KR20120042860A - 방법 및 방법을 구현하기 위한 터치 감지 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 a) 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하는 단계 - 신호는 표면 상의 적어도 하나의 위치에서 미리 결정된 여기(E)에 대응함 - ; b) 단계 a)에서 수신된 상기 음향 신호에 기초하여 음향 응답을 결정하는 단계; 및 c) 단계 b)에서 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에 기인하는 상기 음향 응답을 결정하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는 오브젝트의 표면 상에서, 충격, 특히 터치 이벤트의 위치에 기인한 음향 응답을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

방법 및 방법을 구현하기 위한 터치 감지 디바이스{A METHOD AND A TOUCH SENSING DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD}

본 발명은 오브젝트의 표면 상의 터치 이벤트와 같은 충격의 위치에 기인한 음향 응답을 결정하기 위한 방법, 및 상기 방법을 구현하기 위한 터치 감지 디바이스에 관한 것이다.

음향 신호들의 분석에 기초하여 오브젝트의 표면 상의 충격의 위치를 결정하기 위한 방법들이 당해 기술 분야에 이미 알려져 있다. 이러한 종류의 기술은 충격의 음향 서명을 획득하기 위해, 그리고 상기 서명을 음향 서명들의 미리 결정된 세트와 비교하기 위해 하나 이상의 센서들을 사용하여 음향 신호를 측정하는 것에 기초하며, 각각의 미리 결정된 음향 서명은 햅틱 또는 촉각 인터페이스의 주어진 위치를 나타낸다. 충격의 위치는 이후 미리 결정된 음향 서명들 중 하나를 가지고 자신의 음향 서명의 유사성에 기초하여 식별된다. 도 1은 상호작용 표면(101) 및 2개의 트랜스듀서들(103)을 가지는 이러한 종래 기술의 디바이스를 개략적으로 예시한다.

룩업 테이블 또는 데이터베이스의 형태일 수 있는 음향 서명들의 미리 결정된 세트는 디바이스의 교정 동안 햅틱 인터페이스의 표면 상의 가깝게 이격된 위치들(105)의 개별 음향 패턴을 계산함으로써 생성된다. 룩업 테이블은 예를 들어, 로봇화된 벤치(bench)를 사용하여 자동화된 프로세스에 의해 생성된다. 사용되는 로봇은 쉐이커와 금속 팁이 구비되며, 순차적으로 각각의 위치에서 미리 결정된 힘 및 형상의 충격들을 수행한다. 따라서, 주어진 위치에 대한 음향 서명은 상기 위치에서의 충격 이후 적어도 하나의 센서에 의해 수신되는 측정된 음향 신호들 중에서 결정된 음향 응답들로부터 구축된다. 음향 서명은 충격의 위치에 대해 고유하다. 음향 응답은 기계적 여기를 겪을 때 햅틱 인터페이스의 응답을 나타내는 주파수의 함수이다. 음향 응답은 기계적 여기와 센서의 출력 간의 관계를 나타내는 전달 함수일 수 있다.

WO 2006/015888 A1는 단순히 교정 스테이지의 측정된 신호들을 저장하도록 제안한다. WO 2006/069596 A1는 상호작용 인터페이스의 미리 결정된 영역 상에 기준 충격이 발생하는 경우 음향 센서들에 의해 수신되는 2개의 신호들의 위상들의 상관에 기초하여 음향 서명들을 결정하도록 제안한다.

특히, 터치 스크린 애플리케이션들에 대해, 룩업 테이블의 생성은, 통상적으로 수천 개의 음향 응답들이 충분한 분해능을 가지는 전체 햅틱 영역을 커버하기 위해 획득될 필요가 있음에 따라 많은 시간을 소요한다. 또한, 각각의 제품은, 햅틱 표면을 가지는 오브젝트의 제조 공정 동안 수용되는 허용 오차들로 인해, 하나의 설정된 룩업 테이블이 오브젝트마다 반드시 적용될 수는 없음에 따라, 개별적으로 교정될 필요가 있다. 특정 오브젝트들의 복잡도로 인해, 적어도 이들의 통합 상태에서, WO 2006/015888에 의해 제안된 것과 같은 룩업 테이블의 생성에 대한 순수하게 이론적인 방식은 항상 가능하지는 않다.

산업화된 프로세스에서의 교정 시간을 감소시키기 위한 한 방식은 로봇화된 벤치들을 사용하는 복수의 교정 스테이션들을 사용하는 것일 수 있다. 상대적으로 높은 비용의 이들 벤치들로 인해, 교정 프로세스는 높은 투자를 나타낸다. 반면, 제조 허용오차들을 감소시키는 것은 또한 수용불가능한 비용 상승을 초래할 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 오브젝트의 표면 상의 충격의 임의의 위치에서 음향 응답을 결정하기 위한 방법 및 음향 서명들의 미리 결정된 세트가 더 빨리 획득될 수 있는, 상기 방법을 구현하는 터치 감지 디바이스를 제공하는 것이다.

또한, 마모, 스크래치, 에이징, 온도 변화, 통합 드리프트(integrations drift) 또는 다른 알려진 또는 알려지지 않은 영향들로 인해, 미리 결정된 음향 서명들을 가지는 원래 룩업 테이블이 더 이상 만족하는 결과들을 제공하지 않도록 촉각화된 표면을 가지는 오브젝트가 변경되는 것으로 나타난다. 그 결과로서, 음향 서명들의 세트의 재교정이 전달될 필요가 있다. 이는 로봇화된 벤치들을 사용하여 이루어질 수 있다. 그러나 이는 매우 실제적인 해법에 대응하지는 않는다.

WO 2008/146098 A1는 센서의 사이즈를 약간 변경할 수 있는 환경적 변경들을 고려하기 위한 방법을 제안한다. 오브젝트의 두께는 실제로 파의 전파에 대한 충격을 가진다. WO 2008/146098 A1에서, 로컬화 결과들을 개선하기 위해 두께의 변경을 고려하기 위해 주파수 공간에서 음향 응답을 수축하거나 확장하는 수축/확장 알고리즘이 제안된다. 이러한 방법이 변경들의 이러한 특수 클래스에 대한 만족하는 결과들을 제공하는 것으로 보이지만, 이는 오브젝트에 대한 더욱 복잡한 변경들을 다룰 수 없다.

따라서, 본 발명의 제2 목적은, 음향 서명들의 미리 결정된 세트의 재교정이 간략화된 방식으로 수행될 수 있도록 오브젝트의 표면 상의 충격의 위치에서 음향 응답을 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

제1 목적은, a) 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하는 단계 - 상기 신호는 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에서 미리 결정된 여기(E)에 대응함 - ; b) 단계 a)에서 수신된 상기 음향 신호에 기초하여 음향 응답을 결정하는 단계; 및 c) 단계 b)에서 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에 기인하는 상기 음향 응답을 결정하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는 오브젝트의 표면 상의 충격에 기인한 음향 응답을 결정하기 위한 방법을 통해 달성된다. 주어진 위치에 대한 음향 응답들이 다른 상이한 위치들에 관련된 실험 데이터 중에서 결정될 수 있다는 점은 본 발명의 발견이다. 이는 교정 동안 표면 상의 실제 충격들의 수가 감소할 수 있음에 따라, 오브젝트의 터치 감지 표면의 교정을 간략화한다.

이러한 컨텍스트에서, 충격은 특히, 오브젝트, 예컨대 터치 스크린 디바이스의 표면 상의 사용자 손가락 또는 드래그 동작 중 하나 이상에 의한 터치와 같은 터치 이벤트와 관련된다. 기계적 원점일 수 있는 미리 결정된 여기는 또한 터치 이벤트와 관련될 수 있다. 또한, 오브젝트는 음향 파들이 전송될 수 있는 한 임의의 종류의 물질 또는 물질 혼합으로, 그리고 임의의 형상으로 만들어지는 임의의 종류의 오브젝트일 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는 유리, 플라스틱, 나무, 금속 등으로 만들어질 수 있고, 형상은 평면 패널 또는 커브 패널일 수 있고, 일반적으로, 단순한 것에서 복잡한 것으로의 임의의 3D 형상일 수 있다. 이러한 컨텍스트에서, 트랜스듀서는 음향 신호를 또다른 종류의 신호, 예를 들어, 전기 신호로 변환시키는 임의의 수단에 대응한다. 예를 들어, 압전 트랜스듀서가 본 발명을 실행하기 위해 사용될 수 있다. 용어 "음향"은 최대 100 kHz까지의, 구체적으로는 최대 40 kHz까지의, 더욱 구체적으로는 최대 20 kHz까지의 주파수들에 관련된다.

