【手続補正書】
【提出日】平成25年2月15日(2013.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザインターフェースデバイスであって、
筐体と、
ユーザインターフェース面と、
第１の電源と、
前記ユーザインターフェース面に隣接し、導電面を備える少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサと、
を備え、
前記ユーザインターフェース面の一部と前記導電面は前記第１の電源を含む回路を形成し、通常状態では、前記導電面が前記ユーザインターフェース面の前記一部から電気的に絶縁されることで、前記回路が開かれて、前記電気活性ポリマトランスデューサが非電力供給状態に保たれ、
前記ユーザインターフェース面は、前記筐体に柔軟に結合されており、これにより、前記電気活性ポリマトランスデューサに向かって前記ユーザインターフェース面がたわむことで前記回路が閉じられ、前記電気活性ポリマトランスデューサに供給される信号が前記ユーザインターフェース面において触感を生み出すように前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化する、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は高圧電源を含む、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサは、複数の電気活性ポリマトランスデューサを備え、前記複数の電気活性ポリマトランスデューサの各々は、ユーザインターフェース面に隣接し、それぞれの導電面を有しており、１つのユーザインターフェース面を前記導電面に向けてたわませると、対応する電気活性ポリマトランスデューサおよび導電面が閉回路を形成し、残りの電気活性ポリマトランスデューサは、前記非電力供給状態のまま保持される、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項４】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、キーパッド、ゲームコントローラ、リモコン、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面は、ボタン、キー、ゲームパッド、および、ディスプレイスクリーンを含む、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項６】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は低圧電源を含み、前記ユーザインターフェースデバイスは、さらに、スイッチに接続された高圧電源を備え、前記電気活性ポリマトランスデューサおよび前記導電面をたわませることにより、前記スイッチが閉じて、前記高圧電源が前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化することを可能にする、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面に垂直な方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面の平面方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項９】
ユーザインターフェースデバイスであって、
筐体と、
第１の電源と、
ユーザインターフェース面と、
前記ユーザインターフェース面に結合され、導電面を備える少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサと、
を備え、
前記導電面は、前記第１の電源を含む回路を形成し、通常状態では、前記導電面が前記回路から電気的に絶縁されることで、前記回路が開かれて、前記電気活性ポリマトランスデューサが非電力供給状態に保たれ、
前記電気活性ポリマトランスデューサは、前記筐体に柔軟に結合されており、これにより、前記ユーザインターフェース面のたわみが、前記電気活性ポリマトランスデューサをたわませて前記第１の電源の前記回路と接触させることで、前記回路が閉じられ、前記電気活性ポリマトランスデューサに供給される信号が前記ユーザインターフェース面において触感を生み出すように前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化する、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は、高圧電源を含む、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１１】
請求項９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサは、複数の電気活性ポリマトランスデューサを備え、前記複数の電気活性ポリマトランスデューサの各々は、ユーザインターフェース面に隣接し、それぞれの導電面を有しており、１つのユーザインターフェース面を前記導電面に向けてたわませると、対応する電気活性ポリマトランスデューサおよび導電面が閉回路を形成し、残りの電気活性ポリマトランスデューサは、前記非電力供給状態のまま保持される、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１２】
