JP5914683B2 - アイドルモードにおける超音波ベースのモバイル受信機 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、この譲受人に譲渡された、参照により本明細書に組み込まれている、2011年11月7日に出願した米国特許出願第13/290,797号、名称「Ultrasound Based Mobile Receivers In Idle Mode」の優先権を主張するものである。

電子ポインティングデバイスは、時々、電子ポインティングデバイスの位置を決定できる、音響信号を、ほとんどの場合に、超音波信号を送信する。たとえば、デジタルペンまたはスタイラスは、受信機によって受信され、デジタルペンの位置を決定するために使用される定義済みの符号化された超音波データを送信しながらユーザが紙に書き込むことを可能にする標準的なペンとして動作する。超音波データは、スマートフォン、ノートブック、タブレットPC、スレート、電子リーダーなどのモバイルデバイスであるものとしてよい、受信機によってサンプリングされ、復号される。モバイルデバイスは、信号処理アルゴリズムに基づき、ポインティングデバイスの正確な位置を決定することができ、そのため、デジタルペンは、モバイルデバイス用のデータ入力装置としての機能を果たし得る。超音波ベースのデジタルペンは、タッチスクリーン代替品/補完品、高解像度グラフィック入力デバイス、ナビゲーションマウス、2D/3Dゲームなどとして使用され得る。超音波技術は、一般に、手振り検出、指ホバリング(finger hovering)、ならびにピアツーピア測位(peer-to-peer positioning)および通信などの用途におけるユーザエクスペリエンスを高めるためにも使用できる。

超音波技術とともに使用されているモバイルデバイスのオーディオデジタイザ(CODEC)は、典型的には、オーディオサブシステムの一部であり、これは、従来、音声および音楽-すべて聞こえる範囲の周波数(25kHzまで)-をサンプリングし、再生するために使用されていた。従来のオーディオシステムのCODECでは、最大48kHzまでのサンプリング周波数を使用する。近年、様々な超音波技術の出現により、CODECは、現在ではより高いサンプリングレート、たとえば、最大200kHz以上をサポートするように設計されることが多く、したがって超音波ベースのデバイスによって送信される超音波データをサンプリングすることができる。しかし、サンプリングレートは、消費電力に直接関係しており、そのため、超音波データにより高いサンプリングレートを使用すると結果として消費電力が増大する。さらに、超音波サンプルの処理は、CPU使用率にも関わり、結果として、より多くの電力を消費する。

超音波であってもよい、音響システムは、電力効率の良いアイドルモードで動作し、それにより、高い周波数のサンプリングおよび処理で必要とされる消費電力を低減することができる。アイドルモードに入っている間、音響受信機デバイスは、完全動作モードで使用される全サンプリングレートに比べて低いアイドルサンプリングレートで動作するが、関連付けられている音響送信機からウェイクアップ信号を受信することができる。ウェイクアップ信号が受信されると、音響受信機は、サンプリングレートを高くすることによって完全動作モードに切り替わり、完全処理を可能にする。音響システムは、たとえば、超音波ポインティングデバイス、位置標識、デバイス間のピアツーピア通信、さらには身振り検出で使用することができる。

一実装形態において、方法は、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるステップと、音響送信機デバイスから、アイドルモードに入っている間に音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するステップと、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで音響受信機デバイスを動作させるステップとを含む。

別の実装形態において、装置は、音響送信機から音響信号を受信するための音響受信機と、音響受信機に接続されたプロセッサであって、音響受信機に、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用してアイドルモードで動作し、アイドルモードに入っている間に音響受信機によって受信されたウェイクアップ信号を検出するステップを実行させ、音響受信機デバイスに、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで動作するステップを実行させるように構成されたプロセッサとを備える。

別の実装形態において、装置は、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるための手段と、音響送信機デバイスから、アイドルモードに入っている間に音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するための手段と、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで音響受信機デバイスを動作させるための手段とを備える。

さらに別の実装形態において、プログラムコードを格納して収めた非一時的なコンピュータ可読媒体は、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるためのプログラムコードと、音響送信機デバイスから、アイドルモードに入っている間に音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を検出するためのプログラムコードと、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで音響受信機デバイスを動作させるためのプログラムコードとを収めている。

別の実装形態において、方法は、音響送信機デバイスから、音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信するステップと、ウェイクアップ信号に応答して音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するステップと、全周波数域で音響データを送信するステップとを含む。

別の実装形態において、装置は、音響送信機と、音響送信機に接続されたプロセッサであって、音響送信機に、音響送信機の完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信し、ウェイクアップ信号に応答して音響受信機が完全動作モードに入っていると判定するステップを実行させ、音響送信機に、全周波数域で音響データを送信するステップを実行させるように構成されたプロセッサとを備える。

別の実装形態において、装置は、音響送信機デバイスから、音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信するための手段と、ウェイクアップ信号に応答して音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するための手段と、全周波数域で音響データを送信するための手段とを備える。

