JP2013530398A - 少なくとも1つの人間の指の表面上での存在を検出する検出装置、及び機械、装置(特に携帯装置)又はシステムのユーザインターフェース内において当該検出装置を使用する方法 - Google Patents
少なくとも1つの人間の指の表面上での存在を検出する検出装置、及び機械、装置(特に携帯装置)又はシステムのユーザインターフェース内において当該検出装置を使用する方法 Download PDFInfo
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- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
Abstract
【選択図】 図1
Description
i)測定電圧出力が高安定、又は少なくとも十分に安定していることを安定度が示す場合には、人間の指と表面部との間の物理的な接触は存在しないこと、
ii)測定電圧出力が安定でないが、人間の指に対して特徴的な振動を含む場合には人間の指と表面部との間の物理的な接触があること、を示すために設定されている測定電圧出力の安定度を決定する手段と、を備えている。
本発明による装置によれば、少なくとも1つの人間の指がユーザインターフェースの表面部に実際に接触したか否か、すなわち、少なくとも1つの人間の指とその表面部との間で物理的な接触があるか否かを確実に検出することが可能となる。
人間の指の存在を検出するように構成されている静電容量式タッチセンサと、
ユーザインターフェースの表面部に与えられた力の変化を測定することによって人間の接触を感知するように構成されている誘導式タッチセンサ、又は
力の変化に反応し、ユーザインターフェースの表面部に与えられた力の変化を測定することによって人間の接触を感知するように構成されている圧電タッチセンサと、を用いることができる。
メモリ内のサンプルの算術平均Mは次式で計算される。
メモリ内のサンプルXn毎に、誤差Enは次式で計算される。
式(3)によって計算された誤差Enは、算術平均から各サンプルの差であり、その差を平方(すなわち、2乗)でべき乗し、それは指数関数的により強い影響力を有するためにより大きい違いを発生させ、また、その差の符号を無視する。
各アナログ−ディジタルサンプリング後、合計誤差Eは、信号の安定性を示す。表面部が人間の指と接触していないときには、合計誤差Eは低く、例えば、E=25であり、測定ノイズからなる。
E≧H (5)
であり、物理的な接触が存在しない場合には、
E<H (6)
である。設定例として我々は、H=150を使用した。
−建物内の照明スイッチ及び電流スイッチ、
−アラーム装置、特に、火災又は盗難警報器のユーザインターフェース、
−家庭電化製品、特に、食器洗浄機、洗濯機、ハード(herd)、オーブン、ハード(herd)オーブンの組み合わせ、電子レンジ、及びバスルームの家具の電源スイッチ及びユーザインターフェース。
Claims (15)
- 少なくとも1つの人間の指の表面部(10)上での存在を検出する装置(1)であって、
可視可能な表面部(10)の下に位置され、圧電特性を有し、前記表面部(10)が指で押圧されたときのように力(F)が前記表面部(10)に与えられたときに前記力(F)が自身の機械的ストレスに伝達され、前記機械的ストレスに応じて電圧出力(V)を生成するように前記装置(1)内に配置された少なくとも1つの素子(22)と、
予め定められた期間内に前記電圧出力(V)を測定する手段(R2,R3,C3,IC1)と、
当該測定された電圧出力(V)の安定度を判別する手段(IC1)と、を備え、前記手段(IC1)は、
i)前記測定された電圧出力が非常に安定し、又は少なくとも十分に安定していることを前記安定度が示す場合には、人間の指と前記表面部との間の物理的接触が存在することを示し、
ii)前記測定された電圧出力が安定しないが、人間の指に起因する振動を含むことを前記安定度が示す場合には、人間の指と前記表面部との間の物理的接触が存在することを示すように構成されていることを特徴とする装置(1)。 - 圧電特性を有する前記素子(22)は、前記表面部の下方から前記表面部(10)に取り付けられている上部導電層(14)と、基板(20)に取り付けられている下部導電層(18)との間に配置され、前記上部導電層(14)は前記素子(22)の上部電極への電気的接触として作用し、前記下部導電層(18)は前記素子(22)の底部への電気的接触として作用することを特徴とする請求項1記載の装置(1)。
- 前記上部導電層(14)は導電性箔であることを特徴とする請求項2記載の装置(1)。
- 前記下部導電層(18)は銅層であることを特徴とする請求項2又は3記載の装置(1)。
- 前記銅層は金メッキを有することを特徴とする請求項4記載の装置(1)。
- 前記下部導電層(18)は、機械的ストレス下で素子(22)の一部のために経路を与える十分の空間を提供する孔(27)又は凹部を包含する一方、前記孔(27)又は凹部のエッジに直接制限する前記下部導電層(18)の領域(30)が素子(22)の端部(39)のための支持面として動作することを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1記載の装置(1)。
- 前記孔(27)又は凹部は円形であることを特徴とする請求項6記載の装置(1)。
- 前記孔(27)又は凹部は特に穴開け又はエッチングすることによって前記下部導電層(18)に作成されていることを特徴とする請求項6又は7記載の装置(1)。
- 圧電特性を有する前記素子(22)はセラミック圧電素子、クリスタル圧電素子、及び圧電特性を示すポリマー構造のいずれか1つであるか、又はそれらのいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1記載の装置(1)。
- 前記素子(22)は、前記表面部(10)が指によって押圧されるときのように、前記表面部(10)に力(F)が与えられたときに前記力(F)が前記素子(22)を曲げることによって前記素子(22)の機械的ストレスに伝達されるように前記装置(1)に配置されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1記載の装置(1)。
- 予め定められた期間内に前記電圧出力(V)を測定する手段(R2,R3,C3,IC1)と、前記測定された電圧出力(V)の前記安定度を判別する手段(IC1)とは、マイクロコントローラ(IC1)を含み、前記マイクロコントローラ(IC1)はアナログ信号である前記電圧出力(V)をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器を更に含み、前記ディジタル信号は前記マイクロコントローラ(IC1)においてソフトウェアアルゴリズムを用いて分析されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1記載の装置(1)。
- 前記装置(1)はセンサ又は前記センサの一部であることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1記載の装置(1)。
- 機械又は装置、特に携帯装置のユーザインターフェースにおいて請求項1ないし12のいずれか1の装置(1)を用いる方法であって、
前記装置(1)は、人間の指と前記ユーザインターフェースの前記表面部との間の物理的接触が存在するか否かを示し、好ましくは前記少なくとも1つの指が前記表面部(10)を押圧する前記力(F)に相当する挿入力を測定するために用いられることを特徴とする方法。 - 前記装置(1)は、人間の指の存在を検出するように構成されている静電容量式タッチセンサ、前記ユーザインターフェースの前記表面部に与えられた力の変化を測定することによって人間の接触を感知するように構成されている誘導式タッチセンサ、又は力の変化に反応し、前記ユーザインターフェースの前記表面部に与えられた力の変化を測定することによって人間の接触を感知するように構成されている圧電タッチセンサを達成するために用いられることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記装置(1)は、前記ユーザインターフェースとの人間の指のインターラクションの開始及び終了を信号で知らせるために用いられることを特徴とする請求項13又は14記載の方法。
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