請求項９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１３】
請求項９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面に垂直な方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１４】
請求項９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面の平面方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
【請求項１５】
双安定スイッチ効果を模倣する触覚効果をユーザインターフェースデバイスにおいて生み出す方法であって、
少なくとも１つの電気活性ポリマ薄膜を含む電気活性ポリマトランスデューサが結合されたユーザインターフェース面を準備し、
前記電気活性ポリマ薄膜も変位させて前記ユーザインターフェース面に対して前記電気活性ポリマ薄膜が印加する抵抗力を増大させるような変位量だけ、前記ユーザインターフェース面を変位させ、
前記電気活性ポリマ薄膜の変位中に前記電気活性ポリマトランスデューサの活性化を遅延させ、
前記変位量を減少させることなく前記抵抗力を変化させて、前記双安定スイッチ効果を模倣する前記触覚効果を生み出すように、前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化すること、
を備える、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記電気活性ポリマの前記活性化の遅延は、所定の時間後に起きる、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記電気活性ポリマの前記活性化の遅延は、前記電気活性ポリマ薄膜の所定の変位後に起きる、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、前記ユーザインターフェースデバイスは、ドーム作動機構を備えない、方法。
【請求項１９】
ユーザインターフェースデバイスにおいて所定の触覚効果を生み出す方法であって、
少なくとも１つの所定の触覚波形信号を生成するよう構成された波形回路を準備し、
信号がトリガ値に等しい時に前記波形回路が前記触覚波形信号を生成するように、前記信号を前記波形回路にルーティングし、
電気活性ポリマトランスデューサに接続された電源が、前記電気活性ポリマトランスデューサを駆動して、前記触覚波形信号によって制御された複雑な触覚効果を生み出すように、前記触覚波形信号を前記電源に供給すること、
を備える、方法。
【請求項２０】
ユーザインターフェース面を有するユーザインターフェースデバイスにおいて触覚フィードバック感覚を生み出す方法であって、
電気活性ポリマトランスデューサを作動させて前記ユーザインターフェース面で前記触覚フィードバック感覚を提供する入力信号を駆動回路から前記電気活性ポリマトランスデューサに送信し、
所望の前記触覚フィードバック感覚の後に前記ユーザインターフェース面の機械的変位を低減するために抑制信号を送信すること、
を備える、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、前記触覚フィードバック感覚は、双安定キークリック効果を模倣する、方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法であって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、キーパッド、ゲームコントローラ、リモコン、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法であって、前記ユーザインターフェース面は、ボタン、キー、ゲームパッド、および、ディスプレイスクリーンを含む、方法。
【請求項２４】
ユーザインターフェースデバイスにおいて触覚フィードバックを生み出す方法であって、
第１の相および第２の相を有する電気活性ポリマトランスデューサを前記ユーザインターフェースデバイスに提供し、前記電気活性ポリマトランスデューサは、前記第１の相に共通の第１のリード線と、前記第２の相に共通の第２のリード線と、前記第１および第２の相に共通の第３のリード線とを備えることと、
前記第１のリード線を高電圧に維持しつつ、前記第２のリード線を接地に維持し、
前記接地から前記高電圧まで変化するように前記第３のリード線を駆動して、前記第１または第２の相が、それぞれの他方の相の不活性化時に活性化することを可能にすること、
を備える、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
別の変形例では、ユーザインターフェースデバイスは低圧電源と、スイッチに接続された高圧電源とを備えており、電気活性ポリマトランスデューサおよび導電面をたわませると、スイッチが閉じて、高圧電源が電気活性トランスデューサを活性化することを可能にする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
