度計、高度計、生物学モニタ、カメラ、又は光依存性レジスタ等のような任意の検出装置でありうる。別の実施形態では、システム１０は、センサ１７に加えて、１以上の追加センサ（図示せず）を含みうる。これらの実施形態の一部では、センサ１７及び１以上の別のセンサは、センサアレイの一部又はいくつかの他の種類のセンサの集合であってもよい。センサ１７は、センサ情報をプロセッサ１２へ提供しうる。センサ１７からのセンサ情報は、従来の有線又は無線技術によりプロセッサ１２に提供されうる。
【００２８】
プロセッサ１２は、任意の種類の汎用プロセッサであってもよく、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、触覚効果を提供するように特別に設計されたプロセッサであり得る。プロセッサ１２は、システム１０全体を動作させるのと同じプロセッサであってもよく、又は別個のプロセッサであってもよい。プロセッサ１２は、どんな効果が再生されるべきか、及び効果が再生される順序を、高レベルパラメータに基づいて決定することが可能である。触覚信号は、それが、触覚出力装置のうちの触覚信号の生成のいくつかのバリエーションを含む、又は装置３０又はシステム１０の一部の他の態様に基づく触覚信号の生成のバリエーションを含む場合、「動的」とみなされてもよい。
【００２９】
プロセッサ１２は、触覚制御信号を触覚出力装置駆動回路１６へ出力し、触覚出力装置駆動回路１６は、望ましい触覚効果を引き起こすために、触覚出力装置１８に必要な電流及び電圧を供給するために使用される電子部品及び回路構成を含む。システム１０は、１つ以上の触覚出力装置１８を含んでもよく、各触覚出力装置１８は、別個の駆動回路１６を含んでもよい。メモリ装置２０は、任意のタイプのストレージ装置でありうるか、若しくは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）のような、コンピュータ可読媒体でありうる。メモリ２０は、プロセッサ１２によって実行される命令を格納する。命令の中で、メモリ２０は、周囲に誘発される触覚効果モジュール２２を含み、プロセッサ１２により実行されるときに、触覚効果のような触覚信号を提供する触覚出力装置１８のための触覚制御信号及びその後触覚駆動信号を生成する命令である。メモリ２０は、また、プロセッサ１２の内部に配置される、又は内部及び外部メモリの組み合わせであってもよい。
【００３０】
一部の実施形態では、触覚効果モジュール２２は、識別番号により識別されうる予め設定された触覚効果を有するように構成されうる。各予め設定された触覚効果は、調整するためにそのパラメータ（例えば、強度、周波数、持続期間等）、並びに、効果を指示される（例えば、触覚ノイズパラメータ、又はイベント又は通知の緊急度が与えられる）状況が与えられたそれらの値を特定しうる。一部の実施形態では、触覚効果モジュール２２は、高レベルパラメータ（例えば、効果の種類及び強度レベル）を受信するように構成され、低レベルパラメータ（例えば、強度、周波数、持続期間等）及び高レベル効果を実現するために必要な値を決定するように構成されうる。
【００３１】
図１のシステム１０に対応する例示の実施形態では、オペレータは、再生木材を通じて切断するために装置３０のような電子のこぎりを用いている。木材は、のこぎりにより衝突される場合に、危険となりうるであろう金属片を含む。のこぎりは、振動知覚触覚フィードバックを提供するためにのこぎりのハンドルに埋め込まれる、アクチュエータのような触覚出力装置１８を有する。アクチュエータは、のこぎりのモータ（つまり、触覚ノイズソース１９）とは異なる周波数で動作する。のこぎりは、金属センサのようなセンサ１７も装備している。オペレータがのこぎりでの切断を開始すると、金属センサは、木材中の金属片を検出する。センサ１７が金属片を検出するとすぐに、触覚信号は、一連の強い際立った振動が、異なる触覚効果としてハンドルを持つオペレータによって感じられるように生成される。一部の実施形態では、触覚信号は、知覚、注意の打破及び／又は痛みについてのオペレータの閾値を解消するように構成されうる。例えば、オペレータは、触覚信号がアクチュエータにより生成されうることを予期することであってもよい。一部の実施形態では、触覚信号は、オペレータの注意の打破を乗り越えるように構成されうる。例えば、触覚信号は、触覚信号に注意をそらすために十分に独特となるように構成されてもよい。一部の実施形態では、触覚信号は、オペレータの痛覚の障壁を乗り越えるように構成されうる。例えば、これは、金属を通じてのこぎりで切断するためには非常に危険であり、痛みは、触覚信号刺激により素早く反応するようにオペレータに指示してもよい。反応時に、オペレータは、金属片を回避するために計画された経路からのこぎりをそらすことができる。
