(57)【要約】ナビゲーションを支援するための装置およびシステム。システムは、振動触覚装置を含み、該振動触覚装置は、ユーザの地理的位置を決定するように構成されたプリント回路基板と、電池と、１つ以上の隔離パッドと、複数のアクチュエータと、振動触覚装置に結合されたモバイル電子装置と、を含み、該モバイル電子装置は、振動触覚装置によって収集されたデータを分析し、ユーザの地理的位置および角度を決定するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーションを支援するための装置であって、
ユーザの地理的位置を決定するように構成されたプリント回路基板と、
電池と、
１つ以上の隔離パッドと、
複数のアクチュエータと、を備える装置。
【請求項２】
前記プリント回路基板と、前記電池と、前記１つ以上の隔離パッドと、前記複数のアクチュエータを収容するように構成された筐体と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プリント回路基板が、フレキシブルプリント回路基板である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置を前記ユーザに結合するためのストラップをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電池が、充電式電池である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記隔離パッドが、前記アクチュエータを機械的に分離するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
ナビゲーションを支援するためのシステムであって、
振動触覚装置であって、
ユーザの地理的位置を決定するように構成されたプリント回路基板、
電池、
１つ以上の隔離パッド、および
複数のアクチュエータ、を含む、振動触覚装置と、
前記振動触覚装置に結合されたモバイル電子装置と、を備え、
前記モバイル電子装置が、前記振動触覚装置によって収集されたデータを解析し、ユーザの地理的位置および角度を決定するように構成されている、システム。
【請求項８】
前記プリント回路基板と、前記電池と、前記１つ以上の隔離パッドと、前記複数のアクチュエータとを収容するように構成された筐体をさらに備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記プリント回路基板が、フレキシブルプリント回路基板である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記振動触覚装置を前記ユーザに結合するためのストラップをさらに備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電池が、充電式電池である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記隔離パッドが、前記アクチュエータを機械的に分離するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のアクチュエータが、
圧電アクチュエータ、
偏心回転質量アクチュエータ、
線形共振アクチュエータ、および
骨伝導スピーカからなる群から選択される、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向支援装置に関し、特に、視覚障害者（ＢＶＩ）用のウェアラブル触覚ナビゲーション装置に関する。本出願は、２０１７年１１月８日に出願された米国特許出願第１５／８０７，４９４号に対する優先権を主張するものであり、該米国特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年５月４日に出願された米国仮特許出願第６２／５０１１４０号に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害のある個人は、ナビゲートするために、自分の目を使用すること以外の手段を使用しなければならない。多くの場合、杖は、ナビゲーションからの独立への不可欠な第一歩である。しかしながら、杖および歩数を数えるような他の方法の使用は、ユーザの現在の場所の不正確な推定をもたらし得る。これは、このような方法と関係する推定に起因する。
【０００３】
ユーザの場所を容易に追跡し、かつ非視覚的キューをユーザに提供して、ユーザを２つ以上の場所の間でナビゲートするのを支援するための方法が必要である。
以下、関連技術を説明する。
【０００４】
特許文献１は、概して、ユーザ入力の受信を確認するか、または別様にユーザに情報を伝達するために、触覚フィードバックを電子ブックリーダー装置などの電子装置のユーザに提供することを記載している。触覚フィードバックは、電子装置のディスプレイの表示更新時間よりも早く提供することができる。異なるイベントに応答して、異なるパターン、持続時間、および／または強度触覚フィードバックを使用することができる。
【０００５】
特許文献２は、概して、コンピュータデバイスから出力されたサウンドに基づいて、触覚的な感覚をトリガすることを記載している。ユーザへの出力であるサウンドデータの一部分を、コンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムからのサウンドとして記憶する。サウンドデータから少なくとも１つのサウンド特徴を抽出するために、サウンドデータの一部分を、インテリジェントヒューリスティックを使用して解析する。少なくとも１つの触覚効果の実行は、サウンド特徴に基づいてトリガされ、触覚効果は、オーディオとしてのユーザへのサウンドの一部分の出力と近似的に相関するように、触覚フィードバックデバイスに命令される。触覚効果は、触覚感覚をユーザに出力させる。異なる触覚効果は、異なるサウンド特徴、周波数範囲、振幅などと関連付けることができる。
