JP2014174996A - インタフェースが触れられていることを示すためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】改善された人間−機械インタフェースおよび機械−機械インタフェースを提供する。
【解決手段】システムは、少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含むインタフェースであって、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されているインタフェースと、第1の導電性構造体に結合されているタッチセンサであって、触れられている電極の可変電気的特性の値に一致する値を電極の可変電気的特性が有するか否かについて決定を行うように構成されているタッチセンサと、出力デバイスであって、触れられている電極の可変電気的特性の値に一致する値を可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成する出力デバイスとを備える。
【選択図】図6
【解決手段】システムは、少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含むインタフェースであって、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されているインタフェースと、第1の導電性構造体に結合されているタッチセンサであって、触れられている電極の可変電気的特性の値に一致する値を電極の可変電気的特性が有するか否かについて決定を行うように構成されているタッチセンサと、出力デバイスであって、触れられている電極の可変電気的特性の値に一致する値を可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成する出力デバイスとを備える。
【選択図】図6
Description
実施形態は、概してタッチセンサ、機械(マシン)−機械インタフェース、および人間(ヒューマン)−機械インタフェースに関する。
一般的な消費者用または産業用デバイスは、デバイスおよび人間、または他の電子デバイス間の対話を容易にする多数の人間−機械および/または機械−機械インタフェースを含み得る。たとえば、従来のテレビ受像機は、ユーザがチャネル、音量設定、入力などを変更することを可能にするいくつかのボタンとともに、1つ以上の高精細度マルチメディアインタフェース(HDMI(登録商標))、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポート、オーディオ/ビデオ・ケーブル・インタフェース、およびデジタル・ビジュアル・インタフェース(DVI)コネクタを含む場合がある。
経験に乏しいユーザにとって、そのようなデバイスとの対話および/またはデバイスを他の部品に接続することは、分かりにくく苛立たしい経験であり得る。加えて、直感的なユーザインタフェースならびに単純なデバイス設定および制御手順が好まれる傾向が一層高まっていることから、改善された人間−機械インタフェースおよび機械−機械インタフェースが所望されている。
上記問題点を解決するために、システムの実施形態は、インタフェースと、タッチセンサと、出力デバイスとを含む。インタフェースは、少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含み、インタフェースは、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されている。タッチセンサは第1の導電性構造体に結合されており、タッチセンサは、触れられている電極の電気的特性に一致する値を電極の可変電気的特性が有するか否かについて決定を行うように構成されている。出力デバイスは、触れられている電極の電気的特性に一致する値を可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成する。
システムの他の実施形態は、複数のインタフェースと、1つ以上のタッチセンサと、出力デバイスとを含む。複数のインタフェースの各インタフェースは、少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含む。1つ以上のタッチセンサは複数のインタフェースの導電性構造体に結合されており、1つ以上のタッチセンサは、触れられている電極の電気的特性に一致する値を各電極の可変電気的特性が有するか否かを決定する。出力デバイスは、触れられている特定の電極の電気的特性に一致する値を特定の電極の可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成し、人間知覚可能指標は、特定の電極に関連付けられているインタフェースの識別子を含む。
タッチセンサと、出力デバイスと、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されているインタフェースとを含むデバイスにおいて方法の一実施形態が実施される。方法は、タッチセンサによって、触れられている電極の電気的特性に一致する値を電極の可変電気的特性が有するか否かを決定するステップを含み、電極は、デバイスのインタフェース内に含まれている第1の導電性構造体を含む。方法は、出力デバイスによって、触れられている電極の電気的特性に一致する値を可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成するステップも含む。
本明細書において使用される場合、「デバイスインタフェース」という用語は、電子デバイスの人間−機械インタフェースまたは機械−機械インタフェースを意味し、その少なくとも一部分は、デバイスの外部においてアクセス可能である(たとえば、インタフェースはデバイス筐体の外部に露出した部分を有する)。「人間−機械インタフェース」という用語は、デバイスと人間であるユーザが対話することを可能にするためのそのデバイスの任意の構造体またはサブシステムを意味しており、対話することにはデバイスの機能に影響を与え得る指、手、スタイラス、または他の装置を通じて制御入力を提供することが含まれる。たとえば、限定を目的とはしないが、人間−機械インタフェースは、人間であるユーザによって物理的に操作され得るボタン、スイッチ、ダイヤル、およびデバイスの他の構成要素を含んでもよい。たとえば、人間−機械インタフェースは、とりわけデバイス電力、音量、動作モード(たとえば、スリープモード、作動モード、サイレントモード、振動モード)、メニューまたはカーソル表示、およびデバイス動作(たとえば、写真撮影、録音および/または録画の開始/終了、アプリケーションの起動または停止、実行中のソフトウェアへの入力の提供)をユーザが制御することを可能にするように設計されてもよい。
