(57)【要約】【課題】静電摩擦効果を提供するように構成されるインターフェースデバイスを提供すること。【解決手段】インターフェースデバイスが、当該インターフェースデバイスの表面に配置された複数の電極を備える。インターフェースデバイスは、信号生成回路の出力において第１の駆動信号を生成するように構成された当該信号生成回路を更に備えるとともに、信号生成回路と複数の電極とに電気的に接続された複数の周波数フィルターユニット又は遅延要素を備える。インターフェースデバイスは、複数の周波数フィルターユニット又は遅延要素を用いて、（ｉ）複数の電極のうちの１つ以上の電極のサブセットのみに、第１の駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるか、又は（ｉｉ）少なくとも２つの電極に、第１の駆動信号を用いて異なるそれぞれの方法でそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成された制御ユニットを更に備える。【選択図】図１Ａ
2018120593.tif 000002
【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るインターフェースデバイスであって、
該インターフェースデバイスの表面に配置された複数の電極と、
信号生成回路の出力において第１の駆動信号を生成するように構成された該信号生成回路と、
前記信号生成回路と前記複数の電極とに電気的に接続された複数の周波数フィルターユニット又は複数の遅延要素であって、前記複数の電極の各電極は、それぞれの周波数フィルターユニット又はそれぞれの遅延要素の出力に電気的に接続されるようになっており、該それぞれの周波数フィルターユニット又は該それぞれの遅延要素の入力は、前記信号生成回路の前記出力に電気的に接続されている、複数の周波数フィルターユニット又は複数の遅延要素と、
前記複数の周波数フィルターユニット又は前記複数の遅延要素を用いて、（ｉ）前記複数の電極のうちの１つ以上の電極のサブセットのみに、前記第１の駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるか、又は（ｉｉ）前記複数の電極のうちの少なくとも２つの電極に、前記第１の駆動信号を用いて異なるそれぞれの方法でそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成された制御ユニットと、
を備える、インターフェースデバイス。
【請求項２】
前記インターフェースデバイスは前記複数の周波数フィルターユニットを備え、該複数の周波数フィルターユニットの各々は、それぞれの通過周波数帯域又は通過周波数帯域のそれぞれのセットを有し、前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットの外にある前記第１の駆動信号のあらゆる周波数成分をブロックするように構成され、前記複数の周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットは、周波数が重複していないか、又は周波数が部分的にのみ重複している、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項３】
前記制御ユニットは、（ｉ）第１の電極のそれぞれの周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセット内にあり、かつ、（ｉｉ）前記インターフェースデバイスの前記複数の電極の残余の前記複数の周波数フィルターユニットの残余の前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットの外にある、周波数成分のみを有する前記第１の駆動信号を前記信号生成回路に生成させるように構成され、前記複数の周波数フィルターユニットは、前記複数の電極のうちの前記第１の電極のみに、前記第１の駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力させるようになっている、請求項２に記載のインターフェースデバイス。
【請求項４】
前記複数の周波数フィルターユニットの各々は、単一のそれぞれの通過周波数帯域のみを有し、前記複数の周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域は、周波数が重複していない、又は、
前記複数の周波数フィルターユニットの各々は、通過周波数帯域のそれぞれのセットを有し、前記複数の周波数フィルターユニットの該通過周波数帯域のそれぞれのセットは、周波数の部分的な重複を有する、請求項２に記載のインターフェースデバイス。
【請求項５】
前記複数の周波数フィルターユニットは、第１の減衰レベルを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第１の電極に渡すように構成された第１の周波数フィルターユニットを含むとともに、前記第１の減衰レベルと異なる第２の減衰レベルを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第２の電極に渡すように構成された第２の周波数フィルターユニットを含み、前記インターフェースデバイスは、前記第１の電極及び前記第２の電極に、異なるそれぞれの強度レベルを有する前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成されている、請求項２に記載のインターフェースデバイス。
【請求項６】
前記複数の周波数フィルターユニットは、第１の遅延期間を生成する第１の位相シフトを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第１の電極に渡すように構成された第１の周波数フィルターユニットを含むとともに、前記第１の遅延期間と異なる第２の遅延期間を生成する第２の位相シフトを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第２の電極に渡すように構成された第２の周波数フィルターユニットを含み、前記インターフェースデバイスは、前記第１の電極及び前記第２の電極に、異なるそれぞれの時刻において前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成されている、請求項２に記載の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、前記インターフェースデバイスと決められたロケーションとの間の空間関係を求めるか、又は現時刻と決められたイベントとの間の時間関係を求めるように構成されているとともに、前記１つ以上の電極のサブセットを選択して前記空間関係又は前記時間関係を伝達するように構成されている、請求項２に記載のインターフェースデバイス。
【請求項８】
前記インターフェースデバイスは、前記複数の周波数フィルターユニットを備え、
前記第１の駆動信号は、前記信号生成回路が、異なるそれぞれの時間帯において又は異なる信号生成コマンドに応答して生成するように構成されている複数の駆動信号のうちの１つであり、
前記制御ユニットは、前記複数の周波数フィルターユニットに、前記複数の駆動信号を前記複数の電極の異なるそれぞれの電極に渡させるように構成されている、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項９】
前記複数の電極は、アレイとして配列され、前記制御ユニットは、前記複数の周波数フィルターユニットを用いて、前記アレイの電極に、前記それぞれの駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を順次出力させ、前記アレイの電極に沿った流れの感触を生成させるように構成されている、請求項８に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１０】
前記インターフェースデバイスは、前記複数の遅延要素を備え、該複数の遅延要素は、前記それぞれの遅延要素の入力から該それぞれの遅延要素の出力までの前記第１の駆動信号の異なるそれぞれの遅延期間を導入することによって、前記複数の電極の各電極がＥＳＦ効果を出力するタイミングを制御するように構成されている、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１１】
前記複数の電極は、該複数の電極が隣接する電極間に一様な間隔を有するアレイに配列されている、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１２】
前記アレイは２次元アレイである、請求項１０に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１３】
前記インターフェースデバイスはウェアラブルデバイスである、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１４】
前記信号生成回路は、第１の信号を前記第１の駆動信号に増幅するように構成された増幅器回路を備え、該増幅器回路は、前記第１の信号を前記第１の駆動信号に増幅する前記インターフェースデバイスにおける唯一の増幅器回路である、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１５】
前記制御ユニットは、ユーザー接触を受けている幾つかの電極が、前記第１の駆動信号を用いてそれぞれの静的なＥＳＦ効果を生成するために選択されないように、ユーザー接触を受けている前記複数の電極のうちの電極のセットの中から前記１つ以上の電極のサブセットを選択するように構成されている、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１６】
静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成されるインターフェースデバイスであって、
信号生成回路の出力において第１の駆動信号を生成するように構成された該信号生成回路と、