別の変形例のユーザインターフェースデバイスは、上述のデバイスと同様のデバイスを含み、少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサがユーザインターフェース面に結合されており、電気活性ポリマトランスデューサは、さらに、導電面を備えており、導電面は第１の電源を含む回路を形成し、通常状態では、導電面が回路から電気的に絶縁されることで回路が開かれて、電気活性ポリマトランスデューサが非電力供給状態に保たれ、電気活性ポリマトランスデューサは筐体に柔軟に結合されており、それにより、ユーザインターフェース面をたわませると、電気活性ポリマトランスデューサのたわみを引き起こして第１の電源の回路と接触させることで、回路を閉じ、電気活性ポリマトランスデューサに供給される信号がユーザインターフェース面において触感を生み出すように電気活性ポリマトランスデューサを活性化する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
【図１Ａ】ディスプレイスクリーンまたはセンサおよびデバイス本体にＥＡＰトランスデューサを結合すれば、触覚フィードバックを利用できるユーザインターフェースの例を示す図。
【図１Ｂ】ディスプレイスクリーンまたはセンサおよびデバイス本体にＥＡＰトランスデューサを結合すれば、触覚フィードバックを利用できるユーザインターフェースの例を示す図。
【図２Ａ】ユーザの入力に対して触覚フィードバックで反応する表面を有するディスプレイスクリーンを備えたユーザインターフェースデバイスを示す断面図。
【図２Ｂ】ユーザの入力に対して触覚フィードバックで反応する表面を有するディスプレイスクリーンを備えたユーザインターフェースデバイスを示す断面図。
【図３Ａ】アクティブガスケット内に形成された活性ＥＡＰを備えた柔軟膜によって覆われたディスプレイスクリーンを有するユーザインターフェースデバイスの別の変形例を示す断面図。
【図３Ｂ】アクティブガスケット内に形成された活性ＥＡＰを備えた柔軟膜によって覆われたディスプレイスクリーンを有する別の変形例のユーザインターフェースデバイスを示す断面図。
【図４】ディスプレイスクリーンの縁部の周囲に位置するバネ付勢されたＥＡＰ膜を有するさらなる変形例のユーザインターフェースデバイスを示す断面図。
【図５】ディスプレイスクリーンが複数のコンプライアントなガスケットを用いてフレームに結合され、ディスプレイのための駆動力は複数のＥＡＰアクチュエータダイヤフラムであるユーザインターフェースデバイスを示す断面図。
【図６Ａ】ディスプレイに結合された波形のＥＡＰ膜または薄膜を有するユーザインターフェース２３０を示す断面図。
【図６Ｂ】ディスプレイに結合された波形のＥＡＰ膜または薄膜を有するユーザインターフェース２３０を示す断面図。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に従って、電圧印加前のトランスデューサを示す上面斜視図。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に従って、電圧印加後のトランスデューサを示す上面斜視図。
【図８Ａ】ユーザインターフェースデバイスで利用する感覚フィードバックデバイスの分解上面斜視図。
【図８Ｂ】ユーザインターフェースデバイスで利用する感覚フィードバックデバイスの分解底面斜視図。
【図９Ａ】本発明の組立済み電気活性ポリマアクチュエータを示す上面図。
【図９Ｂ】図８Ａのアクチュエータの薄膜部分を示す上面図であって、特にアクチュエータの二相構成を示す図。
【図９Ｃ】図８Ａのアクチュエータの薄膜部分を示す底面図であって、特にアクチュエータの二相構成を示す図。
【図９Ｄ】デバイスのフレームから離間されたディスプレイスクリーンの表面にわたって配置するための電気活性ポリマトランスデューサの配列の一例を示す図。
【図９Ｅ】デバイスのフレームから離間されたディスプレイスクリーンの表面にわたって配置するための電気活性ポリマトランスデューサの配列の一例を示す図。
【図９Ｆ】本明細書で開示したようなユーザインターフェースデバイスで用いるためのアクチュエータの配列を示す分解図。
【図９Ｇ】本明細書で開示したようなユーザインターフェースデバイスで用いるためのアクチュエータの配列を示す組立図。
【図１０】デバイスの接触面に有効に接触するヒトの指と共にユーザインターフェースデバイスを示す側面図。
【図１１Ａ】単相モードで動作された場合の図９Ａ〜図９Ｃのアクチュエータに関する力とストロークとの関係を示すグラフ。
【図１１Ｂ】単相モードで動作された場合の図９Ａ〜図９Ｃのアクチュエータの電圧応答曲線を示すグラフ。
【図１１Ｃ】二相モードで動作された場合の図９Ａ〜図９Ｃのアクチュエータに関する力とストロークとの関係を示すグラフ。
【図１１Ｄ】二相モードで動作された場合の図９Ａ〜図９Ｃのアクチュエータの電圧応答曲線を示すグラフ。
【図１２Ａ】別の変形例の二相トランスデューサを示す図。
【図１２Ｂ】別の変形例の二相トランスデューサを示す図。
【図１２Ｃ】別の変形例の二相トランスデューサを示す図。
【図１２Ｄ】図１２Ａ〜図１２Ｃの二相トランスデューサの変位対時間のグラフ。
【図１３】感覚フィードバックデバイスを作動させるための電源および制御電子回路を備える電子回路のブロック図。
