特許 6822963 ファン駆動力デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6822963

(24)【登録日】2021年1月12日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】ファン駆動力デバイス

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20210114BHJP

   G01C 21/26 20060101ALI20210114BHJP

   G08G 1/005 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/01 560

   G01C21/26 P

   G08G1/005

【請求項の数】19

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-538367(P2017-538367)

(86)(22)【出願日】2016年11月17日

(65)【公表番号】特表2019-502175(P2019-502175A)

(43)【公表日】2019年1月24日

(86)【国際出願番号】US2016062420

(87)【国際公開番号】WO2017105746

(87)【国際公開日】20170622

【審査請求日】2019年2月22日

(31)【優先権主張番号】14/973,682

(32)【優先日】2015年12月17日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】592051453

【氏名又は名称】ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】ナハマン， ハイメ エリオット

(72)【発明者】

【氏名】マルティ， シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】ディ チェンソ， ダヴィデ

【審査官】 ▲高▼瀬 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０３３４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８１９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８６５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９３２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９０４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１８６９７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２３９２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 関 一輝、他，風向制御による非接地型力覚提示デバイスの試作 A Prototype of Non-Grounded Force Feedback Device by Controlling Wind Direction，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１４ Ｎｏ．４１０ IEICE Technical Report，日本，一般社団法人電子情報通信学会，２０１５年 １月１５日，Ｖｏｌ．１１４ Ｎｏ．４１０，P91,P92

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０１Ｃ ２１／２６

Ｇ０８Ｇ １／００５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザに力を発揮するシステムであって、前記システムは、
１つ以上の気流生成デバイスを含むユーザ装着デバイスと、
センサ・データを取得するように構成される１つ以上のセンサと、
前記１つ以上の気流生成デバイスへ、及び前記１つ以上のセンサへ結合されたプロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記センサ・データに基づき、前記ユーザ装着デバイスと関連する方向及び位置のうちの少なくとも１つを測定することと、
力の事象と関連する力の向き、ならびに前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づき前記１つ以上の気流生成デバイスを介して前記ユーザに発揮される力を計算することと、
前記力に基づき前記１つ以上の気流生成デバイス用の制御信号を生成することと、
前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つが変化したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上の気流生成デバイスに含まれる少なくとも１つの気流生成デバイスを動的に再指向することと、
前記ユーザ装着デバイスが前記力の事象と関連する標的方向に到達したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上の気流生成デバイスによって発揮される力を終了させる追加の力の事象に基づき第二制御信号を生成することと
を実行するように構成される、システム。

【請求項2】

前記１つ以上の気流生成デバイスは、１つ以上のファンを含み、前記プロセッサは、前記力の向き、ならびに前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づきファン方向を決定するように、ならびに前記ファン方向に基づき前記１つ以上のファンに含まれる少なくとも１つのファンを動的に再指向する第二制御信号を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記力は、前記ユーザ装着デバイスと関連する前記方向に基づき計算される、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記１つ以上のセンサは、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信器、磁力計、加速度計、及び光学センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ユーザ装着デバイスは、頭部装着デバイスを含み、前記頭部装着デバイスと関連する前記方向及び前記位置は、それぞれ頭部方向、及び頭部位置を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記力の事象は、ナビゲーション・インストラクションと関連し、前記ユーザ装着デバイスが通りの交差点に接近しているときに、前記プロセッサは、前記１つ以上の気流生成デバイス用の前記制御信号を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記ユーザ装着デバイスは、肩部装着デバイス、腰部装着デバイス、及び手首部装着デバイスのうちの少なくとも１つを備え、前記方向及び前記位置は、それぞれ前記ユーザの肩部、腰部、及び手首部のうちの少なくとも１つと関連する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記力は、前記ユーザ装着デバイスと関連する前記位置に基づき計算され、前記プロセッサは、前記ユーザ装着デバイスが標的位置に到達したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上の気流生成デバイスによって発揮される力を終了させる追加の力の事象に基づき第二制御信号を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記１つ以上の気流生成デバイスに電気的に結合された制御モジュールをさらに備え、前記１つ以上のセンサは、スマートフォン及びモバイル・コンピュータのうちの少なくとも１つを含む補助デバイス内に配置され、前記１つ以上のセンサは、前記制御モジュールと無線通信するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

ユーザ装着デバイスの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、インストラクションを含み、前記インストラクションは、
センサ・データに基づき、前記ユーザ装着デバイスと関連する方向及び位置を測定するステップと、
力の事象と関連する力の向き、前記方向、及び前記位置に基づき前記ユーザ装着デバイス内に含まれる１つ以上の気流生成デバイスを介してユーザに発揮される力を計算するステップと、
前記力に基づき前記１つ以上の気流生成デバイス用の制御信号を生成するステップと、
前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つが変化したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上の気流生成デバイスに含まれる少なくとも１つの気流生成デバイスを動的に再指向するステップと、
前記ユーザ装着デバイスの前記方向が閾値範囲外にあることを判定することに基づき前記力の事象を生成するステップと
をプロセッサに実行させることで力が前記ユーザに発揮されるように前記プロセッサを構成する、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項11】

前記センサ・データに基づき、周囲環境内の対象物を識別することで、前記力の事象を生成することをさらに備え、前記対象物は、前記ユーザ装着デバイスに関連して前記力の向き内に設置される、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項12】

前記力の事象は、前記ユーザ装着デバイスから前記対象物への距離、及び前記対象物の速度のうちの少なくとも１つに基づく力の大きさをさらに備える、請求項１１に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項13】

前記ユーザ装着デバイス内に含まれる無線通信デバイスを介して前記力の事象を受信することをさらに備える、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項14】

前記力は、前記ユーザに発揮され、前記閾値範囲内に戻るように前記ユーザに指令するように構成される、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項15】

前記センサ・データは、ユーザの姿勢の角度を検出するセンサを介して取得され、前記閾値範囲は、前記ユーザの前記姿勢と関連する角度範囲を備える、請求項１４に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項16】

前記センサ・データは、磁力計を介して取得され、前記閾値範囲は、前記ユーザがナビゲートしている目的地方向への向きと関連する、請求項１４に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項17】

前記力の向きは、前記ユーザ装着デバイスを介して前記ユーザに発揮される回転力を指定する、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項18】

前記１つ以上の気流生成デバイスは、１つ以上のファンを含み、前記力の向き及び前記方向に基づき前記１つ以上のファンに含まれる少なくとも１つのファンを動的に再指向する第二制御信号を生成することをさらに備える、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項19】

前記方向が変化したことを判定し、これに応答して、１つ以上のセンサを介して測定される更新された方向に基づき前記１つ以上の気流生成デバイスに含まれる少なくとも１つの気流生成デバイスを再配置することをさらに備える、請求項１０に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、本明細書により参照で本明細書に援用される、２０１５年１２月１７日に出願された、米国特許出願第１４／９７３，６８２号の利益を主張する。

【0002】

さまざまな実施形態は、一般にヒューマン・マシン・インタフェースに関し、さらに特に、ファン駆動力デバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

多くの電子機器に関する１つの問題は、従来の出力方法論に依存することである。特に、従来のモバイル機器、及びウェアラブル・デバイスは、ユーザに情報を伝達するために、画面を介する視覚フィードバック、及び／または１つ以上のスピーカを介する聴覚フィードバックに典型的に依存する。たとえば、携帯電話は、ユーザへグラフィカル・マップを表示し、このグラフィカル・マップを聴覚ナビゲーション・インストラクションで補うことでナビゲーション・インストラクションを典型的に提供する。

【0004】

しかしながら、視覚及び聴覚フィードバックは、ユーザへ詳細な情報を伝達する際によく効果的であり、特定の状況で、ユーザの視覚及び／または聴覚チャネルは、情報飽和状態になる可能性がある。このような状況で、ユーザは、彼の、または彼女の視覚及び／または聴覚チャネルを介して追加の情報を効果的に受信することが不可能である可能性がある。たとえば、ユーザが電子メール、若しくはテキスト・メッセージを介して通信しているときに、またはユーザが音声会話に参加しているときに、ユーザの視覚若しくは聴覚チャネルは、上記で説明された視覚及び／または聴覚ナビゲーション・インストラクションのような、追加の視覚若しくは聴覚情報を効果的に受信して処理することが不可能である可能性がある。その結果、追加の視覚若しくは聴覚情報をユーザへ提示するときに、この情報は、ユーザにより無視される、またはユーザにより不正確に知覚される可能性がある。

