JP2017059238A - 電子デバイス用のカバーの変形に応答して触覚効果を与えるためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーに付加情報を提供することによって電子デバイスのカバーとのユーザーのインタラクションを改善すること。【解決手段】システムは、ディスプレイ画面を含む電子デバイスと、ディスプレイ画面を覆うように構成されるカバーと、電子デバイスに対するカバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知するように構成されるセンサーと、入力ジェスチャーに基づいて、電子デバイスが実行すべきアクションを決定し、入力ジェスチャー及び／又は電子デバイスが実行すべきアクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定し、アクションを開始するように構成されるプロセッサとを備える。また、本システムは、触覚効果を生成するように構成される触覚出力デバイスも備える。【選択図】図１

Description

本発明は、包括的には、電子デバイス用の可撓性カバーの変形に応答して触覚効果を与えるためのシステム及び方法に関する。

スマートフォン、タブレット及び電子ブックリーダーのようなハンドヘルド電子デバイスは、多くの場合に、それらのデバイスの画面を保護し、使用中に剥がすことができるカバーとともに使用される。そのようなデバイスがカバーの状態を検出し、検出された状態に基づいてアクションを行うことができることが、ますます一般的になっている。例えば、多くの画面カバーは、カバーが閉じられたときに、電子デバイスのディスプレイ画面をオフに切り替える。例えば、カバー若しくはカバーの隅のうちの１つを曲げること、又はカバーを電子デバイスから剥がすことなどの、ジェスチャーを検出し、ユーザー入力のために使用できるように、電子デバイス用のカバーは最終的には計器を取り付けられることが期待される。

ユーザーに付加情報を与えることによって、電子デバイスのカバーとのユーザーのインタラクションを改善することが望ましい。

本発明の一態様によれば、ディスプレイ画面を備える電子デバイスと、ディスプレイ画面を覆うように構成されるカバーと、電子デバイスに対するカバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知するように構成されるセンサーと、入力ジェスチャーに基づいて、電子デバイスが実行すべきアクションを決定し、入力ジェスチャー及び／又は電子デバイスが実行すべきアクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定し、アクションを開始するように構成されるプロセッサとを備えるシステムが提供される。本システムは、触覚効果を生成するように構成される触覚出力デバイスも備える。

一実施形態では、センサーは、ベンドセンサー、光センサー、圧力センサー、接触センサー、ポテンショメーター、角度センサー、角速度センサー、加速度計及び磁気センサーからなる群から選択される。

一実施形態では、触覚出力デバイスは、振動を生成するように構成されるアクチュエーターを含む。

一実施形態では、カバーはアクチュエーターを含む。

一実施形態では、本システムは、カバーを電子デバイスに接続するヒンジを備え、ヒンジはアクチュエーターを含む。

一実施形態では、触覚出力デバイスは、カバーに埋め込まれ、カバーの剛性を制御する電気粘性流体又は磁気粘性流体を含む。

一実施形態では、触覚出力デバイスは、カバーの表面において摩擦効果を生成するように構成される静電摩擦デバイスを含む。一実施形態では、カバーの表面は、カバーがディスプレイ画面を覆うときに電子デバイスに面する。

本発明の一態様によれば、センサーを用いて、電子デバイスに対する電子デバイス用のカバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知することと、プロセッサを用いて、入力ジェスチャーに基づいて電子デバイスが実行すべきアクションを決定することと、プロセッサを用いて、入力ジェスチャー及び／又は電子デバイスが実行すべきアクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定することと、プロセッサを用いて、電子デバイスが実行すべきアクションを開始することと、入力ジェスチャーの検知中に及び／又は検知後に触覚出力デバイスを用いて触覚効果を生成することとを含む方法が提供される。

一実施形態では、触覚効果は入力ジェスチャーの検知中に生成される。

一実施形態では、触覚効果は入力ジェスチャーの検知後に生成される。

一実施形態では、触覚効果は、アクションが完了した後に、アクションの完了を確認するために生成される。

一実施形態では、触覚効果は、カバーが電子デバイスから剥がされることに抵抗することを含む。

一実施形態では、触覚効果は、カバーが電子デバイスから剥がされるときに、テクスチャーを生成することを含む。

一実施形態では、触覚効果は、カバーの剛性を変更することを含む。

一実施形態では、触覚効果は、カバーが電子デバイスを覆うときの、電子デバイスに面するカバーの表面上の触感を含む。

一実施形態では、触覚効果は、カバーが電子デバイスを覆うときの、電子デバイスに面する表面と反対側のカバーの上面上の触感を含む。

一実施形態では、本方法は、アクションを開始できるか否か判断することを含み、触覚効果は、アクションを開始できないときに変形を阻止することを含む。

一実施形態では、触覚効果は、カバー内の少なくとも１つの折り目に沿って位置する少なくとも１つのヒンジを作動させて、折り目においてカバーを折りたたむことを含む。

一実施形態では、触覚効果は、アクションに基づいて、カバーの動きを電子デバイスに対する所定の角度に制限することを含む。

本発明の一態様によれば、電子デバイス用のカバーが提供される。そのカバーは、電子デバイスに対するカバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知するように構成されるセンサーと、入力ジェスチャーに基づいて触覚効果を生成するように構成される触覚出力デバイスとを含む。