【００３２】
図２は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システム２１０のブロック図である。システム２１０は、図１の構成要素の別の配置であり、適用可能な同一ラベルを共有する。図１のものと同様にラベル付けされるシステム２１０の構成要素について、構成及び機能は、以下に述べること以外は上述されたものと同様である。
【００３３】
システム２１０は、ウェアラブルデバイス３１を含む。ウェアラブルデバイス３１は、触覚出力装置１８を含み、触覚出力装置駆動回路１６とインターフェース接続する。システム２１０では、触覚ノイズソース１９は、装置３０上又は装置３０内に配置される。プロセッサ１２は、ウェアラブル３１と無線通信されうる。
【００３４】
図２のシステム２１０に対応する一例の実施形態では、オペレータは、電気ドリルで２インチの深さの穴をドリルで開けようとしている。ストップ深さを測定するための１つの手法は、ドリルビットの先端から２インチを測定し、マーカーとしてビットのシャフト上の当該ポイントでビットの周りにテープを付けることである。しかし、この場合、条件がそれを行うために最適ではない。ビットが小さすぎ、そのため、テープは、十分に突き刺さらず、照明が乏しく、切りくずがオペレータの視界と干渉する。正確さが必要である。オペレータは、ユーザの腕の周りのウェアラブル３１のような変形可能なウェアラブルデバイスを有する。当該デバイスは、腕の周りに握るように感じられる触覚信号を生成することができる。また、ドリルは、近接センサのようなセンサ１７を装備する。ドリリングを開始すると、近接センサは、貫通距離を測定し、２インチを測定するとすぐに、一連の短くかつ鋭い握る感覚がウェアラブルデバイスを通じてオペレータによって感じられる。オペレータは、ドリリングを直ぐに停止し、所望の結果を得る。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る触覚可能システム３１０のブロック図である。システム３１０は、図１の構成要素の別の配置であり、適用可能な同一のラベルを共有する。図１のものと同様にラベル付けされるシステム３１０の構成要素について、構成及び機能は、以下に述べること以外は上述されたものと同様である。
【００３６】
システム３１０では、（例えば、図１の）触覚出力装置１８は、触覚出力マニピュレータ２１を備えうる。触覚出力マニピュレータ２１は、直接又は間接的に触覚ノイズソース１９を変更しうる。例えば、直接操作について、触覚出力マニピュレータ２１は、触覚ノイズソース１９に提供される電源を遮断又は制御するために接続されうる。間接操作では、例えば、触覚出力マニピュレータ２１は、（直接的に触覚ノイズソース１９を変更せずに）触覚ノイズソース１９により生成される触覚ノイズを減退又は変更するために緩衝材（図示せず）に接続されうる。駆動回路１６は、図１について上述されたように動作し、触覚駆動回路を直接駆動しないことを除き、その代わりに触覚出力マニピュレータ２１を駆動する。
【００３７】
図３のシステム３１０に対応する一例の実施形態では、オペレータは、装置３０のようなスクリューガンを操作し、スクリューをドライウォールに打ち込む。電動工具のモータは、触覚信号としてトルク設定を低減して、オペレータを補助し、スクリューの過駆動を防ぐ。別の例では、スクリューガンのオペレータは、デッキ・スクリューを駆動している。電動ドリルの振動が減退され、それにより、スクリューがほぼつぶれていることをオペレータに通知する。
【００３８】
一部の実施形態では、図１、２及び３と合致する一部の実施形態では、触覚ノイズソース１９は、通常「触覚ノイズ」とはみなされない一部の触覚効果を提供するための制御触覚出力装置でありうる。例えば、モバイルデバイスに元々ある触覚アクチュエータは、触覚ノイズソース１９に対応してもよい。図１に関して、本実施形態では、触覚出力装置１８は、他の触覚効果を提供するために又はウェアラブル３１上の図２に関して、元々ある触覚ノイズソースに加えて提供されうる。図３に関して、本実施形態では、駆動回路１６及び触覚出力マニピュレータ２１の組み合わせは、元々ある触覚ノイズソースの触覚信号が、当該他のシステムの触覚出力ロジックの前又は跡に変更させることによりプロセッサ１２により実装されてもよい。例えば、元々ある触覚ノイズソースへ送信される触覚駆動又は触覚制御信号は、遮断又は変更されうる。又は、例えば、触覚出力マニピュレータは、元々ある触覚ノイズソースにより生成される触覚信号の特徴を減退又は変更しうる。