【0005】

さらに、いくつかの状況で、ユーザを追加の視覚及び／または聴覚情報で圧倒することは、ユーザの気を散らし、潜在的に危険な状況を作り出す可能性がある。たとえば、ユーザが車両を運転している、または徒歩でナビゲートしているときに、ユーザが画面を見下ろし、ナビゲーション・インストラクションを見る必要があることは、ユーザが運転する、歩く、走るなどの行為から彼／彼女の注意をそらす必要がある。このような注意をそらすものは、ユーザが周囲環境内の障害物を安全に回避する能力を低下させ、ユーザ、及び周囲環境内のそれらの両方の安全を潜在的に危うくする。

【0006】

前述の説明のように、ユーザへ情報を提供するための非視覚及び非聴覚技術は、有用である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ユーザに力を発揮するシステムであって、
１つ以上の力発揮デバイスを含むユーザ装着デバイス、
センサ・データを取得するように構成される１つ以上のセンサ、ならびに
前記１つ以上の力発揮デバイスへ、及び前記１つ以上のセンサへ結合され、
前記センサ・データに基づき、前記ユーザ装着デバイスと関連する方向及び位置のうちの少なくとも１つを測定し、
力の事象と関連する力の向き、ならびに前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づき前記１つ以上の力発揮デバイスを介して前記ユーザに発揮される力を計算し、
前記力に基づき前記１つ以上の力発揮デバイス用の制御信号を生成する、
ように構成されるプロセッサ、
を備える、前記システム。
（項目２）
前記１つ以上の力発揮デバイスは、１つ以上のファンを含み、前記プロセッサは、前記力の向き、ならびに前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づきファン方向を決定するように、ならびに前記ファン方向に基づき前記１つ以上のファン内に含まれる少なくとも１つのファンを再配置する第二制御信号を生成するようにさらに構成される、項目１の前記システム。
（項目３）
前記プロセッサは、前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つが変化したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上のファン内に含まれる少なくとも１つのファンを再配置するようにさらに構成される、項目１の前記システム。
（項目４）
前記力は、前記ユーザ装着デバイスと関連する前記方向に基づき計算され、前記プロセッサは、前記ユーザ装着デバイスが前記力の事象と関連する標的方向に到達したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上のファンを停止させる第二制御信号を生成するようにさらに構成される、項目１の前記システム。
（項目５）
前記１つ以上のセンサは、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信器、磁力計、加速度計、及び光学センサのうちの少なくとも１つを含む、項目１の前記システム。
（項目６）
前記ユーザ装着デバイスは、頭部装着デバイスを含み、前記頭部装着デバイスと関連する前記方向及び前記位置は、それぞれ頭部方向、及び頭部位置を含む、項目１の前記システム。
（項目７）
前記力の事象は、ナビゲーション・インストラクションと関連し、前記ユーザ装着デバイスが通りの交差点に接近しているときに、前記プロセッサは、前記１つ以上の力発揮デバイス用の前記制御信号を生成するように構成される、項目１の前記システム。
（項目８）
前記プロセッサは、
第二ナビゲーション・インストラクションと関連する第二力の事象を受信し、
前記第二力の事象と関連する第二力の向き、ならびに前記ユーザ装着デバイスの前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づき前記１つ以上の力発揮デバイスを介して発揮される第二力を計算し、
前記ユーザ装着デバイスが第二通り交差点に接近しているときに、前記第二力に基づき前記１つ以上の力発揮デバイスについて第二制御信号を生成する、
ようにさらに構成される、項目７の前記システム。
（項目９）
前記ユーザ装着デバイスは、肩部装着デバイス、腰部装着デバイス、及び手首部装着デバイスのうちの少なくとも１つを備え、前記方向及び前記位置は、それぞれ前記ユーザの肩部、腰部、及び手首部のうちの少なくとも１つと関連する、項目１の前記システム。
（項目１０）
前記力は、前記ユーザ装着デバイスと関連する前記位置に基づき計算され、前記プロセッサは、前記ユーザ装着デバイスが標的位置に到達したことを判定し、これに応答して、前記１つ以上の力発揮デバイスを停止させる第二制御信号を生成するようにさらに構成される、項目１の前記システム。
（項目１１）
前記１つ以上の力発揮デバイスに電気的に結合された制御モジュールをさらに備え、前記１つ以上のセンサは、スマートフォン及びモバイル・コンピュータのうちの少なくとも１つを含む補助デバイス内に配置され、前記１つ以上のセンサは、前記制御モジュールと無線通信するように構成される、項目１の前記システム。
（項目１２）
プロセッサにより実行されるときに、
センサ・データに基づき、フォース・デバイスと関連する方向及び位置を測定し、
力の事象と関連する力の向き、前記方向、及び前記位置に基づき前記フォース・デバイス内に含まれる１つ以上の力発揮デバイスを介して前記ユーザに発揮される力を計算し、
前記力に基づき前記１つ以上の力発揮デバイスについての制御信号を生成する、
ステップを実行することで、前記プロセッサがユーザに力を発揮するように構成するインストラクションを有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１３）
前記センサ・データに基づき、周囲環境内の対象物を識別することで、前記力の事象を生成することをさらに備え、前記対象物は、前記フォース・デバイスに関連して前記力の向き内に設置される、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１４）
前記力の事象は、前記フォース・デバイスから前記対象物への距離、及び前記対象物の速度のうちの少なくとも１つに基づく力の大きさをさらに備える、項目１３の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１５）
前記フォース・デバイス内に含まれる無線通信デバイスを介して前記力の事象を受信することをさらに備える、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１６）
前記フォース・デバイスの前記方向が閾値範囲外にあることを判定することに基づき前記力の事象を生成することをさらに備え、前記力は、前記ユーザに発揮され、前記閾値範囲内に戻るように前記ユーザに指令するように構成される、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１７）
前記センサ・データは、角度センサを介して取得され、前記閾値範囲は、前記ユーザの前記姿勢と関連する角度範囲を備える、項目１６の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１８）
前記センサ・データは、磁力計を介して取得され、前記閾値範囲は、前記ユーザがナビゲートしている目的地方向への向きと関連する、項目１６の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目１９）
前記力の向きは、前記フォース・デバイスを介して前記ユーザに発揮される回転力を指定する、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目２０）
前記１つ以上の力発揮デバイスは、１つ以上のファンを含み、前記力の向き、及び前記方向に基づきファン方向を測定し、前記ファン方向に基づき前記１つ以上のファン内に含まれる少なくとも１つのファンを再配置する第二制御信号を生成することをさらに備える、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目２１）
前記方向が変化したことを判定し、これに応答して、１つ以上のセンサを介して測定される更新された方向に基づき前記１つ以上のファン内に含まれる少なくとも１つのファンを再配置することをさらに備える、項目１２の前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
（項目２２）
ユーザに力を発揮する方法であって、
センサ・データに基づき、ユーザ装着デバイスと関連する方向及び位置のうちの少なくとも１つを測定し、
力の事象と関連する力の向き、及び力の大きさ、ならびに前記方向及び前記位置のうちの少なくとも１つに基づき前記ユーザ装着デバイス内に含まれる１つ以上の力発揮デバイスを介して前記ユーザに発揮される力を計算し、
前記力に基づき前記１つ以上の力発揮デバイスについての制御信号を生成する、
ことを備える、前記方法。
（項目２３）
前記１つ以上の力発揮デバイスは、１つ以上のファンを含み、前記力の向き、前記方向、及び前記位置に基づきファン方向を測定すること、ならびに前記ファン方向に基づき前記１つ以上のファン内に含まれる少なくとも１つのファンを再配置する第二制御信号を生成することをさらに備える、項目２２の前記方法。
本開示の実施形態は、ユーザに力を発揮する方法を説明する。この方法は、ユーザ装着デバイスと関連する方向及び位置のうちの少なくとも１つをセンサ・データに基づき測定することを備える。さらに方法は、力の事象と関連する力の向き、及び力の大きさ、ならびに方向及び位置のうちの少なくとも１つに基づきユーザ装着デバイス内に含まれる１つ以上の力発揮デバイスを介してユーザで発揮される力を計算することを備える。さらに方法は、力に基づき１つ以上の力発揮デバイスについて制御信号を生成することを備える。