【０００６】
特許文献３は、概して、ディスプレイおよびタッチ感知表面を有する電子装置によって行われるアクセシビリティ法を記載している。この方法は、複数のユーザインターフェース要素をディスプレイに表示することと、タッチ感応表面上の指による第１のユーザインターフェースのナビゲーションジェスチャを検出することに応答して、現在のナビゲート可能なユニットタイプに従って複数のユーザインターフェース要素内をナビゲートすることと、タッチ感応表面上の第１のユーザインターフェースのナビゲーション設定ジェスチャを検出することに応答して、現在のナビゲート可能なユニットタイプを第１のナビゲート可能なユニットタイプから第２のナビゲート可能なユニットタイプに変更し、第２のナビゲート可能なユニットタイプに関するアクセシビリティ情報を出力することと、現在のナビゲート可能なユニットタイプを変更した後に、タッチ感応表面上の指による第２のユーザインターフェースのナビゲーションジェスチャを検出することに応答して、現在のナビゲート可能なユニットタイプに従って複数のユーザインターフェース要素内をナビゲートすることと、を含む。
【０００７】
特許文献４は、概して、触覚フィードバックをタッチ感応性入力装置に提供するためのシステムおよび方法を記載している。例えば、１つの開示されるシステムは、外面を有するハウジングを有する入力装置と、タッチ感応表面との接触を示す接触信号を送信するように構成されたタッチ感応表面と、ハウジング内に配置されたセンサであって、入力装置の移動を検出し、入力装置の移動を示すセンサ信号を送信するように構成された、センサと、ハウジング内に配置されたアクチュエータであって、アクチュエータが、アクチュエータ信号に基づいて触覚効果を出力し、アクチュエータ信号が、接触信号に少なくとも部分的に基づく、アクチュエータと、を含む。
【０００８】
特許文献５は、概して、電子装置および動作方法を記載しており、ハウジングと、ハウジングに結合された基部と、基部に結合された電気機械式トランスデューサであって、共振モードで動作し、所定の駆動周波数の駆動信号を受信した時点で触覚効果を出力するように構成される、電気機械式トランスデューサと、を備える。一実施形態において、電気機械式トランスデューサは、複数の電気機械式トランスデューサをさらに備え、各電気機械式トランスデューサは、そのそれぞれの共振モードで動作し、所定の駆動周波数を有する駆動信号を受信した時点でそれぞれの触覚効果を出力するように構成される。代替的または追加的に、電気機械式トランスデューサは、基部に近位の第１の端部と基部に遠位の第２の端部との間に連続様式でそこに結合された複数の離間された電気機械式装置をさらに備える。
【０００９】
特許文献６は、概して、ディスプレイおよびタッチ感応表面を有する電子装置によって行われるアクセシビリティ法を記載している。この方法は、ディスプレイの少なくとも第１の部分をタッチ感応表面にマッピングすることと、複数のユーザインターフェースコンテナをディスプレイに同時に表示することと、複数のユーザインターフェースコンテナ内の第１のユーザインターフェースコンテナを選択する、ユーザインターフェースコンテナ選択イベントを検出することと、ユーザインターフェースコンテナ選択イベントを検出することに応答して、ディスプレイの第１の部分をタッチ感応表面にマッピングするのを中止し、第１のユーザインターフェースコンテナがタッチ感応表面と実質的に同一の領域を占めるように比例的にマッピングすることと、を含む。
【００１０】
特許文献７は、概して、第１のタイプの第１のユーザインターフェース要素および第２のタイプの第２のユーザインターフェース要素を提示する電子装置を記載している。発見モードにおいて、この装置は、第１のユーザインターフェース要素との第１の相互作用を検出し、第１のユーザインターフェース要素の発見モードジェスチャ応答に従う動作を行う。この装置は、第２のユーザインターフェース要素との第２の相互作用を検出し、第２のユーザインターフェース要素の発見モードジェスチャ応答に従う動作を行う。アクセス可能モードにおいて、この装置は、第１のユーザインターフェース要素との第３の相互作用を検出し、第１のユーザインターフェース要素のアクセス可能モードジェスチャ応答に従う動作を行う。この装置は、第２のユーザインターフェース要素との一連の相互作用を検出し、各相互作用について、第２のユーザインターフェース要素の発見モードジェスチャ応答に従う動作を行う。
【００１１】
特許文献８は、概して、ディスプレイおよびタッチ感応表面を有するアクセス可能電子装置によって行われる方法を記載している。この方法は、複数のユーザインターフェース要素をディスプレイに表示することであって、カレントフォーカスが、第１のユーザインターフェース要素上にある、表示することと、タッチ感応表面上の第１の指ジェスチャを検出することであって、第１の指ジェスチャは、第２のユーザインターフェース要素に対応するタッチ感応表面上の場所に接触することから独立している、検出することと、第１の指ジェスチャを検出することに応答して、カレントフォーカスを、複数のユーザインターフェース要素の第１のユーザインターフェース要素から複数のユーザインターフェース要素の第２のユーザインターフェース要素に変更し、第２のユーザインターフェース要素と関連付けられたアクセシビリティ情報を出力することと、を含む。
【００１２】
特許文献９は、概して、車両乗員のペルソナを維持し、車両乗員のペルソナおよび車両関連の情報に基づいて車両乗員を支援するアクションを行うための方法、システム、およびコンピュータ可読媒体を記載している。
【００１３】
