(57)【要約】【課題】静電摩擦効果を提供するように構成された高性能ハンドヘルドインターフェースデバイスを提供すること。【解決手段】デバイスは、３つ以上の複数の電極を備え、各電極は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置される。各電極は、ハンドヘルドインターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分によって覆われるか又はそれぞれの部分を形成する。デバイスは、複数の電極の各電極における接触状態を判断し、複数の電極の各電極における判断された接触状態に基づいて複数の電極のサブセットを選択し、複数の電極の選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみに、静電摩擦を発生させる駆動信号を印加するように構成された制御ユニットを含む。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成されたハンドヘルドインターフェースデバイスであって、
複数の電極であって、該複数の電極の各電極は、該インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、該複数の電極の各電極は、前記外面の該電極のそれぞれの部分によって覆われるか、又は該外面の該電極のそれぞれの部分を形成し、該複数の電極は３つ以上の電極を含む、複数の電極と、
制御ユニットであって、
前記複数の電極の各電極における接触状態を判断し、該接触状態は、前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、前記外面の前記それぞれの部分における任意の検出されたユーザー接触の質のレベルを更に示し、
前記複数の電極の各電極における前記判断された接触状態に基づいて該複数の電極のサブセットを選択し、
前記複数の電極の前記選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみにおいて静電摩擦を発生させるように駆動信号を印加する、
ように構成された制御ユニットと、
を備える、ハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項２】
前記複数の電極の各電極に対する前記接触状態が、ｉ）前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分における任意のユーザー接触の面積、ｉｉ）前記外面の前記それぞれの部分において任意のユーザー接触によってかけられた圧力の量、ｉｉｉ）前記外面の前記それぞれの部分を横切る任意のユーザー接触の圧力分布のうちの少なくとも１つを示す、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項３】
前記外面のそれぞれの部分がユーザーと接触している前記複数の電極のうちの１つの電極に対する前記接触状態が、ｉ）前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分と接触しているユーザーの部分の湿度のレベル、及びｉｉ）ユーザーのいずれの位置が前記外面の前記それぞれの部分と接触しているかのうちの少なくとも１つを示す、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項４】
前記複数の電極は複数の絶縁電極であり、その各々は、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能であり、前記制御ユニットは、任意の検出されたユーザー接触の最高レベルを有する前記複数の絶縁電極のうちの少なくとも２つの電極を選択することによって、前記複数の絶縁電極から前記サブセットを選択するように構成されている、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記絶縁電極の前記サブセットのうちの少なくとも１つの電極を接地電極として選択し、該サブセットの残りの電極を信号電極として選択するように構成されており、前記駆動信号は、信号電極として選択された前記電極のみに印加される、請求項４に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項６】
前記複数の絶縁電極の前記サブセットは異なるサイズの電極を含み、前記制御ユニットは、前記サブセットの最小電極を前記接地電極として選択するように構成されている、請求項５に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記複数の絶縁電極のうちの２つ以上の電極を信号電極として選択するように構成されている、請求項６に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項８】
前記複数の電極は、信号電極として構成された絶縁電極の第１のセットと、接地電極として構成された露出電極の第２のセットとを含み、前記選択されたサブセットは、前記絶縁電極の第１のセットからの少なくとも１つの信号電極と、前記露出電極の第２のセットからの少なくとも１つの接地電極とを含み、前記駆動信号は、前記絶縁電極の第１のセットからの前記少なくとも１つの信号電極のみに印加される、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項９】
前記制御ユニットは、ｉ）前記複数の電極のそれぞれにおける接触を検知するように構成された複数の接触センサーからの測定値、ｉｉ）前記複数の電極からの測定値、ｉｉｉ）該ハンドヘルドインターフェースデバイスで実行されているか又は該ハンドヘルドインターフェースデバイスから入力を受け取っているアプリケーションの識別、及びｉｖ）ユーザーの手のサイズを示す格納された又は検出された情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記複数の電極に対する前記接触状態を判断するように構成されている、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、該ハンドヘルドインターフェースデバイスが現時点でいかに把持されているかを示す把持位置を判断し、該判断された把持位置に基づいて前記複数の電極に対する前記接触状態を判断するように構成されている、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１１】
ディスプレイを更に備え、前記制御ユニットは、該ディスプレイ上に画像が縦長モードに向けられているか又は横長モードに向けられているかに基づき、前記把持位置を判断するように構成されている、請求項１０に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１２】
前記デバイスの前記外面が、ディスプレイ又はユーザー入力コンポーネントを有する正面と、該正面と反対側の背面とを備え、前記複数の電極は、前記背面の中心における電極と該背面の縁により近いように位置する他の電極とを含む、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１３】
仮想現実（ＶＲ）アプリケーション又は拡張現実（ＡＲ）アプリケーション用のコントローラーである、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１４】
前記複数の電極の前記サブセットに印加される前記駆動信号は、少なくとも１ｋＶの振幅を有する、請求項１に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１５】
静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するか否かを判断するように構成されたハンドヘルドインターフェースデバイスであって、
複数の電極であって、該複数の電極の各電極は、該インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、該複数の電極の各電極は、前記外面の該電極のそれぞれの部分によって覆われるか、又は該外面の該電極のそれぞれの部分を形成し、前記複数の電極は、各々が接地電極であるか又は接地電極であるように切替可能な電極である１つ以上の電極の第１のセットと、各々が信号電極であるか又は信号電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第２のセットとを含む、複数の電極と、
制御ユニットであって、
前記複数の電極の各電極における接触状態を判断し、該接触状態は、前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、
前記複数の電極の各電極における前記接触状態に基づいて、前記１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は前記複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断し、
前記１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は前記複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することに応じて、前記１つ以上の電極の第２のセットにおける全ての電極を無効にすることによって、該ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にし、ユーザー接触は、前記無効にされた１つ以上の電極のうちの少なくとも１つにおいて検出される、
ように構成された制御ユニットと、
を備える、ハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１６】
前記１つ以上の電極の第１のセットは、各々、該インターフェースデバイスの前記外面の一部を形成する接地電極であり、前記１つ以上の電極の第２のセットは、各々、信号源に切替可能に接続され、該インターフェースデバイスの前記外面によって覆われており、前記制御ユニットは、前記１つ以上の接地電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかったという判断に応じて、ＥＳＦ効果を無効にするように構成されている、請求項１５に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１７】
前記複数の電極は、各々、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能な絶縁電極であり、前記制御ユニットは、前記複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたという判断に応じて、ＥＳＦ効果を無効にするように構成されている、請求項１５に記載のハンドヘルドインターフェースデバイス。
