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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-10
(54)【発明の名称】触覚または音響フィードバックを備えた表面音響装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20240703BHJP
G06F 3/01 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 480
G06F3/01 560
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023575902
(86)(22)【出願日】2022-06-09
(85)【翻訳文提出日】2024-02-08
(86)【国際出願番号】 FI2022050397
(87)【国際公開番号】W WO2022258886
(87)【国際公開日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】20215680
(32)【優先日】2021-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520137969
【氏名又は名称】ピーエス オーディオ デザイン オサケユキチュア
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100151459
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 健一
(72)【発明者】
【氏名】エーロ ユリ－ランタラ
(72)【発明者】
【氏名】ベサ カヤヌス
(72)【発明者】
【氏名】ペッテリ ルーッカネン
(72)【発明者】
【氏名】ミカ ラマッサリ
【テーマコード（参考）】
5E555
【Ｆターム（参考）】
5E555AA08
5E555BA02
5E555BB02
5E555BC04
5E555DA24
5E555DD06
5E555DD08
5E555FA00
(57)【要約】
様々な例示的実施形態は、ユーザーに音響または触覚フィードバックを提供することに関する。本装置は、第１のコイルに接続された検出回路であって、検出回路は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出するように構成されている、検出回路を含むことができる。本装置は、第２のコイルに接続されたフィードバック回路をさらに備えることができ、フィードバック回路は、検出回路によるユーザー入力の検出に応答してフィードバック信号をアクティブ化するように構成され、第２のコイルは、フィードバック信号のアクティブ化時に第２のコイルによって生成されるように構成された磁場に基づいて、表面の動きを引き起こすか、変化させるように構成される。装置、方法、およびコンピュータープログラムが開示されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のコイルに接続された検出回路であって、前記検出回路は、ユーザーによる表面の変位によって前記第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、前記表面におけるユーザー入力を検出するように構成されている、検出回路と、第１の永久磁石を備える上部部分、および前記第１のコイルおよび第２のコイルを備えるベース部分であって、前記ユーザーによる前記表面の前記変位が、前記ベース部分に向かって前記上部部分の移動を引き起こすように構成され、前記表面の前記変位が、前記第１の永久磁石と前記第１のコイルとの間の相対移動を引き起こして、前記第１のコイルに前記電圧または電流を誘導するように構成される、上部部分およびベース部分と、
前記第２のコイルに接続されたフィードバック回路であって、前記フィードバック回路は、前記検出回路による前記ユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化するように構成され、前記第２のコイルは、前記フィードバック信号のアクティブ化時に前記第２のコイルによって生成されるように構成された磁場に基づいて、前記表面の移動を引き起こすかまたは変化させるように構成される、フィードバック回路と、
を備える、装置。
【請求項2】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、実質的に同心であり、実質的に同じ直径を有し、前記第１のコイルは、前記第２のコイルよりも前記上部部分に近い位置に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記ベース部分は、少なくとも１つの第２の永久磁石をさらに備え、前記第１のコイルの少なくとも一部および／または前記第２のコイルの少なくとも一部は、前記少なくとも１つの第２の永久磁石を包囲するように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項4】
前記第１のコイルの抵抗値は、２２～２６オームであり、前記第１のコイルのワイヤの長さは、３．８～４．２ｍである、請求項３に記載の装置。
【請求項5】
前記少なくとも１つの第２の永久磁石の少なくとも一部は、前記第１のコイルを包囲するように構成され、前記第２のコイルの少なくとも一部は、前記少なくとも１つの第２の永久磁石を包囲するように構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項6】
前記第１のコイルの抵抗値は、２９～３３オームであり、前記第１のコイルのワイヤの長さは、４．８～５．２ｍである、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記フィードバック信号は、ＤＣ電圧またはＤＣ電流を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項8】
前記トリガー信号をフィルタリングするように構成されたローパスフィルターをさらに備え、前記ローパスフィルターは、触覚周波数を通過させ、音響周波数を抑制するように構成される、請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項9】
前記ローパスフィルターのカットオフ周波数は、８～１２Ｈｚである、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記検出回路が、さらに、前記トリガー信号のピークを検出することに応答して、前記ユーザー入力の第１の通知を提供し、かつ／または、
前記トリガー信号の前記ピークの後に前記トリガー信号のゼロクロスを検出することに応答して、前記ユーザー入力の第２の通知を提供する、
ように構成される、請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項11】
前記検出回路は、さらに、前記トリガー信号を微分して、前記トリガー信号の導関数を取得し、
前記トリガー信号がゼロを上回り、前記トリガー信号の前記導関数が実質的にゼロに等しいことを検出することに応答して、前記ユーザー入力の前記第１の通知を提供する、
ように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項12】
前記検出回路は、さらに、前記トリガー信号を積分し、
積分された前記トリガー信号が第１の閾値に達するか、または、第１の閾値を超え、かつ、前記トリガー信号がゼロを上回っていることを検出することに応答して、前記ユーザー入力の第３の通知を提供する、
ように構成される、請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項13】
前記検出回路は、さらに、前記ユーザー入力の前記第１の通知、前記ユーザー入力の前記第２の通知、または、前記ユーザー入力の前記第３の通知のうちの少なくとも１つに応答して、前記フィードバック回路をトリガーして前記フィードバック信号をアクティブ化する、
ように構成される、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項14】
前記検出回路は、さらに、前記第１のコイルのアイドル電圧に基づいて、前記トリガー信号のゼロレベルを較正する、
ように構成される、請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項15】
前記検出回路は、さらに、前記トリガー信号が、第２の閾値に達するか、または、第２の閾値を超えることを検出することに応答して、前記ユーザー入力の検出をアクティブ化する、
ように構成される、請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項16】
前記検出回路は、複数の前記第１のコイルに接続され、前記検出回路は、前記複数の前記第１のコイルに対応する複数のトリガー信号に基づいて、前記表面における前記ユーザー入力を検出するようにさらに構成され、前記フィードバック回路は、前記検出回路による前記ユーザー入力の前記検出に応答して、前記複数の前記第２のコイルについての複数の前記フィードバック信号をアクティブ化するようにさらに構成される、請求項１乃至１５のいずれかに記載の装置。
【請求項17】
前記検出回路は、前記複数の前記第１のコイルにおける前記ユーザー入力によって誘導される電圧または電流レベルに基づいて、前記表面における前記ユーザー入力の位置を検出するようにさらに構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項18】
前記フィードバック回路は、前記表面における前記ユーザー入力の前記位置に基づいて、前記複数の前記フィードバック信号を決定するようにさらに構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項19】
前記フィードバック回路は、前記表面における前記ユーザー入力の前記位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングに基づいて、前記複数の前記フィードバック信号を決定するようにさらに構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項20】
前記フィードバック回路は、前記表面における前記ユーザー入力の前記位置と前記少なくとも１つのフィードバック信号との間の前記マッピングの通知を受信するようにさらに構成される、請求項１９に記載の装置。
【請求項21】
前記複数のフィードバック信号は同一である、請求項１６乃至２０のいずれかに記載の装置。
【請求項22】
トリガー信号に基づいて表面におけるユーザー入力を検出することであって、前記トリガー信号は、ユーザーによる前記表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含む、検出することと、触覚周波数を通過させ、音響周波数を抑制するように構成されたローパスフィルターで、前記トリガー信号をフィルタリングすることと、
前記ユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化することと、
前記フィードバック信号のアクティブ化に応答して、第２のコイルによって磁界を発生させ、前記表面の動きを引き起こすか、変化させることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
様々な例示的実施形態は、概して、音響または触覚フィードバックをユーザーに提供する分野に関する。いくつかの例示的な実施形態は、電気エネルギーを振動に変換するように構成され、さらにユーザー入力装置として動作するように構成されたスピーカなどのトランスデューサに関する。
【背景技術】
【0002】
トランスデューサは、エネルギーをある形態から別の形態に変換することができ、電気信号に基づいて音を生成するためにスピーカなどの様々なタイプの装置に適用することができる。概して、スピーカは、音を生成するために電気信号に従って振動する表面を備えることができる。表面音響装置（ｓｕｒｆａｃｅ ａｕｄｉｏ ｄｅｖｉｃｅ）では、例えば、携帯電話のディスプレー、テレビの画面、車内のパネルなどの表面を、音を発生させるための表面として構成することができる。音は、ユーザーに音響フィードバックを提供するために使用することができる。さらに、振動は、触覚または感触フィードバックをユーザーに提供するために使用することができる。
【発明の概要】
【0003】