さらに別の実装形態において、プログラムコードを格納して収めた非一時的なコンピュータ可読媒体は、音響送信機デバイスから、音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信するためのプログラムコードと、ウェイクアップ信号に応答して音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するためのプログラムコードと、全周波数域で音響データを送信するためのプログラムコードとを収めている。

電力効率の良いアイドルモードで動作することができる送信機デバイスおよび受信機デバイスを備える、音響システムを示す図である。 音響システムにおける受信機デバイスの動作を例示する流れ図である。 音響システムにおける送信機デバイスの動作を例示する流れ図である。 図1に示されているものと似ているが、送信機デバイスおよび受信機デバイスが同一の場所にある、音響システムを示す図である。 超音波システムとともに使用することができる受信機デバイスのブロック図である。 超音波システムとともに使用することができる送信機デバイスのブロック図である。

図1は、電力効率の良いアイドルモードで動作することができる音響システム100を例示している。音響システム100は超音波域で動作し、したがって、ときには超音波システム100とも称される。しかし、本開示は、超音波域の外で動作するシステムにも適用可能であるものとしてよいことは理解されるであろう。超音波システム100は、音響信号114を放射する超音波送信機112を備える送信機デバイス110と、音響信号114を受信する2つのマイクロフォン122a、122bを備える音響(超音波)受信機122を備える受信機デバイス120とを備えるものとして例示されている。音響受信機122は、所望の場合に、追加のマイクロフォン、たとえば、3つより多い、または4つのマイクロフォンを備えることができる。受信機デバイス120は、音響受信機122によって受信された音響信号をサンプリングし、復号するためのCODEC162(または複数のCODEC)を備える。送信機デバイス110は、筆記用具、たとえば、デジタルペンの形態のものとして例示されているが、送信機デバイス110は、デジタルペンに限定されないが、限定することなく、ポインティングデバイス、デジタルスタイラス、またはマウス(たとえば、ユーザインターフェース用途における)、位置標識(たとえば、ナビゲーション用途における)、または受信機デバイス120に類似の隣接デバイス(たとえば、ピアツーピア通信用途における)を含む所望の任意のタイプの超音波送信デバイスであってよいことは理解されるであろう。

受信機デバイス120は、タッチスクリーンディスプレイであってもよい、ディスプレイ124、さらにはスピーカー126およびマイクロフォン128を備える、携帯電話もしくはスマートフォンなどの、モバイルをプラットフォームとして例示されており、これらは超音波受信機122とは別のものとして示されているが、その一部であってもよい。受信機デバイス120は、携帯電話として例示されているが、受信機デバイス120は、ラップトップ、ノートブック、もしくはタブレット型コンピュータなどの、携帯型コンピュータ、または電子書籍リーダーもしくはパーソナルコミュニケーションシステム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)、パーソナルインフォメーションマネージャ(PIM)、携帯情報端末(PDA)、もしくは他の好適なデバイスなどの他の類似のデバイスを含む、望ましい電子デバイスであってよいことは理解されるであろう。超音波システム100に備えられている超音波の電力効率の良いアイドルモードは、電池寿命を有利に維持し、したがって電池寿命に制限のあるモバイルデバイスにおいて最も有益であるが、超音波システム100は、携帯性の低い、または固定型のデバイスでも同様に使用することができる。

アイドルモードでは、受信機デバイス120は、超音波データ送信が必要とする高いサンプリングレートで動作せず、また超音波サンプルを処理しないが、むしろ、アイドルモードから受信機デバイス120を目覚めさせるために使用される最低限の機能群のみをサポートする。超音波通信に必要な電力を低減するアイドルモードの使用は、「常時オン、常時接続」のモバイルプラットフォームなどの極端に低い消費電力要件を適用されるモバイルシステムの場合に有利に働く。受信機デバイス120は、アイドルモードに入っている間により低いサンプリングレートを使用するが、ユーザが超音波システム100を使用したくなった後、受信機デバイス120が許容時間内にアイドルモードから目覚めて完全動作モードに切り替わることを保証する十分なサンプリングレートを有する。例として、ユーザは、図1にボタンとして示されているが、代替的に、一定期間、たとえば、0.5秒間、送信機デバイス110を振るのを検出するモーションセンサであってもよい、ユーザ入力要素170を作動させることによって、または他の適切なメカニズムによって、超音波システム100を使用することを望んでいることを示すことができる。ユーザ入力要素170により、送信機デバイス110はウェイクアップ音響信号を送信する。送信機デバイス110が超音波放射ナビゲーションビーコンまたは類似のタイプのデバイスである実施形態において、送信機デバイス110は、ウェイクアップ音響信号を付近の受信機デバイス120に定期的に送信することができる。ウェイクアップ音響信号は、25kHz未満であると一般的に考えられている、聞こえる周波数の範囲内、または場合によっては、25kHzを超えると一般的に考えられている、超音波周波数の範囲内にあるものとしてよいが、一般的には、完全動作モード時に放射される超音波周波数より低い。

