特許 7529189 タッチキーアセンブリ、制御回路、および電子デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】タッチキーアセンブリ、制御回路、および電子デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/96 20060101AFI20240730BHJP

   G06F 3/02 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H03K17/96 V

G06F3/02 E

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2021556901

(86)(22)【出願日】2020-04-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-23

(86)【国際出願番号】 CN2020086338

(87)【国際公開番号】W WO2020216278

(87)【国際公開日】2020-10-29

【審査請求日】2021-10-28

(31)【優先権主張番号】201910339870.4

(32)【優先日】2019-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】504161984

【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シン、ゼンピン

【審査官】及川 尚人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０１７６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９０５９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０７－２８２６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３２３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０１７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２６３０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｋ １７／９６

Ｇ０６Ｆ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサと制御回路とを備える電子デバイスであって、
前記センサは、力または変形を検出し、かつ、前記センサの第１ポートを使用することによって力感知信号Ｓ_ｆを出力するように構成され、
前記制御回路は、前記力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、前記力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、前記力感知信号Ｓ_ｆが前記能動的開始条件を満たしていると判断した場合に、第１時間間隔で前記センサの第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、前記第１時間間隔と重複しない第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成され、前記駆動信号Ｓ_ｄは、前記センサを駆動して外側ハウジングと共に振動させるために使用され、
前記センサは、前記外側ハウジングの前記振動を検出し、かつ、前記第１ポートを使用することによって振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成され、前記振動感知信号Ｓ_ｚは、前記センサが前記駆動信号Ｓ_ｄを受信した後に前記センサにより出力される振動コーダ波応答信号であり、
前記制御回路は更に、前記第２時間間隔で前記振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを前記振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される、
電子デバイス。

【請求項2】

前記制御回路は、第１増幅ユニットを有しており、前記第１増幅ユニットは、前記振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記制御回路は更に、フィルタユニットを有しており、前記フィルタユニットは、前記振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される、請求項１または２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

前記制御回路は更に、前記力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記制御回路は特に、
前記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力感知信号Ｓ_ｆが前記計算開始条件を満たしている場合に、前記センサにより感知される力および／または加速力を前記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、
前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしている場合に、前記センサに前記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記制御回路は特に、
前記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、
前記割り込みプログラムが開始された後に、前記センサにより感知される力および／または加速力を前記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしている場合に、前記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項7】

前記センサは、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項8】

前記センサは、圧電デバイスである、請求項１から７のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項9】

前記センサは、前記第１ポートおよび第２ポートを有し、前記第２ポートは、共通端である、請求項１から８のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項10】

前記制御回路は、前記電子デバイスの処理チップである、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項11】

前記制御回路は、前記センサの制御チップである、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項12】

前記外側ハウジングは、前記電子デバイスのハウジングの一部である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項13】

前記外側ハウジングは、前記センサの外側ハウジングである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項14】

制御回路であって、前記制御回路は、第１ポートを使用することによってセンサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを受信するように構成され、前記力感知信号Ｓ_ｆは、前記センサにより検出される力または変形を示すために使用され、前記力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力感知信号Ｓ_ｆが前記能動的開始条件を満たしていると判断した場合に第１時間間隔で前記センサの前記第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、前記第１時間間隔と重複しない第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成され、前記駆動信号Ｓ_ｄは、前記センサを駆動して振動させるために使用され、
前記制御回路は更に、前記第１ポートを使用することによって前記センサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを前記第２時間間隔で検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを前記振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成され、前記振動感知信号Ｓ_ｚは、前記センサが前記駆動信号Ｓ_ｄを受信した後に前記センサにより出力される振動コーダ波応答信号である、
制御回路。

【請求項15】

前記制御回路は、第１増幅ユニットを有しており、前記第１増幅ユニットは、前記振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される、請求項１４に記載の制御回路。

【請求項16】

前記制御回路は更に、フィルタユニットを有しており、前記フィルタユニットは、前記振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される、請求項１４または１５に記載の制御回路。

【請求項17】

前記制御回路は更に、前記力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを有する、請求項１６に記載の制御回路。

【請求項18】

前記制御回路は特に、
前記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力感知信号Ｓ_ｆが前記計算開始条件を満たしている場合に、前記センサにより感知される力および／または加速力を前記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、
前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしている場合に、前記センサに前記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、請求項１６または１７に記載の制御回路。

【請求項19】

前記制御回路は特に、
前記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、
前記割り込みプログラムが開始された後に、前記センサにより感知される力および／または加速力を前記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、前記力および／または前記加速力が前記能動的開始条件を満たしている場合に、前記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、請求項１６または１７に記載の制御回路。

【請求項20】

前記制御回路は、処理チップである、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の制御回路。

【請求項21】

前記制御回路は、前記センサの制御チップである、請求項１４から２０のいずれか一項に記載の制御回路。

【請求項22】

センサと、外側ハウジングと、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の制御回路とを備えるタッチキーアセンブリであって、前記駆動信号Ｓ_ｄは、前記センサを駆動して前記外側ハウジングと共に振動させるために使用される、タッチキーアセンブリ。

【請求項23】

請求項２２に記載のタッチキーアセンブリを備える電子デバイスであって、前記外側ハウジングは、前記電子デバイスのハウジングに取り付けられるか、前記電子デバイスのハウジングと一体である、電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１９年４月２５日に国家知識産権局へ出願された「ＴＯＵＣＨ ＫＥＹ ＡＳＳＥＭＢＬＹ、ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ、ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」と題する中国特許出願第２０１９１０３３９８７０．４号に基づく優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本願は、電子製品の分野、特に、タッチキーアセンブリ、制御回路、および電子デバイスに関連する。

【背景技術】

【0003】

モバイルデバイス技術の開発に伴い、統合がトレンドになることにより、防水性およびユーザ体験の観点から大きな利点が得られる。モバイルデバイス統合の障害として、物理キーを徐々に仮想キーに置き換える必要がある。しかしながら、仮想キーはまた、解決すべき多くの問題に直面している。例えば、仮想キーはユーザにより偶発的にトリガされる可能性が高く、デバイスの工業的な大量生産では投入コストを考慮する必要がある。従って、低コストの仮想キーをいかに実装するかが、業界で緊急に対処する必要がある問題である。

【発明の概要】

【0004】

本願は、回路を簡略化し、かつ、コストを削減するための、タッチキーアセンブリ、制御回路、および電子デバイスを提供する。

【0005】

第１態様によれば、センサと制御回路とを含む電子デバイスが提供される。制御回路は、第１時間間隔でセンサの第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成される。駆動信号Ｓ_ｄは、センサを駆動して外側ハウジングと共に振動させるために使用される。センサは、外側ハウジングの振動を検出し、かつ、第１ポートを使用することによって振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成される。振動感知信号Ｓ_ｚは、センサが駆動信号Ｓ_ｄを受信した後にセンサにより出力される振動コーダ波応答信号である。制御回路は更に、第２時間間隔で振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される。

【0006】

本願のこの実施形態では、制御回路は、センサに断続的な駆動信号Ｓ_ｄを出力し、駆動信号Ｓ_ｄが出力されない時間間隔で振動コーダ波応答信号を検出する。この検出モードでは、センサの１つのデバイスが異なる期間に駆動機能および検出機能を実行することができ、その結果、単一ユニットを有するセンサを使用してタッチキー機能を実装することができ、それにより、回路が簡略化され、コストが削減される。

【0007】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は特に、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。

【0008】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は更に、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される第１増幅ユニットを含む。

【0009】

本願のこの実施形態では、第１増幅ユニットは、センサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを制御回路が増幅できるように配置される。これは、イベントをトリガするかどうかをより正確かつ高感度に判断するのに役立ち、それにより、電子デバイスの感度および偶発的トリガ防止性能が向上する。

【0010】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は更に、フィルタユニットを含み、フィルタユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される。

【0011】

本願のこの実施形態では、フィルタユニットを使用することによって振動感知信号Ｓ_ｚに対するハイパスフィルタリングが実装されてよく、その結果、振動感知信号Ｓ_ｚのベースラインを安定させることができ、電子デバイスの検出効率が向上する。

【0012】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、センサは更に、力または変形を検出し、かつ、センサの第１ポートを使用することによって力感知信号Ｓ_ｆを出力するように構成される。制御回路は更に、力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断するように構成され、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される。

【0013】

本願のこの実施形態では、制御回路は、力感知信号Ｓ_ｆが事前設定条件を満たしている場合にのみ駆動信号を送信し、その結果、制御回路は、駆動信号を継続的に送信する必要がなく、それにより、消費電力が削減される。

【0014】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は更に、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを含む。

【0015】

本願のこの実施形態では、第２増幅ユニットは、センサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを制御回路が増幅できるように配置される。これは、イベントをトリガするかどうかをより正確かつ高感度に判断するのに役立ち、それにより、電子デバイスの感度および偶発的トリガ防止性能が向上する。

【0016】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は特に、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される。

【0017】

本願のこの実施形態では、制御回路は、力感知信号Ｓ_ｆが事前設定条件を満たしている場合にのみ力および／または加速力の計算を開始する。従って、制御回路は、力および／または加速力を計算する機能を継続的に実行する必要がなく、それにより、消費電力が削減される。

【0018】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は特に、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、割り込みプログラムが開始された後に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される。

【0019】

本願のこの実施形態では、制御回路は、割り込み回路を含み、制御回路は、割り込みプログラムが開始される場合にのみ力および／または加速力の計算を開始する。従って、制御回路は、力および／または加速力を計算する機能を継続的に実行する必要がなく、それにより、消費電力が削減される。

【0020】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、センサは、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスを含む。

【0021】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、センサは、圧電デバイスである。

【0022】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、センサは、第１ポートおよび第２ポートを含み、第２ポートは、共通端である。

【0023】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は、電子デバイスの処理チップである。

【0024】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、制御回路は、センサの制御チップである。

【0025】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、外側ハウジングは、電子デバイスのハウジングの一部である。

【0026】

第１態様に関連して、第１態様の考えられる実装では、外側ハウジングは、センサの外側ハウジングである。

【0027】

第２態様によれば、制御回路が提供される。制御回路は、第１時間間隔でセンサの第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成される。駆動信号Ｓ_ｄは、センサを駆動して振動させるために使用される。制御回路は更に、第１ポートを使用することによってセンサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを第２時間間隔で検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかをその振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される。振動感知信号Ｓ_ｚは、センサが駆動信号Ｓ_ｄを受信した後にセンサにより出力される振動コーダ波応答信号である。

【0028】

本願のこの実施形態では、制御回路は、センサに断続的な駆動信号Ｓ_ｄを出力し、駆動信号Ｓ_ｄが出力されない時間間隔で振動コーダ波応答信号を検出する。この検出モードでは、センサの１つのデバイスが異なる期間に駆動機能および検出機能を実行することができ、その結果、単一ユニットを有するセンサを使用してタッチキー機能を実装することができ、それにより、回路が簡略化され、コストが削減される。

【0029】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は特に、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。

【0030】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、第１増幅ユニットを含み、第１増幅ユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。

【0031】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は更に、フィルタユニットを含み、フィルタユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される。

【0032】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は更に、第１ポートを使用することによってセンサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを受信することであって、力感知信号Ｓ_ｆは、センサにより検出される力または変形を示すために使用される、受信することと、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信することとを行うように構成される。

【0033】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は更に、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを含む。

【0034】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は特に、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される。

【0035】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は特に、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、割り込みプログラムが開始された後に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、センサに駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される。

【0036】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、制御回路の処理チップである。

【0037】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、センサの制御チップである。

【0038】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、制御回路およびセンサは、電子デバイスに配置され、外側ハウジングは、電子デバイスのハウジングの一部である。

