УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОЖУ С АДАПТИВНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ДВИЖЕНИЮ
SKIN TREATMENT APPARATUS WITH ADAPTIVE MOTION FEEDBACK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится в общем к устройству для воздействия на кожу такого типа, которое содержит устройство для воздействия на кожу, которое необходимо перемещать по коже вручную. В этом контексте термин «воздействие» используется в самом широком смысле. Воздействие может включать в себя, например, уход за кожей и/или омоложение кожи, или, например, удаление волос, такое как эпиляция или депиляция.Это воздействие может производиться чисто в косметических целях. В возможном варианте выполнения устройство для воздействия на кожу является устройством для эпиляции, например, для эпиляции на основе светового воздействия или фотоэпилятором, и настоящее изобретение будет описано более подробно применительно к устройствам этого типа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области воздействия на кожу устройство для воздействия на кожу, вообще говоря, содержит активный компонент воздействия, который воздействует на кожу. Во время работы этот компонент выполняет воздействие на кожу, которое обеспечивает фактическое воздействие. Это действие может быть механическим, таким, например, как в случае бреющих устройств, депилирующих устройств, механических эпилирующих устройств, чистящих устройств, устройств для омоложения кожи и т.д. Это действие может быть тепловым, таким, например, как в случае устройств оптической депиляции, в которых на кожу воздействуют световым лучом, чтобы разрушить часть волосяных фолликул. Это действие может быть оптическим. В случае устройств оптической депиляции уровень техники содержит варианты выполнения с устройством из класса ламп-вспышек, которое испускает одну световую вспышку или ограниченное количество вспышек, и предполагается, что в момент вспышки пользователь неподвижно удерживает это устройство, перемещая его между вспышками. В отличие от этого, настоящее изобретение относится к непрерывно работающим устройствам, которые необходимо постоянно перемещать по поверхности кожи. В этом отношении следует заметить, что понятие «непрерывно работающий» включает в себя ситуацию, при которой устройство непрерывно испускает световые вспышки, так что это устройство во время выполнения воздействия следует все время перемещать.
В большинстве случаев, если не во всех, в которых устройство во время его работы необходимо перемещать по коже, оптимальный результат требует оптимальной скорости перемещения. Легко понять, что если скорость перемещения является слишком высокой, воздействие может быть менее эффективным, но воздействие также может быть менее эффективным, если скорость перемещения и слишком мала или, хуже того, - коже пользователя может быть нанесен вред, если устройство смещается слишком медленно или, еще хуже - неподвижно стоит.
Правда, руководство по эксплуатации может информировать пользователя об оптимальной скорости или об оптимальном диапазоне скоростей, но проблема для пользователей состоит в том, каким образом они должны определять, что они на самом деле перемещают устройство с правильной скоростью? На практике это означает, что пользователи должны пройти через длительный процесс обучения, прежде чем у них разовьется ощущение правильной скорости, и они смогут постоянно выдерживать эту правильную скорость.
Чтобы помочь пользователю в этом процессе обучения, уже были предложены решения, в соответствии с которыми обеспечено устройство с датчиком скорости для определения относительной скорости между устройством и кожей, и при этом обеспечено устройство с индикатором скорости, дающим пользователю информацию обратной связи. Если пользователь перемещает устройство с правильной скоростью, пользователю передается информация первого типа (или не передается никакой информации), но если пользователь перемещает устройство либо слишком быстро, либо слишком медленно, пользователю передается информация второго типа, что позволит пользователю адаптировать скорость и двигать его, соответственно, медленнее или быстрее.
Для такой помощи пользователю тип сигнала обратной связи не существенен. Например, сигнал обратной связи может быть звуковым сигналом или же тактильным сигналом, таким как вибрация, или оптическим сигналом. Заявка на патент US-2007/0129771 раскрывает устройство, в котором индикатор подает оптический сигнал.
Однако было обнаружено, что пользователю очень трудно пользоваться устройством на правильной скорости. Система обратной связи может помочь, информируя пользователя, что текущая скорость вышла из заданного диапазона, и хотя такая система может быть очень простой, представляется, что пользователю очень трудно перемещать устройство на правильной скорости. Особенно, когда устройство для пользователя является новым, эффект от сигналов обратной связи может быть меньший, чем ожидалось изначально. Пользователь будет перемещать устройство слишком быстро или слишком медленно много раз и, следовательно, будет получать много сигналов обратной связи, указывающих на эти ошибки. Со временем и с опытом поведение пользователя улучшится, и количество «сигналов ошибки» будет уменьшаться, но пользователю надо будет быть терпеливым. Однако вполне возможно, что пользователь будет обескуражен, получая так много «сигналов ошибки» и не чувствуя достаточно быстрого улучшения, что это заставит его сдаться и вообще прекратить пользоваться этим устройством.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Общей задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутой проблемы. Более конкретно - настоящее изобретение направлено на создание улучшенного устройства для воздействия на кожу, которое помогает своему пользователю в улучшении управления им с уменьшенной возможностью раздражения нетерпеливого пользователя.