【0008】

さらに実施形態は、とりわけ、上記で説明された技術を実装するように構成されるシステム、及び非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を提供する。

【0009】

開示された技術の少なくとも１つの利点は、ユーザの視覚及び聴覚チャネルを圧倒することなく、ユーザへ情報を提供することが可能であることである。その結果、潜在的に危険な状況を作り出すことなく、ユーザは、インストラクション、アラート及び通知を受信し、同時に彼の、または彼女の視覚及び／または聴覚チャネルを介して他のタイプの情報を受信することが可能である。さらに、フォース・デバイスの方向への変更に応答して、ユーザに力を発揮することで、本明細書で記述された技術は、彼の、または彼女のバランス及び／または姿勢を維持する際にユーザを支援することが可能である。

【0010】

１つ以上の実施形態の列挙された特徴が上記で説明する方式を詳細に理解することが可能であるため、上記で簡潔に要約される、１つ以上の実施形態のさらに特定の説明は、特定の具体的な実施形態への参照により得られることができ、特定の具体的な実施形態のうちのいくつかは、添付の図面内で説明される。しかしながら、添付の図面が典型的な実施形態のみを図示するため、さまざまな実施形態の範囲について、任意の方式でその範囲の制限が他の実施形態と同様に包含するとみなされるべきではないことに留意するべきである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するためのフォース・デバイスを図示する。

【図1B】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するためのフォース・デバイスを図示する。

【図1C】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するためのフォース・デバイスを図示する。

【図1D】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するためのフォース・デバイスを図示する。

【図2】さまざまな実施形態により、図１Ａのフォース・デバイスと併せて実装される、またはこれに結合されることができるコンピューティング・デバイスのブロック図である。

【図3A】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するときに、フォース・デバイスのファンを位置決めすることが可能である異なる方向を図示する。

【図3B】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するときに、フォース・デバイスのファンを位置決めすることが可能である異なる方向を図示する。

【図3C】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するときに、フォース・デバイスのファンを位置決めすることが可能である異なる方向を図示する。

【図3D】さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するときに、フォース・デバイスのファンを位置決めすることが可能である異なる方向を図示する。

【図4A】さまざまな実施形態により、１台のヘッドホンと併せて実装されるフォース・デバイスを図示する。

【図4B】さまざまな実施形態により、１台のヘッドホンと併せて実装されるフォース・デバイスを図示する。

【図5】さまざまな実施形態により、別のフォース・デバイスのヘッド・サポートの頂部に結合されるファンの長方形の構成を図示する。

【図6A】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6B】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6C】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6D】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6E】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6F】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図6G】さまざまな実施形態により、フォース・デバイスで実施されることができる動作のさまざまなファン構成、及び関連するモードを図示する。

【図7】さまざまな実施形態により、ユーザへ情報を伝達するためにユーザに力を発揮するための方法ステップの流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の説明で、本開示の実施形態のより完全な理解を提供する複数の具体的な詳細を示す。しかしながら、本開示の実施形態を１つ以上のこれらの具体的な詳細なしで実施することができることは、当業者に明らかであろう。

【0013】

図１Ａは、さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するフォース・デバイス１００を図示する。フォース・デバイス１００は、限定しないが、１つ以上のファン１１０、１つ以上のファン制御モジュール１１５、ヘッド・サポート１２０、及びノーズ・サポート１２２を含むことができる。ファン１１０は、ユーザに直線力及び／または回転力を発揮するために、推力を生成するように構成される。いくつかの実施形態で、ファン１１０は、フォース・デバイス１００により受信される、及び／または生成される力の事象に基づきユーザに力を発揮する。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００により受信した力の事象は、ユーザに発揮される力のタイプ（たとえば、直線力、回転力など）、力を発揮する向き、及び／または発揮される力の大きさを指定することが可能である。加えて、力の事象は、力の発揮を開始する、及び／または終了する時間、力を発揮する持続時間、及び／または力の発揮を開始する、及び／または終了するフォース・デバイス１００の位置及び／または方向を指定することができる。

【0014】

一般に、力の事象は、ユーザへさまざまなタイプの情報を伝達することを意図される。たとえば、限定しないが、力の事象は、誰かがユーザに連絡したいとき、またはユーザが潜在的に危険な状況にあるときのように、ユーザへナビゲーション・インストラクションを通信するように、周囲環境内の対象物と関連する情報をユーザに提供するように、及びアラート情報をユーザに提供するように生成されることが可能である。加えて、いくつかの実施形態で、力の事象は、無意識及び／または力覚情報（たとえば、ユーザの前庭感知を介して）、ユーザが彼の、または彼女のバランスまたは姿勢を補正するように指令することを意図される情報、及びさまざまなタイプのユーザの不随意運動（たとえば、ステレオタイプ）を打ち消すことを意図される情報のような、ユーザへ他のタイプの情報を伝達するように生成されることが可能である。

【0015】

ファン制御モジュール１１５は、ファン１１０の全体的な動作を調整するように構成される。一般に、ファン制御モジュール（複数可）１１５は、順にユーザの頭部及び／または身体に力を生成する、推力を生成するようにファン（複数可）１１０を操作する。ユーザでの力の発揮は、さまざまな目的に役立つことができる。いくつかの実施形態で、ユーザが特定の方向をみる、若しくはこの方向に移動することを示す、または環境内の特定の対象物若しくは位置にユーザの注意を引く、わずかな力をユーザに発揮する。たとえば、限定しないが、特定の目的地にナビゲートするためにユーザが左に、または右に曲がることを示す、力をユーザに発揮することが可能である。別の非限定的な実施例で、車両が高速の速度で特定の方向からユーザに接近しているときなどの、危険な状況のユーザに警告する、力をユーザに発揮することが可能である。加えて、たとえば、限定しないが、ユーザが間違って曲がったこと、または危険な状況にあることを示す、一連の力（たとえば、震動パターン）をユーザに発揮することが可能である。

【0016】

さらに別の非限定的な実施例で、ユーザが仮想現実デバイスとインタラクトしているときなど、特定の行動または体験をシミュレートする、力をユーザに発揮することが可能である。さらに別の非限定的な実施例で、ユーザが電話の着信呼を受信している通知などの、ユーザへの通知を提供する、力パターンを使用することが可能である。加えて、ユーザがヘッドホンを介して音楽を聞いているとき、及び誰かがユーザに話したい、またはユーザの注意を得たいことを１つ以上のセンサが判定するときなどに、肩を叩かれるのと同じような、より巧妙な通知を提供する、やさしいタッピング力パターンを使用することが可能である。その結果、フォース・デバイス１００は、ユーザのために生成される、フィードバック、方向情報、及び通知の代替形式を可能にする。

【0017】

いくつかの実施形態で、ファン制御モジュール１１５は、他のデバイス（たとえば、スマートフォンまたはモバイル・コンピュータ）から力の事象を受信するように構成される。加えて、いくつかの実施形態で、ファン制御モジュール１１５は、１つ以上のセンサ（図１Ａ〜１Ｄで示されない）を介して取得されるセンサ・データを受信し、センサ・データに基づき力の事象を生成し、１つ以上のファン１１０を操作する制御信号を生成する。たとえば、限定しないが、ファン制御モジュール１１５が力の事象を受信するときに、ファン制御モジュール１１５は、１つ以上のセンサにクエリを行い、ユーザの現在の位置（たとえば、ユーザの頭部の現在の位置）を与えられた力の事象に対応する、必要な力のベクトルを計算することができる。つぎにファン制御モジュール１１５は、該当する場合に、ファン１１０を再指向し、適切なファン１１０を作動させ、これらのベクトル（複数可）沿いにユーザに力を発揮する。ファン１１０が作動していると、ファン制御モジュール１１５は、センサを監視し、ファン（複数可）１１０により生成されたファン１１０の向き及び／または推力を調整し、必要に応じて、所望の力を発揮し続けることができる。ユーザが所望の位置及び／または方向に到達すると、ファン制御モジュール１１５は、ファン（複数可）１１０の操作を終了し、つぎの力の事象の受信を待機することができる。