【0039】

第２態様に関連して、第２態様の任意の考えられる実装では、外側ハウジングは、センサの外側ハウジングである。

【0040】

第３態様によれば、タッチキーアセンブリが提供される。タッチキーアセンブリは、センサと、外側ハウジングと、第２態様または第２態様の実装のいずれか１つに係る制御回路とを含む。駆動信号Ｓ_ｄは、センサを駆動して外側ハウジングと共に振動させるために使用される。

【0041】

第４態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、第３態様に係るタッチキーアセンブリを含む。外側ハウジングは、電子デバイスのハウジングに取り付けられるか、電子デバイスのハウジングと一体である。

【0042】

第５態様によれば、電子デバイスに適用される制御方法が提供される。電子デバイスのセンサが外側ハウジングに取り付けられる。方法は、第１時間間隔で外側ハウジングを駆動して振動させ、かつ、第２時間間隔で外側ハウジングにハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力する段階と、外側ハウジングの振動の特性がユーザのトリガ習慣の範囲に含まれる場合に、イベントをトリガすることを決定する段階とを含む。

【0043】

第５態様に関連して、第５態様の考えられる実装では、外側ハウジングは、電子デバイスの外側ハウジングである。

【0044】

第５態様に関連して、第５態様の考えられる実装では、外側ハウジングは、センサの外側ハウジングである。

【0045】

第６態様によれば、チップが提供される。チップは、第２態様または第２態様の実装のいずれか１つに係る制御回路を含む。

【0046】

第７態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、センサであって、センサは、駆動ユニットおよび振動感知ユニットを含み、駆動ユニットは、駆動信号Ｓ_ｄを受信し、かつ、外側ハウジングを駆動して振動させるように構成され、振動感知ユニットは、外側ハウジングの振動を検出し、かつ、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成され、振動感知信号Ｓ_ｚは、駆動信号Ｓ_ｄが受信された後に出力される振動コーダ波応答信号であり、駆動ユニットおよび振動感知ユニットは、１つのデバイスである、センサと、第１時間間隔で駆動ユニットに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成される制御回路とを含む。制御回路は更に、第２時間間隔で振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される。

【0047】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は、信号生成ユニットおよび検出ユニットを含む。信号生成ユニットは、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。検出ユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される。

【0048】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は更に、第１増幅ユニットを含む。第１増幅ユニットは、センサと検出ユニットとの間に配置されており、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。

【0049】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は更に、フィルタユニットを含む。フィルタユニットは、センサと検出ユニットとの間に配置され、フィルタユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される。

【0050】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、センサは更に、力感知ユニットを含む。力感知ユニットは、外側ハウジングの力または変形を検出し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆを出力するように構成される。駆動ユニット、振動感知ユニット、および力感知ユニットは、１つのデバイスである。制御回路は更に、計算ユニットを含む。計算ユニットは、力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断するように構成され、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしている場合に、信号生成ユニットに指示信号を送信するように構成される。指示信号は、信号生成ユニットをオンにするように指示するために使用される。信号生成ユニットは、指示信号を受信した後に、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。

【0051】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は更に、第２増幅ユニットを含む。第２増幅ユニットは、センサと計算ユニットとの間に配置されており、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される。

【0052】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、計算ユニットは特に、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算するように構成され、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始閾値より大きい場合に信号生成ユニットに指示信号を送信するように構成される。

【0053】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は更に、割り込みユニットを含む。割り込みユニットは、力感知信号Ｓ_ｆを検出するように構成される。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、割り込みユニットは、計算ユニットをオンにする。計算ユニットは、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算するように構成され、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、信号生成ユニットに指示信号を送信するように構成される。

【0054】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、制御回路は更に、第３増幅ユニットを含む。第３増幅ユニットは、割り込みユニットとセンサとの間に配置されており、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される。

【0055】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、センサは、第１ポートおよび第２ポートを含む。第１ポートは、駆動信号Ｓ_ｄを受信するか、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成される。第２ポートは、接地に接続するか、基準電圧に接続するように構成される。

【0056】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、センサは、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスを含む。

【0057】

第７態様に関連して、第７態様の考えられる実装では、センサは、圧電デバイスである。

【0058】

第７態様に関連して、第７態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、制御回路の処理チップである。

【0059】

第７態様に関連して、第７態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、センサの制御チップである。

【0060】

第８態様によれば、制御回路が提供される。制御回路は、信号生成ユニットであって、信号生成ユニットは、第１時間間隔でセンサに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成され、駆動信号Ｓ_ｄは、センサを駆動して振動させるために使用される、信号生成ユニットと、検出ユニットであって、センサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを第２時間間隔で検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかをその振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される検出ユニットとを含む。振動感知信号Ｓ_ｚは、センサが駆動信号Ｓ_ｄを受信した後にセンサにより出力される振動コーダ波応答信号である。

【0061】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、信号生成ユニットは特に、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。

【0062】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、制御回路は更に、第１増幅ユニットを含む。第１増幅ユニットは、センサと検出ユニットとの間に配置されており、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。

【0063】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、制御回路は更に、フィルタユニットを含む。フィルタユニットは、センサと検出ユニットとの間に配置され、フィルタユニットは、振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される。

【0064】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、制御回路は更に、計算ユニットを含む。計算ユニットは、センサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを受信するように構成される。力感知信号Ｓ_ｆは、センサにより検出される力または変形を示すために使用される。計算ユニットは更に、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしている場合に、信号生成ユニットに指示信号を送信するように構成される。指示信号は、信号生成ユニットをオンにするように指示するために使用される。信号生成ユニットは、指示信号を受信した後に、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態を交互に出力するか、時間領域で駆動信号Ｓ_ｄおよびフローティング状態を交互に出力するように構成される。

【0065】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、制御回路は更に、割り込みユニットを含む。割り込みユニットは、センサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出するように構成される。力感知信号Ｓ_ｆは、センサにより検出される力または変形を示すために使用される。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、割り込みユニットは、計算ユニットをオンにする。計算ユニットは特に、センサにより感知される力および／または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算するように構成され、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、力および／または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、信号生成ユニットに指示信号を送信するように構成される。

【0066】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、制御回路は更に、第３増幅ユニットを含む。第３増幅ユニットは、割り込みユニットとセンサとの間に配置されており、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される。

【0067】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、センサは、第１ポートおよび第２ポートを含む。第１ポートは、駆動信号Ｓ_ｄを受信するか、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成される。第２ポートは、接地に接続するか、基準電圧に接続するように構成される。

【0068】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、センサは、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスを含む。

【0069】

第８態様に関連して、第８態様の考えられる実装では、センサは、圧電デバイスである。

【0070】

第８態様に関連して、第８態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、制御回路の処理チップである。

【0071】

第８態様に関連して、第８態様の任意の考えられる実装では、制御回路は、センサの制御チップである。

【0072】

第８態様に関連して、第８態様の任意の考えられる実装では、制御回路およびセンサは、電子デバイスに配置され、外側ハウジングは、電子デバイスのハウジングの一部である。

【0073】

第８態様に関連して、第８態様の任意の考えられる実装では、外側ハウジングは、センサの外側ハウジングである。

【0074】

第９態様によれば、タッチキーアセンブリが提供される。タッチキーアセンブリは、センサと、外側ハウジングと、第８態様または第８態様の実装のいずれか１つに係る制御回路とを含む。駆動信号Ｓ_ｄは、センサの駆動ユニットを駆動して外側ハウジングと共に振動させるために使用される。

【0075】

第１０態様によれば、電子デバイスが提供される。電子デバイスは、第９態様に係るタッチキーアセンブリを含む。外側ハウジングは、電子デバイスのハウジングに取り付けられるか、電子デバイスのハウジングと一体である。

【0076】

第１１態様によれば、チップが提供される。チップは、第８態様または第８態様の実装のいずれか１つに係る制御回路を含む。

【図面の簡単な説明】

【0077】

【図1】本願のある実施形態が適用され得る電子デバイスの概略構造図である。

【0078】

【図2】本願のある実施形態に係る、ユーザによるタッチキーアセンブリの偶発的トリガの概略図である。

【0079】

【図3】本願のある実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0080】

【図4】（ａ）および（ｂ）は、本願のある実施形態に係る電子デバイスおよびセンサの概略構造図である。

【0081】

【図5】本願のある実施形態に係る、タッチ力または押し込み力を受けないタッチキーアセンブリの振動の概略図である。

【0082】

【図6】本願のある実施形態に係る、タッチ力または押し込み力を受けるタッチキーアセンブリの振動の概略図である。

【0083】

【図7】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0084】

【図8】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0085】

【図9】本願のある実施形態に係るセンサの概略構造図である。

【0086】

【図10】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0087】

【図11】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0088】

【図12】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0089】

【図13】本願のある実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略回路図である。

【0090】

【図14】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0091】

【図15】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0092】

【図16】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略回路図である。

【0093】

【図17】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。

【0094】

【図18】本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0095】

以下では、添付の図面を参照しながら本願の技術的解決策について説明する。

【0096】

本願の実施形態は、電子デバイスに適用され得るタッチキーアセンブリおよび装置に関連する。電子デバイスは、端末デバイスであってよい。端末デバイスは、モバイル端末（スマートフォンまたはタブレットコンピュータなど）、ウェアラブル電子デバイス（スマートウォッチなど）、家電製品、自動車ダッシュボード、または別の電気製品を含んでよい。

【0097】

タッチキーアセンブリの適用は、ユーザ体験および防水性を向上させるために非常に重要である。しかしながら、タッチキーアセンブリは、偶発的にトリガされる可能性が非常に高い。偶発的トリガによってユーザ体験が比較的乏しくなり、それにより、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどの電子デバイスにおけるタッチキーアセンブリ技術の開発が制限される。更には、優れた力感知によって、ユーザはトリガ応答を適切に体験することができる。ユーザからの力にうまく反応し、かつ、偶発的トリガを低減するために、費用対効果が高く信頼性のあるタッチキーアセンブリをいかに設計するかが、タッチキーアセンブリの現在の開発の方向性である。

【0098】

図１は、本願のある実施形態が適用され得る電子デバイス１００の概略構造図である。図１に示すように、電子デバイス１００のハウジングが、前面パネル１０１、中間フレーム１０２、および裏カバー１０３を含む。通常は、電子デバイス１００のハウジングまたはタッチスクリーンの位置、例えば、前面パネル１０１、中間フレーム１０２、または裏カバー１０３の位置に、タッチキーアセンブリが配置されてよい。タッチキーアセンブリは、電子デバイス１００のハウジングの外側側壁または内側側壁の上に配置されてよい。図１のタッチキーアセンブリは、中間フレーム１０２の外側ベゼルに配置され、破線のボックスで示されている。実際の適用では、ユーザがタッチキーアセンブリをトリガすべき位置を示すために、電子デバイス１００の外側表面にマーク記号が設けられてよい。代替的に、電子デバイス１００のハウジング上に透明領域、光透過領域、凸部、または凹部が設けられてもよく、タッチキーアセンブリは、そこに配置される。代替的に、タッチキーアセンブリをモジュールの形態にし、電子デバイス１００のハウジングに取り付けてもよい。本願のタッチキーアセンブリは、汎用物理キー（すなわち、メカニカルキー）、例えば、音量調節キー、確認キー、電源キー、スライドキー、または押キーなどの機能キーの機能を実装してよい。