特許文献１０は、概して、コンピュータにシステム上で実行する１つ以上のプロセスによって行われる方法を記載しており、この方法は、高周波および低周波を含むオーディオ周波数の範囲で構成されるオーディオ信号を受信することと、オーディオ周波数の範囲の第１の部分を触覚データに変換することと、オーディオ周波数の範囲の第２の部分をオーディオ周波数の異なる範囲にシフトすることと、変換された第１の部分およびシフトされた第２の部分のうちの少なくとも１つを人間ユーザに提示することと、を含む。この態様の他の実装形態は、対応するシステムと、装置と、コンピュータプログラム製品と、を含む。
【００１４】
特許文献１１は、概して、ウェアラブルデバイスに関連する環境において発生するイベントに基づいてフィードバックを生成するように構成することができる、ウェアラブルデバイスを記載している。このウェアラブルデバイスは、例えば、ウェアラブルデバイスに関連する環境において発生したイベントを表す制御信号を生成するように構成されたプロセッサと、ウェアラブルデバイスの第１の位置に配置された少なくとも第１の触覚出力デバイスと、を含むことができる。第１の触覚出力デバイスは、生成された制御信号に基づいて触覚フィードバックを提供するように構成することができる。
【００１５】
特許文献１２は、概して、ユーザアカウントに記載された権利および特権に基づいて、車両のタスク、機能、および／または動作に対するユーザアクセスを制御するための車両制御システムのための方法および装置を記載している。
【００１６】
特許文献１３は、概して、触覚フィードバックをカスタマイズするために使用されるメディアコンテンツおよび１つ以上の外部パラメータに基づいて、触覚フィードバックを提供するシステムおよび方法を記載している。このシステムは、メディアコンテンツを単独で使用して決定される触覚フィードバックを修正する、または別様には変更することができる。換言すれば、このシステムは、メディアコンテンツおよび外部パラメータの両方を使用して、ユーザまたは他の人に出力されるべき触覚フィードバックを決定することができる。外部パラメータは、例えば、センサ情報、カスタマイズ情報、および／または触覚フィードバックをカスタマイズするために使用することができる他の外部パラメータを含むことができる。
【００１７】
特許文献１４は、概して、コンピュータ可読媒体で具現化される方法、装置、および／またはコンピュータソフトウェアとして実装することができ、かつ、とりわけ、ユーザ入力に応答して、例えばユーザがモバイルデバイスのディスプレイを所望のパターンでタップすること応答して、カスタム振動パターンを作成するために使用することができる技術を記載している。例えば、この開示に記載されている主題の１つ以上の態様は、１つ以上の方法で具現化することができ、この方法は、電子装置のユーザからカスタム振動パターンを指定する触覚入力を受信することと、触覚入力を受信することと協調して、受信した触覚入力に対応する視覚フィードバックをユーザに提供することと、電子装置によって使用して、所定の通知イベントをシグナリングする触覚フィードバックを作動させるための、指定されたカスタム振動パターンを記憶することと、を含む。
【００１８】
特許文献１５は、概して、触覚効果を使用して伝達されるべき情報を受信し、情報の意図を決定する、ユーザ上の複数のウェアラブルデバイスを管理するためのシステムを記載している。このシステムは、次いで、複数のウェアラブル触覚装置の各々について、ユーザ上のウェアラブル触覚装置の場所および触覚能力を決定する。このシステムは、次いで、決定されたユーザの場所および触覚能力に少なくとも基づいて、触覚効果としての情報をウェアラブル触覚装置の１つ以上にマッピングする。
【００１９】
特許文献１６は、概して、バンドリンクおよび／またはウェアラブルデバイスの１つ以上の他方に各々が電気的および機械的に接続され、かつ１つ以上の電子構成要素を含む、多数のモジュール式機能バンドリンクを含むバンドに結合された、ウェアラブルデバイスを記載している。様々な実装形態において、ウェアラブル装置は、バンドリンクの各々から識別子を受信し、該識別子を使用して利用可能な機能を決定し、そして、バンドリンクと通信して決定機能を利用することができる。いくつかの実現形態において、バンドリンクは、多数の異なる出力デバイスを含むことができ、ウェアラブル装置は、出力パターンを提供し、出力パターンに従ってそれぞれの出力デバイスにシグナリングすることを決定することができる。様々な実装形態において、バンドリンクは、多数の異なる入力装置を含むことができ、ウェアラブル装置は、入力装置から入力指示を受信し、それぞれの入力装置によって入力指示が検出されたパターンに基づいてアクションを行うことができる。
【００２０】
特許文献１７は、概して、衝突イベントに基づいて更新される画像をユーザに提供することと、衝突イベントのタイプおよび衝撃量を含む衝突データを生成することと、衝突データに基づいて触覚パターンを生成することと、触覚パターンに基づいて振動を生成することと、を含む、触覚フィードバック法を記載している。
【００２１】
特許文献１８は、概して、ユーザの障害、ユーザの医学的状態、ユーザの年齢、ユーザの身体的状態、ユーザの運転特性、および運転履歴に基づいた、運転者または障害者を支援するオンボード車両ディスプレイ、非アクティブ制御表面、および車両インターフェースのカスタム化のための方法および装置を記載している。
【００２２】
特許文献１９は、概して、脳および身体機能ならびに感覚認知を管理するためのシステムおよび方法を記載している。例えば、この発明は、感覚代行および感覚強化（増強）、ならびにモータ制御強化のためのシステムおよび方法を提供する。この発明はまた、疾患および状態を治療するための、ならびに感覚代行、感覚強化、および関連する効果を通して強化された肉体的および精神的な健康ならびに能力を提供するためのシステムおよび方法も提供する。
【００２３】
