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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-85111(P2018-85111A)
(43)【公開日】2018年5月31日
(54)【発明の名称】静的ＥＳＦのための接触状態の制御
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20180427BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
【審査請求】未請求
【請求項の数】31
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2017-219845(P2017-219845)
(22)【出願日】2017年11月15日
(31)【優先権主張番号】15/354,148
(32)【優先日】2016年11月17日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】500390995
【氏名又は名称】イマージョン コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＭＭＥＲＳＩＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(72)【発明者】
【氏名】レベスク、 ビンセント
(72)【発明者】
【氏名】アルグーネ、 マンスール
(72)【発明者】
【氏名】サボーネ、 ジャマール
(72)【発明者】
【氏名】ホシュカバ、 バヒド
(72)【発明者】
【氏名】モタメディ、 モハンマドレザ
(72)【発明者】
【氏名】グラント、 ダニー エイ．
(72)【発明者】
【氏名】クルス−エルナンデス、 ファン マヌエル
(72)【発明者】
【氏名】ウー、 リーウェン
【テーマコード（参考）】
5E555
【Ｆターム（参考）】
5E555AA08
5E555BA04
5E555BB04
5E555BC04
5E555CB23
5E555DA24
5E555FA00
(57)【要約】 （修正有）
【課題】絶縁静的静電力電極の１つ以上の接触状態を制御するデバイス、システム及び方法を提供する。【解決手段】スマートウォッチの１００は、絶縁静的静電力電極１０５及び絶縁静的静電力電極に取り付けられる可撓性サスペンション１１０を有する。可撓性サスペンションは、絶縁静的静電力電極によって提供される静的静電力フィードバックを変更するように静的静電力電極の接触状態を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザに静的静電力フィードバックを提供するように構成され且つ前記ユーザの皮膚の方を向くように構成される第１の表面と前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを備える絶縁静的静電力電極と、
前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられ且つ前記絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を制御するために前記絶縁静的静電力電極に対して少なくとも部分的に移動するように構成される可撓性サスペンションと
を備える、静的静電力出力デバイス。
前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられ且つ前記絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を制御するために前記絶縁静的静電力電極に対して少なくとも部分的に移動するように構成される可撓性サスペンションと
を備える、静的静電力出力デバイス。
【請求項2】
前記可撓性サスペンションは、前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられるゴムの層を含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項3】
前記可撓性サスペンションは、前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられる発泡体の層を含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項4】
前記可撓性サスペンションは、前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられるスマート材料を含み、前記絶縁静的静電力電極は、剛性静的静電力電極である、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項5】
前記可撓性サスペンションは、前記絶縁静的静電力電極の前記第２の表面に取り付けられるスマート材料及び前記スマート材料に取り付けられる複数の可撓性ポストを含み、前記絶縁静的静電力電極は、可撓性静的静電力電極である、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項6】
前記絶縁静的静電力電極は、静的静電力電極アレイを含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項7】
前記絶縁静的静電力電極は、複数の静的静電力電極を含み、前記可撓性サスペンションは、第１の複数の静的静電力電極に対応する複数のバネを含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項8】
絶縁静的静電力出力デバイスは、前記絶縁静的静電力電極に対応する前記接触状態を制御するアクチュエータを含まない、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項9】
絶縁静的静電力出力デバイスは、前記絶縁静的静電力電極に対応する前記接触状態を測定するセンサを含まない、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項10】
前記絶縁静的静電力電極に取り付けられる可撓性バンド、及び
前記可撓性バンドに取り付けられるモータであって、前記可撓性バンドの締りを制御するように構成されるモータ
を更に備える、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
前記可撓性バンドに取り付けられるモータであって、前記可撓性バンドの締りを制御するように構成されるモータ
を更に備える、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項11】
前記可撓性サスペンションは、前記ユーザによって装着される絶縁静的静電力出力デバイスの一部から延びる可撓性フラップを含み、前記絶縁静的静電力電極は、前記可撓性フラップに取り付けられる、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項12】
前記可撓性サスペンションは、バンドを含み、前記絶縁静的静電力電極は、前記バンドに対して片持ち式である、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項13】
前記絶縁静的静電力電極は、複数のカールを含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項14】
前記絶縁静的静電力電極は、少なくとも１つの第１の複数のスペーサ又は第２の複数の溝を含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項15】
前記絶縁静的静電力電極は、前記ユーザの手首に一致する湾曲した形状を含む、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項16】
前記可撓性サスペンションは、スマート材料を含み、前記デバイスは、前記スマート材料に統合される又は取り付けられるアクチュエータを更に備える、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項17】
前記デバイスはスマートウォッチである、請求項１に記載の静的静電力出力デバイス。
【請求項18】
センサによって、絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を測定するステップと、
プロセッサによって、前記絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力フィードバックを改善するための前記接触状態への変化を決定するステップと、
前記プロセッサによって、前記変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成するステップと、
前記変化を実行するために前記アクチュエータに前記アクチュエータ信号を出力するステップと
を含む、方法。
プロセッサによって、前記絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力フィードバックを改善するための前記接触状態への変化を決定するステップと、