【請求項１８】
ハンドヘルドインターフェースデバイスに対する静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供する方法であって、前記ハンドヘルドインターフェースデバイスは３つ以上の複数の電極を備え、該電極は、各々、前記インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、かつ、各々、該外面の該それぞれの部分によって覆われるか、又は該外面の該それぞれの部分を形成する、方法であり、
前記インターフェースデバイスの制御ユニットが、前記複数の電極の各電極に対する接触状態を判断することであって、該接触状態は、前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、前記外面の前記それぞれの部分における高レベルの任意の検出されたユーザー接触を更に示すことと、
前記制御ユニットが、前記複数の電極の各電極における前記判断された接触状態に基づいて該複数の電極のサブセットを選択することと、
前記制御ユニットが、前記複数の電極のうちの前記選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみに、静電摩擦を発生させる駆動信号を印加することと、
を含む、方法。
【請求項１９】
ハンドヘルドインターフェースデバイスに対して静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供する方法であって、該ハンドヘルドインターフェースデバイスは複数の電極を備え、該電極は、各々、該インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、かつ、各々、該外面の該それぞれの部分によって覆われるか、又は該外面の該それぞれの部分を形成し、前記複数の電極は、各々が、接地電極であるか又は接地電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第１のセットと、各々が信号電極であるか又は信号電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第２のセットとを含む、方法であり、
前記インターフェースデバイスの制御ユニットが、前記複数の電極の各電極に対する接触状態を判断することであって、該接触状態は、前記電極によって形成されるか又は該電極を覆う前記外面の前記それぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示すことと、
前記制御ユニットが、前記複数の電極の各電極における前記接触状態に基づいて、前記１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は前記複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することと、
前記１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は前記複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することに応じて、前記制御ユニットが、前記１つ以上の電極の第２のセットにおける全ての電極を無効にすることによって、前記ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にすることであって、ユーザー接触は、前記無効にされた１つ以上の電極のうちの少なくとも１つにおいて検出されることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の静電摩擦（ＥＳＦ）電極を有するハンドヘルドインターフェースデバイスに関し、ユーザーインターフェース、ゲーム、自動車、装着具、仮想現実又は拡張現実、及び家庭用電化製品に応用される。
【背景技術】
【０００２】
コンピューターベースのシステムが普及してくるに従い、人間がこれらのシステムとインタラクトするためのインターフェースの質は、ますます重要になってきている。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、ユーザーにキューを提供し、特定の事象の通知を提供し、又は仮想環境内でより大きい知覚没入感（sensory immersion）を生成するように現実的なフィードバックを提供することにより、インターフェースの質を向上させることができる。
【０００３】
ハプティック効果の例としては、運動感覚ハプティック効果（能動的及び抵抗力フィードバック等）、振動触覚ハプティック効果、及び静電摩擦ハプティック効果が挙げられる。静電摩擦ハプティック効果では、電極に電流を与えることができる。そして、電極は、ユーザーの皮膚に吸引力をかけることができ、ユーザーは、この力を静電摩擦として知覚することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的の１つは、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成された高性能ハンドヘルドインターフェースデバイスを提供することである。ハンドヘルドインターフェースデバイスは、複数の電極及び制御ユニットを備える。複数の電極の各電極は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、複数の電極の各電極は、外面の電極のそれぞれの部分によって覆われるか、又は、外面の電極のそれぞれの部分を形成する。複数の電極は、３つ以上の電極を含む。制御ユニットは、（ｉ）複数の電極の各電極における接触状態を判断し、接触状態は、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、外面のそれぞれの部分における任意の検出されたユーザー接触の質のレベルを更に示し、（ｉｉ）複数の電極の各電極における判断された接触状態に基づいて複数の電極のサブセットを選択し、（ｉｉｉ）複数の電極の選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみにおいて静電摩擦を発生させるように駆動信号を印加するように構成されている。
【０００５】
一実施形態において、複数の電極の各電極に対する接触状態が、ｉ）電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分における任意のユーザー接触の面積、ｉｉ）外面のそれぞれの部分において任意のユーザー接触によってかけられた圧力の量、ｉｉｉ）外面のそれぞれの部分を横切る任意のユーザー接触の圧力分布のうちの少なくとも１つを示す。
【０００６】
一実施形態において、外面のそれぞれの部分がユーザーと接触している複数の電極のうちの１つの電極に対する接触状態が、ｉ）電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分と接触しているユーザーの部分の湿度のレベル、及びｉｉ）ユーザーのいずれの位置が外面のそれぞれの部分と接触しているかのうちの少なくとも１つを示す。
【０００７】
一実施形態において、複数の電極は複数の絶縁電極であり、その各々は、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能であり、制御ユニットは、任意の検出されたユーザー接触の最高レベルを有する複数の絶縁電極のうちの少なくとも２つの電極を選択することによって、複数の絶縁電極からサブセットを選択するように構成されている。
【０００８】
一実施形態において、制御ユニットは、絶縁電極のサブセットのうちの少なくとも１つの電極を接地電極として選択し、サブセットの残りの電極を信号電極として選択するように構成されており、駆動信号は、信号電極として選択された電極のみに印加される。
【０００９】
一実施形態において、複数の絶縁電極のサブセットは異なるサイズの電極を含み、制御ユニットは、サブセットの最小電極を接地電極として選択するように構成されている。
【００１０】
一実施形態において、制御ユニットは、複数の絶縁電極のうちの２つ以上の電極を信号電極として選択するように構成されている。
【００１１】
一実施形態において、複数の電極は、信号電極として構成された絶縁電極の第１のセットと、接地電極として構成された露出電極の第２のセットとを含み、選択されたサブセットは、絶縁電極の第１のセットからの少なくとも１つの信号電極と、露出電極の第２のセットからの少なくとも１つの接地電極とを含み、駆動信号は、絶縁電極の第１のセットからの少なくとも１つの信号電極のみに印加される。
【００１２】
一実施形態において、制御ユニットは、ｉ）複数の電極のそれぞれにおける接触を検知するように構成された複数の接触センサーからの測定値、ｉｉ）複数の電極からの測定値、ｉｉｉ）ハンドヘルドインターフェースデバイスで実行されているか又はハンドヘルドインターフェースデバイスから入力を受け取っているアプリケーションの識別、及びｉｖ）ユーザーの手のサイズを示す格納された又は検出された情報のうちの少なくとも１つに基づいて、複数の電極に対する接触状態を判断するように構成されている。
【００１３】
一実施形態において、制御ユニットは、ハンドヘルドインターフェースデバイスが現時点でいかに把持されているかを示す把持位置を判断し、判断された把持位置に基づいて複数の電極に対する接触状態を判断するように構成されている。
【００１４】
一実施形態において、請求項に記載のハンドヘルドインターフェースデバイスは、ディスプレイを更に備え、制御ユニットは、ディスプレイ上に画像が縦長モードに向けられているか又は横長モードに向けられているかに基づき、把持位置を判断するように構成されている。
【００１５】
一実施形態において、デバイスの外面が、ディスプレイ又はユーザー入力コンポーネントを有する正面と、正面と反対側の背面とを備え、複数の電極は、背面の中心における電極と背面の縁により近いように位置する他の電極とを含む。
【００１６】
一実施形態において、インターフェースデバイスは、仮想現実（ＶＲ）アプリケーション又は拡張現実（ＡＲ）アプリケーション用のコントローラーである。
【００１７】
一実施形態において、複数の電極のサブセットに印加される駆動信号は、少なくとも１ｋＶの振幅を有する。
【００１８】