特許文献２０は、概して、過度の状況認識および衣類知識を伴うことなく、過度の身体的要求を伴うことなく、かつ過度の二次的なアクションを伴うことなく、適切な使用を教示および支援するための対話型衣類を記載している。
【００２４】
特許文献２１は、概して、ユーザの障害、ユーザの医学的状態、ユーザの年齢、ユーザの身体的状態、ユーザの運転特性、および運転履歴に基づいて、運転者または障害者を支援するオンボード車両ディスプレイ、非アクティブ制御表面、および車両インターフェースのカスタム化のための方法および装置を記載している。
【００２５】
特許文献２２は、概して、振動雰囲気補償アルゴリズムを使用する触覚フィードバック装置を記載し、この装置は、振動雰囲気データを収集するように構成された振動センサと、振動雰囲気を補償するためのパターンおよびタッチ入力に対応する触覚パターンを記憶するように構成されたメモリと、振動雰囲気データに基づいて振動雰囲気を補償するためのパターンを生成し、タッチパネルを通してユーザのタッチ入力が検出されたときにメモリに記憶されている触覚パターンと振動雰囲気を補償するためのパターンとを合成し、そして、合成した触覚パターンを出力するように構成されたコントローラと、コントローラから出力される触覚パターンに従って振動するように構成されたアクチュエータと、を含むことができる。
【００２６】
特許文献２３は、概して、ナビゲーションセンサの取り付けおよび取り外しの柔軟性を有し、かつ手の示す方向において最大１８０度をカバーする多数の方向における障害物の距離を感知する柔軟性を有する、距離を感知するための、ハンドウェアラブル触覚フィードバックベースのナビゲーション装置を記載している。この装置は、指の先端部のセンサを使用して障害物の距離を測定する。測定は、距離に基づいてカテゴリに分類される。このカテゴリは、特定の指に戦略的に位置付けられた触覚フィードバックアクチュエータを介して、最終的にユーザに通知される。フィードバックは、慣性測定ユニットを使用して手の空間的配向をマッピングすることによって三次元をなす。
【００２７】
特許文献２４は、概して、視覚障害のある人々のためのウェアラブル触覚パターン表示装置を記載し、より具体的には、視覚障害のある人々のためのウェアラブル触覚パターン表示装置であって、ユーザが装置を容易に携持することができるようにコンパクトなサイズに形成され、表示装置本体の正面に、タッチパネルおよび電気感応性パネルが一体的に結合されたタッチ画面を有し、それによって、タッチ画面を通る様々な触覚（ｈａｐｔｉｃ  ｔａｃｔｉｃｌｅ）の組み合わせを有するテキスト画面を提供し、表示装置本体の後面に、ユーザがウェアラブル部材を指に装着することを可能にするための環状のウェアラブル部材を有し、よって、環状のウェアラブル部材をユーザの人差し指に装着している間、ユーザが、親指を使用することによってタッチ画面に表示されている触覚（ｈａｐｔｉｃ  ｔａｃｔｉｃｌｅ）のテキスト画面を簡単に読むことができ、それによって、使用の便宜およびその優れた携帯性のため、時間および場所に関係なく、表示装置を使用して、ニュース、本、またはメッセージなどのテキストを読むことを可能にし、加えて、視覚障害のある人々が表示装置を容易に使用することができるように、表示装置本体にＮＦＣモジュールを有することによって、道路の周囲、交差点の周囲、または店内などの様々な場所に提供されたＮＦＣタグから、または従来のブライユ式点字でガイダンス情報を受信する、ウェアラブル触覚パターン表示装置を記載している。
【００２８】
上で説明した技術のいずれも、本発明が対処する課題の全てに対処していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】米国特許第８３７８９７９号明細書
【特許文献２】米国特許第８４４１４３７号明細書
【特許文献３】米国特許第８４９３３４４号明細書
【特許文献４】米国特許第８５７６１７１号明細書
【特許文献５】米国特許第８５７６１７４号明細書
【特許文献６】米国特許第８６８１１０６号明細書
【特許文献７】米国特許第８７５１９７１号明細書
【特許文献８】米国特許第９００９６１２号明細書
【特許文献９】米国特許第９０８２２３９号明細書
【特許文献１０】米国特許第９０８３８２１号明細書
【特許文献１１】米国特許第９０９２９５４号明細書
【特許文献１２】米国特許第９１２３１８６号明細書
【特許文献１３】米国特許第９２７４６０３号明細書
【特許文献１４】米国特許第９３８３８２０号明細書
【特許文献１５】米国特許第９４６６１８７号明細書
【特許文献１６】米国特許第９５５３６２５号明細書
【特許文献１７】米国特許第９５９４４４４号明細書
【特許文献１８】米国特許出願公開第２０１４／０３１０５９４号明細書
【特許文献１９】米国特許出願公開第２０１５／０２９０４５４号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２０１６／０１６５９６５号明細書
【特許文献２１】米国特許出願公開第２０１７／００７５７０１号明細書
【特許文献２２】米国特許出願公開第２０１６／０１０９９４９号明細書
【特許文献２３】国際公開第２０１５／０８３１８３号
【特許文献２４】国際公開第２０１７／０１４５４２号
【発明の概要】
【００３０】
本発明の一態様によれば、ナビゲーションを支援するための装置が提供される。本装置は、ユーザの地理的位置を決定するように構成されたプリント回路基板と、電池と、１つ以上の隔離パッドと、複数のアクチュエータと、を含む。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、ナビゲーションを支援するためのシステムが提供される。本システムは、ユーザの地理的位置を決定するように構成されたプリント回路基板と、電池と、１つ以上の隔離パッドと、複数のアクチュエータと、を含む、振動触覚装置を含む。本システムは、振動触覚装置に結合されたモバイル電子装置をさらに含み、該モバイル電子装置は、振動触覚装置によって収集されたデータを分析し、ユーザの地理的位置および角度を決定するように構成される。