【００３９】
便宜上本明細書で説明される特定の実施形態は、実施例として電動工具又は手持ち工具を示すが、当業者は、本明細書で説明される概念が、触覚ノイズを生成する「工具」又は装置にも適用されうることを理解するであろう。このような工具は、その通常使用（例えば、着信又は通知の受信）により起動されうる触覚ノイズソース１９のような触覚出力装置を有するモバイルデバイスを含みうる。同様に、特定の実施形態は、電動工具も含みうるが、触覚出力装置からの触覚信号をマスクしようとする触覚ノイズを生成しうる。
【００４０】
電動工具を用いて実装される実施形態は、工具の動作条件に基づいて触覚効果を提供するために本明細書で説明される技術を用いて「インテリジェント」工具の一部でありうる。電動工具は、システム１０、２１０又は３１０のようなシステムでのインテリジェントコンポーネントを含みうる。インテリジェントツールは、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ（“ＩｏＴ”）パラダイムを通じて共に接続されうる。これは、オペレータ又はオペレータの上長のような他者のための電動工具とウェアラブルデバイスとの通信を容易にしうる。この文脈でのインテリジェントツールは、インテリジェントツールと関連付けられる触覚ノイズレベルを有するものでありうる。このようなインテリジェントツールに配置されるセンサは、触覚ノイズを監視し、触覚ノイズを特徴付け、触覚ノイズプロファイルを提供することができ、触覚ノイズプロファイルは、知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を超えうる触覚信号を決定するために用いられいる。触覚ノイズプロファイルは、周期的又は連続的に更新され、コントローラ又は他の装置へ若しくはシステム１０、２１０又は３１０のようなシステムへ直接的に装置のインターフェースを通じて提供されうる。
【００４１】
図４は、一実施形態に係る触覚ノイズ環境において触覚効果を提供するためのフロー図である。一実施形態では、図４（及び以下の図５）のフロー図の機能は、メモリ又は他のコンピュータ可読又は有形媒体に記憶されたソフトウェアによって実装され、プロセッサによって実行される。他の実施形態では、他の実施形態において、機能は、ハードウェアによって（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル・ゲート・アレイ（ＰＧＡ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）等を使用することによって）、又はハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせによって実施してもよい。
【００４２】
４１０において、工具タスクは、触覚ノイズ環境においてユーザにより開始される。知覚、注意の打破及び痛覚の閾値のある触覚ノイズ環境は、触覚ノイズによって上昇されている。工具によって自然に提供される以上の追加触覚感覚がない従来のルートでは、ユーザは、工具タスクを完了し、工具タスクは４２０で終了する。追加触覚感覚が提供されるルートでは、４３０において、環境の条件が検知される。環境検知は、図１−３のセンサ１７のような１以上のセンサに応じて実現されうる。環境検知は、工具又はその環境に関連する条件である環境条件を検出しうる。例えば、触覚ノイズの振動及び強度、工具の位置又は方向、工具の動作状態、又はタスク関連イベントは、触覚フィードバックとして用いるために触覚信号を決定するために用いられうる。
【００４３】
例えば、環境検知は、触覚ノイズに関連する特徴を検出するために用いられうる。ノイズ特徴は、どの種類の触覚信号を生成するか、又はそれらをいつ生成するかを決定するために用いられうる。触覚信号は、例えば、より大きな強度及び／又は異なる周波数である触覚ノイズに亘って区別可能に適合されうる。つまり、触覚信号は、知覚可能、注意を打破する及び／又は痛覚を生じるように知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を超えるように選択されうる。触覚信号の選択は、触覚信号を受信及び認識するためにユーザの緊急度に基づいて実現されうる。例えば、緊急度の低い触覚信号は、知覚障壁閾値と合致するように選択され、緊急度の高い触覚信号は、痛覚障壁閾値と合致するように選択されうる。