JP2010528278A - 表面上における接触位置を特定する方法、およびその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

物体（７）の感知面における接触位置を特定するために、上記物体内に機械的波動を伝播し、当該機械的波動を取得する。検出した信号の特定の特性と、参照特性のライブラリとを比較することによって接触位置を導く。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、表面上における接触位置を特定する方法、およびその方法を実施するための装置に関する。

より具体的には、本発明は、物体の感知面上における接触位置（例えば指、スタイラス、または、他の装置が該感知面に接触している）を特定する方法に関する。本方法は、少なくとも下記のステップを含む：
（ａ）機械的波動を、物体の一部である少なくとも１つの放出点から物体に伝播させ、上記機械的波動を、物体の一部である少なくとも１つの受信点において取得することによって、少なくとも１つの検出信号を得るモニタリングステップと、
（ｂ）上記検出信号を分析することによって、上記感知面における接触位置を特定する位置特定ステップ。

文献ＦＲ-Ａ-２ ６４４ ３０９に記載の方法については次のような問題がある。第一に、当該方法は、多数の変換器を含む複雑で高価な機器を必要とする。第二に、当該方法では、解像度に限界がある。

ＷＯ２００６／１３３０１８には、従来技術である様々な接触位置を特定する技術の組み合せが記載されている。しかし、これらは、複雑さが増してしまうという欠点がある。

また、文献ＦＲ−Ａ−２ ８４１ ０２２、および、ＷＯ０３／０６７５１１には、受動的な原理を用いる位置特定技術が記載されているが、これらの受動処理を用いても、非常に低い衝撃エネルギーの接触を検知することはできない。

本発明の目的は、特に、これらの欠点を軽減することにある。

このため、本発明によると、上記の構成における方法は、位置特定ステップにおいて、上記検出信号の少なくとも特定の特性と、上記感知面の既定の領域各々における接触に対応する参照特性のライブラリとを比較することを特徴とする。

このように構成することにより、多数の変換器を必要とせず（代表的な例としては、放出につき１つの変換器、受信につき１つまたは２つの変換器を用いることができる）、それでいて、ミリメートル単位の正確な位置特定を容易に行うことができる接触位置特定方法を得ることができる。特に、これにより、高精度の触覚インターフェース（例えばタッチスクリーン、タッチキーボードなど）を製造することができる。

本発明に係る方法の様々な形態では、下記の構成のうちの１つまたは複数を有していてもよい。

−位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の特性は、上記検出信号の少なくとも１つの振幅を含むこと；
−位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の特性は、上記検出信号の少なくとも１つの位相を含むこと；
−位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の特性は、複数の既定の周波数の個数Ｎに対応しており、Ｎは、２以下の整数、好適には１０以下の整数であること；
−上記既定の周波数は、上記機械的波動によって励起される上記物体の固有周波数であること；
−上記既定の周波数は、上記検出信号のスペクトルが、上記既定の周波数において閾値よりも大きい振幅を示すような周波数であること；
−上記既定の周波数は、既定の最小ギャップよりも大きいギャップにおいて、対になって分離されること；
−上記既定の最小ギャップは、少なくとも１５０Ｈｚ以上、好適には２００Ｈｚを上回る、さらにより好適には３００Ｈｚを上回ること；
−上記既定の周波数は、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲内、好適には１５ｋＨｚから７０ｋＨｚのスパンにおいて送信されること；
−上記既定の周波数の少なくとも１つは３０ｋＨｚ未満であり、上記既定の周波数の少なくとも１つは５０ｋＨｚよりも大きいこと；
−使用される物体は、上記感知面を形成するプレートを備えること；
−機械的波動はラム波であること；
−ラム波は屈曲波であること；
−ラム波はＡ０反対称波であること；
−モニタリングステップにおいて用いられる放出点および受信点は、物体のいずれの対称軸上にも位置しないように配置されていること；
−モニタリングステップは、１秒間に数十回、好適には１秒間に少なくとも５０回繰り返されること；
−モニタリングステップにおいて、物体内に共振が発生するのに十分な持続時間の放出時間枠の間、少なくとも１つの波形が、上記既定の周波数の少なくとも１つにて放出されること；
−モニタリングステップにおいて、重畳したＮ個の波形を有するフレームが、Ｎ個の既定の周波数にて放出される（上記Ｎ個の波形が、例えば正弦波形および四角波形の中から選択され得る）こと；
−上記放出時間枠が、１０ｍｓから２５ｍｓの範囲内（例えば、１６ｍｓ程度）の持続時間を有すること；
−モニタリングステップにおいて、機械的波動は、５ｍｓから１５ｍｓの範囲内（例えば、１０ｍｓ程度）の持続時間を有する受信時間枠の間に取得されること；
−受信時間枠の少なくとも一部は、放出時間枠と重複しており、上記少なくとも１つの受信点と、上記少なくとも１つの放出点とは別個のものであること；
−受信時間枠は、放出時間枠に重複することなく、その後に続くこと；
−モニタリングステップにおいて、受信点と同一である単一の放出点が用いられること；
−モニタリングステップにおいて、インパルス信号によって生成される機械的波動（例えば、その幅が、最も高い固有周波数の半分の期間未満であるノッチ信号）が、放出点から放出された後に、上記機械的波動が、５ｍｓから１５ｍｓの範囲内の持続時間を有する受信時間枠の間に取得されること；
−モニタリングステップにおいて、検出信号は、少なくとも８量子化ビット、好適には少なくとも１０ビット、さらに好適には少なくとも１２ビットにおいてデジタル化されること；
−モニタリングステップにおいて、音波の相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌ＝〔Ａｒｅｌ_ｎ〕は、Ｎ個の既定の周波数における係数および位相に関して決定され、このとき、
Ａｒｅｌ_ｎ＝（ｒ_ｉｍ／ｒ０_ｉｍ）ｅ^{ｊ（ψｉｍ−ψ０ｉｍ）}を満たし、
−ｉは、上記既定の周波数を特定する、１からＮの間の値をとる指数であり、
−ｍは、上記受信点を特定する、１からＭの間の値をとる指数であり、
ｎ＝Ｎ（ｍ−１）+ｉを満たし、
−ｒ０_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、感知面における接触がないときの受信点ｍに対応する振幅値であり、
−ｒ_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、感知面における接触があるときの受信点ｍに対応する振幅値であり、
−ψ０_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、感知面における接触がないときの受信点ｍに対応する位相値であり、
−ψ_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、感知面における接触があるときの受信点ｍに対応する位相値であること；
−モニタリングステップにおいて、下記の式を用いて、正規化および中心化された相対吸収ベクトルを求めること；

