JP2018190415A - 構成要素を触覚感知されないように選択的に隠すように構成されるユーザーインターフェースデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】構成要素を触覚感知されないように選択的に隠すように構成され、ゲーミング、自動車用インターフェース、ウェアラブルデバイス及び家庭用電化製品において適用されるユーザーインターフェースデバイスを提供する。【解決手段】ユーザーインターフェースデバイス１００は、がユーザー入力構成要素１０３、１１３と、機械的メタマテリアル領域１０５、１１５と、１つ以上のアクチュエーター１０７、１０９と、制御ユニットとを有する。機械的メタマテリアル領域は、ユーザー入力構成要素の上方に位置する。アクチュエーターは、機械的メタマテリアル領域に結合され、内部構造の変更に応答して変化する機械的特性を有する。制御ユニットは、アクチュエーターと通信し、ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、アクチュエーターを起動して、機械的メタマテリアル領域の内部構造を機械的に変更する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、構成要素を触覚感知されないように選択的に隠すように構成されるユーザーインターフェースデバイスに関わり、ユーザーインターフェース、ゲーミング、自動車用インターフェース、ウェアラブルデバイス及び家庭用電化製品において適用される。

様々なアプリケーションにおける電子デバイスとのヒューマンインターフェース、及びより自然で、使いやすく、有益なインターフェースデバイスの必要性は、絶えることのない関心事である。幾つかのアプリケーションは、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、モバイルフォン、及びホームビデオゲームコンソールコントローラー等のユーザーインターフェースデバイスとインタラクトすることを伴う。ユーザーは、ユーザーインターフェースデバイスからコマンド又はデータを入力することによって、コンピューティング環境とインタラクトすることができる。ユーザーインターフェースデバイス内にあるか、又はユーザーインターフェースデバイスと通信するコンピューターシステムが、ユーザーインターフェースデバイスとのユーザーのインタラクションに応答して、コンピューティング環境を更新することができる。コンピューティング環境の更新を表示するために、視覚フィードバックが与えられる場合がある。幾つかのユーザーインターフェースデバイスは、物理的ボタン又は物理的キーボード等の物理的ユーザー入力構成要素を含むことができる。幾つかのユーザーインターフェースデバイスでは、ハプティックフィードバック（例えば、触覚フィードバック、運動感覚フィードバック）がユーザーに与えられる。ハプティックフィードバック（又はより一般的にはハプティック効果）は、ユーザーインターフェースデバイスが使用されているときに、視覚フィードバック及び聴覚フィードバックと組み合わせることができる。

本明細書における実施の形態の一態様は、ユーザー入力構成要素と、ユーザー入力構成要素の上方に位置する機械的メタマテリアル領域と、機械的メタマテリアル領域に結合される１つ以上のアクチュエーターとを備えるユーザーインターフェースデバイス（例えば、モバイルフォン）に関連する。機械的メタマテリアル領域は、１つ以上のアクチュエーターによって変更可能である内部構造を有し、１つ以上のアクチュエーターによる内部構造の変更に応答して変化する機械的特性を有する。ユーザーインターフェースデバイスは、１つ以上のアクチュエーターと通信する制御ユニットを更に備える。制御ユニットは、ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断するように構成され、ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるとの判断に応答して、１つ以上のアクチュエーターを起動して、機械的メタマテリアル領域の内部構造を変更するように構成される。

一実施の形態において、前記１つ以上のアクチュエーターは、前記機械的メタマテリアル領域を伸長又は圧縮するように構成される。前記機械的メタマテリアル領域の前記機械的特性は、前記機械的メタマテリアル領域が伸長又は圧縮されるのに応答して変化する。

一実施の形態において、前記機械的メタマテリアル領域は、機械的メタマテリアルの矩形の層を備える。前記１つ以上のアクチュエーターは、前記機械的メタマテリアルの矩形の層の長さ又は幅に沿って前記機械的メタマテリアル領域を伸長又は圧縮するように構成される。

一実施の形態において、前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイス上のハプティック効果が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、前記ユーザーインターフェースデバイス上の該ハプティック効果が隠されるべきであるとの判断に応答して、前記１つ以上のアクチュエーターを起動するように更に構成される。

一実施の形態において、前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かの前記判断は、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行しているアプリケーションのアイデンティティ（識別情報）に基づく。

一実施の形態において、前記ユーザー入力構成要素はキーボードである。前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行している前記アプリケーションがテキストメッセージングアプリケーション又はテキスト編集アプリケーションであるとの判断に応答して、前記ユーザー入力構成要素の触覚感知が有効にされるべきである、又は有効のまま維持されるべきであると判断するように構成される。

一実施の形態において、前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行している前記アプリケーションがビデオビューイングアプリケーションであるとの判断に応答して、前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであると判断するように構成される。

一実施の形態において、前記機械的メタマテリアル領域は、互いから離間される少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域であり、それにより、前記第１の機械的メタマテリアル領域の機械的特性は、前記第２の機械的メタマテリアル領域の機械的特性を変化させることなく変化させることができる。

一実施の形態において、前記ユーザー入力構成要素はボタンであり、前記ユーザーインターフェースデバイス上の複数のボタンのうちの１つである。前記第１の機械的メタマテリアル領域及び前記第２の機械的メタマテリアル領域はそれぞれ、前記複数のボタンの異なるボタンを覆う。

一実施の形態において、前記制御ユニットは、前記少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域のうちの一方によって覆われる全てのボタンが、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行されているアプリケーションにおいて現時点で機能してないとの判断に応答して、前記少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域のうちの前記一方の内部構造を変化させるように構成される。

一実施の形態において、前記ユーザー入力構成要素は物理的ユーザー入力構成要素である。

一実施の形態において、前記ユーザーインターフェースデバイスは、ポンプ層又は流体層を含まない。

一実施の形態において、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造は、前記１つ以上のアクチュエーターによって変更することができる格子構造を有する。

一実施の形態において、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造は穴のアレイを有し、該穴のアレイの個々の穴は、７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の直径を有し、前記１つ以上のアクチュエーターによって変更することができる形状を有する。

一実施の形態において、前記内部構造の前記変更に応答して変化する前記機械的特性は、前記機械的メタマテリアル領域の剪断弾性率及び体積弾性率のうちの少なくとも１つである。

一実施の形態において、前記機械的メタマテリアル領域はペンタモードメタマテリアルから形成される。

一実施の形態において、前記ユーザーインターフェースデバイスはモバイルフォンであり、前記ユーザーインターフェースデバイスはディスプレイデバイスを更に備え、前記ユーザー入力構成要素は前記ディスプレイデバイスに隣接するキーボードである。