В соответствии с настоящим изобретением эта общая задача решается адаптацией пороговых уровней обратной связи по скорости перемещения к рабочим навыкам пользователя. Более конкретно, чтобы решить вышеуказанную задачу, настоящее изобретение предусматривает устройство для воздействия на кожу, содержащее
- корпус, форма и размер которого пригодны для удержания в руке человека;
- исполнительное устройство процесса воздействия, связанное с корпусом, для выполнения процесса воздействия на кожу пользователя;
- датчик скорости для определения относительной скорости перемещения между корпусом и кожей пользователя в направлении перемещения устройства, параллельном поверхности кожи;
- устройство сигнализации обратной связи по скорости, содержащее генератор сигнала для формирования воспринимаемого человеком сигнала;
- устройство управления, обеспеченное связанной с ним памятью, содержащей информацию, определяющую допустимый диапазон скорости перемещения, причем допустимый диапазон скорости перемещения имеет верхнюю пороговую величину и нижнюю пороговую величину,
в котором устройство управления соединено для приема выходного сигнала от датчика скорости и соединено для обеспечения сигнала управления в устройство сигнализации обратной связи по скорости;
причем устройство управления выполнено с возможностью сравнения выходного сигнала датчика скорости, с упомянутой верхней пороговой величиной и с упомянутой нижней пороговой величиной и управления устройством сигнализации обратной связи по скорости таким образом, чтобы оно формировало первый сигнал обратной связи, когда выходной сигнал датчика скорости указывает, что относительная скорость перемещения выше, чем упомянутая верхняя пороговая величина, и чтобы оно формировало второй сигнал обратной связи, когда выходной сигнал датчика скорости указывает, что относительная скорость перемещения ниже, чем упомянутая нижняя пороговая величина;
причем устройство управления выполнено с возможностью отслеживания параметра, представляющего степень опытности пользователя по работе с устройством для воздействия на кожу,
причем устройство управления выполнено с возможностью установки относительно большой величины или увеличения величины допустимого диапазона скорости перемещения, если упомянутый параметр указывает на относительно низкую степень опытности пользователя;
и при этом устройство управления выполнено с возможностью установки относительно малой величины или уменьшения величины допустимого диапазона скорости перемещения, если упомянутый параметр указывает на относительно высокую степень опытности пользователя.
В конкретном варианте выполнения устройство для воздействия на кожу имеет целевой рабочий диапазон относительной скорости перемещения с верхним целевым рабочим пределом и с нижним целевым рабочим пределом, при этом устройство управления выполнено с возможностью вычисления верхней пороговой величины в соответствии с формулой V1=ОV1+ТМ1 и вычисления нижней пороговой величины в соответствии с формулой V2=ОV2 - ТМ2, где
V1 указывает значение верхней пороговой величины,
V2 указывает значение нижней пороговой величины,
ОV1 указывает значение верхнего целевого рабочего предела,
ОV2 указывает значение нижнего целевого рабочего предела,
ТМ1 указывает верхнюю границу допуска,
ТМ2 указывает нижнюю границу допуска;
и при этом устройство управления выполнено с возможностью увеличения по меньшей мере одной из верхней и нижней границ допуска для менее опытных пользователей и уменьшения по меньшей мере одной из верхней и нижней границ допуска для более опытных пользователей.
Для повышения определенности обратной связи первый сигнал обратной связи и второй сигнал обратной связи могут отличаться друг от друга.
В предпочтительном варианте выполнения устройства для воздействия на кожу в соответствии с изобретением устройство управления выполнено с возможностью анализа выходного сигнала датчика и оценки параметра, указывающего на степень упомянутой опытности пользователя в реальном масштабе времени на основании результата этого анализа. В практическом варианте выполнения управления выполнено с возможностью анализа выходного сигнала датчика путем получения и анализа частотного профиля выходного сигнала датчика скорости. В простом варианте выполнения устройство управления выполнено с возможностью анализа выходного сигнала датчика, измеряя и анализируя амплитуду выходного сигнала датчика скорости на определенной частоте, или в определенном частотном диапазоне, или выше определенной граничной частоты.