「機械−機械」インタフェースという用語は、他のデバイス、電子部品、コンピュータ、および/またはネットワークとデバイスが通信(データまたは他の信号の送信および/または受信)することを可能にするためのデバイスの任意の構造体またはサブスシステムを意味する。「機械−機械」インタフェースという用語は、電源(たとえば、電力網または電池)、電圧基準、またはグランド基準にデバイスが接続することを可能にするデバイスの任意の構造体またはサブスシステムも意味する。たとえば、限定を目的とはしないが、機械−機械インタフェースは、さまざまなコネクタ(たとえば、同軸ケーブルコネクタ、シールド・ケーブル・コネクタ、高精細度マルチメディアインタフェース(HDMI(登録商標))ケーブルコネクタ、オーディオ/ビデオ・ケーブル・コネクタ、デジタル・ビジュアル・インタフェース(DVI)ケーブルコネクタ、ヘッドフォンコネクタ、マイクロフォンコネクタ、イーサネット(登録商標)コネクタ、電源コードコネクタ)、ポート(たとえば、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポート、シリアルポート、パラレルポート、周辺ポート)、カードスロット、および他のタイプのインタフェース(たとえば、赤外線受信器、光インタフェースなど)など、デバイスの一部として統合されるサブシステムの部分を含んでもよい。さまざまな実施形態に応じて、機械−機械インタフェースは、通信信号もしくは電気信号(たとえば、情報を伝える信号、アナログまたはデジタル信号、クロック信号、制御信号)または電気(たとえば、電源(たとえば、電力網もしくは電池)からの電流および/または電圧、電圧基準、またはグランド基準)のための装置に結合されるように構成される。たとえば、限定を目的とはしないが、機械−機械インタフェースは、ケーブルまたはコード(たとえば、同軸ケーブル、シールドケーブル、HDMIケーブル、オーディオ/ビデオケーブル、DVIケーブル、USBケーブル、ヘッドフォンコード、マイクロフォンコード、イーサネット(登録商標)ケーブル、電源コード)、データ記憶デバイス(たとえば、USBデータ記憶デバイス、データカード)、および他のタイプの装置に結合されるように構成されてもよい。
下記により詳細に説明するように、本明細書に記載の実施形態は、デバイスに対するシステムおよび方法であって、特定のデバイスインタフェースに関連付けられている電極が触れられている(たとえば、人間であるユーザによって)可能性があることを決定し、その決定に応答して人間知覚可能指示を生成するためのシステムおよび方法を含む。下記の記載において、「インタフェースに関連付けられている電極が触れられているか否かの決定」、または類似の動作が言及され得る。そのような言及とは、電極が人間の手によって触れられているときに存在する特性に電極の電気的特性が一致するか否かについて(たとえば、デバイスによって)決定が行われることを意味するように解釈されるべきであることを理解されたい。いくつかの場合において、人間の手によって触れられている電極の電気的特性に一致する特性は、人間による接触(タッチ)が存在しないとき(たとえば、インタフェースが他の何らかによって触れられているとき、電気的干渉または磁気的干渉が存在するときなど)に存在してもよい。したがって、人間によるタッチが実際に存在することは、さまざまな実施形態が機能するために要求されない場合がある。電極が触れられていることへの任意の言及は、実施形態が実施されるために人間によるタッチが必須であることを意味するように解釈されるべきではない。
加えて、いくつかの構成の電極の電気的特性は、電極を構成する実際の導電性構造体を被覆する絶縁体を通じて電極の一部分が「触れられる」ときに影響を受けてもよい。したがって、本明細書において「タッチ」という用語が使用されている場合、これは、絶縁体を通じた電極との直接の接触、および隣接面接触の両方を意味する。基本的に、電気的特徴、すなわち触れられている電極または電極を被覆する絶縁体の特性を生成する任意の動作が、用語「タッチ」が本明細書において使用される場合のその定義の範囲内に入るものとみなされる。
一実施形態によれば、システム(たとえば、デバイス)は、1つ以上のタッチセンサ式デバイスインタフェース、デバイスインタフェースに結合されている1つ以上のタッチセンサ、および1つ以上の出力デバイスを含む。各タッチセンサ式デバイスインタフェースは、電極として機能するために適した導電性構造体を含み、それゆえ、そのようなインタフェースは本明細書において代替的に「電極搭載インタフェース」と称する場合がある。タッチセンサは各インタフェースの導電性構造体に結合されており、タッチセンサは、(たとえば、人間であるユーザによって)触れられているインタフェースの電気的特性にインタフェースの可変電気的特性が一致するか否かについて決定を行うように構成されている。触れられているインタフェースの電気的特性に可変電気的特性が一致するとき、タッチセンサは、インタフェースに関連付けられている電極が「タッチ状態」(すなわち、触れられている状態)にあることを示す信号を生成してもよい。次いで、タッチ状態信号は(たとえば、デバイスの処理システムによって)処理されてもよく、出力デバイスはタッチ状態信号に応答して人間知覚可能指標を生成するように制御されてもよい。さまざまなタイプのタッチセンサがシステムに実装されてもよい。
図1は、一例の実施形態に応じた、デバイス筐体102の外部に露出した1つ以上の電極搭載インタフェース110、111、112、113、114、115を含むデバイス100の一例の正面図を示す。加えて、デバイス100の示されている外観図には図示されていないが、デバイス100は、インタフェース110〜115に結合されている1つ以上のタッチセンサ、および、該タッチセンサによって生成される信号を処理する処理システムも含む。タッチセンサから受信される信号に基づいて、処理システムは、インタフェース110〜115のうちの1つ以上が触れられていることの指示(たとえば、指示122)を出力デバイス(たとえば、ディスプレイ120)に生成させてもよい。