一実施の形態において、前記ユーザーインターフェースデバイスは、ホストコンピューターと通信するゲームコンソールコントローラーであり、前記ユーザー入力構成要素はボタンである。

本発明の実施の形態は、第１の表面を有する構成要素と、前記第１の表面の上方に位置する機械的メタマテリアル領域と、前記機械的メタマテリアル領域に結合される起動デバイスとを備えるユーザーインターフェースデバイスに関連する。前記機械的メタマテリアル領域は前記起動デバイスによって変更可能である内部構造を有し、前記起動デバイスによる前記内部構造の前記変更に応答して変化する機械的特性を有する。

一実施の形態において、前記構成要素はユーザー入力構成要素であり、前記起動デバイスは１つ以上のアクチュエーターを備え、前記ユーザーインターフェースデバイスは前記１つ以上のアクチュエーターと通信する制御ユニットを更に備える。前記制御ユニットは、前記第１の表面が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、前記第１の表面が触覚感知されないように隠されるべきであるとの前記判断に応答して、前記１つ以上のアクチュエーターを起動して、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造を変更するように構成される。

一実施の形態において、前記起動デバイスは、前記機械的メタマテリアル領域に結合される手動で作動可能な構成要素であり、手動で作動するときに、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造を変更するように構成される。

一実施の形態において、前記手動で作動可能な構成要素は、前記機械的メタマテリアル領域に直接結合されるレバーアームであるか、又はコードを介して前記機械的メタマテリアル領域に結合されるノブである。

本発明の実施の形態の特徴、目的及び利点は、添付の図面が参照されることになる以下の詳細な説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。

本明細書における一実施形態による、複数の機械的メタマテリアル領域を有するユーザーインターフェースデバイスの斜視図である。 本明細書における一実施形態による、複数の機械的メタマテリアル領域を有するユーザーインターフェースデバイスのブロック図である。 本明細書における一実施形態による、複数の機械的メタマテリアル領域を有するユーザーインターフェースデバイスの斜視図である。 ユーザー入力構成要素と、該ユーザー入力構成要素を覆う機械的メタマテリアル領域とを有するユーザーインターフェースデバイスの斜視図である。 本明細書における一実施形態による、ユーザーインターフェースデバイスの断面図である。 ユーザー入力構成要素と、該ユーザー入力構成要素を覆う機械的メタマテリアル領域とを有するユーザーインターフェースデバイスの斜視図である。 本明細書における一実施形態による、ユーザーインターフェースデバイスの断面図である。 本明細書における一実施形態による、ユーザー入力構成要素を触覚感知されないように隠すための例示的なステップの流れ図である。 本明細書における一実施形態による、複数の機械的メタマテリアル領域を有するユーザーインターフェースデバイスの斜視図である。

本発明の上述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面に示されるような本発明の実施形態の以下の説明から明らかであろう。本明細書に組み込まれるとともに本明細書の一部をなす添付の図面は更に、本発明の原理を説明するとともに、当業者が本発明を実施及び使用することを可能にする役割を果たす。図面は一定縮尺ではない。

以下の詳細な説明は、本質的に単に例示のものであり、本発明又は本発明の用途及び使用を限定することを意図するものではない。さらに、上記の技術分野、背景技術、発明の概要又は以下の詳細な説明において提示されるいかなる明示された又は暗示された理論によっても限定する意図はない。

本発明の実施形態はユーザーインターフェースデバイス（例えば、モバイルフォン又はゲームコンソールコントローラー）に関連し、そのユーザーインターフェースデバイスは、メタマテリアルの領域を用いて、デバイス上の構成要素（例えば、ユーザーインターフェース構成要素）を隠す。例えば、キーボード又はホームボタン等のユーザー入力構成要素を触覚感知から機械的メタマテリアルによって隠すことができ、及び／又は視覚感知から光学的メタマテリアルによって隠すことができる。例えば、キーボード又はホームボタンは、使用していないときに隠すことができる。ユーザーインターフェースデバイスの制御ユニットが、ユーザー入力構成要素が感知されないように隠されるべきであるか否かを判断することができ、１つ以上のアクチュエーターを用いて、メタマテリアルの領域を作動化させ、ユーザー入力構成要素を触覚感知又は視覚感知されないように隠すことができる。メタマテリアルは更に、ユーザー入力構成要素が再び触覚的に又は視覚的に感知可能である状態に戻るように非作動化できる。より一般的に言うと、メタマテリアルを用いて、機械的特徴を与える表面（例えば、突起又は隆起を有する表面）を有する任意の構成要素を触覚感知されないように隠すことができる。

一実施形態において、メタマテリアルは、一般的に言うと、その組成より、その内部構造によってかなり大きく影響が及ぼされる特性を有する材料とすることができる。メタマテリアルは、光学的メタマテリアル（フォトニックメタマテリアルとも呼ばれる）及び機械的メタマテリアルを含む。本発明の実施形態の機械的メタマテリアルは、ユーザー入力構成要素を覆うためにユーザー入力構成要素の上方に配置される材料の層とすることができる。機械的メタマテリアルの内部構造によって、メタマテリアルは、機械的メタマテリアルがユーザー入力構成要素を触覚感知されないように隠すことができる機械的クローキング特性を示すことができる。或る場合には、機械的メタマテリアルは透明とすることができ、他の場合には、不透明とすることができる。一実施形態において、機械的メタマテリアルの内部構造は、１つ以上のアクチュエーター（又は任意の他のタイプの起動デバイス）を用いて機械的に変更可能とすることができ、その機械的特性は、その内部構造の機械的変更に応答して変化することができる。機械的メタマテリアルの内部構造を変更することによって、機械的メタマテリアルを、作動化状態と非作動化状態との間で切り替えることができる。作動化状態において、機械的メタマテリアルは、下にある物体を触覚感知されないように隠すように構成することができる。機械的メタマテリアルは、非作動化状態に戻るように切り替わることができ、非作動化状態では、機械的メタマテリアルによって、下にある物体を再び触覚的に感知できるようになる。より一般的に言うと、機械的メタマテリアルの内部構造は、起動デバイスを用いて変更可能であり、起動デバイスは、１つ以上のアクチュエーター、加熱デバイス、手動で作動可能な構成要素、任意の他の起動デバイス、又はその任意の組み合わせを含むことができる。１つ以上のアクチュエーターは、例えば、機械的メタマテリアルに結合される圧電素子を含むことができる。手動で作動する構成要素は、機械的メタマテリアルに直接に、又は間接的に結合される、例えば、レバーアーム又はノブを含むことができる。レバーアームは、機械的メタマテリアルの内部構造を変更するように機械的メタマテリアルを引っ張るか、又は押すために、例えば、ユーザーによって手動で作動させることができる。レバーアームを或る方向に引くか、又は押すことにより、機械的メタマテリアルを非作動化状態から作動化状態に切り替えることができ、一方、レバーアームを第２の、反対の方向に引くか、又は押すことにより、機械的メタマテリアルを作動化状態から非作動化状態に切り替えることができる。別の例においては、ノブは、機械的メタマテリアルに直接結合されるコードに取り付けることができる。ノブは、コードを引っ張るために手動で前後に作動させることができ、それにより、機械的メタマテリアルの内部構造を変更することができる。