一実施形態では、カバーは、入力ジェスチャーに基づいて電子デバイスが実行すべきアクションを決定し、入力ジェスチャー及び／又は電子デバイスが実行すべきアクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定し、アクションを開始するように構成されるプロセッサを含む。

本発明のこれらの、そして他の態様、特徴及び特性と、構造の関連する要素の動作及び機能の方法、部品の組み合わせ及び製造の経済性とは、その全てが本明細書の一部を形成する添付の図面を参照しながら以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することで更に明らかになるであろう。しかしながら、図面が、例示及び説明することのみを目的としており、本発明の範囲を画定することは意図していないことを明確に理解されたい。本明細書及び特許請求の範囲において使用されるときに、数量が特定されていないものは、文脈上、明確に別段の指示がない限り、単数及び複数の指示物を含む。

本発明の実施形態による、電子デバイス及びカバーを含むシステムを示す。 図１のシステムを示す概略図である。 図２のシステムのプロセッサを示す概略図である。 図１のカバーのヒンジの一実施形態を示す。 図１のカバーのヒンジの一実施形態を示す。 図１のカバーのヒンジの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 軟質状態にある図１のカバーの一実施形態を示す。 硬質状態にある図８Ａのカバーの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 入力ジェスチャーの第１の部分が実行されている、図１のシステムの一実施形態を示す。 入力ジェスチャーの第２の部分が実行されている、図１０Ａのシステムの一実施形態を示す。 入力ジェスチャーの第３の部分が実行されている、図１０Ｂのシステムの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 図１のシステムの一実施形態を示す。 本発明の実施形態による方法を示す概略図である。

以下の図の構成要素は、本開示の一般原理を強調するために例示されており、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。対応する構成要素を指定する参照符号は、一貫性のために、かつ明確にするために、複数の図を通して必要に応じて繰り返される。

図１は、本発明の実施形態による、システム１００の概略図である。システム１００は、ディスプレイ画面１１２を含む電子デバイス１１０と、その１つのエッジに沿って電子デバイス１１０に結合されるか、接続されるか、又は取り付けられるように構成されるカバー１２０とを含む。電子デバイス１１０は、タブレット、スマートフォン、電子リーダー、計算機、又は接続可能若しくは取付け可能なカバーとともに使用される場合がある任意の他の電子デバイスとすることができる。カバー１２０は、図１に示すように開位置にあるときに電子デバイス１１０を利用できるように構成され、閉位置（図示せず）にあるときに電子デバイス１１０のディスプレイ画面１１２を覆うように構成される。

カバー１２０は、閉位置にあるときに、電子デバイス１１０を保護するように構成することができる。一実施形態では、電子デバイス１１０がカバー１２０内に収まり、カバー１２０が閉位置にあるときに、カバー１２０が電子デバイス１１０を実質的に、又は完全に包囲するように、カバー１２０は電子デバイス１１０を収容するように構成することができる。一実施形態では、カバー１２０は、カバー１２０を解放可能に電子デバイス１１０に接続できるようにする磁石又は他の機構を介して、カバー１２０を電子デバイス１１０に解放可能に接続するか又は取り付けるように構成される少なくとも１つのヒンジ１２２を含むことができる。カバー１２０が閉位置にあるときに、カバー１２０の少なくとも一部によって、ディスプレイ画面１１２がユーザーに対して画像を表示できるように、カバー１２０は透明とすることができるか、又は部分的に透明とすることができる。一実施形態では、カバー１２０は、ユーザーが入力ジェスチャーを電子デバイス１１０に与えるためのインタラクティブ層として使用される透明又は不透明のカバーとすることができる。一実施形態では、ユーザーがカバー１２０を曲げるか、折りたたむか、ねじるか、丸めるか、又は別の方法で変形させることができるように、そして、カバー１２０をその下にある電子デバイス１１０上で実行されるアプリケーションのためのインタラクティブインターフェースとして使用できるように、カバー１２０は可撓性である。

電子デバイス１１０は、カバー１２０の変形の形式で入力ジェスチャーを検出すると、その際、ディスプレイ画面１１２をオンに切り替える、又はディスプレイ画面１１２上に表示される情報を変更する等の、検出された入力ジェスチャーに基づくアクションを実行することができる。実行されるべきアクションは、状況によって決めることができ、電子デバイス１１０のアプリケーション又はオペレーティングシステムの一部としてプログラミングされることができる。

図２に概略的に示されるように、システム１００は、プロセッサ１３０と、メモリデバイス１４０と、入出力デバイス１５０とを含み、それらはバス及び／又は通信ネットワーク１６０を介して相互接続されることができる。一実施形態では、入出力デバイス１５０は、少なくとも１つのセンサー１７０、少なくとも１つの触覚出力デバイス１８０、図１に示されるディスプレイ１１２、スピーカー１９０及び／又は他の入出力デバイスを含むことができる。