本概要は、詳細な説明において、以下にさらに説明される概念の一部を簡略化した形で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図するものでもない。本開示の様々な実施形態に求められる保護範囲は、独立請求項によって規定される。
【0004】
本開示の例示的な実施形態は、ユーザー入力を受信するために表面音響装置を使用し、ユーザー入力に音響または触覚フィードバックを提供することによってユーザーエクスペリエンスを改善することを可能にする。これらの、および、他の利点は、独立請求項の特徴によって達成することができる。さらなる有利な実施形態は、従属請求項、説明、および、図面に記載されている。
【0005】
第１の態様によれば、本装置は、第１のコイルに接続された検出回路であって、検出回路は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出するように構成される、検出回路と、第２のコイルに接続されたフィードバック回路であって、フィードバック回路は、検出回路によるユーザー入力の検出に応答してフィードバック信号をアクティブ化するように構成され、第２のコイルは、フィードバック信号のアクティブ化時に第２のコイルによって生成されるように構成された磁場に基づいて、表面の移動を引き起こすか、または、変化させるように構成される、フィードバック回路と、を備えてよい。
【0006】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、本装置は、さらに、少なくとも１つの磁気素子を備えてよく、表面の変位は、少なくとも１つの磁気素子と第１のコイルとの間の相対移動を引き起こして、第１のコイルに電圧または電流を誘導するように構成されている。
【0007】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、本装置は、第１の磁気素子を備える上部部分と、第１のコイルおよび第２のコイルを備えるベース部分と、をさらに備えてよい。ユーザーによる表面の変位は、上部部分をベース部分に向かって移動させるように構成されてもよい。
【0008】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、第１のコイルおよび第２のコイルは、実質的に同心であり、実質的に同じ直径を有してよい。第１のコイルは、第２のコイルよりも上部部分に近い位置に配置されてもよい。
【0009】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、ベース部分は、少なくとも１つの第２の磁気素子をさらに備えてよい。第１のコイルの少なくとも一部および／または第２のコイルの少なくとも一部は、少なくとも１つの第２の磁気素子を包囲するように構成されてよい。
【0010】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、第１のコイルの抵抗は、２２～２６オームの間であってよい。第１のコイルのワイヤの長さは、３．８～４．２ｍの間であってよい。
【0011】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの第２の磁気素子の少なくとも一部は、第１のコイルを包囲するように構成されてよい。第２のコイルの少なくとも一部は、少なくとも１つの第２の磁気素子を包囲するように構成されてよい。
【0012】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、第１のコイルの抵抗は、２９～３３オームの間であってよい。第１のコイルのワイヤの長さは、４．８～５．２ｍの間であってよい。
【0013】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、第１の磁気素子および第２の磁気素子の少なくとも一方は、永久磁石を備えてよい。
【0014】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、第１の磁気素子または第２の磁気素子は、磁化可能な素子を備えてよい。
【0015】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、フィードバック信号は、ＤＣ電圧またはＤＣ電流を含んでよい。
【0016】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、本装置は、トリガー信号をフィルタリングするように構成されたローパスフィルターをさらに備えてよい。ローパスフィルターは、触覚周波数を通過させ、音響周波数を抑制するように構成することができる。
【0017】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、ローパスフィルターのカットオフ周波数は８～１２Ｈｚの間であってよい。
【0018】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、トリガー信号のピークを検出することに応答して、ユーザー入力の第１の通知を提供し、トリガー信号のピーク後のトリガー信号のゼロクロスを検出することに応答して、ユーザー入力の第２の通知を提供するように構成されてよい。
【0019】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、トリガー信号を微分して、トリガー信号の導関数を取得し、トリガー信号がゼロより大きく、トリガー信号の導関数が実質的にゼロに等しいことを検出することに応答して、ユーザー入力の第１の通知を提供するように構成されてよい。
【0020】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、トリガー信号を積分し、積分されたトリガー信号が第１の閾値に達するかそれを超え、トリガー信号がゼロより大きいことを検出することに応答して、ユーザー入力の第３の通知を提供するように構成されてよい。
【0021】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、ユーザー入力の第１の通知、ユーザー入力の第２の通知、または、ユーザー入力の第３の通知、の少なくとも１つに応答して、フィードバック回路をトリガーしてフィードバック信号をアクティブ化するように構成されてよい。
【0022】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、第１のコイルのアイドル電圧に基づいてトリガー信号のゼロレベルを較正する、ように構成されてよい。
【0023】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、さらに、トリガー信号が第２の閾値に達するか、または、第２の閾値を超えることを検出することに応答して、ユーザー入力の検出をアクティブ化するように構成されてよい。
【0024】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、複数の第１のコイルに接続されてよい。検出回路は、複数の第１のコイルに対応する複数のトリガー信号に基づいて表面におけるユーザー入力を検出するようにさらに構成されてよい。フィードバック回路は、検出回路によるユーザー入力の検出に応答して、複数の第１のコイルについての複数のフィードバック信号をアクティブ化するようにさらに構成されてよい。
【0025】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、複数の第１のコイルにおけるユーザー入力によって誘導される電圧または電流レベルに基づいて、表面におけるユーザー入力の位置を検出するようにさらに構成されてよい。
【0026】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、フィードバック回路は、表面におけるユーザー入力の位置に基づいて複数のフィードバック信号を決定するようにさらに構成されてよい。
【0027】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、フィードバック回路は、表面におけるユーザー入力の位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングに基づいて、複数のフィードバック信号を決定するようにさらに構成されてよい。
【0028】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、フィードバック回路は、表面におけるユーザー入力の位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングの通知を受信するようにさらに構成されてよい。
【0029】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、複数のフィードバック信号は同一であってよい。
【0030】
第２の態様によれば、本方法は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出することと、ユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化することと、フィードバック信号のアクティブ化に応答して、表面の動きを引き起こすか、変化させるために、第２のコイルによって磁場を発生させることと、を含んでよい。
【0031】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、フィードバック信号はＤＣ電圧またはＤＣ電流を含んでよい。
【0032】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、触覚周波数を通過させ、音響周波数を抑制するように構成されたローパスフィルターでトリガー信号をフィルタリングすることをさらに含んでよい。
【0033】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、ローパスフィルターのカットオフ周波数は８～１２Ｈｚの間であってよい。
【0034】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、トリガー信号のピークを検出することに応答して、ユーザー入力の第１の通知を提供すること、および／または、トリガー信号のピーク後のトリガー信号のゼロクロスを検出することに応答して、ユーザー入力の第２の通知を提供すること、を含んでよい。
【0035】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、トリガー信号を微分して、トリガー信号の導関数を取得することと、トリガー信号がゼロより大きく、トリガー信号の導関数が実質的にゼロに等しいことを検出することに応答して、ユーザー入力の第１の通知を提供することと、を含んでよい。
【0036】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、トリガー信号を積分することと、積分されたトリガー信号が第１の閾値に達するか、または、第１の閾値を超え、トリガー信号がゼロより大きいことを検出することに応答して、ユーザー入力の第３の通知を提供することと、を含んでよい。
【0037】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、ユーザー入力の第１の通知、ユーザー入力の第２の通知、または、ユーザー入力の第３の通知、のうちの少なくとも１つに応答して、フィードバック回路をトリガーしてフィードバック信号をアクティブ化することを含んでよい。
【0038】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、第１のコイルのアイドル電圧に基づいてトリガー信号のゼロレベルを較正することをさらに含んでよい。
【0039】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、トリガー信号が第２の閾値に達するか、または、第２の閾値を超えることを検出することに応答して、ユーザー入力の検出をアクティブ化することをさらに含んでよい。
【0040】
第１の態様の例示的な実施形態によれば、検出回路は、複数の第１のコイルに接続されてよい。本方法は、さらに、複数の第１のコイルに対応する複数のトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出することと、検出回路によってユーザー入力を検出することに応答して、複数の第１のコイルについての複数のフィードバック信号をアクティブ化することと、を含んでよい。
【0041】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、複数の第１のコイルにおけるユーザー入力によって誘導される電圧または電流レベルに基づいて、表面におけるユーザー入力の位置を検出することを含んでよい。