−位置特定ステップにおいて、接触位置は、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌに関連する吸収ベクトルと、物体の感知面上において抽出された座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を有する既定の各点における接触に対応する、１群の参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなる少なくとも１つの参照行列との間の相互相関テストから導かれること；
−位置特定ステップにおいて、接触位置は、中心化された相対吸収ベクトルＡ_ｎｏｒと、
物体の感知面上において抽出された座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を有する既定の各点における接触に対応する、１群の正規化および中心化された相対参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなる少なくとも１つの参照行列との間の相互相関テストから導かれること；
−位置特定ステップにおいて、複数の大きさの接触に対応する複数の参照行列が用いられ、使用する参照行列を決定するために、上記接触の大きさは、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌから導かれること；
−位置特定ステップにおいて、接触の大きさに最も敏感な上記既定の周波数に対応するサブベクトルＡ_ｒｅｌｘは、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌから抽出され、これにより当該サブベクトルＡ_ｒｅｌｘの係数が算出され、これにより相互相関オペレーションを実施するために使用される参照行列が導かれ、これにより接触位置が導かれること；
−サブベクトルＡ_ｒｅｌｘを構成するために、相対吸収ベクトルの構成要素は１未満の係数を有しており、閾値（代表的には４％）未満のプレートにわたる変化を有する既定の周波数のみが使用されること；
−参照行列は、物体の感知面上にて抽出される座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を含む既定の点における接触に対応する１群の参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなり、該座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）は、励起スペクトルの最小空間周波数の波長の半分未満の間隔にて抽出されるものであること；
−観察ステップにおいて、相対吸収ベクトルの係数を算出し、当該係数と、既定の閾値とを比較することによって、感知面における接触の有無を判断すること；
−観察ステップにおいて、相対吸収ベクトルの係数を算出し、当該係数と、特定の動的プロファイル（例えば、増加後の急速な減少）とを経時的に比較することによって、感知面における接触の有無を判定することである。

さらに、本発明の目的は、物体の感知面における接触位置を特定するための装置を提供することにもあり、この装置は、上記物体における音波を放出および取得するように構成された少なくとも１つの変換器を備えており、上記変換器は、少なくとも１つの電子中央ユニットに接続されており、当該電子中央ユニットは；
−上記少なくとも１つの変換器を用いて、物体内に機械的波動を伝播させるとともに、上記少なくとも１つの変換器を用いて、上記機械的波動を取得し、
−上記検出信号を分析することによって、上記感知面における接触位置を特定する構成となっており、
上記電子中央ユニットが、検出信号の少なくとも特定の特性と、参照特性のライブラリとを比較するように構成されており、上記参照特性は、それぞれ、上記感知面の既定の領域各々における接触に対応することを特徴とする。

本発明に係る装置の様々な実施形態では、下記に挙げる構成のうちの１つないし複数をさらに備えることができる：
−装置は、タッチキーボードを備えていること；
−装置は、表示スクリーン上にてポインタを連続的に動かすように構成されていること；
−上記少なくとも１つの変換器は、物体のいかなる対称軸から遠い位置に配置されていること；
−上記物体は、上記感知面を含むプレートを備えていること；
−上記物体は、接触時における音波の吸収現象を増大させるように、（感知面の位置、または、物体の反対の面において）吸収性の軟質フィルムに覆われている。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して例によって示された複数の実施形態についての記載から明らかとなるであろう。なお、本発明は上記例に限定されるものではない。

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明の一実施形態に係る方法を実施するために構成された触覚インターフェースを備える装置の一例の概略を示す斜視図である。

図２は、図１に示した装置の音響インターフェースのプレートを示す平面図である。

図３は、図２のプレートの部分断面図である。

図４は、図１の装置を示すブロック図である。

図５は、本発明の第二の実施形態を示す、図３と同様の図である。

図６は、前段階である導入段階における、図１の音響インターフェースを抽出するために使用可能な装置を示す断面概略図である。

図７は、本発明の第三実施形態を示す、図３と同様の図である。

図８は、本発明の第四実施形態を示す、図３と同様の図である。

各図においては、同一または同様の要素には同じ参照番号を付して示す。

図１には、本発明を実施する装置１が例示されている。例えば、装置１は、
−具体的には、スクリーン３およびキーボード４を備えるマイクロコンピュータ２と、
−配線もしくは他の方法によるリンク５によってマイクロコンピュータに接続される、例えばタブレット状の触覚入力インターフェース６とを備える。

触覚インターフェース６は、音響機械的波動に対して共振する固体の物体を備える。該固体の物体は、例えば相対的に薄いプレート７などである。物体プレート７は、具体的には、ガラス製、金属製、プラスチック製、セラミック製、または他の材料によって構成されていてもよい。プレート７は、均質でも不均質であってもよく、等方性でも非等方性でもあってもよい。また、プレート７は、任意に、多層として構成されていてもよい。