【0099】

図２は、本願のある実施形態に係る、ユーザによるタッチキーアセンブリの偶発的トリガの概略図である。図２には、タッチキーアセンブリのセンサ３００のみが示されており、タッチキーアセンブリの制御回路は示されていない。図２に示すように、電子デバイスの外側表面が、感受性領域および非感受性領域を含み、タッチキーアセンブリのセンサ３００は、感受性領域に対応する内壁位置に配置されてよい。非感受性領域は、感受性領域に隣接する領域である。理想的なケースでは、電子デバイスのセンサ３００は、ユーザが感受性領域にタッチした場合にのみ変形を検出し、更には、タッチキーアセンブリがユーザによりトリガされていることを示す。ユーザが感受性領域を越えた領域にタッチすると、電子デバイスのセンサ３００は、変形を検出せず、ひいては、ユーザによりタッチキーアセンブリがトリガされていることを示さない。従って、電子デバイスは誤判定をしない。しかしながら、実際の適用では、タッチキーアセンブリは、偶発的にトリガされる可能性が非常に高い。例えば、人体以外の物体によりタッチキーアセンブリが偶発的にトリガされるか、ユーザが非感受性領域と接触するとキーが偶発的にトリガされる。偶発的トリガの幾つかの原因としては、ほとんどのセンサが変形のみを測定する、すなわち、力または変形の感知を実行するといったことが挙げられる。非感受性領域における変形は、感受性領域に伝達される可能性が高く、それにより、感受性領域で変形が起きる。センサは、変形を検出すると、感受性領域がタッチされていると判断し、それにより、偶発的トリガが引き起こされる。振動フィードバックに起因する変形（例えば、デバイスのモータ振動）も、センサによる偶発的トリガを引き起こす場合がある。

【0100】

偶発的トリガの影響をなくすためのアプローチとしては、構造を変えることにより、例えば、側面の厚さを増やすことにより偶発的トリガに抵抗し、その結果、非感受性領域を越えた変形が減少し、感受性領域に伝達される変形も減少するというものがある。しかしながら、このアプローチは、モバイルデバイスを薄くするという開発傾向と相反するものであり、一貫性のないタッチ力に起因してユーザ体験が比較的乏しくなる可能性が高い。別のアプローチとしては、感受性領域に幾つかの特徴認識コード、例えば、指紋認識を持たせるというものがある。しかしながら、このアプローチでは、コストが比較的高くなり、指紋認識機能を追加することでキーの反応が遅くなり、それにより、ユーザ体験に影響が及ぶ。従って、偶発的トリガ防止に優れた仮想キーをいかに製造するかが、業界で注目されている研究テーマである。

【0101】

図３は、本願のある実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。図３に示すように、タッチキーアセンブリは、センサ３００および制御回路４００を含み、センサ３００は、外側ハウジング１０に取り付けられる。オプションで、外側ハウジング１０は、電子デバイスのハウジングの一部であってもよい。すなわち、外側ハウジング１０および電子デバイスのハウジングは、一体構造である。例えば、図４の（ａ）に示すように、センサ３００は、電子デバイスのハウジング１１の内側表面に取り付けられてよい。代替的に、外側ハウジング１０および電子デバイスのハウジング１１は、別構造であってもよい。例えば、外側ハウジング１０は、センサ３００の外側ハウジングであってよい。この場合、センサ３００は、電子デバイスのハウジング１１の外側表面に取り付けられてよく、ユーザによりタッチされる外側ハウジング１０は、センサ３００の外側ハウジングであるが、電子デバイスのハウジングではない。例えば、図４の（ｂ）に示すように、電子デバイスのハウジング１１上にビア１２が設けられてよく、センサ３００は、電子デバイスのハウジング１１の外側表面に取り付けられる。制御回路４００が電子デバイスの内側に配置される場合は、センサ３００は、ビア１２を介して制御回路４００に接続されてよい。制御回路４００およびセンサ３００の両方が外側ハウジング１０にパッケージ化されている場合は、制御回路４００は、ビア１２を介して電子デバイスの内側にある処理チップに接続されてよい。別の例として、電子デバイスのハウジング１１の外側表面に凹部が設けられてよく、センサ３００は、センサ３００の表面高度が電子デバイスのハウジングの表面高度と同じになるように、凹部に配置される。当業者であれば、タッチキーアセンブリと電子デバイスとの位置関係の他の実装が代替的に存在し得ることを理解でき、本願では実装について１つずつ説明していない。

【0102】

センサ３００は、ユーザまたは別の物体により外側ハウジング１０に付与されるタッチ力または押し込み力を感知し、かつ、対応する感知信号を生成するように構成される。制御回路４００は、センサ３００により送信される感知信号を検出する。制御回路４００は、イベントをトリガするかどうかを感知信号に基づいて判断してよい。イベントをトリガすることは、タッチキーアセンブリに対応する機能をトリガすることであってよい。例えば、タッチキーアセンブリが電源キーに対応する場合は、電源オン機能がトリガされる。タッチキーアセンブリが音量調節に対応する場合は、音量調節機能がトリガされる。オプションで、タッチキーアセンブリは、タッチ感知モジュールまたは仮想キーなどと呼ばれる場合もある。

【0103】

ある実装では、タッチキーアセンブリは、高周波数振動減衰抑制法を使用することによって実装されてよい。この方法は、能動方式とも呼ばれる。能動方式の原理としては、制御回路４００が特定の周波数でセンサ３００に駆動信号Ｓ_ｄを出力し、この駆動信号Ｓ_ｄによって、センサ３００が外側ハウジング１０と共に振動できるといったことが挙げられる。センサ３００と外側ハウジング１０とを組み合わせることにより取得される構造は、集成共振器と呼ばれる場合がある。駆動信号Ｓ_ｄの周波数は、集成共振器の共振周波数と同じかそれに近くてよい。制御回路４００は、振動に応答してセンサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出する。タッチキーアセンブリが位置付けられる領域をユーザがタッチしたか、押した場合は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚの振幅が減衰または増加する。制御回路４００は、振動感知信号Ｓ_ｚの減衰度または増加度を判断して、イベントをトリガするかどうかを判断してよい。この判断方式は、２つの値、すなわち、０および１に基づいて判断するものである。この方式では、人間以外の偶発的トリガに効果的に抵抗でき、低コストおよび高感度という利点がある。

【0104】

オプションで、駆動信号Ｓ_ｄが入力されると、制御回路４００により検出される振動感知信号Ｓ_ｚは、センサ３００が駆動信号Ｓ_ｄを受信しているときにセンサ３００により出力される応答信号であってもよいし、センサ３００が駆動信号Ｓ_ｄを受信した後にセンサ３００により出力されるコーダ波応答であってもよい。本願ではこれについて限定しない。制御回路４００は、振動感知信号Ｓ_ｚが人間のトリガ特性に適合しているかどうかに基づいて、イベントをトリガするかどうかを判断してよい。振動感知信号Ｓ_ｚが人間のトリガ特性に適合している場合は、制御回路４００は、イベントをトリガすることを決定する。振動感知信号Ｓ_ｚが人間のトリガ特性に適合していない場合は、制御回路４００は、現在の検出を破棄する。以下では、振動感知信号Ｓ_ｚが人間のトリガ特性に適合しているかどうかを判断する特定の方式について説明する。

【0105】

引き続き図３を参照すると、制御回路４００は、振動感知信号Ｓ_ｚを閾値と比較し、比較結果を取得し、かつ、イベントをトリガするかどうかを比較結果に基づいて判断するように構成される。閾値は、ユーザタッチ習慣に適合する範囲の境界値である。振動感知信号Ｓ_ｚがユーザタッチ習慣に適合する範囲に含まれることを比較結果が示す場合は、制御回路４００は、イベントをトリガすることを決定する。「境界値」は、ユーザタッチ習慣に適合する範囲の上限または下限であってよい。なぜなら、ユーザがタッチキーを押すと、ユーザのタッチ力または押し込み力によって、外側ハウジング１０の振幅が減少するか、外側ハウジング１０の振幅が増加する場合があるからである。すなわち、ユーザのタッチ力または押し込み力によって、外側ハウジング１０の振動が抑制されるか、外側ハウジング１０の振動振幅が増加する場合がある。ユーザのタッチ力または押し込み力によって外側ハウジング１０の振動が抑制される場合は、閾値は、ユーザタッチ習慣に適合する範囲の上限である。ユーザのタッチ力または押し込み力によって外側ハウジング１０の振動振幅が増加する場合は、閾値は、ユーザタッチ習慣に適合する範囲の下限である。

【0106】

振動感知信号Ｓ_ｚは、外側ハウジング１０の振動振幅を示すために使用される。振動感知信号Ｓ_ｚは、電圧信号、電流信号、または抵抗変化であってよい。これは、センサ３００の特定の設計形態に関連する。それに対応して、ユーザタッチ習慣に適合する範囲は、ユーザがタッチキーをトリガするために使用する習慣的な力を外側ハウジング１０の振動領域に付与することにより取得される振幅範囲である。ユーザタッチ習慣に適合することは、ユーザのタッチ感を満足させることを意味する。ユーザタッチ習慣に適合する範囲は、複数の異なるユーザのタッチ感の習慣に基づいてデータを収集およびサンプリングし、かつ、統計分析を実行することにより取得される範囲値である。例えば、あるユーザタッチ習慣の範囲は、機械学習で収集および取得されてよく、複数の異なるユーザのユーザタッチ習慣の範囲は、異なっていてよい。

【0107】

ある実装では、外側ハウジング１０がタッチ力または押し込み力を受けない場合に、センサ３００によって駆動される外側ハウジング１０により生成される振動の振幅が第１範囲に含まれる。図３に示すように、センサ３００が動作していない場合は、外側ハウジング１０も振動しない。図５は、外側ハウジング１０がタッチ力または押し込み力を受けない場合の、センサ３００により駆動される外側ハウジング１０の振動の概略図である。概略図には、振動中の最大変位を伴う２つの状態が含まれる。２つの状態は、実線（Ｓ１）および破線（Ｓ２）で示される。外側ハウジング１０の外側表面がタッチ力または押し込み力を受けると、図６に示すように、ユーザの指が外側ハウジング１０にタッチし、タッチ力または押し込み力の影響を受けて、外側ハウジング１０の振動が抑制され、図６に示す状態における外側ハウジング１０の振動の振幅が、図５に示す外側ハウジング１０の振動の振幅より小さくなる。もちろん、特定の振動周波数では、外側ハウジング１０の振幅が大きくなる。すなわち、本願のタッチキーアセンブリを用いると、外側ハウジング１０に対するタッチ力または押し込み力の影響によって、外側ハウジング１０の振幅が増加する場合もある。

【0108】

制御回路は、振動感知信号Ｓ_ｚを受信し、振動感知信号Ｓ_ｚと閾値との比較結果に基づいて、イベントをトリガするかどうかを判断する。外側ハウジング１０に付与されるタッチ力または押し込み力によって外側ハウジング１０の振動が抑制されると、閾値は、第１範囲の下限より小さくなり、振動感知信号Ｓ_ｚの振幅が閾値より小さくなると、制御回路４００は、イベントをトリガすることを決定する。外側ハウジング１０に付与されるタッチ力または押し込み力によって外側ハウジング１０の振動が強められると、閾値は、第１範囲の上限より大きくなり、振動感知信号Ｓ_ｚの振幅が閾値より大きくなると、制御回路４００は、イベントをトリガすることを決定する。第１範囲のデータは、タッチまたは押圧が実行される電子デバイスの材料および温度などの要因の影響を受ける。第１範囲は、外側ハウジングがユーザによるタッチ力も押し込み力も（または一定のタッチ力も押し込み力も）受けない場合の、複数の試験後の統計から取得される振動振幅である。第１範囲は、電圧信号または抵抗変化であってよい。第１範囲は、電子デバイスのメインチップまたはプロセッサに統合される回路により設定されてもよいし、メインチップまたはプロセッサから独立したハードウェア回路により設定されてもよい。

【0109】

本願は、タッチキーアセンブリを提供する。センサ３００は、外側ハウジング１０と共に振動し、外側ハウジング１０の振動振幅を検出する。タッチ力または押し込み力が付与されると、外側ハウジング１０の振動が抑制されるか、外側ハウジング１０の振動が強められる。制御回路４００は、検出された振幅と閾値との関係を比較から取得して、仮想キーを実装する。