【図１４Ａ】ユーザ入力デバイスに結合された平面配列のＥＡＰアクチュエータの一例を示す部分断面図。
【図１４Ｂ】ユーザ入力デバイスに結合された平面配列のＥＡＰアクチュエータの一例を示す部分断面図。
【図１５Ａ】トランスデューサが活性化された時に作業出力を提供するためにポリマ表面形状を利用するアクチュエータとして用いられる表面変形ＥＡＰトランスデューサを示す概略図。
【図１５Ｂ】トランスデューサが活性化された時に作業出力を提供するためにポリマ表面形状を利用するアクチュエータとして用いられる表面変形ＥＡＰトランスデューサを示す概略図。
【図１６Ａ】本発明のアクチュエータの構成例を示す断面図。
【図１６Ｂ】本発明のアクチュエータの構成例を示す断面図。
【図１７Ａ】プリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレックスコネクタに接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１７Ｂ】プリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレックスコネクタに接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１７Ｃ】プリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレックスコネクタに接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１７Ｄ】プリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレックスコネクタに接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１８Ａ】電線に接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１８Ｂ】電線に接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１８Ｃ】電線に接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１８Ｄ】電線に接続するために本発明のトランスデューサ内に電気接続を形成するための処理工程を示す図。
【図１９】穿孔タイプの電気接点を有する本発明のトランスデューサを示す断面図。
【図２０Ａ】ボタン型アクチュエータで用いる厚みモードトランスデューサを示す上面図。
【図２０Ｂ】ボタン型アクチュエータで用いる電極パターンを示す上面図。
【図２１】図６Ａおよび図６Ｂのボタン型アクチュエータの配列を利用したキーパッドを示す上面切断図。
【図２２】ヒトの手の形態の新規のアクチュエータで用いる厚みモードトランスデューサを示す上面図。
【図２３】連続ストリップ構成の厚みモードトランスデューサを示す上面図。
【図２４】ガスケット型アクチュエータで用いる厚みモードトランスデューサを示す上面図。
【図２５Ａ】様々なタイプのガスケット型アクチュエータを用いたタッチスクリーンを示す断面図。
【図２５Ｂ】様々なタイプのガスケット型アクチュエータを用いたタッチスクリーンを示す断面図。
【図２５Ｃ】様々なタイプのガスケット型アクチュエータを用いたタッチスクリーンを示す断面図。
【図２５Ｄ】様々なタイプのガスケット型アクチュエータを用いたタッチスクリーンを示す断面図。
【図２６Ａ】トランスデューサの活性および不活性領域の相対位置が上述の実施形態と逆になった本発明の厚みモードトランスデューサの別の実施形態を示す断面図。
【図２６Ｂ】トランスデューサの活性および不活性領域の相対位置が上述の実施形態と逆になった本発明の厚みモードトランスデューサの別の実施形態を示す断面図。
【図２７Ａ】電気活性慣性トランスデューサの一例を示す図。
【図２７Ｂ】電気活性慣性トランスデューサの一例を示す図。
【図２７Ｃ】電気活性慣性トランスデューサの一例を示す図。
【図２７Ｄ】電気活性慣性トランスデューサの一例を示す図。
【図２７Ｅ】電気活性慣性トランスデューサの一例を示す図。
【図２８Ａ】電気活性ポリマアクチュエータに最適な触覚周波数の範囲で機能するように音声信号を調整するための回路の一例を示す図。
【図２８Ｂ】図２８Ａの回路によってフィルタリングされた変調触覚信号の一例を示す図。
【図２８Ｃ】単相および二相の電気活性トランスデューサのための信号を生成するさらなる回路を示す図。
【図２８Ｄ】単相および二相の電気活性トランスデューサのための信号を生成するさらなる回路を示す図。
【図２８Ｅ】デバイス本体内に収容され慣性マスに結合された１または複数の電気活性ポリマアクチュエータを有するデバイスの一例を示す図。
【図２８Ｆ】デバイス本体内に収容され慣性マスに結合された１または複数の電気活性ポリマアクチュエータを有するデバイスの一例を示す図。
【図２９Ａ】トランスデューサの一部および／またはユーザインターフェース面がスイッチを閉じてトランスデューサに電力を供給するユーザインターフェースデバイスで用いられた場合の電気活性ポリマトランスデューサの一例を示す図。
【図２９Ｂ】トランスデューサの一部および／またはユーザインターフェース面がスイッチを閉じてトランスデューサに電力を供給するユーザインターフェースデバイスで用いられた場合の電気活性ポリマトランスデューサの一例を示す図。