【0042】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、表面におけるユーザー入力の位置に基づいて、複数のフィードバック信号を決定することを含んでよい。
【0043】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、表面におけるユーザー入力の位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングに基づいて、複数のフィードバック信号を決定することを含んでよい。
【0044】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、本方法は、さらに、表面におけるユーザー入力の位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングの通知を受信することを含んでよい。
【0045】
第２の態様の例示的な実施形態によれば、複数のフィードバック信号は同一であってよい。
【0046】
第３の態様によれば、コンピュータープログラムは、装置に少なくとも、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出することと、ユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化することと、フィードバック信号のアクティブ化に応答して、第２のコイルによって磁界を発生させ、表面の動きを引き起こすか、変化させることと、を実行させるための命令を含んでよい。コンピュータープログラムは、第２の態様の方法の任意の例示的な実施形態を装置に実行させるための命令をさらに含んでよい。
【0047】
第４の態様によれば、本装置は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出する手段と、ユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化するための手段と、フィードバック信号のアクティブ化に応答して、第２のコイルによって磁界を発生させ、表面の動きを引き起こすか、変化させるための手段と、を含んでよい。本装置は、第２の態様の方法の任意の例示的な実施形態を実行するための手段をさらに備えてよい。
【0048】
いかなる例示的な実施形態も、１つまたは複数の他の例示的な実施形態と組み合わせることができる。付随する特徴の多くは、添付図面と関連して考慮される以下の詳細な説明を参照することによって、より良く理解されるようになるにしたがって、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0049】
添付の図面は、例示的な実施形態のさらなる理解を提供するために記載され、本明細書の一部を構成し、例示的な実施形態について説明し、説明と共に例示的な実施形態の理解を助ける。図面は以下の通りである。
【0050】
同様の参照は、添付図面において同様の部品を指定するために使用される。
【発明を実施するための形態】
【0051】
次に、添付図面に示されている例示的な実施形態について詳細に説明する。添付図面に関連して以下に提供される詳細な説明は、本実施例の説明として意図されたものであり、本実施例が構成または利用され得る唯一の形態を表すことを意図したものではない。本明細書は、本実施例の機能、および、本実施例を構成し動作させるための一連のステップを示すものである。しかしながら、同一または同等の機能およびシーケンスを異なる実施例によって達成することもできる。
【0052】
図１は、例示的な実施形態による、音響または触覚フィードバックを提供するように構成された表面音響装置の一例の断面図を示す。概して、表面音響装置１００は、例えば、表面音響装置１００のユーザー入力（例えば、押下（ｐｒｅｓｓ））を検出することに応答して、ユーザーに対して、例えば、音響出力（例えば、音響信号および／または音響フィードバック）または触覚出力（例えば、触覚フィードバック）などの振動を生成するように構成することができる。表面音響装置１００は、触覚フィードバックを提供するように構成される場合、表面弾性波装置（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、または、表面音響触覚装置（ｓｕｒｆａｃｅ ａｕｄｉｏ ｈａｐｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）（ＳＡＨＤ）と呼ばれる場合もある。表面音響装置１００は、例えば、軸１３０に沿って機械的に変位するように構成され得る表面１０２を備えるか、または、表面１０２に結合されるように構成され得る。軸１３０は、表面１０２に対して実質的に垂直であってもよい。表面音響装置１００は、第１の磁気素子１１０をさらに備えてもよく、この磁気素子は、表面１０２に結合されてもよく、または、結合されるように構成されてもよい。表面音響装置１００は、例えば、ベース１０４に対して表面１０２を支持するための少なくとも１つの支持部材１０８をさらに備えることができる。表面音響装置１００は、表面１０２に結合され得るか、または、結合されるように構成され得る第１のコイル１１２をさらに備えることができる。例えば、第１のコイル１１２は、第１の磁気素子１１０に取り付けられ、軸１３０に沿って第１の磁気素子１１０の下方に配置されてもよい。それゆえ、第１の磁気素子１１０は、第１のコイル１１２と表面１０２との間に少なくとも部分的に（部分的にまたは完全に）配置されてもよい。表面音響装置１００は、ベース１０４に結合された第２の磁気素子１２０をさらに備えていてもよい。第２の磁気素子１２０は、図１に示すように、第１の磁気素子１１０に対向するように配置されてもよい。表面音響装置１００は、第１および第２の磁気素子１１０、１２０の間に配置された第２のコイル１２２をさらに備えることができる。第２のコイル１２２は、第２の磁気素子１２０に取り付けられ、軸１３０に沿って第２の磁気素子１２０の上方に配置されてもよい。したがって、第２の磁気素子１２０は、少なくとも部分的に、第２のコイル１２２とベース１０４との間に配置されてもよい。第１のコイル１１２は、検知コイルまたは検出コイルと呼ぶことができる。第２のコイル１２２は、フィードバックコイル、触覚コイル、音響コイル、サウンドコイル、または、音声コイルと呼ぶことができる。第１の磁気素子１１０および／または第２の磁気素子１２０は、永久磁石、または、磁化可能な材料、例えば、鉄などの強磁性材料および／またはフェリ磁性材料を含んでもよい。磁気素子は、異なる実施形態において異なる形態をとることができ、磁気素子１１０、１２０の少なくとも一方は、永久磁石を含むことができる。また、磁気素子１１０および／または磁気素子１２０は、複数の磁性部材の組み合わせとして実施することもできる。
【0053】
例示的な実施形態によれば、第１の磁気素子１１０は永久磁石を備えてよい。したがって、第１の磁気素子１１０は、表面音響装置１００内に静磁場を生じさせることができる。第２の磁気素子１２０は、磁化可能な材料を含むことができ、この磁化可能な材料は、第１の磁気素子１１０によって提供される磁界によって磁化され得る。しかしながら、第２の磁気素子１２０が存在しないか、あるいは、第２の磁気素子１２０が永久磁石を備えてもよい。
【0054】
例示的な実施形態によれば、第２の磁気素子１２０は永久磁石を備えてもよい。第１の磁気素子は、磁化可能な材料を備えてもよい。第１の磁気素子１１０と第２の磁気素子１２０との間に吸引力が発生する場合がある。第１の磁気素子１１０は、代替的に他の永久磁石を備えてもよい。
【0055】
磁気素子１１０、１２０の少なくとも１つによって提供される磁場は、第２のコイル１２２に電流を供給するときに表面１０２に電磁力（ＥＭＦ）を生じさせたり、表面１０２を押圧するときに第１のコイル１１２に電圧を誘導させたりする。システムはＥＭＦ（Ｖ）＝Ｂｌｖで特徴付けられ、ここで、Ｂは磁場の磁束密度、ｌは第１のコイル１１２のコイル線の長さ、ｖは、表面１０２に与える押圧力によって引き起こされる、軸１３０に沿った第１のコイル１１２の移動速度である。起電力は、ボルト（Ｖ）で表すことができる。表面１０２および／または少なくとも１つの支持部材１０８は、力（例えば、反発力）を提供する少なくとも１つの弾性要素を備えてよく、この弾性要素は、電磁力または押圧力に対する反発力として作用しうる。このようにして、表面１０２は、いくつかの実施形態では支持部材（複数可）１０８を備えることができるベース１０４に対して支持され得る。これにより、速度（ｖ）で軸１３０に対する表面の移動が可能になり、第１のコイル１１２に電圧が誘導される。従って、表面１０２は、力の平衡状態となるようにすることができる。通常、表面１０２は、振動するパネルを備えることができる。表面１０２は剛性であってもよく、例えば、曲がらないか、または、少しだけ曲がるようにしてもよい。表面１０２は平面を備えることができる。表面１０２は、例えば、金属、木材、ガラス、および／または、プラスチックを含んでもよい。表面１０２の厚さは、少なくとも１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、または、５ｃｍであってよい。ベース１０４は、機械的に接地されたパネルを備えることができる。
【0056】
第２のコイル１２２の電気信号は、表面１０２の機械的変位に比例し得る。力の平衡状態は、第２のコイル１２２における電気信号によって破られる可能性がある。例えば、電気信号が音響／フィードバック信号端子を介して第２のコイル１２２に供給されると、力の平衡状態が破られ得る。したがって、表面１０２は、第２のコイル１２２における電気入力信号によって生成される起電力（ＥＭＦ）に従って振動させることができる。あるいは、力の均衡は、例えば、ユーザーが表面１０２を押下することによって、力の均衡状態の位置から表面１０２が機械的に変位することによって破られる場合もある。磁気素子１１０、１２０の極性は、任意の適切な方法で配置することができることに留意されたい。例えば、吸引構成では、反対の磁極を対向させて（Ｎ－Ｓ対Ｎ－Ｓ、または、Ｓ－Ｎ対Ｓ－Ｎ）配置することができる。従って、力の平衡は、磁気素子１１０、１２０間の吸引的な磁力と、磁気素子１１０、１２０が互いに引き寄せられるのを防止する支持部材（複数可）１１８によって提供される反対側の支持力とによって引き起こされ得る。あるいは、反発する構成では、同じ磁極を対向させて配置されてもよい（Ｎ－Ｓ対Ｓ－Ｎ、または、Ｓ－Ｎ対Ｎ－Ｓ）。従って、力の均衡は、磁気素子１１０、１２０間の反発磁力と、磁気素子１１０、１２０が互いから離れようとするのを防止する支持部材１１８によって提供される逆の支持力によって引き起こされる場合がある。
【0057】
表面音響装置１００は、電気入力信号に従って音響出力を生成するように構成することができる。音響出力は、人間の耳によって検出可能な音、即ち、人間によって聞こえる可能性のある音を意味し、かつ／または、それを含んでよい。いくつかの例では、動物（複数可）および／または音響センサー（マイクなど）によって検出可能な音を指す場合もある。例えば、音響出力は、音楽、発話、効果音などを含んでもよい。また、表面１０２およびベース１０４は、例えば、携帯電話、テレビ、コンピューター、音楽プレーヤー、または、他のタイプのユーザー機器など、任意の適切な機器であるか、または、それらを含んでよいことに留意されたい。例えば、ベース１０４は、装置のフレームの少なくとも一部を形成することができる。例えば、表面１０２は、装置（例えば、電子装置）のスクリーンであるか、または、そのスクリーンを含んでいてもよい。提供される解決策は、例えば、自動車産業（例えば、自動車）に適用可能である。表面１０２は、自動車の内装パネル（例えば、ドアパネル、天井または屋根パネル、壁パネル、フレームパネル、または、自動車の内装の他の部分）などの自動車パネルを含んでもよい。表面１０２は、例えば、自動車用ディスプレーを含んでよい。表面１０２は、代替的に、ウェアラブル電子デバイスなどのウェアラブルデバイスに含まれてもよい。例えば、表面１０２は、腕時計やリストデバイスのような携帯型電子機器に含まれてもよい（例えば、表面１０２は、そのような機器のディスプレーに含まれてもよい）。
【0058】