一実施形態において、作動化状態にある機械的メタマテリアルは、機械的メタマテリアルが別の物体を覆っている（例えば、完全に上にあるか、部分的に包み込まれているか、又は完全に包み込まれている）か否かにかかわらず、実質的に変わらない機械的特性を示すことができる。この機械的特性の例は、圧縮性（例えば、体積弾性率）及び／又は剪断特性（例えば、剪断弾性率）を含む。場合によっては、非硬質材料の層の下にあるユーザー入力構成要素の触覚感知は、ユーザー入力構成要素が非硬質材料の層の機械的特性に対して引き起こす変化を感知することに基づくことができる。例えば、非硬質材料の層の下方のユーザー入力構成要素の存在は、層の圧縮率を減少させることができ、及び／又は層の剪断特性を変化させることができる。ユーザーがこの変化を触覚的に感知し、物体が被覆材料の層の下にある（例えば、完全に下にあるか、部分的に包み込まれているか、又は完全に包み込まれている）ことを推測することができる。しかしながら、作動化状態に切り替えられた機械的メタマテリアルの層は、ユーザー入力構成要素が機械的メタマテリアルの層の下に配置されるか否かにかかわらず、実質的に変わらない、体積弾性率又は剪断弾性率等の機械的特性を有することができる。したがって、ユーザーが機械的メタマテリアルの層に触れるとき、ユーザーは、実際には機械的メタマテリアルの層の下に物体が存在する場合であっても、機械的メタマテリアルの層の下にユーザー入力構成要素が存在しないと感じることができる。したがって、機械的メタマテリアルのこの特徴は、材料に、ユーザー入力構成要素を触覚感知されないように隠す機械的クローキング特性を与える。機械的メタマテリアルが、本開示において後により詳細に更に論じられる。

一実施形態において、一時的なキーボード又は他のユーザー入力構成要素を作り出すために流体層又はポンプ層を使用する代わりに、機械的メタマテリアルの１つ以上の領域を使用することができる。そのような流体層又はポンプ層は、キーボードのキー又は他のユーザー入力構成要素を形成する変形を生み出すために、表面を膨張させるように構成することができる。そのようなキーボードは、表面変形を非作動化するために流体層又はポンプ層を収縮させることができるという点で一時的とすることができる。機械的メタマテリアルは、キーボードのキーを触覚感知されないように隠すことができるので、本明細書による機械的メタマテリアルを使用することにより、ユーザーインターフェースデバイスが、より永続的なキーボード又は他のユーザー入力構成要素を組み込むことができようになり、一時的なユーザー入力構成要素を作り出すために流体層又はポンプ層を使用する必要がなくなる。代替的には、一実施形態において、本明細書による機械的メタマテリアルは、そのような流体層又はポンプ層と組み合わせて使用することができる。

一実施形態において、ユーザーインターフェースデバイスは、ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断する制御ユニットを有することができる。この判断は、例えば、ユーザーインターフェースデバイス上でどのアプリケーションが実行中であるかに基づくことができる。後に更に詳細に論じられるように、ユーザーインターフェースデバイス上でどのアプリケーションが実行中であるかについての情報（すなわち、アプリケーション実行のアイデンティティ）を用いて、ユーザー入力構成要素（例えば、キーボード）が使用されているか否かを判断することができる。一例において、機械的メタマテリアルの領域で覆われる物理的キーボード（例えば、機械的キーボード）を備えるモバイルフォンに機械的クローキングを適用することができる。この領域は、機械的メタマテリアル領域と呼ばれる場合もある。ユーザーインターフェースデバイス上でテキストメッセージングアプリケーションが実行中であるとき、これは、キーボードが使用中であることを示す。その状況において、制御ユニットは、機械的メタマテリアル領域を非作動化することができるか、又は機械的メタマテリアル領域を非作動化状態に保つことができ、それにより、キーボードは、ユーザーによって触覚的に感知することができる。一方、ユーザーインターフェースデバイス上でビデオビューイングアプリケーションが実行中であるとき、これは、キーボードが使用中でないことを示す。その状況において、制御ユニットは、キーボードを触覚感知から機械的にクローキングするか、又は隠すために、機械的メタマテリアル領域を作動化することができ、又は機械的メタマテリアル領域を作動化状態に保つことができる。

別の例において、ユーザーインターフェースデバイスは、機械的メタマテリアルの別々の領域によって覆われる複数のボタンを有するゲームコンソールコントローラーとすることができる。ゲームコンソールコントローラーは、ゲーム中に現時点で機能していないボタンに機械的クローキングを適用する制御ユニットを有することができる。ボタンに関する機械的クローキングは、そのボタンを覆う機械的メタマテリアル領域を作動化することによって実行することができ、それにより、ユーザーがそのボタンを押す可能性が低くなる。ゲームコンソールコントローラー上の選択された他のボタンは自らのそれぞれの機械的メタマテリアル領域によって覆われる場合があるが、それらの機械的メタマテリアル領域は、ユーザーが依然としてそれらの他のボタンを触覚的に感知できるように、非作動化状態にあることができる。

一実施形態において、ユーザーインターフェースデバイスは、機械的メタマテリアルを用いて、後に更に詳細に論じられるように、デバイスのハプティックアクチュエーターによって与えられるハプティック（触覚）効果（例えば、変形ハプティック効果）を触覚感知されないように隠すことができる。