【００３２】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するための装置を提供することであり、該装置は、プリント回路基板と、電池と、１つ以上の隔離パッドと、複数のアクチュエータを収容するように構成された筐体と、をさらに含む。
【００３３】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するための装置を提供することであり、プリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板である。
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するための装置を提供することであり、該装置は、該装置をユーザに結合するためのストラップをさらに含む。
【００３４】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するための装置を提供することであり、電池は、充電式電池である。
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するための装置を提供することであり、
隔離パッドは、アクチュエータを機械的に分離するように構成される。
【００３５】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、該システムは、プリント回路基板と、電池と、１つ以上の隔離パッドと、複数のアクチュエータを収容するように構成された筐体と、をさらに含む。
【００３６】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、プリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板である。
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、該システムは、振動触覚装置をユーザに結合するためのストラップをさらに含む。
【００３７】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、電池は、充電式電池である。
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、隔離パッドは、アクチュエータを機械的に分離するように構成される。
【００３８】
本発明の目的は、ナビゲーションを支援するためのシステムを提供することであり、複数のアクチュエータは、圧電アクチュエータ、偏心回転質量アクチュエータ、線形共振アクチュエータ、および骨伝導スピーカからなる群から選択される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の分解図である。
【図２】本発明の一実施形態による、モバイル電子装置上の、本発明と共に使用するための、アプリケーションの紹介画面のスクリーンショットを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、モバイル電子装置上の、本発明と共に使用するための、アプリケーション上のナビゲーション入力オプションの画面のスクリーンショットを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、モバイル電子装置上の、本発明と共に使用するための、アプリケーションの音声入力画面のスクリーンショットを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による、モバイル電子装置上の、本発明と共に使用するための、ナビゲーションを始めるためのアプリケーションの開始画面のスクリーンショットを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、モバイル電子装置上の、本発明と共に使用するための、アプリケーション上のナビゲーション地図のスクリーンショットを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、振動触覚装置と併せて使用するように構成された電子装置の正面図である。
【図９】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の側面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の拡大側面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の側面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の上面図である。
【図１６Ａ】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の上面図である。
【図１６Ｂ】本発明の一実施形態による、図１６Ａの振動触覚装置の頂部エンクロージャの切り取り側面図である。
【図１６Ｃ】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の上面図である。
【図１６Ｄ】本発明の一実施形態による、図１６Ｃの振動触覚装置の頂部エンクロージャの切り取り側面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、振動触覚装置の部分分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。様々な図面内の同じ要素は、同じ参照番号によって識別される。