В возможном варианте выполнения устройство управления выполнено с возможностью слежения за количеством раз и/или количеством времени, когда это устройство фактически использовалось, и уменьшения величины допустимого диапазона скорости перемещения, соответственно, по мере увеличения количества раз, когда это устройство фактически использовалось, и/или увеличения количества времени, когда это устройство фактически использовалось.
Чтобы сократить время настройки в следующий раз, когда устройство будет использоваться снова, предпочтительно, чтобы устройство управления было выполнено с возможностью сохранения в памяти данных, определяющих величину допустимого диапазона скорости перемещения, или выполнено с возможностью сохранения в памяти данных, определяющих целевой рабочий диапазон, или было выполнено с возможностью сохранения в памяти данных, определяющих верхнюю и нижнюю границы допуска.
В особенно предпочтительном варианте выполнения устройство управления способно адаптировать целевой рабочий диапазон. Устройство, предпочтительно, может быть обеспечено датчиком кожи для определения типа кожи пользователя, чтобы наделить устройство управления способностью автоматически адаптировать целевой рабочий диапазон к типу кожи, определенному датчиком типа кожи.
Для того чтобы уменьшить вероятность возможного повреждения кожи пользователя, предпочтительно, чтобы устройство управления было выполнено с возможностью адаптации уровня мощности исполнительного устройства воздействия вместе с адаптацией величины допустимого диапазона скорости перемещения, при этом увеличение величины допустимого диапазона скорости перемещения связано с уменьшением уровня мощности.
Дальнейшие предпочтительные варианты устройства для воздействия на кожу в соответствии с настоящим изобретением указаны в зависимых пунктах формулы изобретения и описаны в нижеследующем подробном описании изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут дополнительно пояснены нижеследующим описанием одного или более предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на чертежи, на которых одни и те же ссылочные позиции указывают на одинаковые или подобные части, и на которых
фиг. 1А схематично показывает вид в перспективе примера возможного варианта выполнения ручного устройства для воздействия на кожу в соответствии с изобретением;
фиг. 1В и 1С представляют собой схематичные вертикальные сечения ручного устройства для воздействия на кожу по фиг. 1А во взаимно перпендикулярных направлениях;
фиг. 2 представляет собой схематичные вертикальное сечение ручного устройства для воздействия на кожу;
фиг. 3 представляет собой схематичную блок-схему устройства для воздействия на кожу;
фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий сигнал обратной связи в ручном устройстве для воздействия на кожу в соответствии с изобретением;
фиг. 5А и 5В представляют собой графики, показывающие сигналы измерения скорости опытного пользователя и, соответственно, опытного пользователя, использующего устройство для воздействия на кожу в соответствии с изобретением;
фиг. 6А и 6В представляют собой графики, сравнимые, соответственно, с графиками по фиг. 5А и 5В, содержащие примерные пороговые линии скорости;
фиг. 7А и 7В представляют собой графики, сравнимые, соответственно, с графиками по фиг. 5А и 5В, содержащие примерные пороговые линии скорости;
фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий коррекцию границ допуска пороговой скорости во времени.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1А показывает вид в перспективе примера возможного варианта выполнения ручного устройства 100 для воздействия на кожу, которое является частью устройства для воздействия на кожу, обозначенного в целом ссылочной позицией 1. Устройство 100 для воздействия на кожу имеет корпус 101. Форма корпуса может быть подвержена конструктивным изменениям, но в этом случае корпус имеет воздействующий участок 101А и участок 101B захвата такого размера, который подходит для его удержания в руках человека. На виде сверху корпус 101 может иметь продолговатый профиль, что является практичным, но не существенным. Фиг. 1В и 1С представляют собой схематичные сечения воздействующего участка 101А ручного устройства 100 в перпендикулярных друг другу направлениях.
При использовании устройство 100 для воздействия на кожу должно быть приложено к коже пользователя. Сторона корпуса 101, которую надо направлять к коже, будет называться стороной 102, обращенной к коже. На фиг. 1В, 1С - это нижняя сторона. Обычно сторона 102 корпуса, обращенная к коже, должна быть приложена к коже, то есть фактически должна касаться кожи, хотя, возможно, можно использовать бесконтактные устройства.
При использовании устройство 100 для воздействия на кожу следует перемещать по коже пользователя. Можно, чтобы устройство 100 для воздействия на кожу двигалось в любом направлении параллельно коже, но в контексте настоящего описания будет предполагаться, что устройство 100 для воздействия на кожу имеет предопределенное направление движения. Это предопределенное направление движения будет обозначено как направление Х. В том случае, когда корпус 101 имеет удлиненный профиль, направление Х обычно может совпадать с направлением меньшего размера корпуса 101, то есть с шириной. Направление, параллельное коже и перпендикулярное направлению Х будет обозначено как направление Y. Направление, перпендикулярное коже, обычно совпадающее с высотой корпуса, будет обозначено как направление Z.