上述のように、表面音響装置１００は、第２のコイル１２２に電気的に接続された１つまたは複数の音響／フィードバック信号端子を備えることができる。音響／フィードバック信号端子（複数可）は、第２のコイル１２２に音響信号および／またはフィードバック信号を供給して、表面１０２による音響振動および／または触覚振動の発生を生じさせるために使用することができる。フィードバック信号は、音響フィードバックおよび／または触覚フィードバックを含んでよい。表面音響装置１００は、第１のコイル１１２に電気的に接続された１つまたは複数のトリガー信号端子をさらに含んでもよい。トリガー信号は、代替的に検知信号または検出信号と呼ばれる場合がある。トリガー信号（複数可）端子は、第１のコイル１１２からトリガー信号を送出させることができる。例えば、軸１３０に沿って表面１０２を押圧するなどして表面１０２を機械的に変位させると、トリガー信号端子間に電圧（トリガー電圧）が誘導される場合がある。トリガー信号は、表面１０２の押圧を検出し、以下にさらに説明するように、第２のコイル１２２によって生成される音響／触覚フィードバックをトリガーするために使用することができる。音響／フィードバック信号端子およびトリガー信号端子は、正と負の両方の端子を含むように図示されているが、各コイルは、代替的に、接地電位に対して単一の端子に接続され得ることが理解されよう。
【0059】
表面１０２は、様々な解決策を用いてベース１０４に対して支持することができる。支持部材（複数可）１０８は、例えば、表面１０２とベース１０４との間に配置されたバネ（複数可）を備えることができる。しかしながら、例えば、表面１０２とベース１０４に接続された一対（または、複数対）の磁石などの他の手段によっても反発力を提供することができるため、支持部材（複数可）１０８は、いくつかの実施形態では存在しなくてもよい。例えば、一対（または、複数対）の磁石は、第１の磁気素子１１０および第２の磁気素子１２０によって提供される力と反対の力を提供するように構成することができる。例えば、第１の磁気素子１１０および第２の磁気素子１２０が吸引力を提供するように構成されている場合、一対（または、複数対）の磁石は反発力を提供するように構成され得るか、または、その逆であってもよい。
【0060】
磁気素子と表面１０２またはベース１０４とを結合することは、磁気素子を表面１０２またはベース１０４に固定すること、または、取り付けることを含んでよい。このような固定は、例えば、接着剤、および／または、ねじ（複数可）を使用して行うことができる。磁気素子は、表面１０２および／またはベース１０４に印刷することもできる。したがって、結合されたものは印刷（例えば、エレクトロニクス印刷）を含んでよい。さらに、磁気素子１１０、１２０の間のコイル１１２、１２２の配置は、それぞれの磁気素子にコイルを結合（例えば、固定または取り付け）することを含んでよい。しかしながら、第１のコイル１１２および／または第２のコイル１２２は、磁気素子１１０、１２０の間に別個の素子として配置することもできる。したがって、それぞれのコイル１１２、１２２は、それぞれの磁気素子１１０、１２０に物理的に接触しない場合がある。例えば、第１のコイル１１２を磁気素子１１０、１２０の間の領域に配置するために、第１のコイル１１２を表面音響装置１００の表面１０２または他の部分に取り付けることができる。同様に、第２のコイル１２２を磁気素子１１０、１２０の間の領域に配置するために、第２のコイル１２２を表面音響装置１００のベース１０４または他の部分に取り付けることができる。図１の例は、表面１０２およびベース１０４に対する磁気素子１１０、１２０およびコイル１１２、１２２の１つの可能な配置を示していることに留意されたい。同様の機能は、例えば、図３および図４を参照して説明するように、代替的な配置によっても達成することができる。したがって、本開示の例示的な実施形態は、ユーザー入力検出ならびに触覚および／または音響フィードバック機能を単一の構造内に実装することができる。例えば、単一のコイルを、音響信号とフィードバックの両方をユーザーに提供するために使用することができ、他のコイルを同じ構造内に統合し、ユーザー入力を検出するために専用にすることができる。
【0061】
図２は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、音響または触覚フィードバックを備えた表面音響装置のブロック図の一例を示す。図２には、表面音響装置１００の簡略版が図示されている。表面音響装置１００は、第１および第２のコイル１１２、１２２を備えることができる。これらの構成要素に加えて、表面音響装置２００は、検出回路２１０およびフィードバック回路２２０を備えることができる。
【0062】
検出回路２１０は、例えば、第１のコイル１１２からトリガー信号（複数可）を受信し、トリガー信号に基づいてユーザー入力を検出するために、第１のコイル１１２に（電気的に）接続されてもよい。トリガー信号は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイル１１２に誘導される電圧または電流を含んでもよい。ユーザー入力、例えば、表面１０２の押圧を検出することに応答して、検出回路２１０は、イネーブルフィードバック信号（ＥＮ＿ＦＢ）をフィードバック回路２２０に提供することができる。イネーブル信号を提供することは、イネーブル信号の状態を、例えば、論理Ｌｏｗを示すレベルから論理Ｈｉｇｈを示すレベルに変化させることを含んでよい。
【0063】
フィードバック回路２２０は、例えば、フィードバック信号（複数可）を第２のコイル１２２に提供するために、第２のコイル１２２に（電気的に）接続されてもよい。フィードバック回路２２０は、検出回路によって提供されるイネーブルフィードバック信号に従って、即ち、検出回路２１０によるユーザー入力の検出に応答して、フィードバック信号をアクティブ化する（および、非アクティブ化する）ように構成することができる。第２のコイル１２２は、フィードバック信号のアクティブ化時に第２のコイル１２２によって生成されるように構成された磁場に基づいて、表面１０２の移動を生じさせるように構成することができる。例えば、直流（ＤＣ）信号がフィードバック信号として提供される場合、磁場は表面１０２を持ち上げさせ、それによって触覚フィードバックとして単一の隆起を生じさせることができる。あるいは、フィードバック信号は交流（ＡＣ）信号を含んでいてもよく、これによって表面１０２を振動させることができる。表面１０２の振動は、触覚フィードバックおよび／または音響フィードバックとしてユーザーが感知することができる。
【0064】
第２のコイル１２２は、音響ソース、例えば、フィードバック回路２２０と統合されたオーディオ増幅器（ＡＭＰ）に追加的に接続されてもよく、このオーディオ増幅器は、第２のコイル１２２によって表面１０２の振動を引き起こすことによって音響信号（例えば、音楽または音）を再生するように構成されてもよい。音響再生が実行中で表面１０２が振動している場合、フィードバック信号は、第２のコイル１２２によって提供される磁場を変化させることによって、表面１０２の動きを変化させることができる。例えば、触覚フィードバック信号または音響フィードバック信号を、音響ソースによって再生される音響信号に重畳することができる。
【0065】
検出回路２１０およびフィードバック回路は、アナログ回路またはデジタル回路、あるいは、それらの組合せを用いて実装することができる。アナログ領域では、これらの回路は、例えば、比較回路、微分回路、積分回路などに基づいて実装することができる。デジタル領域では、回路は、例えば、論理ゲート、他のデジタル論理、または、少なくとも１つのメモリに関連するプロセッサ回路などのデジタル構成部品を備えることができる。
【0066】
図３は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、磁気素子の外側に配置された検出コイルおよびフィードバックコイルを備えた表面音響装置の一例を示す。表面音響装置３００は、表面音響装置１００と同様の構成要素、例えば、第１および第２のコイル１１２、１２２、ならびに、第１および第２の磁気素子１１０、１２０を備えてよい。表面音響装置３００は、磁性材料を含む少なくとも１つの第３の磁気素子３１２および／または少なくとも１つの第４の磁気素子３２２をさらに備えてもよい。磁気素子（複数可）３１２、３２２は、外部磁界下で磁気特性を獲得する磁化可能な材料を含むか、または、磁化可能な材料で作られてもよい。磁気素子（複数可）３１２、３２２は、例えば、鉄などの強磁性材料および／またはフェリ磁性材料（複数可）を含むことができる。第３の磁気素子３１２は、第１の磁気素子１１０のためのキャビティを備えてもよい。第３の磁気素子３１２は、例えば、第１の磁気素子１１０の上部から、および、第１の磁気素子１１０の側面から少なくとも部分的に、第１の磁気素子１１０を包囲することができる。第４の磁気素子３２２は、第２の磁気素子１２０、第１のコイル１１２、および／または第２のコイル１２２のためのキャビティを備えていてもよい。第４の磁気素子３２２は、例えば、第２の磁気素子１２０の底部から、および第２の磁気素子１２０の側面から少なくとも部分的に、第２の磁気素子１２０を包囲することができる。
【0067】
表面音響装置３００の上部部分３１０は、少なくとも第１の磁気素子１１０を備えてよい。上部部分３１０は、第３の磁気素子３１２をさらに備えてもよい。上部部分３１０は、表面１０２（図示せず）に結合されてもよいし、結合されるように構成されてもよい。ベース部分３２０は、少なくとも第１のコイル１１２および第２のコイル１２２を備えていてもよい。ベース部分３２０は、第２の磁気素子１２０および／または第４の磁気素子３２２をさらに備えてもよい。ユーザーによって提供される押圧力による表面１０２の変位は、ベース部分３２０に向かう上部部分３１０の移動を引き起こすように構成することができる。表面１０２の変位は、第１の磁気素子１１０と第１のコイル１１２との間の相対移動を引き起こし、第１のコイル１１２においてトリガー信号を誘導するように構成することができる。しかしながら、通常、表面１０２の変位は、トリガー信号を誘導するために、少なくとも１つの磁石と第１のコイル１１２との間の相対移動を引き起こすように構成することができる。例えば、図１の配置では、表面１０２の変位は、第２の磁気素子１２０と第１のコイル１１２との間の相対移動を引き起こし、トリガー信号を誘導するように構成することができる。したがって、ユーザーによってトリガー信号の発生を引き起こすために、様々な異なる配置を用いることができる。
【0068】
ベース部分３２０において、第１のコイル１１２は、第２のコイル１２２よりも上部部分３１０の近くに、例えば、第２のコイル１２２の上部に配置されてもよい。これにより、第２の磁気素子１２０の外側に第１のコイル１１２を配置することにより、第１のコイル１１２の配線長を長くすることができ、第１のコイル１１２に誘導されるＥＭＦのレベルも高くなるため、良好な検出感度が得られる。したがって、ユーザー入力検出の感度を向上させることができる。さらに、第１のコイル１１２の直径は、第１および／または第２の磁気素子１１０、１２０の外径（複数可）と実質的に等しいか、または、それよりも大きくすることができるため、磁束の大部分を第１のコイル１１２を通して流すことができ、それにより誘導されるＥＭＦのレベルをさらに増加させることができる。しかしながら、第２のコイル１２２を第１のコイル１１２よりも上部部分３１０に近い位置、例えば、第１のコイル１１２の上部に配置することもできる。第１および第２のコイル１１２、１２２は、円形で、第４の磁気素子３２２、または、通常、ベース１０４によって規定される平面に配置される第２の磁石の周囲に配置されてもよい。ベース部分３２０は、さらに、上面図によって右側に図示されている。第１および第２のコイル１１２、１２２は、実質的に同心であってよく、実質的に同じ直径を有し、したがって、上面図には第１のコイル１１２のみが見える。しかしながら、第１および第２のコイル１１２、１２２が、実質的に同じ直径を有する場合、上部から見たときに部分的に重なるだけの場合もあり得る。例えば、第１および第２のコイル１１２、１２２は、同じ厚さ、即ち、各コイルの内径と外径の差がなくてもよい。
【0069】
更に、第１のコイル１１２の少なくとも一部、および／または、第２のコイル１２２の少なくとも一部は、第２の磁気素子１２０を包囲するように構成されてもよい。コイルが第２の磁気素子１２０を部分的に包囲するように構成される場合、コイルの少なくとも１つのワイヤが、第２の磁気素子１２０を包囲してもよい。
【0070】