前記プロセッサによって、前記変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成するステップと、
前記変化を実行するために前記アクチュエータに前記アクチュエータ信号を出力するステップと
を含む、方法。
【請求項19】
前記センサは、近接センサ、感圧表面センサ、又は接触感応表面センサの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記アクチュエータは、スマート材料を含み、前記アクチュエータは、前記絶縁静的静電力電極を移動させるように前記スマート材料を変更することにより前記変化を実行する、請求項１８に記載の方法。
【請求項21】
前記接触状態は、前記ユーザの皮膚と前記絶縁静的静電力電極との間の距離、前記ユーザの皮膚と前記絶縁静的静電力電極との間の圧力の量、又は前記ユーザの皮膚と前記静的静電力電極との間の圧力分布の少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項22】
前記変化は、前記絶縁静的静電力電極によって前記ユーザに一貫した静的静電力フィードバックを提供させるように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項23】
前記変化は、前記絶縁静的静電力電極によって前記ユーザに増大した静的静電力フィードバックを提供させるように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項24】
前記アクチュエータ信号は、前記アクチュエータによって前記絶縁静的静電力電極を傾斜させるように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項25】
プロセッサによって実行されるように構成される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記１つ以上のソフトウェアアプリケーションは、
センサから絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を受信すること、
前記絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力を改善するための前記接触状態への変化を決定すること、
前記変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成すること、及び
前記変化を実行するために前記アクチュエータに前記アクチュエータ信号を出力すること
を行うように構成される、非一時的なコンピュータ可読媒体。
センサから絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を受信すること、
前記絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力を改善するための前記接触状態への変化を決定すること、
前記変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成すること、及び
前記変化を実行するために前記アクチュエータに前記アクチュエータ信号を出力すること
を行うように構成される、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項26】
前記センサは、近接センサ、感圧表面センサ、又は接触感応表面センサの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項27】
前記アクチュエータは、スマート材料を含み、前記アクチュエータは、前記絶縁静的静電力電極を移動させるように前記スマート材料を変更することにより前記変化を実行する、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項28】
前記接触状態は、前記ユーザの皮膚と前記絶縁静的静電力電極との間の距離、前記ユーザの皮膚と前記絶縁静的静電力電極との間の圧力の量、又は前記ユーザの皮膚と前記絶縁静的静電力電極との間の圧力分布の少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項29】
前記変化は、前記絶縁静的静電力電極によって前記ユーザに一貫した静的静電力フィードバックを提供させるように構成される、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項30】
前記変化は、前記絶縁静的静電力電極によって前記ユーザに増大した静的静電力フィードバックを提供させるように構成される、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項31】
前記アクチュエータ信号は、前記アクチュエータによって前記絶縁静的静電力電極を傾斜させるように構成される、請求項２５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、一般に、触覚デバイスに関し、より一般には、静的静電力電極に対する接触状態の制御に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、機械式ボタンが電子デバイスのユーザに物理的な触感を提供してきた。しかしながら、電子デバイスのサイズが減少し、電子デバイスの携帯性が増加してくると、電子デバイスの機械式ボタンの数が減少し、一部の電子デバイスは機械式ボタンを全く持っていない。触覚出力デバイスは、ユーザに触覚効果を出力するためにこのようなデバイスに含まれる場合がある。しかしながら、静的静電力デバイスによって提供される触覚フィードバックの強度を増加する必要性及び静的静電力電極の接触状態を制御することによって触覚フィードバックを提供する必要性が有る。
【発明の概要】
【0003】
静的静電力（ＳＥＳＦ）電極に対する接触状態を制御するためのデバイス、システム及び方法に関する様々な例示が記載されている。ＳＥＳＦの一例は静電摩擦であり、ＳＥＳＦ電極の一例は静電摩擦電極等の静電力電極である。
【0004】
本開示の静的静電力出力デバイスの一例は、ユーザに静的静電力フィードバックを提供するように構成され且つユーザの皮膚に面するように構成される第１の表面及び第１の表面の反対側の第２の表面を備える絶縁静的静電力電極と、絶縁静的静電力電極の第２の表面に取り付けられ且つ絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を制御するために静的静電力出力デバイスに対して少なくとも部分的に移動するように構成される可撓性サスペンションとを含む。
【0005】
本開示の方法の一例は、センサによって、絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を測定するステップと、プロセッサによって、絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力フィードバックを改善するための接触状態への変更を決定するステップと、プロセッサによって、変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成するステップと、決定された変化を実行するためにアクチュエータにアクチュエータ信号を出力するステップとを含む。
【0006】
本開示の非一時的なコンピュータ可読媒体の一例は、プロセッサによって実行されるように構成される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを含む。この例示では、１つ以上のソフトウェアアプリケーションは、センサから絶縁静的静電力電極に対応する接触状態を受信し、絶縁静的静電力電極によってユーザに提供される静的静電力を改善するための接触状態への変更を決定し、変化をアクチュエータに実行させるように構成されるアクチュエータ信号を生成し、且つ決定された変化を実行するためにアクチュエータにアクチュエータ信号を出力するように構成される。
【0007】