示されている実施形態において、デバイス100は、電源ボタン110、ヘッドフォンコネクタ(ジャック)111、音量アップボタン112、音量ダウンボタン113、モードスイッチ114、およびディスプレイ電源ボタン115を含む。インタフェース110〜115の各々は、電極として機能し得る1つ以上の導電性構造体を各インタフェース110〜115が含むという点において「電極搭載」インタフェースである。さまざまな実施形態において、電極搭載インタフェースの導電性構造体は、インタフェース内に完全に収容されてもよく(たとえば、導電性構造体がボタン、スイッチ、ダイヤル、もしくは他の構成要素内に含まれてもよく、またはその一部分を形成してもよい)、またはインタフェースに物理的かつ電気的に結合されてもよく(たとえば、インタフェースに接続されてその一部分を形成するケーブル内に導電性構造体が含まれてもよい)、またはインタフェースの一部分に近接してもよい(たとえば、導電性構造体はボタン、スイッチ、ダイヤル、コネクタ、もしくはスロットなどを取り囲んでもよく、またはそれらに隣接して位置してもよい)。一実施形態によれば、導電性構造体がインタフェースの一部分に「近接する」とみなされるためには、人間であるユーザが自身の指でインタフェースのその部分に触れようとした場合に、ユーザがインタフェースのその部分に近接している導電性構造体にも触れる可能性がある程度に、インタフェースのその部分からおよそ標準的な指先の幅未満の距離内に導電性構造体が位置する。
たとえば、自身の指先130によって、人間であるユーザはデバイス100の音量アップボタン112に触れてもよい。一実施形態に応じて、音量アップボタン112は、電極として使用するために適した導電性構造体を含んでもよく、デバイス100内に存在し導電性構造体に結合されているタッチセンサは、導電性構造体の可変電気的特性(たとえば、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗、磁場など)を検知してもよい。検知された電気的特性がタッチの特性であるとき、センサは、タッチ状態を示す信号をデバイス100の処理システムに送信してもよい。次いで、処理システムは、ディスプレイ120に、音量アップボタン112が触れられているという指示を生成させてもよい。たとえば、図1に示すように、ディスプレイ120上に「音量アップボタンに触れています」と記載しているポップアップウィンドウ122が表示される。図1に示すように、この指示は、触れられているインタフェースの識別子を含む(すなわち、指示に「音量アップボタン」が含まれている)。したがって、ユーザは、実際にインタフェースを目視することなく、またはその機能を確実に知ることなく、自身が何に触れているかを通知され得る。一実施形態に応じて、デバイス100がタッチ指示を生成するためにユーザがインタフェースを有効化する(たとえば、音量アップボタン112を押下する)必要はない。代替的に、ユーザが音量アップボタン112に単に触れるときに指示が生成され得る。一実施形態に応じて、ユーザが電極搭載インタフェースのうちの他のインタフェース110、111、113〜115に触れるときに類似の指示が生成されてもよいが、それらの指示は「音量アップボタン」の識別子ではなく、それらのそれぞれのインタフェースの識別子を示す。
他の実施形態において、デバイス100は、ユーザがインタフェースに触れていることの異なるタイプの指示を提供してもよい。たとえば、デバイス100は、インタフェースが触れられていることのグラフィック表現であって、説明文付き、または説明文無しのグラフィック表現をディスプレイ120に表示させてもよい。代替的に、たとえば、限定を目的とはしないが、デバイス100は、インタフェースが触れられていることの可聴指示または振動指示を生成してもよい。可聴指示の場合、たとえば、デバイス100は、指示を言語によって出力してもよい(たとえば、「音量アップボタンに触れています」と発するように処理システムはスピーカを制御してもよい)。代替的に、デバイス100は、可聴音または他の信号を出力してもよい。また他の実施形態において、デバイス100は、インタフェースに関連付けられている光(たとえば、発光ダイオード)を照明してもよく、または、インタフェースが触れられていることの任意の他の指示を生成してもよい。さまざまな指示のいずれもが、任意の特定のインタフェースが触れられているかを識別する情報を含んでもよく、または含まなくてもよい。
図1のデバイス100は、たとえば、携帯電話であってもよい。代替の実施形態において、1つ以上の電極搭載インタフェースは、限定されるものではないが、テレビ受像機、セット・トップ・ボックス、視聴覚機器(たとえば、DVDプレーヤ、アンプ、信号セレクタなど)、無線機、デスクトップおよびラップトップコンピュータ、タブレット・コンピュータ・デバイス、ポータブル・エンターテインメント・デバイス(たとえば、音楽プレーヤおよびビデオプレーヤ)、携帯情報端末(PDA)、電子ゲームデバイス、電子ゲームコンソール、遠隔制御デバイス、制御コンソール、電化製品などを含む他のタイプのポータブルまたは非ポータブル電子デバイス内に含まれてもよい。基本的に、電極搭載インタフェースおよびそれらの関連タッチセンサは、適切な処理機能、および人間知覚可能指標を生成するのに適した1つ以上のデバイスを含む任意の電子デバイス内に含まれてもよい。
図2は、一例の実施形態に応じた、デバイス筐体202の外部に露出した1つ以上の電極搭載インタフェース210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221を含むデバイス200の一例の背面図を示し、図3は、図2のデバイス200の正面図を示す。加えて、デバイス200の示されている外観図には図示されていないが、デバイス200は、インタフェース210〜221に結合されている1つ以上のタッチセンサ、および、該タッチセンサによって生成される信号を処理する処理システムも含む。タッチセンサから受信される信号に基づいて、処理システムは、出力デバイス(たとえば、ディスプレイ320)に、インタフェース210〜221のうちの1つ以上が触れられていることの指示(たとえば、指示322、324)を生成させてもよい。
たとえば、デバイス200はデスクトップコンピュータまたはテレビ受像機であってもよいが、前述のように、本発明の主題の実施形態はまた、他のタイプのデバイスにおいて実装されることもできる。デバイス200の電極搭載インタフェース210〜221は、電源ボタン210、カードスロット211、ヘッドフォンジャック212、マイクロフォンジャック213、オーディオ/ビデオ・ケーブル・コネクタ214、電源コネクタ215、同軸ケーブルコネクタ216、ビデオ/オーディオ・ケーブル・コネクタ217、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポート218、イーサネット(登録商標)ポート219、および2つの高精細度マルチメディアインタフェース(HDMI)ポート220、221を含む。他の実施形態において、デバイスは、これらのタイプのインタフェースのうちの任意の複数のインタフェース、および/または1つ以上の他のタイプの電極搭載インタフェース(たとえば、他のタイプの入出力ポート、受信機ポート(たとえば、赤外線受信器)など)を含んでもよい。