プレート７は、例えば、実質的に四角形であり、その大きさは、それぞれ横座標ｘおよび縦座標ｙの大きさを示すｌおよびＬにて示される（図２を参照）。プレート７の大きさは、想定される用途に応じて選択され得る。例えば、プレート７は、Ａ４フォーマット、またはそれ未満であってもよく（例えば、プレート７を数センチメートルと想定することができ）、または大きくしてもよい（例えば、ｌ＝３００ｍｍ、および、Ｌ＝４００ｍｍ）。

プレート７は、厚さｅを有しており（図４参照）、この厚さは、例えば１ｍｍから５ｍｍと相対的に薄く、特に、Ａ４フォーマットのガラスプレートの場合は、４．５ｍｍの厚さである。

図１に示すように、プレート７は、プラスチックまたは他のフレーム８によって囲まれていてもよく、フレーム８がプレート７の下面に重なって、プレート７の上面のみが開放された状態であってもよく、示された具体例における感知面を形成してもよい。

図１から図３の例では、プレートは、例えば、プレート７の上部感知面上（または、適宜その下部表面上）に固定された圧電音響変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２をさらに備える。

圧電変換器は、
−プレート７に共振の領域を形成するために、弾性の機械的波動（すなわち、広義の音響波）、特にラム波を放出するために使用される放出変換器Ｅと、
−上記機械的波動を示す信号を検出するために使用される２つの受信変換器Ｒ１、Ｒ２とを備える。

変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２は、好適にはプレート７の対称軸から遠い位置に配置されている。ここで示す例では、
−放出変換器Ｅは、プレートの、長さｌを有しｙ軸を規定する辺上の横座標ｘ＝０、および縦座標ｙ＝３ ｌ／４ の放出点に配置され、
−第１受信変換器Ｒ１は、ｘ軸を規定する長さＬの辺で、変換器Ｅを備える上記辺に隣接している辺上の横座標ｘ＝２Ｌ／３、および縦座標ｙ＝０の第１受信点に配置されており、
−第２受信変換器Ｒ２は、横座標および縦座標の原点０に対向する角上、横座標ｘ＝Ｌおよび縦座標ｙ＝ｌの第２受信点に配置されている。

３００ｍｍ×４００ｍｍ×４．５ｍｍの大きさのプレートを使用する場合、変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２は、例えば約１．５ｃｍ^２の大きさであってもよい。放出変換器Ｅに送信される励起信号は、例えば１Ｖｐｐである場合に、受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出される検出信号は、０．４Ｖｐｐとなり得るため増幅の必要がない。

上記変換器は、低価格のブザータイプの圧電ウエハとしてもよい。当該圧電ウエハは、例えば真鍮のディスク上、または強誘電性セラミック変換器上に設けられている。それらは、例えば、具体的には接着剤によってプレート７上に貼り付けられている。それらは、速乾性の２液性エポキシ系、または超速乾性のシアノリット（Ｃｙａｎｏｌｉｔ）系などの剛性接着剤によって、プレート上に貼り付けられている。

圧電変換器の代わりに、適宜、磁歪変換器を用いてもよい。

プレート７は、好適には、上記プレートにおける機械的波動の固有モードの振動ノードにて、フレーム８に固定され得る。

図１に概略的に示されたように、例えばユーザの指９、または、スタイラスなどが感知面に接触するとき、変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２によって、プレート７の感知面における接触の位置を特定することができる。例えば、ユーザが、プレート７の感知面に渡って指９で特定される軌道１０を描く場合、軌道の点が触覚インターフェース６によって位置特定され、マイクロコンピュータ２に再送信される。マイクロコンピュータ２は、上記軌道１０の画像である軌道１２に従ってスクリーン３上にカーソル１１を動かす。さらに、感知面へ接続時間が短い接触が検出された場合、この接触は、例えば物体の選択を表示するもの（例えば、一般的なマウスまたは触覚インターフェースにおけるクリックなど）と解釈される。同様に、感知面の１つおよび同じ領域に２回素早く接触すると、この接触は、アクションの起動を表示するもの（例えば、一般的なマウスまたは触覚インターフェースにおけるダブルクリック）として解釈される。

プレート７の感知面は、プログラミング可能なタッチキーボードを構成するためにも使用され得る。

図４に示したように、触覚インターフェース６は、演算装置および論理演算装置を備えたマイクロコントローラ１３（ＭＣ）を有する。このマイクロコントローラは、デジタル −アナログ変換器１４（ＣＮＡ）に連結された出力を備えており、この出力は、増幅器１５によって放出変換器Ｅに連結されている。

さらに、２つの受信変換器Ｒ１、Ｒ２は、マルチプレクサ１６（ＭＵＬＴ．）によって帯域通過フィルタ１７の入力に連結されている。該マルチプレクサは、マイクロコントローラ１３によって制御される。バンドパスフィルタ１７は、例えば１０ｋＨｚから１００ｋＨｚ、好適には、１５ｋＨｚから７０ｋＨｚの通過帯域を有する。帯域通過フィルタ１７の出力は、（マイクロコントローラ１３が統合アナログ−デジタル変換器を有する場合）マイクロコントローラ１３のアナログ入力に連結されている（そうでない場合、フィルタ１７の出力がアナログ−デジタル変換器によってマイクロコントローラのデジタル入力に連結される）。アナログ−デジタル変換器（マイクロコントローラ１３の中に統合されていてもよい）は、少なくとも８ビット、好適には１０ビット、または実際には１２ビット以上にて、検出信号の検出を実施するように適合されている。

変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２への連結は、具体的には、オーディオ型の同軸ケーブル、または他のシールド連結によって構成されていてもよい。

上記装置は、下記のように動作する。等間隔、例えば１秒間に数十回、例えば１秒間に５０回から１００回、マイクロコントローラ１３がプレート７の感知面のモニタリングステップを始動させ、続いて、位置特定ステップにおいて、感知面における接触がある場合は、それが認識および検出される。