본 발명의 한가지 추가적인 양상에 따라, 음향 신호들은 적어도 2개의 트랜스듀서들로부터 수신될 수 있고, 이 경우 음향 신호들은 표면 상의 적어도 하나의 위치에서 적어도 하나의 미리 결정된 여기에 대응한다. 따라서, 이러한 변형에서, 본 발명을 실행하기 위해 필요한 적어도 2개의 상이한 음향 응답들은 적어도 2개의 트랜스듀서들의 존재에 의해 획득된다. 변형에 따라, 음향 신호들은 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 수신될 수 있지만, 음향 신호들은 표면 상의 적어도 2개의 위치들에서의 미리 결정된 여기들에 대응한다. 따라서, 이러한 경우, 상이한 음향 응답들은 상이한 여기들에 관련되고, 하나의 트랜스듀서가 본 발명을 실행하기에 충분할 것이다. 물론, 양 변형들 모두 결합될 수 있고, 따라서, 둘 이상의 트랜스듀서의 사용 및 여기들이 표면 상에 가해지는 둘 이상의 위치들의 사용이 가능할 수 있다. 단계 c)에서 사용되는 상이한 음향 응답들의 양은 또한, 획득하기를 원하는, 단계 c) 동안 결정되는 음향 응답들의 정밀도에 따를 것이다.

바람직하게는, 미리 결정된 여기는 오브젝트의 표면의 경계 영역에, 특히, 터치 감지 입력 영역으로서 또는 심지어 해당 영역 외부에서 작용하는 오브젝트의 표면의 일부의 경계 영역에 위치되는 위치에서 적용될 수 있다. 통상적으로, 오브젝트 상에서, 표면의 일부분만이 터치 감지 입력 영역, 예를 들어, 핸드헬드 전자 디바이스의 스크린 부분으로서 사용될 것이다. 이러한 경우, 여기들을 제공하기 위한 수단은 이들이 관심 대상인 영역으로부터 떨어지도록, 예를 들어, 스크린의 프레임 영역에 숨겨지도록 위치지정될 수 있다. 따라서, 여기를 제공하기 위한 수단은 실제로 오브젝트 내에 유지될 수 있으며, 교정 동안만이 아니라 결과적으로 재교정동안 사용될 수 있다. 일 변형예에서, 여기들을 제공하기 위한 수단은 신호들을 감지하기 위해 사용되는 것과 동일한 타입의 트랜스듀서, 예를 들어, 압전 트랜스듀서일 수 있지만, 이는 여기들을 제공하기 위한 액츄에이터로서 기능한다.

유리하게는, 방법은 단계 b)에서 결정된 상기 음향 응답에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 상기 적어도 하나의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 음향 응답들을 결정하는 단계 d)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 오직 제한된 양의 실제 여기들/충격들을 가지고, 음향 응답들이 오브젝트의 관심 대상인 전체 영역에 대해 결정될 수 있다.

바람직하게는, 방법은 룩업 테이블을 형성하기 위해 단계 d)에서 상기 미리 결정된 여기들의 위치들과는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 결정된 상기 음향 응답들을 수집하는 단계 e)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 방법은 더 빠르지만 단지 제한된 개수의 실제 충격들만을 사용하는 종래 기술에 비해 여전히 신뢰가능한 방식으로 전술된 바와 같이 음향 응답들의 미리 결정된 세트를 설정하기 위해 사용될 수 있다. 룩업 테이블은 오브젝트의 표면을 특징으로 하는 데이터를 포함하며, 표면의 교정 프로세스가 미리 결정된 음향 응답들의 세트를 설정하면 터치 이벤트 로컬화 프로세스 동안 사용된다. 오직 제한된 개수의 실제 여기들이 오브젝트의 표면에 대한 룩업 테이블을 획득하기 위해 필요함에 따라, 개별 룩업 테이블이 각각의 제품에 대해 생성될 수 있다. 이는 생산할 제품으로부터의 임의의 편차가 개별적으로 고려됨에 따라 통합 제약들을 낮춘다.

유리하게는, 방법은 특히 상기 측정들의 코히어런스(coherence) 및/또는 신호-대-잡음비 중 적어도 하나에 관한, 미리 결정된 기준들을 만족시키면서, 단계 c)를 실행하기 위한, 단계 b) 동안 결정된 음향 응답들만을 선택하는 단계 f)를 더 포함할 수 있다. 이들 기준은 주파수 기반이며, 따라서, 동기 부여된(motivated) 선택으로 하여금 음향 응답들이 양호한 품질인 주파수 범위를 선택할 수 있게 한다. 이러한 추가적인 단계는 단계 c) 동안 결정된 음향 응답들의 품질이 더욱 개선될 수 있다는 장점을 초래한다.

바람직한 실시예에 따라, 방법은 g) 상기 미리 결정된 여기의 위치로부터 떨어져 위치지정되는 보조 위치, 및 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 위치 사이의 거리에 기초하여 제1 대표 함수를 결정하는 단계 ; h) 상기 보조 위치와 상기 미리 결정된 여기의 위치 사이의 거리에 기초하여 제2 대표 함수를 결정하는 단계 ; i) 단계 g)에서 결정된 상기 제1 대표 함수와 단계 h)에서 결정된 상기 제2 대표 함수 사이의 비를 계산하는 단계 ; j) 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 각각의 위치에 대해 그리고 각각의 보조 위치에 대해 단계 g)를 반복하는 단계 ; 및 k) 상기 미리 결정된 여기의 각각의 위치에 대해 단계 h)를 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 파 중첩에 기초하는 이러한 방법은 여기들이 발생한 위치들로부터 떨어져 위치되는 표면 상의 위치들에 대한 원하는 음향 응답들을 결정하는 전적으로 수치적 방식을 가능하게 한다.

바람직하게는, 보조 위치들은 표면의 외부에, 그리고 미리 결정된 여기의 각각의 위치로부터 떨어져서, 그리고 미리 결정된 여기의 각각의 위치와 상이한 표면상의 각각의 위치로부터 떨어져 있을 수 있다. 실제로, 외부에 보조 위치들을 제공함으로써, 알고리즘은 보조 위치들 내부의 음향 특징들을 결정하는 것을 허용한다.

본 발명의 제2 목적은 청구항 1의 방법 단계들에 더하여, 특히 맞춤식으로(on demand) 그리고/또는 특정 환경들의 검출시 그리고/또는 정기적으로, 적어도 단계 a) 내지 c)를 반복하는 추가 단계 i)를 포함하는 방법을 통해 달성된다. 적어도 단계들 a) 내지 c)를 때때로 반복함으로써, 음향 응답에서의 변경들을 식별하는 것이 가능하고, 따라서, 또한 터치 감지 인터페이스로서 역할을 할 수 있는 오브젝트의 촉각화된 인터페이스 상에서 사용자에 의해 가해지는 충격의 위치를 식별하기 위해 필요한 미리 결정된 음향 서명들의 세트 내에서의 변경들을 식별하는 것도 가능하다. 단지 청구항 1의 단계 a)에 따라 적어도 하나의 여기를 제공함으로써, 방법은 음향 응답들을 재교정하는 것을 허용하며, 마모, 스크래치, 에이징, 온도 등과 같은 영향들이 고려된다. 재교정이 교정의 재실행의 순간 오브젝트의 특징들을 고려함에 따라, 업데이트된 음향 응답의 정밀도는 정정 인자에 의해 데이터베이스를 단순히 정정하는 프로세스보다 더 양호하다. 재교정은, 예를 들어, 식별된 위치들이 실제 위치들과는 상이하다는 것을 사용자가 인지하는 경우, 맞춤식이거나 또는 자동화될 수 있다.