【0018】

フォース・デバイス１００のさまざまな態様を図１Ａの頭部装着デバイスと併せて以下で説明するが、本明細書で提供される説明及び技術は、ユーザに他の位置で配置される他のタイプのフォース・デバイス１００にも適用可能である。たとえば、限定しないが、図１Ｂで示されるように、フォース・デバイス１００は、ショルダー・サポート１３０を介してユーザの上半身に力を発揮する肩部装着デバイスであることが可能である。より具体的に、ショルダー・サポート１３０は、１つ以上のファン１１０をユーザの一方の、または両方の肩部へ結合し、ファン１１０により生成された推力がユーザの肩部に直線力及び回転力（たとえば、ヨー回転力）を発揮することを可能にする。

【0019】

加えて、図１Ｃで示されるように、フォース・デバイス１００は、ユーザの下半身（または脚部）に力を発揮する腰部装着デバイス（または脚部装着デバイス）であることが可能である。より具体的に、図１Ｃで示されるウエスト・サポート１４０は、１つ以上のファン１１０をユーザの腰部に結合し、ファン１１０により生成される推力がユーザの下半身に直線力及び回転力を発揮することを可能にする。さらに他の実施形態で、フォース・デバイス１００は、ユーザの手部、腕部、または他の身体部分に力を発揮するために、他のタイプのウェアラブルと一体化されることが可能である。たとえば、限定しないが、図１Ｄで示されるように、フォース・デバイス１００は、スマートウォッチのリストバンド１５０と一体化されることが可能である。このようにして、リストバンド１５０を介してユーザの手首部に結合された１つ以上のファン１１０は、直線力及び回転力をユーザの手首部に発揮することを可能にする。このような実施形態で、フォース・デバイス１００内に含まれた１つ以上のセンサは、熱を感知し、ユーザが彼／彼女の手部を熱い対象物に近づけようとするときに、ファン１１０を作動させ、手部を物理的に挙げて熱い表面から離すことが可能である。

【0020】

加えて、複数のフォース・デバイス１００は、互いに一緒に作動し、複数の向きで力を発揮することができ、全範囲の力の向きを達成することが可能である。たとえば、限定しないが、第一フォース・デバイス１００は、第一身体部分のｘ軸沿いに力を供給することが可能であり、第二フォース・デバイス１００は、第二身体部分のｙ軸沿いに力を発揮する。さらに、同一の単一の軸／複数の軸沿いに実装されるときでさえ、複数のフォース・デバイス１００を使用して、インストラクション、アラートまたは通知の重要性を示すことが可能である。たとえば、限定しないが、ネックレスと一体化されたフォース・デバイス１００は、ユーザの首部に巧妙な力通知を発揮することが可能であり、頭部装着デバイスと一体化されたフォース・デバイス１００は、より顕著な力通知をユーザの頭部に発揮することが可能であり、両方のフォース・デバイス１００は、通知が重要なものであるときに力を発揮することが可能である。

【0021】

図１Ａで示されるファン１１０がダクト・ファンであるが、他の実施形態で、フォース・デバイス１００は、ユーザに力を発揮するために推力を生成することが可能である、任意の他の技術的に実現可能なタイプのデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態で、フォース・デバイス１００は、マイクロ軸流ファン、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）・ファン、ナノスケール・ファン、プロペラ、マイクロ・タービン、マイクロ推進システム、圧縮空気などを含む。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００は、結合時に、ユーザが知覚可能な力を発揮することが可能である、マイクロ軸流ファン、ＭＥＭＳファン、及び／またはナノスケール・ファンのアレイを含むことが可能である。

【0022】

さらに、本明細書で記述されたファン１１０をフォース・デバイス１００の特定の位置及び方向に配置しているように示すが、他の実施形態で、他の位置及び方向にファン１１０を配置することができる。たとえば、限定しないが、いくつかの実施形態で、フォース・デバイス１００の１箇所以上の表面は、ユーザにさまざまなタイプの累積的な力を発揮するように選択的に駆動されることが可能である、マイクロ軸流ファン、ＭＥＭＳファン、ナノスケール・ファンなどで実質的に被覆されることができる。ファン１１０の代替の位置及び方向の実施例は、図３Ａ〜６Ｇと併せて以下で記述される。

【0023】

さまざまな実施形態で、フォース・デバイス１００は、フォース・デバイス１００の位置及び／または方向を追跡する、及び／または周囲環境のさまざまな態様を追跡する、１つ以上のセンサを含む。センサ（複数可）は、限定しないが、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）・デバイス、磁力計、慣性センサ、ジャイロスコープ、加速度計、可視光センサ、熱画像センサ、レーザ・ベース・デバイス、超音波センサ、赤外線センサ、レーダ・センサ、及び／またはタイム・オブ・フライト・センサ、構造化光センサなどのような、深度センサを含むことができる。これらのセンサ（複数可）は、フォース・デバイス１００の位置を絶対座標（たとえば、ＧＰＳ座標）で、及び／または周囲環境内の対象物に関連して追跡することを可能にすることができる。

【0024】

いくつかの実施形態で、ファン制御モジュール（複数可）１１５内にセンサ（複数可）を配置する。つぎにセンサ（複数可）により取得されたデータを使用して、フォース・デバイス１００内に力の事象を生成することが可能である、またはセンサ・データを分析のために別のデバイスへ送信することができる。同一の、または他の実施形態で、スマートフォン、モバイル・コンピュータ、ウェアラブル・デバイスなどのような、補助デバイス内にセンサのうちの１つ以上を配置することができる。

【0025】

図２は、さまざまな実施形態により、図１Ａのフォース・デバイス１００と併せて実装される、またはこれに結合されることができるコンピューティング・デバイス２００のブロック図である。示されるように、コンピューティング・デバイス２００は、限定しないが、処理部２１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス２２０、及びメモリ・デバイス２３０を含む。メモリ・デバイス２３０は、データベース２３４とインタラクトするように構成された力制御アプリケーション２３２を有する。

【0026】

処理部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）、及びその他のものを含むことができる。さまざまな実施形態で、処理部２１０は、フォース・デバイス１００の位置及び／または方向を測定する、及び／または周囲環境内の対象物を検出する、及び／または識別する１つ以上のセンサにより取得されるセンサ・データを分析するように構成される。いくつかの実施形態で、さらに処理部２１０は、周囲環境に関連してフォース・デバイス１００の位置及び／または方向を測定する、及び／またはフォース・デバイス１００の位置及び／または方向、及び／または周囲環境内の対象物に基づく力の事象を受信する、及び／または生成するように構成される。たとえば、限定しないが、処理部２１０は、力制御アプリケーション２３２がセンサ・データを分析することを実行し、フォース・デバイス１００が特定の方向及び位置を有することを測定し、ファン（複数可）１１０を介してユーザに力（複数可）を発揮することで、方向及び位置をユーザに修正させることを意図される力の事象を生成することを可能にする。さらに処理部２１０は、フォース・デバイス１００が所望の方向及び／または位置に到達するまで、ファン（複数可）１１０にユーザで力を発揮させる制御信号（たとえば、力制御アプリケーション２３２を介して）を生成することが可能である。

【0027】

Ｉ／Ｏデバイス２２０は、入力デバイス、出力デバイス、及び入力を受信し出力を提供する両方を可能なデバイスを含むことができる。たとえば、限定しないが、Ｉ／Ｏデバイス２２０は、フォース・デバイス１００内に含まれたセンサ（複数可）へデータを送信する、及び／またはこれらからデータを受信する、有線及び／または無線通信デバイスを含むことができる。加えて、Ｉ／Ｏデバイス２２０は、ファン（複数可）１１０にユーザで力を発揮させる力の事象（たとえば、ローカル・エリア・ネットワーク、及び／またはインターネットのような、ネットワークを介して）を受信する１つ以上の有線または無線通信デバイスを含むことができる。さらにＩ／Ｏデバイス２２０は、ファン１１０の推力ベクトルを再指向するための電子速度コントローラ（ＥＳＣ）及びアクチュエータ・コントローラのような、ファン・モータ・コントローラを含むことができる。