以下、本発明の各実施形態を詳細に参照する。このような実施形態は、本発明の説明するために提供され、該実施形態に限定されることを意図しない。実際に、当業者は、本明細書を読み、本図面を考察すれば、様々な修正および変更を行うことができることを認識するであろう。
【００４１】
以下、図１を参照すると、本発明の一実施形態による、振動触覚装置１００の分解図が例示的に示されている。
一実施形態によれば、振動触覚装置は、上部エンクロージャ１１０と、下部エンクロージャ１６０と、を含み、上部エンクロージャ１１０および下部エンクロージャ１６０は、電池１２０、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）１３０、１つ以上の隔離パッド１４０、および複数のアクチュエータ１５０を収容する。一実施形態によれば、振動触覚装置は、ストラップ１７０、マイクロホン１８０、および／または１つ以上の電子装置を入力するための１つ以上の入力チャネル１９０をさらに含むことができる。一実施形態によれば、触覚装置１００は、ユーザの頭部、胸部、腕、足、および／または任意の他の適切な場所に配置するように構成することができる。一実施形態によれば、振動触覚装置１００の制御システムの入力としては、角度の正しさ／誤りの程度、触覚ボリューム、周波数（例えば、「ｔｉｍｅ＿ｏｎ」および「ｔｉｍｅ＿ｏｆｆ」の関数としてのブリンク速度）、配向、触覚表現（例えば、特定の情報を通信するための慎重なメッセージ）、触覚エクスペリエンス（例えば、「触覚コリドー」）などの直観的なエクスペリエンス）、および／または任意の他の適切な入力を挙げることができる。
【００４２】
一実施形態によれば、ＰＣＢは、音波を使用して振動触覚装置１００と１つ以上のオブジェクトとの間の距離を測定するように構成された１つ以上の超音波センサをさらに含む。
【００４３】
一実施形態によれば、頂部エンクロージャ１１０および下部エンクロージャ１６０は、耐水シールを形成する。一実施形態によれば、エンクロージャ１１０、１６０は、単一の耐水構造体に成形される。一実施形態によれば、エンクロージャ１１０、１６０は、振動減衰および／または触覚感覚の遮断を支援するための１つ以上の構造体１９０をさらに含むことができる。これらの構造体１９０は、個々のモータが作動したときに、ユーザが強さの違いだけでなく、場所の違いによってもユーザが区別することを可能にする。
【００４４】
一実施形態によれば、筐体１１０、１６０は、該筐体が装着される身体部位に人間工学的に適合するように構成される。一実施形態によれば、エンクロージャ１１０、１６０は、ストラップ１７０に取り外し可能に結合される。振動触覚装置１００は、ユーザの身体の手首、足首、および／または他の適切な場所に結合されるように構成することができる。振動触覚装置１００はまた、例えば帽子、杖などのユーザの所持品のうちの１つ以上の物体に結合されるように構成することもできる。
【００４５】
一実施形態によれば、電池１２０は、再充電可能である。一実施形態によれば、電池１２０は、エンクロージャ１１０、１６０から取り外し可能である。一実施形態によれば、電池１２０は、エンクロージャ１１０、１６０内に永続的に収容される。一実施形態によれば、電池１２０は、太陽電池式である。
【００４６】
一実施形態によれば、隔離構造体１４０（例えば、隔離パッド）は、アクチュエータ１５０を機械的に分離し、振動パターンの分離を生じさせる。アクチュエータ１５０は、圧電アクチュエータ、偏心回転質量（ＥＲＭ）アクチュエータ、線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）、骨伝導スピーカ、および／または任意の他の適切な１つもしくは複数のアクチュエータとすることができる。
【００４７】
一実施形態によれば、ストラップ１７０は、掛け留め機構を有し、該掛け留め機構は、両側部に磁石がある。しかしながら、本発明の趣旨を維持しながら、他の形態の掛け留め機構も使用することができることに留意されたい。
【００４８】
一実施形態によれば、振動触覚装置１００は、視覚障害者用のナビゲーションを支援するためのシステムの一部である。しかしながら、本システムはまた、視覚障害のない個人によっても使用することができることに留意されたい。本システムはまた、１つ以上のモバイル電子装置１２００（図８図８に示す）も含むことができる。１つ以上のモバイル電子装置１２００としては、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、および／または任意の他の適切なモバイル電子装置１２００を挙げることができる。しかしながら、いくつかの実施形態によれば、触覚装置１００は、１つ以上の電子装置１２００を使用することなく、スタンドアロンの装置として使用することができることに留意されたい。装置１００は、ＧＰＳ技術を組み込むことができ、および／または、地図を装置１００に記憶させることができる。
【００４９】
一実施形態によれば、振動触覚装置１００は、非視覚、非聴覚ナビゲーションのための固有のアルゴリズムを有する、カスタムアプリケーションに接続する。このアルゴリズムは、経路探索法に準拠し、よって、振動触覚装置の１００の触覚フィードバック信号／パターンは、ユーザが運転しているのか、走っているのか、サイクリングしているのか、歩いているのか、または任意の他の進行手段であるのかに依存して変化する。決定要因としては、ジオロケーション（都市対自然）および速度（現在の速度、加速度）が挙げることができるが、これらに限定されない。
【００５０】
一実施形態によれば、アルゴリズムは、データを処理することができ、よって、振動触覚装置１００は、ユーザが、ナビゲーションを始めたとき、正しい道を進んでいるとき、誤った道を進んでいるとき、左折が近づいているとき、右折が近づいているとき、交差点に近いとき、近くに関心地点（ＰＯＩ）があるとき、道端に近づいているとき、歩道の縁に近ついているときなどに、常に触覚フィードバックを提供する。一実施形態によれば、アルゴリズムはまた、このデータを使用して、不必要な情報のフィルタリングも行い、これは、ナビゲーションおよび経路探索をよりいっそう正確にする。