【図２９Ｃ】トランスデューサの一部および／またはユーザインターフェース面がスイッチを閉じてトランスデューサに電力を供給するユーザインターフェースデバイスで用いられた場合の電気活性ポリマトランスデューサの一例を示す図。
【図３０Ａ】トランスデューサへの電力供給のための２つのスイッチを形成するよう構成された電気活性ポリマトランスデューサの別の例を示す図。
【図３０Ｂ】トランスデューサへの電力供給のための２つのスイッチを形成するよう構成された電気活性ポリマトランスデューサの別の例を示す図。
【図３１Ａ】機械スイッチ効果を模倣する触覚効果を生み出すための電気活性ポリマトランスデューサの活性化遅延を示す際のグラフ。
【図３１Ｂ】機械スイッチ効果を模倣する触覚効果を生み出すための電気活性ポリマトランスデューサの活性化遅延を示すグラフ。
【図３２】トリガ信号（音声信号など）を用いて所望の触覚効果を生み出す格納波形を供給することで電気活性ポリマトランスデューサを駆動するための回路の一例を示す図。
【図３３Ａ】単一の駆動回路で二相の活性化を提供することによって電気活性ポリマトランスデューサを駆動するための別の変形例を示す図。
【図３３Ｂ】単一の駆動回路で二相の活性化を提供することによって電気活性ポリマトランスデューサを駆動するための別の変形例を示す図。
【図３４Ａ】図３４Ｂの信号によってトリガされた触覚効果の後の残留運動を示す変位曲線の一例を示す図。
【図３４Ｂ】トリガ信号の一例を示す図。
【図３４Ｃ】図３４Ｄに示す触覚効果および抑制信号により、電子的な抑制技術を用いて残留運動を低減した場合の変位曲線の一例を示す図。
【図３４Ｄ】触覚効果および抑制信号の一例を示す図。
【図３５】電気活性ポリマトランスデューサに電力供給するためのエネルギ生成回路の一例を示す図。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図４は、ディスプレイスクリーン２３２の縁部の周囲に位置するバネ付勢されたＥＡＰ膜２４２を有するさらなる変形例のユーザインターフェースデバイス２３０を示す。ＥＡＰ膜２４２は、スクリーンの周囲に配置されてもよいし、スクリーンが触覚フィードバックをユーザにもたらすことを可能にする位置にのみ配置されてもよい。この変形例において、パッシブなコンプライアントガスケットまたはバネ２４４は、スクリーン２３２に対して力を供給することにより、ＥＡＰ膜２４２を引張状態にする。（再び、ユーザ入力によって生成された信号に応答して）電場を膜に印加すると、ＥＡＰ膜２４２が弛緩してスクリーン２３２の変位を引き起こす。矢印２４６によって示されるように、ユーザ入力デバイス２３０は、ガスケット２４４によって提供されるバイアスに対して任意の方向にスクリーン２３２の移動を生じるように構成されうる。さらに、一部のＥＡＰ膜２４２を作動させれば、スクリーン２３２の非一様な移動が引き起こされる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図１２Ａ〜図１２Ｃは、別の変形例の二相電気活性ポリマトランスデューサを示す。この変形例では、トランスデューサ１０は、誘電体薄膜９６に囲まれた第１の電極対９０と、誘電体薄膜９６に囲まれた第２の電極対９２とを備えており、２つの電極対９０および９２は、運動を伝達するために別の構造に結合することを容易にするバーすなわち機械部材９４の両側に配置されている。図１２Ａに示すように、両電極９０および９２は同じ電圧である（例えば、両方ともゼロ電圧である）。第１の相では、図１２Ｂに示すように、一方の電極対９２が、電圧を印加され、薄膜を伸張させて、バー９４を距離Ｄだけ移動させる。第１の電極対９０は、薄膜に結合されているために圧縮されるが、ゼロ電圧である。図１２Ｃは、第２の電極対９２の電圧が低減またはオフにされると共に、第１の電極対９０に電圧が印加される第２の相を示す。この第２の相は、変位がＤの２倍になるように、第１の相と同期される。図１２Ｄは、図１２Ａ〜図１２Ｃのトランスデューサ１０の変位を経時的に示す図である。図に示すように、相１は、第２の電極９２が相１に向けて電圧を与えられ、バー９４が量Ｄだけ変位されると起きる。時間Ｔ１において、相２が開始され、反対側の電極９０は、第２の電極９２の電圧の低下と同期して電圧を印加される。２つの相が切り替わる際のバー９４の正味の変位は、２×Ｄである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
上記の２つのタッチスクリーンデバイスは、一方向に機能するため、単相デバイスである。図２５Ｃに示すように、二相（二方向）タッチスクリーンデバイス２００を構成するために、本発明のガスケットタイプのアクチュエータを２つ（または３つ以上）縦に並べて利用してもよい。デバイス２００の構成は、タッチプレート１７４の上に位置する第２の厚みモードアクチュエータ１８０’の追加を除けば、図２５Ｂのデバイスの構成と同様である。２つのアクチュエータおよびタッチプレート１７４は、内向きに伸びる上部ショルダ１７８’’を追加したフレーム１７８によって積層の関係で保持される。したがって、タッチプレート１７４は、それぞれアクチュエータ１８０、１８０’の最内の出力ブロック１８８ａ、１８８ｂ’の間に直接挟まれており、それぞれアクチュエータ１８０、１８０’の最外の出力ブロック１８８ｂ、１８８ａ’は、それぞれ、フレーム部材１７８’および１７８’’を支持する。