複数の遅延要素であって、それぞれの該遅延要素の入力からそれぞれの該遅延要素の出力までのそれぞれの遅延期間を前記第１の駆動信号に導入するように構成されている、複数の遅延要素と、
前記複数の遅延要素に対応する複数の電極であって、該複数の電極の各々は、それぞれの遅延要素の出力に接続され、前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を生成するように構成されている、複数の電極と、
を備え、
前記複数の遅延要素及びそれらのそれぞれの電極は、各々がそれぞれの遅延要素及びそれぞれの電極を備える複数のそれぞれのペアを形成し、
前記遅延要素及びそれらのそれぞれの電極の複数のペアは電気的に直列に接続され、該直列接続における第１のペアの遅延要素の入力が、前記信号生成回路の出力に接続されるとともに、該直列接続における他の全てのペアの遅延要素の入力が該直列接続における直前のペアの電極に電気的に接続されるようになっている、インターフェースデバイス。
【請求項１７】
前記複数の遅延要素によって導入される前記それぞれの遅延期間は同じである、請求項１５に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１８】
前記複数の遅延要素によって導入される前記それぞれの遅延期間は全て異なる、請求項１５に記載のインターフェースデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極の静電摩擦効果の生成を制御する方法及び装置を対象とし、ウェアラブル、ユーザーインターフェース、ゲーミング、自動車、仮想現実又は拡張現実、及び家庭用電子機器における用途を有する。
【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】
本発明における実施形態の１つの態様は、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成されるインターフェースデバイスに関する。該インターフェースデバイスは、複数の電極と、信号生成回路と、複数の周波数フィルターユニット又は複数の遅延要素と、制御ユニットとを備える。前記複数の電極は、該インターフェースデバイスの表面に配置されている。前記信号生成回路は、該信号生成回路の出力において第１の駆動信号を生成するように構成されている。前記複数の周波数フィルターユニット又は前記複数の遅延要素は、前記複数の電極の各電極が、それぞれの周波数フィルターユニット又はそれぞれの遅延要素の出力に電気的に接続されるように、前記信号生成回路と前記複数の電極とに電気的に接続されている。前記それぞれの周波数フィルターユニット又は前記それぞれの遅延要素の入力は、前記信号生成回路の前記出力に電気的に接続されている。前記制御ユニットは、前記複数の周波数フィルターユニット又は前記複数の遅延要素を用いて、（ｉ）前記複数の電極のうちの１つ以上の電極のサブセットのみに、前記第１の駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるか、又は（ｉｉ）前記複数の電極のうちの少なくとも２つの電極に、前記第１の駆動信号を用いて異なるそれぞれの方法でそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成されている。
【０００５】
一実施形態では、前記インターフェースデバイスは、前記複数の周波数フィルターユニットを備える。該複数の周波数フィルターユニットの各々は、それぞれの通過周波数帯域又は通過周波数帯域のそれぞれのセットを有し、前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットの外にある前記第１の駆動信号のあらゆる周波数成分をブロックするように構成される。前記複数の周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットは、周波数が重複していないか、又は周波数が部分的にのみ重複している。
【０００６】
一実施形態では、前記制御ユニットは、（ｉ）第１の電極のそれぞれの周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセット内にあり、かつ、（ｉｉ）前記インターフェースデバイスの前記複数の電極の残余の前記複数の周波数フィルターユニットの残余の前記それぞれの通過周波数帯域又は前記通過周波数帯域のそれぞれのセットの外にある、周波数成分のみを有する前記第１の駆動信号を前記信号生成回路に生成させるように構成され、前記複数の周波数フィルターユニットは、前記複数の電極のうちの前記第１の電極のみに、前記第１の駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力させるようになっている。
【０００７】
一実施形態では、前記複数の周波数フィルターユニットの各々は、単一のそれぞれの通過周波数帯域のみを有し、前記複数の周波数フィルターユニットの前記それぞれの通過周波数帯域は、周波数が重複していない、又は、前記複数の周波数フィルターユニットの各々は、通過周波数帯域のそれぞれのセットを有し、前記複数の周波数フィルターユニットの該通過周波数帯域のそれぞれのセットは、周波数の部分的な重複を有する。
【０００８】
一実施形態では、前記複数の周波数フィルターユニットは、第１の減衰レベルを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第１の電極に渡すように構成された第１の周波数フィルターユニットを含むとともに、前記第１の減衰レベルと異なる第２の減衰レベルを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第２の電極に渡すように構成された第２の周波数フィルターユニットを含む。前記インターフェースデバイスは、前記第１の電極及び前記第２の電極に、異なるそれぞれの強度レベルを有する前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成されている。
【０００９】
一実施形態では、前記複数の周波数フィルターユニットは、第１の遅延期間を生成する第１の位相シフトを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第１の電極に渡すように構成された第１の周波数フィルターユニットを含むとともに、前記第１の遅延期間と異なる第２の遅延期間を生成する第２の位相シフトを有する前記第１の駆動信号を前記複数の電極のうちの第２の電極に渡すように構成された第２の周波数フィルターユニットを含み、前記インターフェースデバイスは、前記第１の電極及び前記第２の電極に、異なるそれぞれの時刻において前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成されている。
【００１０】
一実施形態では、前記制御ユニットは、前記インターフェースデバイスと決められたロケーションとの間の空間関係を求めるか、又は現時刻と決められたイベントとの間の時間関係を求めるように構成されているとともに、前記１つ以上の電極のサブセットを選択して前記空間関係又は前記時間関係を伝達するように構成されている。
【００１１】
一実施形態では、前記インターフェースデバイスは、前記複数の周波数フィルターユニットを備える。前記第１の駆動信号は、前記信号生成回路が、異なるそれぞれの時間帯に又は異なる信号生成コマンドに応答して生成するように構成されている複数の駆動信号のうちの１つである。前記制御ユニットは、前記複数の周波数フィルターユニットに、前記複数の駆動信号を前記複数の電極の異なるそれぞれの電極に渡させるように構成されている。
【００１２】
一実施形態では、前記複数の電極は、アレイとして配列される。前記制御ユニットは、前記複数の周波数フィルターユニットを用いて、前記アレイの電極に、前記それぞれの駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を順次出力させ、前記アレイの電極に沿った流れの感触を生成させるように構成されている。
【００１３】
一実施形態では、前記インターフェースデバイスは、前記複数の遅延要素を備え、該複数の遅延要素は、前記それぞれの遅延要素の入力から該それぞれの遅延要素の出力までの前記第１の駆動信号の異なるそれぞれの遅延期間を導入することによって、前記複数の電極の各電極がＥＳＦ効果を出力するタイミングを制御するように構成されている。
【００１４】
一実施形態では、前記複数の電極は、該複数の電極が隣接する電極間に一様な間隔を有するアレイに配列されている。
【００１５】
一実施形態では、前記アレイは２次元アレイである。
【００１６】
一実施形態では、前記インターフェースデバイスはウェアラブルデバイスである。
【００１７】
一実施形態では、前記信号生成回路は、第１の信号を前記第１の駆動信号に増幅するように構成された増幅器回路を備え、該増幅器回路は、前記第１の信号を前記第１の駆動信号に増幅する前記インターフェースデバイスにおける唯一の増幅器回路である。
【００１８】
一実施形態では、前記制御ユニットは、ユーザー接触を受けている幾つかの電極が、前記第１の駆動信号を用いてそれぞれの静的なＥＳＦ効果を生成するために選択されないように、ユーザー接触を受けている前記複数の電極のうちの電極のセットの中から前記１つ以上の電極のサブセットを選択するように構成されている。
【００１９】
本発明における実施形態の１つの態様は、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を提供するように構成されるインターフェースデバイスに関する。該インターフェースデバイスは、信号生成回路と、複数の遅延要素と、複数の電極とを備える。前記信号生成回路は、該信号生成回路の出力において第１の駆動信号を生成するように構成されている。前記複数の遅延要素は、それぞれの該遅延要素の入力からそれぞれの該遅延要素の出力までのそれぞれの遅延期間を前記第１の駆動信号に導入するように構成されている。前記複数の電極は、前記複数の遅延要素に対応し、該複数の電極の各々は、それぞれの遅延要素の出力に接続され、前記第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を生成するように構成されている。前記複数の遅延要素及びそれらのそれぞれの電極は、各々がそれぞれの遅延要素及びそれぞれの電極を備える複数のそれぞれのペアを形成する。前記遅延要素及びそれらのそれぞれの電極の複数のペアは、電気的に直列に接続され、該直列接続における第１のペアの遅延要素の入力が、前記信号生成回路の出力に接続されるとともに、該直列接続における他の全てのペアの遅延要素の入力が該直列接続における直前のペアの電極に電気的に接続されるようになっている。