本発明の実施形態の一態様は、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するか否かを判断するように構成されたハンドヘルドインターフェースデバイスに関する。ハンドヘルドインターフェースデバイスは、複数の電極及び制御ユニットを備える。複数の電極の各電極は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、複数の電極の各電極は、外面の電極のそれぞれの部分によって覆われるか、又は、外面の電極のそれぞれの部分を形成し、複数の電極は、各々が接地電極又は接地電極であるように切替可能な電極である１つ以上の電極の第１のセットと、各々が信号電極又は信号電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第２のセットとを備える。制御ユニットは、ｉ）複数の電極の各電極における接触状態を判断し、接触状態は、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、ｉｉ）複数の電極の各電極における接触状態に基づいて、１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断し、ｉｉｉ）１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することに応じて、１つ以上の電極の第２のセットにおける全ての電極を無効にすることによって、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にし、ユーザー接触は、無効にされた１つ以上の電極のうちの少なくとも１つにおいて検出されるように構成されている。
【００１９】
一実施形態において、１つ以上の電極の第１のセットは、各々、インターフェースデバイスの外面の一部を形成する接地電極であり、１つ以上の電極の第２のセットは、各々、信号源に切替可能に接続され、インターフェースデバイスの外面によって覆われており、制御ユニットは、１つ以上の接地電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかったという判断に応じて、ＥＳＦ効果を無効にするように構成されている。
【００２０】
一実施形態において、複数の電極は、各々、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能な絶縁電極であり、制御ユニットは、複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたという判断に応じて、ＥＳＦ効果を無効にするように構成されている。
【００２１】
本発明の実施形態の一態様は、ハンドヘルドインターフェースデバイスに対する静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供する方法であって、ハンドヘルドインターフェースデバイスは３つ以上の複数の電極を備え、電極は、各々、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、かつ、各々、外面のそれぞれの部分によって覆われるか、又は外面のそれぞれの部分を形成する、方法に関する。本方法は、（ｉ）インターフェースデバイスの制御ユニットが、複数の電極の各電極に対する接触状態を判断することであって、接触状態は、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示し、外面のそれぞれの部分における高レベルの任意の検出されたユーザー接触を更に示すことと、（ｉｉ）制御ユニットが、複数の電極の各電極における判断された接触状態に基づいて複数の電極のサブセットを選択することと、（ｉｉｉ）制御ユニットが、複数の電極のうちの選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみに、静電摩擦を発生させる駆動信号を印加することとを含む。
【００２２】
本発明の実施形態の一態様は、ハンドヘルドインターフェースデバイスに対して静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供する方法であって、ハンドヘルドインターフェースデバイスは複数の電極を備え、電極は、各々、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に別個に配置され、かつ、各々、外面のそれぞれの部分によって覆われるか、又は外面のそれぞれの部分を形成し、複数の電極は、各々が、接地電極であるか又は接地電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第１のセットと、各々が信号電極であるか又は信号電極であるように切替可能である１つ以上の電極の第２のセットとを含む、方法に関する。本方法は、（ｉ）インターフェースデバイスの制御ユニットが、複数の電極の各電極に対する接触状態を判断することであって、接触状態は、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分においてユーザー接触が検出されたか否かを示すことと、（ｉｉ）制御ユニットが、複数の電極の各電極における接触状態に基づいて、１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することと、（ｉｉｉ）１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断することに応じて、制御ユニットが、１つ以上の電極の第２のセットにおける全ての電極を無効にすることによって、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にすることであって、ユーザー接触は、無効にされた１つ以上の電極のうちの少なくとも１つにおいて検出されることとを含む。
【００２３】
本発明の実施形態の特徴、目的、及び利点は、添付図面が参照される以下の詳細な説明を読むことによって当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、複数の電極が外面に配置され、それら複数の電極が静電摩擦効果を発生させるように構成されている、モバイルデバイスの斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、複数の電極が外面に配置され、それら複数の電極が静電摩擦効果を発生させるように構成されている、モバイルデバイスの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、複数の電極が外面に配置され、それら複数の電極が静電摩擦効果を発生させるように構成されている、ゲームコントローラーの斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、複数の電極が外面に配置され、それら複数の電極が静電摩擦効果を発生させるように構成されている、ゲームコントローラーの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、露出電極又は絶縁電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、露出電極又は絶縁電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、露出電極又は絶縁電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、露出電極又は絶縁電極に配置された接触センサーの１つの配置を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、静電摩擦効果を発生させるように複数の電極が上に配置されているハンドヘルドインターフェースデバイスの機能図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、静電摩擦効果を発生させるように複数の電極が上に配置されているハンドヘルドインターフェースデバイスの機能図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、静電摩擦効果を発生させるように複数の電極が上に配置されているハンドヘルドインターフェースデバイスの機能図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおいて静電摩擦効果を発生させるように電極を選択する方法例のフロー図である。
【図７】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおいて静電摩擦効果を無効にする方法例のフロー図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方と、ハンドヘルドインターフェースデバイスで実行している１つのアプリケーションとの例を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方と、ハンドヘルドインターフェースデバイスで実行している１つのアプリケーションとの例を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方と、ハンドヘルドインターフェースデバイスで実行している１つのアプリケーションとの例を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方の例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方の例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の一実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスが保持される１つの把持の仕方の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
以下の詳細な説明は本来例示的なものでしかなく、本発明又は本発明の用途及び使用を限定するように意図されていない。さらに、前述の技術分野、背景技術、発明の概要又は以下の詳細な説明に提示されている、明示又は暗示されるいかなる理論にも制限されることは意図されていない。
【００２７】