電極搭載インタフェース210〜223の各々は、電極として、または電極の一部分として機能し得る1つ以上の導電性構造体を含む。さまざまな実施形態において、電極搭載インタフェースの導電性構造体は、インタフェース内に完全に収容されてもよく(たとえば、導電性構造体は、ボタン、スロット、ジャック、I/Oポート、電源コードコネクタ、もしくは他のインタフェース内に含まれてもよく、またはその全部もしくは一部分を形成してもよい)、または導電性構造体は、インタフェースの一部分に近接してもよい(たとえば、導電性構造体は、ボタン、スロット、ジャック、I/Oポート、電源コードコネクタ、もしくは他のインタフェースを取り囲んでもよく、またはそれに隣接して位置してもよい)。いずれの場合においても、インタフェースは導電性構造体および電極を「含む」と考えられる。代替的に、電極は、物理的かつ電気的に結合されている複数の導電性構造体(下記「複合導電性構造体」と称する)を含んでもよく、1つの導電性構造体がインタフェース内に含まれており、1つ以上のさらなる導電性「拡張構造体」が、インタフェース内に含まれているその導電性構造体に物理的かつ電気的に結合されている。そのような実施形態において、「電極」は、拡張構造体を含むとともにインタフェース内に含まれている導電性構造体を含むとみなされてもよい。たとえば、電極搭載インタフェース210〜223に結合されるケーブル、コード、カード、または他の品目は、(たとえば、ケーブル、コード、カード、または他の品目がインタフェースに結合されるとき)インタフェース内に含まれている導電性構造体に物理的かつ電気的に結合する1つ以上の拡張構造体を含んでもよい。たとえば、HDMIポート221は、第1の導電性構造体を含む電極搭載インタフェースであってもよい。HDMIケーブル223の一方の端部にあるコネクタまたはプラグ222がHDMIポート221に結合されるとき、HDMIポート221内の導電性構造体は、プラグ222、ケーブル223、および逆のプラグ224内の導電性拡張構造体に物理的かつ電気的に結合されてもよい。HDMIポート221内の導電性構造体および拡張構造体の両方で「電極」を備えるとみなされてもよく、デバイス200のタッチセンサによってその電気的特性が検知されてもよい。より具体的な例として、HDMIポート221は、電極の一部分(たとえば、HDMIポート221内に含まれている導電性構造体)を形成する導電性シールド構造体(たとえば、シールド構造体414、図4)を含んでもよく、HDMIケーブル223がHDMIポート221に差し込まれると、プラグ222、224およびケーブル223の電気的に結合されたシールド構成要素が、電極のさらなる部分(たとえば、導電性拡張構造体)を形成してもよい。複合導電性構造体の任意の部分が触れられると(ケーブル223の導電性部分の上の絶縁体など、導電性構造体のうちの1つを被覆する絶縁体を通じて触れられることを含む)、複合導電性構造体(または電極)の電気的特性が影響を受け得る。たとえば、HDMIケーブル223がユーザの手232によって掴まれると、プラグ222、224、ケーブル223、およびコネクタ221から成る結合導電性構造体から形成されている電極の電気的特性が影響を受け得る。複合導電性構造体の一例が上記でシールド構造体を含むように説明されているが、複合導電性構造体は代替的に、インタフェースに結合されている装置の対応する信号線、電力線、またはグランド線とともに、インタフェースの信号コネクタ、電源コネクタ、またはグランドコネクタを含み得る。たとえば、複合導電性構造体の第1の部分は、インタフェースのピンまたはピンレセプタクル(インタフェース・ピン・コネクタと称される)を含んでもよく、複合導電性構造体の第2の部分は、インタフェース・ピン・コネクタに接続するケーブルまたはコード内の導電線を含んでもよい。同様に、電極搭載インタフェースの他のインタフェース210〜220の電気的特性も、インタフェース自体、もしくはインタフェースに結合されているケーブル、カード、または他の装置に対するタッチによって影響を受けてもよい。たとえば、指先230によって、人間であるユーザはデバイス200の電極搭載スロット230(または任意の他の電極搭載インタフェース)に触れてもよく、そのタッチがスロット230の電極として機能する導電性構造体の電気的特性に影響を与えてもよい。
一実施形態に応じて、デバイス200内の1つ以上のタッチセンサが、電極搭載インタフェース210〜221の導電性構造体に結合されている。該センサは、導電性構造体の可変電気的特性(たとえば、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗、磁場など)を検知してもよい。検知された電気的特性がタッチの特性であるとき、センサは、タッチ状態を示す信号をデバイス200の処理システムに送信してもよい。次いで、処理システムは、ディスプレイ320(図3)に、インタフェース210〜221(またはインタフェースに接続されているケーブルもしくはコード)が触れられているという指示を生成させてもよい。たとえば、図2および図3に示されている例において、スロット211およびHDMIケーブル223の両方が触れられることによって、「HDMI2ポートに触れています」および「SXDCカードスロットに触れています」と記載しているポップアップウィンドウ322、324の形態の複数の指示がディスプレイ320上に表示される。図3に示すように、指示は、触れられているインタフェースの識別子を含む(すなわち、指示に「HDMI2ポート」および「SXDCカードスロット」が含まれている)。加えて、インタフェースの識別子は、スロット211およびHDMIポート221のアイコン表現326、328によってグラフィックで描画される。したがって、図1のシステム100と同様に、ユーザは、実際にインタフェースを目視することなく、またはそのタイプを知ることなく、自身が何に触れているかを通知され得る。一実施形態に応じて、ユーザが電極搭載インタフェースのうちの他のインタフェース210、212〜220に触れるときに類似の指示が生成されてもよいが、それらの指示はそれらのそれぞれのインタフェースの識別子を示す。
他の実施形態において、デバイス200は、ユーザがインタフェースに触れていることの異なるタイプの指示を提供してもよい。たとえば、デバイス200は、ディスプレイ230上にアイコンを出現させ、色を変化させ、または点滅させてもよい。代替的に、デバイス200は、インタフェースが触れられていることの可聴指示を生成してもよい。可聴指示の場合、たとえば、デバイス200は、指示を言語によって出力してもよい(たとえば、処理システムは「HDMI2ポートに触れています」または「SXDCカードスロットに触れています」と発するように音声出力デバイスを制御してもよい)。代替的に、デバイス200は、可聴音または他の信号を出力してもよい。また他の実施形態において、デバイス200は、インタフェースに関連付けられている光(たとえば、発光ダイオード)を照明してもよく、または、インタフェースが触れられていることの任意の他の指示を生成してもよい。また他の実施形態において、デバイス200は、インタフェースが触れられていることを示す振動を生成してもよい。さまざまな指示のいずれもが、任意の特定のインタフェースが触れられているかを識別する情報を含んでもよく、または含まなくてもよい。