【００２０】
一実施形態では、前記複数の遅延要素によって導入される前記それぞれの遅延期間は同じである。
【００２１】
一実施形態では、前記複数の遅延要素によって導入される前記それぞれの遅延期間は全て異なる。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】
【００２２】
【図１Ａ】本発明における一実施形態による、静電摩擦効果を生成するウェアラブルデバイスの外表面に配置された複数の電極を有する当該ウェアラブルデバイスの図である。
【図１Ｂ】本発明における一実施形態による、静電摩擦効果を生成するウェアラブルデバイスの外表面に配置された複数の電極を有する当該ウェアラブルデバイスの図である。
【図２】本発明における一実施形態による、静電摩擦効果を生成するモバイルデバイスの外表面に配置された複数の電極を有する当該モバイルデバイスの図である。
【図３】本発明における一実施形態による、静電摩擦効果を生成するラップトップの外表面に配置された複数の電極を有する当該ラップトップの図である。
【図４Ａ】本発明における一実施形態による、駆動回路とそれぞれの電極との間に配置された複数のゲート要素（gating elements）の概略図である。
【図４Ｂ】本発明における一実施形態による、駆動回路とそれぞれの電極との間に配置された複数のゲート要素の概略図である。
【図５Ａ】本発明における一実施形態による、周波数フィルターユニットである複数のゲート要素の概略図である。
【図５Ｂ】本発明における一実施形態による、周波数フィルターユニットである複数のゲート要素の概略図である。
【図６Ａ】本発明における一実施形態による、並列形式で信号生成回路に接続された複数の遅延要素の概略図である。
【図６Ｂ】本発明における一実施形態による、直列形式で互いに接続された複数の遅延要素の概略図である。
【図７】本発明における一実施形態による、リレースイッチである複数のゲート要素の概略図である。
【図８Ａ】本発明における一実施形態による、それぞれの電極と接地電位との間に接続された複数のゲート要素を有するインターフェースデバイスの概略図である。
【図８Ｂ】本発明における一実施形態による、それぞれの電極と接地電位との間に接続された複数のゲート要素を有するインターフェースデバイスの概略図である。
【図９】本発明における一実施形態による、インターフェースデバイスの表面からそれぞれの電極をシールドするように構成されたシールド層の複数のシールド要素の概略図である。
【図１０】本発明における一実施形態による、インターフェースデバイスの表面からそれぞれの電極をシールドするように構成された複数のシールド要素の概略図である。
【図１１Ａ】本発明における一実施形態による、複数の電極が空間関係又は時間関係を伝達するのに用いられることを示す図である。
【図１１Ｂ】本発明における一実施形態による、複数の電極が空間関係又は時間関係を伝達するのに用いられることを示す図である。
【図１２】本発明における一実施形態による、それぞれのＥＳＦ効果を生成する複数の電極の一例示のレイアウトを示す図である。
【図１３】本発明における一実施形態による、それぞれのＥＳＦ効果を生成する複数の電極の一例示のレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明の実施形態は、静電摩擦（ＥＳＦ）効果を生み出す（例えば、生成する）複数の電極を備え、１つ以上の電極のいずれのサブセットが駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を生成するのかを制御するように構成され、及び／又は異なる電極が駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果をどのように生成するのかを変化させるように構成されているハプティック対応インターフェースデバイス（例えば、ハンドヘルドデバイス、又はモバイルデバイス若しくはゲームコンソールコントローラー、ウェアラブルデバイス、ラップトップ等のそれ以外に把持可能なデバイス）を実施することに関する。例えば、ハプティック対応インターフェースデバイスは、駆動信号が幾つかの特定の電極に到達することをブロックするように構成された周波数フィルターユニット又はリレースイッチを備えることもできるし、デバイスの表面からそれらの電極を電気的にシールドするように構成されたシールド要素を備えることもでき、それによって、それらの電極が、表面において駆動信号を用いてＥＳＦ効果を生成しないようにしている。別の例では、ハプティック対応インターフェースデバイスは、駆動信号を複数の電極に渡すように構成することができるが、異なる電極に対して異なる量／期間だけ駆動信号を減衰又は遅延させることができ、それによって、異なる電極が、駆動信号を用いて異なる方法でそれぞれのＥＳＦ効果を生成するようにしている。これらの周波数フィルターユニット、遅延要素、及びリレースイッチは、異なるタイプのゲート要素とすることができる。
【００２６】
一実施形態では、ハプティック対応インターフェースデバイスは、空間関係、時間関係、時空間関係（例えば、空間関係及び時間関係の組み合わせ）、及び／又は他の情報をユーザーに伝達するために、いずれの電極が駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力するのか、及び／又はそれらの電極が駆動信号を用いてＥＳＦ効果をどのように出力するのかを制御するように構成することができる。一実施形態では、複数の電極は、それぞれのＥＳＦ効果を順次出力して、電極に沿った流れの感触を生成することができる。例えば、電極が、１次元アレイ（例えば、ライン）又は２次元アレイに配列されている場合、アレイに沿ったそれぞれのＥＳＦ効果の順次的な出力によって、このアレイに沿った流れの感触を生成することができる。この流れの感触は、ユーザー向けのナビゲーション命令を提供するのに用いることもできるし、動作の進行、時間の経過を示すのに用いることもできるし、それ以外の任意の目的で用いることもできる。
【００２７】
一実施形態では、複数の電極は、静的なＥＳＦ効果を生み出す（例えば、生成する）のに用いることができる。以下でより詳細に論述するように、動的なＥＳＦ効果は、ユーザーの身体の一部分（例えば、指先）を移動させて電極を横切らせるように当該ユーザーに要請することができる一方、静的なＥＳＦ効果は、ユーザーの身体（例えば、指先）が静止したままであることを可能にする。幾つかの場合には、静的なＥＳＦ効果は、動的なＥＳＦ効果とともに用いられる電圧（例えば、１０Ｖ）よりもはるかに高い電圧（例えば、１．５ｋＶ）を用いることができる。したがって、幾つかの場合には、ハプティック対応デバイスの信号生成回路は、高電圧電子機器を備える１つ以上の増幅器回路を用いて、静的なＥＳＦの高電圧駆動信号を生成することができる。例えば、この駆動信号は、静的なＥＳＦ効果に適した振幅（例えば、１ｋＶ超）を有する増幅信号とすることができる。一実施形態では、ハプティック対応インターフェースデバイスは、ＥＳＦ効果の出力を各個々の電極において個別に制御することができるように、各電極に１つの増幅器回路が割り当てられた複数の増幅器回路を備えることができる。別の実施形態では、ハプティック対応インターフェースデバイスは、任意の駆動信号を生成する１つの増幅器回路のみを備えることができる。この唯一の増幅器回路は、信号生成回路に含めることができる。この実施形態では、増幅器回路は、複数の電極間で共有することができる駆動信号を出力し、それらの複数の電極は、同じ駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を生み出すことができる。例えば、複数の個別制御可能なゲート要素（例えば、スイッチ、周波数フィルターユニット、又は遅延要素）を単一の増幅器回路とそれぞれの電極との間に配置して、それらの電極におけるＥＳＦ効果を制御することもできるし、複数のシールド要素をそれぞれの電極と接地電位との間に配置して、それらの電極におけるＥＳＦ効果を制御することもできる。ゲート要素又はシールド要素は、例えば、複数の電極のうちの１つ以上の電極からなるサブセットにのみ、第１の駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を出力させることもできるし、複数の電極のうちの少なくとも２つの電極に、第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させることができるが、異なる方法でそれを行わせることもできる。別の例では、複数の遅延要素を直列構成に配列して、各遅延要素がそれぞれの電極をゲートする遅延要素のチェーンを形成することができる。この直列配列は、例えば、駆動信号をこのチェーンの遅延要素に順次伝播させ、それらのそれぞれの電極に流れの感触を生成させることができる。
【００２８】