プロセッサ１３０は、システム１００の動作及び機能を管理又は制御するための汎用若しくは専用プロセッサ又はマイクロコントローラーとすることができる。例えば、プロセッサ１３０は、具体的には、ユーザーに触覚フィードバック又は効果を与えるために、入出力デバイス１５０のユーザーへの出力信号を制御する特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）として設計することができる。プロセッサ１３０は、所与の要因に基づいて、プロセッサ１３０によって受信又は決定された触覚信号に基づいてどの触覚フィードバック又は効果が生成されるべきであるか、触覚効果が生成される順序、並びに触覚効果の大きさ、周波数、持続時間及び／又は他のパラメーターを決定するように構成することができる。また、プロセッサ１３０は、特定の触覚効果を与えるために触覚出力デバイス１８０を駆動するために使用することができるストリーミングコマンドを与えるように構成することもできる。プロセッサ１３０は、電子デバイス１１０又はカバー１２０の一部とすることができる。幾つかの実施形態では、システム１００に２つ以上のプロセッサ１３０が含まれる場合があり、各プロセッサ１３０がシステム１００内の特定の機能を実行するように構成される。例えば、一実施形態では、第１のプロセッサを電子デバイス１１０の一部とすることができ、第２のプロセッサをカバー１２０の一部とすることができる。プロセッサ１３０の一実施形態が、以下に更に詳細に説明される。

メモリデバイス１４０は、１つ又は複数の内部固定記憶ユニット、リムーバブル記憶ユニット及び／又は遠隔アクセス可能記憶ユニットを含むことができる。種々の記憶ユニットは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの任意の組み合わせを含むことができる。記憶ユニットは、情報、データ、命令、ソフトウェアコード等の任意の組み合わせを記憶するように構成することができる。より詳細には、記憶ユニットは、触覚効果プロファイル、入出力デバイス１５０の触覚出力デバイス１８０がいかに駆動されるべきであるかに関する命令、及び／又は触覚フィードバック若しくは効果を生成するための他の情報を含むことができる。メモリデバイス１４０は、電子デバイス１１０又はカバー１２０の一部とすることができる。

バス及び／又は通信ネットワーク１６０は、システム１００の種々の構成要素間で信号伝達を可能にするように、また、別の通信ネットワークを通して遠隔コンピューター又はサーバーからの情報にアクセスするように構成することができる。通信ネットワークは、ワイヤレス通信ネットワーク、インターネット、パーソナルエリアネットワーク（「ＰＡＮ」）、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、メトロポリタンエリアネットワーク（「ＭＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）等のうちの１つ又は複数を含むことができる。通信ネットワークは、ローカル無線周波数、セルラー（ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＣＤＰＤ、２．５Ｇ、３Ｇ、４ＧＬＴＥ等）、ウルトラワイドバンド（「ＵＷＢ」）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）及び／又は他のアドホック／メッシュワイヤレスネットワーク技法等を含むことができる。

センサー１７０は、電子デバイス１１０に対するカバー１２０の変形及び／又は動きを検出するように構成される。センサー１７０は、カバー１２０の一部、電子デバイス１１０の一部、又はカバー１２０及び電子デバイス１１０の両方の一部とすることができる。変形は、カバー１２０を曲げること、折りたたむこと、丸めること若しくはねじること、又はエッジ若しくは隅においてカバー１２０を電子デバイス１１０から剥がすことを含むことができる。動きは、電子デバイス１１０に対してカバー１２０をスライドさせること、又は電子デバイス１１０からカバー１２０を分離することを含むことができる。センサー１７０は、ベンドセンサー（例えば、ＦＳＲ、ひずみゲージ、光ファイバーセンサー）、光センサー、圧力センサー、接触センサー、カバー１２０が電子デバイス１１０から取り外された時点を検出することができる機械式スイッチ、ヒンジ１２２内のポテンショメーター若しくは他の角度センサー、加速度計、ジャイロスコープ又は他の角速度センサー、磁気センサー（例えば、カバー１２０上の磁気マーカー）等を含むことができる。

システム１００内に更なるセンサー１７０が含まれてもよい。例えば、一実施形態では、電子デバイス１１０は、タッチセンサー式デバイスの一部とすることができるディスプレイ画面１１２に対する、ユーザーの手、指等のユーザーの手の一部、又はスタイラス等のユーザー入力要素の場所を検知するように構成される近接センサーを含むことができる。一実施形態では、カバー１２０は、ユーザーがカバー１２０を開くことも電子デバイス１１０からカバー１２０を外すこともなく電子デバイスとインタラクトできるように、カバー１２０上にユーザーによって与えられるタッチ入力を検知するように構成されるタッチセンサー式デバイスを含むことができる。一実施形態では、電子デバイス１１０及び／又はカバー１２０は、タッチセンサー式デバイスにおいてタッチ場所に加えられる圧力を測定するように構成される圧力センサーを含むことができる。一実施形態では、システム１００は、環境条件を測定するように構成される温度センサー、湿度センサー及び／又は気圧センサーを含むことができる。一実施形態では、システム１００は、心拍数等のユーザーの生理学的信号を取り込むように構成される生理学的センサーを含むことができる。一実施形態では、システム１００は、ユーザーの表情及び関連する生体情報を取り込むように構成される画像センサー及び／又はカメラを含むことができる。