ａ）モニタリングステップ
各モニタリングステップにおいて、マイクロコントローラ１３は、放出変換器Ｅが弾性機械的波動、特にラム波、より具体的には屈曲ラム波を放出するように構成されている。これらの波は、プレート７において共振現象を起こし、受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出される。モニタリングステップの後に続く位置特定ステップでは、プレート７の固有周波数であるＮ個の既定の周波数にて、受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって測定される検出した信号の特性（特に、これらの信号の振幅、および／または、位相）が抽出される。上記既定の周波数の個数は、１０より概ね大きく、例えば２０から４０程度であり得る。上記既定の周波数のいくつか（または、実際には全て）は、好適にはＡ０非対称モードに対応し得る。

上記既定の周波数は、下記の基準に従って受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出される信号のスペクトルに基づき、プレート７の固有周波数の中から予め選択される。

−上記既定の周波数は、検出された信号のスペクトルが、既定の周波数にて、閾値よりも大きい振幅を示すように構成されている（例えば、実施には、２０を上回る品質係数に対応する固有周波数を選択することが可能である）；
−上記既定の周波数は、既定の最小ギャップを上回るギャップによって隔離されるとともに、対になって分離される（上記既定の最小ギャップは、例えば少なくとも１５０Ｈｚ、好適には２００Ｈｚを上回る、さらに好適には３００Ｈｚを上回るものであり得る；既定の周波数は、スペクトル線の中間通過帯域の少なくとも３倍の間隔、すなわち、実際は３００Ｈｚから５００Ｈｚの間隔を空けて配置される必要がある）；
−上記既定の周波数は、測定される周波数の範囲（例えば、上述のように、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚ、好適には１５ｋＨｚから７０ｋＨｚ）に分布している：一例では、既定の周波数の少なくとも１つが３０ｋＨｚ未満であり、既定の周波数の少なくとも１つが５０ｋＨｚを上回るようにすることができる；
−既定の周波数は、所定の固有モードのための低い空間周波数、およびその他の固有モードのための高い空間周波数にそれぞれ対応する固有モードに対応する必要がある：実際、高い空間周波数を示すモードは、多くの場合複雑であり、優れた解像度を実現できるが、多くの場合高度な対称性を特徴としており、異なる場所への複数の接触が、同じ吸収係数に対応することになる。一方で、低い空間周波数を示すモードは、より単純なパターンを有しており、対称性の問題を取り除くことができ、この２つの組み合せによって接触の位置を最適に特定することができる。

なお、上記既定の周波数の選択は、各プレート７に基づいて、または、より好適には、各タイプのプレート７に基づいて実験的に選択し、その後、全てのプレート７を同タイプとして通常の使用状態にて行われる（同じタイプのプレート７とは、同じ寸法および同じ材質のプレートである）。

上記Ｎ個の既定の周波数にてこの測定を実施するために、複数の方法を用いることができる。

第一の好適な方法によれば、マイクロコントローラ１３は、変換器ＥがＮ個の既定の周波数にて、重畳表示されたＮ個の波形を備えるフレームを放出するように構成されている（上記Ｎ個の波形は、例えば正弦波形および四角波形の中から選択される）。この放出は、プレート７において共振を起こすのに十分な持続時間の放出時間枠に関連して実施され得る。この持続時間は、例えば１０ｍｓから２５ｍｓの間、特に１６ｍｓ程度であり得る。

モニタリングステップにおいて、機械的波動は、放出時間枠に含まれる（または少なくとも重複する）受信時間枠の間に、受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって取得可能であるが、上記受信時間枠の開始の前にプレート７に共振を起こすために、放出時間枠の後で開始することができる。受信時間枠は、５ｍｓから１５ｍｓの持続時間を示す；当該時間枠は、１０ｍｓ程度であり得るとともに、放出時間枠の６ｍｓ後に開始し得る。

変形例として、受信時間枠は、放出時間枠と重複することなく、その後に続くものであってもよい。この場合、放出および受信の両方の役割を果たす単一の変換器Ｅのみを使用できる。

他の変形例によると、インパルス信号（例えば、最も高い固有周波数の半分の期間未満である幅を有するノッチ信号）によって生成される機械的波動を、放出変換器Ｅによって放出させ、そして、上記機械的波動を、５ｍｓから１５ｍｓの範囲内の持続時間を有する受信時間枠の間に（受信変換器または変換器Ｒ１、Ｒ２、または、適当な場合、同じ変換器Ｅによって）取得させる。

本発明のある実施形態によると、受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出され、抽出された信号に基づき、例えば、（フーリエ変換、または、デジタル同期検出によって）既定の周波数にて検出された信号の振幅、すなわちｒ_ｉｍを抽出することができる。このとき、ｉは、既定の周波数を指定する特性で、１とＮとの間の値をとり、ｍは、受信変換器Ｒ１、Ｒ２を指定する特性で、１と２との間の値をとる。感知面における接触がないときに既定の周波数にて受信される信号の振幅を均一化するために、周波数の関数として、放出時の波形を調整することができる。

上記既定の周波数における受信変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出される信号の位相、すなわち、ψ_ｉｍもまた抽出される。ここで、ｉは、既定の周波数を指定する特性であり、１とＮとの間の値をとり、ｍは、受信変換器Ｒ１、Ｒ２を指定する特性であり、１と２との間の値をとる。

これらのデータ抽出、およびその後行われる計算は、マイクロコントローラ１３が算術演算装置および論理演算装置を有する場合、当該コントローラ１３を介して実施することができ、そうでない場合には、コンピュータ２を介して実施することもできる。