図１Ａ及び図１Ｂは、静電摩擦（ＥＳＦ）効果をユーザーに提供するように構成されたウェアラブルインターフェースデバイス（例えば、アクティビティトラッカー（activity tracker：活動量計）リストバンド又はスマートウォッチ）の図である。図１Ａは、第１の表面１０１ａ及び第２の反対側表面１０１ｂを備えるバンド１０１を有するウェアラブルインターフェースデバイス１００を示している。第１の表面１０１ａは、例えば、装着されたときに可視的及び／又はアクセス可能であることを意図した上部外表面とすることができ、第２の表面１０１ｂは、例えば、装着されたときにユーザーの手首と接触することを意図した底部外表面とすることができる。第２の表面１０１ｂは、接触面と呼ばれる場合がある。図１Ａにおいて、バンド１０１の第２の表面１０１ｂは、当該表面１０１ｂに配置された複数の電極１０３ａ〜１０３ｈを有することができる。一実施形態では、第１の表面１０１ａは、そこに取り付けられたディスプレイデバイス（例えば、タッチスクリーン）及び／又は物理ユーザー入力構成要素（例えば、ボタン）を有することもできるし、代替的に（例えば、よりシンプルなアクティビティトラッカーとして）それらのデバイスのいずれも有しなくてもよい。一実施形態では、ウェアラブルインターフェースデバイス１００は、別のハプティックデバイスを備えることができる。例えば、ウェアラブルインターフェースデバイス１００は、バンド１０１全体の振動触覚ハプティック効果を生み出すバンド１０１内に組み込まれた圧電アクチュエーター、又は、第１の表面１０１ａにおいて変形ハプティック効果を生み出す第１の表面１０１ａ上に配置された形状記憶合金の層を備えることができる。
【００２９】
ＥＳＦ効果を生み出すのに用いられる電極（ＥＳＦ電極と呼ばれる場合がある）は、正方形、ドット、及びストリップ等の様々なサイズ及び形状を有することができる。例えば、図１Ｂは、バンド２０１上に複数の電極２０３ａ〜２０３ｅを有する別のウェアラブルインターフェースデバイス２００を示している。これらの電極は、サイズ及び形状が、図１Ａにおける電極１０３ａ〜１０３ｈと異なっている。より具体的に言えば、電極２０３ａ〜２０３ｅはそれぞれ、バンド２０１の長さにほぼ等しい長さを有する長いストリップの形態を有することができる。幾つかの場合には、長いストリップとして成形された電極は、幾つかの他の形状と比較して、より有利であり得る。なぜならば、ユーザーの中には、ユーザーの皮膚が電極を完全に覆っていないときがあるが、そのときでも、それらユーザーのＥＳＦ効果をより最適なものにすることができるからである。長いストリップ形状を有する電極は、ユーザーの皮膚によって完全に覆われる可能性は低くなり得る。本発明における実施形態における電極は、様々な向き（orientations：方位）に配列することもできる。例えば、電極１０３ａ〜１０３ｈは、バンド１０１の長手に沿って並べることができる一方、電極２０３ａ〜２０３ｅは、図１Ｂに示すものから９０度回転させて、バンド２０１の幅手に沿って並べられるようにすることができる。一実施形態では、これらの２つの向きを組み合わせることができ、幾つかの電極はバンドの長手に沿って並べられる一方（図１Ｂ）、幾つかの電極はバンドの幅手に沿って並べられる。
【００３０】
上記で論述したように、電極１０３ａ〜１０３ｈ又は電極２０３ａ〜２０３ｅは、これらの電極に沿ってＥＳＦ効果の流れの感触の生成又はユーザーが追従する空間方向の伝達等の空間フィードバック及び／又は時間フィードバックの生成に用いることができる。図１Ａに関して、電極１０３ａ〜１０３ｈに沿った順次的なＥＳＦ効果、すなわちＥＳＦ効果の流れは、左方向又は右方向にユーザーを誘導するのに用いることができる。図１Ｂに関して、電極２０３ａ〜２０３ｅに沿った順次的なＥＳＦ効果、すなわちＥＳＦ効果の流れは、前方向又は後方向にユーザーを誘導するのに用いることができる。図１Ａにおける電極の配列を図１Ｂにおける電極の配列と組み合わせて、ハプティック対応インターフェースデバイスが、前方向、後方向、左方向、又は右方向にユーザーを誘導することを可能にすることができる。
【００３１】
別の例では、電極１０３ａ〜１０３ｈ又は電極２０３ａ〜２０３ｅは、対象となるロケーションに対して相対的な、対応するハプティック対応インターフェースデバイスの空間的な向き（及びデバイスを装着しているユーザーの空間的な向き）を示すのに用いることができる。例えば、電極１０３ｄ又は１０３ｅを、デバイスの現在のロケーションを表す中央電極として指定することができる一方、電極１０３ｂは、ストラップ１０１が装着されたときに、この中央電極の左側に位置すると判断することができ、電極１０３ｇは、ストラップ１０１が装着されたときに、この中央電極の右側に位置すると判断することができる。所望の目的地又は物体が、デバイスの現在のロケーションの左にあるとき、駆動信号を電極１０３ｂに誘導して、ＥＳＦ効果を出力することができる。所望の目的地又は物体が、デバイスの現在のロケーションの右にあるとき、駆動信号を電極１０３ｇに誘導して、ＥＳＦ効果を出力することができる。
【００３２】
別の例では、電極１０３ａ〜１０３ｈは、現時刻と対象となるイベントとの間の時間関係を伝達するのに用いることができる。例えば、電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれは、会議前の異なる時間の量（例えば、１５分、３０分等）に対応することができ、会議前の現在の持続時間を示すように選択的にアクティブ化することができる。更に別の例では、電極１０３ａ〜１０３ｈは、データ転送動作等の動作の進行を示すのに用いることができる。例えば、電極１０３ａ〜１０３ｈは、異なるパーセンテージ（例えば、０％、１０％、２０％等）に対応することができ、データ転送動作の現在完了しているパーセンテージを示すように選択的にアクティブ化することができる。
【００３３】
図２及び図３は、ＥＳＦ効果を生み出す（例えば、生成する）ＥＳＦ電極を有する他のインターフェースデバイスの例を示している。図２は、複数の電極３０３ａ〜３０３ｇがその接触面３０１（例えば、背面）に配置されているモバイルインターフェースデバイス３００（例えば、スマートフォン又はタブレットコンピューター）の一例を示している。デバイス３００の接触面は、デバイス３００が手によって保持されたときに、その手からのユーザー接触を受けることが予想される表面とすることができる。電極３０３ａ〜３０３ｇはそれぞれ、円（例えば、ドット）として成形することができ、２次元アレイ（例えば、４行×２列）に配列することができる。これらの電極は、例えば、ユーザーの指がモバイルインターフェースデバイス３００を保持しているときにタッチする可能性が最も高い接触面３０１上のロケーションに配置することができる。図３は、複数の電極４０３ａ〜４０３ｆをその接触面（例えば、パームレスト、タッチパッド４０９、掌紋スキャナー）上に有するラップトップ４００の一例を示している。デバイス４００のこの接触面は、デバイス４００のタイプ入力中又は他の使用中にユーザー接触を受けると予想される表面とすることができる。電極４０３ａ〜４０３ｆは、第１の１次元アレイ４１３及び第２の１次元アレイ４２３として配列することができる。第１の１次元アレイ４１３は、タッチパッド４０９の一方の側に配置され、第２の１次元アレイ４２３は、タッチパッド４０９の反対側に配置される。これらのロケーションは、ユーザーの手首が静止し、ラップトップ４００に接触する可能性が高いエリアに対応することができ、これによって、ＥＳＦ効果をユーザーの手首において生成することが可能になる。一実施形態では、本明細書において説明するＥＳＦ電極は、デバイス３００、デバイス４００、又は表示画面を有する他の任意のデバイスの表示画面の表面に配置されてもよい。複数の電極（例えば、１０３ａ〜１０３ｈ）がアレイとして配列される一実施形態では、複数の電極は、隣接する電極間に一様な間隔を有してもよい。
【００３４】
電極１０３ａ〜１０３ｈ、２０３ａ〜２０３ｅ、３０３ａ〜３０３ｈ、４０３ａ〜４０３ｆは、ＥＳＦ効果を生成するように構成することができ、ＥＳＦ電極と呼ばれる場合がある。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１０３ａ〜１０３ｈ、２０３ａ〜２０３ｅ、３０３ａ〜３０３ｈ、４０３ａ〜４０３ｆは、露出電極及び／又は絶縁電極とすることができる。幾つかのハプティック対応インターフェースデバイスは、露出ＥＳＦ電極のみを備えることもできるし、絶縁ＥＳＦ電極のみを備えることもできるし、露出ＥＳＦ電極及び絶縁ＥＳＦ電極を混合したものを備えることもできる。露出電極は、インターフェースデバイスの表面（例えば、表面１０１ｂ）のそれぞれの部分に配置することができ、より具体的に言えば、表面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、ユーザーが表面のそれぞれの部分において露出電極と接触した際（又は両者間に非常に小さなエアギャップのみを空けて露出電極上に配置された際）に、ユーザーに電気的に直接結合するように構成することができる。この接触は、例えば、ユーザーの皮膚との接触を指すことができる。より一般的に言えば、この接触は、駆動信号が静電摩擦効果をユーザーの身体に対して生成することができる接触を指すことができる。１つの例では、露出電極は、インターフェースデバイスの本体の上部（例えば、バンド１０１の本体の上部）に接着された導電性パッドとすることができる。１つの例では、露出電極は、インターフェースデバイスの本体、ハウジング、又は他の構造要素の開口を通して（例えば、モバイルフォンのケースにおける開口を通して）露出された導電性パッドとすることができる。
【００３５】
一実施形態では、絶縁電極は、インターフェースデバイスの外表面（例えば、表面１０１ｂ）のそれぞれの部分に配置することができ、より具体的に言えば、外表面のそれぞれの部分の裏側に配置することができる。絶縁電極は、例えば、誘電材料の層等の薄い絶縁層によって表面から分離することができる。この絶縁層は、ユーザーが表面の絶縁電極のそれぞれの部分と接触した際にユーザーに電気的に容量結合されるように構成することができる。１つの例では、絶縁電極は、この電極とモバイルフォン、ゲームコンソールコントローラー、又はスマートウォッチの外表面との間に電気絶縁材料（例えば、誘電材料）が存在するようにして、モバイルフォン又はゲームコンソールコントローラーのプラスチック外部カバー内に組み込むこともできるし、スマートウォッチのバンド内に組み込むこともできる。別の例では、絶縁電極は、スマートフォン、スマートウォッチ、又はゲームコンソールコントローラーの本体上に配置された導電性材料とすることができ、その場合、絶縁材料（例えば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）テープの層）で覆われている場合がある。