【0110】

第１範囲は、外側ハウジング１０が一定のタッチ力または押し込み力を受ける（一定のタッチ力または押し込み力がゼロであること、すなわち、タッチ力も押し込み力も付与されないことを含む）場合の、センサ３００により駆動される外側ハウジング１０の振動の振幅範囲であってよい。外側ハウジング１０がいかなる環境要因の干渉も受けずに一定のタッチ力または押し込み力を受ける場合は、センサ３００により駆動される外側ハウジング１０の振動の振幅が数値であるべきである。しかしながら、電子デバイスは必然的に、温度変化、外側ハウジング１０の複数の異なる材料、またはユーザ状態の変化などの幾つかの環境要因の影響を受ける（例えば、外側ハウジング１０の振動振幅は、電子デバイスがユーザのポケットに位置付けられること、ユーザが静止状態または移動状態にあること、または、電子デバイスとユーザとの間の接触または摩擦の変化などの要因の影響を受ける）。これらの環境要因の影響に起因して、外側ハウジング１０が一定のタッチ力または押し込み力を受ける場合の、センサ３００により駆動される外側ハウジング１０の振動の振幅範囲は、第１範囲として定義される。第１範囲は、外側ハウジングが一定のタッチ力または押し込み力を受ける場合の、複数の試験後の統計から取得される振動振幅に設定されており、電圧信号、電流信号、または抵抗変化であってよい。

【0111】

ユーザ体験または実験データに基づいて、制御回路がイベントをトリガする比較的適切な条件は、閾値が第１範囲の下限より小さいか、第１範囲の上限より大きいことであることが分かり、その結果、正確な判断を実行することができ、タッチキーのトリガ精度および信頼性が向上する。ある実装では、閾値が第１範囲の下限の０．１倍から０．９倍であるか、閾値が第１範囲の上限の１．１倍より大きいかそれに等しい。

【0112】

オプションで、本願では、外側ハウジング１０の内側表面にバッファ構造が配置され、その結果、センサ３００により生成される振動が、外側ハウジングの、センサ３００に取り付けられる領域に集中し、外側ハウジング１０の別の領域に振動が広がるのが防止される。このようにして、タッチキーアセンブリの感度が確保され得る。外側ハウジングの振動位置にタッチ力または押し込み力が付与されると、外側ハウジング１０の別の領域の偶発的トリガがタッチキーアセンブリに影響を及ぼすのを防止することができる。外側ハウジング１０の別の領域がセンサの振動の影響を受けないので、外側ハウジング１０の別の領域にタッチ力または押し込み力が付与されると、センサと連動した外側ハウジングの振動の振幅は、抑制されることも増加することもなく、その結果、タッチキーアセンブリはトリガされない。

【0113】

図７は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。図７に示すように、この解決策では、センサ３００が通常、駆動ユニット６１および振動感知ユニット６２を含む必要がある。駆動ユニット６１は、制御回路４００により入力される駆動信号Ｓ_ｄを受信し、かつ、外側ハウジング１０を駆動して振動させるように構成される。振動感知ユニット６２は、振動に応答して振動感知信号Ｓ_ｚを生成するように構成される。駆動ユニット６１は、圧電デバイス、磁気機械デバイス、電気機械デバイス、熱電デバイスといったタイプのいずれか１つであってよい。振動感知ユニット６２は、圧電デバイス、ピエゾ抵抗デバイス、ピエゾ容量デバイス、およびピエゾ誘導デバイスといったデバイスのいずれか１つであってよい。

【0114】

通常、前述の解決策におけるセンサ３００では、駆動ユニットおよび振動感知ユニットを実装するために少なくとも２つのデバイスが必要である。例えば、駆動ユニット６１および振動感知ユニット６２の両方が圧電デバイスであってもよいし、駆動ユニット６１が圧電デバイスであってもよく、振動感知ユニット６２がピエゾ抵抗デバイスであってもよい。駆動ユニット６１は、センサ３００のポートに接続されており、駆動信号Ｓ_ｄを受信するように構成される。振動感知ユニット６２は、センサ３００の別のポートに接続されており、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成される。すなわち、センサ３００は、少なくとも２つのユニットを含む必要がある。センサは、接地に接続するか、基準電圧に接続するために使用される共通端に加えて、２つまたはそれより多くのポートを更に含む。構造は比較的複雑であり、センサの製造には多くの要件が課される。これは、幾つかの小規模の適用シナリオでは比較的困難であり、製造方式も比較的複雑である。

【0115】

従って、本願のこの実施形態は、能動方式に基づいてタッチキーアセンブリを提供する。この解決策では、「ユニット機能時分割多重化技術」を使用して、タッチキーアセンブリを実装する。具体的には、センサの１つのユニット（すなわち、１つのデバイス）が異なる期間に異なる機能を実行して、単一ユニットの多機能化を実装する。例えば、１つのデバイスが異なる期間に駆動ユニットの機能と振動感知ユニットの機能とを別々に実装し、単一出力センサを使用することによってユニット機能時分割多重化が実装されてよく、それにより、回路が簡略化され、コストが削減される。

【0116】

図８は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略構造図である。図８に示すように、タッチキーアセンブリ２００は、センサ３００および制御回路４００を含む。センサ３００は、単一ユニットを使用することによって実装されてよい。すなわち、センサ３００は単一出力センサである。センサ３００は、２つのポート、すなわち、第１ポートＡおよび第２ポートＥを含む。第２ポートＥは、接地に接続するか、基準電圧に接続するように構成される。第１ポートＡは、駆動信号Ｓ_ｄを受信するように構成されてよく、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成されてもよい。制御回路は、センサ３００に駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、センサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを受信するように構成される。

【0117】

駆動信号Ｓ_ｄは断続的に送信される。具体的には、駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）は、時間領域で交互に出力される。駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）は、時間領域で周期的または非周期的に交互になってよい。例えば、１０ｍｓのハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）ごとに、長さ５ｍｓの駆動信号Ｓ_ｄが出力される。第１ポートＡは、駆動信号Ｓ_ｄを受信し、かつ、駆動信号Ｓ_ｄを受信した後、駆動信号Ｓ_ｄに応答して振動感知信号Ｓ_ｚを出力して、第１ポートＡ上でセンサ３００の時分割多重化を実装するように構成される。振動感知信号Ｓ_ｚは、駆動信号Ｓ_ｄが受信された後に出力される振動コーダ波応答信号であるが、駆動信号Ｓ_ｄが受信されているときに出力される応答信号ではない。従って、駆動信号Ｓ_ｄは、断続的に送信される信号となるように設計され、制御回路４００は、駆動信号Ｓ_ｄが送信された後の間隔期間に駆動信号Ｓ_ｄに対するコーダ波応答信号を検出し、その結果、センサ３００の１つのポート上で時分割多重化が実行されて、駆動および検出が実装され得る。この解決策で、タッチキーアセンブリのモジュールの複雑性を軽減し、低コスト、高感度、および偶発的トリガ防止の要件を満たすことができる。

【0118】

本願のこの実施形態では、振動コーダ波応答信号は、コーダ波応答信号またはコーダ波応答と呼ばれる場合もある。センサが駆動信号Ｓ_ｄのセグメントを受信した後の期間に、センサが駆動信号Ｓ_ｄを受信することはないが、駆動信号Ｓ_ｄに起因するセンサの振動は停止していない。この場合は、振動が振動コーダ波と呼ばれる場合があり、センサが振動コーダ波を検出することにより生成される信号が、振動コーダ波応答信号と呼ばれる場合がある。

【0119】

ハイ・インピーダンス状態は、回路内のあるノードが、回路内の別のノードより高いインピーダンスを有することを意味する。ハイ・インピーダンス状態は、回路解析中の開回路として理解されてよい。フローティング状態は、中断状態と呼ばれる場合もあり、回路内のノードがどの電位にも接続されていないことを意味する。フローティング状態は、回路解析中の開回路として理解されてよい。

【0120】

オプションで、タッチキーアセンブリ２００は更に、外側ハウジング（不図示）を含む。センサ３００は、外側ハウジングに取り付けられる。外側ハウジングおよび電子デバイスのハウジングは、一体構造であってよい。代替的に、外側ハウジングおよび電子デバイスのハウジングは、分離されてもよい。例えば、電子デバイスのハウジング上に貫通部が設けられてよく、その貫通部にタッチキーアセンブリ２００（外側ハウジングを含む）が配置されてよい。オプションで、外側ハウジングは、センサ３００の一部であってもよいし、センサ３００から分離されてもよい。オプションで、センサ３００、制御回路４００、および外側ハウジングは、１つのモジュールに統合されてもよいし、互いに分離されてもよい。

【0121】

オプションで、駆動信号Ｓ_ｄは交流波形であってもよく、交流波形は、以下のタイプに限定されるわけではないが、方形波、三角波、のこぎり波、および正弦波などのうちの少なくとも１つを含む。ある例では、交流波形は、例えば、幾つかのパルスを含む方形波であってよい。駆動信号Ｓ_ｄの周波数は、センサ３００を駆動して外側ハウジングと共に振動させるのに役立つよう、集成共振器の共振周波数と同じかそれに近くてよい。

【0122】

オプションで、制御回路４００は、センサの制御チップであってよい。例えば、制御回路４００は、センサの制御チップとして機能し、センサ３００と同じパッケージに統合されてよい。代替的に、制御回路４００およびセンサ３００は、別々にパッケージ化されてもよい。制御回路４００は、電子デバイスの中央処理装置、アプリケーションプロセッサ、またはコプロセッサに統合されてよい。コプロセッサ（ｃｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）は、システムマイクロプロセッサの特定の処理タスクを軽減するように構成されるチップであり、中央処理装置で実行できないか、低効率または低効果で実行される、処理ジョブを実行する際に中央処理装置を支援するために開発および使用されるプロセッサである。もちろん、制御回路４００は代替的に、メインチップまたはプロセッサから独立したハードウェア回路として配置されてもよい。オプションで、制御回路４００は、幾つかの別個の要素を含んでもよいし、１つの集積チップにより実装されてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。

【0123】

オプションで、制御回路４００とタッチキーアセンブリの機能を実行するための回路ユニットとが異なるモジュールに配置される場合は、これらのモジュールがチップであってよい。例えば、制御回路４００は、センサと一緒にパッケージ化される制御チップであり、タッチキーアセンブリの機能を実行するための回路ユニットは、電子デバイスの処理チップ、例えば、中央処理装置、コプロセッサ、またはアプリケーションプロセッサである。この場合、イベントをトリガすることは、制御回路４００がトリガ信号を送信することを含んでよい。タッチキーアセンブリの機能を実行するための回路ユニットは、トリガ信号を受信し、電源オンまたは音量調節などの対応する機能をトリガ信号に基づいて実行する。

【0124】

オプションで、制御回路４００が中央処理装置、コプロセッサ、またはアプリケーションプロセッサの機能を含む場合は、イベントをトリガすることは、制御回路４００がタッチキーアセンブリの機能を実行することを含む。

【0125】

オプションで、制御回路４００がタッチキーアセンブリの機能を実行するための回路ユニットを含む場合は、イベントをトリガすることは、制御回路４００がタッチキーアセンブリの機能を実行することを含んでよい。

【0126】

オプションで、本願のこの実施形態では、センサ３００は触覚および力センサを含む。触覚および力センサは、触覚センサおよび／または力センサを含む。すなわち、触覚および力センサは、触覚センサの機能および／または力センサの機能を含む。触覚および力センサは、ユーザにより付与されるタッチ力または押し込み力を検出するように構成されてよい。一般的な触覚および力センサは、複数の型、例えば、圧電型、ピエゾ容量型、ピエゾ抵抗型、渦効果型、超音波伝送型、および指紋型を含む。ピエゾ容量型センサは一般的に、タッチスクリーンで使用される。渦効果型センサは、誘導性圧力センサである。更には、単一ユニットの時分割多重化機能を実装するために、センサ３００の感知ユニットは、多機能特性を有してよい。例えば、外側ハウジングを駆動して振動させる機能、および、振動感知信号Ｓ_ｚを生成する機能といった２つの機能の時分割多重化を実装するために、感知ユニットは通常、圧電素子などの電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスである。以下では、実施形態を参照しながら説明を提供する。