これらのデータに基づき、各変換器に関して複合吸収ベクトルＡ_ｒｅｌが算出される。

Ａ_ｒｅｌ＝〔Ａｒｅｌ_ｎ〕
−このとき、ｎ＝ｉ＋Ｎ．（ｍ−１）は、Ｍ＝２であるので、ここで取り挙げられた例では、１から２Ｎの範囲内の整数である（ｎは、Ｍ＝１の場合、単一の受信変換器に関して１からＮの範囲内に存在する）。

Ａｒｅｌ_ｎ＝（ｒ_ｉｍ／ｒ０_ｉｍ）ｅ^{ｊ（ψｉｍ−ψ０ｉｍ）}
−このとき、ｒ０_ｉｍは、感知面における接触がない場合の、固有周波数ｉ、および受信変換器ｍに対応しており、この数値は、後述する初期導入ステップにおいて予め決定され、
−ψ０_ｉｍは、感知面における接触がない場合の、固有周波数ｉ、および受信変換器ｍに対応しており、この数値は、後述する初期導入ステップにおいて予め決定される。

ｒ０_ｉｍおよびψ０_ｉｍは、例えば周囲温度または劣化などによって引き起こされうる変化について自動的に修正される構成としてもよい。

中心化された相対吸収ベクトルは、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌに基づき、下記の式によって求められる。

このとき、Ｎは、考慮される既定の周波数の個数であり、Ｍは、受信変換器の数（ここではＭ＝２）である。

その後、中心化された相対吸収ベクトルを正規化することにより、正規化および中心化された相対吸収ベクトルが得られる。

該相対吸収ベクトルは、上記初期導入ステップにおいて得られた基準マトリクスを介して、感知面における接触を検出および位置特定するために用いられる。

さらに、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌの係数を用いて、閾値基準、および／または時間的な基準（例えばクリック、ダブルクリックの区別）に従って接触を検出することができる。相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌの係数は、下記の式に等しい。

相対吸収ベクトルの係数が、既定の閾値よりも大きい場合、または時間経過に伴うこの係数の変化が、特定の動的プロファイル当てはまる場合（例えば、増加後の急速な減少）、マイクロコントローラ１３は、感知面における接触が生じたと判断し、その後、位置特定ステップに進む。そうでない場合、既定の時間間隔を空けた後で、新しい観測ステップが始動する。

ａ０）初期導入ステップ
触覚インターフェース６を使用する前に、初期の導入ステップが実施される。該初期の導入ステップは、各個別の触覚インターフェース６に対して行われても、各タイプの触覚インターフェース６に対して行われてもよい。

上記観測ステップのように実施される初期導入ステップにより、既定の条件下において、装置の通常使用時に観測ステップおよび位置特定ステップにおいて後々使用される検出の基準値を得ることができる。

初期導入ステップにおいて、プレート７の感知面における接触がないときに変換器Ｒ１、Ｒ２によって検出される信号に基づいて上記値ｒ０_ｉｍおよびψ０_ｉｍを求めることができる。これは、ｒ_ｉｍおよびψ_ｉｍの算出方法と同じである（上記観測ステップ参照）。上述したように、これらの値ｒ０_ｉｍおよびψ０_ｉｍは、上記各観測ステップにおいて使用される。

さらに、初期導入ステップにおいて、参照吸収マトリクスＡ_ｋｒｅｆ＝〔Ａ_ｋｒｅｆ_ｎ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）〕が算出され、この値は、その後、観測ステップにおいて用いられる。各参照吸収マトリクスの項Ａ_ｋｒｅｆ_ｎ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）は、正規化および中心化された相対吸収ベクトルの構成要素に対応しており、感知面上にて抽出される座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を備える既定の点における接触に関して上述のように判断される（上記観測ステップ参照）。ここで、ｔおよびｕは、接触の位置に関する特性であり、ｋは、接触の特有の大きさに関する指標である。

該特有の大きさは、感知面と、感知面に接触する物体または指との間の接触の表面積を表す。

空間サンプリング周波数は、十分に高いものである必要があり、一般に、共振モード時の観察に使用される空間周波数のスペクトルの上限の倍と少なくとも等しい。例えば、ｘ軸およびｙ軸に沿った３ｍｍのサンプリング間隔が選択される。

参照吸収マトリクスは、図６に例示するような測定用指１８を用いて得られるものである。該測定用指１８の移動は、ロボットアーム１９により行われる。ロボットアーム１９により、感知面上の座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を有する様々な点に対して測定用指１８を連続して押し付ける。図６の検出の例では、測定用指１８は、支持部２０を備えており、支持部２０の上で、ポリウレタン製の主容器２１を上下に摺動させることができる。主容器２１は円形又は長方形の接触子２２の形状にて底部に成形されている。接触子２２は、プレート７の感知面と接触するように構成されている。容器２１は、弾性リンク２３（例えばゴムバンド）によって支持部２０に連結されており、例えばシリコン樹脂製の所定の重量物２４（例えば、２０ｇ程度）を含有する。測定用指１８が、支持部２０と容器２１との間における同じ相対移動により、常に同じ速度で、同一の接触パッド２２を介して感知面上に置かれる場合、該接触パッドと感知面との接触は常に同じものになる。異なる表面領域の接触パッド２２を使用して様々な値のｋを求める。例えば、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの直径の円形接触パッドを使用することができる（なお、接触パッド２２の形状は非円形、例えば楕円または正方形でもよい）。好適には、特性ｋのうちの少なくとも１つが、小さいサイズの接触パッドであることが好ましい。その特性ｋの大きさは、共振パターンに関して感知面上にて観測される最も高い空間周波数の２分の１の大きさである。このようにして、接触面に対応するマトリクスの複数の要素に渡って移動平均を適用することによって、指に覆われたより大きいサイズの表面領域を判断することができる。