アイドルモードに入っている間、受信機デバイス120は、ウェイクアップ音響信号を検出するのに十分であるが、完全動作モードで必要な超音波データの取り込みをサポートするのには十分でない、下げられたサンプリングレート、たとえば48kHzを使用する。たとえば、アイドルモード時に、受信機デバイス120は、聞こえる周波数の範囲内の音響信号を検出するのに十分であるが、超音波周波数を検出するのには十分でないサンプリングレートを有することがある。しかし、所望の場合には、受信機デバイス120は、アイドルモードに入っている間に超音波周波数(たとえば、25kHzを超える)を取り込むのには十分であるが、完全動作モード時に使用される全超音波スペクトルよりも低いサンプリングレートを有していてもよい。言い換えると、アイドルモードに入っている間に、受信機デバイス120は、完全動作モードに入っている間に検出される超音波周波数の範囲内に完全に、もしくは部分的に入る、または完全動作モードに入っている間に検出される超音波周波数の範囲を完全に外れている、音響周波数の範囲内の信号の検出を可能にするサンプリングレートを有することができる。例として、完全動作モードに入っている間に受信機デバイス120が25〜80kHzの超音波周波数を検出するのに十分なサンプリングレートを有している場合、受信機デバイス120は、アイドルモードに入っている間に、25kHz未満、または25〜30kHz、または25〜40kHzの音響周波数のみを検出することができるサンプリングレートを使用することができる。25〜30kHz、または25〜40kHzは、超音波周波数であるが、この範囲は、全超音波域(25kHz〜80kHz)より低く、より小さなサンプリングおよびより少ない処理能力で済む。

人間の耳に聞こえる範囲内の音響周波数に対して受信機デバイス120内のCODEC162によって使用されるサンプリングレートは、たとえば、48kHzである。したがって、アイドルモードに入っている間、受信機デバイス120内のCODEC162は、48kHzのアイドルサンプリングレートを有することができる。上で説明されているように、アイドルモードでは、受信機デバイス120は、低い超音波周波数、すなわち、人間の耳に聞こえる周波数より高いが、完全動作モードに入っているときに使用される周波数域より低い、またはその低い部分集合である周波数で動作可能であるものとしてよい。そのため、アイドルモードに入っている間、受信機デバイス120内のCODEC162は、たとえば48kHzより高いが、それでも全サンプリングレートより低いサンプリングレートで動作し得る。たとえば、アイドルサンプリングレートは、いくつかの超音波周波数をサポートするのに十分であるが、たとえば192kHzの全サンプリングレートより低い、たとえば、96kHzであってもよく、したがって、完全動作モードでサポートされる超音波周波数の全域をサポートすることはできない。96kHzのサンプリングレートは、192kHzより低く、したがって、必要な電力は少なく、48kHzだと必要な電力はなおいっそう低い。

送信機デバイス110によって送信されるウェイクアップ音響シーケンスは、アイドルモードに入っている間に受信機デバイス120によって検出できる周波数域内、たとえば、超音波周波数より低いまたは低超音波周波数である。したがって、受信機デバイス120は、アイドルモードを完全動作モードに切り替える送信機デバイス110からの要求を検出することになる。完全動作モードに入っているときに、受信機デバイス120は、そのサンプリングレートを超音波データ取り込みをサポートする全サンプリングレート、たとえば、192kHzに上げる。したがって、超音波アイドルモードでは、受信機デバイス120は、サンプリングレートを下げ、それと同時に不要な処理を回避することによって、低電力で動作する。

図2は、超音波システム100における受信機デバイス120の動作を例示する流れ図200である。図示されているように、受信機デバイス120は、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用してアイドルモードで動作し、全サンプリングレートは、超音波サンプリングレートである(202)。受信機デバイス120によって使用されるアイドルサンプリングレートは、たとえば超音波周波数より低い、周波数で音響信号サンプリングするのに十分であるものとしてよい。アイドルサンプリングレートは、超音波音響信号をサンプリングするのに十分高いものとしてよいが、それでも全サンプリングレートよりは低い。受信機デバイス120は、すべてのオーディオサンプルにおいて、予想周波数、たとえば22kHz〜24kHzに埋め込まれている定義済みウェイクアップ信号を探索する。所望の場合には、CODEC162は、制限されたアクティブ状態に置かれ、したがってCODEC162は、常時アクティブのままである必要はない。たとえば、制限されたアクティブ状態に入っている間、CODEC162は、限られた時間の間定期的に、たとえば、1秒ごとにアクティブになり、音響信号がウェイクアップ信号の予想周波数、たとえば22kHz〜24kHzを有するかどうかを判定し、もし見つからなければ非アクティブ状態に戻ることができる。CODEC162は、制限されたアクティブ状態にある間、ウェイクアップ信号内で予想される特定の周波数をサンプリングすることに限定され得る。