【0127】

図９は、本願のある実施形態に係るセンサ３００の概略構造図である。図９に示すように、センサ３００は、外側ハウジング３１、制限ノード３２、接合ゲル３３、感知ユニット３４、第１電極３５、および第２電極３６を含む。以下では、センサ３００に含まれるユニットの機能および構造について説明する。

【0128】

外側ハウジング３１は、接合、圧入、または締まり嵌めによって感知ユニット３４に接続されてよい。

【0129】

制限ノード３２は、外側ハウジング３１の感知領域を制限して、感知領域における力または変形が別の領域に広がるのを防止するように構成される。制限ノード３２は、感知領域の周囲の高さを増やすこと、感知領域の周囲を溝形状にすること、または、感知領域の周囲に減衰材料を設置することにより形成されてよい。制限ノード３２は、感知領域を提供する重要な特徴である。制限ノード３２および外側ハウジング３１は、一体構造にされてよい。すなわち、制限ノード３２は、外側ハウジング３１の一部であってよい。

【0130】

オプションで、外側ハウジング３１は、図３から図７に示すタッチキーアセンブリ内の外側ハウジング１０として機能してもよい。例えば、外側ハウジング３１と、制限ノード３２と、電子デバイスのハウジングとは、一体構造にされてよい。

【0131】

接合ゲル３３の場合、接合ゲル３３は、感知ユニット３４に外側ハウジング３１を接続するように構成される硬化ゲルである。

【0132】

感知ユニット３４は、センサのコアユニットであり、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスであってよい。電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスは、電気変形可逆材料または磁気変形可逆材料で作られるデバイスであってよい。電気変形可逆材料または磁気変形可逆材料の特性としては、電気または磁気によって材料が変形する場合があり、この変形によって材料の電気特性または磁気特性が変化するといったことが挙げられる。電気特性または磁気特性の変化は、以下のケースに限定されるわけではないが、電圧、電流、電荷、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス、または磁気モーメントの変化を含んでよい。本願のこの実施形態では、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスの形状について限定しない。電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスは、単層構造、多層構造、または様々な他の形状を有してよい。電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスは、２つの電極を含んでよい。例えば、図９は、２つの電極、すなわち、第１電極３５および第２電極３６を示す。２つの電極のうちの一方は、接地に接続するか、基準電圧に接続するように構成されてよい。すなわち、その電極は、第２ポートＥと同等である。他方の電極は、駆動信号Ｓ_ｄを受信する、および／または、振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成される。すなわち、その電極は、第１ポートＡと同等である。

【0133】

ある例では、典型的な電気変形可逆材料または磁気変形可逆材料は、圧電材料を含み、圧電材料は、直接圧電効果および逆圧電効果を有してよい。直接圧電効果は、押し込み力によって圧電材料に電荷が発生し得ることを意味する。逆圧電効果は、電気によって圧電材料が変形し得ることを意味する。感知ユニット３４が圧電材料で作られている場合は、感知ユニット３４は、圧電ユニットまたは圧電デバイスと呼ばれる場合もあり、センサは圧電センサと呼ばれる場合がある。圧電センサの場合、機能の時分割多重化によって、駆動機能および振動感知機能を実装するために必要とされる圧電ユニットは１つのみである。駆動機能には逆圧電効果が使用され、振動感知機能には圧電効果が使用され、それにより、センサの設計が簡略化される。代替的に、感知ユニット３４は、別のタイプの電気変形可逆材料または磁気変形可逆材料で作られてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。

【0134】

ある例では、感知ユニット３４は、圧電シートであってよい。圧電シートは、単一の層、２つの層、またはそれより多くの層を有してよい。圧電シートの形状は、正方形、円形、楕円形、または多角形などの任意の形状であってよい。図９に示すセンサ３００の形状は、長方形である。圧電シートの表面は、接着剤を使用することによって、または、締まり嵌めによって外側ハウジング３１の内側表面に接続されてよい。圧電シートの、外側ハウジング３１に接合される表面は、比較的平坦である。

【0135】

前述の説明から、本願で使用されるセンサ３００は、接地または基準電圧に接続するように構成される電極に加えて、１つの電極のみを含み、単一ユニットを含むセンサであるか、単一出力センサと呼ばれる場合もあることを認識できる。このセンサは、製造しやすく低コストであり、汎用センサである。本願のこの実施形態では、シンプルな構造の単一出力センサがタッチキーアセンブリに使用されてよく、能動方式を使用することによる検出が、センサの機能の時分割多重化によって実装され、それにより、コストが削減され、回路が簡略化される。

【0136】

なお、図９におけるセンサ３００の説明は例に過ぎず、本願のこの実施形態におけるセンサ３００は代替的に、センサが電気変形可逆機能または磁気変形可逆機能を実装できるならば、別のタイプのセンサであってもよい。

【0137】

図１０は、本願のある実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の構造回路図である。タッチキーアセンブリ２００は、センサ３００および制御回路４００を含む。制御回路４００は、センサ３００に接続されており、時分割多重化によってセンサ３００の駆動機能および検出機能を実装するように構成される。タッチキーアセンブリ２００は、タッチ感知モジュールまたはタッチキーアセンブリと呼ばれる場合もある。制御回路４００の機能のうちの幾つかまたは全てが１つのチップに統合されてもよいし、別個のデバイスにより実装されてもよい。例えば、制御回路４００の機能のうちの全てまたは幾つかが、マイクロコントローラユニット（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）により実装されてよい。オプションで、制御回路４００は、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）上に配置されてもよい。

【0138】

図１０に示すように、制御回路４００は、信号生成ユニット４０および検出ユニット５０を含む。信号生成ユニット４０は、センサ３００の第１ポートＡに接続される。信号生成ユニット４０の出力端は、センサ３００の第１ポートＡに駆動信号Ｓ_ｄを出力するように構成される。駆動信号Ｓ_ｄは断続信号である。検出ユニット５０も、センサ３００の第１ポートＡに接続される。検出ユニット５０は、センサ３００の第１ポートＡにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出するように構成される。センサ３００が位置付けられる領域にユーザがタッチした場合は、振動感知信号Ｓ_ｚの振幅が減衰または増加する。検出ユニット５０は、振動感知信号Ｓ_ｚの減衰度または増加度を判断して、イベントをトリガするかどうかを判断してよい。

【0139】

オプションで、センサ３００は、単一ユニットを含むセンサ３００、すなわち、単一出力センサであってもよい。センサ３００は、第１ポートＡおよび第２ポートＥを含む。第１ポートＡは、時分割方式で、駆動信号Ｓ_ｄを受信するか、振動感知信号Ｓ_ｚを送信するように構成される。第２ポートＥは、接地または基準電圧に接続するように構成される。

【0140】

駆動信号Ｓ_ｄは断続信号である。これによって、信号生成ユニット４０が第１時間間隔で駆動信号Ｓ_ｄを出力し、第２時間間隔での出力がハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にあることが理解できる。検出ユニット５０は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを第２時間間隔で検出する。第１時間間隔および第２時間間隔は重複しない。すなわち、信号生成ユニット４０は、駆動信号Ｓ_ｄのセグメントを出力した後、出力端をハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態へと迅速に切り替えてよく、その後、検出ユニット５０は、駆動信号Ｓ_ｄに応答してセンサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出する。従って、制御回路４００は、駆動信号Ｓ_ｄを入力し、センサ３００の一端で振動感知信号Ｓ_ｚを受信してよい。すなわち、駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）は、時間領域で交互に出力される。例えば、１０ｍｓのハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）ごとに、長さ５ｍｓの駆動信号Ｓ_ｄが出力される。本願のこの実施形態では、センサの複数の異なる機能に対して時分割多重化が実行され、単一出力センサ３００を使用することによってタッチキーアセンブリが実装され、それにより、コストが削減され、回路設計の複雑性が軽減し、高感度および偶発的トリガ防止の要件が満たされる。

【0141】

オプションで、駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）は、時間領域内の周期に基づいて交互に送信されてよい。例えば、特定の継続時間を有する駆動信号Ｓ_ｄが、１０ｍｓまたは５ｍｓごとに送信されてよい。通常、毎回送信される駆動信号Ｓ_ｄの波形および周期は同じままであってよく、毎回送信される駆動信号Ｓ_ｄの継続時間も同じままであってよい。代替的に、幾つかの例では、毎回送信される駆動信号Ｓ_ｄの波形、周期、または継続時間が異なっていてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。幾つかの例では、駆動信号Ｓ_ｄの周波数が、集成共振器の共振周波数と同じかそれに近くてよい。

【0142】

オプションで、駆動信号Ｓ_ｄおよびハイ・インピーダンス状態（またはフローティング状態）は代替的に、時間領域で非周期的に送信されてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。

【0143】

オプションで、駆動信号Ｓ_ｄは交流波形であってもよく、交流波形は、以下のタイプに限定されるわけではないが、方形波、三角波、のこぎり波、および正弦波などのうちの少なくとも１つを含む。ある例では、交流波形は、例えば、幾つかのパルスを含む方形波であってよい。ある例では、ハイ・インピーダンス状態の抵抗が１キロオーム（ｋΩ）より大きくてよい。

【0144】

本願のこの実施形態では、タッチキーアセンブリにおいて、センサの駆動機能および振動感知機能を時分割多重化によって組み合わせて１つにしてよい。従って、これら２つの機能を実装するために必要とされるのは、単一出力センサのみである。これによって、人間以外の偶発的トリガに抵抗することができるだけでなく、タッチキーアセンブリに使用されるセンサを簡略化することもでき、それにより、タッチキーアセンブリの構造が簡略化される。

【0145】

本願のこの実施形態では、従来の単一出力センサを使用して、タッチキーアセンブリを実装してよい。デバイス製造の観点から、共通プロセスを使用して、本願のこの実施形態で使用される単一出力センサを実装することで、タッチキーアセンブリを実装するためのコストを削減し、デバイスの信頼性を向上させてよい。

【0146】

なお、幾つかの例では、人体のような幾つかの物質がタッチキーアセンブリの感知領域に接触すると、接触がない場合と比較して、デバイスの出力振幅が大幅に減衰または増加する。従って、人体のような物質との接触を人体との接触と誤って判断することを回避するために、イベントをトリガするかどうかを能動的に判断する前述のプロセスを複数回実行して、誤判定を回避してよい。

【0147】

図１１は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略構造図である。図１１に示すように、制御回路４００は更に、第１増幅ユニット２１を含む。第１増幅ユニット２１は、センサ３００と検出ユニット５０との間に配置されてよい。第１増幅ユニット２１は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを増幅し、かつ、振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて増幅される信号を出力するように構成される。検出ユニット５０は、増幅された振動感知信号Ｓ_ｚを検出するように構成される。

【0148】

本願のこの実施形態では、検出ユニット５０は、センサ３００により出力される増幅された振動感知信号Ｓ_ｚを検出する。これは、イベントをトリガするかどうかをより正確かつ高感度に判断するのに役立ち、それにより、タッチキーアセンブリの感度および偶発的トリガ防止性能が向上する。

【0149】

図１２は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略構造図である。図１２に示すように、制御回路４００は更に、フィルタユニット２５を含む。フィルタユニット２５は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行する。オプションで、フィルタユニット２５は、振動感知信号Ｓ_ｚに対してハイパスフィルタリングを実行してもよい。フィルタユニット２５は代替的に、第１増幅ユニット２１または検出ユニット５０に統合されてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。

【0150】

本願のこの実施形態では、フィルタユニットを使用することによって振動感知信号Ｓ_ｚに対するハイパスフィルタリングが実装されてよく、その結果、振動感知信号Ｓ_ｚのベースラインを安定させることができ、タッチキーアセンブリの検出効率が向上する。