こうした例示は、本開示の範囲を限定又は定義するために言及されるのではなく、その理解を支援するための例示を提供するものである。詳細な説明において例示が検討されており、そこには更なる説明が提供されている。様々な例によってもたらされる利点は、本明細書を吟味することにより更に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付の図面は、１つ以上の所定の例示を示しており、例示の説明と共に、所定の例示の原理及び実装を説明する役割を果たす。【図1】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性サスペンションを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図3】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性サスペンションを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図4】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための可撓性サスペンション及びアクチュエータを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図5】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図6】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図7】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図8】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極及びアクチュエータを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図9】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するように形成されるＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図10】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するように形成されるＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図11】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するためのスペーサを備えたＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図12】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための溝を備えたＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図13】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための作動スマート材料スペースに取り付けられるＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図14】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための片持ちＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図15】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための片持ちＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【図16】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御する例示的な方法を示す。
【図17】一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極、アクチュエータ、センサ及びプロセッサを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書では、ＳＥＳＦのための接触状態を制御するためのデバイス、システム及び方法の文脈で例示が記載されている。当業者であれば、以下の記載は例示目的であり、如何なる限定も意図していないことを理解するであろう。次に、添付の図面に示された例示的な実装を詳細に参照する。同じ参照記号が同じ又は同様の項目を参照するために図面及び以下の記載を通じて使用される。
【0010】
明確のため、本明細書に記載の例示の定型的な特徴の全てが示され且つ記載されているわけではない。勿論、このような実際の実装の開発において、アプリケーション及びビジネス関連の制約の遵守等の多くの実装固有の決定が開発者の特定の目的を達成するために行われなければならず、こうした特定の目的は実装ごとに又は開発者ごとに変化することが理解されるであろう。
【0011】
（静的静電力のための接触状態の制御の例示）一例では、ユーザは自身の手首にスマートウォッチを装着している。ユーザが動き回ると（例えば、歩く、走る等）、スマートウォッチは、ユーザの手首を上下にスライドすること、又はユーザの手首の周りを回転すること等によってユーザの手首に沿って移動する。スマートウォッチは、ユーザにＳＥＳＦフィードバックを提供することができるコンポーネントを含む。ユーザに一貫したＳＥＳＦフィードバックを提供するために、スマートウォッチは、スマートウォッチにおける絶縁ＳＥＳＦ電極とユーザの手首の皮膚との間の固定又は相対固定距離を維持するためのサスペンション機構を含む。従って、スマートウォッチがユーザの手首に沿って移動したとしても、スマートウォッチにおける絶縁ＳＥＳＦ電極とユーザの皮膚との間の所定の距離接触状態を制御することによって一貫したＳＥＳＦフィードバックがユーザに提供される。
【0012】
次に図１を参照すると、この図は、例示的なＳＥＳＦデバイスを有するスマートウォッチ１００を示す。ＳＥＳＦデバイスは、可撓性サスペンション１１０及び絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５を有する。例えば、ＳＥＳＦ電極１０５は、絶縁剛性静電摩擦電極であってもよい。可撓性サスペンション１１０は、一実施形態による絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５の接触状態を受動的に制御する。また、図１に示されたスマートウォッチ１００は、ユーザが自身の腕又は手首１２０に巻き付けることができるバンド１１５も有する。ＳＥＳＦ電極１０５は、ユーザの手首１２０の方を向く第１の表面及び第１の表面の反対側であって可撓性サスペンション１１０及び時計の盤面（図示せず）の方を向く第２の表面を有する。この例示では、可撓性サスペンション１１０は、絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５に対応する接触状態を制御するために絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５の第２の表面に直接又は間接的に取り付けられる可撓性表面、例えば、ゴムの層、発泡体の層又は別の適切な材料を有する。例えば、可撓性表面は、圧力に応答して可撓性サスペンションを変形させてもよい。この例示では、絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５に加えられた圧力が絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５を移動させる。それに応答して、可撓性サスペンション１１０は、絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５がユーザの皮膚に加える圧力の量等、圧力接触状態を制御するために変形する。従って、図１に示されるように、絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５は、可撓性サスペンションが絶縁剛性ＳＥＳＦ電極１０５に加えられた圧力の量を制御するように、スマートウォッチ１００の可撓性サスペンション１１０に設置され得る。
【0013】
この例示は、限定することを全く意図しておらず、本願の主題の導入部を提供することが意図されている。外部からアクティブ化される触覚デバイスの他の例示が以下に記載される。
【0014】
次に図２Ａ及び２Ｂを参照すると、図面は一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性サスペンションを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。図２Ａに示されるように、ＳＥＳＦデバイス２００は、可撓性サスペンション（集合的に、２１０、２１５、２２０）上に設置されるＳＥＳＦ電極２０５を含む。ＳＥＳＦ電極２０５は、静電摩擦電極であり得る。
【0015】
この例示では、可撓性サスペンションは、剛性表面２２０上に設置されるバネ２１０及び２１５を有する。従って、複数の実施形態において、可撓性サスペンションは、１つ以上のバネ等の機械式サスペンションを含む。一部の実施形態では、可撓性サスペンションは、１つ以上のバネ、並びに／又は圧縮及び／若しくは伸長等、バネと類似の特性を示す他の（複数の）材料である。図２Ａ及び２Ｂでは、可撓性サスペンションは、機械式サスペンションに取り付けられる剛性ベース２２０を有する。他の実施形態では、可撓性サスペンションは、半剛性ベースを含む。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極２０５は、絶縁ＳＥＳＦ電極である。
【0016】
ユーザの手２２５が図２Ｂに示されたＳＥＳＦ電極２０５に接触すると、バネ２１０、２１５は接触に反応する。例えば、図Ｂにおいて、ＳＥＳＦ電極２０５とユーザの手２２５との間の圧力の均一性を改善するように適合するために、バネ２１０が圧縮し、バネ２１５が伸展し、ＳＥＳＦ電極２０５が傾斜する。複数の実施形態において、限定されないが、１本又は複数のユーザの指、１つ又は複数のユーザの手、ユーザの手首、ユーザの腕、ユーザの脚首等を含む任意の数の体の部分がＳＥＳＦ電極２０５と接触してもよい。複数の実施形態において、機械式サスペンションは、不均等な圧力分布に適応するために電極を傾斜させることによってＳＥＳＦ電極とユーザとの間の圧力の均一性を改善する。複数の実施形態において、ＳＥＳＦデバイスは、加えられた圧力の量又は加えられた圧力の分布又は両方を制御する可撓性サスペンションに取り付けられるＳＥＳＦ電極を有する。