図2に示されているように、受信機デバイス120は、超音波送信機デバイスからウェイクアップ信号を受信し、ウェイクアップ信号は、アイドルモードに入っている間に受信機デバイスによって検出可能な周波数を有する(204)。次いで、受信機デバイス120は、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで動作するように切り替わる(206)。全サンプリングレートは、たとえば、192kHzであってよい。全動作モードに移行した後、超音波システム100のユーザは、超音波システム100側がすぐに使用できるという聴覚的または視覚的フィードバック(たとえば、図1のスピーカー126またはディスプレイ124を介して)を受信することができる。所望の場合、受信機デバイス120は、受信機デバイス120が現在全サンプリングモードに入っており、すぐに使用できる状態にあることを知らせる信号、たとえば赤外線(IR)または無線周波(RF)信号を送信機デバイス110に送ることができる。受信機デバイス120は、指定された期間にわたって超音波データが受信されないとき、またはユーザ入力に応答して、などの所定の条件が成立したときにアイドルモードに戻ることができる。

図3は、超音波システム100における送信機デバイス110の動作を例示する流れ図300である。送信機デバイスは、送信機デバイスの完全動作時に使用される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信する(302)。たとえば、ウェイクアップ信号は、25kHz未満、または25〜30kHz、または30〜40kHzの範囲内の周波数を有することができるが、完全動作時に使用される周波数は、25〜80kHzであるものとしてよい。ウェイクアップ信号の送信は、送信機デバイス上のボタンを押すなどのユーザ入力、または一定期間振る、もしくは指定されたシーケンスをタップするなどの、送信機の移動に応答するものとしてよい。超音波放射ビーコンの場合、ウェイクアップ信号は、ユーザ入力なしで付近のモバイルデバイスに定期的に送信される。ウェイクアップ信号は、定義済みの信号であり、各超音波ベースのデバイスに対して固有のものであってよい。ウェイクアップ信号は、ナイキストレートより低い可能な最高の周波数であってよく、したがって、ユーザと干渉しないか、または最小の干渉を発生する、すなわち、信号は聞こえない。例として、ウェイクアップ信号は、低電力で、22kHzから24kHzまでの範囲の定義済みの信号であってよい。しかし、低電力信号は、アイドルサンプリングレート、たとえば48kHzで検出される十分に低い周波数で使用され得る。送信機デバイス110は、受信機デバイス120が完全動作モードに入っていると判定する(304)。たとえば、送信機デバイス110は、ウェイクアップ信号に応答して受信機デバイス120が完全動作モードに入っていることを示す信号、たとえば、IRもしくはRF信号を受信機デバイス120から受信することができる。あるいは、送信機デバイス110は、受信機デバイス120から信号を受信せず、ウェイクアップ信号を送信してから所定の遅延時間の経過後に受信機デバイスが完全動作モードに入っていると一方的に判定することができる。次いで、超音波送信機は、全周波数域で超音波データを送信する(306)。

所望の場合、ウェイクアップ信号は、定義済みの信号周波数域で送信されず、代わりに、受信機デバイス120は、ウェイクアップ信号を検出するためにアンダーサンプリング法を使用する。たとえば、受信機デバイス120は、アイドルサンプリングレートが全サンプリングレートより低いアイドルモードに入っている場合がある。送信機デバイス110が、ナイキストレートを超える音響信号を発生する場合、たとえば、送信される音響信号が24kHzより高いが、アイドルサンプリングレートが48kHzである場合、受信機デバイス120内にエイリアシング効果が発生する。そのため、受信機デバイス120によってサンプリングされるオーディオデータ中のエイリアシングアーチファクトの存在は、受信機デバイス120がアイドルモードを終了すべきであるという指示として使用され得る。所望の場合には、送信されるウェイクアップ信号は、エイリアシングアーチファクトが受信機デバイス120によって復号されアイドルモードを終了する信頼性の高い指示を送るように特に構成され得る。サンプリングされた信号中のエイリアシングを除去するためにアナログフィルタがサンプラの前に典型的に存在するが、アナログフィルタは、受信機デバイス120がアイドルモードに入っている間にエイリアシング効果を許容するように構成され得る。

それに加えて、図1は、個別の送信機デバイス110および受信機デバイス120を備える超音波システム100を示しているが、所望の場合には、本明細書で説明されている原理を送信機デバイス410および受信機デバイス420が同一の場所にある超音波システム400に拡大適用することができ、これは図4に示されているようにたとえば身振り認識に使用され得る。超音波システム400は、送信機デバイス410および受信機デバイス420が同一の場所にあることを除き、図1で説明されている超音波システム100に類似しており、類似の指定要素は同じである。図示されているように、送信機デバイス410は、超音波システム100の前にある、図4では手として例示されている、物体402から反射される超音波信号412を発生する。反射信号414は、受信機デバイス420に戻る。物体402が移動するとともに、物体の位置が、反射信号に基づき決定され、これにより、身振りが検出され得る。全超音波スペクトルの使用は、超音波システム400を実行して身振りを検出する上で有益であるが、物体の存在のみを検出する、すなわち、近接検出を行うためには不要である。したがって、アイドルモードに入っている間、超音波システム400は、高い、または低い帯域幅のいずれかの音響信号を送信することができるが、受信機デバイス420はアイドルサンプリングレートを使用し、これは全サンプリングレートよりも低いが、デバイスの前に物体があるときに検出するために十分である。物体が検出されると、超音波システム400は、身振りが検出できるようにアイドルモードから全サンプリングモードに切り替わる。