【0028】

メモリ部２３０は、メモリ・モジュール、またはメモリ・モジュールのコレクションを含むことができる。メモリ部２３０内の力制御アプリケーション２３２は、処理部２１０により実行され、コンピューティング・デバイス２００の全体的な機能を実装するため、全体としてフォース・デバイス１００の動作を調整することができる。データベース２３４は、デジタル信号処理アルゴリズム、ナビゲーション・データ、対象物認識データ、力の事象データ、及び同様のものを格納することができる。

【0029】

全体としてコンピューティング・デバイス２００は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システム・オン・チップ（ＳｏＣ）、タブレット・コンピュータまたは携帯電話のようなモバイル・コンピューティング・デバイス、メディア・プレーヤ、及びその他のものであることができる。いくつかの実施形態で、コンピューティング・デバイス２００は、フォース・デバイス１００と関連するファン制御モジュール（複数可）１１５内で一体化される。一般に、コンピューティング・デバイス２００は、フォース・デバイス１００の全体的な動作を調整するように構成されることができる。他の実施形態で、コンピューティング・デバイス２００は、フォース・デバイス１００へ結合されるが、これから分離することができる。このような実施形態で、フォース・デバイス１００は、スマートフォン、ポータブル・メディア・プレーヤ、パーソナル・コンピュータ、ウェアラブル・デバイス、及び同様のもののような、家庭用電化製品内に含まれることができる、コンピューティング・デバイス２００からデータ（たとえば、力の事象）を受信し、これへデータ（たとえば、センサ・データ）を送信する別のプロセッサを含むことができる。しかしながら、本明細書に開示された実施形態は、フォース・デバイス１００の機能を実装するように構成された任意の技術的に実施可能なシステムを検討する。

【0030】

図３Ａ〜３Ｄは、さまざまな実施形態により、ユーザに力を発揮するときに、フォース・デバイス１００のファン１１０を配置することが可能である異なる方向を図示する。示されるように、図３Ａ及び３Ｂは、ユーザの首部に対応する垂直軸に関して水平方向にファン１１０を指向する実施形態を図示する。図３Ｃ及び３Ｄは、ファン１１０を垂直方向に指向する実施形態を図示する。上記で記述され、図３Ａ及び３Ｃで示されるように、フォース・デバイス１００は、フォース・デバイス１００の位置及び／または方向を追跡することが可能な、及び／または周囲環境のさまざまな態様を追跡することが可能な１つ以上のセンサ３１０を含むことができる。

【0031】

ファン１１０を図３Ａ及び３Ｂで示される方式で指向するときに、ファン１１０で生成された推力は、ユーザの頭部に直線力及び回転力（たとえば、ヨー回転力）を発揮することが可能である。たとえば、限定しないが、ファン１１０−１及びファン１１０−２の両方は、ユーザが向いている方向に推力を生成し、前方向の力をユーザの頭部に発揮する。さまざまな実施形態で、前方向の力は、ユーザが前方向に移動する、ユーザの正面に設置された対象物の方向へユーザの関心を向ける、及び／またはユーザの頭部を前方向へ押す、または引く行動または体験をシミュレートするように指令するためにフォース・デバイス１００により生成されることができる。加えて、前方向の力の大きさは、ユーザが前方向に移動する距離、ユーザの正面に設置された対象物の重要性、または重力若しくは別のタイプの加速度のような、行動若しくは体験がユーザの頭部を押す、若しくは引く程度に比例することができる。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００を介する高い直線力の大きさを発揮することは、彼が、または彼女が相対的に長距離を前方向に移動することをユーザに示すことが可能であるが、フォース・デバイス１００を介してより低い力の大きさを発揮することは、ユーザが相対的に短距離を前方向に移動することを示すことが可能である。

【0032】

対照的に、図３Ａ及び３Ｂでユーザが向いている方向から離れる推力をファン１１０−１及びファン１１０−２の両方が生成するときに、後方向の力をユーザの頭部に発揮する。さまざまな実施形態で、ユーザが後方向に一歩進むように指令し、ユーザが１８０°曲がるように指令し、ユーザの背後に設置された対象物の方向へユーザの関心を向け、彼が、または彼女が接近している対象物とユーザが衝突するのを妨げ、及び／またはユーザの頭部を後方向へ押す、または引く行動または体験をシミュレートするために、フォース・デバイス１００により後方向の力を生成することができる。さらに、後方向の力の大きさは、ユーザが後方向に移動する（たとえば、１８０°曲がり前方向に歩くことで）距離、ユーザの背後に設置された対象物の重要性、または行動若しくは体験がユーザの頭部を後方向に押す、若しくは引く程度に比例することができる。さらに、前方向の力、または後方向の力の大きさは、ユーザがユーザの背骨のアライメントを適切に取るために彼の、または彼女の肩部を移動させる、及び／または戻す距離のような、ユーザが彼の、または彼女の姿勢を補正するために必要な動きの大きさに基づくことができる。

【0033】

加えて、図３Ａ及び３Ｂで、ファン１１０−１及びファン１１０−２が異なる方向に推力を生成するときに、またはファン１１０−１、１１０−２のうちの１つのみが推力を生成しているときに、左に曲がる力、または右に曲がる力のいずれか一方をユーザの頭部に発揮する。さまざまな実施形態で、左に曲がる力、または右に曲がる力は、左へ、または右へナビゲートする、ユーザの左へ、または右へ設置された対象物の方向へユーザの関心を向ける、及び／またはユーザの頭部が左へ、または右へ回転する行動または体験をシミュレートするようにユーザに指令するために、フォース・デバイス１００により生成されることができる。加えて、左に曲がる力、若しくは右に曲がる力の大きさは、ユーザが左へ、若しくは右へ移動する距離、ユーザが左へ、若しくは右へ回転する程度（たとえば、特定の度数）、ユーザの左へ、若しくは右へ設置された対象物の重要性、または行動若しくは体験が左へ、若しくは右へユーザの頭部を押す、若しくは引く程度に比例することができる。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００を介する高い回転力の大きさを発揮することは、相対的に小さい回転半径、及び／または相対的に大きい度数で、彼が、または彼女が迅速に左へ、または右へ回転することをユーザへ示すことが可能であるが、低い回転力の大きさを発揮することは、相対的に大きい回転半径、及び／または相対的に小さい度数で、ユーザが緩慢に左へ、または右へ回転することを示すことが可能である。

【0034】

図３Ｃ及び３Ｄで示される方式でファン１１０を指向するときに、ファン１１０により生成された推力は、ユーザの頭部に直線力及び回転力（たとえば、ロール回転力）を発揮することが可能である。たとえば、限定しないが、ファン１１０−１、及びファン１１０−２の両方がユーザの頭部の頂部に向かう方向に推力を生成するときに、上方向の力をユーザの頭部に発揮し、フォース・デバイス１００をユーザへより軽く感じさせる。対照的に、図３Ｃ及び３Ｄでファン１１０−１、及びファン１１０−２の両方がユーザの肩部に向かう方向に推力を生成するときに、下方向の力をユーザの頭部に発揮する。

【0035】

さまざまな実施形態で、それぞれ建物のより高い階へ、または建物のより低い階へナビゲートする、ユーザより上に、またはユーザより下に設置された対象物の方向にユーザの関心を向ける、及び／またはユーザの頭部を上方向へ、または下方向へ押す、または引く行動または体験をシミュレートするようにユーザに指令するために、上方向の力、または下方向の力をフォース・デバイス１００が生成することができる。さらに、上方向の力、若しくは下方向の力の大きさは、ユーザが登る、若しくは降りる階段の数、ユーザより上に、若しくはユーザより下に設置された対象物の重要性、または行動若しくは体験が上方向に、若しくは下方向にユーザの頭部を押す、若しくは引く程度に比例することができる。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００が高い建物の頂部へ階段を登るようにユーザに指令している場合に、つぎにフォース・デバイス１００は、彼が、または彼女が多数の階段を登ることを示すために、ユーザに高い力の大きさを発揮することが可能である。つぎに、ユーザが建物の頂部に向かい１つ以上の階段を登った後に、フォース・デバイス１００は、ユーザが建物の頂部に到達するために登る階段数より少ないことを示すために、より低い力の大きさを発揮することが可能である。