【0017】
次に図３を参照すると、この図面は一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性サスペンションを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。図３に示されるように、ＳＥＳＦデバイス３００は、複数の小型ＳＥＳＦ電極（３０５，３１０，３１５，３２０，３２５，３３０，３３５）、剛性表面３７５に設置される、複数の機械式サスペンション（例えば、バネ３４０，３４５，３５０，３５５，３６０，３６５，３７０）を備える可撓性サスペンションを含む。１つ以上の小型ＳＥＳＦ電極（３０５，３１０，３１５，３２０，３２５，３３０，３３５）は静電摩擦電極であり得る。この例示では、各ＳＥＳＦ電極は、対応する機械式サスペンションに取り付けられる。例えば、図３において、ＳＥＳＦ電極３０５はバネ３４０に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３１０はバネ３４５に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３１５はバネ３５０に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３２０はバネ３５５に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３２５はバネ３６０に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３３０はバネ３６５に取り付けられ、ＳＥＳＦ電極３３５はバネ３７０に取り付けられる。
【0018】
この例示では、各機械式サスペンションは、剛性表面３７５に取り付けられる。ユーザの皮膚３８０が１つ以上の小型ＳＥＳＦ電極（３０５，３１０，３１５，３２０，３２５，３３０，３３５）に接触すると、各バネ（３４０，３４５，３５０，３５５，３６０，３６５，３７０）が加えられた圧力によって圧縮又は伸展する。このようにして、小型ＳＥＳＦ電極のアレイは、圧力制御が皮膚の異なる区画に局所的に加えられ得るように使用され得る。図３に示されるように、複数のＳＥＳＦ電極（３０５，３１０，３１５，３２０，３２５，３３０，３３５）は、ＳＥＳＦ電極ごとに加えられた圧力の量又は加えられた圧力の分布又は両方を制御するために、ＳＥＳＦデバイス３００におけるバネ（３４０，３４５，３５０，３５５，３６０，３６５，３７０）等の各機械式サスペンションに取り付けられ得る。複数の実施形態において、剛性ＳＥＳＦ電極４０５は、絶縁剛性ＳＥＳＦ電極である。
【0019】
一部の例では、１つ以上の小型ＳＥＳＦ電極は、特定の順番でアクティブ化され得る。例えば、移動効果を生成するために、小型ＳＥＳＦ電極３０５がアクティブ化され、次に小型ＳＥＳＦ電極３１０のアクティブ化が続き、次に小型ＳＥＳＦ電極３１５のアクティブ化が続き、次に小型ＳＥＳＦ電極３２０のアクティブ化等が続いてもよい。別の例示として、移動効果を生成するために、小型ＳＥＳＦ電極３０５、３１０がアクティブ化され、次に小型ＳＥＳＦ電極３１５，３２０のアクティブ化が続き、次に小型ＳＥＳＦ電極３２５、３３０のアクティブ化等が続いてもよい。一部の実施形態では、パターン化効果を生成するために、小型ＳＥＳＦ電極の一部が同時にアクティブ化され、次に他の小型ＳＥＳＦ電極のアクティブ化が続き得る。一実施形態では、小型ＳＥＳＦ電極（３０５，３１０，３１５，３２０，３２５，３３０，３３０）の全てが同時にアクティブ化される。
【0020】
次に図４を参照すると、この図面は一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための可撓性サスペンション及びアクチュエータを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。この例示では、ＳＥＳＦデバイス４００は、可撓性材料４１０に取り付けられる剛性ＳＥＳＦ電極４０５及び可撓性材料４１０に取り付けられるアクチュエータ４１５を含む。剛性ＳＥＳＦ電極４０５は、剛性静電摩擦電極であってもよい。この例示では、ＳＥＳＦデバイス４００は、アクチュエータ４１５を使用して、剛性ＳＥＳＦ電極４０５の少なくとも一部に加えられた圧力の量を変化させるように可撓性材料４１０を変更する。例えば、アクチュエータ４１５は、剛性ＳＥＳＦ電極４０５の少なくとも一部に加えられた圧力の量を変化させるために、可撓性材料４１０の剛性、サイズ等を変化させること等によって、可撓性材料４１０の特性を変更し得る。
【0021】
複数の実施形態において、可撓性材料４１０は、磁性レオロジー流体、電子レオロジー流体、形状記憶ポリマー、スマートゲル又は形状記憶合金等のスマート材料である。複数の実施形態において、アクチュエータ４１５は、スマートゲル、電磁石アクチュエータ、ＤＣモータ、空気圧式アクチュエータ、又は形状記憶作動（ＳＭＡ）アクチュエータである。複数の実施形態において、剛性ＳＥＳＦ電極４０５の接触状態は、可撓性材料４１０に対応する磁界を変更することによって制御される。複数の実施形態において、剛性ＳＥＳＦ電極４０５の接触状態は、可撓性材料４１０に対応する電界を変更することによって制御される。
【0022】
図４では、アクチュエータ４１５は可撓性材料４１０に取り付けられる。他の実施形態では、アクチュエータ４１５は可撓性材料４１０に統合される。図４では、単一のＳＥＳＦ電極４０５、単一の可撓性材料４１０、及び単一のアクチュエータ４１５が示されている。他の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、１つ以上のＳＥＳＦ電極、１つ以上の可撓性材料、及び１つ以上のアクチュエータを含む。例えば、ＳＥＳＦデバイスは、複数の小型線形ソレノイドアクチュエータ等のＤＣ電磁石アクチュエータアレイ及びＳＥＳＦ電極アレイを有してもよい。この例示では、所定の距離接触状態は、ＤＣ電磁石アクチュエータアレイにおける１つ以上のアクチュエータを使用して制御され得る。
【0023】
一実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、剛性ＳＥＳＦ電極に取り付けられるヒドロゲル等のスマートゲルを有する。この実施形態では、電圧、電流及び／又は光等の刺激がスマートゲルに加えられる。刺激が加えられると、スマートゲルは、形状が変化するので、それが取り付けられている剛性ＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を制御するために使用され得る。
【0024】
次に図５及び６を参照すると、これらの図面は複数の実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。こうした図面に示されるように、ＳＥＳＦデバイス（５００、６００）は、可撓性フレーム（例えば、集合的に図５における５１０、５１５、５２０、及び集合的に図６における６１０、６１５）に取り付けられる可撓性ＳＥＳＦ電極（５０５、６０５）を備える。例えば、図５では、可撓性フレーム（例えば、集合的に、５１０，５１５，５２０）は、剛性ベース５２０に取り付けられる複数の可撓性ポスト（例えば、５１０、５１５）を含む。図６では、可撓性フレーム（例えば、集合的に、６１０，６１５）は、剛性ベース６１５に取り付けられる可撓性レイヤ６１０を含む。こうした例では、可撓性ＳＥＳＦ電極（５０５、６０５）は、可撓性ＳＥＳＦ電極（５０５、６０５）にタッチしているユーザの体の部分（例えば、ユーザの指、ユーザの手首等）に一致するようにユーザのタッチに基づいて可撓性ＳＥＳＦ電極（５０５、６０５）が曲がるように可撓性フレームに取り付けられる。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極５０５、６０５は絶縁された可撓性静電摩擦電極である。
【0025】
一部の実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極は、単一のポスト、２つのポスト、３つのポスト、４つのポスト、５つのポスト等の任意の数のポストを有する可撓性フレームに取り付けられる。一部の実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極は、単一の可撓性レイヤ、２つの可撓性レイヤ、３つの可撓性レイヤ等の任意の数の可撓性レイヤを有する可撓性フレームに取り付けられる。
【0026】
一部の実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極は、加えられる圧力の量の接触状態を制御する。一部の実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極は、圧力分布の接触状態を制御する。更に他の実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極は、加えられた圧力の量及び圧力分布等の少なくとも２つの接触状態を制御する。
【0027】