触覚出力デバイス１８０は、システム１００のユーザーに触覚フィードバックを与えるように構成され、カバー１２０又は電子デバイス１１０の一部とすることができる。一実施形態では、カバー１２０及び電子デバイス１１０がそれぞれ、少なくとも１つの触覚出力デバイス１８０を含むことができる。触覚出力デバイス１８０は、電子デバイス１１０及び／又はカバー１２０上に設けられるエネルギー源によって電力を供給されることができる。

触覚出力デバイス１８０によって与えられる触覚フィードバックは、振動、変形、運動感覚、静電摩擦又は超音波摩擦等の触覚効果を生成する任意の方法を用いて生成することができる。一実施形態では、触覚出力デバイス１８０は、アクチュエーター、例えば、偏心質量がモーターによって動かされる偏心回転質量（「ＥＲＭ」：Eccentric Rotating Mass）、ばねに取り付けられた質量が前後に駆動されるリニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」：Linear Resonant Actuator）のような電磁アクチュエーター、又は圧電材料、電気活性ポリマー若しくは形状記憶合金のような「スマート材料」、マクロコンポジットファイバーアクチュエーター、静電アクチュエーター、電気触覚アクチュエーター、及び／又は振動触覚フィードバック等の物理フィードバックを与える別のタイプのアクチュエーターを含むことができる。適切な触覚出力デバイス１８０は、そのサイズ及び／又は出力に基づいて選択することができる。例えば、図１の１８０Ａによって表されるような、圧電材料及び／又は電気活性ポリマーは、その薄さに起因して、可撓性カバー１２０に埋め込まれるのにより適している場合がある。ＥＲＭ及びＬＲＡのような他のアクチュエーターは、図１の１８０Ｂによって表されるようなカバー１２０のヒンジ１２２内、又は図１の１８０Ｃによって表されるような電子デバイス１１０の本体内等の、システム１００のより大きな構成要素内に埋め込まれる場合があるが、カバー１２０を通して触覚効果を感じることができるようにして配置されることが望ましい。カバー１２０上、及び電子デバイス１１０上に触覚出力デバイスを設けることによって、例えば、電子デバイス１１０上にのみ触覚出力デバイスを有する場合に比べて、ユーザーに付加情報を与えるために、より豊かな、及びより明瞭な触覚フィードバックを生成することができる。

触覚出力デバイス１８０は、静電摩擦（「ＥＳＦ」）、超音波摩擦（「ＵＳＦ」）を使用するデバイス、又は超音波触覚変換器を用いて音響放射圧を誘発するデバイス、又は触覚基板及び可撓性若しくは変形可能表面を使用するデバイス、又は熱効果を与えるデバイス、又はエアジェットを用いて空気パフ等の噴出された触覚出力を与えるデバイス等の非機械的又は非振動性デバイスを含むことができる。複数の触覚出力デバイス１８０を用いて、様々な触覚効果を生成することができ、これらの様々な触覚効果を用いて、変形、及び振動等の広範な効果を生成することができる。例えば、振動のパルスが、可撓性表面が実際よりも軟質であるという錯覚、可撓性表面が木又はプラスチックのような特定の材料から形成されるという錯覚、又は可撓性表面が離散した点（すなわち、デテント（detent））において曲がっているという錯覚を与えることができる。触覚出力デバイス１８０によって生成される場合がある触覚効果の更なる例が以下に論じられる。

図３は、プロセッサ１３０の一実施形態を更に詳細に示す。プロセッサ１３０は、１つ又は複数のコンピュータープログラムモジュールを実行するように構成することができる。１つ又は複数のコンピュータープログラムモジュールは、センサーモジュール１３２、入力モジュール１３４、決定モジュール１３６、触覚出力デバイス制御モジュール１３８及び／又は他のモジュールのうちの１つ又は複数を含むことができる。また、プロセッサ１３０は電子記憶装置１３９を含むこともでき、電子記憶装置は、メモリデバイス１４０と同じとすることができるか、メモリデバイス１４０に追加することができる。プロセッサ１３０は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアのいずれかの組み合わせ、並びに／又はプロセッサ１３０上の処理能力を構成するための他の機構によって、モジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８を実行するように構成することができる。

モジュール１３２、１３４、１３６及び１３８は図３において単一の処理ユニット内に並置されるように示されるが、システムが複数のプロセッサを含む実施形態では、モジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８のうちの１つ又は複数は、他のモジュールから遠隔して位置することができることが理解されるべきである。以下に説明される異なるモジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８によって提供される機能の説明は、例示を目的としており、限定することは意図しておらず、モジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８はいずれも説明される機能より多くの機能、又は少ない機能を提供することができる。例えば、モジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８のうちの１つ又は複数は除外することができ、その機能のうちの一部又は全てをモジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８のうちの他のモジュールによって提供することができる。別の例として、プロセッサ１３０は、モジュール１３２、１３４、１３６及び／又は１３８のうちの１つに属すると考えられる以下の機能のうちの一部又は全てを実行することができる１つ又は複数の更なるモジュールを実行するように構成することができる。