【００３６】
一実施形態では、複数の電極は、例えば、静的なＥＳＦ効果又は動的なＥＳＦ効果を生成するのに用いることができる。動的な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、この指又はユーザーの身体の他の部分に静電力を作用させることを伴うことができる。これらの静電力は、時変信号を電極に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させることができる。静的な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に対して静止し、この表面に接触した状態にある間に生成することができる。静的なＥＳＦ効果も、時変信号を電極に印加して静電力を生成することを伴うことができる。幾つかの場合には、静的なＥＳＦは、動的なＥＳＦの場合の時変信号の電圧レベルと比較して、より高い電圧レベルを伴うことができる。
【００３７】
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、信号電極である電極又は信号電極となるように切り替え可能な電極を備えるとともに、接地電極である電極又は接地電極となるように切り替え可能な電極を備える。例えば、図４Ａは、電極１０３ａ及び１０３ｈがともに接地電極であるとともに、電極１０３ｂ〜１０３ｇが信号電極であるか又は信号電極となるようにゲート要素１０５ｂ〜１０５ｇによって切り替え可能である一実施形態を示している。一実施形態では、信号電極は、信号生成回路から駆動信号を受信する電極とすることができ、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を生み出すように構成することができる。一実施形態では、接地電極は、接地電位（例えば、インターフェースデバイス１００の電池又は他の電源の負端子の電位に等しいような接地電位）に電気的に接続された電極とすることができる。電極１０３ａ及び１０３ｈは、接地への永続的な電気的接続を有するので、図４Ａにおいて専用接地電極と呼ばれる場合がある。電極１０３ａ及び１０３ｈは、専用接地電極であるので、図４Ａにおいて、対応するゲート要素（すなわち、ゲート要素１０５）を有しない。一般的に言えば、電極のゲート要素は、信号がこの電極に到達することができるか否か、又は信号がこの電極に到達する方法（例えば、減衰若しくは増幅のレベル、又は遅延期間）を制御する要素（例えば、回路）とすることができる。静的なＥＳＦ効果が生成される幾つかの例では、絶縁電極（複数の場合もある）のみが信号電極として用いられるとともに、絶縁電極又は露出電極（存在する場合）が接地電極として用いられる場合がある。幾つかの場合には、絶縁電極は、信号電極と接地電極との間で切り替え可能である（例えば、或る時点（第１のインスタンス）においては信号電極として、別の時点（第２のインスタンス）においては接地電極として交換可能に用いられる）。
【００３８】
図４Ａに戻って、この図は、信号プロセッサ１０６と増幅器１０８とを備える信号生成回路１０４を備えるウェアラブルインターフェースデバイス１００の概略図である。信号プロセッサ１０６は、例えば、ＥＳＦ効果を生み出す正弦波信号又は他の時変信号を生成するように構成することができる。信号プロセッサ１０６によって生成される信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。一実施形態では、インターフェースデバイス１００は、信号プロセッサ１０６によって生成された信号を制御するように構成された制御ユニット１１０（例えば、マイクロプロセッサ又はＦＰＧＡ回路）を備えることができる。増幅器１０８は、信号プロセッサ１０６からの信号を増幅して、信号生成回路１０４の出力において駆動信号を生成するように構成することができる。例えば、信号プロセッサ１０６によって生成される信号は、５Ｖ〜１０Ｖの範囲にある振幅を有する矩形パルスとすることができ、増幅器１０８は、この信号を増幅して、静的なＥＳＦ効果を生み出す約１ｋＶの振幅を有する矩形パルスである駆動信号を生成することができる。一実施形態では、増幅器１０８は、信号プロセッサ１０６からのあらゆる信号を増幅するインターフェースデバイス１００内の唯一の増幅器とすることができる。
【００３９】
一実施形態では、信号生成回路１０４は、別々の時間帯又は別々の信号生成コマンドに対応する第１の駆動信号及び第２の駆動信号を出力することができる。例えば、第１の時間帯（例えば、第１の１秒ウィンドウ）において信号生成回路１０４によって出力される電圧波形は、第１の駆動信号とみなすことができる一方、第２の時間帯（例えば、後続の１秒ウィンドウ）において信号生成回路１０４によって出力される電圧波形は、第２の駆動信号とみなすことができる。別の例では、制御ユニット１１０を制御するソフトウェアアプリケーション（例えば、デバイスドライバー）又はアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）からの第１の信号生成コマンドに応答して信号生成回路１０４によって出力される電圧波形は、第１の駆動信号とみなすことができる一方、第２の信号生成コマンドに応答して信号生成回路１０４によって出力される電圧波形は、第２の駆動信号とみなすことができる。一実施形態では、駆動信号を受信する第１の電極は、第１のＥＳＦ効果を生成するものとみなすことができる一方、同じ駆動信号を受信する第２の電極は、第２のＥＳＦ効果を生み出すものとみなすことができる。これらの２つの電極は、駆動信号の同じバージョン（例えば、同じ強度、同じ位相、及び同じ周波数成分）を受信することもできるし、同じ駆動信号の異なるバージョン（例えば、異なる強度、異なる位相、及び異なる周波数成分）を受信することもできる。
【００４０】
一実施形態では、複数のゲート要素１０５ｂ〜１０５ｇは、それぞれの電極１０３ｂ〜１０３ｇと信号生成回路１０４の出力との間に配置されて、電極１０３ｂ〜１０３ｇのうちのいずれを信号電極とするのかを制御することができる。ゲート要素の例には、周波数フィルター、遅延要素、及びスイッチ（例えば、高電圧リレースイッチ又は高電圧トランジスタ）が含まれる。複数のゲート要素１０５ｂ〜１０５ｇは、電極１０３ｂ〜１０３ｇのうちのいずれの電極（複数の場合もある）が信号生成回路１０４の出力からの駆動信号を受信するのかを制御するように構成することができ、及び／又は、電極に到達する際の駆動信号の減衰レベル若しくは遅延期間（例えば、位相シフトからのもの）等の、駆動信号が電極に到達する方法を制御するように構成することができる。一実施形態では、リレースイッチ又は高電圧トランジスタは、電極１０３ｂ〜１０３ｇのうちの正確に１つの電極に駆動信号を電気的に接続する高電圧マルチプレクサーを形成することができる。この１つの電極は、ソフトウェア制御下で選択することができる。
【００４１】
図４Ａにおいて、ゲート要素１０５ｂ〜１０５ｇの特性は固定することができる。例えば、ゲート要素が周波数フィルターである場合、これらの周波数フィルターのそれぞれは、固定された通過周波数帯域（複数の場合もある）を有することができる。ゲート要素が遅延要素である場合、これらの遅延要素のそれぞれは、信号生成回路１０４からの駆動信号を遅延させる固定された時間遅延を有することができる。図４Ｂは、再構成可能なゲート要素を示している。より具体的に言えば、図４Ｂは、信号生成回路１０４の出力とそれぞれの電極１０３ｂ〜１０３ｇとの間に配置された複数のゲート要素１０５ｂ’〜１０５ｇ’を有するインターフェースデバイス１００も示している。図４Ｂにおいて、ゲート要素１０５ｂ’〜１０５ｇ’の特性は、それぞれのＣＴＲＬ入力線を通じて制御ユニット１１０によって再構成することができる。例えば、一実施形態において、ゲート要素が周波数フィルターである場合、制御ユニットは、周波数フィルターのうちの少なくとも１つのＣＴＲＬ入力線にコマンドを通信して、その周波数フィルターの通過周波数帯域（複数の場合もある）を再構成するように構成することができる。一実施形態において、ゲート要素が遅延要素である場合、制御ユニット１１０は、遅延要素のうちの少なくとも１つのＣＴＲＬ入力線にコマンドを通信して、その遅延要素が信号に導入する遅延期間を再構成するように構成することができる。一実施形態において、ゲート要素が複数のスイッチ（例えば、リレースイッチ）である場合、制御ユニット１１０は、それらのスイッチのそれぞれを、それぞれのＣＴＲＬ入力線を介して制御（例えば、開放又は閉鎖）するように構成することができる。
【００４２】
一実施形態では、制御ユニット１１０は、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力するために、電極１０３ａ〜１０３ｈのセット又は信号電極となるように切り替え可能な電極１０３ｂ〜１０３ｇのセットから１つ以上の電極のサブセットを選択するように構成される。制御ユニットは、ユーザー接触を受けている電極が、駆動信号を用いてそれぞれの静的なＥＳＦ効果を生み出すために選択されないように、ユーザー接触を受けている電極のセット（例えば、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ）の中から１つ以上の電極のサブセット（例えば、１０３ｂ）を選択するように構成することができる。
【００４３】
図５Ａは、それぞれ複数の周波数フィルターユニット（例えば、アナログ周波数フィルターユニット又はデジタル周波数フィルターユニット）１１０５ｂ、１１０５ｃ、１１０５ｄであるゲート要素を有する一実施形態の概略図である。一実施形態では、周波数フィルターユニット１１０５ｂ、１１０５ｃ、１１０５ｄのそれぞれは、異なるそれぞれの通過周波数帯域を有するように構成することができる。図５Ａに示すように、周波数フィルターユニット１１０５ｂは、５０Ｈｚを中心とする単一の通過周波数帯域のみを有することができる。周波数フィルターユニット１１０５ｃは、１００Ｈｚを中心とする単一の通過周波数帯域のみを有することができる。周波数フィルターユニット１１０５ｄは、２００Ｈｚを中心とする単一の通過周波数帯域のみを有することができる。周波数フィルターユニット１１０５ｂ、１１０５ｃ、及び１１０５ｄのそれぞれは、そのそれぞれの通過周波数帯域の外部にある駆動信号のあらゆる周波数成分をブロックするように構成することができる。例えば、５０Ｈｚ正弦波信号と１００Ｈｚ正弦波信号との加重和である駆動信号は、周波数フィルターユニット１１０５ｄによってブロックされる。なぜならば、周波数フィルターユニット１１０５ｄは、２００Ｈｚを中心とする単一の通過帯域しか有しないからである。