図5は、図1に示されている、超音波システム100とともに使用することができる受信機デバイス120のブロック図である。受信機デバイス120は、送信機デバイス110(図1に示されている)から、音響、たとえば超音波、信号を受信することができる2つまたはそれ以上のマイクロフォン122a、122bを備えることができる、音響受信機122を備える。受信機デバイス120は、たとえば受信機デバイス120がアイドルモードから完全動作モードに切り替わったときにIRまたはRF信号を送信機デバイス110に送信するために使用される、送信機130も備えることができる。それに加えて、超音波送信機132が存在する、すなわち、音響受信機122と同じ場所に置かれ得て、図4を参照して説明されているように、ピアツーピア通信、または身振り検出に役立ち得る。受信機デバイス120は、テキストまたは画像を表示することができるディスプレイ124を備えるユーザインターフェース140も具備することができる。ユーザインターフェース140は、受信機デバイス120にユーザが情報を入力することのできるキーパッド144または他の入力デバイスも備えることができる。所望の場合、キーパッド144は、仮想キーパッドをタッチセンサ付きディスプレイ124に組み込むことによって取り除くことができる。ユーザインターフェース140は、たとえば、モバイルプラットフォームが携帯電話である場合に、マイクロフォン128およびスピーカー126も備えることができる。所望の場合には、マイクロフォン128は、音響受信機122の一部であってよい。もちろん、受信機デバイス120は、本開示に無関係の他の要素を含み得る。

受信機デバイス120は、音響受信機122、送信機130、および超音波送信機132(存在する場合)、さらには、ユーザインターフェース140に接続され通信する制御ユニット150も、他の所望の機能とともに備える。制御ユニット150は、プロセッサ152および関連するメモリ/ストレージ154によって構成され、これはソフトウェア156、さらにはハードウェア158、およびファームウェア160を含み得る。制御ユニット150は、音響受信機122によって受信された音響信号を復号するために使用される、CODEC162を備える。CODEC162は、全サンプリングレートまたはより低いアイドルサンプリングレートで動作するように制御され得る。所望の場合には、複数のCODECが、たとえば、異なるCODECが異なるサンプリングレートで動作する形で使用され得る。制御ユニット150は、サンプリングされた音響信号中のエイリアシングを除去するために使用されるが、受信機デバイス120がアイドルモードに入っている間にエイリアシング効果を許容するように制御され得る、フィルタ164を備えるようにも示されている。CODEC162は、わかりやすくするためプロセッサ152から分離して示されているが、プロセッサ152で実行されるソフトウェア156内の命令に基づきプロセッサ152で実装され得る。フィルタ164は、ハイパスフィルタなどのアナログフィルタであってよいが、プロセッサ152に同様に実装され得る。制御ユニット150は、図示されているか、または上で説明されている1つまたは複数の機能を実装するように構成され得る。

本明細書で使用されているように、プロセッサ152、およびCODEC162は、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、組み込みプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、および同様のものを含み得るが、ただし必ずしも含む必要があるわけではないことは理解されるであろう。プロセッサという用語は、これらの要素を特定のハードウェアに制限するのではなくシステムによって実装される機能を記述することを意図している。さらに、本明細書で使用されているように、「メモリ」および「ストレージ」という用語は、モバイルプラットフォームに関連付けられている長期的な、短期的な、または他のメモリを含む、任意の種類のコンピュータ記憶媒体を指し、メモリの特定のタイプもしくはメモリの数、またはメモリが置かれる媒体のタイプに限定されない。

本明細書で説明されている方法は、用途に応じて様々な手段により実装され得る。たとえば、これらの方法は、ハードウェア158、ファームウェア160、ソフトウェア156、またはこれらの組み合わせで実装することができる。ハードウェアによる実装では、CODEC162は、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明されている機能を実行するように設計されている他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせ内に実装することができる。受信機デバイス120は、たとえばCODEC162およびプロセッサ152を含む、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるための手段を備える。受信機デバイス120は、音響受信機122、さらにはプロセッサ152を備える、音響送信機デバイスから、アイドルモードに入っている間に音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するための手段を備える。受信機デバイス120は、たとえばCODEC162およびプロセッサ152を含む、ウェイクアップ信号に応答して全サンプリングレートで音響受信機デバイスを動作させるための手段をさらに備える。受信機デバイス120は、たとえばCODEC162およびプロセッサ152を含み得る、ウェイクアップ信号の周波数が音響受信機に対するナイキストレートを超える場合にエイリアシングアーチファクトを復号するための手段をさらに備えることができる。

ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装では、これらの方法は、本明細書で説明されている機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)で実装され得る。命令を明白に具体化する機械可読媒体は、本明細書で説明されている方法を実装する際に使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリ154内に格納され、プロセッサ152によって実行され得る。メモリは、プロセッサ152内に、またはプロセッサ152の外部に実装することができる。

ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装された場合、これらの関数は、コンピュータ可読媒体上に1つまたは複数の命令もしくはコードとして格納され得る。例として、データ構造体とともに符号化される非一時的なコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムとともに符号化されるコンピュータ可読媒体が挙げられる。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる利用可能な媒体とすることができる。例として、限定はしないが、このようなコンピュータ可読メディアとして、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EEPROM、CD-ROM、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令またはデータ構造体の形態で所望のプログラムコードを格納するために使用することができ、またコンピュータによってアクセスできる他のメディアが挙げられ、本明細書で使用されているような、「Disk」と「Disc」(両方とも日本語ではディスク)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスクを含み、「Disk」は通常磁気的にデータを再現し、「Disc」はレーザーを使って光学的にデータを再現する。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲に収まらなければならない。

図6は、図1に示されている、超音波システム100とともに使用することができる送信機デバイス110のブロック図である。送信機デバイス110は、超音波信号(および所望の場合には、超音波信号より低い周波数の信号)を受信機デバイス120に送信する超音波送信機112を備える。送信機デバイス110は、たとえば、1つまたは複数の加速度計などのモーションセンサ、またはたとえば、ボタンもしくはスイッチなどの機械的要素であってよい、ユーザ入力要素も備えることができる。送信機デバイス110は、たとえば受信機デバイス120がアイドルモードから完全動作モードに切り替わっていることを示す信号を受信機デバイス120から受信するための受信機172、たとえば、IRまたはRF受信機をさらに備えることができる。もちろん、送信機デバイス110は、それのデバイスのタイプに応じた、また本開示に無関係の他の要素を含み得る。

送信機デバイス110は、超音波送信機112、ユーザ入力要素170、および受信機172に接続され通信する制御ユニット180も備える。制御ユニット180は、プロセッサ182および関連するメモリ/ストレージ184によって構成され、これはソフトウェア186、さらにはハードウェア188、およびファームウェア190を含み得る。制御ユニット180は、たとえば、ユーザ入力要素170を介して、超音波システム100を使用することを望んでいることをユーザが示したときにそのことを判定するために使用されるウェイクアップコントローラ192を備える。ウェイクアップコントローラ192は、上で説明されているようにウェイクアップ信号を送信するように超音波送信機112を制御する。ウェイクアップコントローラ192は、わかりやすくするためプロセッサ182から分離して示されているが、プロセッサ182で実行されるソフトウェア186内の命令に基づきプロセッサ182で実装され得る。制御ユニット180は、図示されているか、または上で説明されている1つまたは複数の機能を実装するように構成され得る。

本明細書で使用されているように、プロセッサ182は、ウェイクアップコントローラ192とともに、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、組み込みプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、および同様のものを含み得るが、ただし必ずしも含む必要があるわけではないことは理解されるであろう。プロセッサという用語は、これらの要素を特定のハードウェアに制限するのではなくシステムによって実装される機能を記述することを意図している。さらに、本明細書で使用されているように、「メモリ」および「ストレージ」という用語は、モバイルプラットフォームに関連付けられている長期的な、短期的な、または他のメモリを含む、任意の種類のコンピュータ記憶媒体を指し、メモリの特定のタイプもしくはメモリの数、またはメモリが置かれる媒体のタイプに限定されない。

本明細書で説明されている方法は、用途に応じて様々な手段により実装され得る。たとえば、これらの方法は、ハードウェア188、ファームウェア190、ソフトウェア186、またはこれらの組み合わせで実装することができる。ハードウェアによる実装では、ウェイクアップコントローラ192は、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明されている機能を実行するように設計されている他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせ内に実装することができる。送信機デバイス110は、たとえば超音波送信機112であってもよい、音響送信機デバイスから、音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を送信するための手段を備える。送信機デバイス110は、プロセッサ182、さらには受信機172を含み得る、ウェイクアップ信号に応答して音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するための手段をさらに備えることができる。送信機デバイス110は、たとえば超音波送信機112であってもよい、全周波数域で音響データを送信するための手段をさらに備えることができる。

ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装では、これらの方法は、本明細書で説明されている機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)で実装され得る。命令を明白に具体化する機械可読媒体は、本明細書で説明されている方法を実装する際に使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリ184内に格納され、プロセッサ182によって実行され得る。メモリは、プロセッサ182内に、またはプロセッサ182の外部に実装することができる。

ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装された場合、これらの関数は、コンピュータ可読媒体上に1つまたは複数の命令もしくはコードとして格納され得る。例として、データ構造体とともに符号化される非一時的なコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムとともに符号化されるコンピュータ可読媒体が挙げられる。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる利用可能な媒体とすることができる。例として、限定はしないが、このようなコンピュータ可読メディアとして、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EEPROM、CD-ROM、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令またはデータ構造体の形態で所望のプログラムコードを格納するために使用することができ、またコンピュータによってアクセスできる他のメディアが挙げられ、本明細書で使用されているような、「Disk」と「Disc」(両方とも日本語ではディスク)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスクを含み、「Disk」は通常磁気的にデータを再現し、「Disc」はレーザーを使って光学的にデータを再現する。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲に収まらなければならない。