유리하게는, 방법은 m) 상기 음향 응답을 상기 표면 상의 위치에 대응하는 이전에 결정된 음향 응답, 특히 상기 룩업 테이블의 표면 상의 위치에 대응하는 음향 응답과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 변경들을 계속 추적함으로써, 음향 응답의 변경의 소스들을 식별하는 것이 가능할 것이다.

바람직하게는, 미리 결정된 여기들의 2개의 이웃하는 위치들 사이의 이격 λ가 관계식

를 만족하도록 미리 결정된 여기들이 제공될 수 있고, 여기서 A는

에 비례하고,

는 트랜스듀서들로부터의 음향 신호들의 각 주파수, 특히 음향 신호의 관심 대상인 최대 주파수이고,

및

는 상기 오브젝트의 특징들이며, 각각 탄성률, 쁘아송 비, 밀도 및 두께이다. 더욱 바람직하게는, 미리 결정된 여기들은 상기 이격 λ가 관계식

, 특히,

를 만족하도록 제공된다. 이 범위 내에서, 성능에 대한 최적화된 결과들, 따라서, 단계 c)에서의 결정된 음향 응답들 및 획득의 듀레이션의 정확성이 달성될 수 있다.

유리하게는, 미리 결정된 여기들은, 음향 신호의 파장 당, 특히, 관심 대상인 최소 파장 당 상기 미리 결정된 여기들의 위치들의 개수가 둘 이상이며, 바람직하게는 3개 내지 6개 사이가 되도록 제공될 수 있다. 이러한 범위 내에서, 성능에 대한 최적화된 결과들, 따라서, 단계 c)에서의 결정된 음향 응답들 및 획득의 듀레이션의 정확성이 달성될 수 있다. 여기서, 최소 파장은 물론 위에서 정의된 관심 대상인 최대 주파수에 링크된다.

본 발명의 컨텍스트에서, 용어 "관심 대상인 가장 높은 주파수"는 촉각 오브젝트에 진동 에너지를 입력하기 위한 터치 이벤트(즉, 터치, 드래그)의 능력에 링크된다. 사용자에 의해 어떠한 에너지도 주입될 수 없는 주파수들은 룩업 테이블을 구축하기 위해 고려될 필요가 없다. 통상적으로, 주파수 제한은 약 20 kHz로 세팅된다. 그러나 결과들을 더욱 개선하기 위해, 심지어 최대 40 kHz까지의 또는 최대 100 kHz까지의 주파수들이 고려될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 트랜스듀서는 오브젝트의 표면의 대칭 축들 상에 위치될 수 있다. 특히, 표면이 직사각형으로 성형되는 경우, 적어도 하나의 트랜스듀서는 직사각형 표면의 적어도 하나의 대칭축들 상에 위치될 수 있고, 미리 결정된 여기는 오직 직사각형 표면의 매 2 사분면의 위치들에만 제공된다. 그렇게 함으로써, 오브젝트의 특수 특징들을 이용하는 것이 가능하며, 단계 a)에서 수행되어야 하는 실제 미리 결정된 여기들이 감소할 수 있다. 따라서, 다시, 연관된 음향 응답들을 획득하기 위해 요구되는 시간량이 감소할 수 있다. 다른 형상들에 대해, 상황은 유사하다. 적어도 하나의 센서는 대칭 축마다 제공되어야 하며, 단계 c) 동안 결정된 음향 응답들에 대해 원하는 분해능을 달성하는 것이 가능한 여기들의 양이 결정될 필요가 있다.

유리하게는, 미리 결정된 여기들의 위치들이 랜덤하게 배열될 수 있다. 실제 미리 결정된 여기들이 실행되는 위치들의 규칙적 구조를 깸으로써, 데이터의 수치 분석 동안 발생할 수 있는 가상의(fictive) 공명들이 극복될 수 있다.

유리하게는, 미리 결정된 여기들의 위치들은, 특히, 제1 행 내의 위치들 사이의 이격은 제2 행의 위치들 사이의 이격에 대해 상이하도록, 적어도 2개의 행들로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 관심 대상인 표면에 대해 외부 행에 더 작은 이격이 있다. 더욱 바람직하게는, 외부 행은 여기들이 적용된 적어도 4배 이상의 위치들을 가진다. 이는 다시 가상의 공명들이 회피될 수 있다는 이점을 가진다.

본 발명의 목적은 또한, 전술된 방법을 수행하기 위한, 저장된 컴퓨터 실행가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 통해 달성된다. 이러한 매체를 가지고, 전술된 바와 동일한 장점이 달성될 수 있다.

본 발명은 또한 상호작용 표면; 적어도 하나의 트랜스듀서; 및 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하고 - 상기 신호는 상기 상호작용 표면 상의 적어도 하나의 위치에서의 미리 결정된 여기(E)에 대응함 -, 상기 수신된 음향 신호에 기초하여 음향 응답을 결정하고, 상기 수신된 음향 신호에 기초하여 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들에 기초한 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 상호작용 표면 상의 적어도 하나의 위치에 기인하는 상기 음향 응답을 결정하기 위한 제어 수단을 포함하는 청구항 13에 따른 터치 감지 디바이스에 관련된다. 따라서, 이러한 디바이스를 가지고, 도입부에서 언급된 바와 같은 미리 결정된 음향 서명들의 세트를 획득하기 위해 필요한 특정 위치의 음향 응답이 다른 상이한 위치들에 관련된 실험 데이터 중에서 결정될 수 있다. 이는 교정 동안 표면 상의 실제 충격들의 수가 감소할 수 있음에 따라, 오브젝트의 터치 감지 표면의 교정을 상당히 간략화한다. 제어 시스템은 특히 전술된 바와 같은 방법을 실행하도록 구성된다.

바람직하게는, 제어 수단은 적어도 2개의 트랜스듀서들로부터의 음향 신호들을 수신하도록 구성될 수 있고, 음향 신호들은 표면 상의 적어도 하나의 위치에서의 미리 결정된 여기에 대응하거나, 또는 제어 수단은 상기 적어도 하나의 트랜스듀서로부터의 음향 신호들을 수신하도록 구성될 수 있고, 음향 신호들은 표면 상의 적어도 2개의 위치들에서의 미리 결정된 여기들에 대응한다. 적어도 2개의 상이한 여기 위치들 또는 적어도 2개의 트랜스듀서들 중 어느 하나가 제공되는 한, 상기 방법에 대해 전술된 장점들이 달성될 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은 수신된 음향 응답에 기초하여 미리 결정된 여기의 상기 적어도 하나의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 음향 응답들을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 터치 감지 인터페이스를 제공할 전체 오브젝트, 또는 적어도 그 일부분이 분석될 수 있고, 음향 응답 데이터는 오브젝트의 표면 상의 어딘가에서 오직 일부의 실제 여기들의 실험 데이터를 사용함으로써 제공될 수 있다.

하나의 유리한 실시예에 따라, 제어 수단은 표면 상의 위치들에 대응하는 룩업 테이블을 형성하기 위해 미리 결정된 여기들의 위치들과는 상이한 표면 상의 복수의 위치들에서 결정된 음향 응답들을 수집하도록 구성될 수 있다. 분석을 실행할 입력 데이터는 여기들의 실험적 데이터에 관련된다. 이러한 데이터를 사용하여, 애플리케이션들이 디바이스에 의해 실행되기 위해 필요한 가능한 많은 위치들 및 디바이스의 터치 감지 표면에 대한 음향 응답들을 결정하는 것이 가능하다. 특히, 더 많은 위치들에 대해 방법의 단계 c)에서 단순히 음향 응답들을 계산함으로써 분해능을 채택하는 것이 가능하다. 이는 단지 추가적인 계산 시간만을 요구하며, 어떠한 새로운 실험 데이터도 요구하지 않는다.