図１Ａは、例示的なユーザーインターフェースデバイス１００（例えば、モバイルフォン、タブレットコンピューター、又はラップトップ）を示しており、ユーザーインターフェースデバイスは、ディスプレイデバイス１０１と、第１のユーザー入力構成要素１０３（例えば、ディスプレイデバイス１０１に隣接する複数の物理的キーを有する物理的キーボード）と、第２のユーザー入力構成要素１１３（例えば、物理的ホームボタン）とを含む。図１Ａは、第１のユーザー入力構成要素１０３を覆うために第１のユーザー入力構成要素１０３の真上に配置される機械的メタマテリアルの第１の領域１０５（機械的メタマテリアル領域１０５とも呼ばれる）を含み、第２のユーザー入力構成要素１１３を覆うために第２のユーザー入力構成要素１１３の真上に配置される機械的メタマテリアルの第２の領域１１５（機械的メタマテリアル領域１１５とも呼ばれる）を含むユーザーインターフェースデバイス１００を更に示す部分的な組立分解図を与える。各機械的メタマテリアル領域１０５、１１５は、機械的メタマテリアルの層とすることができ、２つの領域１０５、１１５は同一平面上にあることができる。２つの機械的メタマテリアル領域１０５、１１５は、同じタイプの機械的メタマテリアルを有することができるか（その例が後に論じられる）、又は異なるタイプの機械的メタマテリアルを有することができる。

図１Ａは、機械的メタマテリアル領域１０５の内部構造を変化させるように構成することができるアクチュエーター１０７、１０９を更に示し、機械的メタマテリアル領域１１５の内部構造を変化させるように構成することができるアクチュエーター１１７、１１９を更に示す（別の実施形態において、アクチュエーター１１７、１１９は、手動で作動可能な構成要素等の別のタイプの起動デバイスに置き換えられることができる）。アクチュエーター１０７、１０９、１１７、１１９は、様々な場所に配置することができる。例えば、アクチュエーターは、それぞれのメタマテリアル領域の完全に真下に配置される場合があるか、それぞれのメタマテリアル領域の左側又は右側に配置される場合があるか、又はそれぞれのメタマテリアル領域内に埋め込まれる場合がある。機械的メタマテリアル領域１０５は、機械的メタマテリアル領域１１５から離間させることができ、それにより、一方の機械的メタマテリアル領域の機械的特性を変化させることなく、他方の機械的メタマテリアル領域の機械的特性を変化させることができる。

一実施形態において、両方の領域１０５、１１５の機械的メタマテリアルは、作動化状態を有する材料（例えば、弾性材料）とすることができ、作動化状態において、その材料は、下にある物体を触覚感知されないように隠すことができる内部構造を有する。機械的メタマテリアルの例は、ペンタモード（pentamode）メタマテリアル及びホーリーシート（holey sheet）を含む。

一実施形態において、物体（例えば、硬質物体）を覆うペンタモードメタマテリアルは、覆われた物体を隠すために、視覚的に均質等方弾性体で出現することができ、又は触覚的に均質等方弾性体であるように感知され得る。一実施形態において、ペンタモードメタマテリアルは、圧縮に関して、又は剪断に関して、その表面上で実質的に均一の挙動を与えることができ、それにより、ペンタモードメタマテリアルの表面に触れるユーザーは、ペンタモードメタマテリアルの一部の下にある物体を感知しない。言い換えると、物体がメタマテリアル層でない層によって覆われるとき、その物体は、物体を覆う層の部分の剪断特性又は圧縮特性を変化させる場合がある。例えば、ユーザーの手がその層の表面上を動くとき、ユーザーは、物体の真上の場所において剪断特性又は圧縮特性のそのような変化に気づくことができる。結果として、ユーザーは、その層によって覆われている物体を触覚によって感知することができる。しかしながら、ペンタモードマテリアルは、覆われた物体が触覚感知によって気づかれないように、実質的に均一な剪断特性及び／又は圧縮特性を示すことができる。一実施形態において、ペンタモードメタマテリアルの内部構造は、形状が六角形であり、直接レーザー描画（ＤＬＷ：direct laser writing）で作製される面心立方（ｆｃｃ）単位セルの格子から構成される。ペンタモードメタマテリアルは、T. Buckmannらによる「An elastomechanical unfeelability cloak made of pentamode metamaterials」において更に詳細に論じられており、その文献は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。一実施形態において、ペンタモードマテリアルの内部構造はアクチュエーターを介して変化可能である。アクチュエーターは、ペンタモードマテリアルの内部構造を第１の状態（例えば、作動化状態）から第２の状態（例えば、非作動化状態）に変化させることができ、その変化を第２の状態（例えば、非作動化状態）から第１の状態（例えば、作動化状態）に戻すことができる。

一実施形態において、ホーリーシートは、均一なサイズの穴のアレイ又は個々の異なるサイズを有する穴のアレイを有する内部構造を備える層とすることができる。例えば、アレイの穴は、７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある直径を有することができる。この内部構造は、１つ以上のアクチュエーターによって変化させることができ、アクチュエーターはホーリーシートを伸長又は圧縮して、穴のアレイを伸長又は圧縮することができる。ペンタモードマテリアルを利用する先の実施形態と同様に、１つ以上のアクチュエーターは、ホーリーシートの内部構造を第１の状態（例えば、作動化状態）と第２の状態（例えば、非作動化状態）との間で変化させることができる。非作動化状態において、ホーリーシートは、ユーザーが、物体を覆うホーリーシートの部分をホーリーシートの他の部分に対して触覚的に区別できるようになるほど十分に圧縮可能とすることができる。作動化状態において、ホーリーシートは、下にある物体を触覚感知されないように隠すために、非作動化状態の場合より高いある均一な剛性レベルを呈することができる。ホーリーシートは、Bastiaan Florijnらによる「Programmable Mechanical Metamaterials」において更に詳細に論じられており、その文献は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

一実施形態において、アクチュエーター１０７、１０９、１１７及び１１９のうちの１つ以上は、機械的メタマテリアル領域１０５又は１１５を引っ張り、及び／又は押すように、又は機械的メタマテリアル領域１０５、１１５を圧縮するように構成することができる。例えば、アクチュエーター１０７、１０９は、機械的メタマテリアル領域１０５の反対に位置する２つの端部に配置することができる。２つのアクチュエーター１０７、１０９は、互いに反対の２つのそれぞれの方向に、機械的メタマテリアル領域１０５の２つのそれぞれの端部を引っ張り、及び／又は押すように構成することができる。引っ張る動作は機械的メタマテリアル領域１０５を伸長することができ、一方、押す動作は、機械的メタマテリアル領域１０５を圧縮することができる。機械的メタマテリアル領域１０５が機械的メタマテリアルの矩形の層であったなら、機械的メタマテリアルの層の伸長又は圧縮は、図１Ａに示されるように、矩形の層の長さ又は幅に沿うことができる。一実施形態において、アクチュエーター１０７、１０９は、接着剤によって機械的メタマテリアル領域１０５に結合することができ、アクチュエーター１１７、１１９は、接着剤によって機械的メタマテリアル領域１１５に結合することができる。一実施形態において、アクチュエーター１０７、１０９、１１７、１１９は、それぞれの機械的メタマテリアル領域１０５、１１５に部分的に、又は完全に埋め込まれ得る。アクチュエーターはそれぞれ、一方向のみの作動（例えば、層に対して内向き若しくは外向きの作動のみ、又は時計回り若しくは反時計回りの方向の回転のみ）を与えるように構成することができ、又複数の方向における作動を与えることができるように構成され得る。アクチュエーターの例は、スタック圧電アクチュエーター、ソレノイド又はモーターを含む。