本発明の実施形態は、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を発生させるための、ハンドヘルドインターフェースデバイス（例えば、携帯電話又はゲームコントローラー）又はウェアラブルデバイス（例えば、リストバンド）等のインターフェースデバイスのそれぞれの位置（すなわち、異なる位置）における複数の電極の使用と、ＥＳＦ効果を発生させるためにいずれの電極が使用されるかを選択することとに関する。選択は、複数の電極のそれぞれの位置における接触状態に基づくことができる。複数の電極を用いて、例えば、静的ＥＳＦ効果又は動的ＥＳＦ効果を発生させることができる。動的ＥＳＦ効果は、指又はユーザーの身体の他の部分がインターフェースデバイスの表面上を移動している間に、その指又はユーザーの身体の他の部分に静電力をかけることを含むことができる。静電力は、電極に時間変化信号を印加することによって生成することができる。静電力は、指を引き付けることができ、指の移動中に摩擦として知覚することができる。静的ＥＳＦ効果は、ユーザーの指又は他の身体部分がインターフェースデバイスの表面上で静止したままである間に発生させることができる。静的ＥＳＦ効果もまた、電極に時間変化信号を印加することによって静電力を生成することを含むことができる。場合によっては、静的ＥＳＦは、時間変化信号に対して、動的ＥＳＦに対する電圧レベルと比較して高い電圧レベルを含むことができる。ＥＳＦ効果をもたらすために使用される電極は、ＥＳＦ電極と呼ぶことができる。場合によっては、電気信号が印加されているＥＳＦ電極は、信号電極と呼ぶことができる。場合によっては、本発明におけるＥＳＦ効果の生成はまた、接地電極と呼ぶことができる、接地電位を有する電極を必要とする場合もある。
【００２８】
多くの場合、ＥＳＦ効果の生成には、ユーザーの身体の一部がＥＳＦ電極に触れているか若しくは他の方法で接触しているか、又は（ＥＳＦ電極が表面の後方にある場合）ＥＳＦ電極を覆っている（例えば、ＥＳＦ電極の上に直接配置されている）表面の一部に触れていることが必要である可能性がある。携帯電話等のハンドヘルドインターフェースデバイスの場合、これは、電極又は電極を覆っている表面部分がユーザーの指、手のひら又は他の身体部分と接触する可能性が高い位置にＥＳＦ電極を配置することを含むことができる。リストバンド等のウェアラブルデバイスの場合、ＥＳＦ効果を提供することは、電極又は電極を覆っている表面部分が手首又はユーザーの他の身体部分と接触する可能性が高い位置にＥＳＦ電極を配置することを含むことができる。しかしながら、ＥＳＦ効果を提供する目的でハンドヘルドインターフェースデバイス又は他のインターフェースデバイスにおける電極の配置を選択することは、重要である。なぜなら、ユーザーが接触する可能性が高いデバイスの位置は、例えば、把持の仕方、手のサイズ、及び／又はデバイスで実行しているか若しくは他の方法でデバイスとインタラクトしているアプリケーションに基づいて変化する可能性があるためである。したがって、ＥＳＦ電極を配置する最適な位置は、予測することが困難である可能性がある。ユーザーが、ＥＳＦ電極のないデバイスの位置に接触する場合、デバイスにおいてＥＳＦ効果は利用可能でない可能性がある。ユーザーがその位置と接触する場合であっても、接触が最小限であるか又は他の意味で不十分である場合、ＥＳＦ効果は十分な質を有していない可能性がある。さらに、場合によっては、ユーザーが、信号電極及び接地電極の両方、又はそれらのそれぞれの表面部分と接触していない場合、ＥＳＦは不十分である可能性がある。したがって、ユーザーが、信号電極がある位置に接触するが、接地電極がある位置には接触しない場合もまた、ＥＳＦ効果は十分な質を有していない可能性がある。
【００２９】
一例では、携帯電話等のハンドヘルドインターフェースデバイスは、例えばウェブサイトを読むために、縦長向きで保持することができ、例えばビデオを観るために、横長向きで保持することができる。これらのそれぞれの向きに対する把持の仕方は異なる可能性がある。縦長向きでは、ユーザーは、矩形の電話又はタブレットをその長い方の縁でかつその背面で把持する可能性がより高い場合がある。さらに、ハンドヘルドインターフェースデバイスが電話であった場合、ユーザーは、片手のみで（例えば、片手の５本の指全てを用いて）電話を把持する可能性がより高い場合がある。横長向きでは、ユーザーは、ハンドヘルドインターフェースデバイスをその短い方の縁で把持する可能性がより高い場合がある。ユーザーは、横長向きでデバイスを把持するために、両手を用いる（例えば、各手の親指及び人差し指のみを用いる）可能性がより高い場合がある。別の例として、ゲームコントローラーは、手のサイズ、ユーザーの好ましい把持、又は行われているゲームに応じて、ユーザーの手の異なる領域と接触する可能性がある。種々の把持の仕方については後により詳細に例示する。手のサイズはまた、ハンドヘルドデバイスに接触する場所にも影響を与える可能性がある。一例では、ゲームコントローラーを把持している大人は、比較的大きい手のサイズを有する可能性があり、ゲームコントローラーの背面の中心に達する可能性がより高い場合があり、子供は、比較的小さい手のサイズを有する可能性があり、その領域に達する可能性がより低い場合がある。したがって、ＥＳＦ効果を提供するために、ユーザー及び使用事例のこれらの変動を考慮する必要があり得る。
【００３０】
本発明の実施形態は、ハンドヘルドインターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に複数の電極を配置し、複数の電極において接触状態を判断し、判断された接触状態に基づいて電極のサブセットを選択し、選択された電極を用いてＥＳＦ効果を発生させることによって、ＥＳＦ効果（例えば、静的ＥＳＦ効果）を提供することに関する。選択されていない電極は無効にすることができる。ハンドヘルドデバイスのそれぞれの部分における複数の電極の配置により、ＥＳＦ効果の可用性及び／又は質を向上させる冗長性がもたらされる。すなわち、この配置は、各々、ＥＳＦ効果を発生させるように構成することができる複数の電極を提供する。幾つかの電極が、特定の場合にユーザーと接触しないか又は最適に接触しない位置に配置されている場合であっても、それらの電極は必要でない可能性がある。なぜなら、その場合にユーザーと接触している位置に配置されている他の電極がある可能性があるためである。その結果、ＥＳＦ効果の可用性及びロバスト性を向上させることができる。
【００３１】
一実施形態では、外面のそれぞれの部分に配置された複数の電極は、露出電極及び／又は絶縁電極を含むことができる。露出電極は、ユーザー又は他の物体が直接接触するように露出させることができ、したがって、インターフェースデバイスの外面のそのそれぞれの部分を形成することができる。ユーザーが、電極によって形成される外面のそれぞれの部分に触れるとき、ユーザーの身体は、電極に直接電気的に接続することができる。露出電極の例としては、ドライ電極及びウェット電極が挙げられる。露出したドライ電極は、インターフェースデバイスの外側又は外部に露出させることができ、露出したウェット電極は、露出したドライ電極に導電性ゲルを塗布することによって形成することができる。絶縁電極は、例えば、絶縁材料によってハンドヘルドインターフェースデバイスの外面から分離される電極とすることができ、それにより、電極は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分によって覆われ、ユーザーの指又は他の物体と直接接触するように露出しない。例えば、絶縁電極は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分の後方に配置された電極とすることができる。絶縁電極は、例えば、携帯電話若しくはゲームコントローラーの製造若しくは組立中にそれらのプラスチック外側カバー内に封入することにより、インターフェースデバイスの外面の後方に配置することができ、又は、プラスチック外側カバーの製造若しくは組立中にその内面に配置して、電極と携帯電話若しくはゲームコントローラーの外面との間に絶縁材料（例えば、誘電体材料）があるようにすることができる。場合によっては、電極は、製造又は組立プロセス中、最初は露出させることができ、その後、絶縁材料（例えば、プラスチックカバー又は一片の絶縁テープ）が電極の上に配置されたときに、絶縁電極に変更することができる。この変更は、製造又は組立プロセスの一部としてデバイス製造業者が行うことができ、又は、製造業者からデバイスを取得する別の実体が行うことができる。絶縁電極は、例えば、電極を覆う絶縁材料を有する電極であるが、任意選択的に、別の材料で同様に絶縁材料を覆うことができる。例えば、絶縁電極は、誘電体層で覆うことができ、誘電体層は、携帯電話（例えば、ＨＴＣ  Ｏｎｅ（商標）電話）又はハンドヘルドコントローラーの外側カバーを形成するアルミニウムケーシングによって覆うことができる。ユーザーは、絶縁電極を覆うそれぞれの外面部分に触れると、絶縁電極と容量的に電気的に結合することができる。
【００３２】
場合によっては、ハンドヘルドインターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分に配置された複数の電極は、３つ以上の電極（例えば、２つ以上の信号電極及び１つの接地電極）を含むことができる。電極の数を増加させ、したがって電極が配置される外面のそれぞれの部分の数を増加させることにより、ユーザーがハンドヘルドデバイスを把持したときにユーザーの手又は他の身体部分がそれらのそれぞれの部分のうちの１つと接触する可能性が増大する。これにより、電極の提供において、ユーザーが、把持の仕方、手のサイズ、アプリケーション等に関わらず少なくとも１つの信号電極及び少なくとも１つの接地電極と電気的に結合される可能性を増大させる冗長性がもたらされる。さらに、電極が配置される外面の部分の数を増加させることにより、ユーザーの手又は他の身体部分がそれらの部分のうちの多くに同時に接触する可能性も増大させることができる。これにより、ＥＳＦ効果を発生させるためにより望ましい電極が提供され、したがって、幾つかの電極は他の電極より適切な静的ＥＳＦ効果をもたらすことができるため、ＥＳＦ効果を発生させるためにそれらの電極を選択する能力を提供することができる。例えば、電極は、それぞれの接触面積が変化して、ユーザーの手から受け取られる力又は圧力のそれぞれのレベルが変化して、又は他の接触状態のそれぞれのレベルが変化して、ユーザーの手と接触する可能性がある。最適な接触状態にある電極は、ＥＳＦ効果を発生させるための１つ以上の信号電極及び１つ以上の接地電極であるように選択することができる。最適な接触状態である電極は、最大接触面積、最高レベルの力若しくは圧力、又は他の何らかの状態等、接触の最高の質又は最高レベルである電極とすることができる。選択されない電極は、電力を節約するように、安全性を向上させるように、又は他の任意の理由で、無効にするか又は他の方法で不使用とすることができる。しかしながら、場合によっては、全ての電極に対する、又はより具体的には全ての接地電極に対する接触状態が不十分であると判断された場合、デバイスにおいてＥＳＦ効果を無効にすることができる。
【００３３】