Фиг. 1В представляет собой сечение в плоскости ХZ, а фиг. 1С представляет собой сечение в плоскости YZ. Эти чертежи показывают, что корпус 101 содержит активный компонент, определенный как исполнительное устройство (110) процесса воздействия. Природа исполнительного устройства (110) процесса воздействия зависит от характера устройства для воздействия на кожу. Воздействие может быть механическим, требующим механического контакта между исполнительным устройством (110) процесса воздействия и кожей. На проиллюстрированном примере воздействие является оптическим, и исполнительное устройство (110) процесса воздействия содержит устройство для освещения кожи 2, например, посредством сканирования кожи оптическим лучом, или посредством формирования световых вспышек, или посредством создания постоянного освещения. Исполнительное устройство (110) процесса воздействия может само содержать источник света, но возможно также, чтобы устройство 1 для воздействия на кожу дополнительно включало в себя внешний источник света (для простоты не показан), а также оптическую световодную систему (например, на основе оптических волокон) для переноса света к устройству 100 для воздействия на кожу. В одном примере воздействие, производимое оптическим лучом 111, удаляет волосы посредством разрушением волосяных фолликул, и настоящее изобретение относится конкретно, но не исключительно, к устройству для удаления волос.
Исполнительное устройство (110) процесса воздействия может быть расположено снаружи корпуса 101 или же может иметь какую-то часть, продолжающуюся через корпус 101. Исполнительное устройство (110) процесса воздействия может быть полностью расположено внутри корпуса 101, и в этом случае передняя сторона 102 корпуса 101 имеет отверстие 103, через которое исполнительное устройство (110) процесса воздействия может воздействовать на кожу 2 пользователя. В случае оптического воздействия отверстие 103 может быть снабжено прозрачной крышкой 104, которая является по существу прозрачной для воздействующего луча 111, но защищает внутреннюю часть корпуса 101 от влажности и загрязнения. Это отверстие 103 далее будет называться также «выходным окном». Заметим, что совершенно не обязательно, чтобы крышка 104 касалась кожи. В тех случаях, когда крышка 104 подвержена нагреву, эта крышка 104 может быть выполнена углубленной в окружающий участок 105 основания корпуса 101.
Ручное устройство в том виде, как оно описано выше, практически известно.
Устройство 100 для воздействия на кожу следует перемещать по коже пользователя, при этом исполнительное устройство (110) процесса воздействия осуществляет воздействие. Должно быть ясно, - важно, чтобы устройство 100 для воздействия на кожу перемещалось по коже с правильной скоростью.
Это особенно понятно в случае оптического эпилирующего устройства. Исполнительное устройство (110) процесса воздействия создает свет, содержащий некоторое количество энергии в единицу времени, которая распределяется по поверхностной площади кожи 2 в соответствии с размером выходного окна 103. Принимая во внимание скорость перемещения, это соответствует определенной входной энергии на квадратный сантиметр кожи. Если устройство 100 для воздействия на кожу перемещается слишком быстро, воздействие - недостаточное. Если устройство 100 для воздействия на кожу перемещается слишком медленно, то кожа получает слишком много энергии и может быть повреждена. Если воздействие осуществляется очень медленно, это приведет к недовольству пользователя. Таким образом, скорость перемещения должна быть такой как нужно скоростью, или же - она должна находиться в заданном диапазоне правильных скоростей. Как отмечалось выше, пользователю очень трудно двигать это устройство с точной и постоянной скоростью и поэтому - удерживать скорость внутри границ такого диапазона.
В соответствии с первым объектом настоящего изобретения устройство 100 для воздействия на кожу оснащено датчиком 120 скорости для определения относительной скорости между корпусом 101 и кожей 2.
Фиг. 2 представляет собой схематичные сечение, сходное с фиг. 1В, показывающее датчик 120 скорости. Для удобства исполнительное устройство (110) процесса воздействия на этой иллюстрации не показано. Датчик 120 скорости может быть датчиком любого типа, выполненным с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего упомянутую скорость относительного перемещения или даже пропорционального ей. В возможном варианте выполнения датчик 120 скорости содержит колесо 121, которое касается кожи, и которое вращается, когда корпус 101 смещается в направлении Х. Однако возможно использование также и бесконтактных датчиков скорости. В возможном варианте выполнения датчик 120 скорости содержит светодиод для создания детектирующего светового луча в направлении кожи и оптический детектор для восприятия отраженного света. Сами по себе датчики скорости такого типа известны и используются, например, в компьютерных мышах. Такие известные датчики могут использоваться в устройстве 100 для воздействия на кожу по настоящему изобретению. Поэтому более подробное объяснение устройства и работы датчика скорости не является необходимым. Заметим, что светодиодные датчики, такие как те, которые используются в компьютерных мышах, пригодны также для определения относительного направления перемещения, то есть угла в диапазоне между 0° и 360° в виртуальной плоскости, параллельной коже.