一部の実施形態では、触覚信号は、触覚ノイズが、そうするようにより望ましくなるとき、例えば、触覚ノイズ強度が以前の状態よりも小さいときの特徴にある特定の時間にトリガーされうる。例えば、特定の工具は、非常に大きな触覚ノイズ及びわずかな停止を生じる動作の間に繰り返し変化することにより用いられる。ドリリングは、例えば、時折、複数の短いプッシュでなされる。システムは、有益な触覚信号を提供するために触覚ノイズのこれらの減衰期間に待機しうる。同様に、システムは、低周波数触覚ノイズの低い強度部分の間に触覚信号を生成しうる。例えば、チェーンソーは、アイドリング時に低周波数ハム（ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｕｍ）を生成する。低い触覚ノイズのこれらの時間で、これらの閾値も低くなるため、触覚信号は、知覚される、注意の打破及び／又は痛覚を受ける所望の閾値を実現するために必要な触覚信号のレベル又は強度を減少させるために、これらの振動での短い一時停止において生じるように時間調整されうる。
【００４４】
他の例は、近接センサ、金属センサ又は環境の一部の他の態様のような既に上述されたものを含む。
【００４５】
一部の実施形態では、触覚ノイズに関連する特徴は、特定の装置のためにモデル化された触覚ノイズから決定されうる。例えば、特定のモータを用いるドリルは、周波数及び強度でモデル化されることができ、当該情報は、上述されたように、区別可能な触覚信号を提供するために同一又は同様のモデルドリルのために用いられうる。別の例は、環状又は往復運動のこぎりのノイズ特徴をモデル化することを含む。ノイズ特徴は、各装置に対するノイズプロファイルとして記憶されうる。
【００４６】
一部の実施形態では、環境検知は、触覚ノイズの特徴を検出し、それらの特徴を用いて、触覚ノイズに既に存在するユーザが感じる触覚信号を強調するために用いられうる。例えば、ドリルを用いるとき、ユーザは、そのモータが通常よりもゆっくりと回っているというドリルからのフィードバックを検知しうる。この検知から、ユーザは、バッテリがほとんど無くなってきている、ドリルビットが鈍化している、材料が硬い等を推測しうる。この自然に発生する触覚信号は、触覚効果を用いて強調されうる。一部の実施形態では、触覚ノイズは、感じやすくする又はより際立たせるために触覚ノイズを増幅することにより、強調されうる。一部の実施形態では、触覚ノイズは、ユーザの注意を触覚ノイズに引くように設計された追加触覚出力を提供することにより、強調されうる。例えば、バッテリがほとんど無くなってきている場合、モータへの電力は、図３の触覚出力マニピュレータ２１のような触覚出力マニピュレータを用いて繰り返し遮断されうる。例えば、ドリルされている材料が硬い場合、触覚効果は、ユーザが低い圧力を加える又はドリル速度を減少させるべきであることを示すために、図２のウェアラブルデバイス３１のようなウェアラブルデバイスで再生されうる。例えば、ドリルビットが爪又はドリルされる材料に埋め込まれた他の異質な物体に当たった場合、振動は、ビットの先端が異質な物体に当たると、繰り返し「チック（ｔｉｃ）」音のような通常ではないものを生じる。フィルタは、触覚ノイズでのこの変化を隔離及び増幅するために用いられうる。触覚出力装置は、触覚信号として触覚ノイズのより大きな又はより際立ったバージョンを再生するために用いられることができ、それが元の触覚ノイズと同様に感じるが、より感知可能になる又は知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を超える。
【００４７】
一部の実施形態では、センサは、正確な環境条件を検出するために用いられうる。例えば、医療ドリルのような一部の医療装置は、典型的には、それらのオペレータが、手袋、マスク、フェースシールド及び他の保護具の複数の層を身に着けるように要求する際に用いられ、その全ては、感覚を低減し、それに従って、動作している装置の自然な触覚信号、つまり、自然な装置フィードバックとして機能する触覚ノイズについての知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を増大させうる。また、医療機器は、清潔であり、滅菌されなければならない。ドリルビット上でテープを用いることは、ドリル深さ距離を決定するために適切ではない。近接センサ又は蛍光透視センサは、ドリルの環境条件、つまり、対象深さへの距離を検知することができ、オペレータがウェアラブルデバイスのような触覚出力装置によって変更させることができる。