この囲まれたガスケットの構成は、空間１７６内の光路にちりおよび破片が入らないようにする。ここで、図の左側は、活性状態の下側アクチュエータ１８０および不活性状態の上側アクチュエータ１８０’を示しており、この場合、センサプレート１７４は、矢印１９５の方向にＬＣＤ１７２に向かって移動される。逆に、図の右側は、不活性状態の下側アクチュエータ１８０および活性状態の上側アクチュエータ１８０’を示しており、この場合、センサプレート１７４は、矢印１９５’の方向にＬＣＤ１７２から離れるように移動される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
図２６Ａおよび図２６Ｂは、トランスデューサの不活性領域が１または複数の活性領域の内側または中央に配置された、すなわち、ＥＡＰ薄膜の中央部分が、重複する電極を持たない変形例を示す。厚みモードアクチュエータ３６０は、電極層３６４ａ、３６４ｂの間に挟まれた誘電体層３６２を備えたＥＡＰトランスデューサ薄膜を備えており、薄膜の中央部分３６５はパッシブであり、電極材料を持たない。ＥＡＰ薄膜は、集合的にカートリッジ構成を提供する上側および下側フレーム部材３６６ａ、３６６ｂの少なくとも一方によって緊張すなわち伸張状態に保持される。薄膜のパッシブ部分３６５の上側および下側の少なくとも一方は、パッシブ層３６８ａ、３６８ｂで覆われており、それらパッシブ層の上には、それぞれ、随意的な剛性の拘束部（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）または出力部材３７０ａ、３７０ｂが取り付けられる。カートリッジフレーム３６６によって周囲を拘束されたＥＡＰ薄膜では、活性化されると（図２６Ｂ参照）、ＥＡＰ薄膜の圧縮により、薄膜材料は、上述のアクチュエータの実施形態のように外側ではなく、矢印３６７ａ、３６７ｂで示すように、内側に引っ込む。圧縮されたＥＡＰ薄膜は、パッシブ材料３６８ａ、３６８ｂに作用して、パッシブ材料の直径を低減させて高さを増大させる。この構造の変化は、出力部材３７０ａ、３７０ｂにそれぞれ外向きの力を印加する。前述のアクチュエータの実施形態と同様に、受動的に結合された薄膜アクチュエータは、多相の作動を提供するため、および／または、出力される力および／またはアクチュエータのストロークを増大させるために、積層または平面の関係で複数設けられてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、埋め込みスイッチとして構成された電気活性ポリマトランスデューサ３６０を有するユーザインターフェース４００の別の変形例を示す。図３０Ａに示す変形例では、トランスデューサ３６０とユーザインターフェース面４０２との間に第１のギャップ４０６があり、トランスデューサ３６０と筐体４０４との間に第２のギャップ４０８がある。この変形例では、図３０Ｂに示すように、ユーザインターフェース面４０２を押下することにより、第１のスイッチを閉じる、すなわち、ユーザインターフェース面４０２とトランスデューサ３６０との間に閉回路を確立する。この回路を閉じることにより、高圧電源（図３０Ａでは図示せず）から電気活性ポリマトランスデューサ３６０に電力を送ることが可能になる。ユーザインターフェース面４０２を継続的に押下することにより、デバイス４００の筐体４０４上に配置されたさらなるスイッチにトランスデューサ３６０を接触させる。後者の接続は、高圧電源がトランスデューサ３６０を作動させてユーザインターフェース面４０２で触感すなわち触覚フィードバックを生み出すことを可能にするデバイス４００への入力を可能にする。解放すると、トランスデューサ３６０と筐体４０４との間の接続が開く（ギャップ４０８が確立する）。この動作は、デバイス４００への信号を遮断して、効果的に高圧電源をオフにし、アクチュエータが任意の触覚効果を生み出すことを防止する。ユーザインターフェース面４０２を継続的に解放することにより、ユーザインターフェース面４０２がトランスデューサ３６０から分離され、ギャップ４０６が確立される。この後者のスイッチを開くことにより、効果的にトランスデューサ３６０が電源から切断される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
また、記載されている本発明の変形例の任意の随意的な特徴は、独立して、あるいは、本明細書に記載の特徴の内の任意の１または複数の特徴と組み合わせて、記載および請求されうることが想定される。単一の要素への言及は、同じ要素が複数存在する可能性を含む。より具体的には、本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられるように、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｓａｉｄ）」、および、「ｔｈｅ」は、特に言及しない限りは複数の対象物を含む。換言すると、この冠詞を用いることは、上述の説明および以下の特許請求の範囲において「少なくとも１つの」対象要素が含まれるということを意味しうる。特許請求の範囲は、任意の随意的な要素を排除するように記載されうることにも注意されたい。したがって、この記述は、請求項の要素の記載と組み合わせて「単独で（ｓｏｌｅｌｙ）」、「のみ（ｏｎｌｙ）」などの排他的用語を用いるため、または、「否定的」限定を用いるための先行の根拠として機能することが意図されている。かかる排他的用語を用いない場合には、請求項における用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、一定数の要素が請求項内で列挙されるか、特徴の付加が請求項に記載されている要素の性質を改変すると見なされうるかに関係なく、任意の追加要素の包含を許容する。その他、本明細書で特に規定しない限りは、本明細書で用いられている技術用語および科学用語はすべて、請求項の妥当性を維持しつつ、可能な限り広い一般的に理解されている意味が与えられる。