Фиг. 3 представляет собой схематичную блок-схему, показывающую, что устройство 100 для воздействия на кожу содержит также устройство 140 управления, например, должным образом запрограммированный микропроцессор, или контроллер, или что-либо подобное. Устройство 140 управления имеет связанную с ним память 141, содержащую информацию, определяющую оптимальную скорость или оптимальный диапазон скоростей. Это устройство 140 управления соединено с датчиком 120 скорости с возможностью приема от него выходного сигнала, и выполнено с возможностью управления исполнительным устройством (110) процесса воздействия. Возможно, чтобы устройство 140 управления могло - в определенных пределах - уменьшать выходную мощность исполнительного устройства (110) процесса воздействия, если скорость слишком мала, или могло увеличивать выходную мощность исполнительного устройства (110) процесса воздействия, если скорость слишком велика. Однако, вообще говоря, эффективное воздействие (например, удаление волос) требует, чтобы исполнительное устройство (110) процесса воздействия работало на своей оптимальной мощности, так чтобы граница регулировки более высоких выходных мощностей была мала. Кроме того, уменьшение выходной мощности исполнительного устройства (110) процесса воздействия по меньшей мере приводит увеличению времени воздействия, что вообще говоря, является нежелательным. Наилучший результат достигается, если выходная мощность исполнительного устройства (110) процесса воздействия удерживается близкой к номинальной, а скорость перемещения удерживается близкой к оптимальной.
Устройство 100 для воздействия на кожу дополнительно содержит устройство 400 сигнализации обратной связи по скорости, управляемое устройством 140 управления, что будет описано ниже со ссылкой на фиг. 4. Это устройство 400 сигнализации обратной связи по скорости содержит генератор сигнала, для простоты не показанный, способный формировать реальный воспринимаемый пользователем сигнал. Если сигнал является оптическим, то генератор сигнала может содержать один или более светодиодов или источников света любого другого типа. Если сигнал является акустическим, то генератор сигнала может содержать один или более зуммеров или источников звука любого другого типа. Если сигнал является тактильным, то генератор сигнала может содержать один или более вибраторов или генераторов механического сигнала любого другого типа. Возможно также сочетание генераторов сигнала упомянутых типов.
V
V
V
Фиг. 4 представляет собой график, на котором по горизонтальной оси представлено время в произвольных единицах, а по вертикальной оси представлена измеренная датчиком 120 относительная скорость V перемещения между кожей 2 и устройством 100 или корпусом 101. V1 и V2 указывают два пороговых уровня, а то, что между ними, - определяет диапазон R приемлемых скоростей. V1 указывает верхний предел этого диапазона R скоростей, и будет называться «верхней пороговой величиной». V2 указывает нижний предел этого диапазона R скоростей, и будет называться «нижней пороговой величиной». Устройство 140 управления сравнивает измеренную датчиком 120 реальную скорость V (то есть как она представлена выходным сигналом S датчика) с верхней и нижней пороговыми величинами V1 и V2. Если мгновенная величина выходного сигнала S датчика указывает, что мгновенная скорость V перемещения выше, чем верхняя пороговая величина V1, что на фиг. 4 имеет место между моментами времени t3 и t4, то устройство 140 управления формирует сигнал управления для устройства 400 сигнализации, чтобы оно выдало пользователю первый сигнал обратной связи, чтобы предупредить пользователя о том, что устройство перемещается слишком быстро. Если мгновенное значение выходного сигнала S датчика указывает, что мгновенная скорость V перемещения ниже, чем нижняя пороговая величина V2, что на фиг. 4 имеет место между моментами времени t1 и t2, то устройство 140 управления формирует сигнал управления для устройства 400 сигнализации, чтобы оно выдало пользователю второй сигнал обратной связи, чтобы предупредить пользователя о том, что устройство перемещается слишком медленно. Для большей ясности эти два сигнала обратной связи могут отличаться друг от друга, - например, в случае звуковых сигналов эти два сигнала обратной связи могут иметь отличающиеся друг от друга тоны.