【0151】

本願のこの実施形態では、前述の機能が実装され得るならば、信号生成ユニット４０、検出ユニット５０、第１増幅ユニット２１、またはフィルタユニット２５の特定の回路構造について限定しない。当業者であれば、前述の回路機能を学習するときに、対応する回路機能を実装するための特定の回路を当業者が取得できることを理解することができる。

【0152】

幾つかの例では、信号生成ユニット４０は、駆動信号Ｓ_ｄを出力する機能を有しており、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態に切り替えられ得る。ハイ・インピーダンス状態は、例えば、１ｋΩより大きくてもよいし、別の抵抗を伴うハイ・インピーダンス状態であってもよい。

【0153】

幾つかの例では、第１増幅ユニット２１は、増幅機能を実装するための回路を含んでよい。例えば、第１増幅ユニット２１は、以下のデバイスに限定されるわけではないが、電荷増幅器、電流増幅器、演算増幅器、整流増幅器、検出増幅器、および比較増幅器などのうちの少なくとも１つを含んでよい。

【0154】

幾つかの例では、検出ユニット５０は、以下の回路に限定されるわけではないが、アナログ－デジタル変換器（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＡＤＣ）回路および比較器などのうちの少なくとも１つを含んでよい。

【0155】

幾つかの例では、フィルタユニット２５は、シンプルな一次ハイパスフィルタ回路を含んでもよいし、より高次のハイパスフィルタ回路を含んでもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。

【0156】

図１３は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略回路図である。図１３では、制御回路内の信号生成ユニットおよび検出ユニットが１つの制御チップ５００に統合される。制御チップ５００は、ＭＣＵにより実装されてよい。図１３には、信号生成ユニットも、検出ユニットも、制御チップ５００内の機能ユニット同士の接続関係も示されていない。機能ユニット同士の接続関係については、前述の特定の実施形態における説明を参照されたい。ＩＯポートは、信号生成ユニットの出力端を示しており、駆動信号Ｓ_ｄを出力するように構成される。ＡＤポートは、検出ユニットの入力端を示しており、信号生成ユニットがオンになった後、駆動信号Ｓ_ｄに応答してセンサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出するように構成される。

【0157】

オプションで、第１増幅ユニット２１（増幅器ＡＭＰ）が検出ユニットの入力端ＡＤとセンサ３００との間に配置され、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。検出ユニットの入力端ＡＤとセンサ３００との間には、フィルタユニット２５が更に配置されてよい。フィルタユニット２５は、キャパシタＣおよびレジスタＲを含む。フィルタユニット２５は、振動感知信号Ｓ_ｚに対してハイパスフィルタリングを実行するように構成されてよい。代替的に、フィルタユニット２５は、第１増幅ユニット２１または検出ユニットに統合されてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。図１３には、前述の機能ユニットの特定の実装の例が示されているに過ぎない。当業者であれば、前述の機能ユニットが代替的に、複数の他の特定の実装または変形を有することを理解することができる。これらの実装または変形は全て、本願の保護範囲に含まれるものとする。

【0158】

制御チップ５００が動作すると、制御チップ５００は、ＩＯポートを使用することによって断続的な駆動信号Ｓ_ｄを送信する。例えば、特定の継続時間を有する駆動信号Ｓ_ｄが、５ｍｓまたは１０ｍｓごとに送信されてよい。駆動信号Ｓ_ｄの周波数は、集成共振器の共振周波数と同じかそれに近くてよい。この期間に、センサは駆動ユニットの機能を実装する。駆動信号Ｓ_ｄが送信された後の間隔で、ＩＯポートは、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にある。この段階では、制御チップ５００は、ＡＤポートにより受信される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、イベントをトリガするかどうかを振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断する。振動感知信号Ｓ_ｚは、駆動信号Ｓ_ｄに対する振動コーダ波応答信号である。この期間に、センサは、振動感知ユニットの機能を実装する。

【0159】

本願のこの実施形態では、駆動信号Ｓ_ｄが間隔を置いて送信される。すなわち、駆動信号Ｓ_ｄが、ある期間の間隔で送信される。従って、タッチキーアセンブリの応答速度に対して比較的高い要件が課されるシナリオでは、ユーザ体験が影響を受ける場合がある。トリガイベントの欠落を回避するために、信号生成ユニットは、比較的短い期間の間隔で駆動信号Ｓ_ｄを送信する必要がある。例えば、駆動信号Ｓ_ｄが１０ｍｓごとに送信されてよい。しかしながら、このようにすると、消費電力が比較的高くなる。

【0160】

この問題を解決するために、本願の実施形態は更に、更なる解決策を提供する。図１４は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリの概略構造図である。図１４に示すように、この解決策では、センサ３００が、駆動ユニット６１および振動感知ユニット６２に加えて、力感知ユニット６３を更に含む。力感知ユニット６３は、力または変形を感知し、かつ、力感知信号Ｓ_ｆを出力するように構成される。第１に、制御回路４００が、駆動信号Ｓ_ｄを送信せずに、センサの力感知ユニットにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出する。この場合は、制御回路４００の出力端がハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にあり、センサ３００の駆動ユニット６１は、駆動信号Ｓ_ｄを受信していない。従って、これは「受動的」検知と呼ばれる場合がある。センサ３００の力感知に対するタッチ力または押し込み力が閾値を超えていることを制御回路４００が検出すると、「能動的」検知が有効になる。「能動的」検知の間、センサ３００が位置付けられる領域をユーザがタッチしたか、押した場合は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚの振幅が減衰または増加し、制御回路４００は、検出された振動感知信号Ｓ_ｚの減衰度または増加度に基づいて、イベントをトリガするかどうかを判断してよい。この解決策では、「能動的」検知および「受動的」検知が組み合わされ、能動的検知が受動的検知で有効になり、制御回路４００がセンサ３００に駆動信号Ｓ_ｄを継続的に送信する必要がなく、それにより、タッチキーアセンブリの消費電力が削減される。

【0161】

能動的検知と受動的検知との組み合わせは代替的に、「ユニット機能時分割多重化技術」を使用することによって実装されてもよい。具体的には、１つの感知ユニットが、力感知機能、駆動機能、または振動感知機能などの複数の異なる機能を複数の異なる期間に実行して、単一感知ユニットの多機能化を実装する。感知ユニットは、前述の電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイス、例えば、圧電素子であってよい。すなわち、図１４のセンサ３００は代替的に、時分割多重化によって前述の実施形態における単一出力センサにより実装されてもよい。

【0162】

オプションで、計算ユニットを制御回路に追加して、力感知信号Ｓ_ｆを検出および／または計算してもよい。計算ユニットは、検出された力感知信号Ｓ_ｆに基づいて、事前設定条件が満たされるとオンになるように信号生成ユニットを制御してよく、その結果、信号生成ユニットは継続的に動作する必要がなく、それにより、消費電力が削減される。更に、制御回路は更に、割り込みユニットを含んでよい。割り込みユニットは、事前設定条件が満たされるとオンになるように計算ユニットを制御するように構成され、それにより、回路の消費電力が更に削減される。以下では、図１５から図１８を参照しながら、本願の実施形態における解決策について更に説明する。

【0163】

図１５は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略構造図である。図１５に示すように、制御回路４００は、信号生成ユニット４０、検出ユニット５０、および計算ユニット６０を含む。力を感知すると、センサ３００が変形し、その変形に対応する力感知信号Ｓ_ｆを出力する。計算ユニット６０は、センサ３００により生成される力感知信号Ｓ_ｆを検出するように構成される。この期間に、センサ３００は、力感知ユニットの機能を実装する。センサ３００により感知される力が閾値を超えると、計算ユニット６０は、信号生成ユニット４０に指示信号を送信して、信号生成ユニット４０にオンになるように指示する。この期間に、センサ３００は、駆動ユニットの機能を実装する。駆動信号Ｓ_ｄが送信された後の間隔で、検出ユニット５０は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、イベントをトリガするかどうかをその振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断する。この期間に、センサ３００は、振動感知ユニットの機能を実装する。このようにすると、信号生成ユニット４０は、継続的に動作する必要がなく、ひいては、駆動信号Ｓ_ｄを頻繁に送信する必要がなく、それにより、消費電力が削減される。

【0164】

なお、計算ユニット６０により検出される力感知信号Ｓ_ｆは、信号生成ユニット４０が動作していないときに生成され、ひいては、計算ユニット６０により検出される力感知信号Ｓ_ｆは、駆動信号Ｓ_ｄに対する応答信号ではない。この検出モードは、「受動的」検知と呼ばれる。しかしながら、検出ユニット５０により検出される振動感知信号Ｓ_ｚは、駆動信号Ｓ_ｄに応答する。この検出モードは、「能動的」検知と呼ばれる。本願のこの実施形態では、「能動的」検知と「受動的」検知とが組み合わされ、「能動的」検知が「受動的」検知で有効になり、その結果、回路は、「能動的」検知を常に有効にしておく必要がなく、それにより、消費電力が削減される。

【0165】

幾つかの例では、計算ユニット６０は、現在感知されている押し込み力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断するように構成されてよい。能動的開始条件が満たされている場合は、計算ユニット６０は、信号生成ユニット４０に動作を開始するように指示する。能動的開始条件が満たされていない場合は、信号生成ユニット４０は動作しない。

【0166】

オプションで、能動的開始条件が満たされているかどうかを判断する前述の方式は、力感知ユニット６３により感知される力が規定の能動的開始閾値を超えているかどうかを判断することを含んでもよいし、力感知ユニット６３により感知される力の押圧形態（例えば、ダブルタップまたはタッチアンドホールド）に基づいて、能動的開始条件が満たされているかどうかを判断することを含んでもよい。

【0167】

幾つかの他の例では、計算ユニット６０は、２段階で判断を実行してよい。第１に、計算ユニット６０は、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断してよい。計算開始条件が満たされている場合は、計算ユニット６０は、力感知信号Ｓ_ｆに基づいて力または加速力の計算を開始し、計算された力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを継続的に判断する。能動的開始条件が満たされている場合は、計算ユニット６０は、信号生成ユニット４０に動作を開始するように指示する。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしていない場合は、計算ユニット６０は、力または加速力を計算し、力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する必要がない。

【0168】

オプションで、計算開始条件が満たされているかどうかを判断する前述の方式は、力感知ユニット６３により感知される力が規定の計算開始閾値を超えているかどうかを判断することを含んでもよいし、力感知ユニット６３により感知される力の押圧形態（例えば、ダブルタップまたはタッチアンドホールド）に基づいて、計算開始条件が満たされているかどうかを判断することを含んでもよい。

【0169】

計算開始閾値および能動的開始閾値の値は、実際の適用に基づいて決定されてよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。幾つかの例では、計算開始閾値は、力または加速力の計算を開始するための閾値であってよい。能動的開始閾値は、「能動的」検知を有効にするための閾値であってよい。例えば、計算開始閾値は、計算ユニットにより取得される、１００重量グラムに対応する値に設定されてよく、能動的開始閾値は、計算ユニットにより取得される、２００重量グラムに対応する値に設定されてよい。計算開始条件が満たされている場合は、計算ユニット６０は、力または加速力の計算を開始し、計算された力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する。力または加速力が能動的開始条件を満たしている場合は、信号生成ユニット４０は動作を開始する。計算ユニットにより取得される値は、力感知信号Ｓ_ｆに基づいて力または加速力を決定するために計算ユニットにより使用される大きさ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）であってよい。