図１Ａ及び図１Ｂは、ユーザーに静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成されたハンドヘルドインターフェースデバイス１００（例えば、携帯電話又はタブレットコンピューター）の斜視図を示す。一実施形態では、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００は、タッチスクリーン１０８を有することができ、物理的なユーザー入力コンポーネントを有していないか、又は１つの物理的なユーザー入力コンポーネント（例えば、物理的なホームボタン）のみを有することができる。ハンドヘルドインターフェースデバイス１００は、外面１０２を有することができ、外面１０２は、ディスプレイ（例えば、タッチスクリーン）を有する正面１０２ａと、正面１０２ａとは反対側の背面１０２ｂと、側面１０２ｃ〜１０２ｆとを含むことができる。本発明による実施形態では、正面１０２ａ、背面１０２ｂ及び側面１０２ｃ〜１０２ｆの全て又は一部は、デバイス１００の本体又はケーシング１０３によって形成するか又は画定することができ、正面の外面１０２ａの少なくとも一部は、タッチスクリーン１０８又は別のタッチ面によって形成されるか又は画定されている。デバイス１００は複数の電極（例えば、電極１０４ａ〜１０４ｊ）を有することができ、複数の電極の各電極は、インターフェースデバイス１００の外面１０２のそれぞれの部分に別個に配置されている。電極１０４ａ〜１０４ｊは、ＥＳＦ効果を発生させるように構成することができ、ＥＳＦ電極と呼ぶことができる。一実施形態では、各電極は、導電性（例えば、金属）パッドとすることができる。一実施形態では、複数の電極１０４ａ〜１０４ｊは、図４Ａ〜図４Ｃに関して後述するように、露出電極及び／又は絶縁電極とすることができる。図１Ａに戻ると、露出電極は、外面１０２のそれぞれの部分に配置することができ、より具体的には、外面１０２のそれぞれの部分を形成することができる。露出電極は、例えば、ユーザーが外面１０２のそれぞれの部分における露出電極と接触したときに、ユーザーに直接電気的に結合されるように構成することができる。接触は、例えば、ユーザーの皮膚との接触を指すことができる。より一般的には、接触すること又は接触は、駆動信号がユーザーの身体に対する静電摩擦効果を引き起こすことができる接触を指すことができる。一例では、露出電極は、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００のケーシング又は本体１０３の最上部に付着した導電性パッドとすることができる。一例では、露出電極は、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００のケーシング１０３の開口部を通して露出した導電性パッドとすることができる。
【００３４】
一実施形態では、絶縁電極は、インターフェースデバイス１００の外面１０２のそれぞれの部分に配置することができ、より具体的には、外面１０２のそれぞれの部分が絶縁電極を覆うように、外面１０２のそれぞれの部分の後方に直接配置することができる。例えば、電極は、誘電体材料の層等、薄い絶縁層によって外面１０２から分離することにより、絶縁することができる。絶縁電極は、ユーザーが外面１０２の絶縁電極のそれぞれの部分と接触したときにユーザーに容量的に電気的に結合されるように構成することができる。
【００３５】
一実施形態では、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００は、信号電極及び接地電極を含む。場合によっては、信号電極は、ＥＳＦ信号（例えば、１．５キロボルト正弦波信号）を発生させるように構成された信号源（例えば、ＡＣ信号源）の出力に電気的に接続された電極とすることができる。場合によっては、接地電極は、接地電位（例えば、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００のバッテリー又は他の電源の負極端子の電位に等しいものとしての接地電位）に電気的に接続された電極とすることができる。電気的接続は、選択的に切り替えることができ、又は永久的とすることができる。静的ＥＳＦ効果が生成される幾つかの実施形態では、信号電極として絶縁電極のみを使用することができる一方、接地電極として絶縁電極又は露出電極（あるとすれば）を使用することができる。場合によっては、絶縁電極は、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能である（例えば、或る時点では信号電極として、又は別の時点では接地電極として、入替可能に使用される）。
【００３６】
本発明の実施形態では、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００は、図１Ａ及び図１Ｂにおける１０個の電極１０４ａ〜１０４ｊ等、３つ以上の電極、又はそれより多いか若しくは少ない電極を有する。電極は、矩形（例えば、正方形）又は円形の形状等、任意の形状を有することができる。電極の各々は、同じサイズ（例えば、同じ寸法又は同じ面積）を有することができ、又は異なるサイズを有することができる。例えば、電極１０４ａ、１０４ｆ、１０４ｉ、１０４ｊは同じサイズを有することができる一方、電極１０４ｇ及び１０４ｈは異なるサイズを有することができる。
【００３７】
上述したように、ハンドヘルドインターフェースデバイスの電極は、露出電極及び／又は絶縁電極を含むことができる。図１Ａ及び図１Ｂでは、例えば、電極１０４ａ〜１０４ｊは、全て絶縁電極、又は絶縁電極及び露出電極の混合とすることができる。デバイス１００が、絶縁電極と露出電極との混合を含む幾つかの場合では、絶縁電極は、信号電極としてのみ使用されることに専用とすることができ、露出電極は、接地電極としてのみ使用されることに専用とすることができる。デバイス１００が絶縁電極のみを含む幾つかの場合では、絶縁電極の各々は、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能とすることができる。
【００３８】
図１Ａ及び図１Ｂでは、外面１０２は、６つの面１０２ａ〜１０２ｆに分割することができ、６つの面１０２ａ〜１０２ｆは、上述したように、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００の正面、背面及び側面に対応する。電極１０４ａ〜１０４ｊは、例えば、６つの面のうちの５つに配置することができる。例えば、電極１０４ａは、（正面１０２ａの一部を形成する）タッチスクリーン１０８に埋め込まれるか又はその後方に配置された絶縁信号電極とすることができ、電極１０４ｂ〜１０４ｉは、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能な絶縁電極とすることができ、電極１０４ｊは露出接地電極とすることができる。
【００３９】
同様に上述したように、電極１０４ａ〜１０４ｊは、外面１０２のそれぞれの位置に配置することができる。一例では、複数の電極は、背面１０２ｂの中心にある電極と背面の短縁１０６又は長縁１０７の方に近いように位置する他の電極とを含むことができる。例えば、電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｄ、１０４ｅ及び１０４ｉの各々は、面１０２ａ、１０２ｅ、１０２ｃ、１０２ｄ及び１０２ｂのそれぞれの中心に配置することができる。電極１０４ｆ及び１０４ｊは、インターフェースデバイス１００の短縁１０６のうちの１つに近いように位置することができ、電極１０４ｇ及び１０４ｈは、デバイス１００の長縁１０７のうちの１つに近いように位置することができる。場合によっては、電極は、縦長／垂直向き及び横長／水平向き等、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００のそれぞれの向き又は把持の仕方をカバーするように予期される位置に配置することができる。縦長向きでは、電極１０４ａ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｇ、１０４ｈのうちの１つ以上（又は、外面のそれらのそれぞれの部分）が、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００を把持しているユーザーの手からユーザー接触を受け取る可能性がより高い場合がある。横長向きでは、電極１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｆ、１０４ｉ、１０４ｊのうちの１つ以上（又は、外面のそれらのそれぞれの部分）が、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００を把持しているユーザーの手からユーザー接触を受け取る可能性がより高い場合がある。
【００４０】
場合によっては、電極１０４ａ〜１０４ｊは、異なる手のサイズに対応する位置に配置することができる。例えば、電極１０４ｉは、背面１０２ｂの中心に触れる可能性がより高い比較的大きい手のサイズに対応することができる。電極１０４ｇ及び１０４ｈは、背面１０２ｂの中心に達する可能性がより低い場合がある比較的小さい手に対応することができる。したがって、電極１０４ｇ及び１０４ｈは、背面１０２ｂの長縁１０７により近いように位置することができる。
【００４１】
図２Ａ及び図２Ｂは、ハンドヘルドインターフェースデバイス２００（例えば、ハンドヘルドゲームコントローラー）であって、その外面２０２のそれぞれの部分に複数の電極２０４ａ〜２０４ｎが配置されている、ハンドヘルドインターフェースデバイス２００の一例を示す。ハンドヘルドインターフェースデバイス２００は、サムスティック、押しボタン及びトリガーボタン等の複数のユーザー入力コンポーネントを含むことができる。外面２０２は、少なくとも正面２０２ａ及び背面２０２ｂに分割することができる。一実施形態では、電極２０４ａ〜２０４ｅ、２０４ｎは、正面２０２ａのそれぞれの部分に配置することができる一方で、電極２０４ｆ〜２０４ｍは、背面２０２ｂのそれぞれの部分に配置することができる。場合によっては、隣接する電極の間の距離は、実質的に同じとすることができる。場合によっては、電極２０４ａ〜２０４ｎのうちの１つは、物理的な入力コンポーネント（例えば、サムスティック）が位置する部分に位置することができる。場合によっては、いかなる物理的な入力コンポーネントにもＥＳＦ電極は配置されていない。一実施形態では、電極２０４ａ〜２０４ｎは、全て絶縁電極とすることができ、又は、例えば絶縁信号電極及び露出接地電極の組合せとすることができる。
【００４２】
図２Ａ及び図２Ｂにおいて、電極２０４ａ〜２０４ｎは、異なる手のサイズに対応する位置に配置することができる。例えば、電極２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ、２０４ｆ、２０４ｌ及び２０４ｊ（又は、外面２０２のそれらのそれぞれの部分）は、比較的大きい手のサイズを有するユーザーの把持によって触れられる可能性がより高い位置に対応することができる。電極２０４ｅ、２０４ｇ、２０４ｍ、２０４ｉ、２０４ｋ及び２０４ｎは、比較的小さい手のサイズを有するユーザーの把持によって触れられる可能性がより高い位置に対応することができる。