바람직하게는, 디바이스는, 특히 맞춤식으로 그리고/또는 특정 환경들의 검출시 그리고/또는 정기적으로, 음향 응답을 재결정하기 위한 재교정 유닛을 더 포함할 수 있다. 따라서, 재교정 유닛은 음향 응답에서의 변경들을 식별하기 위해 때때로 방법의 적어도 단계 a) 내지 c)를 반복하도록 구성된다. 따라서, 미리 결정된 음향 서명들의 세트 역시 업데이트될 수 있다. 따라서, 스크래치, 마모, 에이징, 온도 등과 같은 부정적 영향들이 효과적으로 고려될 수 있으므로, 터치 감지 디바이스의 수명이 연장될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 재교정 유닛은 표면 상의 위치에 대응하는 룩업 테이블의 음향 응답을 새로 결정된 음향 응답 중 하나에 비교하도록 구성될 수 있다. 따라서, 음향 서명들을 포함하는 전체 룩업 테이블은 음향 특징들에 대한 임의의 변경들에 대해 정정될 수 있지만, 동시에 임의의 업데이트들의 소스를 식별할 수 있는 변경들, 예를 들어, 이들이 글로벌한지 또는 단지 로컬화되었는지의 여부에 대한 추적이 유지된다.

더욱 바람직하게는, 재교정 유닛은, 미리 결정된 여기가 적어도 하나의 액츄에이터에 의해 미리 결정된 여기의 위치에 적용되도록 미리 결정된 여기의 하나의 위치에서 적어도 하나의 액츄에이터, 특히 압전 트랜스듀서를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 액츄에이터가 오브젝트의 표면의 관심 대상인 영역의 경계에 위치지정될 수 있다. 통상적으로, 오브젝트 상에서 표면의 단지 일부분만이 터치 감지 입력 영역, 예를 들어, 핸드헬드 전자 디바이스의 스크린 부분으로서 사용될 것이다. 이러한 경우, 액츄에이터는 디바이스의 사용자 친화성을 저해하지 않게 하기 위해, 관심 대상인 영역들로부터 떨어지도록, 예를 들어, 스크린의 프레임 영역에 숨겨지도록 위치지정될 수 있다. 또다른 장점은 적어도 하나의 액츄에이터가 오브젝트 내에서 활성으로 유지될 수 있으며, 초기 룩업 테이블에 대한 음향 응답들을 처음 설정하기 위한 교정을 위해, 그리고 추후에 또한 미리 결정된 음향 응답들의 세트를 재교정하기 위해 사용될 수 있다는 점이다. 일 변경에서, 여기들을 제공하기 위한 수단은 신호들을 감지하기 위해 사용되는 것과 동일한 타입의 트랜스듀서, 예를 들어, 압전 트랜스듀서일 수 있지만, 이는 여기들을 제공하기 위한 액츄에이터로서 기능한다.

본 발명은 또한, 청구항 16에 따른, 특히 청구항 12 내지 15 중 적어도 하나에 따른 디바이스를 포함하는 터치 감지 디바이스 교정 시스템에 관련된다. 따라서, 이러한 디바이스는: 적어도 하나의 트랜스듀서와 그리고/또는 제어 시스템과 통신하도록 구성되는 입력/출력 유닛; 표면 상의 적어도 하나의 위치에 미리 결정된 여기(E)를 제공하기 위한 여기 수단 - 여기는 여기 수단과 표면 사이의 기계적 접촉에 의해 제공됨 - ; 및 여기 수단이 표면 상의 적어도 하나의 위치에 여기를 제공하도록 표면 상의 적어도 하나의 위치에 여기 수단을 위치시키도록 구성되는 위치지정 수단 - 제어 수단은 액츄에이터를 구동하도록 구성됨 - 을 더 포함한다. 이러한 시스템을 이용하여, 전술된 유리한 방법이 음향 서명들의 룩업 테이블을 획득하기 위해 실행될 수 있다.

바람직하게는, 입력/출력 유닛은 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 방법 및 디바이스의 유리한 실시예들이 도면들을 참조함으로써 아래에 기술될 것이다.

도 1은 상호작용 표면을 포함하는, 종래 기술로부터 알려진 바와 같은, 터치 감지 디바이스의 2차원 개략도를 예시하며, 음향 응답들이 획득되는 터치 감지 디바이스의 표면 상의 위치들이 (포인트들로) 도시된다.
도 2는 상호작용 표면을 포함하는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 감지 디바이스의 2차원 개략도를 예시하며, 음향 응답들이 실험적으로 획득되는 터치 감지 디바이스의 표면 상의 위치들이 (포인트들로) 도시된다.
도 3은 도 2의 제1 실시예의 터치 감지 디바이스의 표면 상의 충격의 위치에 기인하는 음향 응답을 결정하기 위한 방법에 포함되는 주요 단계들을 예시하는 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 터치 감지 디바이스의 표면 상의 충격의 위치에 기인하는 음향 응답을 결정하기 위한 방법에 포함되는 단계들을 예시한다.
도 5는 음향 응답들을 결정하기 위한 방법 내에서 역할을 수행하는 본 발명의 터치 감지 디바이스의 표면 상의 상이한 타입들의 위치들을 예시하는 도면이다.
도 6은 미리 결정된 여기들이 제공되는 터치 감지 디바이스의 표면 상의 위치들을 예시하는 도면이다. 도 6a는 미리 결정된 여기들의 위치들의 랜덤한 배열을 예시하고, 도 6b는 행으로 형성된 미리 결정된 여기들의 위치들을 예시하는 도면이다.
도 7은 터치 감지 디바이스에 포함된 트랜스듀서의 위치들을 예시하는 도면이다. 도 7a는 터치 감지 디바이스의 표면의 대칭 축들 상에 위치되는 트랜스듀서를 예시하고, 도 7b는 터치 감지 디바이스의 표면의 대칭 축들을 벗어나 위치되는 트랜스듀서를 예시하는 도면이다.
도 8은 미리 결정된 여기들의 위치들에서 음향 응답 보간을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 감지 디바이스를 교정하기 위한 시스템을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 또다른 터치 감지 디바이스를 예시하는 도면이다.

다음에서, 본 발명에 따른 디바이스 및 방법의 특징들 및 유리한 실시예들이 상세하게 기술될 것이다.

도 2는 본 발명에 따라 표면 상의 충격의 위치에서 음향 응답을 결정하기 위한 방법을 사용하는 터치 감지 디바이스(1)의 2차원 개략도를 예시한다. 터치 감지 디바이스(1)는 상호작용 표면(3), 및 적어도 하나의 트랜스듀서(5)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 디바이스는 2개의 트랜스듀서들(5a, 5b), 예를 들어, 압전 트랜스듀서들, 용량성 압전 트랜스듀서들, 자기변형 압전 트랜스듀서들, 전자기 압전 트랜스듀서들, 음향 속도계들, 가속도계들, 광학 센서들, 미소 전자 기계 시스템 센서들(MEMs) 또는 음향 신호를 전기 신호로 변환할 수 있는 임의의 디바이스를 포함한다. 트랜스듀서(5)와 상호작용 표면(3) 사이의 커플링은, 테이프, 글루(glue) 등일 수 있는 고정 디바이스에 의해 달성된다. 본 발명은 또한, 단 하나의 트랜스듀서 또는 셋 이상의 트랜스듀서를 가지고 수행될 수 있다. 터치 감지 디바이스는 터치 이벤트, 충격, 표면 상의 드래깅의 위치를 식별하도록, 그리고 입력들을 제어하기 위한 이러한 정보를 핸드헬드 전자 디바이스, 컴퓨터 또는 터치 감지 인터페이스를 가지는 임의의 종류의 머신과 같은 전자 디바이스에 제공하도록 구성된다. 이러한 기능성은 제어 수단(7)에 의해 제공될 수 있다.

