画面はどこへ行く？ Samsungの特許に見る10の発明

どんな発明？

「Smart contact lenses for augmented reality」は、コンタクトレンズ内部にdisplay unitを持たせ、表示情報の光を装着者の目へ送る構成を扱う特許です。FIG. 16ではレンズと光学系の位置関係、FIG. 17では小型表示部を構成する基板側の形が示されています。

普通のARグラスでは、ディスプレイや導光部は顔の前にあるフレームへ載ります。ここではその役割をレンズそのものへ押し込みます。表示装置が「眼鏡の内側」にあるのではなく、目に触れるレンズの中まで近づきます。

どんな発明？

「Wearable device and control method thereof」は、身体へ装着する端末にprojectorとcameraを持たせ、画像から投影可能なtarget areaを探し、その形や大きさに合わせたvirtual UIを表示する発明です。FIG. 4Aでは、腕時計型デバイスから手の甲へ数字キーが投影されています。

表示するだけではなく、投影されたUIに対するユーザー操作を検出し、対応する機能を実行するところまで含みます。小さな腕時計の画面を大きくするのではなく、近くにある皮膚や物体を必要な瞬間だけ操作面へ変えます。

どんな発明？

「Wearable robot and method for controlling the same」は、脚へ装着するexoskeleton structureと複数のEMGセンサーを使い、歩行周期の中で支援を始める地点を検出する発明です。FIG. 1では利用者の両脚へ支援機構が装着され、下腿には筋電を取るセンサーが配置されています。

目標は常にモーターで脚を動かすことではありません。筋肉が発する信号から「今、歩き出そうとしている」を読み、必要なタイミングでだけ歩行を補助します。機械が人を引っ張るのではなく、人の動き出しに合わせて力を足します。

どんな発明？

「Mobile robot apparatus and control method therefor」は、左右の二輪で走るロボットに対し、main bodyそのものを車輪に対して斜めの基準軸に沿って動かす構造を提案しています。FIG. 1は大きな二つの車輪の間に丸い本体を載せた外観を示します。

二輪だけで立つ機械は、加速や減速のたびに姿勢が崩れやすくなります。この発明では走り出すときと止まるときに本体の位置をずらし、重心側を積極的に動かしてself-balancingを助けます。

どんな発明？

「Electronic apparatus and control method thereof」は、mirror displayを通常のdisplay stateとmirror stateで使い分ける装置です。横向きから縦向きへ切り替わり、センサーで利用者が一定時間近くにいることなどを判断すると、視線位置に応じて鏡として動作させます。

FIG. 1では、映像を表示する横長の画面が回転し、縦向きになった状態で人物が前に立っています。テレビと姿見を別々に置くのではなく、同じ面が向きと利用状況に応じて役割を切り替えます。

どんな発明？

「Rollable display device」は、柔軟なscreenの左右へ巻き取り用のdriving unitを配置し、表示面を広げたり収納したりする構造を扱います。FIG. 1では、都市の映像を表示する横長のscreen 10を、左右のunit 20が支えています。

ディスプレイを折る場合は折り目の位置が決まりますが、巻き取る方式なら使う幅そのものを連続的に変えられます。表示していない部分を筐体側へしまい、必要な面積だけを外へ出す考え方です。

どんな発明？

「Foldable electronic device」は、displayを二つ以上の軸に沿って折れるようにし、複数のhousingとhingeで表示面積や形を変える発明です。FIG. 2Dでは四つの領域が中央から四方向へ広がり、一般的な二つ折りとはかなり違う形になります。

特許の狙いは単に折り畳み回数を増やすことではなく、利用者の選択に応じて異なる方向へ展開できることです。一台の端末が閉じた形と開いた形の二択ではなく、複数の中間形態を持てるようになります。

どんな発明？

「Electronic device and method for controlling flexible display」は、曲げたり巻いたりできるflexible displayについて、端末のwearing stateやbending stateを読み、どの領域へ情報を表示するかを変える発明です。FIG. 14Aと14Bでは、平らな状態から手首へ巻き付ける状態までが示されています。

ただ柔らかいだけでは、手首の裏側へ回った表示は見えません。そこで姿勢や装着状況をセンサーから判断し、利用者が見られる領域へ必要な情報を移します。形状変化とUIの配置をセットで扱います。

どんな発明？

「Augmented reality device capable of displaying virtual keyboard」は、AR deviceが周囲を走査し、virtual keyboardを重ねられる領域を見つけ、その場所へキーボードをrenderする発明です。FIG. 11では利用者の手のひらへキーボードを重ね、手の位置や回転が変わっても表示を追従させる流れが描かれています。

机の上に十分な空きがなければ、常に同じ大きなキーボードを出す必要はありません。特許は面の形や大きさ、入力言語などから表示するkeyboard typeを決めることも想定し、周囲の状況に合わせて入力面を作ります。

どんな発明？

「Ring-type wearable device」は、outer ring memberの内側へ交換可能なinner ring memberを入れ、sensor unitとcontrol unitを外側リングへ持たせる構成です。FIG. 2ではリングを分解し、内部の部品がどこへ収まるかが示されています。

特許は生体信号を検出するring-type wearableを前提に、指の太さが変わってもセンサーと皮膚の距離をなるべく一定に保つことを狙います。指輪のサイズ違いを、電子回路全体の作り直しではなく内側部品の組み合わせで吸収しようとします。