Таким образом, до тех пор, пока реальная скорость V перемещения находится внутри диапазона R скоростей, никакой сигнал обратной связи не формируется. Поэтому этот диапазон будет кратко называться «допустимым» диапазоном скорости.
Когда пользователь не воспринимает никакого сигнала обратной связи, он знает, что устройство 100 для воздействия на кожу перемещается c приемлемой скоростью. Когда пользователь воспринимает первый сигнал обратной связи, он знает, что скорость должна быть уменьшена, а когда пользователь воспринимает второй сигнал обратной связи, он знает, что скорость должна быть увеличена.
V
На фиг. 4 пороговые величины V1 и V2 показаны постоянными во времени. Однако ключевым признаком настоящего изобретения является то, что пороговые величины V1 и V2 посредством устройства 140 управления являются адаптируемыми. Устройство управления адаптирует пороговые величины V1 и V2 на основании рабочих навыков пользователя. Для этого устройство 140 управления выполнено с возможностью анализа принятого от датчика 120 выходного сигнала S.
Фиг. 5А и 5В представляют собой графики, показывающие реально полученные во время испытаний на удобство использования зависимости скорости V перемещения (по вертикальной оси) от времени (горизонтальная ось). Фиг. 5А показывает результаты неопытного пользователя, а фиг. 5В показывает результаты более опытного пользователя. В обоих случаях заданная скорость (целевая скорость) составляла 30 мм/с, и график показывает многочисленные последовательные проходы.
Можно ясно видеть, что опытный пользователь (см. фиг. 5В) имеет более уверенную руку, чем неопытный пользователь (см. фиг. 5А): график неопытного пользователя показывает большее количество изменений скорости, и эти изменения имеют более высокую амплитуду.
Фиг. 6А и 6В показывают те же самые графики, а также, дополнительно, ради пояснительного описания показывают взятые в качестве примера пороговые линии V1 и V2. Полагая значение верхней пороговой величины V1 в 40 мм/с, а нижней пороговой величины V2 - в 20 мм/с, можно видеть, что опытный пользователь получил бы лишь несколько корректирующих сигналов обратной связи, в то время как неопытный пользователь получал бы корректирующие сигналы обратной связи почти непрерывно. Для неопытного пользователя это действовало бы раздражающе, до такой степени, что он (она) мог(ла) бы прекратить использование устройства, и поэтому никогда не стал(а) бы опытным пользователем. Кроме того, он (она) был(а) бы разочарован в этом устройстве.
Фиг. 7А и 7В снова показывают те же самые графики, снова ради пояснительного описания показывая взятые в качестве примера пороговые линии V1 и V2, но теперь допустимый диапазон скорости для неопытного пользователя шире, чем допустимый теперь диапазон скорости для опытного пользователя. Вновь полагая, что для опытного пользователя значение верхней пороговой величины V1 составляет 40 мм/с, а нижней пороговой величины V2-20 мм/с, но установив для неопытного пользователя верхнюю пороговую величину V1 в 50 мм/с, а нижнюю пороговую величину V2 - в 10 мм/с, можно ясно видеть, что неопытный пользователь получил бы меньшее количество корректирующих сигналов обратной связи. Для неопытного пользователя это является менее раздражающим, и более вероятно, что он упорно продолжит пользование устройством и станет опытным пользователем.
В дальнейшем описании будет предполагаться, что определен конкретный рабочий диапазон OR связанных с данным устройством скоростей. Этот рабочий диапазон OR определяет такой диапазон скоростей, в котором должны ожидаться наилучшие рабочие результаты, и в идеальном случае это устройство предназначено для работы с реальной скоростью V перемещения, которая находится внутри этого рабочего диапазона OR. Поэтому этот диапазон будет кратко называться целевым диапазоном скорости. Целевой рабочий диапазон OR будет иметь верхний целевой рабочий предел ОV1 и нижний целевой рабочий предел ОV2. В принципе возможно, чтобы ОV1=ОV2.
Данные, определяющие этот целевой рабочий диапазон OR, могут быть сохранены в памяти 141.
Целевой рабочий диапазон OR может быть фиксированным диапазоном, и фактически может быть заранее определен производителем.
Возможно также, чтобы целевой рабочий диапазон OR являлся адаптируемым. В качестве примера, целевой рабочий диапазон OR мог бы быть адаптируемым к типу кожи пользователя.
Адаптация может быть произведена самим пользователем, и с этой целью устройство может содержать пользовательский интерфейс любого подходящего типа, позволяющий пользователю производить ввод данных в устройство управления. Адаптированный целевой рабочий диапазон OR мог бы быть в памяти 141. Можно также иметь пользовательский интерфейс типа кожи, мгновенная уставка которого действует как мгновенное определение целевого рабочего диапазона OR, что практически может быть полезным в тех случаях, когда устройство предназначено для использования множеством пользователей.