複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極は絶縁される。例えば、可撓性又は剛性ＳＥＳＦ電極は、カプトンテープで覆われた薄金属板を含み得る。一実施形態では、絶縁ＳＥＳＦ電極は、絶縁層で覆われた導電性ゴム及び／又は導電性ゲル等の導電性表面を含む。複数の実施形態において、絶縁ＳＥＳＦ電極は伸縮可能である。この例示では、絶縁可撓性ＳＥＳＦ電極は剛性フレームに取り付けられてもよい。他の実施形態では、絶縁ＳＥＳＦ電極は剛性である。
【0028】
次に図７を参照すると、この図面はＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。図７に示されるように、ＳＥＳＦデバイス７００は、表面７０５から延びている複数の可撓性構造（７１０，７１５，７２０，７２５，７３０）を含む。この例示では、複数の可撓性構造（７１０，７１５，７２０，７２５，７３０）上で可撓性ＳＥＳＦ電極７３５を取り付けることによって可撓性ＳＥＳＦ電極７３５に複数のカール又はループが形成されている。この例示では、カールは、ユーザの手首の周りの圧力分布を制御するためのバネとして作用する。複数の実施形態において、可撓性ＳＥＳＦ電極７３５は、絶縁可撓性ＳＥＳＦ電極である。ＳＥＳＦ電極７３５は、可撓性静電摩擦電極であってもよい。
【0029】
次に図８を参照すると、この図面は一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための可撓性ＳＥＳＦ電極及びアクチュエータを有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。この例示では、ＳＥＳＦデバイス８００は、可撓性材料８１０に取り付けられる可撓性ＳＥＳＦ電極８０５を含む。複数の実施形態において、可撓性ＳＥＳＦ電極８０５は、絶縁可撓性静電摩擦電極である。図８では、可撓性材料８１０はアクチュエータ８１５を含む。しかしながら、他の実施形態では、可撓性材料８１０はアクチュエータに取り付けられる。例示的な可撓性材料及び例示的なアクチュエータは、可撓性材料４１０及びアクチュエータ４１５に関して図４等において本明細書で検討されている。図８に示された例では、可撓性材料８１０への変化によって、可撓性ＳＥＳＦ電極８０５の接触状態が制御される。例えば、可撓性ＳＥＳＦ電極８０５の可撓性は、加えられた圧力の量又は圧力分布、又は両方を制御するように変更され得る。一実施形態では、可撓性材料８１０は、可撓性ＳＥＳＦ電極８０５の可撓性を制御するために可撓性ＳＥＳＦ電極８０５の背後に適用されるスマート材料を含む。一実施形態では、可撓性ＳＥＳＦ電極８０５は可撓性材料８１０を含む。
【0030】
次に図９及び１０を参照すると、これらの図面は一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するように形成されるＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示している。図９において、ＳＥＳＦデバイス９００は、ユーザの手首の湾曲に一致するように形成されるＳＥＳＦ電極９０５を含む。ＳＥＳＦ電極９０５は、絶縁ＳＥＳＦ電極であってもよく、静電摩擦電極であってもよい。一部の実施形態では、ＳＥＳＦ電極９０５は、ＳＥＳＦデバイス９００の平均的なユーザに基づいて形成される。他の実施形態では、ＳＥＳＦ電極９０５は特定のユーザ用に形成される。この例示では、特定のユーザ用に形成され且つカスタマイズされるＳＥＳＦ電極を設計するために成形又は３Ｄスキャンが使用されてもよい。他の例では、特定のユーザ用に形成され且つカスタマイズされるＳＥＳＦ電極を設計するために、メモリフォーム又は他の適切な材料が使用されて、ユーザの体の一部のカスタマイズ形状をキャプチャ及び保持してもよい。図９において、ＳＥＳＦデバイス９０５は、平均的なユーザの手首の湾曲に一致するような外形を有する。他の実施形態では、ＳＥＳＦ電極９０５は、限定されないが、ユーザの手首、ユーザの掌、ユーザの指、ユーザの腕、又はユーザの足首を含む任意の数の体の部分の湾曲に一致するような外形を有する。様々な実施形態において、ＳＥＳＦ電極の形状は、ユーザの皮膚に対する間隔又はユーザの皮膚に対する圧力分布、又は両方を制御する。
【0031】
図１０に示された例では、ＳＥＳＦデバイス１０００は、正弦波形状を有するＳＥＳＦ電極１００５を含む。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極１００５は、絶縁ＳＥＳＦ電極であり、且つ静電摩擦電極である。図１０に示された例では、ＳＥＳＦ電極１００５の正弦波形状は、接触部（接触部１０１０等）と間隙部（間隙部１０１５等）との間の交互状態を生み出す。一部の実施形態では、ＳＥＳＦ電極の形状は、異なる構成間で交互に起こる。例えば、ＳＥＳＦ電極は、浅い構成又は深い構成の間で交互に起こってもよい。ＳＥＳＦ電極が正弦波ＳＥＳＦ電極である一部の例では、正弦波ＳＥＳＦ電極の深さは、電圧及び／又は熱等を加えることによって浅い正弦波構成と深い正弦波構成との間で変更され得る。
【0032】
他の実施形態では、ＳＥＳＦ電極の形状は、ユーザの体の一部の形状に適合するように能動的に変更される。例えば、ＳＥＳＦ電極の湾曲は、圧力分布の均一性を高めるために１つ以上のアクチュエータを使用して変更され得る。別の例示として、正弦波ＳＥＳＦ電極の深さは、ユーザの皮膚との距離を制御するために能動的に変更されてもよい。一実施形態では、ＳＥＳＦ電極は、少なくとも１つの導電材料で被覆される形状記憶ポリマーシートを含み、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックを改善するために、電圧が印加されて、ＳＥＳＦ電極の形状を変化させるようにポリマーシートの少なくとも一部を変形させる。別の実施形態では、ＳＥＳＦ電極は、少なくとも１つの導電材料で被覆される形状記憶ポリマーシートを含み、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックを改善するために、ユーザの皮膚又は別の熱源からの熱等の熱が加えられて、ＳＥＳＦ電極の形状を変化させるようにポリマーシートの少なくとも一部を変形させる。
【0033】
次に図１１を参照すると、この図面は、一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するためのスペーサを備えたＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。図１１では、ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極１１０５との間に空間を提供するためにスペーサグリッド１１１０がＳＥＳＦ電極１１０５に取り付けられている。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極１１０５は、絶縁されており、且つ静電摩擦電極である。ＳＥＳＦ電極１１０５の距離接触状態が、ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極１１０５との間に空間を提供するためにスペーサグリッド１１１０を使用することにより受動的に制御され得る。従って、複数の実施形態において、１つ以上のＳＥＳＦ電極の距離接触状態は、ユーザの皮膚と１つ以上のＳＥＳＦ電極との間に空間を提供するように構成される１つ以上のスペーサを使用することにより受動的に制御され得る。
【0034】
例えば、図１１では、スペーサグリッド１１１０は、ＳＥＳＦ電極１１０５上にユーザの皮膚を浮かせて、距離及び／又は加えられる圧力を制御するために０．５ｍｍの厚みを有してもよい。他の実施形態では、１つ以上のスペーサは、ＳＥＳＦ電極上にユーザの皮膚を浮かせるために、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ又は別の適切な厚みを有してもよい。複数の実施形態において、スペーサは、ユーザの皮膚との接触領域を減少又は拡大するために異なる長さ及び／又は幅を有し得る。複数の実施形態において、１つ以上のスペーサは、１つ以上のＳＥＳＦ電極の距離又は圧力接触状態を制御するために１つ以上のＳＥＳＦ電極に適用され得る。
【0035】
次に図１２を参照すると、この図面は、ＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための溝を備えたＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。図１２には、ＳＥＳＦデバイス１２００のバンド１２１５の断面が示されており、これは溝１２１０等の複数の溝を有している。図１２に示されるように、溝１２１０等の各溝は、ＳＥＳＦ電極１２０５等のＳＥＳＦ電極で部分的に満たされている。複数の実施形態において、図１２に示された溝の中のＳＥＳＦ電極１２０５及び／又は他のＳＥＳＦ電極は絶縁ＳＥＳＦ電極である。図１２に示された溝の中のＳＥＳＦ電極１２０５及び／又は他のＳＥＳＦ電極は静電摩擦電極であり得る。ＳＥＳＦ電極の上部と溝の上部との間隔距離が、ＳＥＳＦ電極に加えられる圧力接触状態及び／又は距離接触状態を受動的に制御し得る。
【0036】