また、第４の磁気素子３２２は、第２のコイル１２２を底部および側部から包囲してもよいが、第１のコイル１１２を側部から包囲しなくてもよいことに留意されたい。これにより、第１のコイル１１２のサイズ（例えば、直径）およびワイヤ長をさらに増加させることができ、それにより検出感度をさらに向上させることができる。第２の磁気素子１２０は、様々な形態をとることができる。図３の例では、第２の磁気素子１２０は、第４の磁気素子３２２によって、底部から、および部分的に側部から、包囲されている。しかしながら、第２の磁気素子１２０が、第２の磁気素子１２０の側部から第２の磁気素子によって完全に包囲されてもよい。しかしながら、第１のコイル１１２および／または第２のコイル１２２は、第２の磁気素子１２０と第４の磁気素子３２２との間に配置されてもよい。第２の磁気素子１２０は、図３のように円形（中空円筒形）であってもよいし、円筒形であってもよい。しかしながら、第２の磁気素子１２０は、例えば、直方体や中空の直方体など、任意の適切な形状をとることができる。第１および第２のコイル１１２、１２２の形状も、非円形、例えば、直方体であってもよい。第１および第２のコイル１１２、１２２は、例えば、単一のコイルのコイル線が軸１３０の方向において重ならないように巻かれ、または、印刷された平面コイルを備えてもよい。あるいは、第１および第２のコイル１１２、１２２は、単一のコイルのコイル線が軸１３０の方向にも重なるように（または、軸１３０の方向のみに）巻回されてもよい。例示的な実施形態によれば、第１のコイル１１２の抵抗は、２２～２６オームの間、例えば、約２４オームとすることができる。第１のコイル１１２のワイヤの長さは、３．８～４．２ｍ、例えば、約４ｍとすることができる。第１のコイルは、９０～１１０回巻き、例えば、１００回巻きである。このようなコイルパラメータの選択により、第１のコイル１１２が第２の磁気素子１２０の内部に配置されているときのユーザー入力の検出感度を向上させることができる。
【0071】
図４は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、円形磁気素子の内部に配置された検出コイルを備える表面音響装置の一例を示す。表面音響装置４００は、上部部分３１０およびベース部分３２０を備えてよく、これらは、図３を参照して説明したのと同様の構成要素を備えてよい。しかしながら、第１のコイル１１２は、例えば、円形の形状を有する第２の磁気素子１２０の内部に配置されてもよい。第１のコイル１１２を第２の磁気素子１２０の内部に配置することで、２コイル構造を実現するために必要なスペースを削減しつつ、十分な検出感度を実現することができる。従って、第２の磁気素子１２０の少なくとも一部は、第１のコイル１１２を包囲するように構成することができる。これにより、十分な検出感度を提供することが可能になるとともに、第１のコイル１１２と第２のコイル１２２とを同一平面上、例えば、第４の磁気素子３２２の上部に配置することができるため、表面音響装置の厚さを薄くすることができる。第２のコイル１２２は、第２のコイル１２２の少なくとも一部が第２の磁気素子１２０を包囲するように構成されるように、図３と同様に配置することができる。例示的な実施形態によれば、第１のコイル１１２の抵抗は、２９～３３オームの間、例えば、約３１オームとすることができる。第１のコイル１１２のワイヤの長さは、４．８～５．２ｍ、例えば、約５ｍであってよい。第１のコイル１１２は、３４０～３６０回巻き、例えば、３５０回巻きであってよい。コイルのパラメータをこのように選択することで、第１のコイルが第２の磁気素子１２０の内部に配置されたときのユーザー入力の検出感度を向上させることができる。
【0072】
図５は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、磁気素子の上方に配置された検出コイルを備える表面音響装置の一例を示す。表面音響装置５００は、上部部分３１０およびベース部分３２０を備えてもよく、これらは、図３を参照して説明したのと同様の構成要素を備えてよい。しかしながら、第１のコイル１１２は、第２の磁気素子１２０の上方に配置されてもよく、例えば、図５のような円形形状を有してもよい。これにより、第１のコイル１１２のワイヤの長さを長くすることができ、したがって、検出感度を向上させることができる。第２の磁気素子１２０が円形である場合、第１のコイル１１２の内径は、第２の磁気素子１２０の内径よりも大きくてもよいし、等しくてもよい。第１のコイル１１２の外径は、第２の磁気素子１２０の外径よりも小さいか等しくてもよい。第１のコイル１１２は、第２の磁気素子１２０よりも上部部分３１０に近い位置、例えば、第２の磁気素子１２０の上部に配置されてもよい。図５の上面図の例では、第１のコイル１１２の内径は、第２の磁気素子１２０の対応する直径に比べて大きく、第１のコイル１１２の外径は、第２の磁気素子１２０の対応する直径に比べて小さい。図３、図４、および図５の素子が特定の形状を有するように図示されているが、完全に同様の機能が他の形状の素子でも達成され得ることに留意されたい。
【0073】
図６は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、トリガー信号のローパスフィルタ処理を行う表面音響装置のブロック図の一例を示す。表面音響装置２００は、図２を参照して説明したのと同様の構成要素を備えることができる。表面音響装置２００は、第１のコイル１１２と検出回路との間に増幅器（ＡＭＰ）２０２をさらに備えてもよい。あるいは、増幅器２０２は検出回路２１０内に実装されてもよいし、システムは増幅器２０２なしで実装されてもよい。検出回路２１０は、ローパスフィルター（ＬＰＦ）２１２を備えていてもよい。ローパスフィルター２１２は、任意の適切な回路を用いて実装することができる。ローパスフィルターは、アナログＲＣ（抵抗－コンデンサ）回路を備えてもよいし、検出回路２１０が（少なくとも部分的に）デジタルロジックを用いて実装される場合、ローパスフィルター２１２は、例えば、（任意選択的に増幅された）トリガー信号のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によって得られるデジタルサンプルを処理するように構成された有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターまたは無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルターを備えてもよい。ローパスフィルターは、触覚周波数（例えば、０～１０Ｈｚ）を通過させ、音響周波数（例えば、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）を抑制するように構成することができる。したがって、ローパスフィルターのカットオフ周波数は、例えば、８～２０Ｈｚ、または、１０～２０Ｈｚの間とすることができる。ローパスフィルター２１２は、トリガー信号の外乱をフィルタリングすることを可能にする。このような外乱は、例えば、第２のコイル１２２を介して音響信号および／またはフィードバック信号を供給する際に、第２のコイル１２２から第１のコイル１１２へのクロストークによって引き起こされる可能性がある。したがって、ローパスフィルター２１２は、トリガー信号を音響信号および／またはフィードバック信号から分離することができる。例示的な実施形態によれば、ローパスフィルター２１２のカットオフ周波数は、８～１２Ｈｚ、例えば、約１０Ｈｚである。これにより、音響信号に十分な保護範囲を与えながら、０．１秒のオーダーで発生する速い押下および解放（ｒｅｌｅａｓｅ）動作を検出することができる。デジタル実装では、この保護範囲により、低複雑度フィルターを使用することが可能になり、処理時間が短縮されるため、ユーザーにタイムリーなフィードバックを提供することが可能になる。検出回路２１０は、図１０を参照してさらに説明されるように、アナログ回路またはデジタル信号処理（ＤＳＰ）を用いて実装され得るユーザー入力検出部２１４をさらに備えてもよい。
【0074】
上述したように、検出回路２１０は、ユーザー入力の検出に応答して、イネーブルフィードバック信号（ＥＮ＿ＦＢ）をフィードバック回路２２０に供給することができる。フィードバック回路は、オーディオ増幅器（ＡＭＰ）を備えるか、または、オーディオ増幅器（ＡＭＰ）として動作することができる。フィードバック回路２２０は、触覚フィードバックをアクティブ化するための回路２２２を備えることができる。代替的に、または、追加的に、音響フィードバックが提供されてもよい。フィードバック信号は、例えば、触覚信号バンク２２４および／または音響信号バンクなどの信号バンクから取得することができる。信号バンクは、例えば、表面音響装置２００のメモリに含まれていてもよい。フィードバック回路２２０は、フィードバック信号のイネーブル時に、信号バンクからフィードバック信号を取得するためにメモリにアクセスすることができる。代替的に、または、追加的に、フィードバック信号は、ＤＣ（直流）電圧またはＤＣ電流を含んでよい。ＤＣ電流または電圧が、音響フィードバック信号および／または音響ソースから再生される音響に加えて提供される場合、ＤＣ電流または電圧は、第２のコイル１２２に提供される電気信号の成分を形成することができる。ＤＣ電流または電圧を触覚フィードバックとして印加することにより、触覚フィードバック（例えば、表面１０２の単一の隆起）を生成することが可能になり、これは、例えば、音響再生によって引き起こされる表面１０２の他の振動からユーザーによって容易に認識され得る。
【0075】
表面音響装置２００は、フィードバック信号をフィルタリングするためのハイパスフィルター（ＨＰＦ）２０４をさらに備えることができる。しかしながら、ハイパスフィルター２０４の使用は任意である。ハイパスフィルター２０４は、例えば、フィードバック信号が音響信号を含む場合にトリガー信号に生じる干渉の量を低減するために使用することができる。
【0076】
図７は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、押下および解放動作の生のトリガー信号の例を示す。生のトリガー信号の電圧（ｍＶ）は、第１のコイル１１２から出力される時間（ｓ）と関連させて図示されている。生のトリガー信号には、ユーザー入力によって第１のコイル１１２に誘導された電圧に重畳された、例えば、音響干渉による高周波成分が含まれていることが観察される。
【0077】
図８は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、ローパスフィルター処理されたトリガー信号の押下および解放動作の一例を示す。第１のコイル１１２に誘導される電圧のピーク（「１」）は、ベース１０４に向かう（第１の磁気素子１１０および／または第１のコイル１１２に連結された）表面１０２の動きが最も速いとき、即ち表面１０２を押圧しているときに発生する。表面の解放時（「２」）、電圧はゼロレベルを越え、表面１０２がベースから離れると、負の電圧が第１のコイル１１２に誘導される。換言すれば、点「１」は移動の最大速度に対応し、点「２」は移動の方向の変化（ゼロクロス）に対応するものと考えられる。電圧の極性は、例えば、トリガー信号の積分を含まない実施形態では、代替的に異なるように配置されてもよいし、電圧がグランドレベルを基準にしてもよいことに留意されたい。図１１を参照してさらに説明されるように、ゼロレベルは、第１のコイル１１２のアイドル電圧に基づいて較正されてもよい。
【0078】
図９は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、押下および解放動作の力曲線の例を示す。図９の力曲線は、図８のトリガー信号の積分によって取得されたものである。押圧力（ｇ）は、時間（ｓ）に対して示されている。最大速度の点を破線で示す。これは、ローパスフィルター処理されたトリガー信号（図８）の点「１」に相当する。点「３」は最大の力に対応し、この例では表面１０２が解放される直前に発生する。図８のトリガー信号と図９の力曲線の両方が、１Ｈｚで２５０ｇの公称押圧力に対応している。
【0079】
図１０は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、ユーザー入力検出回路の機能ブロック図の一例を示す。ユーザー入力検出部２１４は、ブロック１０１０（ピーク検出器）、１０２０（ゼロクロス検出器）、および１０３０（力閾値検出器）のうちの１つまたは複数を備えてもよい。ブロック１０４０において、ユーザー入力検出部は、これらのブロックのうちの１つまたは複数によって提供される通知（複数可）に基づいて、フィードバックイネーブル信号（ＥＮ＿ＦＢ）のレベルを決定することができる。したがって、いくつかの実施形態では、ブロック１０１０、１０２０、および、１０３０の全てが存在しなくてもよい。ユーザー入力検出部２１４は、ローパスフィルター２１２からのトリガー信号を入力として受信することができる。この例では、トリガー信号は電圧ｕ（検知電圧、トリガー信号電圧）によって表されるが、対応する電流に基づいて同様の処理が適用されてもよいことが理解されよう。
【0080】
ピーク検出