前述のように、電極搭載インタフェースは、インタフェースの一部分に近接している(たとえば、インタフェースの一部分を取り囲んでいるか、もしくはそれに隣接して位置している)か、インタフェース内に完全に収容されているか、または、インタフェースに物理的かつ電気的に結合されている拡張構造体を含む導電性構造体を含んでもよい。前述のタイプの電極搭載インタフェースの一例として、図4は、一例の実施形態に応じた、インタフェース410の他の部分を取り囲む電極412を含む電極搭載インタフェース410を示す。電極搭載インタフェース410は、インタフェース410がインタフェース自体と統合されているデバイス400の筐体402の外部に露出している(その一部分のみが図4に示されている)。示されている例において、インタフェース410はHDMIポートであり、これは、シールド構造体414、複数のピンコネクタ416、および電極412を含み、当該電極はシールド構造体414を取り囲んでいるが、筐体402の部分404によってシールド構造体414から電気的に絶縁されている。
デバイス400内のタッチセンサは電極410に結合されてもよく、センサは、電極410の可変電気的特性を検知してもよい。検知された電気的特性がタッチ(たとえば、指先430によるタッチ)の特性であるとき、センサは、タッチ状態を示す信号をデバイス400の処理システムに送信してもよい。次いで、前述のように、処理システムはタッチの人間知覚可能指標が生成されるようにしてもよい。
図4の例は、電極がインタフェースを取り囲んでいる導電性構造体を含む、特定のタイプの電極搭載インタフェース(具体的にはHDMIポート)を示しているが、本発明の概念は、限定されるものではないが前述したインタフェースを含む複数の異なるタイプのインタフェースにおいて実装され得ることを理解されたい。加えて、電極410はインタフェース410の他の部分を取り囲むように図示されているが、電極410は、インタフェースの他の部分全体を取り囲まなくてもよく、複数の電極がインタフェースの他の部分に近接して配置されてもよく、かつ/または電極は、インタフェースの他の部分(たとえば、シールド構造体414、ピンコネクタ416、もしくはインタフェース410の他の部分)に触れるか、もしくはそれらから形成されてもよい。
図5は、一例の実施形態に応じた、複数の電極搭載インタフェース510、511、512、および、インタフェース510〜512のうちの1つ以上に関連付けられている電極が触れられているという人間知覚可能指標を生成するための機能を有する電子システムの一部分500の簡略ブロック図である。電子システム500の機能は図6に関連しても説明され、当該図面は、一例の実施形態に応じた、電極搭載インタフェースが触れられている可能性があるか否かを検知し、検知されたタッチ状態の人間知覚可能指標を生成するための方法のフローチャートである。基本的に、一実施形態に応じて、ユーザが電極搭載インタフェース510〜512(または電極搭載インタフェース512に接続されている拡張構造体514)に触れると、システム500は、インタフェース510〜512の電極を形成する導電性構造体(複数の場合もあり)の電気的特性が人間によるタッチの特性であると決定してもよく、システム500は、その旨の人間知覚可能指標を生成してもよい。
システムの部分500は、携帯電話(たとえば、デバイス100、図1)、テレビ受像機、セット・トップ・ボックス、視聴覚機器、無線機、デスクトップもしくはラップトップコンピュータ(たとえば、デバイス200、図2)、タブレット・コンピュータ・デバイス、ポータブル・エンターテインメント・デバイス、PDA、電子ゲームデバイス、電子ゲームコンソール、遠隔制御デバイス、制御コンソール、電化製品、またはさまざまな他のタイプの電子デバイスのうちの任意の電子デバイスにおいて組み込まれてもよい。一実施形態に応じて、システム500は、処理システム520、1つ以上の人間知覚可能指標デバイス530、タッチ・センサ・サブシステム540、および、1〜N個の電極搭載インタフェース510〜512を含み、Nは整数である(たとえば、1〜20以上の範囲内の整数)。
電極搭載インタフェース510〜512の各々は、それ自体が電極として機能するために適しているか、または、導電性構造体が他の導電性拡張構造体(たとえば、ケーブル、コード、カード、または他の品目内の)に結合されているときに電極の一部分として機能するために適した導電性構造体を含む。各インタフェース510〜512内に含まれている導電性構造体は、前述のように、インタフェースの全部または一部分を形成してもよく、またはインタフェースの一部分に近接してもよい。たとえば、前述のように、電極搭載インタフェース510〜512は、ボタン、スイッチ、ダイヤル、コネクタ、スロット、ジャック、I/Oポート、電源コードコネクタ、または他のインタフェースの任意の組合せを含んでもよく、電極は、インタフェース510〜512の導電性構造体から形成されてもよい。図2および図3に関連して記載されたもののようないくつかの場合において、電極搭載インタフェース(たとえば、インタフェース512)に関連付けられている複合導電性構造体は、インタフェースの導電性構造体、および、インタフェースの導電性構造体に物理的かつ電気的に結合されている1つ以上のさらなる拡張構造体514を含んでもよい(たとえば、拡張構造体514は、電極搭載インタフェース512に接続されているケーブル、コード、カードまたは他の品目内に含まれてもよい)。そのような場合において、電極搭載インタフェースの電極は、電極搭載インタフェース内の導電性構造体および拡張構造体の両方を含むとみなされてもよい。
電極搭載インタフェース510〜512の各々の導電性構造体は、充電および測定線515、516、517を通じてタッチ・センサ・サブシステム520に電気的に結合されている。各充電および測定線515〜517は単一の線であるように図示されているが、各単一の線515〜517は、別個の充電線および別個の測定線を含む一対の線に置き換えられ得る。いずれの場合も、さまざまな実施形態に応じて、充電および測定処理は充電および測定線515〜517を通じて各電極搭載インタフェース510〜512に関連付けられている電極ごとに実行される。
図6も参照すると、タッチ・センサ・サブシステム540は、電極搭載インタフェース510〜512の各々に関連付けられている電極ごとに充電、電圧測定、および分析処理を繰り返し実行する(ブロック602、図6)。タッチ・センサ・サブシステム540は、下記に記載の機能を提供するために相互接続されている1つ以上の集積回路チップ、および/または個別の構成要素を使用して実装されてもよい。タッチ・センサ・サブシステム540の特定のアーキテクチャを下記に説明するが、タッチ・センサ・サブシステム540はまた、他の実施形態においては、異なって実装されてもよいことを理解されたい。