他の実施形態では、１つ以上の空間及び／又は１つ以上の溝が、ＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するためにＳＥＳＦ電極の深さを変化させるように作動され得る。例えば、図１３は、一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための作動スマート材料スペーサ１３１０、１３１５、１３２５に取り付けられるＳＥＳＦ電極１３０５を有する例示的なＳＥＳＦデバイス１３００を示す。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極１３０５は、絶縁ＳＥＳＦ電極であり、且つ静電摩擦電極である。図１３において、スマート材料スペーサ１３１０、１３１５、１３２０は、ＳＥＳＦ電極１３０５の接触状態を能動的に制御するために、堅い皮膚又は肉厚の皮膚等の異なるタイプの皮膚に適応するように厚みを能動的に変化させる。複数の実施形態において、１つ以上の作動スペーサ及び／又は１つ以上の作動溝は、１つ以上のＳＥＳＦ電極がユーザの皮膚に対して存在する深さを変化させるように構成される。従って、複数の実施形態において、１つ以上のスマート材料スペーサ及び／又はより多くのスマート材料溝が、１つ以上のＳＥＳＦ電極に対応する１つ以上の接触状態を能動的に制御するように構成される。
【0037】
次に図１４を参照すると、この図面は、一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を受動的に制御するための片持ちＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。図１４に示されるように、腕時計１４００は、片持ちＳＥＳＦ電極１４０５、時計の盤面１４１０及びバンド１４１５を有する。この例示では、片持ちＳＥＳＦ電極１４０５は、加えられた圧力の量を制御するように構成される。複数の実施形態において、片持ちＳＥＳＦ電極１４０５は、絶縁されており、且つ片持ち静電摩擦電極である。複数の実施形態において、１つ以上のＳＥＳＦ電極は、ユーザによって装着されるＳＥＳＦデバイスの一部から延びる可撓性フラップの下等の可撓性表面に取り付けられる。この例示では、このような構成は、加えられた圧力の量を制御するために１つ以上のＳＥＳＦ電極間で接触の領域に延び得る。複数の実施形態において、１つ以上の片持ち電極を有するＳＥＳＦデバイスは、少なくとも１つの剛性ＳＥＳＦ電極及び／又は少なくとも１つの可撓性ＳＥＳＦ電極を有する。
【0038】
複数の実施形態において、１つ以上の片持ち電極は、ＳＥＳＦ電極の加えられた圧力の量等の接触状態を制御するように作動される。例えば、図１５は、一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御するための片持ちＳＥＳＦ電極を有する例示的なＳＥＳＦデバイスを示す。図１５では、ＳＥＳＦデバイス１５００は、作動ヒンジ１５１０に取り付けられる片持ちＳＥＳＦ電極１５０５を有する。この例示では、片持ちＳＥＳＦ電極１５０５は、ＳＥＳＦ電極１５０５の圧力接触状態を制御するために作動ヒンジ１５１０を使用して作動される。複数の実施形態において、片持ちＳＥＳＦ電極１５０５は、絶縁されており、且つ片持ち静電摩擦電極である。
【0039】
複数の実施形態において、ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の１つ以上の接触状態（例えば、距離、圧力、圧力分布等）が受動的に又は能動的に制御される。例えば、ＳＥＳＦフィードバックは、ユーザの皮膚がＳＥＳＦ電極から所定の距離だけ離れている場合に感じることができる。典型的には、この距離はユーザの皮膚から約１ｍｍである。しかしながら、より大きな又は小さな距離も本開示の範囲内である。ユーザの皮膚がＳＥＳＦ電極に接触するときにユーザが感じるＳＥＳＦフィードバックは、ユーザの皮膚がＥＳＦ電極にタッチしていない場合とは異なっていてもよい。例えば、ＳＥＳＦ電極がユーザの皮膚にタッチしている場合に、ＳＥＳＦ電極がユーザの皮膚に近いが（例えば、約１０ミクロン）、ユーザの皮膚にタッチしていない場合よりもＳＥＳＦフィードバックが小さくてもよい。
【0040】
一実施形態では、距離に関して、ＳＥＳＦ電極がユーザの皮膚に非常に接近しているがタッチはしていない場合に、ＳＥＳＦフィードバックは最も強い。例えば、距離に関してＳＥＳＦ電極がユーザの皮膚から約１０ミクロンである場合に、ＳＥＳＦフィードバックは最も強くてもよい。一部の実施形態では、ＳＥＳＦフィードバックは、約１ミリメートルからユーザの皮膚に殆どタッチしている状態までユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の距離が小さくなると増加する。例えば、ＳＥＳＦフィードバックは、約１ミリメートルから１０ミクロンまでユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の距離が小さくなると増加してもよい。
【0041】
圧力に関して、ＳＥＳＦフィードバックは、一部の実施形態において皮膚と電極との間の圧力の量が最小である場合に最も強い。例えば、ユーザがＳＥＳＦ電極に対して掌でより大きな圧力を加える場合にユーザがＳＥＳＦ電極に対して掌で小さな圧力を加えている場合よりも、ＳＥＳＦフィードバックは弱くてもよい。別の例示として、ＳＥＳＦ電極を備えたリストバンドがユーザの手首の周りで引き締められる場合にＳＥＳＦ電極を備えたリストバンドがユーザの手首の周りで緩められる場合よりも、ＳＥＳＦフィードバックは弱くてもよい。
【0042】
圧力分布に関して、ＳＥＳＦフィードバックは、様々な実施形態によればユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の圧力の量がより均一である場合に最も強い。例えば、ユーザの掌の母指球の形状に一致する湾曲及び／又は可撓性表面は、ユーザの掌の母指球の形状に一致しない直線表面又は他の表面よりも強いＳＥＳＦフィードバックを生成してもよい。別の例示として、ユーザの体の一部（例えば、ユーザの手首、ユーザの掌等）の形状に一致するように構成される湾曲及び／又は可撓性表面は、ユーザの体の一部の形状に一致するように構成されない表面よりも強いＳＥＳＦフィードバックをもたらしてもよい。
【0043】
本明細書に開示の装置、方法及びシステムは、（１）ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の距離、（２）ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の圧力の量、及び／又は（３）ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の圧力分布等の１つ以上の接触状態を制御することができる。一部の実施形態では、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の１つ以上の接触状態（例えば、距離、圧力、圧力分布等）を受動的に制御する。例えば、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の距離を制御する。別の例示として、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の圧力の量及び圧力分布を制御してもよい。更に別の例示として、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の距離、圧力の量、及び圧力分布を制御してもよい。
【0044】
他の実施形態では、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の１つ以上の接触状態を能動的に制御する。更に他の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極との間の少なくとも１つの接触状態を受動的に制御し、及びユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の少なくとも１つの他の接触状態を能動的に制御する。更に他の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおける第１のＳＥＳＦ電極との間の少なくとも１つの接触状態を受動的に制御し、且つユーザの皮膚とＳＥＳＦデバイスにおける第２のＳＥＳＦ電極との間の少なくとも１つの接触状態を能動的に制御する。
【0045】
ＳＥＳＦデバイスは、一部の実施形態では、ＳＥＳＦフィードバックを増加又は減少させるために接触状態を手動で調節するように構成される。例えば、ＳＥＳＦデバイスは、１つ以上の接触状態を手動で調節するためにユーザによって回され得るネジ、ノブ又は他の適切な調節手段を有してもよい。このような例は、ＳＥＳＦフィードバックがユーザにとって最適であるとユーザが感じるまで手動で調節することを可能にしてもよい。
【0046】
他の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックを増加又は減少させるために接触状態を自動的に調節するように構成される。例えば、ＳＥＳＦは、ＳＥＳＦフィードバックを増加又は減少させるように１つ以上の接触状態を変更する１つ以上のアクチュエータを有し得る。一部の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、一貫したＳＥＳＦフィードバックを維持するように接触状態を自動的に調節する。例えば、ＳＥＳＦは、一貫したＳＥＳＦフィードバックを維持するように１つ以上の接触状態を変更する１つ以上のアクチュエータを有し得る。