本発明は、教育的な目的で特定の実施形態に関連して例示されているが、本発明は、それに限定されない。本発明の範囲から逸脱することなく、様々な適合および修正を加えることができる。したがって、付属の特許請求の範囲の精神と範囲は、前記の説明に限定されるべきではない。

100 音響システム
110 送信機デバイス
112 超音波送信機
114 音響信号
120 受信機デバイス
122a、122b マイクロフォン
122 音響(超音波)受信機
124 ディスプレイ
126 スピーカー
128 マイクロフォン
130 送信機
132 超音波送信機
140 ユーザインターフェース
150 制御ユニット
152 プロセッサ
154 関連するメモリ/ストレージ
156 ソフトウェア
158 ハードウェア
160 ファームウェア
162 CODEC
164 フィルタ
170 ユーザ入力要素
172 受信機
180 制御ユニット
182 プロセッサ
184 関連するメモリ/ストレージ
186 ソフトウェア
188 ハードウェア
190 ファームウェア
192 ウェイクアップコントローラ
400 超音波システム
402 物体
410 送信機デバイス
412 超音波信号
414 反射された信号
420 受信機デバイス

Claims (42)

1. 方法であって、
   全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるステップと、
   前記音響受信機デバイスとは別個の音響送信機デバイスから、前記アイドルモードに入っている間に前記音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するステップと、
   前記ウェイクアップ信号に応答して前記全サンプリングレートを使用して完全動作モードで前記音響受信機デバイスを動作させるステップとを含む方法。
2. 前記音響受信機デバイスは超音波受信機デバイスであり、前記全サンプリングレートは超音波サンプリングレートであり、前記音響送信機デバイスは超音波送信機デバイスである請求項1に記載の方法。
3. 前記ウェイクアップ信号は、超音波周波数域より低い請求項2に記載の方法。
4. 前記ウェイクアップ信号は、超音波周波数域内にある請求項2に記載の方法。
5. 前記ウェイクアップ信号の前記周波数は、前記音響受信機デバイスに対するナイキストレートより低い請求項1に記載の方法。
6. 前記ウェイクアップ信号の前記周波数は、前記音響受信機デバイスに対するナイキストレートを超え、前記音響受信機デバイスで前記アイドルモードを終了するための指示を与えるエイリアシングアーチファクトを発生する請求項1に記載の方法。
7. 前記アイドルサンプリングレートは、48kHzである請求項1に記載の方法。
8. 前記音響受信機デバイスは、モバイルプラットフォームである請求項1に記載の方法。
9. 前記音響送信機デバイスは、ポインティングデバイス、位置標識、およびリモートモバイルプラットフォームのうちの1つである請求項8に記載の方法。
10. 前記音響送信機デバイスは、前記音響受信機デバイスと同一の場所に置かれる請求項8に記載の方法。
11. 前記音響受信機デバイスを前記アイドルモードに戻すステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
12. 装置であって、
    音響送信機から音響信号を受信するための音響受信機であって、前記音響送信機は前記音響受信機とは別個である、音響受信機と、
    前記音響受信機に接続されたプロセッサであって、前記音響受信機に、全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用してアイドルモードで動作し、前記アイドルモードに入っている間に前記音響受信機によって受信されたウェイクアップ信号を検出するステップを実行させ、前記音響受信機に、前記ウェイクアップ信号に応答して前記全サンプリングレートを使用して完全動作モードで動作するステップを実行させるように構成されたプロセッサとを備える装置。
13. 前記音響受信機は超音波受信機デバイスであり、前記全サンプリングレートは超音波サンプリングレートである請求項12に記載の装置。
14. 前記ウェイクアップ信号は、超音波周波数域より低い請求項13に記載の装置。
15. 前記ウェイクアップ信号は、超音波周波数域内にある請求項13に記載の装置。
16. 前記ウェイクアップ信号は、前記音響受信機に対するナイキストレートより低い周波数を有する請求項12に記載の装置。
17. 前記ウェイクアップ信号は、前記音響受信機に対するナイキストレートを超える周波数を有し、前記音響受信機で前記アイドルモードを終了するための指示を与えるエイリアシングアーチファクトを発生する請求項12に記載の装置。
18. 前記アイドルサンプリングレートは、48kHzである請求項12に記載の装置。
19. 前記装置は、モバイルプラットフォームである請求項12に記載の装置。
20. 前記音響送信機は、ポインティングデバイス、位置標識、およびリモートモバイルプラットフォームのうちの1つである請求項19に記載の装置。
21. 前記装置は、前記音響送信機をさらに備える請求項19に記載の装置。
22. 前記プロセッサは、前記音響受信機を前記アイドルモードに戻させるようにさらに構成される請求項19に記載の装置。
23. 装置であって、
    全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるための手段と、
    前記音響受信機デバイスとは別個の音響送信機デバイスから、前記アイドルモードに入っている間に前記音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するための手段と、
    前記ウェイクアップ信号に応答して前記全サンプリングレートを使用して完全動作モードで前記音響受信機デバイスを動作させるための手段とを備える装置。
24. 前記音響受信機デバイスは超音波受信機デバイスであり、前記全サンプリングレートは超音波サンプリングレートであり、前記音響送信機デバイスは超音波送信機デバイスである請求項23に記載の装置。