В качестве альтернативы, адаптация может быть произведена автоматически устройством 140 управления. Для этого устройство может быть оснащено датчиком 150 кожи, например, оптическим датчиком, определяющим цвет кожи.
Должно быть ясно, что возможные варианты адаптации целевого рабочего диапазона служат лишь для определения объективно оптимального диапазона скоростей перемещения и являются полностью независимыми от определения допустимого диапазона скорости, чтобы разрешить низкий уровень опытности пользователя. В том что касается адаптации допустимого диапазона скорости, целевой рабочий диапазон служит в качестве основы. Для вычисления допустимого диапазона скорости устройство 140 управления выполнено с возможностью вычисления верхней границы ТМ1 допуска и нижней границы ТМ2 допуска и вычисления верхней пороговой величины V1 в соответствии с формулой V1=ОV1+ТМ1, а также вычисления нижней пороговой величины V2 в соответствии с формулой V2=ОV2 - ТМ2. При этом ТМ1 и ТМ2 являются положительными величинами и могут быть либо равными друг другу, либо могут отличаться друг от друга.
Для установки допустимого диапазона R скорости, который в вышеприведенном примере соответствует установке границ ТМ1 и ТМ2 допуска, устройство 140 управления выполнено с возможностью слежения за параметром, представляющим рабочие навыки пользователя, то есть способность пользователя перемещать устройство с правильной скоростью. Если упомянутый параметр указывает, что пользователь имеет низкие рабочие навыки, устройство 140 управления устанавливает более высокие границы допуска, или увеличивает границы допуска. И наоборот, если упомянутый параметр указывает, что пользователь имеет достаточные или хорошие рабочие навыки, устройство 140 управления устанавливает более низкие границы допуска, или уменьшает границы допуска, и, в конце концов, границы допуска могут быть даже равными нулю.
Вообще говоря, можно предположить, что рабочие навыки пользователя с приобретением опыта будут повышаться: чем больше пользователь реально пользуется устройством, тем больше он будет привыкать к поддержанию определенной скорости. Пользователь будет «обучаться». Основываясь на этом предположении, настоящее изобретение обеспечивает простой вариант выполнения, в котором параметром, отслеживаемым устройством 140 управления, является количество раз и/или количество времени, когда пользователь уже фактически использовал это устройство. Однако если должна иметься возможность использования устройства более чем одним пользователем, это потребует использования отдельных участков памяти для пользователей и элемента ввода, чтобы позволить пользователю указывать, какой пользователь собирается использовать устройство.
Аналогично, возможно, чтобы устройство 140 управления отслеживало прогресс пользователя. Для неопытного пользователя, который пользуется устройством в первый раз, в первую пару сеансов воздействия устройства на кожу обучающий эффект будет максимальным, а спустя некоторое время не будет наблюдаться дальнейшего прогресса. Таким образом, если устройство 140 управления отслеживает прогресс пользователя и обнаруживает, что прогресс уменьшается или даже прекратился, устройство 140 управления может заключить, что этот пользователь является опытным пользователем, и в соответствии с этим установить границы допуска. Это, однако, опять же требует использования памяти для сохранения рабочих навыков пользователя.
Далее, сам по себе тот факт, что пользователь использовал устройство много раз, не является гарантией того, что этот пользователь действительно имеет хорошие рабочие навыки.
V
V
V
Поэтому предпочтительно, чтобы устройство 140 управления анализировало выходной сигнал S датчика и оценивало навыки пользователя на основании результатов анализа в реальном масштабе времени. Пригодным для этого признаком выходного сигнала S датчика является его устойчивость, а пригодным параметром для оценки устойчивости скорости является профиль частоты, который может быть определен, например, посредством преобразования Фурье в реальном масштабе времени. В упрощенном варианте выполнения может быть использована амплитуда выходного сигнала S датчика на определенной частоте, или внутри определенного частотного диапазона, или выше определенной граничной частоты. В частности, большее содержание высоких частот в измеренных данных обычно соответствует более низкой устойчивости.
Анализ выходного сигнала датчика и адаптация границ допуска могут быть выполнены в течение нескольких секунд, то есть во время текущего использования устройства, так что устройство 140 управления все время фактически мгновенно адаптирует устройство к навыкам реального пользователя. Предпочтительно, чтобы устройство 140 управления сохраняло в памяти 141 значения границ допуска, с тем, чтобы в следующий раз, когда устройство будет использоваться снова, время настройки могло бы быть сокращено. Кроме того, если устройство хранится вне упаковочной коробки, границы могут быть установлены на максимум.