【0036】

加えて、図３Ｃ及び３Ｄで、ファン１１０−１及びファン１１０−２が異なる方向に推力を生成するときに、左に傾く力、または右に傾く力のいずれか一方をユーザの頭部に発揮する。さまざまな実施形態で、左へ、または右へナビゲートする、ユーザの左へ、または右へ設置された対象物の方向へユーザの関心を向ける、左へ、または右へ乗り出しているユーザの姿勢を補正する、及び／またはユーザの頭部を左へ、または右へ押す、または引く行動または体験をシミュレートするようにユーザに指令するために、フォース・デバイス１００で左に傾く力、または右に傾く力を生成することができる。加えて、左に傾く力、若しくは右に傾く力の大きさは、ユーザが左へ、若しくは右へナビゲートする距離、ユーザが左へ、若しくは右へ曲がる程度、ユーザの左へ、若しくは右へ設置された対象物の重要性、または行動若しくは体験がユーザの頭部を左へ、若しくは右へ押す、若しくは引く程度に比例することができる。さらに、左に傾く力、または右に傾く力の大きさは、ユーザが彼の、または彼女のバランスを維持するために彼の、または彼女の重心を偏位しなければならない距離のような、彼の、または彼女の姿勢を補正するためにユーザに必要な動きの大きさに基づく（たとえば、比例する）ことができる。

【0037】

いくつかの実施形態で、フォース・デバイス１００は、ユーザの頭部に影響を及ぼすことを意図された大きさを有する力、またはユーザの全体的なバランスに影響を及ぼすことを意図されるより大きな大きさを有する力を発揮するため、ユーザの身体を特定の方向に移動させることができる。たとえば、相対的に小さい力がユーザの頭部のみに影響を及ぼす一方、より大きい力は、ユーザの全身に影響を及ぼすことができる。第一技術で、ユーザは、彼らの頭部にわずかな力を知覚し、彼らの注意を特定の方向に向けるヒントとして力を解釈することができる。対照的に、第二技術で、ユーザは、彼らの全身（たとえば、首部または背骨の側屈により）に適用される代わりに、頭部に適用される力を知覚し、特定の方向に歩く、またはナビゲートするインストラクションとして力を解釈することができる。

【0038】

いくつかの実施形態で、ファン１１０は、力をユーザに発揮する方向を修正するために、図３Ａ及び３Ｂで示される方向、ならびに図３Ｃ及び３Ｄで示される方向間でも、任意の中間方向にも動的に再指向されることが可能である。たとえば、限定しないが、ファン１１０は、ファン１１０をパンし、及び／またはチルトし、フォース・デバイス１００に関してファン１１０を再指向することが可能である１つ以上のアクチュエータを介してフォース・デバイス１００に結合されることができる。このようなアクチュエータは、電気モータ、圧電モータ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、または任意の他の技術的に実施可能なタイプのアクチュエータを含むことができる。いくつかの実施形態で、アクチュエータは、垂直方向、及び水平方向の両方向に、任意の所望の方向でファン１１０を旋回させ、回転させることが可能である。たとえば、限定しないが、１つ以上のファン１１０を異なる軸（たとえば、互いから直角に配置された２軸以上）沿いに互いに枢動可能に結合される１セットの同心リング（たとえば、ジンバル）に取り付けられることが可能である。その結果、このような実施形態で、ファン１１０は、さまざまな方向でユーザに力を発揮するように指向されることが可能である。他の実施形態で、ファン１１０の方向を単一の軸の周囲で変えることが可能であるように、パンする、またはチルトすることのみを可能にする、アクチュエータへファン１１０を結合する。

【0039】

図４Ａ及び４Ｂは、さまざまな実施形態により、１台のヘッドホンと併せて実装されたフォース・デバイスを図示する。示されるように、フォース・デバイス１００は、スタンドアロン・デバイスであることができる、またはフォース・デバイス１００は、１台のヘッドホン４０５、イヤホン、骨伝導スピーカ、ヘッド・マウント・ディスプレイ、スマートフォン、仮想現実デバイスなどのような、別のデバイスと一体化されることができる。１台のヘッドホン４０５と一体化されるときに、フォース・デバイス１００は、ラウドスピーカ４１０、ヘッド・サポート４２０、及びラウドスピーカ４１０に結合された１つ以上のファン１１０を含むことができる。

【0040】

一般に、ファン（複数可）１１０を高速で駆動するときにノイズを発生する。その結果、いくつかの実施形態で、パッシブ及び／またはアクティブ・ノイズ・キャンセレーションは、ユーザがファン（複数可）１１０で発生したノイズを聞くことが可能である程度に低減するために実装されることができる。たとえば、限定しないが、ファン（複数可）１１０を操作するファン制御モジュール（複数可）１１５は、ファン・ノイズを検出し、ファン・ノイズを処理して逆信号を生成し、逆信号をユーザの片耳（両耳）へ送信することで、アクティブ・ノイズ・キャンセレーションを実施することができる。

【0041】

加えて、いくつかの実施形態で、複数のファン１１０は、実質的に同一の軸沿いに力を提供するように実装され、各ファン１１０に必要なファン速度を低下させ、その結果、ファン１１０の全体的なノイズを低減させることができる。力を犠牲にすることなくファン・ノイズを低減させるための他の技術は、空気を吹き出すチューブ内にファン・ブレードを入れること、及び／またはヘルムホルツ式空洞を実装してノイズを減衰させることを備える。さらに、ＭＥＭＳファン、またはナノスケール・ファンを使用するときに、ノイズは、複数のファンが同時に動作しているときでさえ、ほとんど知覚不可能であることができる。

【0042】

図４Ａ及び４Ｂで示されるフォース・デバイス１００がラウドスピーカ４１０に結合されたファン１１０を含むが、他の実施形態は、フォース・デバイス１００の他の部分に結合された任意のタイプ及び数のファン１１０を含むことができる。たとえば、限定しないが、１つ以上のファン１１０は、さまざまな実施形態により、別のフォース・デバイス１００のヘッド・サポート４２０の頂部に結合されたファン１１０の長方形構成を図示する、図５で示されるような、ヘッド・サポート４２０に結合されることができる。いくつかの実施形態で、ファン１１０の長方形構成は、クアッドコプターの操作に類似する方式で操作される。その結果、図３Ａ〜３Ｄ及び６Ａ〜６Ｇに関連して本明細書で記述された例示的な直線及び回転力のような、さまざまな直線及び回転力をユーザに発揮することが可能である。

【0043】

図６Ａ〜６Ｇは、さまざまな実施形態により、フォース・デバイス１００で実装されることができる、さまざまなファン１１０の構成、及び操作の関連モードを図示する。図６Ａで示されるように、ファン１１０がユーザに左の、及び右の力を発揮することを可能にする水平構成で、ファン１１０をフォース・デバイス１００に結合することができる。加えて、ファン１１０は、ユーザに圧縮力を同時に発揮するように操作されることができる。いくつかの実施形態で、ラウドスピーカ４１０のハウジングは、ハウジングの頂部、底部、及び／または側部を通してファン１１０に空気が流れることを可能にする穿孔部を含む。またこのような構成は、ユーザの両耳を冷却するために実装されることができる。

【0044】

図６Ｂで示されるように、ファン１１０がユーザに左に傾く力、及び右に傾く力（たとえば、ロール回転力）を発揮することを可能にする垂直構成で、ファン１１０をフォース・デバイス１００に結合することができる。加えて、ファン１１０を操作して実質的に同一方向に推力を生成するときに、実質的に上方向の力、及び実質的に下方向の力をユーザに発揮することができる。

【0045】

図６Ｃ〜６Ｅを参照して、ファン１１０がユーザに左に曲がる力、及び右に曲がる力（たとえば、ヨー回転力）を発揮することを可能にする水平構成で、ファン１１０をフォース・デバイス１００に結合することができる。このような力は、図６Ｅで示されるフォース・デバイス１００の上面図で描写される。加えて、ファン１１０を操作し、実質的に同一方向に推力を生成するときに、図６Ｄで示されるフォース・デバイス１００の上面図で描写されるように、前方向の力、及び後方向の力をユーザに発揮することができる。

【0046】

図６Ｆで示されるように、ファン１１０をフォース・デバイス１００のヘッド・サポート４２０の頂部に結合することができる。ファン１１０を図６Ｆで示される方式で指向するときに、ファン１１０は、ユーザに左に傾く力、及び右に傾く力を発揮することが可能である。加えて、ファン１１０が垂直軸周囲で９０°回転するときに、ファン１１０は、ユーザに前方向に傾く力、及び後方向に傾く力を発揮することが可能である。