ピーク検出器１０１０は、アナログ微分回路として、または（例えば、トリガー信号の連続するサンプル間の差に基づく）デジタル処理によって実装される微分回路１０１２を備えてもよい。微分回路１０１２は、時間（ｄｕ／ｄｔ）についての導関数（例えば、１次導関数）を出力として提供することができる。ブロック１０１４では、ピーク検出器１０１０がトリガー信号のピークを検出することができる。通常、トリガー信号（電圧）の極性に応じて、ピーク検出器１０１０は、正の電圧または負の電圧のいずれかでピークを検出するように構成することができる。図１０の例では、ピーク検出器１０１０は正の電圧ピーク（ｕ＞０）を検出するように構成されている。例えば、ブロック１０１４において、ピーク検出器１０１４は、ｕ＞０であるか否か、およびトリガー信号の導関数が（実質的に）ゼロに等しい（ｄｕ／ｄｔ＝０）か否かを判定することができる。ｄｕ／ｄｔが実質的にゼロであるか否かを判定することは、実際には、ｄｕ／ｄｔが閾値未満に減少するか否かを判定することを含んでよいことに留意されたい。ブロック１０１４でピークを検出することに応答して、ピーク検出器１０１０は、例えば、ブロック１０１６において対応する論理信号（ｄｅｔ１）を真（ＴＲＵＥ）に設定することによって、ユーザー入力の第１の通知を提供することができる。図８の点「１」に対応し得るピークの検出に応答して、ピーク検出器１０１０は、ゼロクロス検出器１０２０および／または力閾値検出器１０３０をアクティブ化することができる。しかしながら、ゼロクロス検出器１０２０および／または力閾値検出器１０３０は、ピーク検出器１０１０によって提供される任意のアクティブ化制御信号とは無関係に、代替的に動作され得ることに留意されたい。例えば、ブロック１０１０、１０２０、１０３０の２つ以上が並列に動作し、それぞれの通知を独立して提供することができる。
ピーク検出器１０１０は、アナログ微分回路として、または（例えば、トリガー信号の連続するサンプル間の差に基づく）デジタル処理によって実装される微分回路１０１２を備えてもよい。微分回路１０１２は、時間（ｄｕ／ｄｔ）についての導関数（例えば、１次導関数）を出力として提供することができる。ブロック１０１４では、ピーク検出器１０１０がトリガー信号のピークを検出することができる。通常、トリガー信号（電圧）の極性に応じて、ピーク検出器１０１０は、正の電圧または負の電圧のいずれかでピークを検出するように構成することができる。図１０の例では、ピーク検出器１０１０は正の電圧ピーク（ｕ＞０）を検出するように構成されている。例えば、ブロック１０１４において、ピーク検出器１０１４は、ｕ＞０であるか否か、およびトリガー信号の導関数が（実質的に）ゼロに等しい（ｄｕ／ｄｔ＝０）か否かを判定することができる。ｄｕ／ｄｔが実質的にゼロであるか否かを判定することは、実際には、ｄｕ／ｄｔが閾値未満に減少するか否かを判定することを含んでよいことに留意されたい。ブロック１０１４でピークを検出することに応答して、ピーク検出器１０１０は、例えば、ブロック１０１６において対応する論理信号（ｄｅｔ１）を真（ＴＲＵＥ）に設定することによって、ユーザー入力の第１の通知を提供することができる。図８の点「１」に対応し得るピークの検出に応答して、ピーク検出器１０１０は、ゼロクロス検出器１０２０および／または力閾値検出器１０３０をアクティブ化することができる。しかしながら、ゼロクロス検出器１０２０および／または力閾値検出器１０３０は、ピーク検出器１０１０によって提供される任意のアクティブ化制御信号とは無関係に、代替的に動作され得ることに留意されたい。例えば、ブロック１０１０、１０２０、１０３０の２つ以上が並列に動作し、それぞれの通知を独立して提供することができる。
【0081】
ゼロクロス検出
ブロック１０２２において、ゼロクロス検出器１０２０は、電圧ｕのゼロクロスを検出することができる。ゼロクロス検出器１０２０がピーク検出器１０１０によってアクティブ化される場合、ゼロクロス検出器１０２０は、アクティブ化（ｕ＝０）後の最初のゼロクロスを検出することができる。したがって、ゼロクロス検出器は、ゼロクロスの向きを考慮する必要がない。これにより、複雑さが軽減される。しかしながら、ゼロクロス検出器１０２０がピーク検出器１０１０から独立して動作することも可能である。したがって、ゼロクロス検出器１０２０は、代替的に、図８に示されるように、所定の方向、例えば、正側からゼロレベルに到達することに応答してゼロクロスを検出するように構成することもできる。ゼロクロス検出は、ある範囲内のゼロレベル近傍の小さな変動がゼロクロス検出をトリガーさせないような範囲を有するように構成されてもよい。例えば、ゼロクロスは、その範囲外から電圧がゼロに増加または減少するようにゼロレベルがクロスした場合にのみ検出されてもよい。通常、ゼロクロス検出器は、例えば、トリガー信号のピーク後、および／または、所定の方向におけるトリガー信号のゼロクロスの検出に応答して、ユーザー入力の第２の通知を提供することができる。第２の通知は、ユーザー入力の解放フェーズの検出に対応してもよい（図８の点「２」を参照）。第２の通知は、ブロック１０２４において、対応する論理信号（ｄｅｔ２）をＴＲＵＥに設定することによって提供されてよい。
ブロック１０２２において、ゼロクロス検出器１０２０は、電圧ｕのゼロクロスを検出することができる。ゼロクロス検出器１０２０がピーク検出器１０１０によってアクティブ化される場合、ゼロクロス検出器１０２０は、アクティブ化（ｕ＝０）後の最初のゼロクロスを検出することができる。したがって、ゼロクロス検出器は、ゼロクロスの向きを考慮する必要がない。これにより、複雑さが軽減される。しかしながら、ゼロクロス検出器１０２０がピーク検出器１０１０から独立して動作することも可能である。したがって、ゼロクロス検出器１０２０は、代替的に、図８に示されるように、所定の方向、例えば、正側からゼロレベルに到達することに応答してゼロクロスを検出するように構成することもできる。ゼロクロス検出は、ある範囲内のゼロレベル近傍の小さな変動がゼロクロス検出をトリガーさせないような範囲を有するように構成されてもよい。例えば、ゼロクロスは、その範囲外から電圧がゼロに増加または減少するようにゼロレベルがクロスした場合にのみ検出されてもよい。通常、ゼロクロス検出器は、例えば、トリガー信号のピーク後、および／または、所定の方向におけるトリガー信号のゼロクロスの検出に応答して、ユーザー入力の第２の通知を提供することができる。第２の通知は、ユーザー入力の解放フェーズの検出に対応してもよい（図８の点「２」を参照）。第２の通知は、ブロック１０２４において、対応する論理信号（ｄｅｔ２）をＴＲＵＥに設定することによって提供されてよい。
【0082】
力閾値検出
力閾値検出器１０３０は、例えば、アナログ積分回路として、または、デジタル処理によって（例えば、時間間隔にわたるトリガー信号のサンプルの合計に基づいて）、実装され得る積分回路１０３２を備えてもよい。積分回路１０３２は力（Ｆ）を出力することができ、その例は図９に提供されている。したがって、力信号（Ｆ）は、トリガー信号（ｕ）の積分されたバージョンを含むことができる。力閾値検出器は、力が閾値に達したか否かを検出するように構成することができる。任意選択的に、力閾値検出器は、トリガー信号がゼロより上（または、代替的にゼロより下）であることを確認するように構成することができる。したがって、ブロック１０３４において、力閾値検出器１０３０は、力が閾値（Ｔｈ１）に達するか超えるか、例えば、Ｆ＞Ｔｈ１を満たすか否か、および／または、トリガー信号がゼロより上（ｕ＞０）であるか否かを判定することができる。
力閾値検出器１０３０は、例えば、アナログ積分回路として、または、デジタル処理によって（例えば、時間間隔にわたるトリガー信号のサンプルの合計に基づいて）、実装され得る積分回路１０３２を備えてもよい。積分回路１０３２は力（Ｆ）を出力することができ、その例は図９に提供されている。したがって、力信号（Ｆ）は、トリガー信号（ｕ）の積分されたバージョンを含むことができる。力閾値検出器は、力が閾値に達したか否かを検出するように構成することができる。任意選択的に、力閾値検出器は、トリガー信号がゼロより上（または、代替的にゼロより下）であることを確認するように構成することができる。したがって、ブロック１０３４において、力閾値検出器１０３０は、力が閾値（Ｔｈ１）に達するか超えるか、例えば、Ｆ＞Ｔｈ１を満たすか否か、および／または、トリガー信号がゼロより上（ｕ＞０）であるか否かを判定することができる。
【0083】
閾値Ｔｈ１は、力閾値検出器１０３０、または、一般に表面音響装置において、予め設定されてもよい。あるいは、表面音響装置、例えば、力閾値検出器１０３０は、１つまたは複数の以前のユーザー入力中の最大力レベルに基づいて、閾値Ｔｈ１を決定することができる。例えば、力レベルは、複数の以前のユーザー入力の最大力レベルの平均、加重平均、または、最小値に基づいて、決定することができる。これにより、システムは、異なるユーザーによって引き起こされる可能性のあるピーク力の異なるレベルや、例えば、部品の経年劣化によるピーク力の漸進的な変化にも適応することができる。
【0084】
通常、力閾値検出器１０３０は、例えば、統合されたトリガー信号（Ｆ）が閾値（Ｔｈ１）に達するか、または、閾値（Ｔｈ１）を超えることを検出すること、および、任意選択的にトリガー信号（ｕ）がゼロを超えることを検出することに応答して、ユーザー入力の第３の通知を提供することができる。第３の通知は、ブロック１０３６において、対応する論理信号（ｄｅｔ３）を真（ＴＲＵＥ）に設定することによって提供することができる。上述したように、力閾値検出器１０３０は、ピーク検出器１０１０によってアクティブ化されてもよい。この場合、力閾値検出器は、トリガー信号（ｕ）のレベルを監視する必要がなくなり、複雑さを低減することができる。しかしながら、力閾値検出器１０３０は、ピーク検出器１０１０から独立して作動させることもできる。これにより、力閾値検出器１０３０がピーク検出器１０１０によって見逃されたユーザー入力を検出することができるため、ユーザー入力検出部２１４の信頼性を向上させることができる。
【0085】
フィードバックイネーブル
ブロック１０４０において、ユーザー入力検出部２１４は、フィードバックイネーブル信号（ＥＮ＿ＦＢ）をフィードバック回路２２０に提供するか否かを決定することができる。例えば、ユーザー入力検出部は、ピーク検出器１０１０、ゼロクロス検出器１０２０、および／または、力閾値検出器１０３０によって提供された通知に基づいて、フィードバックイネーブル信号のレベル（例えば、論理真または偽）を決定することができる。したがって、フィードバックイネーブル信号は、例えば、バイナリ信号またはブール信号を含んでよい。フィードバックイネーブル信号を供給することは、ＥＮ＿ＦＢを論理真を示すレベルに設定することを含んでよい。フィードバック回路２２０へフィードバックイネーブル信号を提供することは、フィードバック回路２２０がフィードバック信号をアクティブ化するトリガーとなり得る。フィードバック信号をアクティブ化することは、フィードバック信号に対応する電圧または電流を第２のコイル１２２に提供させることを含んでよい。
ブロック１０４０において、ユーザー入力検出部２１４は、フィードバックイネーブル信号（ＥＮ＿ＦＢ）をフィードバック回路２２０に提供するか否かを決定することができる。例えば、ユーザー入力検出部は、ピーク検出器１０１０、ゼロクロス検出器１０２０、および／または、力閾値検出器１０３０によって提供された通知に基づいて、フィードバックイネーブル信号のレベル（例えば、論理真または偽）を決定することができる。したがって、フィードバックイネーブル信号は、例えば、バイナリ信号またはブール信号を含んでよい。フィードバックイネーブル信号を供給することは、ＥＮ＿ＦＢを論理真を示すレベルに設定することを含んでよい。フィードバック回路２２０へフィードバックイネーブル信号を提供することは、フィードバック回路２２０がフィードバック信号をアクティブ化するトリガーとなり得る。フィードバック信号をアクティブ化することは、フィードバック信号に対応する電圧または電流を第２のコイル１２２に提供させることを含んでよい。
【0086】