一実施形態において、タッチ・センサ・サブシステム540は、少なくともマルチプレクサ542、センサプロセッサ544、電流源546、およびアナログ−デジタル変換器(ADC)548を含む。動作中、センサプロセッサ544は、選択信号をマルチプレクサ542に提供することによって、監視するための第1の電極(たとえば、電極搭載インタフェース510に関連付けられている電極)を選択してもよい。選択信号は、マルチプレクサ542が、充電を目的として電流源546と選択された電極との間の接続をイネーブルすべきであることを示す。センサプロセッサ544は、データストレージ(図示せず)から選択された電極のための充電パラメータを取り出してもよく、充電電流レベルを示す制御信号を制御線を通じて電流源546に提供してもよい。加えて、センサプロセッサ544は、電流源546に上記充電レベルを有する電流をマルチプレクサ542に提供させるイネーブル信号を電流源546に提供するようにクロック/タイマ(図示せず)を制御してもよい。次いで、マルチプレクサ542は、充電および測定線515を通じて電極搭載インタフェース510に電流を提供する。充電期間が終了すると、クロック/タイマは、電流源546にマルチプレクサ542への電流の提供を停止させるディセーブル信号を電流源546に提供してもよい。
電流の提供が終了すると(たとえば、充電期間の終わりに)、タッチ・センサ・サブシステム540は、電極搭載インタフェース510の電極の電圧を測定してもよい。たとえば、タッチ・センサ・サブシステム540は、充電および測定線515を通じて選択された電極に対するアナログ電圧信号にマルチプレクサ542がアクセスすることを可能にする他の制御信号をマルチプレクサ542に提供することによって、選択された電極の電圧測定を実行してもよい。選択信号は、電極搭載インタフェース510に関連付けられている電極上の電圧を検知する目的で、マルチプレクサ542に、充電および測定線515とADC548との間の接続を可能にさせる。
ADC548は、一実施形態に応じて、受信されたアナログ電圧信号を、ADCカウントとして表されてもよいデジタル値に変換する。言い換えれば、ADC548は、1つ以上のデジタル値を生成するためにアナログ電圧信号をサンプリングする。次いで、ADC548はサンプリングされたデジタル値(複数の場合もあり)をセンサプロセッサ544に提供する。次いで、電極は放電期間中に0ボルトまで放電されてもよく、同じ選択された電極について1つ以上のさらなる電圧測定値を得るために、処理は1回以上繰り返されてもよい。次いで、センサプロセッサ544は、たとえば、タッチイベントが発生したか否か、またはリリースイベントが発生したか否かを決定するために電圧測定値(複数の場合もあり)を評価してもよい(ブロック606、図6)。基本的に、該電圧測定値を分析するために、センサプロセッサ544は、該電圧測定値を、関連付けられている電極に関する記憶されている基準電圧と比較する。電圧測定値と記憶されている基準電圧との間の差がタッチ検出差分を超えない場合、センサプロセッサ544は、電極搭載インタフェース510に関連付けられている電極が「非タッチ状態」にあるという決定を行ってもよい。逆に、値と基準電圧との間の差がタッチ検出差分を超える場合、センサプロセッサ544は、タッチイベントが発生しており、したがって電極が「タッチ状態」にあるという決定を行ってもよい。タッチ状態にあるとき、センサプロセッサ544は、個々の電極についての求められた値と基準電圧との間の比較がリリース基準差分よりも小さい差をもたらすまで充電および測定処理を繰り返し続けてもよい。その時点において、センサプロセッサ544は、リリースイベントが発生しており、したがって電極が再び非タッチ状態にあると決定してもよい。
タッチ・センサ・サブシステム540は、処理システム520と動作可能に結合されている。処理システム520は、専用または汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、または任意の他のタイプの処理部品を含んでもよい。処理システム520およびタッチ・センサ・サブシステム540は、通信インタフェース522を通じて通信してもよい。一実施形態に応じて、通信インタフェース522は、1つ以上の割り込み線および1つ以上の通信線を含んでもよい。たとえば、通信インタフェース522は、一実施形態において、集積回路間(I2C)通信プロトコルをサポートするための送信手段を含んでもよい。他の実施形態において、通信インタフェース522は、シリアル周辺インタフェース(SPI)プロトコル、ユニバーサル非同期受信機/送信機(UART)プロトコル、または任意の他のタイプのプロセッサ間通信プロトコルをサポートするための送信手段を含んでもよい。
さまざまなタイプの割り込み、制御信号、およびデータが通信インタフェース522を通じて転送されてもよい。たとえば、処理システム520は通信インタフェース522を通じて、タッチ・センサ・サブシステム540を起動または停止(たとえば、イネーブルまたはディセーブル)するように適合されている制御信号を、提供してもよい。加えて、タッチ・センサ・サブシステム540がタッチイベントまたはリリースイベントを検出すると(ブロック604、図6)、タッチ・センサ・サブシステム540は通信インタフェース522を通じて、タッチイベントまたはリリースイベントの指示を提供してもよい(ブロック606、図6)。たとえば、任意のタイプのイベントに応答して、タッチ・センサ・サブシステム540は、通信インタフェース522を通じて割り込みを提供してもよい。割り込みに応答して、処理システム520は、割り込みに関する情報を求める要求(たとえば、割り込みのトリガイベントを記述しているレジスタであって、タッチ・センサ・サブシステム540のレジスタを読み出すための要求)を提供してもよい。次いで、タッチ・センサ・サブシステム540は、たとえば、電極またはインタフェースの識別子(たとえば、特定の電極搭載インタフェース510〜512の識別子)およびタッチイベントまたはリリースイベントの指示を示すデータを返してもよい。代替的に、タッチ・センサ・サブシステム540によって、電極がタッチ状態にあると決定されたとき、タッチ・センサ・サブシステム540は、通信インタフェース522を通じて処理システム520に信号を送信してもよい。たとえば、信号は、電極搭載インタフェース510〜512の識別子、および、電極搭載インタフェース510〜512に関連付けられている電極がタッチ状態にあるという(またはタッチイベントが発生したという)指示を含んでもよい。