【００５１】
アプリケーションに従って、アプリケーションは、ＧＰＳおよび／または他の無線信号を使用してユーザの位置および配向を見つけ、また、（都市内の信号バウンスまたは磁気的影響などのような）任意の不規則なデータを取り除く。アプリケーションはまた、モバイル電子装置１２００を過剰な計算から解放するための手段でもあり、これは、ハードウェアコストおよび／または装置自体のサイズを減少させ、モバイル電子装置１２００には見られない高解像度の触覚構成要素（例えば、圧電アクチュエータおよびそれらのそれぞれのドライバ）のための空間を残す。アプリケーションはまた、電話１２００上にあることで、ユーザに対する装置の１００の位置を決定するという、非常に困難な問題を解決する（以下、オムニ指向性と称され、通常、複雑な「デッドレコニング」アルゴリズムによって解決される）。例えば、ユーザのナビゲーションルートに対する自分の位置が重要であるので、ユーザに対する振動触覚装置の１００の位置は、どのような種類の触覚信号が表されているのかに影響を及ぼすべきでない（すなわち、腕を振ることが、触覚に影響を及ぼすべきでない）。
【００５２】
一実施形態によれば、振動触覚装置１００は、耐振性、部分的および／もしくは完全音声作動式、画面レス、ならびに／またはボタンレスとすることができる。一実施形態によれば、振動触覚装置１００は、触覚表現力の１つ以上のレイヤを含むことができる。一実施形態によれば、触覚装置１００は、限定されないが（ヘッドホンおよび／または任意の他の適切な装置を使用する）オーディオ出力などの他の形態の感覚性出力と併せて使用することができ、または該感覚性出力を組み込むことができる。
【００５３】
振動触覚装置１００内部の鍵となる構成要素（図９にも示される）は、カスタムＰＣＢ１３０、隔離パッド１４０、および多数の触覚アクチュエータ１５０である。これらのアクチュエータ１５０は、任意の形状または形態とすることができる。例示的な一実施形態によれば、２つの圧電アクチュエータ１５０は、バンド１６０内に収容される。多数のアクチュエータ１５０は、触覚信号に対する２倍の強度、代替のパターン、および方向バイアスを出力することができるので、高レベルの触覚出力を有することが必要である（すなわち、左折が近づいている場合には、振動触覚装置１００の左側だけが振動パターンを有する、右折が近づいている場合には、振動触覚装置１００の右側だけが振動パターンを有する、ユーザが間違った方向に進行している場合には、「誤り」を通信する信号が、多数のアクチュエータ１５０を素早く全強度に交替させる、高解像度コンパスモードなど）。
【００５４】
一実施形態によれば、１つ以上のアクチュエータ１５０は、３イン１の線形共振質量システムの組み合わせを含む。モータは、線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）に類似するものに従う。一実施形態によれば、電磁コイルを使用してシング質量を上下に移動させる代わりに、これらのアクチュエータ１５０は、各質量が、個々または様々な組み合わせとして起動することができる同心環状となるように構成される。
【００５５】
一実施形態によれば、（重み組み合わせの自然倍音に基づいて）７つの別個の周波数を１つの単一アクチュエータ１５０の装置に作成することは、スピーカの触覚周波数範囲を提供し、一方で、厳格な周波数での慎重な起動のみにより電力消費を大幅に最小化する。
【００５６】
コンパスモードは、ユーザが、自分が選択した目的地に対して、いくらかの角度の正しさ／誤りの程度にあるという考えである。一実施形態によれば、振動触覚装置１００は、角度に対する触覚フィードバックの強度の対数的関係を表し、これは、「間違った道、正しい道」を表す直観的な方法である。例えば、ユーザが目的地（Ａ）に向かって０度に面している場合は、非常に微弱で断続的（確認）なものを除いて、いかなる触覚フィードバックも存在しない。対照的に、目的地（Ａ）向かって１８０度では、１００％のフィードバックが存在し、上で述べた「高解像度コンパスモード」は、同じ概念であるが、ユーザが目的地（Ａ）に対して（−）度または目的地（Ａ）に対して（＋）度である場合のユーザに対する重み付き作動信号を除外する。
【００５７】
一実施形態によれば、触覚フィードバックがほとんどまたは全く存在しない角度は、ある程度の歩く自由度をユーザに与えるように、わずか１度超である。一実施形態によれば、このパラメータは、調節可能である。このパラメータは、「コリドー」と称される。コリドーは、幅および角度を（１２２０、図８図８に示される）有することができる。一実施形態によれば、アプリケーション上で行われるＧＰＳルーティングデータは、一連の目的地（Ａ）を作成するために取得および使用され、よって、ユーザは、ただ１つの単一の目的地に案内されるのではなく、むしろ算出ルートに沿う。ルート上の多数の位置１２１０（図８図８に示す）はまた、がカスタムナビゲーションアルゴリズムに対しても使用され、地点間の距離に適合するように増加または減少させて、滑らかなナビゲーションエクスペリエンスをもたらす。
【００５８】
プライバシーは、多くのユーザにとって重要である。一実施形態によれば、触覚装置１００は、収集されているそれらの場所データからユーザのアイデンティティを安全に接続解除するために、ブロックチェーンセキュリティプロトコルの変形物を組み込む。
【００５９】