이렇게 함으로써, 제어 수단(7)은 트랜스듀서로부터 수신된 음향 신호들을 분석하고, 음향 서명이 결정된다. 이 서명을 룩업 테이블에 저장된 미리 결정된 서명들의 세트와 비교함으로써, 상호작용 표면(3) 상의 충격의 위치가 획득된다. 종래 기술들에서의 문제점들을 극복하기 위해, 이는 도입 부분에서 기술된 바와 같은 미리 결정된 음향 서명들의 생성과 관련되고, 상호작용 표면(3) 상의 각각의 위치가 상호작용 표면(3) 상에 모두 위치되는 복수의 위치들(9)에서 상호작용 표면에 여기들을 적용하는 것을 특징으로 해야 한다는 사실에 주로 관련된다.

이러한 발명에서, 제어 수단(7)은 위치(9)와는 상이한 위치(11)에 적용된 적어도 하나의 미리 결정된 실제 여기(E)에 기초하여 위치들(9)에서 음향 서명들을 결정하기 위해 필요한 음향 응답들을 결정하도록 구성된다. 이렇게 함으로써, 제어 수단은 제1 트랜스듀서(5a)에 의해 수신되는 음향 신호 중에서 결정되는 음향 응답 A 및 위치(11)에서의 충격에 후속하는 제2 트랜스듀서(5b)에 의해 수신되는 음향 신호 중에서 결정되는 B를 사용하도록 구성된다.

오직 하나의 트랜스듀서를 가지는 실시예에서, 도 2에 예시된 위치와는 상이한 위치에서의 제2 여기가 오브젝트에 관한 충분한 정보를 획득하기 위해 적용될 필요가 있다. 물론, 정밀도를 개선하기 위해, 위치(9) 밖의 상이한 위치들에서의 훨씬 더 많은 여기들이 적용될 수 있다.

도 3은 제1 실시예에 따른 터치 감지 디바이스(1)의 상호작용 표면(3) 상에서의 충격의 위치(9)에 기인한 음향 응답을 결정하기 위한 대응하는 방법의 개념을 예시한다.

본 발명에 따른 방법은, 다음 단계들: (단계 S1) 적어도 하나의 트랜스듀서(5a, 5b)로부터 음향 신호 S를 수신하는 단계 - 상기 신호 S는 표면(3) 상의 적어도 하나의 위치(11)에서의 미리 결정된 여기(E)에 대응함 - ; (단계 S2) 단계 S1에서 수신된 음향 신호 S에 기초하여 음향 응답 A 또는 B를 결정하는 단계 ; 및 (단계 S3) 단계 S2에서 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들(A, B)에 기초하여 미리 결정된 여기(E)의 위치(11)와는 상이한 표면(3) 상의 적어도 하나의 위치(9)에 기인한 음향 응답 X를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 예를 들어, 제어 유닛(7)의 메모리에서 로딩되는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 실행될 수 있다.

도 4는 터치 감지 디바이스(1)의 상호작용 표면(3) 상의 충격의 위치(9)에 기인한 음향 응답 X를 결정하기 위한 방법의 제2 실시예를 예시한다. 제1 실시예에 비교하면, 이 실시예에 따른 방법은: (단계 S0) 표면(3) 상의 복수의 위치들(11)에서 미리 결정된 여기(E)를 제공하는 단계; (단계 S4) 미리 결정된 여기(E)의 위치들(7)과는 상이한 표면(3) 상의 복수의 위치들(9)에 기인한 음향 응답들이 결정되도록 미리 결정된 여기(E)의 위치들(11)과는 상이한 표면(3) 상의 각각의 위치(9)에 대한 음향 응답들을 결정하기 위해 단계 S3을 반복하는 단계; (단계 S5) 룩업 테이블을 형성하기 위해 미리 결정된 여기들(E)의 위치들(11)과는 상이한 표면(3)상의 복수의 위치들(9)에서 (단계 S4에서) 결정된 음향 응답들을 수집하고, 미리 결정된 음향 서명들의 세트를 형성하는 단계를 더 포함한다.

하기에서, 본 발명에 따라 이러한 방법을 실행하기 위한 한가지 실현가능한 방법이 기술된다. 이러한 실시예는 복사 및 산란 문제들에 있어서 음향 필드 재구성을 위한 수치적 기법인 소위 파 중첩 방법(WSM)에 기초한다. 그 주요 아이디어는 음향 공동이 여기의 한정된 개수의 기본 소스들에 의해 교체될 수 있다는 것이다. 이들 소스들은 특징화할 음향 도메인이 외부에 있는 경우 공동 내에 위치되고, 특징화할 음향 도메인이 내부에 있는 경우 공동 외부에 위치된다. 따라서, 관심 대상인 음향 필드는 각각의 기본 소스의 필드들의 합산에 의해 획득된다.

WSM의 시작점은 다음 수식이다:

여기서

는 전파 매체의 밀도이고,

는 각 주파수이다. 소스는

로 표기되고, 그것의 위치

는 도메인 E의 일부분이다. G는 자유계 그린 함수이고, 이 경우, 다음과 같이 기록될 수 있다:

위의 분석 수식을 수치 형태로 변환하기 위해, 소스들은 얇은 쉘(3D)에 또는 연속적인 윤곽(2D) 상에 분배된다. N개의 작은 세그먼트들에서 이러한 기하학적 엔티티를 구분(discretize)함으로써, 정규 속도가 공동의 표면 상에서 근사화될 수 있다:

여기서, Q_i는 기본 소스의 체적속도이다.

이 알려져 있으므로, Q_i는

와 같은 행렬 형태로 쓰여질 수 있고, D는 나블라(nabla) G에 대응한다. 최종적으로 음향 필드의 표현을 획득한다:

이에 기초하여, 특히 실제 여기들이 발생했던 위치들로부터 떨어진 위치들에서 특히 단계 S3 및 S4 동안, 도 4의 방법 단계들에 후속하는 음향 응답들이 결정될 수 있다.

이렇게 함으로써, 방법은 먼저 후속하는 입력 파라미터들을 요구한다: 음향 응답들 및 이후 음향 서명들이 룩업 테이블 또는 데이터베이스에 저장되는 상호작용 표면(3) 상의 위치들(7). 명료함을 위해, 이들 위치들은 하기에서 데이터베이스 위치들이라 명명될 것이다. 바람직하게는, 이들은 본질적으로 전체 상호작용 표면(3)을 커버한다.

추가로, 여기들(11) 및 이들의 연관된 음향 응답들(A, B)의 위치들이 요구된다. 이들은 하기에서 여기 위치들(11)이라 명명될 것이다. 여기 위치들(11)은 실험적으로 미리 결정된 여기(E)에 후속하는 음향 응답들이 획득되는 포인트들의 세트이다. 바람직한 변형예에 따라, 이들 포인트들은 상호작용 표면의 경계 영역에 또는 바로 밖에 위치된다. 여기 위치들 및 서로에 대한 이들의 배열 사이의 이격을 최적화함으로써, 방법의 성능, 예를 들어, 정밀도 및 계산 전력의 감소가, 아래에 추가로 기술될 바와 같이 최적화될 수 있다.

또한, 단계 3 및 4를 실행할 시, 추가적인, 소위 보조 위치들(13)이 방법을 실행하기 위해 필요하다. 이들 보조 위치들(13)은 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터베이스 및 여기 위치들(9 및 11)을 둘러싼다. 바람직하게는, 위치들(13)은 표면(3)의 밖에 있으며, 미리 결정된 여기들의 여기 위치들(11) 및 미리 결정된 여기의 위치들(11)과는 상이한 표면(3) 상의 데이터베이스 위치들(9)로부터 떨어져 있다.

여기 위치들(11)에서 미리 결정된 여기들을 제공하는 단계 S0에 후속하여, 한번에 하나씩, 여기 위치들에 대한 음향 신호들이 단계 S1에서 결정된다. 이러한 실시예에서, 방법은 이후 기계적 여기(E)(입력) 및 트랜스듀서(5a, 5b) 응답들(출력) 사이의 관계를 나타내는 전달 함수인 단계 S2 동안 음향 응답을 결정한다. 따라서, 위치들(11)에서의 기계적 여기/들의 특징들이 알려질 필요가 있다. 실제, 이는 입력(여기) 및 출력(트랜스듀서) 모두에 대한 시간 도메인에서 신호들을 가짐으로써 달성될 수 있다. 입력 측에서, 이는, 예를 들어, 여기(E)를 직접적으로 분석하는 힘 센서의 존재에 의해 달성될 수 있다. 이러한 단계의 일부 바람직한 구현예들이 추후에 기술될 것이다.