【0047】
ＳＥＳＦデバイスは、１つ以上の接触状態を直接又は間接的に監視するように構成される１つ以上のセンサを含んでもよい。例えば、ユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の距離を測定し、ＳＥＳＦ電極の表面とユーザの皮膚との間の力を測定し、ＳＥＳＦデバイスによってユーザの皮膚に（又はその逆に）加えられる力を測定し、及び／又はＳＥＳＦ電極に対する圧力分布を測定する１つ以上のセンサを有してもよい。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極に対応する少なくとも１つの接触状態を監視するように構成されるＳＥＳＦデバイスにおけるセンサは、近接センサ（例えば、無線周波数（ＲＦ）センサ、光学センサ等）、感圧表面センサ（例えば、ＱＴＣ（ｑｕａｎｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）センサ、力感応抵抗（ＦＳＲ）センサ等）、及び／又は接触感応表面センサ（例えば、抵抗性センサ、容量性センサ、光学センサ等）である。他の実施形態では、ＳＥＳＦ電極の接触状態を制御するように構成されるＳＥＳＦデバイスは、センサを全く必要としない。
【0048】
ＳＥＳＦデバイスは、ＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を制御するためにＳＥＳＦデバイスによって使用されるＳＥＳＦ電極の変形を監視するように構成される１つ以上のセンサを含み得る。一部の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を制御するためにＳＥＳＦデバイスによって使用されるＳＥＳＦ電極に対応する圧力の間接的測定としてＳＥＳＦデバイスにおけるバンドの厚みを監視するように構成される１つ以上のセンサを含む。別の例示として、ＳＥＳＦデバイスにおける１つ以上のセンサは、ＳＥＳＦデバイスを装着しているユーザの生理的状態（例えば、心拍、呼吸パターン等）を監視して、生理的状態に少なくとも部分的に基づいてＳＥＳＦ電極に対応する動作を予測するように構成される。この例示では、予測された動作は、ＳＥＳＦデバイスにおけるＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を制御するために使用され得る。複数の実施形態において、ＳＥＳＦ電極の接触状態は、予測された動作、例えば、ＳＥＳＦ電極に対するユーザの皮膚の予測された動作を補償するようにＳＥＳＦによって制御され得る。
【0049】
ＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を監視するように構成されるＳＥＳＦデバイスにおける１つ以上のセンサは、ＳＥＳＦ電極から離れていてもよい。他の実施形態では、ＳＥＳＦ電極に対応する接触状態を監視するように構成されるＳＥＳＦデバイスにおける１つ以上のセンサは、ＳＥＳＦ電極に統合される。一部の例では、外部センサは、ケーブルを介して（ＵＳＢ等）又は無線で（ＷｉＦｉ、ブルートゥース（登録商標）等）ＳＥＳＦデバイスにセンサデータを送ることができる。一部の例では、ＳＥＳＦデバイスにおけるセンサは、ＳＥＳＦデバイスにおけるプロセッサ及び／又は外部デバイス（別のＳＥＳＦデバイス、スマートフォン等）にセンサデータを送ることができる。
【0050】
複数の実施形態において、ＳＥＳＦデバイスは、限定されないが、スマートウォッチ、リストバンド、腕のブレスレット、足首のブレスレット、ヘッドバンド、腕のカフス、脚のカフスを含む任意の数のデバイスであり得る。一部の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、パームレストを有するキーボード又はマウスパッドである。こうした実施形態では、ＳＥＳＦ電極及び／又は可撓性サスペンションは、ユーザにＳＥＳＦフィードバックを提供するためにパームレストに含まれ得る。それに加えて、こうした実施形態では、ＳＥＳＦ電極の接触状態は、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックを最適化又は警告するために可撓性サスペンションによって制御され得る。
【0051】
複数の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚に接近して又はそれから離れてＳＥＳＦ電極を移動させるように構成される少なくとも１つの膨張式ポケットを有する。一部の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚に接近して又はそれから離れてＳＥＳＦ電極を移動させるように構成されるＤＣモータ等の能動機構を有する。複数の実施形態において、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザの皮膚に接近して又はそれから離れてＳＥＳＦ電極を移動させるように構成されるネジ等の手動機構を有する。
【0052】
ＳＥＳＦデバイスは、絞りバンドの厚みを調節するために作動されるように構成される絞りバンドを含み得る。このような例では、適切な絞りバンドは、ＤＣモータ、膨張式ポケット、形状記憶ポリマー、及び／又は形状記憶作動（ＳＭＡ）アクチュエータを含み得る。一部の実施形態では、絞りバンドの締りは、ＳＥＳＦ電極のＳＥＳＦフィードバックの強度に影響を与えるように調節され得る。
【0053】
機構がユーザの皮膚とＳＥＳＦ電極との間の距離を制御する一部の実施形態では、距離は特定の周波数で変化する。例えば、距離は、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックの変化の特定のパターンを生み出すように特定の周波数で変化し得る。一部の実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ＳＥＳＦ電極に取り付けられる振動アクチュエータを有する。例えば、振動アクチュエータは、ＳＥＳＦ電極の下に取り付けられてもよい。複数の実施形態では、圧電アクチュエータ、偏心回転質量（ＥＲＭ）モータ、又は線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）等の振動アクチュエータは、振動アクチュエータに取り付けられるＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックの変化を提供するように構成される。例えば、振動アクチュエータは、ＳＥＳＦ電極によって提供されるＳＥＳＦフィードバックの強度を増加させるように構成され得る。
【0054】
一実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、少なくとも可撓性バンド、モータ、及びＳＥＳＦ電極を有する。この実施形態では、ＳＥＳＦデバイスは、ユーザによってユーザの手首等に装着され、ＳＥＳＦ電極は、ＳＥＳＦデバイスが装着されているときにユーザの手首に面している。この例示では、モータは、ユーザの手首におけるバンドを締める又は緩めることができる。従って、バンド及びモータは、バンドの締り又は緩みを調節することにより、ユーザの手首によってＳＥＳＦ電極に加えられる圧力の量を制御するために使用され得る。
【0055】
次に図１６を参照すると、この図面は、一実施形態によるＳＥＳＦ電極の接触状態を能動的に制御する例示的な方法を示す。図１７のＳＥＳＦデバイス１７００が参照されているが、ＳＥＳＦ電極の少なくとも１つの接触状態を能動的に制御する任意の適切なＳＥＳＦデバイスが利用されてもよい。
【0056】
方法１６００はブロック１６１０で開始し、ＳＥＳＦ電極１７０５の接触状態がセンサ１７１５によって測定される。この例示では、センサ１７１５は、ユーザがＳＥＳＦデバイス１７００を装着しているときにＳＥＳＦ電極１７０５とユーザの皮膚との間の距離接触状態を測定するように構成される。複数の実施形態では、１つ以上のＳＥＳＦ電極の１つ以上の接触状態（例えば、距離、圧力、圧力分布等）が１つ以上のセンサによって測定される。例えば、図１７では、センサ１７１５は、無線周波数センサ又は光学センサ等の近接センサである。一部の他の例では、ＳＥＳＦ電極の接触状態を測定するように構成される１つ以上のセンサは、近接センサ（例えば、無線周波数（ＲＦ）センサ、光学センサ等）、感圧表面センサ（例えば、ＱＴＣ（ｑｕａｎｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）センサ、力感応抵抗（ＦＳＲ）センサ等）、及び／又は接触感応表面センサ（例えば、抵抗性センサ、容量性センサ、光学センサ等）であってもよい。複数の実施形態では、図１６に示された方法に関して本明細書で検討されたＳＥＳＦ電極及び／又は図１７に示されたＳＥＳＦ電極１７０５は、絶縁ＳＥＳＦ電極である。
【0057】