【００４８】
図４に戻り、４４０において、ロジックは、工具のユーザが、検知された環境に基づいて通知されるべきかを判定する。例えば、環境条件が、ユーザが通知されるべきかである場合、フローは、そのように決定され、命令は、触覚信号を提供するように与えられうる。触覚信号を提供するための命令は、環境条件に基づきうる。例えば、近接センサは、作業されている材料の表面に関する工具位置環境での情報を提供しうる。又は、例えば、金属検出器は、金属が、作業されている材料内で検出されるかどうかの情報を提供しうる。触覚制御信号又は触覚駆動信号は、その後、触覚信号を生成するために生成されうる。別の触覚出力装置が提供される実施形態では、当該信号は、触覚出力装置を駆動するための触覚駆動信号でありうる。触覚ノイズソースが触覚出力装置として用いられる実施形態では、当該信号は、装置モータのような触覚ノイズソースを制御する触覚駆動信号でありうる。例えば、触覚ノイズソースが電動工具のモータである場合には、触覚駆動信号は、モータのための電力を含むことができ、モータにより生成される通常の触覚ノイズとは異なる区別可能な触覚信号を生成するために変更又は修正されうる。他の実施形態では、当該信号は、モータへの触覚駆動信号であることができ、モータを制御し、モータにより生成される通常の触覚ノイズに亘る区別可能な触覚信号を生成するように、特定の手法で機能する。触覚出力装置が、触覚ノイズを減退するように設計された材料又はアクチュエータである実施形態では、当該信号は、減退材料又は減退アクチュエータを制御するための減退材料又は減退アクチュエータへの触覚駆動信号である。
【００４９】
４４０へ戻り、ロジックが、ユーザが通知されるべきではないと判定した場合には、フローは、４２０へ進み、工具タスクは終了する。ユーザが通知されるべきである場合には、フローは、４５０へ進み、触覚信号は、装置のハンドルを通じて装置上に提供される、又はユーザにより身に着けられるウェアラブルデバイスによって提供される。触覚信号を提供することは、触覚駆動回路１８のような触覚駆動回路へ触覚制御信号を提供することにより実現されることができ、これは、次に、アクチュエータ、緩衝材、モータ制御又はモータ電力信号のような触覚出力装置へ触覚駆動信号を提供しうる。区別可能な触覚効果は、触覚出力装置を介して提供されうる。区別可能な触覚効果は、触覚信号に対応することができ、上述されたように知覚、注意の打破又は痛覚の閾値に応じた触覚ノイズにおいて知覚可能となりうる。
【００５０】
一部の実施形態では、触覚信号は、工具のハンドル又はその近傍に配置された触覚出力装置によって提供されうる。ハンドルは、オペレータと工具との直近の接触箇所である。よって、ハンドルは、工具に触覚信号を提供するための装置上の最良の位置である。触覚信号は、振動、変形、温度変化又は電気触覚フィードバックのような適切なフィードバックを含みうる。例えば、それを小さく又は大きく又は短く又は長くするためのハンドルの変形は、通知のための触覚信号として用いられうる。熱フィードバックは、例えば、モータがオーバーヒートし始めている場合に、工具が接触するには熱くなるように提供されうる。
【００５１】
一部の実施形態では、触覚信号は、図１のシステム１０と一致するシステムを通じて装置上に提供されうる。このような実施形態では、触覚信号は、ユーザにより装置のハンドルで感じられる触覚効果を提供するために装置又は装置上に配置される、図１の触覚出力装置１０のような触覚出力装置に提供されうる。例えば、工具は、モータ及び／又は電動工具が相互作用している材料（例えば、木、金属、プラスチック等）を通じて触覚ノイズを提供する電動工具でありうる。触覚信号は、触覚効果及び検知された環境を提供するための命令に基づいて決定されうる。一部の実施形態では、触覚信号は、動作時の工具の触覚ノイズと同一の周波数レンジでの触覚信号を出力することを防ぐように決定されうる。同様の工具のノイズ特徴が用いられうる、又は工具のノイズ特徴は、触覚信号に用いるために、強度、周波数、変位のような適切なパラメータを決定するために検知されうる。例えば、かなり高い回転毎分（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ−ｐｅｒ−ｍｉｎｕｔｅ（“ＲＰＭｓ”））を有する電動工具では、振動知覚触覚効果は、４０Ｈｚ以下の振動レンジで提供されうる。
【００５２】