一実施形態において、機械的メタマテリアル領域１０５又は１１５は、アクチュエーター１０７、１０９、１１７又は１１９が起動されるときに、作動化状態又は非作動化状態に入ることができる。機械的メタマテリアル領域１０５又は１１５を戻すことは、アクチュエーターを停止することを含むことができ、又は代替的には、そのアクチュエーターが可能である場合には、アクチュエーターを反対方向に起動する（例えば、アクチュエーターの作動方向を反転する）ことを含むことができる。例えば、機械的メタマテリアル領域１０５は、その領域がアクチュエーター１０７、１０９によって伸長されるときに作動化状態にあることができる。領域１０５は、アクチュエーター１０７、１０９を停止することによって非作動化することができるか、又は代替的には、そのアクチュエーターが可能である場合には、アクチュエーター１０７、１０９に、作動方向を反転させ、領域１０５を圧縮させることによって非作動化することができる。

一実施形態において、メタマテリアル領域を作動化することができる１つ以上のアクチュエーターは、ユーザーインターフェースデバイス１００の一部である制御ユニット１１０によって制御することができる。制御ユニット１１０は、図１Ｂにおいて、ユーザーインターフェースデバイス１００のブロック図において示される。図が示すように、制御ユニット１１０は、ディスプレイ１０１、ユーザー入力構成要素１０３、１１３及びアクチュエーター１０７、１０９、１１７、１１９と通信することができる。後に更に詳細に説明されるように、制御ユニットは、ユーザー入力構成要素（例えば、１０３、１１３）が触覚感知されないように隠されるべき時点を判断することができ、アクチュエーター１０７、１０９、１１７、１１９のサブセットを用いて対応する機械的メタマテリアル領域を作動化することができる。図１Ｂにおいて、ユーザーインターフェースデバイス１００は、線形共振アクチュエーター（ＬＲＡ）又は偏心回転質量（ＥＲＭ）アクチュエーター等のハプティックアクチュエーターである別のアクチュエーター１２９を更に含む。ハプティックアクチュエーターは、振動触覚ハプティック効果等のハプティック効果を生成するように構成される。図３Ａに関して後に論じられるように、ハプティックアクチュエーターは、機械的メタマテリアル領域によって覆われ得る。機械的メタマテリアル領域が作動化されるときに、その領域は、ハプティックアクチュエーター１２９によって生成されるハプティック効果を機械的にクローキングすることができる。

図２は、機械的メタマテリアル領域１０５の長手方向に沿って拡張し、機械的メタマテリアル領域１０５を伸長させるために起動されるユーザーインターフェースデバイス１００のアクチュエーター１０７及び１０９を示しており、それにより、領域１０５は作動化状態に入るか、又は代替的には非作動化状態に入ることができる。例えば、アクチュエーター１０７及び１０９はそれぞれ、図２において矢印によって示される方向に拡張することによって、機械的メタマテリアル領域を伸長するように構成されるスタック圧電アクチュエーターとすることができる。図２に示されるように、アクチュエーター１０７、１０９は、図１Ａに示される寸法から、図２において破線の輪郭によって示される寸法まで機械的メタマテリアル領域１０５を伸長するように構成することができる。この伸長動作は、領域１０５の機械的メタマテリアルの内部構造を、作動化状態の内部構造に、又は非作動化状態の内部構造に変更することができる。図３は、機械的メタマテリアル領域１０５によって覆われる第１のユーザー入力構成要素１０３を示す。

図３Ａは、図３の線Ａ−Ａに沿ったインターフェースデバイス１００の断面図を示す。その断面図は、キーボードの個々のボタン等のユーザー入力構成要素１０３の個々のボタン１０３ａ〜１０３ｈ（キー１０３ａ〜１０３ｈとも呼ばれる）を示す。一実施形態において、ボタン１０３ａ〜１０３ｈの各ボタンは、図３Ａに示されるように、曲線状の輪郭を有することができる。

例えば、各ボタンは、円柱又は半球の形状を有することができる。そのようなボタンが、例えば、面心立方（ｆｃｃ）セルの格子を有するペンタモードメタマテリアルから形成されるメタマテリアル領域１０５によって覆われ得る。ボタン１０３ａ〜１０３ｈは、機械的メタマテリアル領域１０５の上面の真下にあることによって、機械的メタマテリアル領域１０５によって覆われ得る。ある形態においては、ボタン１０３ａ〜１０３ｈは、領域１０５の機械的メタマテリアルによって部分的に、又は完全に包み込まれる。別の実施形態において、ユーザー入力構成要素１０３の各ボタンは、実質的に矩形の形状を有することができる。ボタン１０３ａ〜１０３ｈは、プラスチック製又は金属製の基部等の基板層１１１上に配置することができる。

一実施形態において、機械的メタマテリアル領域１０５は、図３Ａに示されるように、キー１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれを部分的に包囲するペンタモードマテリアルの層とすることができる。ペンタモードマテリアルは、アクチュエーター１０７、１０９によって起動することができる。図３Ａは、収縮することによってアクチュエーター１０７及び１０９が作動する例を示す。例えば、アクチュエーター１０７、１０９は、図３Ａに示される方向に機械的メタマテリアル領域を伸長するために収縮する圧電アクチュエーターとすることができる。すなわち、収縮は、機械的メタマテリアル領域１０５の両側を引っ張り、領域１０５を伸長することができる。伸長は、例えば、ペンタモードマテリアルの内部構造を作動化構成に変化させることができ、その構成において、ペンタモードマテリアルは、ひずみ又は応力を、ペンタモードマテリアルによって包囲されるユーザー入力構成要素等の物体の周りに逸らすことができる。この作動化構成において、ペンタモードマテリアルは、それゆえ、物体を触覚感知されないように隠すことができる。より具体的な例においては、ユーザーの指又はスタイラスが機械的メタマテリアル領域１０５を押すか、又は別の方法で機械的メタマテリアル領域１０５と接触するとき、領域１０５を形成するペンタモードマテリアルの層に応力又はひずみを加えることができる。しかしながら、ペンタモードマテリアルの内部構造は、応力、ひずみ又は他の機械的影響を接触点の真下にあるボタン（例えば、ボタン１０３ａ）の周りに逸らすように構成することができる。応力、ひずみ又は他の機械的影響は、基板層１１１に逸らすことができる。したがって、ユーザーは、自分が任意のキーボードボタン上ではなく、基板層１１１を押しているように感じることができる。したがって、ペンタモードマテリアルの層により、キーボードをユーザーによって触覚感知されないように隠すことができる。