【００４４】
一実施形態では、周波数フィルターユニットは、当該周波数フィルターユニットの通過帯域内に入る信号の周波数成分を減衰させるように構成することができる。例えば、５０Ｈｚ正弦波信号と１００Ｈｚ正弦波信号との加重和である駆動信号の場合、周波数フィルターユニット１１０５ｂは、５０Ｈｚ正弦波信号を５０％だけ減衰させる（一方、駆動信号の１００Ｈｚ成分を完全にブロックする）ことができ、周波数フィルターユニット１１０５ｃは、１００Ｈｚ正弦波信号を２５％だけ減衰させる（一方、駆動信号の５０Ｈｚ成分を完全にブロックする）ことができる。一実施形態では、周波数フィルターユニットのそれぞれは、その周波数フィルターユニットの通過帯域内に入る信号の周波数成分に位相シフトを導入するように構成することができる。この位相シフトは、駆動信号が、周波数フィルターユニットに接続されたそれぞれの電極に到達する際の遅延を導入することができる。
【００４５】
一実施形態では、ハプティック対応インターフェースデバイスの周波数フィルターユニットは、同じ帯域幅を有する通過帯域を有することもできるし、異なるそれぞれの帯域幅を有する通過帯域を有することもできる。一実施形態では、各通過帯域の帯域幅は、非ゼロ（例えば、２０Ｈｚ）とすることができる。一実施形態では、通過帯域の帯域幅は、この通過帯域を通過周波数（例えば、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、又は２００Ｈｚの通過周波数）として扱うことができるほど十分小さくすることができる。この通過周波数は、デジタル信号処理（例えば、フーリエ変換）を実行してフィルタリングを行うデジタル周波数フィルターユニットに関連付けることができる。
【００４６】
図５Ａの実施形態では、周波数フィルターユニット１１０５ｂの通過周波数帯域（５０Ｈｚを中心とする１つの帯域）と、周波数フィルターユニット１１０５ｃの通過周波数帯域（１００Ｈｚを中心とする１つの帯域）と、周波数フィルターユニット１１０５ｄの通過周波数帯域（２００Ｈｚを中心とする１つの帯域）とは重複しない。この実施形態によって、制御ユニット１１０は、１つのＥＳＦ電極にのみ到達する第１の駆動信号を生成することが可能になる。例えば、周波数フィルターユニット１１０５ｂのみが、第１の駆動信号を電極１０３ｂに渡し、電極１０３ｂのみが第１の駆動信号に基づいてＥＳＦ効果を生み出し又は生成するように、制御ユニットは、第１の駆動信号が５０Ｈｚの周波数成分のみを有するようにすることができる。一方、制御ユニットは、この実施形態では、複数の周波数成分（例えば、５０Ｈｚ及び１００Ｈｚ）を第２の駆動信号に含めることによって、第２の駆動信号を複数の電極に到達させることもできる。別の実施形態では、複数の周波数フィルターユニットのそれぞれの通過周波数帯域は、多少の重複を有してもよい。
【００４７】
図５Ｂは、幾つかの周波数フィルターユニットが通過周波数帯域のそれぞれのセットを有することができる一実施形態を示している。より具体的に言えば、図５Ｂの実施形態は、５０Ｈｚを中心とする帯域と、１００Ｈｚを中心とする帯域と、２００Ｈｚを中心とする帯域とを含む通過周波数帯域のそれぞれのセットを有する周波数フィルターユニット２１０５ｂを備える。周波数フィルターユニット２１０５ｄは、同様に１００Ｈｚを中心とする帯域と、同様に２００Ｈｚを中心とする別の帯域とを含む通過周波数帯域のそれぞれのセットを有する。周波数フィルターユニット２１０５ｃは、同様に１００Ｈｚを中心とする単一のそれぞれの通過周波数帯域を有する。図５Ｂに示す実施形態では、それぞれの通過周波数帯域（フィルターユニット２１０５ｃの通過周波数帯域）又は通過周波数帯域のそれぞれのセット（フィルターユニット２１０５ｂ及び２１０５ｄのセット）は、周波数の部分的な重複（例えば、１００Ｈｚ及び２００Ｈｚにおける重複）を有する。別の実施形態では、複数の周波数フィルターユニットは、周波数が重複しないそれぞれの通過周波数帯域又は通過周波数帯域のそれぞれのセットを有することができる。
【００４８】
一実施形態では、制御ユニット１１０は、周波数フィルターユニット２１０５ｂ、２１０５ｃ、及び２１０５ｄを用いて、電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄのセットの１つ以上の電極のサブセットのみに、第１の駆動信号を用いて１つ以上のそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるように構成することができる。例えば、制御ユニットは、２００Ｈｚの周波数成分のみを有する第１の駆動信号を生成することができる。その場合、電極１０３ｂ及び１０３ｄのみが、第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力する。一実施形態では、制御ユニットは、電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄのうちの少なくとも２つの電極に、第１の駆動信号を用いてそれぞれのＥＳＦ効果を出力させるが、異なる方法でそれを行わせるように構成することができる。例えば、２００Ｈｚ周波数成分を有する第１の駆動信号を、周波数フィルターユニット２１０５ｂによって７０％だけ減衰させることができるとともに、周波数フィルターユニット２１０５ｄによって５０％だけ減衰させることができる。したがって、２つのそれぞれの電極１０３ｂ及び１０３ｄは、異なる減衰レベルを有する第１の駆動信号を受信することができ、したがって、この第１の駆動信号を用いて異なる方法でそれぞれのＥＳＦ効果を出力することができる。別の例では、第１の駆動信号は、１００Ｈｚ及び２００Ｈｚの周波数成分のみを含むことができる。図５Ｂに示すように、周波数フィルターユニット２１０５ｃは、第１の駆動信号の２００Ｈｚ成分をフィルタリング除去する一方、周波数フィルターユニット２１０５ｂ及び２１０５ｄはフィルタリング除去を行わない。したがって、電極１０３ｂ及び１０３ｄは、第１の駆動信号の１００Ｈｚ周波数成分及び２００Ｈｚ周波数成分によって駆動される一方、電極１０３ｃは、第１の駆動信号の１００Ｈｚ周波数成分のみによって駆動される。このため、３つの電極１０３ｂ、１０３ｃ及び１０３ｄは、第１の駆動信号を用いて異なる方法でそれぞれのＥＳＦ効果を出力することができる。なぜならば、これらの３つの電極は、周波数成分の異なる組み合わせによって駆動され、異なる減衰レベルを提供されるからである。
【００４９】
図６Ａは、そのゲート要素がそれぞれ複数の遅延要素３１０５ｂ〜３１０５ｄである一実施形態を示している。遅延要素３１０５ｂ〜３１０５ｄの各遅延要素は、電極１０３ｂ〜１０３ｄのそれぞれの電極がそれぞれのＥＳＦ効果を出力するタイミングを制御するように構成することができる。遅延要素は、信号生成回路１０４の出力からの駆動信号の異なるそれぞれの遅延期間をそれぞれの電極に導入することによって、このタイミングを制御することができる。一実施形態では、遅延要素のそれぞれは、誘導性フィルター及び／又は容量性フィルター（例えば、ＬＣフィルター）等のアナログ遅延要素とすることができる。別の実施形態では、遅延要素のそれぞれは、バッファー等のデジタル遅延要素とすることができる。図６Ａにおいて、遅延要素３１０５ｂは、遅延「ｄ１」（例えば、５００ｍｓｅｃ）を駆動信号に導入するように構成することができ、遅延要素３１０５ｃは、遅延「ｄ２」（例えば、７００ｍｓｅｃ）を駆動信号に導入するように構成することができ、遅延要素３１０５ｄは、遅延「ｄ３」（例えば、９００ｍｓｅｃ）を駆動信号に導入するように構成することができる。図６Ａの実施形態では、信号生成回路１０４から特定の電極までの物理的な距離を横断する際の遅延は、無視可能とみなすことができる。遅延要素３１０５ｂ、３１０５ｃ、及び３１０５ｄは、電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄにそれぞれのＥＳＦ効果をそれぞれｔ０＋ｄ１、ｔ０＋ｄ２、及びｔ０＋ｄ３において順に出力させるように構成することができる。一実施形態では、ｄ１、ｄ２、及びｄ３は、値が線形に増加する。例えば、ｄ２＝２×ｄ１である一方、ｄ３＝３×ｄ１である。遅延要素３１０５ｂ、３１０５ｃ、及び３１０５ｄは、その場合、電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄにそれぞれのＥＳＦ効果をｔ０＋ｄ１、ｔ０＋２ｄ１、及びｔ０＋３ｄ１において順に出力させることができる。電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄにわたるＥＳＦ効果の順次的な出力は、上記で説明した流れの感覚を提供することができる。
【００５０】
図６Ａは、複数の遅延要素３１０５ｂ、３１０５ｃ、及び３１０５ｄをそれぞれ信号生成回路１０４の出力に並列構成で接続することができる一実施形態を示しているが、図６Ｂは、複数の遅延要素４１０５ｂ、４１０５ｃ、及び４１０５ｄが互いに直列形式で接続されて遅延要素のチェーンを形成し、駆動信号がこの遅延要素のチェーンを通って伝播するようになっている一実施形態を示している。より具体的に言えば、図６Ｂは、遅延要素４１０５ｂ、４１０５ｃ、及び４１０５ｄと、これらの遅延要素に動作可能に対応するそれぞれのＥＳＦ電極１０３ｂ、１０３ｃ、及び１０３ｄとを備えるインターフェースデバイスを示している。遅延要素４１０５ｂ、４１０５ｃ、及び４１０５ｄは、当該遅延要素の入力から当該遅延要素の出力へそれぞれｄ１、ｄ２、及びｄ３の遅延を導入するように構成することができる。これらの遅延要素は、遅延要素のライン又は他のアレイとして空間的に配列することができ、上記電極は、電極のライン又は他のアレイとして空間的に配列することができる。電極１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄのそれぞれは、それぞれの遅延要素の出力に電気的に接続することができる。図６Ｂは、駆動信号を生成するように構成された信号生成回路１０４を更に備える。