一部の実施形態では、触覚信号は、図２のシステム２１０と一致するシステムを通じて装置上に提供されうる。このような実施形態では、触覚信号は、ウェアラブルデバイス上に配置される触覚出力装置によって提供されうる。例えば、触覚出力装置は、アクチュエータ、加熱素子又は上述されたような他の触覚出力装置でありうる。いくつかの種類又は構成のウェアラブルデバイスは、触覚出力に依存する他よりもより適切であろう。例えば、手袋は、触覚信号が熱であり、敏感であることを理由に手の甲に適用される場合に良好に機能する。ウェアラブルデバイスは、以下に更に詳細に説明される。
【００５３】
一部の実施形態では、触覚信号は、図３のシステム３１０と一致するシステムを通じて装置上に提供されうる。このような実施形態では、触覚信号は、通知、トルク調整又は他のメッセージを提供するために工具と関連付けられた自然な触覚ノイズを変更又は減退することにより提供されうる。特に、触覚ノイズを変更又は変調することは、正しくない又は次善的な工具操作のオペレータに警告するためになされうる。触覚ノイズを変更することは、電動工具のモータの力の駆動を変更し、工具の性能に有害な影響を及ぼさずに、短い期間に弱い及び／又は強い触覚ノイズを生成するために図３のマニピュレータ２１のような触覚出力マニピュレータを用いることを含みうる。駆動力の変更は、一部の条件について工具のオペレータに合図するために触覚信号として機能しうる触覚効果を生成する。
【００５４】
一部の実施形態では、触覚ノイズの変更は、図３の出力マニピュレータ２１として、工具のモータのような、ノイズのソースでの電気ブレーカを用いることができ、ブレーカが、触覚ノイズソースへの電源の音／オフを切り替えることを可能にすることにより、短い期間にモータの回転を停止する。例えば、ブレーカは、１秒の総期間に対して５ミリ秒ごとにモータをオン・オフするために２００Ｈｚで動作しうる。周波数及び持続期間は、調整されることができ、ユーザに与えられる情報の種類に基づいて選択されうる。例えば、緊急性の高い情報については、ブレーカは、非常に高い周波数で有効となりうる。緊急性の低い情報については、ブレーカは、低い周波数で有効となりうる。また、ブレーカは、提供される情報の種類を更に変更するために非等間隔で有効となりうる（例えば、バッテリが無くなってきていることの通知は、５ミリ秒モータをオフにし、１０秒モータを有効することを何回か繰り返す）。バッテリが無くなってきていることについての初めの通知及びその後の通知のような繰り返し通知について、非等間隔は、更に変更されうる。バッテリの例については、オフ期間は、バッテリが無くなっており、注意が必要であることをユーザに知覚させるために、５ミリ秒から１２ミリ秒に段階的に増加しうる。他の例では、ブレーカは、メッセージがより重要となることを示すために周波数を増加しうる。
【００５５】
一部の実施形態では、触覚ノイズの減退又はマスクは、信号を減退するために用いられる周波数に応じて、触覚信号をユーザに提供するためにある周波数で実現されうる。減退は、例えば、装置のハンドルを硬くする又は柔らかくする、又はアクチュエータ又はサーボによって効率高く又は効率低くハンドルの材料を減衰させること等の触覚情報を伝達する材料の硬さを変化させることにより実現されうる。
【００５６】
図１−３のシステムの一部の実施形態では、装置は、集積された触覚ノイズソースを有していなくてもよいが、それに代えて、装置の使用及びその環境との相互作用を通じて触覚ノイズを生成してもよい。このような実施形態では、触覚ノイズソース１９は、この環境相互作用により生じるノイズでありうる。特に、物体は、それが他の物体と相互作用摺る場合に触覚ノイズを生成しうる。このような実施形態の１つの例は、スポーツ用具の使用を含む。例えば、スキーヤーのスキーは、スキーと雪との接触を通じて触覚ノイズを大量に生成する。装置３０のような装置は、スキーであるとみなされうる。図１と一致する実施形態では、触覚出力装置は、装置上（例えば、スキー）に配置されうる。図２と一致する実施形態では、触覚出力装置は、ウェアラブル上に配置されうる。図３と一致する実施形態では、装置（例えば、スキー）の使用により生成される触覚出力は、装置の触覚ノイズレベルに基づいて（例えば、スキーブーツコネクタを通じて）異なる触覚効果を提供するために修正又は変更されうる。このような区別可能な触覚効果は、装置オペレータに情報を与えうる。例えば、区別可能な触覚効果は、雪又は氷の条件、傾斜角度、姿勢又は位置等についてのコーチングアドバイスをスキーヤーに与えうる。センサ１７のようなセンサは、触覚効果を更にベースにするためにそのバイオモニタリングを提供しうる。バイオモニタリングは、心拍モニタ、電気皮膚応答センサ又は他の生体検出を含みうる。触覚効果は、バイオモニタリングに基づいて変更されうる。例えば、心拍の増加は、注意の打破を実現するために強い触覚効果が必要とされることを示してもよい。別の例では、装置は、テニスボールを打っているときに触覚ノイズを生成するテニスラケットでありうる。この場合、ラケットは、装置及び実施がスキーの例と同様に生じるとみなされる。区別可能な触覚効果は、例えば、プレーヤーのヒッティングの改善を助けるための即時のフィードバックを提供するために、ラケット面角度、速度及び位置のどれを調整すべきかを練習しているプレーヤーに通知しうる。他の例は、サイクラー、スイマー、ランナー、バッター、レシーバー、キャッチャー等を含みうる。