センサーモジュール１３２は、センサー１７０から、ユーザーによって入力ジェスチャーとして使用されるカバー１２０の変形をセンサー１７０が検出するときに生成される信号を受信するように構成される。センサーモジュール１３２は、センサー１７０から受信された未加工センサーデータを解析し、ユーザーによる入力ジェスチャーを示す所定のしきい値より高い、カバー１２０の変形が生じているか否かを判断するようにプログラミングされる。例えば、センサーモジュール１３２は、カバー１２０上の１つ又は複数のセンサー１７０からの読み値に基づいて、入力ジェスチャーが行われたことを示す量だけカバー１２０の１つの隅が曲げられたと判断することができる。センサーモジュール１３２は、特定の入力ジェスチャーに相関する、ディスプレイ画面１１２上の特定の列を起点として、ピクセルを露出させる量によって、カバー１２０がディスプレイ画面１１２から剥がされたと判断することもできる。センサーモジュール１３２は、カバー１２０の検知された変形が、ユーザーによって入力ジェスチャーが行われていることを示す所定のしきい値より高いと判断すると、更に処理するために入力モジュール１３４に信号を出力することができる。

入力モジュール１３４は、センサーモジュール１３２から、ユーザーが入力ジェスチャーを行っていることを示す所定のしきい値より高いカバー１２０の変形をセンサーモジュール１３２が検出するときに生成される信号を受信するように構成又はプログラミングされる。例えば、ユーザーは、その１つの隅においてカバー１２０を曲げることによって、又はカバー１２０の一部を電子デバイス１１０から離れるように折りたたむことによって、又はカバー１２０の一部をねじることによって、又はカバー１２０の一部を曲げ、折りたたみ、及び／又はねじることからなるシーケンスによって、入力を示すことができる。入力モジュール１３４は、センサーモジュール１３２から受信された信号と所定の入力ジェスチャーとの相関を与えるルックアップテーブルを用いてプログラミングすることができる。入力ジェスチャーが識別された後に、入力モジュール１３４は、更に処理するために決定モジュール１３６に信号を送るように構成又はプログラミングされる。

決定モジュール１３６は、入力モジュール１３４から受信された信号に従ってシステム１００によってどのタイプのアクションが行われるべきであるか、及び触覚出力デバイス１８０によってどのタイプの触覚フィードバックが生成されるべきであるかを判断するように構成又はプログラミングされる。決定モジュール１３６は、システム１００が利用可能な入力ジェスチャー及び機能情報と、存在する場合、対応する触覚効果とのライブラリを用いてプログラミングすることができ、それにより、決定モジュール１３６は、対応する出力を決定することができる。電子デバイス１１０によって特定のアクションが行われることを命令する信号を送ることに加えて、決定モジュール１３６は、適切な触覚効果をユーザーに与えることができるように、触覚出力デバイス制御モジュール１３８に信号を出力することもできる。例えば、カバー１２０の隅を曲げることを伴う入力ジェスチャーは、電子デバイス１１０がサーバーから電子メールを取得することに対応することができ、触覚効果は、サーバーから何通の新たな電子メールが取得されたかを示すことができる。

触覚出力デバイス制御モジュール１３８は、決定モジュール１３６によって生成された信号に基づいて、触覚出力デバイス１８０に出力する触覚制御信号を決定するように構成又はプログラミングされる。触覚制御信号を決定することは、システム１００への全ての入力に基づいて、ユーザーに所望の効果を与えるために触覚出力デバイス１８０によって生成されることになる触覚フィードバックの振幅、周波数、及び持続時間等を含む１つ又は複数のパラメーターを決定することを含むことができる。

上記で示されたように、触覚出力デバイス１８０は、ユーザーが入力ジェスチャーを実行している間に、又は入力ジェスチャーが完了した後に、触覚効果を生成することができる。触覚フィードバックは、例えば、進行中の入力ジェスチャー及びその効果についての情報を与えることができる。また、触覚フィードバックを用いて、入力ジェスチャーが受け入れられたことを確認することもできる。

一実施形態では、触覚フィードバックは、カバー１２０を用いてユーザーが入力ジェスチャーを実行している間に生成することができる。例えば、一実施形態では、カバー１２０は、電子デバイス１１０から剥がされるときに、剥がされることに抵抗するか、又は現実的なテクスチャーを生成するように構成することができる。これは、例えば、テープの感触、静電引力、ヒンジのきしみ、又は曲げられる木のような材料のテクスチャーを再現することができる。一実施形態では、カバー１２０は、水、砂又は他の材料を再現するために剛性を変更するように構成することができる。一実施形態では、カバー１２０は、例えば、静電摩擦効果を用いて、その表面のうちの一方又は両方において触感を生成するように構成することができる。