【００４３】
より詳細に後述するように、複数のＥＳＦ電極の各々（例えば、電極１０４ａ〜１０４ｊ又は２０４ａ〜２０４ｎの各電極）における接触状態を判断することができる。接触状態は、ユーザーが、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分と接触しているか否か、又はより具体的には、ユーザー接触が外面のそれぞれの部分で検出されたか否かを示すことができる。例えば、図３Ａは、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００の外面１０２のそれぞれの部分１０２ｉによって覆われている絶縁電極としての電極１０４ｉを示す。場合によっては、それぞれの部分１０２ｉは、電極１０４ｉの上に直接配置される外面１０２の部分とすることができ、電極１０４ｉと同じ寸法及び境界を有することができる。電極１０４ｉに対する接触状態は、少なくとも、ユーザーが、外面１０２のそれぞれの部分１０２ｉと接触しているか否かを示すことができる。例えば、接触状態は、ユーザーの指又は他の身体部分がそれぞれの部分１０２ｉと接触しているか否かを示す二値を通して表すことができる。場合によっては、接触状態は、それぞれの部分１０２ｉとの接触（あるとすれば）の程度を示すことができる。接触の程度は、ユーザーと接触しているそれぞれの部分１０２ｉの面積を示す値、それぞれの部分１０２ｉに対してユーザーの接触によってかけられている圧力のレベルを示す値、又は他の何らかの値を通して表すことができる。
【００４４】
本発明の実施形態では、接触状態は、推論（様々な基準に基づく接触に関する想定）により、電極自体による若しくは別個のセンサーによる直接的な測定により、又は他の何らかの技法により判断することができる。より詳細に後述するように、接触状態を推論することは、ハンドヘルドインターフェースデバイスがいかに把持されているか（例えば、把持の仕方）を推論することを含むことができる。この推論は、様々な基準又はデータ、例えば、携帯電話で何のアプリケーションが実行しているか、若しくはゲームコントローラーで何のゲームが行われているかに、又はデバイスのユーザーの年齢に基づくことができる。場合によっては、接触状態を判断することは、例えば、モバイルデバイスが縦長向きで把持されているか又は横長向きで把持されているかを推論し、その後、その推論された向きに基づいて、いずれの電極又はそれらのそれぞれの表面部分がユーザーと接触している可能性が高いかを特定することを含むことができる。
【００４５】
接触状態が電極自体を通して検知される実施形態では、それぞれの部分１０２ｉにおけるユーザーの皮膚の存在が、電極１０４ｉを介して電流を容量的に引き出すことによって電極１０４ｉに印加される信号（例えば、ＡＣ電圧）に影響を与える（例えば、それを減ずる）ことができる。したがって、電極１０４ｉに駆動信号を出力するために信号源を使用し、電極１０４ｉから引き出された電流が閾値量を超えるか否かを（例えば、電極１０４ｉにおける信号が、出力された信号と比較して閾値量を超えて減じているか否かを測定することにより）測定することによって、それぞれの部分１０２ｉにおけるユーザーの手又は他の身体部分の存在を検出することができる。測定に使用されるこの駆動信号は、振幅が、静的ＥＳＦ効果を発生させるために使用されるものより実質的に低い（例えば、１０ｍＶ）ものとすることができる。
【００４６】
一実施形態では、接触状態は、圧力センサー、容量センサー、抵抗センサー、圧電センサー、他の任意の接触センサー又はそれらの任意の組合せ等の接触センサーを通して検知することができる。図３Ａ〜図３Ｃは、接触センサー３０２ａ〜３０２ｇを示す。図３Ａでは、単一の接触センサー３０２ａを用いて、電極１０４ｉにおける接触状態を検知することができる。一例では、接触センサー３０２ａは圧力センサーとすることができる。圧力センサーは、例えば、外面のそれぞれの部分１０２ｉから圧力センサーに伝達されている圧力の量を出力するように構成することができ、又は、それぞれの部分１０２ｉにおける圧力の閾値量が検出されたか否かを示す二値を出力するように構成することができる。別の例では、接触センサー３０２ａは、それぞれの部分１０２ｉにおいてユーザーの皮膚の存在を検知するように構成された容量センサーとすることができる。
【００４７】
図３Ｂでは、電極１０４ｉに、複数の接触センサー（例えば、圧力センサー、容量センサー）３０２ｂ〜３０２ｆが位置することができる。場合によっては、複数の接触センサーは、ユーザーと接触しているそれぞれの部分１０２ｉの面積及び／又は接触の分布をまとめて測定することができる。例えば、複数の接触センサー３０２ｂ〜３０２ｆを用いて、ユーザーと接触しているそれぞれの部分１０２ｉの割合を推定することができる。例えば、接触センサー３０２ｂ及び３０２ｄのみがそれぞれの部分１０２ｉにおける接触を検出する場合、それぞれの部分１０２ｉの左の４０％のみがユーザーと接触していると判断することができる。図３Ｂに示すように、複数の接触センサー３０２ｂ〜３０２ｆは、互い違いの２Ｄアレイ等、様々な構成で配置することができる。
【００４８】
図３Ｃでは、接触センサー３０２ｇは、電極１０４ｉと同じ寸法及び境界を有することができ、電極を覆うか又は電極によって覆われることができる。一実施形態では、接触センサー３０２ｇは、図３Ａの接触センサー３０２ａと機能が同様の圧力センサーとすることができる。一実施形態では、接触センサー３０２ｇは、ユーザーが、電極１０４ｉを覆っているそれぞれの部分１０２ｉと接触しているか否かを測定するように構成された接触センサーとすることができる。場合によっては、接触センサー３０２ｇの出力は、ユーザーと接触しているそれぞれの部分１０２ｉの割合によって決まるものとすることができる。
【００４９】
図４Ａ〜図４Ｃは、電極１０４ｉ並びに接触センサー３０２ｄ及び３０２ｆの図４の断面線Ａ−Ａに沿った様々な断面図を示す。図４Ａは、電極１０４ｉが、直接的な接触によって指４０２に電気的に結合することができる露出電極である、断面図を示す。この実施形態では、接触センサー３０２ｄ及び３０２ｆもまた露出させることができ、したがって、外面部分１０２ｉのセグメントを形成するとみなすことができる。他の実施形態では、接触センサーの配置の深さを変更することができる。例えば、図４Ｂは、接触センサー３０２ｄ及び３０２ｆが電極１０４ｉの下に位置する実施形態を示す。図４Ｃは、電極１０４ｉが、電極１０４ｉを外面１０２から分離する絶縁層４０４を有する、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００の外面１０２のそれぞれの部分１０２ｉによって覆われている絶縁電極である、実施形態を示す。この実施形態では、接触センサー３０２ｄ及び３０２ｆもまた、絶縁層４０４によって指４０２との直接的な接触から絶縁することができるが、外面１０２ｉにより近いように位置することができる。場合によっては、接触センサー３０２ｄ、３０２ｆの配置は、接触センサーのタイプによって決まる可能性がある。例えば、接触センサー３０２ｄ、３０２ｆが圧力センサーであった場合、（図４Ａにおけるように）外面１０２に対して露出させるか、又は（図４Ｂにおけるように）電極１０４ｉの下に配置することができる。接触センサー３０２ｄ、３０２ｆが容量センサーであった場合、それらは、図４Ｂ又は図４Ｃに示す配置を有することができる。
【００５０】
図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００Ａ〜１００Ｃにおける信号電極又は接地電極である電極の例を示すブロック図である。図５Ａ及び図５Ｂは、ともに、それぞれハンドヘルドインターフェースデバイス１００Ａ及び１００Ｂを示し、それは、信号電極であることに専用である電極の第１のセット（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ、１０４ｊ）と、接地電極であることに専用である電極の第２のセット（電極１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ）とを有する。電極の第１のセットは、信号電極として使用することができる（例えば、信号発生器に切替可能に接続することができる）が、接地電極として使用することができないという意味で、信号電極であることに専用とすることができる。電極の第２のセットは、接地電極として使用することができる（例えば、接地に永久的に又は切替可能に接続される）が、信号電極として使用することができないという意味で、接地電極であることに専用とすることができる。図５Ａ及び図５Ｂでは、ＥＳＦ効果のための駆動信号は、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００Ａ、１００Ｂの制御ユニット５０２の一部である信号発生回路５０４によって生成することができる。一実施形態では、信号発生回路５０４は、低電圧デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）と、ＤＡＣの出力を高電圧（例えば、１．５ｋＶ）に増幅するように構成された増幅器とを備えることができる。信号発生回路５０４の出力は、切替装置５０６（例えば、マルチプレクサ）によって電極の第１のセット（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ、１０４ｊ）のうちの１つ以上の電極に選択的に電気的に接続することができる。切替装置５０６は、制御ユニット５０２によって制御することができる。したがって、図５Ａ及び図５Ｂにおける電極の第１のセット（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｆ、１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｉ、１０４ｊ）における各電極は、信号電極であるように切替可能とすることができる。切替装置５０６によって信号発生回路５０４の出力に電気的に接続されていない第１のセットの電極は、電気的浮遊状態にある（すなわち、浮遊電位を有する）ものとすることができる。
【００５１】
図５Ａでは、電極の第２のセット（１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ）における各電極は、接地電位に永久的に電気的に接続された専用の接地電極とすることができる。図５Ｂでは、電極の第２のセット（１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ）における各電極は、接地電極であることに専用とすることができ、切替装置５０８によって接地電位に電気的に接続されていることと電気的浮遊状態にあることとの間で切替可能である。切替装置５０８は、制御ユニット５０２によって制御することができる。