ブロック１６２０では、ＳＥＳＦデバイス１７００は、ＳＥＳＦ電極１７０５のＳＥＳＦフィードバックを改善するための接触状態の変化を決定する。例えば、メモリ１７２５と通信するＳＥＳＦデバイス１７００におけるプロセッサ１７２０が、センサ１７１５によって行われた測定に基づいてユーザの皮膚からＳＥＳＦ電極１７０５が離れ過ぎていることを決定すると、プロセッサ１７２０は、アクチュエータ１７１０がユーザの皮膚により接近してＳＥＳＦ電極１７０５を動かす必要が有ることを決定する。一実施形態では、ＳＥＳＦ電極１７０５がユーザの皮膚から１ミリメートルよりも大きい場合、プロセッサ１７２０は、アクチュエータ１７１０がユーザの皮膚により接近してＳＥＳＦ電極１７０５を動かす必要が有ることを決定する。この例示では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚により接近してＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。一実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から約１０ミクロンにまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。別の実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から約１ミリメートルにまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。更に他の実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から１ミリメートルから１０ミクロンの間にまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。
【0058】
別の例示として、ＳＥＳＦデバイス１７００におけるプロセッサ１７２０が、センサ１７１５によって行われた測定に基づいてユーザの皮膚にＳＥＳＦ電極１７０５が近づき過ぎていることを決定すると、プロセッサ１７２０は、アクチュエータ１７１０がユーザの皮膚からより遠くにＳＥＳＦ電極１７０５を動かす必要が有ることを決定する。一実施形態では、ＳＥＳＦ電極１７０５がユーザの皮膚から１０ミクロンよりも小さい場合、プロセッサ１７２０は、アクチュエータ１７１０がユーザの皮膚からより遠くにＳＥＳＦ電極１７０５を動かす必要が有ることを決定する。この例示では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚からより遠くにＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。一実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から約１０ミクロンにまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。別の実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から約１ミリメートルにまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。更に他の実施形態では、プロセッサ１７２０は、ユーザの皮膚から１ミリメートルから１０ミクロンの間にまでＳＥＳＦ電極１７０５をアクチュエータ１７１０によって動かすように構成されるアクチュエータ信号を生成する。
【0059】
様々な実施形態において、異なるやり方で変化が決定され得る。複数の実施形態では、ＳＥＳＦ電極とユーザの皮膚との間で一貫した距離、圧力、及び／又は圧力分布を維持するために変化が決定される。例えば、ユーザの皮膚からのＳＥＳＦ電極の測定された距離を使用して、変化が行われた後でＳＥＳＦ電極とユーザの皮膚との間の距離が約１０ミクロンになるように変化が決定され得る。他の例では、ＳＥＳＦ電極とユーザの皮膚との間の距離が１ミリメートルから１０ミクロンの間になるように変化が決定されてもよい。
【0060】
ブロック１６３０において、ＳＥＳＦデバイス１７００は、決定された変化を実行するようにアクチュエータ１７１０をアクティブ化する。例えば、プロセッサ１７２０は、ＳＥＳＦ電極により近づく又はそれからより離れるようにＳＥＳＦ電極１７０５を移動させるように構成される生成アクチュエータ信号をアクチュエータ１７１０に送る。それに応じて、アクチュエータ１７１０は、ＳＥＳＦ電極の少なくとも一部をユーザの皮膚により近くに又はそれからより遠くに移動させる。他の実施形態では、アクチュエータ１７１０は、スマート材料等の可撓性材料に取り付けられ、可撓性材料は、ＳＥＳＦ電極１７０５に取り付けられる。こうした実施形態では、アクチュエータ１７１０は、可撓性材料がＳＥＳＦ電極１７０５の接触状態を変更するように可撓性材料を変更するように構成される。例えば、アクチュエータ１７１０は、ユーザから離れるようにＳＥＳＦ電極１７０５を移動させるために可撓性材料を収縮させてもよい。複数の実施形態では、ブロック１６３０の後で、方法１６００はブロック１６１０に戻る。
【0061】
本明細書に記載のデバイス、システム及び方法の一部の例は様々な機械で実行するソフトウェアに関して記載されているが、方法及びシステムは、例えば、様々な方法を特別に実行するためのフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）等の特別に構成されたハードウェアとして実装されてもよい。例えば、例示は、デジタル電子回路で、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア若しくはこれらの組み合わせで実装され得る。一例では、デバイスは、１つ又は複数のプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、プロセッサに結合されるランダム・アクセス・メモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ；ＲＡＭ）等のコンピュータ可読媒体を備える。プロセッサは、メモリに記憶されたコンピュータ実行可能プログラム命令を実行する。例えば、画像を編集するために１つ以上のコンピュータプログラムを実行する。このようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）、及び状態機械を含む。このようなプロセッサは、ＰＬＣ、割り込みコントローラ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＰＩＣ）、プログラマブル論理回路（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ；ＰＬＤ）、プログラマブルＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ；ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ；ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ）、又は他の類似のデバイス等のプログラマブル電子デバイスを更に備えてもよい。
【0062】
このようなプロセッサは、媒体、例えば、プロセッサによって実行されると、プロセッサによって遂行又は支援される本明細書に記載のステップをプロセッサに実行させることができる命令を記憶し得るコンピュータ可読記憶媒体を備え又はこれと通信してもよい。コンピュータ可読媒体の例は、限定されないが、プロセッサ、例えばウェブサーバのプロセッサにコンピュータ可読命令を提供することができる電子、光学、磁気又は他の記憶デバイスを含んでもよい。媒体の他の例は、限定されないが、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、メモリチップ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、構成プロセッサ、全ての光学媒体、全ての磁気テープ若しくは他の磁気媒体、又はコンピュータプロセッサが読み取り可能な任意の他の媒体を含む。記載されたプロセッサ及び処理は、１つ以上の構造内に有ってもよく、１つ以上の構造を通じて分散されてもよい。プロセッサは、本明細書に記載の１つ以上の方法（又は方法の一部）を実行するためのコードを備えてもよい。
【0063】
一部の例の上記の説明は、例示及び説明のためにのみ示されているのであって、網羅的であること又は開示された厳密な形態に本開示を限定することは意図されていない。その多くの修正及び適合が、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろう。
【0064】
本明細書における一例又は実装への言及は、特定の機能、構造、操作、又は例と関連して記載される他の特徴が本開示の少なくとも１つの実装に含まれ得ることを意味する。本開示は、このように記載された特定の例又は実装に制限されない。明細書の様々な場所における「一例では」又は「ある例において」、「一実装では」又は「ある実装において」という句又はこれらの変形の出現は、必ずしも同じ例又は実装への言及ではない。任意の特定の機能、構造、操作、又は一例若しくは実装に関連する本明細書に記載の他の特徴は、他の機能、構造、操作、又は任意の他の例若しくは実装に関して記載された他の特徴と組み合わされてもよい。
【外国語明細書】