適用例１：ユーザインターフェースデバイスであって、筐体と、ユーザインターフェース面と、第１の電源と、前記ユーザインターフェース面に隣接し、導電面を備える少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサと、を備え、
前記ユーザインターフェース面の一部と前記導電面は前記第１の電源を含む回路を形成し、通常状態では、前記導電面が前記ユーザインターフェース面の前記一部から電気的に絶縁されることで、前記回路が開かれて、前記電気活性ポリマトランスデューサが非電力供給状態に保たれ、前記ユーザインターフェース面は、前記筐体に柔軟に結合されており、これにより、前記電気活性ポリマトランスデューサに向かって前記ユーザインターフェース面がたわむことで前記回路が閉じられ、前記電気活性ポリマトランスデューサに供給される信号が前記ユーザインターフェース面において触感を生み出すように前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化する、ユーザインターフェースデバイス。
適用例２：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は高圧電源を含む、ユーザインターフェースデバイス。
適用例３：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサは、複数の電気活性ポリマトランスデューサを備え、前記複数の電気活性ポリマトランスデューサの各々は、ユーザインターフェース面に隣接し、それぞれの導電面を有しており、１つのユーザインターフェース面を前記導電面に向けてたわませると、対応する電気活性ポリマトランスデューサおよび導電面が閉回路を形成し、残りの電気活性ポリマトランスデューサは、前記非電力供給状態のまま保持される、ユーザインターフェースデバイス。
適用例４：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、キーパッド、ゲームコントローラ、リモコン、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、ユーザインターフェースデバイス。
適用例５：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面は、ボタン、キー、ゲームパッド、および、ディスプレイスクリーンを含む、ユーザインターフェースデバイス。
適用例６：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は低圧電源を含み、前記ユーザインターフェースデバイスは、さらに、スイッチに接続された高圧電源を備え、前記電気活性ポリマトランスデューサおよび前記導電面をたわませることにより、前記スイッチが閉じて、前記高圧電源が前記電気活性ポリマアクチュエータを活性化することを可能にする、ユーザインターフェースデバイス。
適用例７：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面に垂直な方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
適用例８：適用例１に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面の平面方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
適用例９：ユーザインターフェースデバイスであって、筐体と、第１の電源と、ユーザインターフェース面と、前記ユーザインターフェース面に結合され、導電面を備える少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサと、を備え、