【００５７】
それが他の物体と相互作用するときに触覚ノイズを生成する物体の別の例は、車両のシートを含みうる。振動は、シートが車両のフロアパンに機械的に結合されているときにシートのドライバによって感じられることができ、これは、次に、車両のサスペンションシステムに機械的に結合され、これは、次に、道路と相互作用するタイヤと機械的に結合される。道路の振動（及び他のサスペンションシステム振動）は、触覚ノイズを生成しうる。触覚出力装置は、触覚効果を提供するためにこのような物体に一体化されうる。例えば、アクチュエータは、環境条件又は通知に応じて触覚効果を提供するために車両のシートに一体化されることができ、ここで触覚効果は、環境条件及び触覚ノイズに基づいて選択される。触覚効果は、また、知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値を乗り越えるために選択されうる。
【００５８】
図４に戻り、４６０において、ユーザは、受信された触覚信号に応じてオプションの修正措置を取り得る。例えば、ユーザは、工具の使用の変更、工具を用いることの停止、又は触覚信号に応じて工具に直接的に関連しない一部のたの動作を行うことができる。フローは、工具の使用を継続する場合に、４３０での検出に続く、又は４２０で工具タスクの終了に続く。
【００５９】
図５は、一実施形態に係るウェアラブルデバイスを用いて触覚ノイズ環境において触覚効果を提供するためのフロー図である。図２のウェアラブルデバイス３１のようなウェアラブルデバイスは、一体化された触覚出力装置を有するウェアラブルアーティクルでありうる。ウェアラブルアーティクルは、手首、腕又は指に装着可能、リング、グローブ、ゴーグル、又はハットのようなものを含みうる。いくつかの種類のウェアラブルデバイスは、特定の種類の効果を送信することにより適合している。ウェアラブルデバイスは、用途に応じてより高い又はより低い効率となりうる多様な触覚効果を提供しうる。例えば、ウェアラブルデバイスは、振動触覚アクチュエータを用いて振動しうる、又はストラップを短く又はきつくするために触覚出力装置を用いて絞ることができる。ウェアラブルデバイスに提供される触覚信号は、自然に生成された触覚ノイズにおいてそれらを認識させるために、十分に強くする、又は区別可能な特徴のものとすることができる。触覚信号は、上述されたように、知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値の１以上と一致するように選択されうる。オペレータは、一方の手又は他方の手又は利き手又は非利き手に装着可能であることが好ましく、ウェアラブルデバイスが身に着けられているシステムに情報を与えるためにそのように好みを特定しうる。
【００６０】
図５に戻り、５１０において、ウェアラブルデバイスが、非利き手、利き手又は身体の他の位置にあるかどうかを判定する。ウェアラブルのいちは、ユーザにより特定された好みに応じて設定されうる装置での設定により決定されうる。５１５において、ウェアラブルが非利き手にある場合、ウェアラブルが非利き手にあることを適合するための触覚制御信号又は触覚駆動信号に調整がなされうる。例えば、おそらく、片手持ち工具は、ユーザの利き手を用いてユーザによって操作されるであろう。このように、触覚ノイズは、典型的には、利き手よりも非利き手から生成及び配置され、その結果、知覚、注意の打破及び／又は痛覚閾値は、ウェアラブルが利き手に装着されている場合よりも低くなるであろう。触覚信号は、触覚信号に対する触覚制御信号又は触覚駆動信号を調整することにより、ウェアラブルを身に着けた非利き手に減衰される、又はウェアラブルを身に着けた利き手に増幅されることができる。５２０において、ウェアラブルが利き手にあるとみなされる。内在するロジックは、ウェアラブルを身に着けた利き手又は非利き手で同一に維持されるが、説明されたように、触覚効果の強度は調整されうる。５２５における別のオプションは、ウェアラブルが、ハット、ゴーグル、アンクレット等のような別の体の部分に装着されうることである。ウェアラブルが触覚ノイズのソースから離れやすい、かつ知覚しやすいと推定される、つまり、知覚、注意の打破及び／又は痛覚の閾値が、ウェアラブルが触覚ノイズのソースの近くで身に着けられる場合に低くなるため、これらの場合は、非利き手の場合と同様とみなされうる。