特に接触が標準化されている場合（例えば、スタイラスを用いて接触を行う場合）、接触の接触面を無視して単一の基準マトリクスのみを用いることができる。

ｂ）位置特定ステップ
各モニタリングステップの後で、マイクロコントローラ１３（または、任意にはマイクロコンピュータ２）が、位置特定ステップを始動させる。位置特定ステップにおいて、少なくとも検出した検出信号の特性と、参照特性のライブラリとを比較することによって、プレート７の感知面における接触の位置を特定することができる。当該参照特性は、感知面の既定の領域における接触にそれぞれ対応する。ここで取り上げた例では、当該参照値は、上記参照マトリクスである。

これらの参照マトリクスは、下記２つの間の相互相関関数を算出するために、各位置特定ステップにおいて用いられる。すなわち、現行の位置特定ステップにおいて算出された、低減済みの、中心化および正規化吸収ベクトルＡｎｏｒと、参照マトリクスのうちの１つ（または、使用される基準マトリクスが１つである場合、当該参照マトリクス）における要素Ａ_ｋｒｅｆ_ｎ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）の各々との間の相互相関関数を算出する。

適した参照マトリクスＡ_ｋ（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）の選択、すなわち、適切な測定用指の大きさに対応する特性ｋは、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌの係数から導かれる。

このため、これらの固有周波数は、同一タイプの物体に関連して予め決定されており、固有周波数に関して、接触面の関数として吸収が最も大きく変化する。例えば、２００ｍｍ×１４１ｍｍ×１ｍｍのガラス板に関して、２５ｋＨｚから３５ｋＨｚの範囲内にあるスペクトル線が、接触の接触面に応じて（殆ど比例して）変化する。その後、接触面に対して最も感度の高い共振スペクトル線に対応するサブベクトルＡ_ｒｅｌｘが、相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌから導かれ、このサブベクトルＡ_ｒｅｌｘの係数が算出される。この係数の値によって、対応するテーブルに応じて、接触位置を割り出す相互相関の実施に用いられる参照マトリクスｋが求められる。

上記サブベクトルに対応する固有周波数の選択のために、係数１未満の係数Ａｒｅｌ_ｎによって特徴づけられるとともに、閾値未満のプレートを超える変分を有する固有周波数のみを使用することができる。このとき、当該閾値は例えば４％である（これは、吸収サブベクトルＡ_ｒｅｌｘの係数が、プレート全体についての平均値に対して４％未満変化することを意味する）。この場合、相対吸収サブベクトルＡ_ｒｅｌｘの係数は、平均してプレート全面において低いが、プレート全面に渡ってより均一であり、その標準偏差値も低い。それゆえに、重複する表面領域の測定の信頼性が高くなる。これが、固有周波数の選択のための第四の基準となる。抽出された相対吸収ベクトルの係数は、重複する表面領域の単調増加に応じて変化する。

このとき、ｐ≦Ｎは、ベクトルＡ_ｒｅｌｘを構成するために使用される固有周波数の数値である。

一旦、適切な基準マトリクスｋを求め、上記相互相関ステップが終わると、感知面における接触位置が判断され、マイクロコンピュータ２に送信される。マイクロコンピュータ２は、それに基づいて、スクリーン上にポインタ１１を配置するか、またはタブレット６がキーボードとして使用される場合、どの文字が叩かれたのかを記録する。

感知面を備えるとともに、変換器または変換器Ｅ、Ｒ１、Ｒ２を備える物体は、
−マイクロコンピュータ２の画面３、
−携帯電話、電子手帳、支払端末の画面、
−ＬＣＤ、プラズマ、ＤＬＰ、ＦＥＤ、ＳＥＤ、ＯＬＥＤスクリーンなど、
−ロボット工学において感知インターフェースとして使用可能な、または、プログラミング可能なタッチキーを備えたキーボードとして使用可能な、相対的に軟質の金属またはプラスチックシート、
−店、博物館、美術館などに配置される板ガラスまたは他の表面であって、客または訪問者が、展示されている製品または作品に関して、スクリーン上に詳細を表示させることができる、あるいは、スピーカを用いて詳細を再生させることができる板ガラス、または他の表面、
−表示パネルの板ガラスまたは他の表面であって、通行人が、現在表示されている広告についての詳細を表示させることができる、またはある地域もしくは他の場所に関する一般情報（例えば、現在のイベント、または実用的情報、例えば、場所のプラン）などを表示させることができるものであり、これらの詳細またはこの情報を、例えば表示パネルの底部における可視スクリーン上に表示させる板ガラス、または他の表面、
−例えばホームオートメーションシステムを制御するために使用される、壁の一部、床の一部、またはその他の物体（したがって、特に、アパートの住人が、上記アクティブ領域１０のみからなるスイッチの位置を求め、所望の場所の壁などに配置することができる）、
−特に厳しい環境下（爆発物を扱う場所、高温の場所、高濃度の放射能を扱う場所など）において産業用機器を制御するために使用される、壁の一部、床の一部、またはその他の物体、
−冷蔵庫、洗濯機などの家電、または産業目的または軍事目的の物体の入力キーパッドを構成する、滑らかで扱いが容易な表面、
−デジコードの仮想キーボードなどを構成する入力インターフェースとして用いられる建物のドアパネル、
−その上を歩くヒトの位置を特定するフロア部、
−入力インターフェースを形成する自動車または他の車の一部、
であり得る。

本発明の利点について特筆すべきことは、コスト／性能の比率が低いこと、低消費電力、温度変化への耐性、共振を起こす物体の形状に関する許容性、およびミリメートル単位の高精度の位置特定が可能な点である。