【００５２】
図５Ｃは、各々、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能な電極（例えば、絶縁電極）とすることができる、複数の電極（１０４ａ〜１０４ｊ）を含む、ハンドヘルドインターフェースデバイス１００Ｃのブロック図を示す。複数の電極における電極は、信号発生回路５０４の出力に電気的に接続することにより、信号電極であるように切り替えることができる。一実施形態では、切替装置５１０（例えば、マルチプレクサ）は、電極１０４ａ〜１０４ｊのうちの１つ以上を信号発生回路５０４の出力に電気的に接続するように構成することができる。一実施形態では、切替装置５１２（例えば、マルチプレクサ）は、複数の電極１０４ａ〜１０４ｊのうちの１つ以上の電極を接地電位に電気的に接続するように構成することができる。切替装置５１０及び切替装置５１２はともに、制御ユニット５０２によって制御することができる。一実施形態では、切替装置５１０及び切替装置５１２は、ともに、単一の切替装置の一部とすることができる。一例では、信号発生回路５０４の出力にも接地電位にも電気的に接続されていない電極は、電気的浮遊状態にあるものとすることができる。一実施形態では、信号電極であるか又は信号電極であるように切替可能である、図５Ａ、図５Ｂ又は図５Ｃにおける電極は、電気的浮遊状態にあるか又は接地されている場合、信号電極であることが無効であるとみなすことができる。一実施形態では、接地電極であるように切替可能である図５Ｂ又は図５Ｃにおける電極は、電気的浮遊状態にある場合、接地電極であることが無効であるとみなすことができる。
【００５３】
図６は、ハンドヘルドインターフェースデバイスがユーザーに静電摩擦（ＥＳＦ）効果（例えば、静的ＥＳＦ）を提供する方法６００であって、接触状態に基づく電極の選択を含む方法６００のステップ例を示す、フロー図を示す。ハンドヘルドインターフェースデバイス（例えば、デバイス１００）は、複数の電極（例えば、３つ以上の電極）を備えることができ、複数の電極の各電極（例えば、電極１０４ｉ）は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分（例えば、部分１０２ｉ）に別個に配置されている。複数の電極の各電極は、外面の電極のそれぞれの部分によって覆われるか又はそれを形成する露出電極又は絶縁電極とすることができる。電極は、ユーザーが外面の電極のそれぞれの部分と接触したときに、ユーザーに直接又は容量的に電気的に結合されるように構成することができる。一実施形態では、方法６００はステップ６０２で開始し、そこでは、ハンドヘルドインターフェースデバイスの制御ユニットが、複数の電極（例えば、電極１０４ａ〜１０４ｊ）の各電極（例えば、電極１０４ｉ）における接触状態を判断する。接触状態は、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分（例えば、１０２ｉ）においてユーザー接触が検出されたか否かを示すことができる。場合によっては、複数の電極の各電極に対する判断された接触状態は、外面のそれぞれの部分における任意の検出されたユーザー接触の質のレベルを示すことができる。
【００５４】
一実施形態では、電極（例えば、１０４ｉ）に対する接触状態は、以下のうちの少なくとも１つを示すことができる。すなわち、ｉ）接触センサーのアレイを介する等、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分（例えば、１０２ｉ）における任意のユーザー接触の面積（知覚の強度は、接触面積に応じて増大する可能性がある）、ｉｉ）圧力センサーを介するか又は外面１０２の曲げに基づく計算を介する等、外面のそれぞれの部分（例えば、１０２ｉ）における任意のユーザー接触によってかけられる圧力の量（高すぎるか又は低すぎる圧力が加えられた場合、知覚は弱くなる可能性がある）、又は（方法６００がリストバンド等のウェアラブルデバイスに適用された場合）バンドのきつさ、及びｉｉｉ）外面のそれぞれの部分を横切る任意のユーザー接触の圧力分布である。一例では、外面のそれぞれの部分がユーザーと接触している電極（例えば、１０４ｉ）に対する接触状態は、以下のうちの少なくとも１つを示す。すなわち、ｉ）コルネオメーター又は他のセンサーによる等、電極によって形成されるか又は電極を覆う外面のそれぞれの部分と接触しているユーザーの一部の湿度レベル（その部分と接触している皮膚の湿度が一定範囲内にあるとき、知覚は最強である可能性がある）、及びｉｉ）センサーデータを介する等、ユーザーのいずれの位置（例えば、手、手首又は腕）が外面のそれぞれの部分と接触しているかである。例えば、ドライ接地電極は、手のひら又は指に対して適切に機能することができるが、手首に対して灼熱感をもたらす可能性がある。
【００５５】
ステップ６０２の一実施形態では、制御ユニットは、以下のうちの少なくとも１つに基づいて複数の電極に対して接触状態を判断するように構成することができる。すなわち、ｉ）複数の電極のそれぞれにおいてユーザー接触を検知するように構成された複数の接触センサーからの測定値、ｉｉ）複数の電極からの測定値、ｉｉｉ）ハンドヘルドインターフェースデバイスに対して実行されているか又はハンドヘルドインターフェースデバイスから入力を受け取っているアプリケーションの識別、及びｉｖ）ハンドヘルドインターフェースデバイスを使用しているユーザーの手のサイズを示す格納された又は検出された情報である。
【００５６】
ステップ６０２の一実施形態では、制御ユニットは、ハンドヘルドインターフェースデバイスが現時点でいかに把持されているかを示す把持位置を判断し、判断された把持位置に基づいて複数の電極に対する接触状態を判断するように構成される。例えば、ハンドヘルドインターフェースデバイスは、ディスプレイ（例えば、タッチスクリーン１０８）を備えることができ、制御ユニットは、画像がディスプレイ上で縦長モードに向けられているか又は横長モードに向けられているかに基づいて、把持位置を判断するように構成することができる。
【００５７】
上述したように、接触センサーを用いて、インターフェースデバイスとのユーザー接触を検出することができる。一実施形態では、センサーは、接触を直接検出するために、電極の上に又は下に配置することができる。接触センサーは、接触、圧力、圧力分布及び接触している物体が皮膚であるか否かを検出することができる。一実施形態では、センサー（例えば、接触センサー又は接触センサー以外のセンサー）はまた、デバイスの他の部分に配置することもでき、電極とのユーザー接触を推論するために使用することができる。接触センサーは、容量センサー、圧力センサー又は他の任意の接触センサーを含むことができる。
【００５８】
ステップ６０２において、アプリケーションの識別、又は格納された若しくは検出された情報の使用は、電極において接触状態を推論する一部とすることができる。例えば、この推論は、特定の電極のそれぞれの位置がユーザーと接触している可能性が高いか否かを推定すること、又はインターフェースデバイスがユーザーによっていかに保持されているかを示す情報、インターフェースデバイスを保持しているユーザーに関する情報及び／又は他の情報に基づいて、ユーザー接触の程度を推定することを含むことができる。例えば、携帯電話で実行しているアプリケーションの識別は、把持の仕方（例えば、電話が、縦長向きで保持されているか又は横長向きで保持されているか）を示すことができる。例えば、携帯電話の把持の仕方は、アプリケーションが、キーボード入力タスクを含む（より典型的には、横長向きを含む）か、仮想ボタンを用いるゲームを含むか、Ｎｅｔｆｌｉｘストリーム等のビデオを含むか、子供対大人のゲーム（手のサイズを推論するために用いることができる）を含むか等に基づいて変化する可能性がある。アプリケーションの識別から推論される把持の仕方は、それぞれの表面部分が、その把持の仕方でユーザーと接触している可能性が高いと以前に判断された電極の特性のサブセットにマッピングすることができる。
【００５９】
ステップ６０２において、検出された又は格納された情報を用いて、手のサイズ、好ましい把持の仕方等を推論することができる。一実施形態では、情報は、デバイスの現時点でのユーザーに関する人工統計学的情報を含むことができる。例えば、ゲーム機は、性別及び／又は年齢等、プレイヤーのプロフィールを有することができる。この情報を用いて、手のサイズ及びゲームコントローラーのあり得る把持を推定することができる。一実施形態では、この情報は、ユーザーに対して手のサイズを（例えば、小、中、大の間で）明示的に選択するように要求することにより、又はユーザーの手の画像をテンプレート（例えば、タブレットコンピューターに示される種々の手のサイズ）と比較すること等により、ユーザーの手を測定することによって検出することができる。
【００６０】
ステップ６０４において、制御ユニットは、複数の電極の各電極における判断された接触状態に基づいて複数の電極のサブセットを選択することができる。例えば、制御ユニット（例えば、制御ユニット５０２）は、最適な接触状態にある電極、例として、最大接触面積である可能性がある電極、最も均一な圧力分布にある電極、最適な湿度値を有する電極、最適な身体部分と接触している電極、及び／又はユーザーと接触しており最低圧力を有する電極を選択することができる。
【００６１】
一実施形態では、複数の電極は、接地電極であることに専用である露出電極の第１のセットと、信号電極であることに専用である絶縁電極の第２のセットとに分割することができる。この実施形態では、ステップ６０４は、具体的に、絶縁電極の第２のセットから信号電極であるべき電極のサブセット（例えば、１つの電極のみ）を選択することとすることができる。そして、選択された電極に対して駆動信号を多重送信することができ、電極の第１のセットの残りの電極は、駆動信号から分離することができる。この実施形態では、露出電極の第１のセットにおける全ての電極を接地電極として使用することができ、又は第１のセットからの電極のサブセットを、接地電極であるように選択することができる。
【００６２】
一実施形態では、ハンドヘルドインターフェースデバイスの複数の電極は、全て、各々、信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能である絶縁電極とすることができる。この実施形態では、制御ユニットは、ステップ６０４において、電極のサブセット、すなわち、サブセットの幾つかの電極（複数の場合もある）が信号電極（複数の場合もある）として使用される一方、サブセットの他の電極（複数の場合もある）が接地電極（複数の場合もあり）として使用されるサブセットを選択することができる。例えば、制御ユニットはステップ６０４において、複数の絶縁電極から、最適な接触状態を有する少なくとも２つの電極を選択し、その後、少なくとも２つの絶縁電極のうちの一方を駆動信号に接続し、少なくとも２つの絶縁電極のうちの他方を接地に接続することができる。別の実施形態では、制御ユニットは、最適な接触状態を有する或るサブセット数の電極（例えば、４つの電極）を選択し、そのサブセットから、接地電極であるように所定数（例えば、１つ）の最小電極を選択し、その後、サブセットの残りの電極を信号電極であるように割り当てることができる。この実施形態では、信号電極として選択される電極の数は、１つのみ、又は２つ以上とすることができる。さらにこの実施形態では、電極の選択されたサブセットにない電極は、電気的浮遊状態のままにすることができる。別の実施形態では、電極の選択されたサブセットにない電極は接地することができる。