触覚フィードバックを用いて、数多くの行われ得る入力ジェスチャーのうちのどの入力ジェスチャーがユーザーによって与えられたかを確認することができる。例えば、そのエッジに沿って異なる場所においてカバー１２０上を引っ張ることによって、異なるアクションをトリガーすることができ、触覚テクスチャーを用いて、これらのアクションのうちのどのアクションが選択されたかを示すことができる。

また、触覚出力デバイス１８０を用いて、どの入力ジェスチャーを実行することができるかを示すか又は制限することもできる。例えば、一実施形態では、カバー１２０は、関連する機能が利用できないとき、剥がす等の入力ジェスチャーを阻止するように構成することができる。また、カバー１２０は、特定のコンテンツが露呈しようとしているとき等に、特定の場所において剥がすことを阻止するように構成することができる。

一実施形態では、カバー１２０は、図１に示される作動しているヒンジ１８０Ｄを用いて特定の折り目１２４に沿って折りたたむことができるように構成することができる。折りたたむことは、アプリケーションに基づいて制限することができ、例えば、４５度だけ折りたたむことを可能にする。一実施形態では、カバー１２０は、アプリケーションに基づいて、特定の角度において画面にスナップ（snap）させることができる。一実施形態では、カバー１２０は、隅を曲げる等の利用可能な入力ジェスチャーを示すために、目に見えて変形するように構成することができる。

触覚フィードバックは、種々の触覚出力デバイスを通して伝達することができ、そのうちの幾つかは、ヒンジ１２２の存在等の、カバー１２０の固有の特性を利用することができる。カバー１２０を用いて、電子デバイス１１０の正面又は背面に位置する間に、触覚フィードバックを伝達することができる。本発明の実施形態によるサードパーティーカバーは、電子デバイス１１０が触覚フィードバックを生成するように構成されない場合であっても、システム１００に触覚フィードバックを与えることができる。カバー１２０が電子デバイス１１０に結合する場所において、又はカバー１２０の折り目１２４において、カバー１２０のヒンジ１２２を通して触覚フィードバックを適用することができる。

図４Ａに示される実施形態では、例えば、ＤＣモーター４１０が、ヒンジ１２２に配置され、電子デバイス１１０に対するヒンジ１２２の、それゆえ、カバー１２０の動きを制御することができる。図４Ｂに示される実施形態では、１つ又は複数のワイヤ４２０を同様に用いて、カバー１２０が電子デバイス１１０に対して動くように、ヒンジ１２２の２つの側を引っ張り、ヒンジ１２２を動かすことができる。一実施形態では、ＤＣモーターを用いて、ワイヤ（複数の場合もある）４２０を短縮することができる。一実施形態では、ワイヤ（複数の場合もある）４２０は、形状記憶合金又は類似の材料から形成することができ、ヒンジ１２２の２つの側を共に引っ張るために収縮するように構成することができる。一実施形態では、電子デバイス１１０に対してカバー１２０を回転させる代わりに、ヒンジ１２２を用いて、電子デバイス１１０に対してカバー１２０を横方向に動かすことができる。例えば、図４Ｃに概略的に示されるように、ヒンジ１２２内のＤＣモーター又はボイスコイル４３０を起動して、両側矢印によって示されるように電子デバイス１１０に対してカバー１２０を横方向に押すことができる。図４Ａ〜図４Ｃにおいて示される形のいずれかの触覚出力デバイスを有することによって、カバー１２０は、電子デバイス１１０に対してヒンジ１２２上で回転するときに、又は電子デバイス１１０に対してヒンジ１２２上で横方向に動くときに、種々の触覚効果を生成することができる。そのような触覚効果は、図５において全体として５００によって表されており、抵抗、テクスチャー、デテント等を含むことができる。一実施形態では、触覚効果５００は、カバー１２０が電子デバイス１１０から離れるように矢印の方向に引っ張られるときに、きしむドアを開く等の異なる体験にマッピングすることができる。

異なる機構を用いて、カバー１２０と電子デバイス１１０との間に引力又は斥力を生成することができ、カバー１２０が、引っ張り開けられるのにいかに反応するかに影響を及ぼすことができる。図６に示されるように、一実施形態では、空気圧システム６００が、例えば、カバー１２０の内面１２６上のマイクロバルブ６１０を開くことができ、マイクロバルブ６１０を通して電子デバイス１１０に対する吸引力を生成するポンプ６２０を使用することができる。一実施形態では、ポンプ６２０を用いて、マイクロバルブ６１０を通して、空気等の気体を押し出し、カバー１２０と電子デバイス１１０との間に斥力を生成することができる。一実施形態では、電子デバイス１１０又はカバー１２０の内側部分に電界を同様に生成して、電子デバイス１１０とカバー１２０との間に静電引力又は斥力を生成することができる。図７に概略的に示される一実施形態では、カバー１２０及び／又は電子デバイス１１０内に電磁石７００が埋め込まれることができ、電磁石７００の極性に応じて、カバー１２０と電子デバイス１１０との間に引力又は斥力を引き起こすことができる。一実施形態では、例えば、磁気スナップ機構又は自然静電力に起因する引力を断つために、マイクロ流体を用いて、カバー１２０の内面上又は電子デバイス１１０上に小さなくぼみを形成することもできる。