本発明のある変形例によると、図５に示されたように、各放出点または受信点は、プレート７の両面上に互いに対向するように配列された２つの変換器（例えば、図７の放出点のための変換器ＥおよびＥ´）を備える。この構成によって、モードの選択的放出／受信の実行が可能となり、
−各対の変換器（例えばＥおよびＥ´）が並列接続されている場合、放出および受信に関してＳ０対称モードが選択され（受信変換器が放出変換器Ｅ、Ｅ´と同じように配列されている）、
−各対の変換器が、並列接続されていない場合、放出および受信に関してＡ０非対称モードが選択される。

図７に示された他の変形例によると、プレート７は、感知面のレベルにおいてプレート７の上面と乾接触するフレキシブルプラスチックフィルム２５に覆われていてもよい。フィルム２５は、弾性波を吸収することができ、それによって、感知面が接触を受信するとき、特に、スタイラスなどの細長いものによる接触を受信する場合には、よりよく吸収することができる。フィルム２５は、接着剤によって密着されずに、プレート７と乾接触されていることが好ましい。これは、すなわち、インターフェースの凹凸に薄い空気の層を閉じ込めるということである。指の腹またはスタイラスペンの先端によって、フィルム２５がプレートに対して局所的に押し付けられると、フィルム２５の吸収機能が働く。

図８に、上記フィルム２５と同様の吸収性のフレキシブルプラスチックフィルム２６が、プレート７と固体の基板２８との間に配置されている構成を例示する。このとき、プレート７は、何らかの柔軟性を有する。

小さい寸法のスペーサ２７（ミクロビーズなど）が、プレート７とフィルム２６との間に配置されているため、プレート７が、当該プレート７へのスタイラスまたは指の接触の位置特定レベルにおいて、単独でフィルム２６と接触する。そして、接触レベルにおいて、フィルム２６が弾性波を吸収する。

任意に、プレート７は液晶画面の上面を構成していてもよく、このとき、吸収フィルム２６は液晶画面の液晶自体である。

本発明の一実施形態に係る方法を実施するために構成された触覚インターフェースを備える装置の一例の概略を示す斜視図である。 図１に示した装置の音響インターフェースのプレートを示す平面図である。 図２のプレートの部分断面図である。 図１の装置を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態を示す、図３と同様の図である。 前段階である導入段階における、図１の音響インターフェースを抽出するために使用可能な装置を示す断面概略図である。 本発明の第三実施形態を示す、図３と同様の図である。 本発明の第四実施形態を示す、図３と同様の図である。

Claims (41)

1. 物体（７）の感知面における接触位置を特定する方法であって、
   （ａ）上記物体の一部である少なくとも１つの放出点（Ｅ）から上記物体内に機械的波動を伝播させ、上記物体の一部である少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）において上記機械的波動を取得することによって、少なくとも１つの検出信号を得るモニタリングステップと、
   （ｂ）上記検出信号を分析することによって、上記感知面における接触位置を特定する位置特定ステップとを少なくとも含んでおり、
   上記放出された機械的波動が、上記物体（７）の少なくとも２つの振動固有周波数に対応する少なくとも２つの周波数成分を有しており、上記位置特定ステップにおいて、上記検出信号の少なくとも特定の特性と、上記感知面の既定の領域各々における接触に対応する参照特性のライブラリとを比較することを特徴とする方法。
2. 上記位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の上記特性は、上記検出信号の少なくとも１つの振幅を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 上記位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の上記特性は、上記検出信号の少なくとも１つの位相を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 上記位置特定ステップにおいて用いられる上記検出信号の上記特性は、個数Ｎの既定の周波数に対応しており、Ｎは、２以下の整数、好適には１０以下の整数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 上記既定の周波数は、上記機械的波動によって励起される上記物体の固有周波数であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 上記既定の周波数は、上記検出信号のスペクトルが、上記既定の周波数において閾値よりも大きい振幅を示す周波数であることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
7. 上記既定の周波数は、既定の最小ギャップよりも大きいギャップにおいて、対になって分離されることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 上記既定の最小ギャップは、少なくとも１５０Ｈｚ以上、好適には２００Ｈｚを上回る、さらにより好適には３００Ｈｚを上回ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 上記既定の周波数は、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲内、好適には１５ｋＨｚから７０ｋＨｚのスパンにおいて送信されることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 上記既定の周波数の少なくとも１つは３０ｋＨｚ未満であり、上記既定の周波数の少なくとも１つは５０ｋＨｚよりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 上記使用される物体は、上記感知面を形成するプレート（７）を備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 上記機械的波動は、ラム波であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 上記ラム波は、屈曲波であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 上記ラム波は、Ａ０反対称波であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 上記モニタリングステップにおいて使用される上記放出点と上記受信点とは、上記物体（７）のいずれの対称軸上にも位置しないように配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 上記モニタリングステップは、１秒間に数十回、好適には１秒間に少なくとも５０回繰り返されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 上記モニタリングステップにおいて、上記物体（７）内に共振が発生するのに十分な持続時間の放出時間枠の間、少なくとも１つの波形が、上記既定の周波数の少なくとも１つにて放出されることを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載の方法。
18. 上記モニタリングステップにおいて、重畳したＮ個の波形を有するフレームが、Ｎ個の既定の周波数にて放出されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 上記放出時間枠は、１０ｍｓから２５ｍｓの範囲内の持続時間を有することを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
20. 上記モニタリングステップにおいて、上記機械的波動は、５ｍｓから１５ｍｓの範囲内の持続時間を有する受信時間枠の間に検出されることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 上記受信時間枠の少なくとも一部は、上記放出時間枠と重複しており、上記少なくとも１つの受信点と、上記少なくとも１つの放出点とは別個のものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 上記受信時間枠は、上記放出時間枠に重複することなく、その後に続くことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. 上記モニタリングステップにおいて、上記受信点と同一である単一の放出点が用いられることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 上記モニタリングステップにおいて、インパルス信号によって生成される機械的波動が上記放出点から放出された後に、上記機械的波動が、５ｍｓから１５ｍｓの範囲内の持続時間を有する受信時間枠の間に取得されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
25. 上記モニタリングステップにおいて、上記検出信号は、少なくとも８量子化ビット、好適には少なくとも１０ビット、さらに好適には少なくとも１２ビットにおいてデジタル化されることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
26. 上記モニタリングステップにおいて、音波の相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌ＝〔Ａｒｅｌ_ｎ〕は、上記Ｎ個の既定の周波数における係数および位相に関して決定され、このとき、
    Ａｒｅｌ_ｎ＝（ｒ_ｉｍ／ｒ０_ｉｍ）ｅ^{ｊ（ψｉｍ−ψ０ｉｍ）}を満たし、
    −ｉは、上記既定の周波数を特定する、１からＮの間の値をとる指数であり、
    −ｍは、上記受信点を特定する、１からＭの間の値をとる指数であり、
    ｎ＝ｉ+Ｎ（ｍ−１）を満たし、
    −ｒ０_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、上記感知面における接触がないときの上記受信点ｍに対応する振幅値であり、
    −ｒ_ｉｍは、上記既定の周波数ｉ対応するとともに、上記感知面における接触があるときの上記受信点ｍに対応する振幅値であり、
    −ψ０_ｉｍは、上記既定の周波数ｉ対応するとともに、上記感知面における接触がないときの上記受信点ｍに対応する位相値であり、
    −ψ_ｉｍは、上記既定の周波数ｉに対応するとともに、上記感知面における接触があるときの上記受信点ｍに対応する位相値であることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 上記モニタリングステップにおいて、
    