다음으로, 여기의 파수 k가 제공될 필요가 있다. 이 값은 촉각화된 오브젝트, 예를 들어, 판 형상의 오브젝트의 기하학 구조로부터 추정될 수 있거나, 또는 더 복잡한 기하학 구조들에 대해, 실험적으로 결정될 수 있다. 결과적으로, 추정은 실험적 부분에 의해 완료될 수 있다. 파수의 일반적 표현은 다음과 같이 기록될 수 있다:

여기서,

는 각 주파수이고,

는 주파수이다. c는 파들이 디바이스(1)의 상호작용 표면(3)의 물질에서 전파하는 속도이다. 햅틱 인터페이스가 얇은 판으로서 고려될 수 있는 경우(즉, 사이드의 길이와 두께 사이의 비가 1보다 훨씬 더 큰 경우), 파수는 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서, 및

는 판의 물질 특징들이고, 각각 탄성률, 쁘아송 비 및 밀도이다. h는 판 두께이다.

이후(단계 S3 및 S4), 여기 위치들(11)의 획득된 음향 응답들에 적용될 WSM 계수들 Q의 결정은

을 알 것을 요구한다(비교. 수식 4). 이들 값들

은 위에 정의된 바와 같이, 보조 위치들(13)에서 계산된다. 따라서, 그린 함수(비교. 수식 2)는 데이터베이스 위치들과 보조 위치들 사이에서 계산되며, 이들 값들은

이다.

WSM 계수의 계산은 다음과 같이 요약될 수 있다:

각각의 주파수에 대해 반복한다

각각의 데이터베이스 위치(9)에 대해 반복한다

각각의 보조 위치(13)에 대해 반복한다

보조 위치(13) 및 데이터베이스 위치(11) 사이의 거리를 결정한다

이 거리에 대해 그린 함수[P]를 계산한다

각각의 여기 위치(11)에 대해 반복한다

보조 위치(13)와 여기 위치(11) 사이의 제2 거리를 결정한다

제2 거리에 대한 그린 함수[D]를 계산한다

WSM 계수

를 계산한다

다음으로, 데이터베이스 위치들(9)에서의 음향 응답들이 여기 위치들(11)의 음향 응답들에 WSM 계수들을 적용함으로써 계산된다.

마지막으로, 단계 S5에 따라, 단계 S3 및 S4에서 이전에 계산된 음향 응답들은 각각의 데이터베이스 포인트에 대해 고유한 음향 서명들에서 변환된다. 모든 데이터베이스 위치들에 연관된 모든 음향 서명들이 룩업 테이블을 형성하기 위해 수집된다.

데이터베이스 위치들(11)에서의 음향 응답들을 결정하기 전에, 오직 관련된 주파수들만을 선택하는 추가 단계가 이러한 실시예의 변형으로서 적용될 수 있다. 단계 S2동안 여기 위치들에서 획득되는 음향 응답들은 주파수의 함수들이다. 획득 파라미터들(샘플링 주파수, 프레임 사이즈)에 따라, 상호작용 표면(3)의 물질 특징들 및 디멘젼들, 일부 주파수들에서의 음향 응답들은, 예를 들어, 열악한 신호 대 잡음 비로 인해 관련되지 않을 수 있다.

따라서, 이러한 추가적이지만 의무적이지 않은 단계는, 예를 들어, 측정들의 코히어런스에 기초하여 기준들을 적용함으로써 관련된 것으로 간주되는 주파수들을 선택하는 단계로 구성된다. 따라서, 잡음 주파수들은 거절되고, 방법의 성능들이 감소되는 것을 회피한다.

하기에서, 본 발명에 따른 여기 위치들(11)을 배열하기 위한 다양한 가능성들이 기술될 것이다. 여기 위치들의 위치의 정의는 본 발명에 따른 방법의 성능들에서 중요한 역할을 수행한다.

주요 파라미터들은 기하학 구조, 따라서, 여기 위치들이 배열되는 방법, 및 적절한 개수의 여기 위치들(11)이다. 이들 파라미터들을 최적화함으로써, 가능한 적은 여기 위치들을 가지고, 따라서 감소된 계산 전력을 가지고, 터치 감지 인터페이스(3)에 관한 원하는 분해능을 가지는 터치 감지 디바이스(1)를 실행하기 위한 최종 데이터베이스에 대한 충분한 정밀도를 가지는 목적이 달성될 수 있다.

후속하는 규정들 및 방법들을 적용함으로써, 본 발명에 따라, 성능들 및 여기 위치들의 수 사이의 양호한 양보가 달성가능하다.

여기 위치들(11)에 의해 형성된 기하학 구조는 수치 데이터 처리 동안 가상의 공명들의 존재를 초래할 수 있다. 이들 공명들은 어떠한 물리적 의미도 가지지 않으며, 수치 형성과 완전히 연관된다. 본 발명에 따른 해법은 도 6a에 도시된 바와 같은 윤곽선(15)을 따라 여기 위치들(11)을 랜덤하게 위치시킴으로써 여기 위치들(11)의 규칙적 구조를 "깨는" 단계로 구성된다. 특히, 이웃 위치들(11) 사이의 거리 및 배향 관계는 랜덤하거나 또는 어떠한 순서도 가지지 않는다.

본 발명에 따른 또다른 해법은 도 6b에 도시된 바와 같이, 이중층 네트워크에서 여기 위치들(11)을 조직하는 단계로 구성된다. 도 6b는, 특히, 제1 행의 위치들(11a) 사이의 이격이 제2 행의 위치들(11b) 사이의 이격에 대해 상이하도록, 미리 결정된 여기들의 위치들(11)이 적어도 2개의 행들로 형성되는 것을 도시한다. 제1 행의 위치들(11a)은 서로에 대해 균일하게 이격되고, 제2 행의 위치들(11b)은 각각에 대해 균일하게 위치된다. 바람직하게는, 더욱 많은 위치들을 가지는 행, 여기서 11a가 데이터베이스 위치들(9)에 대해 위치지정된다.

기하학 구조 그 자체만 고려될 필요가 있는 것이 아니라, 2개의 이웃 여기 위치들(11) 사이의 이격이 선택되어야 한다. 방법의 만족하는 성능들을 가지기 위해, 이러한 이격의 선택은 관심 대상인 가장 높은 주파수의 파장에 기초한 기준들에 따른다. 이격이 너무 큰 경우, 단계 S3 및 S4에서의 음향 응답들은 단지 열악하게 예측될 것이다. 이격이 너무 작은 경우, 이는 방법의 성능에 대한 어떠한 영향도 가지지 않을 것이지만, 매우 많은 수의 여기 위치들(11)을 초래할 것이고, 따라서, 더 긴 획득 시간 및 더 많은 계산 전력에 대한 필요성을 초래할 것이다.

관심 대상인 가장 높은 주파수에 대응하는 가장 작은 파장은 다음과 같이 표현된다:

여기서,

는 관심 대상인 가장 높은 주파수의 파수(비교. 수식 6)이다.

파장 당 3개 내지 6개의 여기 위치들(11)이 방법의 양호한 성능들을 초래하는 것이 발견되었다. 파장 당 3개의 여기 위치들(11) 하에서, 성능들은 현저하게 감소하는 경향이 있다. 도 6b에 예시된 여기 위치들(11)의 이중층 구조의 경우에서, 이러한 기준들은 외부 여기 위치들(11b) 상에 바람직하게 적용되어야 한다. 내부 여기 위치들(11a)에 관해, 매 4개의 외부 포인트들 당 하나의 내부 포인트는 방법의 양호한 성능들을 초래한다.