【0047】

図６Ｇで示されるように、ファン１１０を垂直構成でフォース・デバイス１００のヘッド・サポート４２０の頂部に結合することができる。このような構成は、ファン１１０がユーザに下方向の力を発揮することを可能にする。加えて、いくつかの実施形態で、フラップ６２０は、ファン１１０で実装され、気流方向、したがって、ファン１１０により生成された推力方向を制御することができる。その結果、ユーザに発揮された力の方向を動的に制御することができる。たとえば、限定しないが、フラップ６２０は、図６Ｇで示されるように配置され、上方向で左へ気流を向け、ファン１１０に下方向で右に向けられる力を発揮させることができる。いくつかの実施形態で、これらのような力は、ファン（複数可）１１０の位置、及びユーザに関連する力の向きによる、直線力及び回転力の両方の組み合わせである。

【0048】

さまざまな実施形態で、本明細書で図示されたファン１１０の方向及び／または位置は、ユーザに発揮される力のタイプ及び／または方向を変えるように動的に変更されることができる。たとえば、限定しないが、本明細書で図示された１つ以上のファン１１０の方向及び／または位置は、上記で説明された１つ以上のパン・チルト・アクチュエータを介して変更されることができる。加えて、本明細書で記述されたファン１１０の構成及び技術のいずれかを組み合わせることができる。たとえば、限定しないが、水平方向及び垂直方向の両方を有するファン１１０は、フォース・デバイス１００内に含まれることができる。

【0049】

さらに、いくつかの実施形態で、本明細書で記述された１つ以上のファン１１０は、動的に可変であるピッチを有するファン・ブレードを含むことができる。このような実施形態で、ファン・ブレードのピッチは、ファン１１０により生成された推力方向を変えるように変更されることができ、ファン・モータの回転を逆転させることなく、フォース・デバイス１００がユーザに発揮されている力の向きを迅速に変えることを可能にする。

【0050】

図６Ａ〜６Ｇで示されるように、フォース・デバイス１００は、フォース・デバイス１００の位置及び／または方向を追跡すること、及び／または周囲環境のさまざまな態様を追跡することが可能な１つ以上のセンサ３１０を含むことができる。上述されるように、さまざまな実施形態で、センサ３１０をナビゲーション目的のために使用することができる。たとえば、限定しないが、歩いている、またはジョギングしているユーザは、スマートフォンでナビゲーション・アプリケーションを実行することが可能であり、スマートフォンは、１台のヘッドホン４０５と一体化されたフォース・デバイス１００と組にされることが可能である。つぎに、ナビゲーション・インストラクションでユーザの音楽を中断させる代わりに、ユーザが特定の通りを曲がり下る必要があるときに、フォース・デバイス１００は、力（たとえば、直線力及び／または回転力）を発揮することが可能である。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００は、ユーザの位置を監視することが可能であり、ユーザが右に曲がる必要があるときに、フォース・デバイス１００は、右に曲がる力、または右に傾く力を生成し、ユーザの頭部を右に押すことが可能である。正しい通りを曲がり下った後に、フォース・デバイス１００は、力を終了することが可能である。加えて、ユーザが彼の、または彼女の目的地に到達したときに、フォース・デバイス１００は、ユーザが彼の、または彼女の目的地に到達したことを示す特定の力パターンを生成することが可能である。

【0051】

非限定的な実施例で、上述されるもののような、さまざまなタイプのフォース・デバイス１００は、周囲環境で潜在的な危険を識別し、潜在的な危険をユーザに警告するアラートを発するシステムのような、安全装置と一体化されることが可能である。これらのような実施形態で、フォース・デバイス１００は、センサ３１０を介してユーザの周囲を分析し、潜在的な危険を検出することが可能である。つぎに、フォース・デバイス１００が危険な状態を検出するときに、フォース・デバイス１００は、ドライブウェイから出る車のような、危険な状態の方向へユーザに彼の、または彼女の頭部を向けさせる力を適用することが可能である。

【0052】

別の非限定的な実施例で、フォース・デバイス１００は、ユーザ周囲の３６０°パノラマを捕捉する頭部装着サラウンド（たとえば、半球状の）・イメージャ、またはユーザを取り巻く環境と関連する情報を捕捉する任意の他のセンサと一体化されることが可能である。たとえば、限定しないが、イメージャまたはセンサは、ユーザの背後にある木に鳥を識別することが可能である。つぎにフォース・デバイス１００は、熱心な野鳥観察者のユーザが彼の、または彼女の注視を上方向で、右に向けることを示すためにユーザに力（たとえば、上方向で、右の力）を発揮することが可能である。

【0053】

さらに別の非限定的な実施例で、フォース・デバイス１００は、拡張現実（ＡＲ）頭部装着デバイス（ＨＭＤ）と一体化されることが可能である。ユーザが通りを歩いて下り、フォース・デバイス１００を操作する場合に、ＨＭＤは、周囲環境内の対象物と関連するさまざまなＡＲ情報を表示することが可能である。つぎにＡＲ情報と関連する対象物がユーザの視野外にあるときに、フォース・デバイス１００は、対象物の方向へユーザの注意を向ける力を発揮することが可能である。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００は、ユーザが３階の注目すべきアパートを含むアパートの建物を通り過ぎていることを判定するＧＰＳセンサ３１０を含むことが可能である。これに応答して、フォース・デバイス１００は、ユーザに彼の、または彼女の上方向に注視を向けるように指令する力を発揮することが可能であるため、アパートと関連するＡＲ情報をユーザに提供することが可能である。

【0054】

さらに別の非限定的な実施例で、フォース・デバイス１００は、ジャイロセンサ、加速度計、及び／またはイメージャを含み、ユーザが彼の、または彼女のバランスを崩す、または失くすときを検出することが可能である。このような状況で、フォース・デバイス１００は、ユーザの頭部または身体に１つ以上の力を発揮し、ユーザが落ちるのを防ぐこと、及び／またはユーザのバランスを補正することを試みることが可能である。たとえば、限定しないが、フォース・デバイス１００内に含まれた１つ以上のセンサは、ユーザの姿勢が閾値範囲（たとえば、角度範囲）外にあることを検出することができる。これに応答して、フォース・デバイス１００は、姿勢が閾値範囲内に戻るまでユーザの姿勢に影響を及ぼす１つ以上の力を発揮することが可能である。加えて、ユーザがライト・ポール、または消火栓のような、対象物に今足を踏み入れようとしていることを１つ以上のセンサ３１０を介してフォース・デバイス１００が検出するときに、力をユーザの頭部または身体に発揮することが可能である。

【0055】

いくつかの実施形態で、フォース・デバイス１００は、ユーザにより実行される、ステレオタイプと通常言われる、無意識の体の動きについてアラートを提供することが可能である。ステレオタイプは、身体の揺れ、自己接触、脚を組むこと／組まないこと、及びその場で足踏みすることのような、反復する動き、姿勢、または発話を含むことができる。その結果、ジャイロセンサ、加速度計、イメージャなどは、このような動きを検出し、ユーザの注意をこれらの動きにもってくる力を発揮するように実装されることが可能である。加えて、フォース・デバイス１００は、ユーザが打ち消したいユーザの頭部または身体のわずかな動きを補償する力を発揮することが可能である。これらのような実施形態で、フォース・デバイス１００は、身体の不随意運動パターンを認識し、実質的に同一の大きさを有するが対向する位相／方向を有する力パターンを生成し、所望ではない身体の運動パターンを打ち消すことが可能である。

【0056】

図７は、さまざまな実施形態により、ユーザへ情報を伝達するためにユーザに力を発揮する方法ステップの流れ図である。図１〜６Ｇのシステムと併せて方法ステップを記述するが、当業者は、任意の順序で方法ステップを実行するように構成された任意のシステムがさまざまな実施形態の範囲内に入ることを理解するであろう。