例示的な実施形態によれば、ブロック１０１０、１０２０、および、１０３０のいずれかから、検出されたイベント（例えば、トリガー信号のピーク、トリガー信号のゼロクロス、または、力閾値Ｔｈ１のクロス）の通知を受信することに応答して、フィードバック信号をイネーブルにすることができる。したがって、ブロック１０４０において、ユーザー入力検出部２１４は、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＯＲ ｄｅｔ２ ＯＲ ｄｅｔ３に基づいて、イネーブルフィードバック信号を決定することができる。あるいは、例えば、ピーク検出器１０１０がゼロクロス検出器１０２０、および／または、力閾値検出器１０３０をアクティブ化するように構成されている場合、ユーザー入力検出部２１４は、ゼロクロス検出器１０２０、および／または、力閾値検出器１０３０から検出されたイベントの通知を受信することに応答して、フィードバック信号をイネーブルにすることができる。したがって、ブロック１０４０において、ユーザー入力検出部２１４は、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ２ ＯＲ ｄｅｔ３、または、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ２ ＡＮＤ ｄｅｔ３に基づいて、イネーブルフィードバック信号を決定することができる。あるいは、ユーザー入力検出部２１４は、ピーク検出器１０１０およびゼロクロス検出器１０２０または力閾値検出器１０３０の少なくとも１つから検出されたイベントの通知を受信することに応答して、フィードバック信号をイネーブルにすることができる。例えば、ＥＮ＿ＦＢは、ブロック１０４０において、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＡＮＤ（ｄｅｔ２ ＯＲ ｄｅｔ３）、または、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＡＮＤ ｄｅｔ２ ＡＮＤ ｄｅｔ３に基づいて決定することができる。これにより、ユーザー入力検出部２１４の計算の複雑さを検出信頼度と引き換えることができる。
【0087】
フィードバックイネーブル信号は、例えば、１０ｍｓまたは他の予め設定された継続時間など、所定の継続時間だけ提供されてもよい。しかしながら、イネーブル信号のレベルは、２つ以上の検出通知（ｄｅｔ１、ｄｅｔ２、ｄｅｔ３）を同時に組み合わせることに基づいて設定することも可能である。例えば、検出回路２１０は、（例えば、ピーク検出器１０１０による）表面１０２の押圧の検出に応答して、フィードバック信号のアクティブ化をトリガーするように構成することができる。しかしながら、検出回路２１０は、表面１０２の解放を検出することに応答して、（例えば、ゼロクロス検出器１０２０および／または力閾値検出器１０３０によって）フィードバック回路２２０にフィードバック信号を非アクティブ化させることができる。これにより、ユーザー入力中にユーザーにフィードバックを提供することができる。これは、例えば、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＸＯＲ ｄｅｔ２に基づいてＥＮ＿ＦＢを決定することによって実行することができる。あるいは、ＥＮ＿ＦＢは、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＸＯＲ ｄｅｔ３によって決定することもできる。フィードバックイネーブル信号は、ＥＮ＿ＦＢ＝ｄｅｔ１ ＸＯＲ （ｄｅｔ２ ＡＮＤ ｄｅｔ３）に基づいて決定することもできる。これにより、ゼロクロス（ｄｅｔ２）と力閾値（ｄｅｔ３）の両方を考慮することで、解放検出の信頼性を向上させることができる。
【0088】
ユーザー入力検出部２１４は、例えば、検出に使用される信号を生成するための微分回路または積分回路、および、検出を実行するための比較回路などのアナログ回路によって実装されてもよいことに留意されたい。代替的に、または、追加的に、関連するプログラムコードを有するデジタル論理回路または処理回路を使用して、ユーザー入力検出部２１４の少なくとも一部の機能を実装することができる。
【0089】
図１１は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、ゼロレベル較正およびユーザー入力検出を可能にするための閾値を有する検出回路のブロック図の一例を示す。検出回路２１０は、ローパスフィルター２１２およびユーザー入力検出部２１４を備えることができる。検出回路は、ゼロレベル較正ブロック２１６をさらに備えてもよい。ゼロレベル較正ブロック２１６は、例えば、第１のコイル１１２のアイドル電圧に基づいて、トリガー信号のゼロレベルを較正するように構成されてよい。ゼロレベル較正は、例えば、トリガー信号から第１のコイル１１２のアイドル電圧を減算することを含んでよい。ゼロレベルの較正は、例えば、ユーザー入力検出部２１４が力の閾値検出（Ｔｈ１）のために統合されたトリガー信号を使用する場合に有用である。例えば、積分回路１０３２にトリガー信号（ｕ）を提供する前にゼロレベルを較正することにより、積分された力曲線が最大力に対応する点で最大になることが保証され、それにより、実質的に最大力の点を閾値（Ｔｈ１）に基づいて検出することができる。
【0090】
さらに、（任意にゼロレベル較正された）トリガー信号が閾値（Ｔｈ２）を超えるか、または、閾値（Ｔｈ２）に達したことを検出することに応答して、ユーザー入力検出部２１４がアクティブ化されるように、ユーザー入力検出は、ブロック２１８によって、閾値を設定することができる。したがって、検出回路２１０は、ユーザー入力の検出後（分岐「Ｎｏ」）もトリガー信号のレベルを監視し続け、トリガー信号が再び閾値（Ｔｈ２）に達するか、または、閾値（Ｔｈ２）を超える場合にユーザー入力検出部２１４をアクティブ化することができる。これにより、ユーザー入力の検出をアクティブ化する原因となるゼロレベル近傍でのわずかな変動を回避することができる。また、検出すべきユーザー入力がある可能性が高い場合にのみユーザー入力検出部２４１をアクティブ化することができるため、消費電力を低減することも可能となる。また、ユーザー入力検出部２１４がアクティブ化されない場合は、低消費電力状態とすることができる。例えば、アナログ回路の場合、システムはトリガー信号に対応する電流がユーザー検出回路に流れるのを防止することができる。デジタル処理の場合、ユーザー入力検出部２１４によって実行される動作を一時的に無効化し、それによって消費電力を低減することができる。ブロック２１８の閾値Ｔｈ２は、力閾値検出器１０３０の閾値Ｔｈ１（ブロック１０３４参照）に比べて低くてもよく、全体的に絶対値が低くてもよい。
【0091】
例えば、図１０を参照して説明したように、ユーザー入力検出部２１４によるユーザー入力の検出に応答して、検出回路２１０はブロック２１８においてトリガー信号のレベルの監視に再び戻ることができる。動作２１８に戻るとき、ユーザー入力検出の通知（複数可）は、論理ＦＡＬＳＥを示すレベルに設定することができる。これにより、ユーザー入力検出部２１４による以前の検出とは無関係に、新たな検出動作を開始することができる。
【0092】
図１２は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、複数の表面音響装置を備える装置の一例を示す。表面音響装置１２００は、表面１０２と、例えば、表面１０２のコーナーにある複数の表面音響装置１００（１００－１、１００－２、１００－３、１００－４）と、を備えてよい。表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４は、検出回路２１０に接続されてもよい。例えば、検出回路２１０は、異なる表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４に対応する複数の第１のコイル１１２に接続されてもよい。各表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４は、上述したように、表面１０２の動きに応答してトリガー信号を生成することができ、検出回路２１０は、それぞれの第１のコイル１１２からトリガー信号を受信することができる。したがって、感知されるタッチは、コーナー部の構成要素の感知信号の合計を含んでよい。検出回路２１０は、これらのトリガー信号に基づいて、表面１０２上におけるユーザー入力を検出することができる。例えば、検出回路２１０は、トリガー信号の少なくとも１つに基づいてユーザー入力を検出することに応じて、フィードバック回路２２０をトリガーしてフィードバック信号をアクティブ化することができる。例えば、トリガー信号の少なくとも１つがユーザー入力を検出するという条件を満たす場合、検出回路はフィードバック回路２２０にフィードバックイネーブル信号（ＥＮ＿ＦＢ）を提供することができる。あるいは、トリガー信号の各々が条件を満たす場合など、ユーザー入力の条件を満たすトリガー信号の組み合わせを検出することに応答して、ユーザー入力を検出することもできる。したがって、フィードバック回路２２０は、検出回路によるユーザー入力の検出に応答して、表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４の第２のコイル１２２のフィードバック信号をアクティブ化するように構成することができる。同じフィードバック信号を異なる表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４に供給することもできる。したがって、複数の同一のフィードバック信号が、異なる表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４に提供されてもよい。あるいは、異なる表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４に提供される複数のフィードバック信号は異なっていてもよい。
【0093】
表面１０２の異なる位置で表面１０２を押下すると、表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４において異なるトリガー信号が発生する可能性があることにさらに留意されたい。例えば、位置１２０２で表面１０２を押下すると、表面音響装置１００－１の第１のコイル１１２において、表面音響装置１００－４の第１のコイル１１２におけるよりも強いトリガー信号が発生する可能性がある。したがって、トリガー信号の特性に基づいて、表面におけるユーザー入力の位置を推定することができる。例えば、検出回路２１０は、異なる表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４の第１のコイル１１２に誘導される電圧または電流レベルに基づいて、ユーザー入力の位置を検出するように構成することができる。例えば、表面音響装置１２００によって制御されるように構成されたシステムの異なる態様を調整するために、表面における異なる位置を異なるユーザー入力にマッピングすることができる。
【0094】
コイル１２２に提供される複数のフィードバック信号は、ユーザー入力の位置に基づいて決定することができる。例えば、ユーザー入力の位置に比較的近い表面音響装置（複数可）（例えば１００－１）には、より強いフィードバック信号が提供される可能性がある。したがって、特定の表面音響装置についてのフィードバック信号の強さは、ユーザー入力の位置からのその表面音響装置の距離に基づいて決定することができる。これにより、ユーザー入力から遠い位置にある表面音響装置（複数可）（１００－４など）によるフィードバックの提供を回避または減衰させることができるため、消費電力を削減することができる。
【0095】
さらに、複数のフィードバック信号が同一であったとしても、フィードバック信号は、ユーザー入力の位置に基づいて決定することができる。これにより、ユーザー入力に特化したフィードバックを提供することができる。例えば、位置１２０２で表面１０２を押下することによって、ユーザーは、表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４のうちの１つまたは複数によって、第１の音響または触覚フィードバックを提供され得る。しかしながら、ユーザーが別の位置、例えば、位置１２０４で表面１０２を押下すると、異なる音響または触覚フィードバックが提供され得る。例えば、表面音響装置１２００が、表面音響装置１２００による音響再生の音量を制御するように構成されている場合、ユーザーは、左側（表面音響装置１００－１または１００－３に比較的近い側）の表面を押下することによって音量を増加させ、右側（表面音響装置１００－２または１００－４に比較的近い側）の表面を押下することによって音量を減少させることが可能になり得る。そして、ユーザーが、（例えば、位置１２０２で表面を押下することによって）音量を上げることを望むか、（例えば、位置１２０４で表面を押下することによって）音量を下げることを望むかに基づいて、異なる音響および／または触覚フィードバックを提供することができる。
【0096】
これは、例えば、表面１０２におけるユーザー入力の位置と少なくとも１つのフィードバック信号との間のマッピングに基づいて実施され得る。このようなマッピングは、例えば、触覚信号バンク２２４または音響信号バンクとともに、表面音響装置１２００に記憶することができる。表面１０２は、例えば、複数の領域に分割することができ、各領域は、少なくとも１つのフィードバック信号にマッピングされる。表面１０２の領域は、表面１０２における物理的な領域ではなく、トリガー信号の対応する閾値レベルによって表面音響装置１２００のメモリ上で表現されてもよいことに留意されたい。