방법의 성능을 개선하기 위한 추가적인 가능성은 대칭을 고려하는 것이다. 도 7a 및 7b는 대칭축의 존재 시에 터치 감지 디바이스(1)의 표면(3) 상의 트랜스듀서들(5)의 다수의 가능한 배열들 중 2개를 예시한다. 도 7a 및 7b는 트랜스듀서들(5)을 포함하는 직사각형 형상의 표면(3)을 도시한다. 도 7a의 트랜스듀서들(5)은 표면(3)의 대칭축들(17)로부터 떨어진 위치들에 위치된다. 도 7b의 트랜스듀서들은 표면(3)의 대칭축들(17) 상에 위치된다. 트랜스듀서들(5)이 표면(3)의 대칭축(17) 상에, 특히, 각각의 대칭 축 상의 하나에 위치되는 경우, 미리 결정된 여기들(E)은 표면의 2개의 대칭축(17)에 의해 정의된 매 2 사분면의 미리 결정된 여기들(E)의 여기 위치들(11)에서만 제공될 수 있다. 따라서, 표면(3)의 대칭의 이점을 가지고, 미리 결정된 여기들이 제공되는 위치들(11)의 수를 감소시키는 것이 가능하고, 따라서, 단계 S2 동안 결정되어야 할 음향 응답들의 수를 감소시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 미리 결정된 여기들의 위치들(11)과는 상이한 표면 상의 위치들(9)에서, 단계 S3에서, 음향 응답들을 결정하기 위해 요구되는 시간이 감소된다.

이 예에서, 인자 2에 의해 여기 위치들(11)의 수를 감소시키고, 따라서, 연관된 음향 응답을 획득하도록 요구되는 시간을 현저하게 감소시키는 것이 가능하다. 그러나 이러한 방식은 햅틱 인터페이스의 경계 조건들 역시 대칭적이라는 점을 가정한다. 상호작용 표면 및 디바이스(1) 자체의 형상에 따라, 다른 대칭 규정들은 트랜스듀서들의 위치에 따라 여기 위치들(11)의 양에 대한 유사한 영향들을 초래하도록 적용할 수 있다.

방법의 성능을 최적화하기 위한 또다른 방식은 보간 방법들을 사용하는 것이다. 이들은, 도 8에 도시된 바와 같이, 일부 여기 위치들(11) 그 자체 상에서 음향 응답들을 계산하는 단계로 구성된다. 예를 들어, 2개의 포인트들(11a, 11b) 사이(즉, 윤곽에서의 "홀"의 존재)를 제외하고 위의 주파수 기준 설정을 따르는 N-1개의 여기 위치들(11) 상의 세트의 경우, 수용가능한 정확성을 가지고 이러한 유실 포인트(11c)의 음향 응답을 추정하는 것이 가능하다. 이러한 변형은, 방법이 룩업 테이블을 생성하기 위해서 뿐만 아니라, 경계 포인트 위치들에서 음향 응답들의 세트의 업데이트에 기초하여 재교정 프로시져를 수행하기 위해 사용된다. 이러한 방식은 실제로, 단지 음향 응답들 여기 위치들의 거의 절반에 대해, 먼저 부분적 업데이트를 수행하도록 획득되어야 할 것이다. 이후, 보간은, 이들 위치들에 대한 실험적 여기들을 수행해야 할 필요 없이, 순차적으로 구(obsolete) 음향 응답들을 교체함으로써 업데이트를 완료할 것이다.

물론, 전술된 다양한 실시예들은 본 발명에 따른 방법을 더욱 최적화하기 위해 임의의 조합으로 조합될 수 있다.

도 9는 음향 서명들의 미리 결정된 세트를 획득하기 위해 룩업 테이블/데이터베이스 생성 프로세스의 속도를 높일 수 있는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 감지 디바이스 교정 시스템(21)의 글로벌 아키텍쳐를 예시한다. 시스템(21)을 이용하여 교정될 수 있는 터치 감지 디바이스(23)는 도 2에 예시된 것일 수 있고, 따라서, 룩업 테이블을 설정하도록 구성되는 제어 시스템을 가질 수 있지만, 또한, 위와 동일한 특징들을 가지는 상호작용 표면(25) 및 트랜스듀서들(27, 29)을 가지는 임의의 다른 것일 수 있다.

이러한 실시예의 시스템(21)의 아키텍쳐는 "직접" 방식을 기술하고, 여기서, 햅틱 인터페이스(3)의 음향 응답은 프로세스의 각각의 반복에서 동일한 위치에서 획득되고, 따라서, 동일한 트랜스듀서들(5)에 의해 획득된다. 이에 반해, 햅틱 인터페이스(3)의 여기가 프로세스의 각각의 반복에서 상이한 여기 위치들(11)에서 적용 및 획득된다. 따라서, 직접 방식은 정적 응답 및 동적(moving) 여기에 기초한다.

도 9에 예시되지 않은 아키텍쳐의 변형은 소위 "가역적 방식"이며, 여기서, 햅틱 인터페이스(3)의 음향 응답은 프로세스의 각각의 반복에서 상이한 위치에서 획득되고, 햅틱 인터페이스(3)의 여기는 프로세스의 각각의 반복에서 동일한 위치에서 적용 및 획득된다. 따라서, 가역적 방식은 정적 여기 및 동적 응답에 기초한다.

시스템(21)은 입력/출력 유닛(31), 특히 아날로그 입력/출력 유닛(23)을 가지는 프론트 엔드 디바이스를 포함한다. 입력/출력 유닛(31)은 직접적으로 또는 제어 유닛(7)(도 2 참조)을 통해 트랜스듀서들(27, 29)과 통신하며, 따라서, 입력으로서 음향 신호들을 수신한다. 이는 다음 동작들을 실행할 수 있다: 증폭, 필터링, 자동 이득 제어, 아날로그 입력들의 아날로그-대-디지털 변환, 아날로그 출력들의 디지털-대-아날로그 변환과 같은 아날로그 입력들의 신호 컨디셔닝, 증폭 및 필터링과 같은 아날로그 출력들의 신호 컨디셔닝. 또한, 유닛(31)은 데이터 전송을 위한 분석 수단(33), 여기서 컴퓨터와 연관되며, 시스템(21)을 구성하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.

시스템(21)은 상호작용 표면(25)의 (도 2의 실시예의 위치들(11)에 대응하는) 여기 위치(37)에서의 기계적 여기를 제공하기 위한 여기 수단(35)을 더 포함한다. 이 실시예의 여기 수단(35)은 3개의 서브 유닛들을 포함한다.

먼저, 여기 디바이스(37)는 여기 위치(37)에서의 인터페이스(25)에 기계적 여기(E)를 적용하기 위한 툴이다. 이 실시예의 디바이스(37)는 상호작용 표면(25) 상의 미리 결정된 여기를 전송하기 위해, 적어도 파이크(pike)와 같은 단단한 팁, 금속과 같은 임의의 단단한 물질로 만들어진 작은 볼 등을 포함한다. 바람직하게는, 이 디바이스(37)는 전자기 쉐이커, 압전 트랜스듀서들, 용량성 압전 트랜스듀서들, 자기변형 압전 트랜스듀서들, 전자기 압전 트랜스듀서 등과 같은 전기 신호를 기계적 여기로 변환하는 디바이스를 더 포함할 수 있다.

여기는 위치들(37)에서의 상호작용 표면(25)과 팁 사이의 접촉을 만듦으로써, 또는 상호작용 표면(25)을 간단하게 치기 위해 팁을 아래 위로 빠르게 움직임으로써 적용될 수 있다. 여기 디바이스(37)는 적어도 음향 신호들의 검출에 기초하여 터치 감지 애플리케이션에 대해 관심 대상인 범위에 대응하는 넓은 주파수 범위 내에 기계적 여기를 전송하도록 구성된다. 바람직한 주파수 범위는 약 0 내지 약 20 kHz를 범위로 하는 오디오 주파수이지만, 최대 40 kHz까지의 또는 심지어 100 kHz까지의 주파수들이 또한 환경들에 따라 고려될 수 있다.

여기 유닛(35)은 단계 S2에서 음향 응답 획득에 대한 입력 기준으로서 사용되는, 상호작용 표면(25)에 전송되는 기계적 여기의 측정을 제공하도록 구성되는 여기 기준 디바이스(39)를 더 포함한다. 이는 힘 센서, 스트레인 게이지 센서, 전기 신호, 또는 기계적 수량을 측정할 수 있는 임의의 센서일 수 있다.