【００５１】
図６Ｂに示すように、遅延要素４１０５ｂ、４１０５ｃ、及び４１０５ｄと、それらのそれぞれの電極１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄとは、それぞれの遅延要素とそれぞれの電極とをそれぞれ備えるそれぞれのペアを形成することもできるし、別の方法でそれぞれのペアにグループ化することもできる。例えば、遅延要素４１０５ｂ及び電極１０３ｂは、ペア１を形成することができ、遅延要素４１０５ｃ及び電極１０３ｃは、ペア２を形成することができ、遅延要素４１０５ｄ及び電極１０３ｄは、ペア３を形成することができる。遅延要素及び電極のこれらのペア（例えば、ペア１、ペア２、及びペア３）は、電気的に直列に接続することができる。一実施形態では、ペア１は、この直列接続における第１のペアとすることができ、ペア２は、この直列接続における第２のペアとすることができ、ペア３は、この直列接続における第３のペアとすることができる。直列に接続されることによって、この直列接続における第１のペアの遅延要素の入力（すなわち、遅延要素４１０５ｂの入力）は、信号生成回路１０４の出力に接続することができるとともに、この直列接続における他の全てのペアの遅延要素の入力は、この直列接続における直前のペアの電極に電気的に接続される。したがって、この直列接続における第２のペアの遅延要素の入力（遅延要素４１０５ｃの入力）は、この直列接続における第１のペアの電極（電極１０３ｂ）に接続することができるとともに、この直列接続における第３のペアの遅延要素の入力（遅延要素４１０５ｄの入力）は、この直列接続における第２のペアの電極（電極１０３ｃ）に接続することができる。この配列を用いると、駆動信号は、遅延要素及び電極の直列接続を通って伝播し、電極に沿ってＥＳＦ効果を順次出力することができる。各電極は、その遅延要素と、直列接続の直前のペアにおける遅延要素との累積した遅延を受けることができる。したがって、電極１０３ｂは、ｄ１の遅延を受けることができ、電極１０３ｃは、ｄ２＋ｄ１の遅延を受けることができ、電極１０３ｄは、ｄ３＋ｄ２＋ｄ１の遅延を受けることができる。一実施形態では、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３である。一実施形態では、ｄ１、ｄ２、及びｄ３の少なくとも一部又は全ては異なる値を有する。
【００５２】
一実施形態では、図６Ａ及び図６Ｂにおける遅延要素のそれぞれは、当該遅延要素の入力から当該遅延要素の出力までに、それぞれの遅延期間、或る時間遅延、又は或る遅延期間を駆動信号に導入するように構成される。これらの遅延要素は、同じ遅延期間を導入するように構成することもできるし、異なるそれぞれの遅延期間を導入するように構成することもできる。
【００５３】
一実施形態では、図６Ａ及び図６Ｂにおける遅延要素のそれぞれは、固定された遅延を有することもできるし、再構成可能な遅延を有することもできる。例えば、各遅延要素は、固定されたキャパシタンスを有するキャパシタであってもよいし、再構成可能なキャパシタンスを有するキャパシタであってもよい。
【００５４】
図７は、複数のゲート要素がリレースイッチ５１０５ｂ〜５１０５ｄである一実施形態を示している。これらのリレースイッチは、例えば、図４Ａにおける制御ユニット１１０によって制御することができる。一実施形態では、制御ユニット１１０は、ゲート要素として用いられている全てのリレースイッチのうちの１つのリレースイッチのみを閉じるとともに、他の全てのリレースイッチを開いた状態にしておくように構成することができる。一実施形態では、制御ユニット１１０は、複数のリレースイッチを同時に閉じるとともに、ゲート要素として用いられている他のリレースイッチを開いた状態にしておくように構成することができる。一実施形態では、リレースイッチ５１０５ｂ〜５１０５ｄのそれぞれは、静的なＥＳＦ効果を生成するのに用いられる電圧（例えば、１ｋＶ）に耐えるように構成された高電圧リレースイッチとすることができる。特定のスイッチが、図７に示すように開状態にあるとき、スイッチに接続された電極は、電気的浮遊状態にあり得る。
【００５５】
上記で論述したように、ＥＳＦ効果を生成することは、信号電極及び接地電極を必要とし得る。絶縁電極が、或る時点においては、信号生成回路の出力に電気的に接続されることによって信号電極として使用可能とすることができ、別の時点においては、接地電位に電気的に接続されることによって接地電極として使用可能とすることができる。図８Ａは、電極１０３ａ〜１０３ｇの各電極を、信号電極であることと接地電極であることとの間で切り替え可能な絶縁電極とすることができる一実施形態を概略的に表している。より具体的に言えば、図８Ａは、図４Ａと同様に、信号生成回路１０４、制御ユニット１１０、複数の電極１０３ａ〜１０３ｇ（例えば、絶縁電極）、及びゲート要素１０５ａ〜１０５ｈを示している。一方、図８Ａは、それぞれが接地電位に電気的に接続されている複数のゲート要素１１５ａ〜１１５ｈを更に示している。１つの例では、ゲート要素１０５ａ〜１０５ｈは、電極のいずれのサブセットが信号生成回路１０４から駆動信号を受信するのかを制御することができるが、ゲート要素１１５ａ〜１１５ｈは、駆動信号を受信していないか又は駆動信号を受信するように意図されていないそれらの電極を接地するように構成することができる。
【００５６】
図８Ｂに示す一実施形態では、或る電極のそれぞれのゲート要素が開状態にあるとき、その電極を、電気的浮遊状態にしておくのではなく接地することができる。図８Ｂの実施形態では、ゲート要素５１１５ａ〜５１１５ｈは、リレースイッチであり、より詳細に言えば、第１の複数のリレースイッチ５１０５ｂ、５１０５ｃ、５１０５ｄと、第２の複数のリレースイッチ５１１５ｂ、５１１５ｃ、５１１５ｄとを含む。これらのゲート要素は、第１のスイッチのペア５１０５ｂ、５１１５ｂ、第２のスイッチのペア５１０５ｃ、５１１５ｃ、及び第３のスイッチのペア５１０５ｄ、５１１５ｄ等のペアを形成することができる。一実施形態では、リレースイッチのそれぞれは、制御ユニット１１０によって制御することができる。リレースイッチ５１０５ｂ、５１０５ｃ、５１０５ｄのそれぞれは、対応する電極を信号生成回路１０４の出力に選択的に接続するように動作可能に制御することができる一方、リレースイッチ５１１５ｂ、５１１５ｃ、及び５１１５ｄのそれぞれは、対応する電極を接地に選択的に接続するように動作可能に制御することができる。リレースイッチのペアは、各ペアにおける正確に１つのリレースイッチがハプティックインターフェースデバイスの動作中に閉じられるように構成又は制御することができる。このように、電極が、信号生成回路の出力に電気的に接続されていない場合、その電極は、電気的浮遊状態のままにされるのではなく接地される。
【００５７】
図９は、複数のシールド要素１１３ａ〜１１３ｈが、いずれの電極１０３ａ〜１０３ｈが第１の駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力するのかを制御することができる一実施形態を提供する。シールド要素１１３ａ〜１１３ｈを図４Ａにおけるゲート要素１０５ａ〜１０５ｈと組み合わせることができるが、電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれが信号生成回路１０４から駆動信号（複数の場合もある）を受信するように、そのようなゲート要素を省くことも可能である。一実施形態では、電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれは、ハプティック対応インターフェースデバイスの外表面の裏側に配置された絶縁電極とすることができる。複数のシールド要素１１３ａ〜１１３ｈは、当該シールド要素１１３ａ〜１１３ｈが電極１０３ａ〜１０３ｈとインターフェースデバイスの外表面との間に位置するように、それぞれの電極１０３ａ〜１０３ｈの前方（上部又は上方）に配置することができる。例えば、シールド要素１１３ａ〜１１３ｈは、インターフェースデバイスの外表面の裏側（下方）に僅かに埋設されているが、電極１０３ａ〜１０３ｈと比較してより浅い深さで埋設された導電性パッド（例えば、金属パッド）とすることができる。一実施形態では、シールド要素１１３ａ〜１１３ｈの各シールド要素は、電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれの電極と同じ寸法を有することができ、それぞれの電極の真正面（例えば、真上）に配置することができる。
【００５８】
一実施形態では、シールド要素１１３ａ〜１１３ｈの各シールド要素は、制御ユニット１１０によって制御することができるゲート要素１１５ａ〜１１５ｈのそれぞれのゲート要素（例えば、スイッチ）を介して接地にスイッチングによって接続可能である。この実施形態では、電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれは、信号生成回路１０４の出力に電気的に接続することができる。電極１０３ａ〜１０３ｈのそれぞれは、駆動信号に基づいて電場を生成することができる。シールド要素１１３ａ〜１１３ｈのうちの或るシールド要素（例えば、１１３ｂ）は、ゲート要素１１５ａ〜１１５ｈのそれぞれのゲート要素（例えば、１１５ｂ）等を介してスイッチングによって接地に接続されることによってそれぞれの電極（例えば、１０３ｂ）から生じる電場を抑制することができる。シールド要素は、接地に電気的に接続されているとき、それぞれの電極の電場がインターフェースデバイスの外表面に到達することをブロックすることができる。したがって、このシールド要素は、対応する電極（例えば、１０３ｂ）が駆動信号を用いてＥＳＦ効果を生成することを防止することができる。別の電極（例えば、１０３ｃ）については、そのそれぞれのシールド要素（例えば、１１３ｃ）を接地から電気的に接続解除することによって、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を生成することを可能にすることができる。シールド要素は、２０１６年８月１７日に出願された米国特許出願第１５／２３９，４６４号（代理人整理番号第ＩＭＭ６２７号）により詳細に論述されている。この米国特許出願の内容は、引用することによって、その全体が本明細書の一部をなす。