いずれの場合も、処理システム520が、電極搭載インタフェース510〜512に関連付けられている電極が触れられているという指示を受信すると、処理システム520は、人間知覚可能指標デバイス530のうちの1つ以上に、電極搭載インタフェース510〜512に関連付けられている電極が触れられているという指標を生成させてもよい(ブロック608、図6)。たとえば、人間知覚可能指標デバイス530は、ディスプレイデバイス532、スピーカ534、振動デバイス536、照明538(たとえば、LED)、および/または、人間知覚可能指標を生成することが可能である他のタイプのデバイスのうちの任意のデバイスの1つ以上を含んでもよい。さまざまな実施形態において、前述のように、電極搭載インタフェース510〜512が触れられているという指標は、触れられているインタフェースの識別子を含んでもよく、指標は、インタフェースが触れられていることを示す表示テキスト、インタフェースを表す表示アイコン、インタフェースが触れられていることを示す可聴音声、他の可聴指示、デバイスの振動、照明光、またはそのような指標の組合せを含んでもよい。
再びタッチ・センサ・サブシステム540の機能について言及すると、タッチ・センサ・サブシステム540は処理システム520に、電極搭載インタフェース510〜512の電極が非タッチ状態にあることを示す(たとえば、電圧測定値と記憶されている基準電圧との間の差がタッチ検出差分を超えないとき)割り込みおよび/または信号を提供してもよい。タッチ・センサ・サブシステム540は、たとえば、そのような決定が行われる都度そのような割り込みもしくは信号を提供してもよく、または、タッチ・センサ・サブシステム540は、リリースイベントが検出されたとき(たとえば、電極が以前はタッチ状態にあって、その後電圧測定値と記憶されている基準電圧との間の差がリリース検出差分を超えないと決定されたとき)に割り込みもしくは信号を提供してもよい。処理システム520が非タッチ指示を受信すると、処理システム520は、タッチの人間知覚可能指標が生成されるのを止めてもよいか、または、処理システム520は、そのような人間知覚可能指標が生成するのを中断させてもよいかのいずれかである(ブロック608、図6)。
一実施形態によれば、特定の電極に対する(たとえば、電極搭載インタフェース510の電極に対する)充電および測定処理が実行された後、次いで、センサプロセッサ544は、マルチプレクサ542に対する制御信号を通じて他の電極(たとえば、電極搭載インタフェース511に関連付けられている電極)を選択してもよく、タッチ・センサ・サブシステム540は、次に選択された電極に対して充電および測定処理を繰り返してもよい。この処理は、すべての残りの電極に対して実行されてもよく、このように、電極電圧の監視の第1の反復が完了する。各個々の電極に対する電極電圧の監視の反復が終了すると、センサプロセッサ544は、システムの電極の充電および監視のさらなる反復を実行してもよく、これは再び第1の選択電極(たとえば、電極搭載インタフェース510に関連付けられている電極)で開始してもよい。
上述の実施形態において、タッチ・センサ・サブシステム540は基本的に、マルチプレクサ542を使用して複数の電極搭載インタフェース510の電極に結合されることができる単一のタッチ・センサ・システム(たとえば、センサプロセッサ544、電流源546、およびADC548を含む)を含む。代替の実施形態において、タッチ・センサ・サブシステム540は、電極搭載インタフェース510〜512ごとに別個のタッチ・センサ・システムを含む、複数のタッチ・センサ・システムを含んでもよい。そのような実施形態において、マルチプレクサ542はシステムから除外されてもよい。加えて、そのような実施形態において、充電および測定処理は、複数の電極搭載インタフェース510〜512の電極に対して同時に実行されてもよい。
本発明の主題の原理が特定のシステム、装置、および方法に関連して上記で説明されてきたが、この説明は例示のみを目的として為されており、本発明の主題の範囲に対する限定としてではないことは明瞭に理解されたい。本明細書において述べられ図面内に示されたさまざまな機能または処理ブロックは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはそれらの任意の組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、本明細書において採用されている表現または専門用語は説明を目的としており、限定ではない。
特定の実施形態の上記の記載は、第三者が、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなくさまざまな用途のためにそれを容易に改変および/または適合することができるだけ十分に本発明の主題の一般的性質を公開している。したがって、このような適合および改変は開示されている実施形態の均等物の意図および範囲内にある。本発明の主題は、すべてのこのような代替形態、改変形態、均等物、および変形形態を、添付の特許請求の範囲の精神および広い範囲内に入るものとして包含する。
Claims (20)
- 少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含むインタフェースであって、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されている、インタフェースと、
前記第1の導電性構造体に結合されているタッチセンサであって、触れられている前記電極の可変電気的特性の値に一致する値を該電極の可変電気的特性が有するか否かについて決定を行うように構成されている、タッチセンサと、
出力デバイスであって、触れられている前記電極の可変電気的特性の値に一致する値を該可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成する、出力デバイスとを備える、システム。 - 前記第1の導電性構造体は、シールド構造体、信号コネクタ、電源コネクタ、およびグランドコネクタから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記インタフェースはケーブルまたはコードに接続されるように構成されており、前記電極は、前記第1の導電性構造体と、前記ケーブルまたはコードの一部分を形成する導電性拡張構造体とを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の導電性構造体は前記インタフェースのシールド構造体を含み、前記導電性拡張構造体は前記ケーブルのシールド構成要素を含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1の導電性構造体は前記インタフェースのピンコネクタを含み、前記導電性拡張構造体は前記ピンコネクタに接続される前記ケーブルの導体を含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1の導電性構造体は前記インタフェースの他の部分に近接して位置している、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の導電性構造体は、前記インタフェースの前記他の部分を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項6に記載のシステム。