【0097】
領域とフィードバック信号との間のマッピングは、設定可能であってもよい。例えば、表面１０２がタッチスクリーンを備える場合、ユーザーは、ユーザー入力によって制御可能な異なる領域および／または異なるアプリケーションに関連付けられたフィードバック信号を構成できるようにすることができる。例えば、表面１０２の同じ位置におけるユーザー入力は、表面音響装置１２００によって現在制御可能なアプリケーションに応じて異なるフィードバックを提供するように構成することができる。あるいは、マッピングは、例えば、無線通信インターフェースを介して、別の装置によって表面音響装置１２００にマッピングを提供することによって構成することができる。通常、表面音響装置１２００は、表面１０２におけるユーザー入力の位置（複数可）とフィードバック信号（複数可）との間のマッピングの通知を受信することができる。
【0098】
図１２に４つの表面音響装置１００－１、１００－２、１００－３、１００－４が図示されているが、表面音響装置１２００は、通常、任意の数の表面音響装置１００を備えてもよいことに留意されたい。最も単純なケースである表面音響装置が１つの場合、パネル（表面１０２）はボタンであってよい。複数の表面音響装置１００を使用することにより、表面音響装置１００間の位置における中間的なユーザー入力を検出することが可能になる。ユーザーは、タッチパネル（表面１０２）からユースケース（例えば、アプリケーション）を選択し、それによって音響および／または触覚フィードバックの設定を行うこともできる。これにより、特定のユースケースに適した音響および／または触覚フィードバックを生成することが可能になる。これにより、音響および／または触覚フィードバックのパーソナライズも可能になる。
【0099】
図１３は、１つまたは複数の例示的な実施形態を実施するように構成された装置の一例を示す。装置１３００は、少なくとも１つのプロセッサ１３０２を備えてもよい。少なくとも１つのプロセッサ１３０２は、例えば、コプロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、付随するＤＳＰを有するかまたは有しない処理回路、または、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）、ハードウェア（ＨＷ）アクセラレータ、特殊用途コンピューターチップなどの集積回路を含む様々な処理装置またはプロセッサ回路のうちの１つまたは複数を備えてよい。
【0100】
装置１３００は、少なくとも１つのメモリ１３０４をさらに備えてもよい。少なくとも１つのメモリ１３０４は、例えば、オペレーティングシステムソフトウェアおよびアプリケーションソフトウェアなどのコンピュータープログラムコードなどを記憶するように構成することができる。少なくとも１つのメモリ１３０４は、１つまたは複数の揮発性メモリ装置、１つまたは複数の不揮発性メモリ装置、および／またはそれらの組み合わせを含んでよい。例えば、少なくとも１つのメモリ１３０４は、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、磁気テープなど）、光磁気記憶装置、または、半導体メモリ（マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）など）として具現化することができる。
【0101】
装置１３００は、例えば、フィードバック信号のライブラリもしくはバンク、または、異なるユーザー入力（例えば、表面音響装置の表面における位置）と異なるフィードバック信号との間のマッピングを含む構成情報などの情報を、装置が送信および／または受信できるように構成された通信インターフェース（図示せず）をさらに備えることができる。あるいは、このような情報は、装置１３００において予め設定されていてもよい。通信インターフェースは、例えば、近距離無線ネットワーク接続（例えば、ブルートゥース（登録商標）またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標））、または、例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））仕様に従ったセルラー通信インターフェースを備えてよい。装置１３００は、ユーザーインタフェース（図示せず）をさらに備えてよい。ユーザーインターフェースは、例えば、表面１０２を備えてよい。
【0102】
装置１３００が何らかの機能を実装するように構成されている場合、例えば、少なくとも１つのプロセッサ１３０２および／または少なくとも１つのメモリ１３０４などの装置１３００のいくつかの構成要素および／またはコンポーネントが、この機能を実装するように構成することができる。さらに、少なくとも１つのプロセッサ１３０２が何らかの機能を実装するように構成されている場合、この機能は、例えば、少なくとも１つのメモリ１３０４内に含まれるプログラムコード１３０６を使用して実装することができる。
【0103】
本明細書で説明する機能は、少なくとも部分的に、ソフトウェアコンポーネントなどの１つまたは複数のコンピュータープログラム製品コンポーネントによって実行することができる。実施形態によれば、本装置は、例えば、マイクロコントローラなどのプロセッサまたはプロセッサ回路を備え、実行されたときにプログラムコードによって、説明した動作および機能の実施形態を実行するように構成される。代替的に、または、それに加えて、本明細書で説明する機能は、１つまたは複数のハードウェア論理コンポーネントによって少なくとも部分的に実行することができる。例えば、限定しないが、使用可能なハードウェア論理コンポーネントの例示的なタイプには、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップシステム（ＳＯＣ）、複合プログラマブルロジック装置（ＣＰＬＤ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）が含まれる。
【0104】
装置１３００は、本明細書に記載の少なくとも１つの例示的な実施形態を実行するための手段を備える。一例では、手段は、少なくとも１つのプロセッサ１３０２と、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、装置１３００に例示的な実施形態を実行させるように構成されたプログラムコード１３０６を含む少なくとも１つのメモリ１３０４と、を備える。代替的に、または、追加的に、手段は、例えば、第１および第２のコイル１１２、１２２など、図の構造要素のうちの１つまたは複数を備えることができる。装置１３００は単一の装置として図示されているが、必要に応じて、装置１３００の機能は、例えば、分散型コンピューティングによって例示的な実施形態を実施するために、複数の装置に分散することができることが理解さよう。
【0105】
図１４は、１つまたは複数の例示的な実施形態による、音響または触覚フィードバックをユーザーに提供する方法の一例を示す。
【0106】
１４０１において、本方法は、ユーザーによる表面の変位によって第１のコイルに誘導される電圧または電流を含むトリガー信号に基づいて、表面におけるユーザー入力を検出することを含んでよい。
【0107】
１４０２において、本方法は、ユーザー入力の検出に応答してフィードバック信号をアクティブ化することを含んでよい。
【0108】
１４０３において、本方法は、第２のコイルによって磁場を発生させ、フィードバック信号のアクティブ化に応答して表面の動きを引き起こすか、変化させることを含んでよい。
【0109】
本方法の更なる特徴は、例えば、添付の特許請求の範囲および明細書全体に記載されているように、装置１００、２００、３００、４００、５００、１２００、または、１３００の機能およびパラメータから直接的にもたらされるものであるため、ここでは繰り返さない。様々な例示的な実施形態に関連して説明したように、方法の異なる変形例も適用可能である。
【0110】
本装置は、本明細書に記載の方法の任意の態様を実行する、または、実行させるように構成することができる。さらに、コンピュータープログラムは、実行されたときに、本明細書に記載の方法の任意の態様を装置に実行させるための命令を含むことができる。さらに、本装置は、本明細書に記載の方法の任意の態様を実行するための手段を含むことができる。例示的な実施形態によれば、手段は、少なくとも１つのプロセッサと、プログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を備え、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されたときに、方法の任意の態様を実行させるように構成されたプログラムコードと、を備える。
【0111】
本明細書で与えられる範囲または装置に関する値は、目的の効果を損なうことなく、拡張ないし変更することができる。また、明示的に不可とされていない限り、任意の実施形態を他の実施形態と組み合わせることができる。
【0112】
本主題は、構造的特徴および／または動作に特有の文言で説明したが、添付の特許請求の範囲に定義される主題は、必ずしも上述した特定の特徴または動作に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、上述した特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実施する例として開示されており、他の均等な特徴および動作は、特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図されている。
【0113】
上述した利点および利益は、１つの実施形態に関するものであってもよいし、複数の実施形態に関するものであってもよいことが理解されよう。実施形態は、記載された問題のいずれかまたは全てを解決するもの、または、記載された利点および利点のいずれかまたは全てを有するものに限定されない。さらに、「１つの」項目への言及は、それらの項目の１つまたは複数を指す場合があることが理解されよう。
【0114】
本明細書に記載の方法のステップまたは動作は、任意の適切な順序で、または、適切な場合には同時に実施することができる。さらに、個々のブロックは、本明細書に記載の主題の範囲から逸脱することなく、いずれかの方法から削除してもよい。上述した実施形態のいずれかの態様は、求められる効果を失うことなく、上述した他の実施形態のいずれかの態様と組み合わせて、さらなる実施形態を形成することができる。
【0115】
本明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、特定された方法、ブロック、または、要素を含むことを意味するために使用されるが、そのようなブロックまたは要素は排他的なリストを構成するものではなく、方法または装置は追加のブロックまたは要素を含むことができる。
【0116】
本出願で使用される場合、「回路」という用語は、（１）ハードウェアのみの回路実装（例えば、アナログ回路および／またはデジタル回路のみの実装など）、および、（２）ハードウェア回路とソフトウェアの組合せ、例えば、（ｉ）アナログおよび／またはデジタルハードウェア回路とソフトウェア／ファームウェアとの組み合わせ、および、（ｉｉ）ハードウェアプロセッサ（複数可）とソフトウェア（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（複数可））、ソフトウェア、およびメモリ（複数可）との任意の部分であって、装置が様々な例示的実施形態を実行するように協働する部分、（３）動作のためにソフトウェア（例えば、ファームウェア）を必要とするが、動作に必要でないときにはソフトウェアが存在しない可能性がある、マイクロプロセッサ（単数または複数）またはマイクロプロセッサ（単数または複数）の一部などのハードウェア回路（単数または複数）およびプロセッサ（単数または複数）のうちの１つまたは複数を指す場合がある。
【0117】
上記の説明は例示のためにのみ与えられ、当業者によって様々な変更がなされ得ることが理解されるであろう。上記の明細書、実施例およびデータは、例示的な実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。上記では、様々な実施形態をある程度の特殊性をもって、または、１つまたは複数の個別の実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、本明細書の範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多数の変更を加えることができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】