25. 前記ウェイクアップ信号の前記周波数は、前記音響受信機デバイスに対するナイキストレートより低い請求項23に記載の装置。
26. 前記ウェイクアップ信号の前記周波数は、前記音響受信機デバイスに対するナイキストレートを超え、前記音響受信機デバイスで前記アイドルモードを終了するための指示を与えるエイリアシングアーチファクトを発生する請求項23に記載の装置。
27. 前記音響送信機デバイスは、前記音響受信機デバイスと同一の場所に置かれる請求項23に記載の装置。
28. プログラムコードを格納して収めた非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
    全サンプリングレートより低いアイドルサンプリングレートを使用して音響受信機デバイスをアイドルモードで動作させるためのプログラムコードと、
    前記音響受信機デバイスとは別個の音響送信機デバイスから、前記アイドルモードに入っている間に前記音響受信機デバイスによって検出可能である周波数を有するウェイクアップ信号を受信するためのプログラムコードと、
    前記ウェイクアップ信号に応答して前記全サンプリングレートを使用して完全動作モードで前記音響受信機デバイスを動作させるためのプログラムコードとを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
29. 前記音響受信機デバイスは超音波受信機デバイスであり、前記全サンプリングレートは超音波サンプリングレートであり、前記音響送信機デバイスは超音波送信機デバイスである請求項28に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
30. 方法であって、
    音響送信機デバイスから、前記音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を前記音響送信機デバイスとは別個の音響受信機デバイスに送信するステップと、
    前記ウェイクアップ信号に応答して前記音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するステップと、
    前記全周波数域で音響データを送信するステップとを含む方法。
31. 前記音響送信機デバイスは、超音波送信機デバイスであり、前記音響受信機デバイスは、超音波受信機デバイスである請求項30に記載の方法。
32. 前記音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するステップは、前記ウェイクアップ信号に応答して前記音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていることを示す信号を前記音響受信機デバイスから受信するステップを含む請求項30に記載の方法。
33. 前記ウェイクアップ信号は、受け取ったユーザ入力に応答して送信される請求項30に記載の方法。
34. 前記音響送信機デバイスは、ポインティングデバイス、位置標識、またはモバイルプラットフォームのうちの1つである請求項33に記載の方法。
35. 装置であって、
    音響送信機と、
    前記音響送信機に接続されたプロセッサであって、前記音響送信機に、前記音響送信機の完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を前記音響送信機とは別個の音響受信機に送信し、前記ウェイクアップ信号に応答して前記音響受信機が完全動作モードに入っていると判定するステップを実行させ、前記音響送信機に前記全周波数域で音響データを送信させるステップを実行させるように構成されたプロセッサとを備える装置。
36. 前記音響送信機は、超音波送信機であり、前記音響受信機は、超音波受信機デバイスである請求項35に記載の装置。
37. 前記装置は前記音響受信機から信号を受信するように構成され、前記プロセッサに結合された受信機をさらに備え、前記プロセッサは、前記信号に応答して前記音響受信機が完全動作モードに入っていると判定するように構成されている請求項35に記載の装置。
38. ユーザ入力要素をさらに備え、前記プロセッサは、前記音響送信機に、前記ユーザ入力要素から受信されたユーザ入力に応答して前記ウェイクアップ信号を送信するステップを実行させるように構成される請求項35に記載の装置。
39. 前記音響送信機は、ポインティングデバイス、位置標識、またはモバイルプラットフォームのうちの1つである請求項35に記載の装置。
40. 装置であって、
    音響送信機デバイスから、前記音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を前記音響送信機デバイスとは別個の音響受信機デバイスに送信するための手段と、
    前記ウェイクアップ信号に応答して前記音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するための手段と、
    前記全周波数域で音響データを送信するための手段とを備える装置。
41. 前記音響送信機デバイスは、超音波送信機デバイスであり、前記音響受信機デバイスは、超音波受信機デバイスである請求項40に記載の装置。
42. プログラムコードを格納して収めた非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
    音響送信機デバイスから、前記音響送信機デバイスの完全動作時に送信される全周波数域より低い周波数を有するウェイクアップ信号を前記音響送信機デバイスとは別個の音響受信機デバイスに送信するためのプログラムコードと、
    前記ウェイクアップ信号に応答して前記音響受信機デバイスが完全動作モードに入っていると判定するためのプログラムコードと、
    前記全周波数域で音響データを送信するためのプログラムコードとを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

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