前記導電面は、前記第１の電源を含む回路を形成し、通常状態では、前記導電面が前記回路から電気的に絶縁されることで、前記回路が開かれて、前記電気活性ポリマトランスデューサが非電力供給状態に保たれ、前記電気活性ポリマトランスデューサは、前記筐体に柔軟に結合されており、これにより、前記ユーザインターフェース面のたわみが、前記電気活性ポリマトランスデューサをたわませて前記第１の電源の前記回路と接触させることで、前記回路が閉じられ、前記電気活性ポリマトランスデューサに供給される信号が前記ユーザインターフェース面において触感を生み出すように前記電気活性ポリマアクチュエータを活性化する、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１０：適用例９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記第１の電源は、高圧電源を含む、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１１：適用例９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記少なくとも１つの電気活性ポリマトランスデューサは、複数の電気活性ポリマトランスデューサを備え、前記複数の電気活性ポリマトランスデューサの各々は、ユーザインターフェース面に隣接し、それぞれの導電面を有しており、１つのユーザインターフェース面を前記導電面に向けてたわませると、対応する電気活性ポリマトランスデューサおよび導電面が閉回路を形成し、残りの電気活性ポリマトランスデューサは、前記非電力供給状態のまま保持される、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１２：適用例９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１３：適用例９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面に垂直な方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１４：適用例９に記載のユーザインターフェースデバイスであって、前記ユーザインターフェース面の前記たわみは、前記ユーザインターフェース面の平面方向に起きる、ユーザインターフェースデバイス。
適用例１５：双安定スイッチ効果を模倣する触覚効果をユーザインターフェースデバイスにおいて生み出す方法であって、少なくとも１つの電気活性ポリマ薄膜を含む電気活性ポリマトランスデューサが結合されたユーザインターフェース面を準備し、前記電気活性ポリマ薄膜も変位させて前記ユーザインターフェース面に対して前記電気活性ポリマ薄膜が印加する抵抗力を増大させるような変位量だけ、前記ユーザインターフェース面を変位させ、前記電気活性ポリマ薄膜の変位中に前記電気活性ポリマトランスデューサの活性化を遅延させ、前記変位量を減少させることなく前記抵抗力を変化させて、前記双安定スイッチ効果を模倣する前記触覚効果を生み出すように、前記電気活性ポリマトランスデューサを活性化すること、を備える、方法。
適用例１６：適用例１５に記載の方法であって、前記電気活性ポリマの前記活性化の遅延は、所定の時間後に起きる、方法。
適用例１７：適用例１５に記載の方法であって、前記電気活性ポリマの前記活性化の遅延は、前記電気活性ポリマ薄膜の所定の変位後に起きる、方法。
適用例１８：適用例１５に記載の方法であって、前記ユーザインターフェースデバイスは、ドーム作動機構を備えない、方法。
適用例１９：ユーザインターフェースデバイスにおいて所定の触覚効果を生み出す方法であって、少なくとも１つの所定の触覚波形信号を生成するよう構成された波形回路を準備し、信号がトリガ値に等しい時に前記波形回路が前記触覚波形信号を生成するように、前記信号を前記波形回路にルーティングし、電気活性ポリマトランスデューサに接続された電源が、前記電気活性ポリマトランスデューサを駆動して、前記触覚波形信号によって制御された複雑な触覚効果を生み出すように、前記触覚波形信号を前記電源に供給すること、を備える、方法。
適用例２０：ユーザインターフェース面を有するユーザインターフェースデバイスにおいて触覚フィードバック感覚を生み出す方法であって、電気活性ポリマトランスデューサを作動させて前記ユーザインターフェース面で前記触覚フィードバック感覚を提供する入力信号を駆動回路から前記電気活性ポリマトランスデューサに送信し、所望の前記触覚フィードバック感覚の後に前記ユーザインターフェース面の機械的変位を低減するために抑制信号を送信すること、を備える、方法。
適用例２１：適用例２０に記載の方法であって、前記触覚効果感覚は、双安定キークリック効果を模倣する、方法。
適用例２２：適用例２０に記載の方法であって、前記ユーザインターフェースデバイスは、キーボード、キーパッド、ゲームコントローラ、リモコン、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックボール、スタイラス、コントロールパネル、および、ジョイスティックからなる群より選択されたデバイスを含む、方法。
適用例２３：適用例２０に記載の方法であって、前記ユーザインターフェース面は、ボタン、キー、ゲームパッド、および、ディスプレイスクリーンを含む、方法。
適用例２４：ユーザインターフェースデバイスにおいて触覚フィードバックを生み出す方法であって、第１の相および第２の相を有する電気活性ポリマトランスデューサを前記ユーザインターフェースデバイスに提供し、前記電気活性ポリマトランスデューサは、前記第１の相に共通の第１のリード線と、前記第２の相に共通の第２のリード線と、前記第１および第２の相に共通の第３のリード線とを備えることと、前記第１のリード線を高電圧に維持しつつ、前記第２のリード線を接地に維持し、前記接地から前記高電圧まで変化するように前記第３のリード線を駆動して、前記第１または第２の相が、それぞれの他方の相の不活性化時に活性化することを可能にすること、を備える、方法。