【００５９】
図１０は、シールド要素をスイッチングによって接地に接続するゲート要素がそれぞれリレースイッチ５１１５ｂ〜５１１５ｄである一実施形態を示している。これらのリレースイッチのうちの任意のものを閉じて、それぞれのシールド要素を接地に電気的に接続することもできるし、開いて、それぞれのシールド要素を接地から電気的に接続解除することもできる。
【００６０】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、上記に示した複数の電極（例えば、電極１０３ａ〜１０３ｈ又は２０３ａ〜２０３ｅ）が、ＥＳＦ効果を用いて空間フィードバック及び／又は時間フィードバック（時空間フィードバックと総称される場合がある）を提供するのに用いられる実施形態を示している。一実施形態では、空間フィードバックは、対象となるロケーションに対して相対的なハプティックインターフェースデバイスの空間的な向きを示すことができる。この対象となるロケーションは、特定の最終目的地（例えば、友人の自宅）であってもよいし、中間目的地（例えば、ハイウェイ流入ランプ）、イベント（例えば、コンサート）のロケーションであってもよいし、物体（例えば、自動車）のロケーション等の他の任意の対象となるロケーションであってもよい。空間フィードバックは、例えば、ハプティック対応インターフェースデバイス（又はデバイスを装着しているユーザー）に対する相対的な、対象となるロケーションの方向を示すことができる。例えば、図１１Ａは、少なくとも、図１Ａからの電極１０３ｂ及び１０３ｇと、図１Ｂからの電極２０３ａとを備えることができるハプティック対応インターフェースデバイス１００’を示している。対象となるロケーションが、デバイス１００’の左（又は、例えば西）にある場合、電極１０３ｂが、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力することができる。対象となるロケーションが、デバイス１００’の前方（又は、例えば北）にある場合、電極２０３ａが、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力することができる。対象となるロケーションが、デバイス１００’の右（又は、例えば東）にある場合、電極１０３ｇが、駆動信号を用いてＥＳＦ効果を出力することができる。一実施形態では、前方（又は左若しくは右）を構成する方向は、ユーザーが向いている方向に基づくことができる。ユーザーが向いている方向は、デバイス１００’が装着されているとき又は保持されているときに判断することができる。この判断は、例えば、任意の統合型モーションセンサー（例えば、加速度計又はジャイロスコープ）、任意の統合型コンパス、又は任意の統合型全地球測位システム（ＧＰＳ）を用いることができる。一実施形態では、いずれの電極（複数の場合もある）が特定の方向又は向きを表すのかの選択は、事前に決定して固定しておくことができる。一実施形態では、そのような選択は、再構成可能であってもよく、デバイス（例えば、１００’）がどのように装着又は保持されているのかに基づくことができる。
【００６１】
図１１Ｂは、流れとして検知することができる空間フィードバックを生み出す一実施形態を示している。より具体的に言えば、図１１Ｂは、ライン又は他のアレイに空間的に配列された少なくとも電極１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、及び１０３ｅを備える図１Ａのウェアラブルインターフェースデバイス１００を示している。電極１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、及び１０３ｅは、ユーザーの手首の周囲に時計回り順又はユーザーの手首の周囲に反時計回り順にそれぞれのＥＳＦ効果を順次出力して、対応する時計回り方向又は反時計回り方向でユーザーに流れの皮膚感覚を提供することができる。時計回り方向は、例えば、右方向を示すことができる（例えば、ユーザーは右に動く必要がある）一方、反時計回り方向は、例えば、左方向を示すことができる（例えば、ユーザーは左に動く必要がある）。
【００６２】
一実施形態では、流れの感覚は、１つの駆動信号を用いて生成することもできるし、複数の駆動信号を用いて生成することもできる。例えば、流れの感覚は、１つの駆動信号と、図６Ａ又は図６Ｂに示す複数の遅延要素とを用いて生成することができる。これらの遅延要素は、駆動信号が、第１の時刻（例えば、ｔ０＋ｄ）に電極１０３ｂに伝播して第１のＥＳＦ効果を生成することを可能にすることができ、この駆動信号が、第２の時刻（例えば、ｔ０＋２ｄ）に電極１０３ｃに伝播して第２のＥＳＦ効果を生成することを可能にすることができ、この駆動信号が、第３の時刻（例えば、ｔ０＋３ｄ）に電極１０３ｄに伝播して第３のＥＳＦ効果を生成し、第４の時刻（例えば、ｔ０＋４ｄ）に電極１０３ｅに伝播して第４のハプティック効果を生成することを可能にすることができる。
【００６３】
別の例では、流れの感覚は、複数の駆動信号と、図５Ａ、図５Ｂ、及び図７に示す周波数フィルターユニット又はリレースイッチとを用いて生成することができる。例えば、第１の駆動信号を第１の時刻（例えば、ｔ０＋ｄ）に生成し、周波数フィルターユニット又はリレースイッチを用いて他の全ての電極からの第１の駆動信号をブロックすることによって、第１の駆動信号を電極１０３ｂにのみ印加することができる。次に、第２の駆動信号を第２の時刻（例えば、ｔ０＋２ｄ）に生成し、他の全ての電極からの第２の駆動信号をブロックすることによって、第２の駆動信号を電極１０３ｃにのみ印加することができる。このプロセスは、少なくとも第３の駆動信号（電極１０３ｄにのみ印加される）及び第４の駆動信号（電極１０３ｅにのみ印加される）について繰り返すことができる。
【００６４】
一実施形態では、流れの感覚を生成すること又は生み出すことは、上記で論述したように、現時刻と対象となるイベントとの間の時間関係（例えば、現時刻と会議との間の時間関係）を伝達するのに用いることができる。一実施形態では、流れの感覚を生成すること又は生み出すことは、動作のステータス等の情報を伝達するのに用いることができる。
【００６５】
一実施形態では、上記で論述したゲート要素は、少なくとも第１の電極、第２の電極、及び第３の電極のシーケンスであって、第２の電極が中央電極であり、第１の電極及び第３の電極がこの中央電極のすぐ隣に、中央電極を挟んで両側にあるシーケンスを実施することによって、特定のＥＳＦ効果を生成するのに用いることができる。例えば、特定のＥＳＦ効果を生成するために、ゲート要素は、駆動信号が第１の電極及び第２の電極に到達するが、第３の電極に到達しないことを可能にすることができる。
【００６６】
図１２及び図１３は、ハプティックインターフェースデバイスのＥＳＦ効果を生成するのに用いられる電極（例えば、静的なＥＳＦ電極）の形状及び配列の他の実施形態を示している。図１２は、アームバンドであるハプティック対応インターフェースデバイス５００を示している。デバイス５００は、デバイス５００の表面に配置された楕円として成形された電極５０３ａと、デバイス５００の表面に配置されたライン又はバーとして成形された電極５０３ｂとを備えることができる。図１２に示すように、電極５０３ａは、電極５０３ｂを取り囲むことができる。図１３は、同心円として配列されるとともにハプティック対応インターフェースデバイス６００の表面に配置された複数の電極６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄを有するハプティックインターフェースデバイス６００を示している。この電極の配列は、これらの電極が、内方又は外方の流れの感触を生成するそれぞれのＥＳＦ効果を順次生成することを可能にすることができる。
【００６７】
上記で論述したように、静的なＥＳＦ電極のアレイは、長いストリップ（例えば、ブレスレットの長手にわたって配置される）、小さなドット（例えば、電話機の表面の全面）、又は大きな正方形の２Ｄアレイ（例えば、タブレットコンピューターの裏側）等の様々な形状及び配列を有することができる。一実施形態では、長いストリップ及びより大きなパッドは、より小さな電極よりも良好な静的なＥＳＦ効果を提供することができる。なぜならば、長いストリップ及びより大きなパッドは、ユーザーの皮膚によって完全に覆われる可能性がより小さいからである。
【００６８】
本発明における実施形態は、携帯電話、ゲーミング、自動車、拡張現実（ＡＲ）、仮想現実（ＶＲ）又は装着具の用途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。一実施形態では、電極は、様々な空間的効果及び／又は時間的効果を生み出すことによって静的なＥＳＦフィードバックの表現力を拡大するのに用いることができる。
【００６９】
本発明における実施形態は、動的なＥＳＦ効果又は静的なＥＳＦ効果に対して使用することができる。静的な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。
【００７０】
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。本願は、２０１７年１月２５日に出願された米国特許出願第１５／４１５，１３７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２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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