Увеличение границ допуска неизбежно влечет за собой признание того факта, что устройство работает не в оптимальных условиях. Чтобы уменьшить риск возможного повреждения кожи пользователя, в возможном варианте выполнения устройство 140 управления наряду с увеличением границ допуска уменьшает мощность исполнительного устройства (110) процесса воздействия.
Фиг. 8 представляет собой график, сопоставимый с фиг. 4, приблизительно иллюстрирующий практический эффект настоящего изобретения. Сначала, в момент t=0 верхняя и нижняя пороговые величины V1 и V2 отстоят относительно далеко одна от другой, причем границы ТМ1 и ТМ2 допуска установлены на свои максимумы. Допустимый диапазон R скорости относительно широк. Со временем ширина допустимого диапазона R скорости уменьшается: границы ТМ1 и ТМ2 допуска уменьшены, а верхняя и нижняя пороговые величины V1 и V2 перемещаются навстречу друг другу, до тех пор, пока, в конечном счете, они не совпадут, соответственно, с верхним и нижним пределами ОV1 и V2. Ради удобства иллюстрация показывает постепенное развитие событий, в то время как в реальности изменения будут происходить только во время реального использования устройства. Кроме того, изменения могут происходить ступенчато.
Заметим, что на практике может случиться так, что устройство 140 управления обнаружит, что устойчивость скорости уменьшилась по сравнению с предыдущим временем, так что устройство 140 управления снова увеличивает границы ТМ1 и ТМ2 допуска. Это может случиться, например, если пользователь в течение некоторого времени устройство не использовал, или если после опытного пользователя устройство использует менее опытный пользователь.
Подводя итог, можно сказать, что настоящее изобретение обеспечивает устройство для воздействия на кожу с адаптивной обратной связью по движению, предназначенной для того, чтобы помочь пользователю в обучении пользования устройством с постоянной скоростью перемещения без слишком частой коррекции неопытного пользователя.
Формулируя коротко, устройство для воздействия на кожу в соответствии с настоящим изобретением содержит:
- корпус,
- исполнительное устройство процесса воздействия, размещенное внутри корпуса, для выполнения процесса воздействия на кожу пользователя,
- датчик скорости для определения относительной скорости между корпусом и кожей пользователя,
- устройство сигнализации обратной связи по скорости,
- устройство управления, принимающее выходной сигнал от датчика скорости.
Устройство управления активирует устройство сигнализации обратной связи по скорости, если принятый от датчика скорости выходной сигнал находится вне допустимого диапазона скорости перемещения. Допустимый диапазон скорости адаптируется к рабочим навыкам пользователя, касающимся перемещения устройства с постоянной скоростью. Если пользователь имеет низкие навыки, устройство управления расширяет допустимый диапазон скорости перемещения. Если со временем пользователь становится более опытным, и, следовательно, рабочие навыки повышаются, устройство управления сузит допустимый диапазон скорости.
В то время как изобретение было проиллюстрировано и подробно описано в чертежах и в вышеприведенном описании, специалистам в данной области должно быть ясно, что такая его иллюстрация и описание должны рассматриваться как иллюстративные или примерные, но не как ограничивающие. Изобретение не сводится к раскрытым вариантам выполнения, наоборот, в рамках объема охраны изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения, возможны некоторые его изменения и модификации. Например, устройство может быть частью устройства, которое дополнительно содержит базовый блок, например, установочный блок с устройством зарядки батареек питания или блок с оптическим источником света.
Специалистами в данной области, исходя из изучения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения, при практической реализации заявленного изобретения могут быть предусмотрены и выполнены и другие изменения в раскрытые варианты выполнения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а признак в единственном числе не исключает множества. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Даже если некоторые признаки перечислены в различных зависимых пунктах формулы, настоящее изобретение относится также и к варианту выполнения, содержащему все из этих признаков. Какие бы то ни было ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем изобретения.
Выше настоящее изобретение было пояснено со ссылками на блок-схемы, которые иллюстрируют функциональные блоки устройства в соответствии с настоящим изобретением. Следует понимать, что один или более из этих функциональных блоков могут быть реализованы в виде аппаратных средств, при этом функция такого функционального блока выполняется отдельными аппаратными компонентами, но возможно также, что один или более из этих функциональных блоков реализованы в виде программного обеспечения, так чтобы функция такого функционального блока выполнялась одной или более программными строками программы компьютера или программируемого устройства, такого как микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровой обработки сигнала и т.д.