一実施形態において、機械的メタマテリアル領域１０５は、ユーザー入力構成要素１０３のキー１０３ａ〜１０３ｈを覆うホーリーシートを備えることができる。キー１０３ａ〜１０３ｈを覆うために、ホーリーシートも、キー１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれを部分的に包囲することができるか、又はキー１０３ａ〜１０３ｈの完全に真上に位置することができる。ホーリーシートが非作動化状態にあるとき、第１の圧縮レベルを有することができ、それにより、ユーザーは、キー１０３ａ〜１０３ｈがホーリーシートによって覆われていると感じることができるようになる。ホーリーシートが作動化状態にあるとき、第１のレベルより低い第２の圧縮レベルを有することができる。言い換えると、ホーリーシートは、作動化状態において、非作動化状態の場合より高い剛性を呈することができる。この第２の低い圧縮レベルの場合、ホーリーシートは、ユーザーがホーリーシート下にあるキー１０３ａ〜１０３ｈを感じることができないような十分な剛性を有するようになることができる。したがって、ホーリーシートを用いて、同じく、ユーザー入力構成要素１０３をユーザーによって触覚感知されないように隠すことができる。

図３Ａは、ユーザーインターフェースデバイス１００に埋め込まれたハプティック（触覚）アクチュエーター１２９を更に示す。例えば、ハプティックアクチュエーター１２９は、振動触覚ハプティック効果を生成するように構成される物体ＬＲＡとすることができる。一実施形態において、そのような振動触覚ハプティック効果は、領域１０５が作動化されるときに、機械的メタマテリアル領域１０５によって隠すことができる。

図４Ａは、図４の線Ａ−Ａに沿ったインターフェースデバイス１００の断面図を示す。図４Ａは、機械的メタマテリアル領域１１５によって覆われる、ホームボタン等の別のユーザー入力構成要素１１３を示す。一実施形態において、ユーザー入力構成要素１１３は、円柱又は半球の形状を有することができる。作動化状態において、機械的メタマテリアル領域１１５は、ホームボタンを触覚感知されないように隠すように構成することができる。機械的メタマテリアル領域１１５は、例えば、アクチュエーター１１９及び１１７によって起動することができる。例えば、アクチュエーター１１９、１１７はそれぞれ、図４Ａに示される方向に収縮するスタック圧電アクチュエーターとすることができる。圧電アクチュエーターが収縮すると、機械的メタマテリアル領域１１５の両側を引っ張ることができ、それにより、機械的メタマテリアル領域１１５を、作動化状態に対応する構成に伸長することができる。

一実施形態において、機械的メタマテリアル領域は、ディスプレイ１０１の一部又は全体の上方に配置することができる。機械的メタマテリアル領域を用いて、ハプティックアクチュエーターによって与えられるハプティック効果を触覚感知されないように隠すことができる。ハプティック効果は、例えば、低周波変形に基づくハプティック効果、高周波変形に基づくハプティック効果（例えば、振動触覚効果）、又は静電ハプティック効果とすることができる。例えば、機械的メタマテリアル領域を作動化して、溝、突起又はディスプレイ１０１の表面上に作り出された任意の他のタイプの変形に基づく効果を隠すことができる。

一実施形態において、１つ以上の光学的メタマテリアル領域をユーザーインターフェースデバイスに適用することができる。各光学的メタマテリアル領域は、光学的メタマテリアルの層を備えることができる。一実施形態において、光学的メタマテリアルは作動化状態を有することができ、作動化状態では、その内部構造が、光を光学的メタマテリアル内に埋め込まれた物体の周りに導光することができる。したがって、光学的メタマテリアルは、光学的メタマテリアルが作動化状態にあるときに、物体を視覚的にクローキングすることができる。例えば、物体の背後の環境から物体の前方に、埋め込まれた物体の周りに光を導光することによって、光学的メタマテリアルは、物体の背後の環境を表示することができる。ディスプレイ画面が物体の背後に、そして光学的メタマテリアル領域の背後に位置していたなら、光学的メタマテリアル領域によって、ディスプレイ画面を見ることができる。光学的メタマテリアルは、内部構造がもはや視覚的クローキング機能を実行しない非作動化状態を更に有することができる。非作動化状態において、光学的メタマテリアル内に埋め込まれた物体は再び見ることができ、ディスプレイ画面への視野が物体によって遮られる。

一例において、光学的メタマテリアル領域は、物理的キーボード（例えば、機械的キーボード）を有するユーザーインターフェースデバイスとともに使用され得る。キーボードのキーは、光学的メタマテリアル領域の光学的メタマテリアル内に埋め込むことができる。このようにして、光学的メタマテリアル領域は、物理的キーボードが使用されていないときに、物理的キーボードに関する視覚的クローキングを実行することができ、物理的キーボードが必要とされるときに視覚的クローキングを中止することができる。例えば、ユーザーがテキストメッセージ、テキスト編集又はワードプロセッシングアプリケーションを開くか、又は物理的キーボードを使用する必要性を示す何らかの他の動作を実行するとき、光学的メタマテリアル領域を通して物理的キーボードを見ることができるように、光学的メタマテリアルの層を非作動化状態にすることができる。ユーザーがビデオビューイングアプリケーションを開くか、又は物理的キーボードをもはや使用する必要がないことを示す何らかの他の動作を実行するとき、光学的メタマテリアル領域を作動化して、物理的キーボードを視覚的にクローキングすることができる。場合によっては、光学的メタマテリアル領域の光学的メタマテリアルを伸長又は圧縮することによって、光学的メタマテリアルの層を作動化することができる。光学的メタマテリアル領域が作動化されるとき、物理的キーボードは、ユーザーから見ることができなくなり、ディスプレイ画面の任意の部分又はキーボード下方の他の材料が目に見えるようになる。より具体的には、一実施形態において、物理的キーボードは、ユーザーインターフェースデバイスのディスプレイ画面の一部の上に配置することができる。ユーザーインターフェースデバイスの制御ユニットが、物理的キーボードが現時点で必要とされないと判断するとき、制御ユニットは、光学的メタマテリアル領域を作動化して、物理的キーボードを視覚的にクローキングすることができ、その下にあるディスプレイ画面の部分を見ることができるようにする。光学的メタマテリアルは、Yungui Maらによる「Experimental demonstration of a Multiphysics cloak: manipulating heat flux and electric current simultaneously」、N. Landyによる「A full parameter unidirectional metamaterial cloak for microwaves」及びMuhammad Razaによる「A multi-cloack bifunctional device」において更に詳細に論じられており、それらの文献は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