    

    を用いて、正規化および中心化された相対吸収ベクトルを求めることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 上記位置特定ステップにおいて、上記接触位置は、上記相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌに関連する吸収ベクトルと、上記物体の上記感知面上において抽出された座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を有する既定の各点における接触に対応する、１群の参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなる少なくとも１つの参照行列との間の相互相関テストから導かれることを特徴とする請求項２６または２７に記載の方法。
29. 上記位置特定ステップにおいて、上記接触位置は、中心化された相対吸収ベクトルＡ_ｎｏｒと、上記物体の上記感知面上において抽出された座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を有する既定の各点における接触に対応する、１群の正規化および中心化された相対参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなる少なくとも１つの参照行列との間の相互相関テストから導かれることを特徴とする２７に記載の方法。
30. 上記位置特定ステップにおいて、複数の大きさの接触に対応する複数の参照行列が用いられ、使用される上記参照行列を決定するために、上記接触の大きさは、上記相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌから導かれることを特徴とする請求項２８または２９に記載の方法。
31. 上記位置特定ステップにおいて、上記接触の上記大きさに最も敏感な上記既定の周波数に対応するサブベクトルＡ_ｒｅｌｘは、上記相対吸収ベクトルＡ_ｒｅｌから抽出され、これにより当該サブベクトルＡ_ｒｅｌｘの上記係数が算出され、これにより上記相互相関オペレーションを実施するために使用される上記参照行列が導かれ、これにより上記接触位置が導かれることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
32. 上記サブベクトルＡ_ｒｅｌｘを構成するために、上記相対吸収ベクトルの構成要素は１未満の係数を有しており、閾値未満の上記プレートにわたる変化を有する上記既定の周波数のみが保持されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
33. 上記参照行列は、上記物体の上記感知面上にて抽出される座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）を含む既定の点における接触に対応する１群の参照吸収ベクトルＡ_ｒｅｆ（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）からなり、該座標（Ｘ_ｔ，Ｙ_ｕ）は、上記励起スペクトルの最小空間周波数の波長の半分未満の間隔にて抽出されるものであることを特徴とする請求項２９または３０に記載の方法。
34. 観察ステップにおいて、上記相対吸収ベクトルの係数を算出し、当該係数と、既定の閾値とを比較することによって、上記感知面における接触の有無を判定することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
35. 上記観察ステップにおいて、上記相対吸収ベクトルの係数を算出し、当該係数と、特定の動的プロファイルとを経時的に比較することによって、上記感知面における接触の有無を判定することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
36. 物体（７）の感知面における接触位置を特定するための装置であって、
    上記物体における音波を放出および取得するように構成された少なくとも１つの変換器（Ｅ、Ｒ１、Ｒ２）を備えており、上記変換器は、少なくとも１つの電子中央ユニットに接続されており、当該電子中央ユニットは、
    −上記少なくとも１つの変換器を用いて、上記物体内に機械的波動を伝播させるとともに、上記少なくとも１つの変換器を用いて、上記機械的波動を取得し、
    −上記検出した信号を分析することによって、上記感知面における接触位置を特定する装置において、
    上記放出された機械的波動が、上記物体（７）の少なくとも２つの振動固有周波数に対応する少なくとも２つの周波数成分を有しており、上記電子中央ユニット（２、１３）は、上記検出信号の少なくとも特定の特性と、参照特性のライブラリとを比較するように構成されており、上記参照特性は、それぞれ、上記感知面の既定の領域各々における接触に対応することを特徴とする装置。
37. タッチキーボードを備えていることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
38. 表示スクリーン上にてポインタを連続的に動かすように構成されていることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
39. 上記少なくとも１つの変換器（Ｅ、Ｒ１、Ｒ２）は、上記物体（７）のいかなる対称軸から遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項３６から３８のいずれか一項に記載の装置。
40. 上記物体は、上記感知面を含むプレート（７）を備えていることを特徴とする請求項３６から３９のいずれか一項に記載の装置。
41. 上記物体（７）は、接触時における上記音波の吸収現象を増大させるように、吸収性の軟質フィルム（２５；２６）に覆われていることを特徴とする請求項３６から４０のいずれか一項に記載の装置。

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