【0057】

示されるように、方法７００は、力制御アプリケーション２３２が力の事象を受信し、または生成し、力の事象を処理し、直線力若しくは回転力のような力の向き、及び／または力の大きさを測定するステップ７１０で開始する。上述されるように、インストラクション、アラート、通知などをユーザへ提供するために、さまざまなタイプ及び大きさの力を生成することができる。いくつかの実施形態で、力の事象により示された力の向きは、ユーザに関連する向きを有することができる、または力の向きは、絶対方向（たとえば、地理的な方角に基づき）を有することができる。

【0058】

ステップ７２０で、力制御アプリケーション２３２は、センサ・データを分析し、フォース・デバイス１００の方向及び／または位置（たとえば、相対座標または絶対座標）を測定する。さまざまな実施形態で、フォース・デバイス１００の方向及び／または位置は、力の事象により指定された向き及び／または大きさを有する力を生成するために、ファン（複数可）１１０を指向する方式を示すことができる。加えて、フォース・デバイス１００が複数のファン１１０を含むときに、フォース・デバイス１００の方向及び／または位置は、力の事象により指定された向き及び／または大きさを有する力を生成するためにファン１１０を選択し、トリガすることを示すことができる。その結果、ステップ７３０で、力制御アプリケーション２３２は、力の事象により示された力の向き、力の事象により示された力の大きさ、フォース・デバイス１００の方向、及び／またはフォース・デバイス１００の位置に基づき１つ以上のファン１１０を任意選択で選択する、及び／または再指向する。

【0059】

つぎに、ステップ７４０で、力制御アプリケーション２３２は、標的の方向または位置を力の事象により指定するかどうかを判定する。いくつかの実施形態で、標的の方向は、ユーザの姿勢、頭部方向、身体方向などと関連する閾値範囲（たとえば、角度範囲、または距離範囲）を含むことができる。加えて、いくつかの実施形態で、標的の位置は、ＧＰＳ座標を含むことができる。標的の方向、または標的の位置を力の事象により指定しない場合に、つぎに方法７００は、力制御アプリケーション２３２が力の事象に従いユーザで１つ以上の力をファン（複数可）１１０に発揮させる１つ以上の制御信号を生成する、ステップ７４５に進行する。つぎに方法７００は、力制御アプリケーション２３２が追加の力の事象を受信する、または生成するために待機する、ステップ７１０に戻る。

【0060】

しかしながら、ステップ７４０で、標的の方向、または標的の位置を力の事象が指定する場合に、つぎに方法７００は、力制御アプリケーション２３２が力の事象に従いユーザで１つ以上の力をファン（複数可）１１０に発揮させる１つ以上の制御信号を生成する、ステップ７５０に進行する。つぎにステップ７６０で、力制御アプリケーション２３２は、センサ・データを分析し、フォース・デバイス１００の方向及び／または位置を検出する。ステップ７７０で、力制御アプリケーション２３２は、フォース・デバイス１００が標的の方向内に、及び／または標的の位置にあるかどうかを判定することで、力（複数可）に従った、及び／または適切に応答したかどうかを判定する。

【0061】

ステップ７７０で、フォース・デバイス１００が標的の方向内にないと、及び／または標的の位置にないと力制御アプリケーション２３２が判定する場合に、つぎに、方法７００は、力の事象により示された力の向き、力の事象により示された力の大きさ、フォース・デバイス１００の方向、及び／またはフォース・デバイス１００の位置に基づき、力制御アプリケーション２３２が１つ以上のファン１１０を再び任意選択で選択する、及び／または再指向する、ステップ７８０に進行する。つぎに方法７００は、力制御アプリケーション２３２がユーザで１つ以上の追加の力をファン（複数可）１１０に発揮させる１つ以上の制御信号を生成する、ステップ７５０に戻る。

【0062】

しかしながら、ステップ７７０で、フォース・デバイス１００が標的の方向内に、及び／または標的の位置にあると力制御アプリケーション２３２が判定する場合に、つぎに方法７００は、力制御アプリケーション２３２が追加の力の事象を受信する、または生成するために待機する、ステップ７１０に戻る。

【0063】

つまり、力制御アプリケーションは、力の向き、及び／または力の大きさを示す力の事象を受信する、または生成する。つぎに力制御アプリケーションは、センサ・データに基づき、フォース・デバイスの方向及び／または位置を測定する。力制御は、フォース・デバイスの方向及び／または位置と同様に、力の事象に基づきユーザに発揮される力をさらに測定する。つぎに、力制御アプリケーションは、ユーザで１つ以上の力を発揮させる１つ以上のファン制御信号を生成する。

【0064】

本明細書で記述された技術の少なくとも１つの利点は、ユーザの視覚及び聴覚チャネルを圧倒せずに、ユーザへ情報を提供することが可能であることである。その結果、ユーザは、潜在的に危険な状況を作り出すことなく、インストラクション、アラート、及び通知を受信し、同時に彼の、または彼女の視覚及び／または聴覚チャネルを介して他のタイプの情報を受信することが可能である。さらに、フォース・デバイスの方向への変更に応答してユーザに力を発揮することで、本明細書で記述された技術は、彼の、または彼女のバランス及び／または姿勢を維持する際にユーザを支援することが可能である。

【0065】

さまざまな実施形態の説明は、説明目的のために提示されているが、開示された実施形態を網羅することを意図されない、または開示された実施形態に限定されない。多くの修正形態及び変形形態は、記述された実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者に明らかであろう。

【0066】

本実施形態の態様は、システム、方法またはコンピュータ・プログラム製品として具現化されることができる。その結果、本開示の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または「回路」、「モジュール」、若しくは「システム」と本明細書ですべて一般的に言われることができる、ソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせる実施形態の形式を取ることができる。さらに、本開示の態様は、それらの上に具現化されたコンピュータ可読プログラム・コードを含む１つ以上のコンピュータ可読媒体（複数可）内に具現化されたコンピュータ・プログラム製品の形式を取ることができる。

【0067】

１つ以上のコンピュータ可読媒体（複数可）の任意の組み合わせを利用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体、またはコンピュータ可読記憶媒体であることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、たとえば、限定しないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、若しくは半導体システム、装置、若しくはデバイス、または前述の任意の適切な組み合わせであることができる。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な実施例（非網羅的なリスト）は、以下の、１本以上のワイヤを含む電気接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、または前述の任意の適切な組み合わせを含む。この文書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、インストラクション実行システム、装置、若しくはデバイスによる使用のための、若しくはこれと併せてプログラムを含む、または格納することが可能である任意の有形の媒体であることができる。

【0068】

本開示の態様は、本開示の実施形態により、方法、装置（システム）及びコンピュータ・プログラム製品のフローチャートの図解の、及び／またはブロック図を参照して上記で説明される。フローチャートの図解の、及び／またはブロック図の各ブロック、及びフローチャートの図解の、及び／またはブロック図のブロックの組み合わせをコンピュータ・プログラム・インストラクションで実装することが可能であることを理解するであろう。汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサへ、これらのコンピュータ・プログラム・インストラクションを提供し、機械を製造することができるため、コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行する、インストラクションは、フローチャート、及び／またはブロック図の単一のブロック、または複数のブロックで指定された機能／動作の実装を可能にする。このようなプロセッサは、限定しないが、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、特定用途向けプロセッサ、またはフィールド・プログラマブル・プロセッサ若しくはゲート・アレイであることができる。

【0069】

図面内のフローチャート及びブロック図は、本開示のさまざまな実施形態により、システム、方法及びコンピュータ・プログラム製品の可能な実装の、アーキテクチャ、機能性、及び操作を説明する。この点について、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定された論理関数（複数可）を実装するために１つ以上の実行可能なインストラクションを備える、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表現することができる。また、いくつかの代替の実装で、ブロックで言及された機能が図面内で言及された順序以外で発生することができることに留意するべきである。たとえば、連続して示される２つのブロックは、実際に、実質的に同時に実行されることができる、またはブロックは、関連する機能性により、ときとして逆の順序で実行されることができる。また、ブロック図、及び／またはフローチャートの図解の各ブロック、及びブロック図、及び／またはフローチャートの図解のブロックの組み合わせが指定された機能若しくは動作を実行する専用ハードウェア・ベース・システム、または専用ハードウェア及びコンピュータ・インストラクションの組み合わせにより実装されることが可能であることに留意するであろう。

【0070】

前述のものは、本開示の実施形態を対象とするが、本開示の他の、及びさらなる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく、考案されることができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲により決定される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図7】