【0170】

特定の例では、初期化後、計算ユニット６０は、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆをある期間の間隔で読み取ってよい。この場合は、信号生成ユニット４０の出力が、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にある。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、計算ユニット６０は、力または加速力の計算を開始する。この期間に、センサ３００は、力感知ユニットの機能を実装する。計算ユニット６０は、力または加速力を計算した後、取得された計算結果が「能動的」検知の条件を満たしている場合、すなわち、力または加速力が能動的開始条件を満たしている場合に、信号生成ユニット４０に指示信号を送信する。指示信号は、信号生成ユニット４０に動作を開始するように、すなわち、信号生成ユニット４０がセンサ３００に対する断続的な駆動信号Ｓ_ｄの入力を開始するように指示するために使用される。駆動信号Ｓ_ｄは、集成共振器を駆動して振動させ、その結果、センサ３００は、駆動信号Ｓ_ｄに応答して振動感知信号Ｓ_ｚを出力する。信号生成ユニット４０の出力端がハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態に切り替わる期間に、検出ユニット５０は、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、イベントをトリガするかどうかを振動感知信号Ｓ_ｚの減衰度または増加度に基づいて判断する。この期間に、センサ３００は、時分割方式で駆動ユニットおよび振動感知ユニットの機能を実装する。本明細書における特定の実装は、前述の実施形態の実装と同様である。ここでは詳細について改めて説明しない。

【0171】

オプションで、計算ユニット６０は、センサ３００により生成される振動感知信号Ｓ_ｚを特定の時間間隔に基づいて読み取ってよく、例えば、５ｍｓまたは１０ｍｓごとに１回読み取りを実行してよい。

【0172】

本願のこの実施形態では、タッチキーアセンブリの制御回路は、計算ユニットを含み、計算ユニットは、駆動信号Ｓ_ｄが受信されない場合にセンサのタッチ力または押し込み力の状態を検出して、信号生成ユニットをオンにするかどうかを判断するように構成される。従って、信号生成ユニットはオンになり、事前設定条件が満たされている場合にのみ断続的な駆動信号Ｓ_ｄを送信し、それにより、回路の消費電力が削減される。

【0173】

オプションで、図１５に示すように、第１増幅ユニット２１は、検出ユニット５０とセンサ３００との間に配置されてよい。第１増幅ユニット２１は、センサ３００と検出ユニット５０との間に位置付けられており、センサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。第２増幅ユニット２２は更に、計算ユニット６０とセンサ３００との間に配置されてよい。第２増幅ユニット２２は、センサ３００と計算ユニット６０との間に位置付けられており、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される。計算ユニット６０は、増幅された力感知信号Ｓ_ｆを検出して、信号生成ユニット４０をオンにするかどうかを判断してよい。

【0174】

本願のこの実施形態では、第２増幅ユニットは、センサにより出力される増幅された力感知信号Ｓ_ｆを計算ユニットが検出できるように配置される。これは、イベントをトリガするかどうかをより正確かつ高感度に判断するのに役立ち、それにより、タッチキーアセンブリの感度および偶発的トリガ防止性能が向上する。

【0175】

幾つかの例では、第１増幅ユニット２１および第２増幅ユニット２２はそれぞれ、増幅機能を実装するための回路を含んでよい。例えば、第１増幅ユニット２１および第２増幅ユニット２２はそれぞれ、以下のデバイスに限定されるわけではないが、電荷増幅器、電流増幅器、演算増幅器、整流増幅器、検出増幅器、および比較増幅器などのうちの少なくとも１つを含んでよい。

【0176】

図１６は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略回路図である。図１６では、信号生成ユニット、検出ユニット、および計算ユニットが１つの制御チップ５００に統合されてよい。制御チップ５００は、ＭＣＵにより実装されてよい。図１６には、信号生成ユニット、検出ユニット、および計算ユニットの構造も、制御チップ５００内の機能ユニット同士の接続関係も示されていない。機能ユニット同士の接続関係については、前述の実施形態における説明を参照されたい。ＩＯポートは、信号生成ユニットの出力端を示しており、駆動信号Ｓ_ｄを出力するように構成される。ＡＤ１ポートは、計算ユニットの入力端を示しており、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出するように構成される。ＡＤ２ポートは、検出ユニットの入力端を示しており、信号生成ユニットがオンになった後、駆動信号Ｓ_ｄに応答してセンサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出するように構成される。

【0177】

オプションで、第２増幅ユニット２２（増幅器ＡＭＰ１）が計算ユニットの入力端ＡＤ１とセンサ３００との間に配置されて、力感知信号Ｓ_ｆを増幅する。第１増幅ユニット２１（増幅器ＡＭＰ２）が検出ユニットの入力端ＡＤ２とセンサ３００との間に配置されて、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅する。検出ユニットの入力端ＡＤ２とセンサ３００との間には、フィルタユニット２５が更に配置されてよい。フィルタユニット２５は、キャパシタＣおよびレジスタＲを含む。フィルタユニット２５は、ハイパスフィルタリングに使用されてよい。代替的に、フィルタユニット２５は、第１増幅ユニット２１または検出ユニットに統合されてよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。図１６には、前述の機能ユニットの特定の実装の例が示されているに過ぎない。当業者であれば、前述の機能ユニットが代替的に、複数の他の特定の実装または変形を有することを理解することができる。これらの実装または変形は全て、本願の保護範囲に含まれるものとする。

【0178】

制御チップ５００が動作すると、ＩＯポートの初期状態は、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態である。制御チップ５００は、ＡＤ１ポートに入力される力感知信号Ｓ_ｆをある期間の間隔で検出して、センサ３００に付与される力が計算開始条件を満たしているかどうかを判断する。制御チップ５００は、ＡＤ１ポートに入力される力感知信号Ｓ_ｆを周期的に検出してよく、例えば、５ｍｓまたは１０ｍｓごとに１回検出を実行してよい。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、制御チップ５００は、ＡＤ１ポートに入力される力感知信号Ｓ_ｆに基づいて、センサ３００に付与される力または加速力の計算を開始し、力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する。この期間に、センサ３００は、力感知ユニットの機能を実装する。能動的開始条件が満たされている場合は、制御チップ５００は、ＩＯポートを使用することによって断続的な駆動信号Ｓ_ｄを送信する。この期間に、センサ３００は、駆動ユニットの機能を実装する。駆動信号Ｓ_ｄが毎回送信された後の間隔で、ＩＯポートは、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にある。この段階では、制御チップ５００は、ＡＤ２ポートに入力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、イベントをトリガするかどうかをその振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断する。この期間に、センサ３００は、振動感知ユニットの機能を実装する。本願のこの実施形態では、センサ３００の力感知機能、駆動機能、および振動感知機能に対して時分割多重化を実行し、その結果、単一出力センサを使用して、能動的検知と受動的検知とが組み合わされたタッチキーアセンブリの解決策を実装する。

【0179】

図１７は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略構造図である。図１７に示すように、制御回路４００は、信号生成ユニット４０、検出ユニット５０、計算ユニット６０、および割り込みユニット７０を含む。割り込みユニット７０は、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、計算ユニット６０を制御してオンにするように構成される。具体的には、割り込みユニット７０は、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断する機能を実装してよい。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、割り込みユニット７０は、計算ユニット６０を制御してオンにしてよい。その後、計算ユニット６０は、センサ３００に付与される力または加速力を力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、計算された力および／または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する。能動的開始条件が満たされている場合は、計算ユニット６０は、信号生成ユニット４０に指示信号を送信して、信号生成ユニット４０に動作を開始するように指示する。

【0180】

これによって、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断する機能を、図１７の割り込みユニット７０が実装していること、および、力または加速力を計算し、かつ、力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する機能を、計算ユニット６０が実装していることが理解できる。

【0181】

本願のこの実施形態では、割り込みユニット７０は、計算ユニット６０を制御してオンにし、計算ユニット６０は、信号生成ユニット４０を制御してオンにする。従って、計算ユニット６０および信号生成ユニット４０は、事前設定条件が満たされている場合にのみ動作し、それにより、回路の消費電力が削減される。

【0182】

オプションで、割り込みユニット７０は、割り込み回路により実装されてよい。

【0183】

割り込み回路は、入力される電圧または電流が事前設定条件を満たしている場合にのみオンになる。割り込み回路のタイプは、レベル割り込み、立ち上がりエッジ割り込み、または立ち下りエッジ割り込みであってよい。センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆが、事前に設計されたレベル要件、立ち上がりエッジ要件、または立ち下がりエッジ要件を満たしている場合は、割り込みプログラムが開始される。計算ユニット６０は、割り込みユニット７０に接続される。計算ユニット６０は、割り込みプログラムが開始された後にオンになる。すなわち、割り込みユニット７０は、計算ユニット６０を制御するためのスイッチと同等である。計算ユニット６０は、割り込みユニット７０がオンになっている場合にのみ動作を開始する。割り込みユニット７０は、センサ３００により感知される押し込み力が計算開始条件を満たした後に、力感知ユニット６３により出力される力感知信号Ｓ_ｆの電圧値が割り込みユニット７０の開始電圧より大きくなり、かつ、割り込みユニット７０がオンになるように設計されてよい。割り込みユニット７０は、計算ユニット６０に接続される。計算ユニット６０は、割り込みユニット７０がオンになっている場合にのみ動作を開始する。オプションで、センサ３００により感知される押し込み力が計算開始条件を満たしているかどうかを割り込みユニット７０が判断することは、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆが割り込み条件を満たしているかどうかを割り込みユニット７０が判断することとして理解されてもよい。

【0184】

従って、センサ３００に付与されるタッチ力または押し込み力が計算開始条件を満たしていない場合は、割り込みユニット７０はオンにならず、制御回路４００は電力をほとんど消費しない。割り込みユニット７０は、タッチ力または押し込み力が計算開始条件を満たしている場合にのみオンになり、それに対応して、計算ユニット６０は、オンになって動作を開始する。従って、本願のこの実施形態における解決策では、回路の消費電力が低減され得る一方で、優れた偶発的トリガ防止特性が達成される。

【0185】

オプションで、割り込みユニット７０とセンサ３００との間には、第３増幅ユニット２３が配置されてもよい。割り込みユニット７０は、第３増幅ユニット２３により増幅される力感知信号Ｓ_ｆを受信および検出する。センサ３００に付与される押し込み力が計算開始条件を満たしている場合に、増幅された力感知信号Ｓ_ｆによって割り込みユニット７０が割り込みプログラムを開始できるようにする設計が採用されてよい。

【0186】

幾つかの例では、第３増幅ユニット２３は、増幅機能を実装するための回路を含んでよい。例えば、第３増幅ユニット２３は、以下のデバイスに限定されるわけではないが、電荷増幅器、電流増幅器、演算増幅器、整流増幅器、検出増幅器、および比較増幅器などのうちの少なくとも１つを含んでよい。

【0187】

図１８は、本願の別の実施形態に係るタッチキーアセンブリ２００の概略回路図である。図１８では、信号生成ユニット、検出ユニット、計算ユニット、および割り込みユニットが１つの制御チップ５００に統合されてよい。制御チップ５００は、ＭＣＵにより実装されてよい。図１８には、信号生成ユニットも、計算ユニットも、検出ユニットも、割り込みユニットも、制御チップ５００内の機能ユニット同士の接続関係も示されていない。機能ユニット同士の接続関係については、前述の特定の実施形態における説明を参照されたい。ＩＯポートは、信号生成ユニットの出力端を示しており、駆動信号Ｓ_ｄを出力するように構成される。ＩＮＴポートは、割り込みユニットの入力端を示しており、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、計算ユニットをオンにするかどうかを判断するように構成される。ＡＤ１ポートは、計算ユニットの入力端を示しており、センサ３００により出力される力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、ＩＯポートが断続的な駆動信号Ｓ_ｄを出力するように信号生成ユニットをオンにするかどうかを判断するように構成される。ＡＤ２ポートは、検出ユニットの入力端を示しており、信号生成ユニットがオンになった後、駆動信号Ｓ_ｄに応答してセンサ３００により出力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを判断するように構成される。