本発明の実施形態では、触覚効果は、図８Ａ及び図８Ｂに概略的に示されるように、カバー１２０の剛性を変更するという形式をとることができる。一実施形態では、電気粘性流体又は磁気粘性流体をカバー１２０に埋め込み、その剛性を制御することができる。一実施形態では、粒子ジャミングを用いて、命令に応じてカバー１２０を硬質にすることができる。一実施形態では、カバー１２０をより硬質にするために、形状記憶合金から形成されるワイヤ８００を硬直させることができるか、又はＤＣモーターで作動するワイヤを引っ張ることができる。図８Ａは、軟質状態にあるカバー１２０を示し、図８Ｂは、硬直状態又は硬質状態にあるカバー１２０を示す。

図９に示される実施形態では、カバー１２０は、カバー１２０が閉位置にあるときに電子デバイス１１０に面する内側表面１２６上に、及び／又は外側表面上に静電摩擦デバイス９００を有することができる。図９において９１０によって表され、静電摩擦デバイス９００によって生成される静電摩擦力効果は、カバー１２０を開くとき等の、カバー１２０が操作されるときに感じることができる。また、静電摩擦力フィードバックは、カバー１２０が閉じられている間の電子デバイス１１０の状態、又はディスプレイ画面１１２の内容を表すことができる。また、静電摩擦力効果９１０を用いて、カバー１２０の摩擦力特性に影響を及ぼすことができ、それゆえ、カバー１２０が、いかに操作しやすいかに影響を及ぼすことができる。

図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示される本発明の実施形態の一実施態様では、電子デバイス１１０は、電話又はタブレットとすることができ、ユーザーは、そのユーザーだけがわかるようにしてカバー１２０を丸めて外すことによって、自分の電話をロック解除することができる。図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃにおいて矢印によって表されるように、ユーザーが入力ジェスチャーの異なるステップを完了するときに、ユーザーは入力ジェスチャーのステップを確認する触覚フィードバックを受けることができる。

図１１に示される本発明の実施形態の一実施態様では、ユーザーは、タブレットとすることができる自分の電子デバイス１１０に結合されたカバー１２０を折りたたむか、又はわずかにめくり、タブレットの画面を部分的に見えるようにし、入ってきた通知を個別に、かつ人目につかない方法で確認することができる。このモードにあるときに、カバー１２０内にあるセンサー（複数の場合もある）によってカバー１２０を入力のために使用できるようになる場合があり、それにより、ユーザーはカバー１２０を曲げるか又は丸めて、複数の通知をスクロールすることができ、「ピーキングモード（peeking mode）」が起動されたことを示し、各入力を確認する確認触覚フィードバックを受けることができる。

本発明の実施形態の一実施態様では、ユーザーは、可撓性オーバーレイを有する電子ブックを使用することができる。ユーザーは、電子ブックの次のページをめくるためにオーバーレイの隅をわずかに曲げることができる。ユーザーは、複数のページをパラパラめくるために、曲げたままにすることができる。ユーザーがそうするときに、ユーザーは、実際の本を操作するのを思い起こす現実的な触覚効果を感じることができる。

本発明の実施形態の一実施態様では、ユーザーは、自分のデスクトップコンピューター上で描画アプリケーションを使用することができる。コンピューターのモニターはオーバーレイを有することができ、それにより、ユーザーは、特定の動作が適用される前後に、自分が取り掛かっている画像をのぞき見できるようになる。触覚効果は、固定された１枚のプラスチックアセテートの感触をユーザーに思い起こさせるように生成することができる。動作がプレビューできないとき、オーバーレイは、オプションが利用可能でないことを明確に示すために剥がすことに抵抗することができる。

図１２に示される実施形態では、カバー１２０の変形が、ユーザーによって、電子デバイス１１０の態様を制御するために使用されることができる。例えば、ユーザーがカバー１２０の隅をフリックするとき、電子デバイス１１０のディスプレイ画面１１２は、表示されているコンテンツをスクロールすることができる。例えば、カバー１２０の異なる部分を曲げる、カバー１２０をねじる等の異なる入力ジェスチャーを用いて、電子デバイス１１０の異なる機能を制御することができ、それは、他の点では柔軟性に欠ける電子デバイス１１０においてフレキシブルな入力を提供することができる。

図１３は、本発明の実施形態による方法１３００を示す。１３１０において、電子デバイス１１０に対するカバー１２０の変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーが、上記のセンサー１７０によって検知又は検出される。１３２０において、上記のプロセッサ１３０によって、入力ジェスチャーに基づいて、電子デバイス１１０が実行すべきアクションが決定される。１３３０において、入力ジェスチャーに基づいて及び／又は電子デバイス１１０が実行すべきアクションに基づいて生成されるべき触覚効果が、プロセッサ１３０によって決定される。１３４０において、電子デバイス１１０が実行すべきアクションがプロセッサ１３０によって開始される。１３５０において、入力ジェスチャーの検知中に又は検知後に、触覚出力デバイス１８０を用いて触覚効果が生成される。方法１３００は繰り返すことができる。