上記で論じられた機械的メタマテリアル及び光学的メタマテリアルは、別々の代替の実施形態において使用される場合があるか、又は幾つかの実施形態において組み合わせられる場合がある。

図５は、機械的メタマテリアル領域１０５等のメタマテリアル領域を使用するための例示的な方法２００を与える流れ図を示す。一実施形態において、方法２００は、ステップ２０１において開始し、ステップ２０１において、ユーザーインターフェースデバイスが、ユーザーインターフェースデバイスの、物理的キーボード等の物理的ユーザー入力構成要素において入力を受信する。物理的ユーザー入力構成要素での入力は、例えば、ユーザーが、物理的キーボード又はホームボタン等の自分のデバイスのユーザー入力構成要素とインタラクトすることを示す。

ステップ２０３において、ユーザーインターフェースデバイスが、物理的ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断する。例えば、ユーザーインターフェースデバイスの制御ユニットが、今後の期間に（今後３０秒の間に）キーボードの使用が完了するか否かを判断することができる。例えば、ユーザーがユーザーインターフェースデバイス上でテキストメッセージング又はワードプロセッシングアプリケーションを終了させるときに、制御ユニットはそのような判断を行うことができる。

ステップ２０５において、物理的ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるとの判断に応答して、ユーザーインターフェースデバイスが、物理的ユーザー入力構成要素の上方に配置される機械的メタマテリアル領域を作動化することができる。このステップを実行して、例えば、ユーザーインターフェースデバイスの物理的キーボードの機械的クローキングを作動化することができ、それにより、ユーザーはもはやキーボードキーを触覚的に感知しない。

ステップ２０７において、ユーザーインターフェースデバイスが、物理的ユーザー入力構成要素の触覚感知を隠すのが中止されるべきである、又はより一般的には、物理的ユーザー入力構成要素の触覚感知が有効にされるべきである、又は有効なまま維持されるべきである、ということを判断することができる。この判断は、例えば、ユーザーがテキストメッセージのやり取り、テキスト編集又はワードプロセッシングアプリケーションを開くときに行われるか、又はユーザーインターフェースデバイスが物理的入力構成要素を触覚的に感知することができる非作動化状態に置かれることを、開かれたアプリケーションが明示的に（例えば、機械的メタマテリアル領域の作動化又は非作動化を制御するためのコマンドを与えるアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を介して）通信又は要求するときに行われる。

ステップ２０９において、物理的ユーザー入力構成要素の触覚感知を隠すのが中止されるべきであるとの判断に応答して、ユーザーインターフェースデバイスが、物理的ユーザー入力構成要素の上方に配置される機械的メタマテリアル領域を非作動化することができる。このステップは、物理的ユーザー入力構成要素の機械的クローキングを非作動化することができる。

一実施形態において、方法２００は、物理的ユーザー入力構成要素の上方に配置される光学的メタマテリアル領域も有するユーザーインターフェースデバイスを関与させることができる。そのような実施形態において、光学的メタマテリアル領域及び機械的メタマテリアル領域は、同時に作動化することができ、また同時に非作動化することができる。機械的メタマテリアル領域を用いて、ユーザー入力構成要素を機械的にクローキングすることができ、一方、光学的メタマテリアル領域を用いて、ユーザー入力構成要素を視覚的にクローキングすることができる。

図６は、ゲームコンソールコントローラーであるユーザーインターフェースデバイス３００を示す。ゲームコンソールコントローラーは、ゲームコンソールコントローラーの物理的ユーザー入力構成要素を触覚感知されないように隠すことができる複数のメタマテリアル領域を含む。ゲームコントローラーは、ユーザー入力構成要素の第１の組３０３（例えば、矢印ボタンの組）と、ユーザー入力構成要素の第２の組３１３（例えば、ボタンの別の組）とを含む。ボタンは、ゲームコンソールコントローラーと通信するホストコンピューター上で実行されるゲームアプリケーションのための入力を与えることができる。ゲームコントローラーは、ユーザー入力構成要素の第１の組３０３を覆う第１の機械的メタマテリアル領域３０５を更に含み、ユーザー入力構成要素の第２の組３１３を覆う第２の機械的メタマテリアル領域３１５を含む。機械的メタマテリアル領域３０５をアクチュエーター３０７によって起動して、ユーザー入力構成要素の第１の組の機械的クローキングを実行することができ、一方、機械的メタマテリアル領域３１５をアクチュエーター３１７によって起動して、ユーザー入力構成要素の第２の組３１３の機械的クローキングを実行することができる。上記で論じられたように、ユーザー入力構成要素が現時点でゲームにおいて機能していないときに、ユーザー入力構成要素に関する機械的クローキングを実行することができ、それにより、ユーザーがユーザー入力構成要素を押すか、又は別の方法でユーザー入力構成要素とインタラクトする可能性が小さくなる。さらに、機械的メタマテリアル領域を１つ以上の光学的メタマテリアル領域と組み合わせて、現時点で機能していないユーザー入力構成要素を視覚的にクローキングすることができる。一群のボタンの上方に１つのメタマテリアル領域が配置されるとき、覆われたボタン又はキーの全てが、ユーザーインターフェースデバイス上で現時点において実行されているアプリケーション内で対応する機能を有しないと判断されるときにのみ、視覚的又は機械的クローキングを作動化することができる。

一実施形態において、機械的又は光学的メタマテリアル領域（複数の場合もある）は、ゲーミングアプリケーション、ウェアラブルアプリケーション、拡張現実（ＡＲ）若しくは仮想現実（ＶＲ）アプリケーション、別のコンピューティングアプリケーション、又は任意の他のアプリケーションにおいて使用され得る。

本願は、２０１７年５月１日に出願された米国特許出願第１５／５８３，０８８号の利益を主張し、この出願の開示は引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