【0188】

割り込みユニットは、力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしていることを割り込みユニットが検出した場合にのみ割り込み信号を送信し、その結果、計算ユニットは動作を開始する。すなわち、センサ３００により感知される押し込み力が計算開始条件を満たしている場合は、計算ユニットはオンになり、その後、計算ユニットは、センサ３００に付与される力および／または加速力の計算を開始し、取得された力および／または加速力に基づいて、能動的開始条件が満たされているかどうかを判断する。能動的開始条件が満たされている場合は、計算ユニットは、信号生成ユニットに指示信号を送信して、信号生成ユニットに動作を開始するように指示する。

【0189】

オプションで、第２増幅ユニット２２（増幅器ＡＭＰ１）が計算ユニットの入力端ＡＤ１とセンサ３００との間に配置され、力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される。
第１増幅ユニット２１（増幅器ＡＭＰ２）が検出ユニットの入力端ＡＤ２とセンサ３００との間に配置され、振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される。割り込みユニットの入力端ＩＮＴとセンサ３００との間に第３増幅ユニット２３（増幅器ＡＭＰ３）を更に配置して、力感知信号Ｓ_ｆを増幅してよい。検出ユニットの入力端ＡＤ２とセンサ３００との間には、フィルタユニット２５が更に配置されてよい。フィルタユニット２５は、キャパシタＣおよびレジスタＲを含む。フィルタユニット２５は、振動感知信号Ｓ_ｚに対してハイパスフィルタリングを実行するように構成されてよい。代替的に、フィルタユニット２５は、第１増幅ユニット２１または検出ユニットに統合されてもよい。本願のこの実施形態ではこれについて限定しない。図１８には、前述の機能ユニットの特定の実装の例が示されているに過ぎない。当業者であれば、前述の機能ユニットが代替的に、複数の他の特定の実装または変形を有することを理解することができる。これらの実装または変形は全て、本願の保護範囲に含まれるものとする。

【0190】

制御チップ５００が動作すると、ＩＯポートの初期状態は、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態である。制御チップ５００は、ＩＮＴポートに入力される力感知信号Ｓ_ｆを検出する。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしていない場合は、力感知信号Ｓ_ｆは、割り込みプログラムを開始するのに不十分であり、これらの機能ユニットはいずれも動作しない。力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合は、制御チップ５００は、割り込みプログラムを開始し、制御チップ５００は、ＡＤ１ポートに入力される力感知信号Ｓ_ｆに基づいて、センサ３００に付与される力または加速力の計算を開始し、力または加速力が能動的開始条件を満たしているかどうかを判断する。この期間に、センサ３００は、力感知ユニットの機能を実装する。能動的開始条件が満たされている場合は、制御チップ５００は、ＩＯポートを使用することによって断続的な駆動信号Ｓ_ｄの送信を開始する。この期間に、センサ３００は、駆動ユニットの機能を実装する。駆動信号Ｓ_ｄが送信された後の間隔で、ＩＯポートは、ハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態にある。この段階では、制御チップ５００は、ＡＤ２ポートに入力される振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、イベントをトリガするかどうかをその振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断する。振動感知信号Ｓ_ｚは、駆動信号Ｓ_ｄに対するコーダ波応答信号である。この期間に、センサ３００は、振動感知ユニットの機能を実装する。従って、センサ３００の複数の異なる機能に対する時分割多重化によって、タッチキーアセンブリ技術が実装され、センサ３００の設計の難しさが軽減される。

【0191】

当業者であれば、本明細書で開示した実施形態において説明する例との組み合わせで、ユニットおよびアルゴリズム段階が、電子ハードウェア、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせにより実装され得ることを認識することができる。これらの機能がハードウェアおよびソフトウェアのどちらにより実行されるかは、特定の用途と技術的解決策の設計上の制約条件とで決まる。当業者であれば、異なる方法を使用して、説明されている機能を特定の用途ごとに実装できるが、係る実装が本願の範囲を超えるものと見なされるべきではない。

【0192】

説明を簡便かつ簡潔にするために、前述のシステム、装置、およびユニットの詳細な動作プロセスについては、前述の方法の実施形態における対応するプロセスが参照されるべきであり、ここでは詳細について改めて説明しないことを、当業者であれば明確に理解することができる。

【0193】

本願において提供する幾つかの実施形態では、開示されているシステム、装置、および方法が他の方式で実装され得ることを理解されたい。例えば、説明されている装置の実施形態は例に過ぎない。例えば、ユニットの分割は論理機能の分割に過ぎず、実際の実装においては他の分割であってよい。例えば、複数のユニットまたはコンポーネントが組み合わされるか、別のシステムに統合されてもよいし、幾つかの特徴が無視されるか、実行されなくてもよい。更に、表示または説明されている相互結合もしくは直接結合または通信接続は、幾つかのインタフェースを使用することによって実装されてよい。装置間またはユニット間の間接結合または通信接続は、電子的形態、機械的形態、または他の形態で実装されてよい。

【0194】

別個の部分として説明されているユニットは、物理的に別個のものであってもなくてもよく、ユニットとして表示されている部分が、物理的なユニットであってもなくてもよいし、一箇所に位置付けられてもよいし、複数のネットワークユニット上に分散されてもよい。これらの実施形態の解決策の目的を達成するために、これらのユニットの幾つかまたは全てが実際の要件に基づいて選択されてよい。

【0195】

更に、本願の実施形態における機能ユニットが１つの処理ユニットに統合されてもよいし、これらのユニットの各々が物理的に単独で存在してもよいし、２つまたはそれより多くのユニットが１つのユニットに統合されてもよい。

【0196】

前述の説明は、本願の特定の実装に過ぎないが、本願の保護範囲を限定することを意図するものではない。本願において開示した技術的範囲内で当業者が容易に考え付く変形または置換はいずれも、本願の保護範囲に含まれるものとする。従って、本願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲の対象になるものとする。
［他の考えられる項目］
（項目１）
センサと制御回路とを備える電子デバイスであって、
上記制御回路は、第１時間間隔で上記センサの第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成され、上記駆動信号Ｓ_ｄは、上記センサを駆動して外側ハウジングと共に振動させるために使用され、
上記センサは、上記外側ハウジングの上記振動を検出し、かつ、上記第１ポートを使用することによって振動感知信号Ｓ_ｚを出力するように構成され、上記振動感知信号Ｓ_ｚは、上記センサが上記駆動信号Ｓ_ｄを受信した後に上記センサにより出力される振動コーダ波応答信号であり、
上記制御回路は更に、上記第２時間間隔で上記振動感知信号Ｓ_ｚを検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを上記振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成される、
電子デバイス
（項目２）
上記制御回路は、第１増幅ユニットを有しており、上記第１増幅ユニットは、上記振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される、項目１に記載の電子デバイス。
（項目３）
上記制御回路は更に、フィルタユニットを有しており、上記フィルタユニットは、上記振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される、項目１または２に記載の電子デバイス。
（項目４）
上記センサは更に、力または変形を検出し、かつ、上記センサの上記第１ポートを使用することによって力感知信号Ｓ_ｆを出力するように構成され、
上記制御回路は更に、上記力感知信号Ｓ_ｆを検出し、かつ、上記力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断するように構成され、上記力感知信号Ｓ_ｆが上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記センサに上記駆動信号Ｓ_ｄを送信するように構成される、
項目１から３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目５）
上記制御回路は更に、上記力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを有する、項目４に記載の電子デバイス。
（項目６）
上記制御回路は特に、
上記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力感知信号Ｓ_ｆが上記計算開始条件を満たしている場合に、上記センサにより感知される力および／または加速力を上記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、
上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記センサに上記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、項目４または５に記載の電子デバイス。
（項目７）
上記制御回路は特に、
上記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、
上記割り込みプログラムが開始された後に、上記センサにより感知される力および／または加速力を上記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、項目４または５に記載の電子デバイス。
（項目８）
上記センサは、電気変形可逆デバイスまたは磁気変形可逆デバイスを有する、項目１から７のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目９）
上記センサは、圧電デバイスである、項目１から８のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１０）
上記センサは、上記第１ポートおよび第２ポートを有し、上記第２ポートは、共通端である、項目１から９のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１１）
上記制御回路は、上記電子デバイスの処理チップである、項目１から１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１２）
上記制御回路は、上記センサの制御チップである、項目１から１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１３）
上記外側ハウジングは、上記電子デバイスのハウジングの一部である、項目１から１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１４）
上記外側ハウジングは、上記センサの外側ハウジングである、項目１から１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
（項目１５）
制御回路であって、上記制御回路は、第１時間間隔でセンサの第１ポートに駆動信号Ｓ_ｄを出力し、かつ、第２時間間隔でハイ・インピーダンス状態またはフローティング状態を出力するように構成され、上記駆動信号Ｓ_ｄは、上記センサを駆動して振動させるために使用され、
上記制御回路は更に、上記第１ポートを使用することによって上記センサにより出力される振動感知信号Ｓ_ｚを上記第２時間間隔で検出し、かつ、イベントをトリガするかどうかを上記振動感知信号Ｓ_ｚに基づいて判断するように構成され、上記振動感知信号Ｓ_ｚは、上記センサが上記駆動信号Ｓ_ｄを受信した後に上記センサにより出力される振動コーダ波応答信号である、
制御回路。
（項目１６）
上記制御回路は、第１増幅ユニットを有しており、上記第１増幅ユニットは、上記振動感知信号Ｓ_ｚを増幅するように構成される、項目１５に記載の制御回路。
（項目１７）
上記制御回路は更に、フィルタユニットを有しており、上記フィルタユニットは、上記振動感知信号Ｓ_ｚに対してフィルタリング処理を実行するように構成される、項目１５または１６に記載の制御回路。
（項目１８）
上記制御回路は更に、
上記第１ポートを使用することによって上記センサにより出力される力感知信号Ｓ_ｆを受信することであって、上記力感知信号Ｓ_ｆは、上記センサにより検出される力または変形を示すために使用される、受信することと、
上記力感知信号Ｓ_ｆが能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力感知信号Ｓ_ｆが上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記センサに上記駆動信号Ｓ_ｄを送信することと
を行うように構成される、項目１５から１７のいずれか一項に記載の制御回路。
（項目１９）
上記制御回路は更に、上記力感知信号Ｓ_ｆを増幅するように構成される第２増幅ユニットを有する、項目１８に記載の制御回路。
（項目２０）
上記制御回路は特に、
上記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力感知信号Ｓ_ｆが上記計算開始条件を満たしている場合に、上記センサにより感知される力および／または加速力を上記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、
上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記センサに上記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、項目１８または１９に記載の制御回路。
（項目２１）
上記制御回路は特に、
上記力感知信号Ｓ_ｆが計算開始条件を満たしている場合に、割り込みプログラムを開始し、
上記割り込みプログラムが開始された後に、上記センサにより感知される力および／または加速力を上記力感知信号Ｓ_ｆに基づいて計算し、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしているかどうかを判断し、かつ、上記力および／または上記加速力が上記能動的開始条件を満たしている場合に、上記駆動信号Ｓ_ｄを送信する
ように構成される、項目１８または１９に記載の制御回路。
（項目２２）
上記制御回路は、上記制御回路の処理チップである、項目１５から２１のいずれか一項に記載の制御回路。
（項目２３）
上記制御回路は、上記センサの制御チップである、項目１５から２２のいずれか一項に記載の制御回路。
（項目２４）
センサと、外側ハウジングと、項目１５から２３のいずれか一項に記載の制御回路とを備えるタッチキーアセンブリであって、上記駆動信号Ｓ_ｄは、上記センサを駆動して上記外側ハウジングと共に振動させるために使用される、タッチキーアセンブリ。
（項目２５）
項目２４に記載のタッチキーアセンブリを備える電子デバイスであって、上記外側ハウジングは、上記電子デバイスのハウジングに取り付けられるか、上記電子デバイスのハウジングと一体である、電子デバイス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】