【００６１】
図５のフローは、共に戻り、５３０において、触覚効果が振動触覚アクチュエータにより提供されるような振動ベースである場合には、触覚信号は、上述されたような、工具自体からの触覚ノイズと同様であるが異なって提供されうる。特に、かなり低い周波数の振動は、工具の触覚ノイズにより自然に発生される周波数とより重複する高い周波数の振動よりも効果的でありうる。５４０において、触覚効果が熱である場合、熱触覚効果が提供されうる。一実施形態では、５４５において、熱触覚効果は、工具の取り得る過熱又は機能不全条件をオペレータに情報提供するために、工具の熱条件を（比例的に又は燃焼に対する安全予防措置と共に）模倣するためにウェアラブルに組み込まれうる。工具の状態は、センサによって検知され、熱触覚フィードバックを決定するために用いられる、有線又は無線媒体による無線を通じてウェアラブルへ転送されうる。
【００６２】
５５０において、触覚効果が絞り効果のような変形である場合、触覚信号は、リストストラップ又はグローブに提供されうる。絞り効果の一部の特性は、５５２、５５４及び５５６によって示される。５５２において、一連の強く鋭い絞り（例えば、９つの素早い連続）が加えられうる。５５４において、約２００Ｈｚの高い周波数の絞りは、短くかつ鋭い絞り効果に対して良好に作用しうる。５５６において、絞られるバンドのようなウェアラブルは、強固な合成繊維又はラバーのような強固であるがフレキシブルな材料からなるべきである。
【００６３】
一部の実施形態（図示せず）では、ウェアラブルは、工具又は装置のリモート動作に基づいて触覚信号に対して効果的に用いられうる。このような実施形態では、装置３０のようなフィードバックが導かれるための工具又は装置は、ウェアラブルに近接している又は近接していなくてもよい。触覚ノイズは、装置３０及び／又は他の装置又はウェアラブルの環境における触覚ノイズソースから来ることができる。触覚信号は、オペレータ又はオペレータの上長のような他の人物又はインタラクティブネットワークの１つのウェアラブル又は複数のウェアラブルを通じた他の関心のあるパーティに提供されうる。一部の実施形態では、ウェアラブルを有するユーザは、彼らが装置で受信したい触覚信号（及び通知）の種類を特定するために好みを設定しうる。例えば、オペレータの上長は、ウェアラブルデバイスを身に着け、即時の通知のための高い緊急性の警告通知を受信するように設定する一方で、あり得る遅延閲覧のための緊急性の低い通知を受信するように彼の電話を設定することができる。
【００６４】
図６は、一実施形態に係る図１−３のセンサ１７及び図１の触覚出力装置１８のためのいくつかの取り得る位置を示す電動工具の図である。センサ１７の１以上及び触覚出力装置１８の１以上は、装置上のいずれかの位置に配置されうる。特に、図示されるように、触覚出力装置１８は、ドリルのトリガーボタン、ハンドル、バッテリ、又はモータケーシングに配置されうる。それらは、ドリルのボディの内側又は外側に配置されうる。一実施形態では、触覚出力装置１８は、コイン型のＥＲＭアクチュエータでありうる。
【００６５】
開示されるように、実施形態は、触覚ノイズにおいて知覚可能である触覚ノイズシステムでの触覚効果を生成するためのシステムを提供する。触覚効果は、装置上に配置される別の触覚出力装置、装置から隔てられたウェアラブルデバイス、又は触覚ノイズを変更又は減退することにより装置上で生成されうる。センサは、装置の動作条件をモニタするために装置に一体化されうる。触覚効果は、装置の動作に関する通知情報を提供しうる。
【００６６】
いくつかの実施形態は、本明細書に具体的に図示及び／又は説明される。しかし、開示された実施形態の変形及び変更が上記の教示に及ぼされ、本発明の趣旨及び意図される範囲から逸脱することなく添付の特許請求の範囲内であることが理解されるであろう。
【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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【外国語明細書】
2017059209000001.pdf