本発明の様々な実施形態による、アプリケーションの様々なスクリーンショットを図２〜図７に示す。これらのスクリーンショットは、紹介画面（図２）、表示地図を含むナビゲーション入力画面（図３）、表示地図、音声入力画面（図４）（ユーザは、音声認識ハードウェアおよびソフトウェアを使用して目的地を入力することができる）、ナビゲーションを始めるための開始画面（図５）、到着画面（図６）、および１つ以上の表示地図（図７）を例示する。一実施形態によれば、表示地図は、１つ以上の関心地点（ＰＯＩ）を含むことができる。
【００６０】
他の視覚的表示もまた、アプリケーションと併せて使用することができることに留意されたい。また、ユーザは、テキスト、音声認識、および／または任意の他の適切な形態の入力手段を使用して最終目的地を入力することができることにも留意されたい。さらに、本出願の任意の画面は、ユーザが任意の適切な手段によって１つ以上の目的地を入力することを可能にするように構成することができることにも留意されたい。
【００６１】
一実施形態によれば、アプリケーションは、行き先／行動などを通信する手段として、触覚フィードバックをユーザに提供するように構成される（例えば、ユーザが地図セクション上で指を滑らせた場合に、ＰＯＩは、電話１２００上のブライユ式点字とほぼ同じように、ユーザの指先がＰＯＩ上を横断したときには常に「タップする」）。ユーザは、次いで、例えばこれらのＰＯＩを長押しして、さらなる情報を出現させるか、または該ＰＯＩが次のナビゲーション位置になる。
【００６２】
一実施形態によれば、触覚装置１００は、ユーザが屋内および／または屋外でナビゲートすることを可能にするように構成される。一実施形態によれば、アプリケーションおよび触覚装置１００は、屋内および屋外のナビゲーション間のスムーズな移行を有するように構成される。一実施形態によれば、触覚装置１００および／またはアプリケーションは、ユーザの高度をユーザにさらに提示する。一実施形態によれば、屋内使用の場合、装置１００および／またはアプリケーションは、公共利用のためにマッピングされた空間（例えば、空港、博物館、駅など）について、既存のビーコン技術またはＨＤ内部スキャンを活用して、触覚を使用して、空間内のユーザの正確な位置をユーザに与えて、ユーザをユーザの目的地に届けるように構成することができる。
【００６３】
一実施形態によれば、触覚フィードバックデバイス１００は、ユーザが、どのようにユーザを個別にナビゲートするかだけでなく、ユーザが、どのようにコミュニティのメンバーとしてナビゲートするのかもカスタマイズすることを可能にする。一実施形態によれば、ユーザのグループが集合して、他の集合メンバーによって提案されるか、またはデータおよび／もしくは支払広告主（例えば、工事中のためあるルートから再ルーティングする、およびとるべき最も安全な／最速のルートを訪ねる）によって提案される、新しい地域を探索することを可能にすることができる。
【００６４】
以下、図１０〜図１３を参照すると、本発明の一実施形態による振動触覚装置１００の側面図（図１０）（および、拡大側面図（図１３））、上面図（図１１）、ならびに斜視図が例示的に表されている。
【００６５】
図１〜図１３に示される実施形態によれば、緩衝ゲル１０３０が、モータ１０１０および触覚アクチュエータ１５０の下側に位置付けられる。一実施形態によれば、緩衝ゲル１０２０は、触覚アクチュエータ１５０によって生成される力を弱める。一実施形態によれば、緩衝ゲル１０２０は、展性が高く、また、軟質ナイロンゲルを含む。一実施形態によれば、緩衝ゲル１０３０は、軟質で展性のシリコンを含む。しかしながら、本発明の趣旨を維持しながら、任意の適切な緩衝ゲル１０２０の材料を使用することができることに留意されたい。
【００６６】
一実施形態によれば、頂部エンクロージャ１１０および／または底部エンクロージャ１６０のうちの１つ以上は、ゴム、シリコン、および／または任意の他の適切な材料を含むことができる。一実施形態によれば、底部エンクロージャ１６０は、ストラップ１７０および／または任意の他の適切な固定装置を接続するための１つ以上の開口部１０３０を含むことができる。
【００６７】
以下、図１４〜図１５を参照すると、本発明の一実施形態による振動触覚装置１００の側面図（図１４）および上面図（図１５）が例示的に示されている。
図１４〜図１５に示される実施形態によれば、頂部エンクロージャ１１０は、底部エンクロージャ１６０上で完全に囲まれる。一実施形態によれば、頂部エンクロージャ１１０は、展性の高いシリコン型から形成される。しかしながら、本発明の趣旨を維持しながら、任意の適切な材料を使用することができることに留意されたい。
【００６８】
頂部エンクロージャ１１０は、（図１６Ａ〜Ｃに示されるような）様々な幾何学形状の形態をとることができることに留意されたい。また、底部エンクロージャ１６０は、（図１７に示されるように）頂部エンクロージャ１１０を受容するように構成された開口部を含むことができることにも留意されたい。
【００６９】
本開示の要素またはその実施形態（複数可）の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、要素の１つ以上が存在することを意味することを意図する。同様に、要素を導入するときに、形容詞「別の（ａｎｏｔｈｅｒ）」は、１つ以上の要素を意味することを意図する。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図し、列記された要素以外の追加的な要素が存在してもよいことを意味する。
【００７０】
本発明は、特定の程度の特殊性に関して説明されているが、本開示は、単に例示としてなされていること、ならびに本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、部品の構造および配置の詳細に多数の変更が行われ得ることを理解されたい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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