- 前記インタフェースは、同軸ケーブルコネクタ、シールド・ケーブル・コネクタ、HDMI(登録商標)ケーブルコネクタ、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポート、オーディオ/ビデオ・ケーブル・コネクタ、デジタル・ビジュアル・インタフェース(DVI)ケーブルコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、周辺ポート、ヘッドフォンコネクタ、マイクロフォンコネクタ、イーサネット(登録商標)コネクタ、電源コードコネクタ、およびカードスロットから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記電極は、同軸ケーブル、シールドケーブル、HDMI(登録商標)ケーブル、USBケーブル、USBデータ記憶デバイス、オーディオ/ビデオケーブル、DVIケーブル、イーサネット(登録商標)ケーブル、ヘッドフォンコード、マイクロフォンコード、電源コード、およびデータカードの一部分を形成する導電性拡張構造体をさらに含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記出力デバイスはディスプレイデバイスを備え、前記人間知覚可能指標は前記インタフェースの識別子の表示指標を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記人間知覚可能指標は、前記インタフェースの前記識別子を示す表示アイコンを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記人間知覚可能指標は、前記インタフェースの前記識別子を示す表示テキストを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記出力デバイスは、ディスプレイデバイス、スピーカ、振動デバイス、および照明から選択される、請求項1に記載のシステム。
- システムであって、
複数のインタフェースであって、該複数のインタフェースの各インタフェースは、少なくとも一部分の電極を形成する第1の導電性構造体を含む、複数のインタフェースと、
前記複数のインタフェースの導電性構造体に結合されている1つ以上のタッチセンサであって、触れられている前記電極の電気的特性に一致する値を該電極各々の可変電気的特性が有するか否かを決定する、1つ以上のタッチセンサと、
出力デバイスであって、該出力デバイスは、触れられている特定の電極の電気的特性に一致する値を該特定の電極の前記可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成し、該人間知覚可能指標は、前記特定の電極に関連付けられているインタフェースの識別子を含む、出力デバイスと、を備える、システム。 - 前記インタフェースは、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されている機械−機械インタフェースである、請求項14に記載のシステム。
- 前記インタフェースは、同軸ケーブルコネクタ、シールド・ケーブル・コネクタ、HDMI(登録商標)ケーブルコネクタ、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポート、オーディオ/ビデオ・ケーブル・コネクタ、デジタル・ビジュアル・インタフェース(DVI)ケーブルコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、周辺ポート、ヘッドフォンコネクタ、マイクロフォンコネクタ、イーサネット(登録商標)コネクタ、電源コードコネクタ、およびカードスロットから選択される、請求項15に記載のシステム。
- 前記インタフェースは、ボタン、スイッチ、ダイヤル、および、人間であるユーザによって物理的に操作されることができる他の構成要素から選択される人間−機械インタフェースである、請求項14に記載のシステム。
- タッチセンサと、出力デバイスと、電気信号または電気を伝えるための装置に結合されるように構成されているインタフェースとを含むデバイスにおいて実施される方法であって、
前記タッチセンサによって、触れられている電極の電気的特性に一致する値を該電極の可変電気的特性が有するか否かを決定するステップであって、前記電極は、前記デバイスの前記インタフェース内に含まれている第1の導電性構造体を含む、決定するステップと、
前記出力デバイスによって、触れられている前記電極と一致する前記値を前記可変電気的特性が有するという決定に応答して人間知覚可能指標を生成するステップと、を備える、方法。 - 触れられている前記電極の電気的特性に一致する前記値を前記電極の前記可変電気的特性が有するか否かを決定するステップは、
前記タッチセンサによって、前記電極を充電するために充電処理を実行するステップと、
前記タッチセンサによって、前記電極の電圧を測定するために測定処理を実行するステップと、
触れられている前記電極の電気的特性に一致する値を前記電圧が有するか否かを決定するために前記電圧を分析するステップと、を備える、請求項18に記載の方法。 - 触れられている前記電極の電気的特性と一致する値を前記可変電気的特性が有するという前記決定が行われると、前記タッチセンサによって、前記デバイスの処理システムに情報を提供するステップであって、該情報は前記インタフェースの識別子を示す、提供するステップと、
前記処理システムが、前記出力デバイスによって前記人間知覚可能指標が生成されるようにするステップと、をさらに備え、
前記人間知覚可能指標は、前記インタフェースが触れられていることを示す表示テキスト、前記インタフェースを表す表示アイコン、前記インタフェースが触れられていることを示す可聴音声、他の可聴指示、前記デバイスの振動、および照明光から選択される指標を含む、請求項18に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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