【００６３】
ステップ６０６では、制御ユニットは、静電摩擦を発生させる駆動信号を、複数の電極のうちの選択されたサブセットにおける１つ以上の電極のみに印加することができる。言い換えれば、制御ユニットは、電力を節約することができるため、選択されたサブセットにない電極に駆動信号を印加しない。制御ユニットが信号電極のみであるように電極のサブセットを選択している実施形態では、制御ユニットは、電極の選択されたサブセットにおける全ての電極に駆動信号を印加することができる。制御ユニットが、信号電極及び接地電極である電極のサブセットを選択している実施形態では、制御ユニットは、ステップ６０６において、電極の選択されたサブセットにおける信号電極にのみ駆動信号を印加し、電極の選択されたサブセットにおける接地電極には印加しないようにすることができる。
【００６４】
図７は、本発明の別の実施形態による、ハンドヘルドインターフェースデバイスがユーザーに静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するべきか否かを判断する方法７００のステップを示すフロー図を示す。図６における方法６００は、ＥＳＦ駆動信号が印加される電極を選択することを含むが、図７における方法７００は、接地電極であるか又は接地電極であるように切替可能な全ての電極に対して接触状態が不十分である場合、デバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にすることができる。ハンドヘルドインターフェースデバイス（例えば、デバイス１００）は、方法７００において、複数の電極（例えば、３つ以上の電極）を備えることができ、複数の電極の各電極（例えば、電極１０４ｉ）は、インターフェースデバイスの外面のそれぞれの部分（例えば、部分１０２ｉ）に別個に配置されている。複数の電極は、各々が接地電極であるか又は接地電極であるように切替可能な電極である１つ以上の電極の第１のセットと、各々が信号電極であるか又は信号電極であるように切替可能な電極である１つ以上の電極の第２のセットとを備えることができる。電極の各々は、外面の電極のそれぞれの部分によって覆うことができ、又は外面の電極のそれぞれの部分を形成することができる。
【００６５】
一実施形態では、方法７００はステップ７０２で開始し、そこでは、ハンドヘルドインターフェースデバイスの制御ユニットは、複数の電極の各電極における接触状態を判断する。接触状態は、ステップ６０２と同様の方法で判断することができる。
【００６６】
ステップ７０４では、制御ユニットは、複数の電極の各々の接触状態に基づいて、１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかったか、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたと判断する。
【００６７】
場合によっては、１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかった場合、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にすることができる。これは、例えば、電極の第１のセットが信号電極であることに専用であり、他の電極の全てが接地電極であることに専用である、ハンドヘルドインターフェースデバイスに適用することができる。こうした状況では、ユーザーは、いかなるあり得る信号電極とも接触していない。したがって、ハンドヘルドインターフェースデバイスは、ユーザーに駆動信号を印加することができない可能性がある。そして、デバイスは、例えば、信号発生回路５０４によって信号を生成しないようにし、信号発生回路５０４の電源を落とし、信号発生回路５０４から全ての電極を電気的に切断し、全ての電極を電気的浮遊状態のままにし、及び／又は全ての電極を接地に電気的に接続することにより、ＥＳＦ効果を無効にすることができる。
【００６８】
状況によっては、ユーザー接触が、複数の電極のうちの１つの電極のみにおいて検出された場合、ＥＳＦ効果を無効にすることができる。これは、例えば、各々が信号電極であることと接地電極であることとの間で切替可能である絶縁電極のみを有するハンドヘルドインターフェースデバイスに適用することができる。場合によっては、ユーザーが、１つ以上の信号電極のみと接触しており、接地電極と接触していない場合、ＥＳＦ効果は非常に微弱である可能性がある。複数の電極のうちの１つの電極のみがユーザーと接触している場合、この電極は、同時に信号電極及び接地電極の両方ではあり得ない可能性がある。したがって、この状況におけるいかなるＥＳＦ効果も非常に微弱である可能性がある。したがって、ハンドヘルドインターフェースデバイスは、例えば、信号発生回路の電源を落とし及び／又は全ての電極を接地電位に電気的に接続することにより、ＥＳＦ効果を無効にすることができる。
【００６９】
ステップ７０６では、１つ以上の電極の第１のセットにおいてユーザー接触が検出されなかったか、又は複数の電極のうちの１つの電極のみにおいてユーザー接触が検出されたという判断に応じて、制御ユニットは、上述したように、１つ以上の電極の第２のセットにおける全ての電極を無効にすることによって、ハンドヘルドインターフェースデバイスにおけるＥＳＦ効果を無効にすることができる。したがって、接地電極が、ＥＳＦ効果を発生させるために信号電極に付随するように利用可能とならないと判断された場合、例えば、信号電極を無効にすることによって、ＥＳＦ効果を無効にすることができる。ＥＳＦ効果の無効化は、無効にされた１つ以上の信号電極のうちの少なくとも１つがユーザーと接触している場合であっても、行うことができる。１つ以上の電極の第２のセットにおける電極は、例えば、電極を電気的浮遊状態のままにするか、又は電極を接地状態に電気的に接続することによって、無効にすることができる。
【００７０】
図８Ａ〜図８Ｃは、携帯電話等のハンドヘルドインターフェースデバイスの把持例を示す。これらの例は、ユーザーが携帯電話を把持する位置が、携帯電話の向き及び／又は携帯電話がいかに使用されているかに基づいていかに変化するかを示す。図８Ａでは、携帯電話は、横長向きにあり、例えば、ユーザー対話型ゲームを提示するように使用されている。この状況では、携帯電話は、その背面の中心におけるかつその短い方の側面のうちの１つにおけるユーザー接触によって把持されている可能性がより高い場合がある。携帯電話はまた、ユーザー入力を受け取る手段として、その正面において（タッチスクリーンにおいて）ユーザー接触を受け取っている可能性も高いものであり得る。図８Ｂでは、携帯電話は、縦長向きにあり、例えば、テキストメッセージを入力するためにユーザー入力を受け取るように使用されている。この状況では、携帯電話は、その長い方の側面におけるユーザー接触によって把持されている可能性がより高い場合がある。携帯電話はまた、ユーザー入力を受け取る手段として、その正面において（タッチスクリーンにおいて）ユーザー接触を受け取ることもできる。図８Ｃでは、携帯電話はまた、図８Ａと同様に横長向きにあるが、ユーザー対話型ではないビデオを提示するために使用されている可能性がある。この状況では、携帯電話は、その短い方の側面の両方で把持される可能性がより高い場合がある。
【００７１】
別の例として、携帯電話が２本の手で入力するために使用される場合、デバイスの左側及び右側の電極が、接地電極及び信号電極として選択的に活性化される可能性がある。代替的に、デバイスが、ビデオを観るために片手の手のひらで保持されている場合、背面の２つの電極が、信号電極及び接地電極に対して選択的に活性化される可能性がある。代替的に、携帯電話が電話をかけるために使用される場合、縁及び背面の電極が、信号電極及び接地電極に対して選択的に活性化される可能性がある。
【００７２】
図９Ａ〜図９Ｃは、ゲームコントローラー等のハンドヘルドインターフェースデバイスの把持例を示す。図は、ユーザーの手の様々な指又はユーザーの手のひらの様々な部分が、ゲームコントローラーと接触する場所を変化させる可能性があること、又はユーザー選好、行われているゲーム若しくは行われているゲームのシナリオ、又は他の任意の要素に基づいて、それらがゲームコントローラーと接触するか否かを示す。
【００７３】
本発明の実施形態は、携帯電話、ゲーム、自動車、拡張現実（ＡＲ）、仮想現実（ＶＲ）又は装着具の応用に対して使用することができる。例えば、ハンドヘルドインターフェースデバイスは、ＶＲ又はＡＲアプリケーション用のコントローラーとすることができる。
【００７４】
本発明の実施形態は、動的ＥＳＦ効果又は静的ＥＳＦ効果に対して使用することができる。静的ＥＳＦ効果の場合、複数の電極のうちの選択されたサブセットに印加される駆動信号は、少なくとも１ｋＶの振幅を有することができる。
【００７５】
種々の実施形態を上述してきたが、これらの実施形態は、限定としてではなく本発明の単なる説明及び例として提示されていることを理解すべきである。形式及び細部における種々の変更は本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明内で行うことができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲（breadth and scope）は、上述の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。本明細書において論考された各実施形態、及び本明細書において引用された各引用文献の各特徴は、他の任意の実施形態の特徴と組み合わせて用いることができることも理解されるであろう。
【００７６】
本願は、２０１６年１１月１８日に出願された米国特許出願第１５／３５５，３５３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。さらに、本明細書において論考された全ての特許及び刊行物は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【外国語明細書】
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