例示のために、システム及び方法の具体例及び実施形態が説明されてきたが、本発明から逸脱することなく、種々の変更を加えることができることは当業者には理解されよう。例えば、本発明の実施形態は、個別に動作するか、又は他のデバイスとともに動作する数多くの異なるタイプの物体又はデバイスに適用することができる。さらに、１つの実施形態の複数の特徴が、他の実施形態に組み込まれる場合があるか、又は１つの実施形態の特徴及び別の実施形態の特徴が本明細書内の単一の実施形態において一緒に説明されない場合であっても、別の実施形態の特徴を組み合わせることができる。

Claims (22)

1. ユーザー入力構成要素と、
   前記ユーザー入力構成要素の上方に位置する機械的メタマテリアル領域と、
   前記機械的メタマテリアル領域に結合される１つ以上のアクチュエーターであって、前記機械的メタマテリアル領域は、該１つ以上のアクチュエーターによって変更可能である内部構造を有し、該１つ以上のアクチュエーターによる該内部構造の該変更に応答して変化する機械的特性を有する、１つ以上のアクチュエーターと、
   前記１つ以上のアクチュエーターと通信し、前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、
   前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるとの前記判断に応答して、前記１つ以上のアクチュエーターを起動して、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造を変更するように構成される制御ユニットと、
   を備える、ユーザーインターフェースデバイス。
2. 前記１つ以上のアクチュエーターは、前記機械的メタマテリアル領域を伸長又は圧縮するように構成され、前記機械的メタマテリアル領域の前記機械的特性は、前記機械的メタマテリアル領域が伸長又は圧縮されるのに応答して変化する、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
3. 前記機械的メタマテリアル領域は、機械的メタマテリアルの矩形の層を備え、前記１つ以上のアクチュエーターは、前記機械的メタマテリアルの矩形の層の長さ又は幅に沿って前記機械的メタマテリアル領域を伸長又は圧縮するように構成される、請求項２に記載のユーザーインターフェースデバイス。
4. 前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイスにおけるハプティック効果が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、前記ユーザーインターフェースデバイスにおける該ハプティック効果が隠されるべきであるとの判断に応答して、前記１つ以上のアクチュエーターを起動するように更に構成される、請求項２に記載のユーザーインターフェースデバイス。
5. 前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かとの前記判断は、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行しているアプリケーションのアイデンティティに基づく、請求項２に記載のユーザーインターフェースデバイス。
6. 前記ユーザー入力構成要素はキーボードであり、前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行している前記アプリケーションがテキストメッセージングアプリケーション又はテキスト編集アプリケーションであるとの判断に応答して、前記ユーザー入力構成要素の触覚感知が有効にされるべきである、又は有効のまま維持されるべきであると判断するように構成される、請求項５に記載のユーザーインターフェースデバイス。
7. 前記制御ユニットは、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行している前記アプリケーションがビデオビューイングアプリケーションであるとの判断に応答して、前記ユーザー入力構成要素が触覚感知されないように隠されるべきであると判断するように構成される、請求項６に記載のユーザーインターフェースデバイス。
8. 前記機械的メタマテリアル領域は、互いから離間される少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域であり、前記第１の機械的メタマテリアル領域の機械的特性は、前記第２の機械的メタマテリアル領域の機械的特性を変化させることなく変化させることができる、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
9. 前記ユーザー入力構成要素はボタンであり、前記ユーザーインターフェースデバイス上の複数のボタンのうちの１つであり、前記第１の機械的メタマテリアル領域及び前記第２の機械的メタマテリアル領域は、前記複数のボタンの異なるボタンをそれぞれ覆う、請求項８に記載のユーザーインターフェースデバイス。
10. 前記制御ユニットは、前記少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域のうちの一方によって覆われる全てのボタンが、前記ユーザーインターフェースデバイス上で実行されているアプリケーションにおいて現時点で機能してないと判断するのに応答して、前記少なくとも第１の機械的メタマテリアル領域及び第２の機械的メタマテリアル領域のうちの前記一方の内部構造を変化させるように構成される、請求項９に記載のユーザーインターフェースデバイス。
11. 前記ユーザー入力構成要素は物理的ユーザー入力構成要素である、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
12. 前記ユーザーインターフェースデバイスは、ポンプ層又は流体層を含まない、請求項１１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
13. 前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造は、前記１つ以上のアクチュエーターによって変更することができる格子構造を有する、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
14. 前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造は穴のアレイを有し、該穴のアレイの個々の穴は、７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の直径を有し、前記１つ以上のアクチュエーターによって変更することができる形状を有する、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
15. 前記内部構造の前記変更に応答して変化する前記機械的特性は、前記機械的メタマテリアル領域の剪断弾性率及び体積弾性率のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
16. 前記機械的メタマテリアル領域はペンタモードメタマテリアルから形成される、請求項１５に記載のユーザーインターフェースデバイス。
17. 前記ユーザーインターフェースデバイスはモバイルフォンであり、前記ユーザーインターフェースデバイスはディスプレイデバイスを更に備え、前記ユーザー入力構成要素は前記ディスプレイデバイスに隣接するキーボードである、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
18. 前記ユーザーインターフェースデバイスは、ホストコンピューターと通信するゲームコンソールコントローラーであり、前記ユーザー入力構成要素はボタンである、請求項１に記載のユーザーインターフェースデバイス。
19. 第１の表面を有する構成要素と、
    前記第１の表面の上方に位置する機械的メタマテリアル領域と、
    前記機械的メタマテリアル領域に結合される起動デバイスと、
    を備え、前記機械的メタマテリアル領域は前記起動デバイスによって変更可能である内部構造を有し、前記起動デバイスによる前記内部構造の前記変更に応答して変化する機械的特性を有する、ユーザーインターフェースデバイス。
20. 前記構成要素はユーザー入力構成要素であり、前記起動デバイスは１つ以上のアクチュエーターを備え、前記ユーザーインターフェースデバイスは制御ユニットを更に備え、前記制御ユニットは、前記１つ以上のアクチュエーターと通信し、
    前記第１の表面が触覚感知されないように隠されるべきであるか否かを判断し、前記第１の表面が触覚感知されないように隠されるべきであるとの前記判断に応答して、前記１つ以上のアクチュエーターを起動して、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造を変更するように構成される、請求項１９に記載のユーザーインターフェースデバイス。
21. 前記起動デバイスは、前記機械的メタマテリアル領域に結合される手動で作動可能な構成要素であり、手動で作動するときに、前記機械的メタマテリアル領域の前記内部構造を変更するように構成される、請求項１９に記載のユーザーインターフェースデバイス。
22. 前記手動で作動可能な構成要素は、前記機械的メタマテリアル領域に直接結合されるレバーアームであるか、又はコードを介して前記機械的メタマテリアル領域に結合されるノブである、請求項２１に記載のユーザーインターフェースデバイス。

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