本明細書において説明された実施形態は、幾つかの取り得る実施態様及び例を表しており、本開示を任意の具体的な実施形態に必ずしも限定することは意図していない。当業者によって理解されるように、これらの実施形態に種々の変更を加えることができる。任意のそのような変更は、本開示の趣旨及び範囲に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

Claims (22)

1. ディスプレイ画面を備える電子デバイスと、
   前記ディスプレイ画面を覆うように構成されるカバーと、
   前記電子デバイスに対する前記カバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知するように構成されるセンサーと、
   前記入力ジェスチャーに基づいて、前記電子デバイスが実行すべきアクションを決定し、前記入力ジェスチャー及び／又は前記電子デバイスが実行すべきアクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定し、前記アクションを開始するように構成されるプロセッサと、
   前記触覚効果を生成するように構成される触覚出力デバイスと、
   を備える、システム。
2. 前記センサーは、ベンドセンサー、光センサー、圧力センサー、接触センサー、ポテンショメーター、角度センサー、角速度センサー、加速度計及び磁気センサーからなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記触覚出力デバイスは、振動を生成するように構成されるアクチュエーターを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記カバーは前記アクチュエーターを備える、請求項３に記載のシステム。
5. 前記カバーを前記電子デバイスに接続するヒンジを更に備え、前記ヒンジは前記アクチュエーターを備える、請求項３に記載のシステム。
6. 前記触覚出力デバイスは、前記カバーに埋め込まれ、前記カバーの剛性を制御する電気粘性流体又は磁気粘性流体を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記触覚出力デバイスは、前記カバーの表面において摩擦効果を生成するように構成される静電摩擦デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記カバーの前記表面は、前記カバーが前記ディスプレイ画面を覆うときに、前記電子デバイスに面する、請求項７に記載のシステム。
9. センサーを用いて、電子デバイスに対する該電子デバイス用のカバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知することと、
   プロセッサを用いて、前記入力ジェスチャーに基づいて前記電子デバイスが実行すべきアクションを決定することと、
   前記プロセッサを用いて、前記入力ジェスチャー及び／又は前記電子デバイスが実行すべき前記アクションに基づいて生成すべき触覚効果を決定することと、
   前記プロセッサを用いて、前記電子デバイスが実行すべき前記アクションを開始することと、
   前記入力ジェスチャーの前記検知中に及び／又は前記検知後に、触覚出力デバイスを用いて、前記触覚効果を生成することと、
   を含む、方法。
10. 前記触覚効果は、前記入力ジェスチャーの前記検知中に生成される、請求項９に記載の方法。
11. 前記触覚効果は、前記入力ジェスチャーの前記検知後に生成される、請求項９に記載の方法。
12. 前記触覚効果は、前記アクションが完了した後に該アクションの完了を確認するために生成される、請求項９に記載の方法。
13. 前記触覚効果は、前記電子デバイスから離れるように前記カバーを剥がすことに抵抗することを含む、請求項９に記載の方法。
14. 前記触覚効果は、前記カバーが前記電子デバイスから離れるように剥がされるときにテクスチャーを生成することを含む、請求項９に記載の方法。
15. 前記触覚効果は、前記カバーの剛性を変更することを含む、請求項９に記載の方法。
16. 前記触覚効果は、前記カバーが前記電子デバイスを覆うときの、前記電子デバイスに面する前記カバーの表面上の触感を含む、請求項９に記載の方法。
17. 前記触覚効果は、前記カバーが前記電子デバイスを覆うときの、前記電子デバイスに面する表面と反対側の前記カバーの上面上の触感を含む、請求項９に記載の方法。
18. 前記アクションを開始できるか否かを判断することを更に含み、前記触覚効果は、前記アクションを開始できないときに前記変形を阻止することを含む、請求項９に記載の方法。
19. 前記触覚効果は、前記カバーを前記カバー内の少なくとも１つの折り目において折りたたむために、前記折り目に沿って位置する少なくとも１つのヒンジを作動させることを含む、請求項９に記載の方法。
20. 前記触覚効果は、前記アクションに基づいて、前記カバーの動きを前記電子デバイスに対する所定の角度に制限することを含む、請求項９に記載の方法。
21. 電子デバイス用のカバーであって、
    前記電子デバイスに対する該カバーの変形及び／又は動きを含む入力ジェスチャーを検知するように構成されるセンサーと、
    前記入力ジェスチャーに基づいて触覚効果を生成するように構成される触覚出力デバイスを備える、電子デバイス用のカバー。
22. 前記入力ジェスチャーに基づいて前記電子デバイスが実行すべきアクションを決定し、前記入力ジェスチャー及び／又は前記電子デバイスが実行すべき前記アクションに基づいて生成すべき前記触覚効果を決定し、前記アクションを開始するように構成されるプロセッサを更に備える、請求項２１に記載のカバー。

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