최종적으로, 이 실시예의 여기 수단(35)은 여기가 상호작용 표면(25)에 전송되어야 하는 여기 위치/들(37)의 전면에 여기 디바이스(37)를 이동하기 위한 이동 디바이스(41)를 더 포함한다. 이러한 디바이스(41)는 높은 위치지정 정확도를 가지고 하나의 위치(37)에서 또다른 위치로 빨리 이동하도록 구성된다. 이는 배치의 적어도 3개의 축들을 가지는 로봇을 이용하여 달성될 수 있다.

입력/출력 유닛(31) 및 여기 수단(35)은 시스템(21)을 제어하는 분석 수단(33)과, 여기서는 컴퓨터와 관련된다. 분석 수단(33)은 다음 동작들 중 적어도 하나를 실행한다: 이는 소위 트랜스듀서들(27, 29)이라 하는, 입력들로부터 오는 데이터를 수집하고 구성하는 것 뿐만 아니라, 여기 기준 디바이스(39)로부터 데이터를 수집하고, 여기 디바이스(37)의 신호를 구동하기 위해 출력들에 데이터를 송신하고, 이동 디바이스를 구동하기 위해 이동 디바이스(41)에 대한 명령들을 정확한 위치에 전달하기 위한 프론트-엔드 디바이스인 입력/출력 유닛(31)에 인터페이스를 제공한다.

분석 수단(33)의 주요 작업은 룩업 테이블을 구성하기 위해 전술된 바와 같은 방법을 적용하는 것이다. 컴퓨터는 상호작용 표면의 영역 상의 임의의 포인트에서, 이 영역의 경계들 상에서 획득된 음향 응답들의 세트로부터 음향 서명을 결정하는 것을 가능하게 하는, 본 문서에 제시된 방법을 사용한다.

도 10은 제4 실시예의 글로벌 아키텍쳐를 도시한다. 이는 제1 내지 제3 실시예들에서와 동일한 특징들 및 트랜스듀서들(55, 57)을 가지는 상호작용 인터페이스(53)를 가지는 또다른 터치 감지 디바이스(51)를 예시한다. 제1 및 제2 실시예(도 1을 참조)에 대해 전술된 특징들에 추가하여, 이러한 디바이스는 재교정 유닛 또는 자동 적응 유닛(59)을 더 포함한다.

제4 실시예의 터치 감지 디바이스(51)는 또한 청구항 12에 따른 제어 수단의 일부분인 프론트-엔드 디바이스(61)를 포함하고, 이는 증폭, 필터링, 자동 이득 제어, 아날로그-대-디지털 변환과 같은 트랜스듀서들(55, 57)로부터 수신되는 신호들의 처리를 제공한다. 디지털화된 데이터는 자동-적응 유닛(59) 및 백-엔드 디바이스(63)를 향한 출력 인터페이스에서 제공된다. 프론트-엔드 디바이스의 다른 특징들은 구성 인터페이스 및 전력 관리일 수 있다.

백-엔드 디바이스(63)는 위의 도입부에서 기술된 바와 같은 기술을 사용하여, 따라서 룩업 테이블 또는 데이터베이스에 저장된 음향 서명들의 미리 결정된 세트와 비교되는 수신된 음향 신호들에 기초하여 프론트-엔드 디바이스(61)에 의해 이전에 획득된 신호들 중, 터치, 드래그&드롭 ... 과 같은 사용자 이벤트의 로컬화를 획득하기 위해 구성된다.

재교정 유닛 또는 자동 적응 유닛(59)은 이러한 실시예에서 2개의 기능들을 실행한다: 먼저, 제1 사용에서, 음향 서명들을 가지는 룩업 테이블을 생성하기 위해 자동-계산이 실행된다. 이는 제1 초기화에서 또는 이렇게 하기 위해 백 엔드 디바이스(63)가 자동 적응 유닛(59)에 명령하는 임의의 시점에서 수행될 수 있다. 둘째, 컴포넌트는, 상호작용 표면(53)의 기계적 및 따라서 음향 동작에 영향을 줄 수 있는 임의의 다른 변경 또는 디바이스의 다른 디바이스로의 통합에 후속하여, 예를 들어, 에이징, 특정 온도 범위로 인해, 변경의 식별 시 상호작용 표면(53)의 룩업 테이블을 자동으로 재교정하도록 구성된다. 또한, 디바이스(51)는 사용자로부터 또는 백-엔드 디바이스로부터의 요청 시 재교정을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 이는 정기적으로 예를 들어, 주기적 스케쥴로 수행될 수 있다.

자동-적응 디바이스(59)는 제1 및/또는 제2 실시예에 대해 전술된 방법을 사용하고, 이는 음향 응답들 및 따라서 또한 상호작용 표면(53)의 영역 상의 임의의 위치(65)에서의 서명들을, 이 영역의 경계들(67)에서 실험적으로 획득된 음향 응답들의 세트로부터 결정할 수 있다. 여기 위치들(69)에서의 미리 결정된 여기들을 적용할 수 있게 하기 위해, 적어도 하나의 액츄에이터(이 실시예에서 4개의 액츄에이터들)는 상호작용 표면(53)의 후면에 부착된다. 이들 액츄에이터들은 자동 적응 디바이스(59)에 의해 생성되는 전기 신호들을 상호작용 표면(53)에서 전파하는 탄성파들로 변환시킨다. 액츄에이터들(71)은 센서들로서 역할을 하는 트랜스듀서들(55 및 57)에 대한 압전 트랜스듀서들, 용량성 압전 트랜스듀서들, 자기 변형 압전 트랜스듀서들, 전자기 압전 트랜스듀서들 등일 수 있다. 액츄에이터들(71) 및 상호작용 표면 사이의 커플링은 테이프, 글루일 수 있는 고정 디바이스에 의해 달성된다. 자동-적응 디바이스는 표준 마이크로제어기일 수 있고, 결과적으로, 프론트-엔드 디바이스(61), 백-엔드 디바이스(63)로, 또는 3개의 기능들을 통합하는 ASIC 칩 상에 통합될 수 있다.

최종적으로, 터치 감지 디바이스(51)는 컴퓨터(73) 또는 임의의 다른 적절한 전자 디바이스, 예를 들어, 핸드헬드 전자 디바이스에 접속될 수 있으며, 이는 컴퓨터(73)의 애플리케이션들을 제어하기 위해 사용될 수 있는 입력 값들로서 터치 감지 디바이스로부터의 충격들 또는 터치 이벤트들의 위치들을 수신한다.

터치 감지 디바이스(51)의 자동 교정 특징은 다음 방식으로 기능한다: 시스템 상의 제1 스위칭에서, 자동-적응 디바이스(51)는 오브젝트의 표면을 터치 감지 상호작용 표면(53)으로 변환하기 위해 룩업 테이블을 구축하는 역할을 한다. 이러한 프로세스는 다음과 같다: a) 자동-적응 디바이스(51)는 오브젝트를 진동하도록 만들기 위해 반복적으로 각각의 액츄에이터(71)에 신호를 송신한다, b) 트랜스듀서들의 음향 신호들 또는 단순히 음향 신호들에 기초한 음향 응답들은 프론트-엔드 디바이스(61) 및/또는 자동-적응 디바이스(59)를 통해 반복적으로 획득되고, 이에 기초하여 자동-적응 디바이스로 송신된다, c) 자동-적응 디바이스(59)는 액츄에이터(71)의 위치에 대응하는 음향 서명 서브세트를 구축한다, d) 자동-적응 디바이스(59)는 모든 액츄에이터 위치들(71)에 대해 결정되는 음향 서명들의 서브세트들로부터 룩업 테이블을 구축한다, e) 백-엔드 디바이스(63)는 룩업 테이블을 자신의 메모리에 저장한다, 최종적으로 f) 자동-적응 디바이스(59)는 시스템이 준비되었음을 백-엔드 디바이스(63)에 통지한다.

터치 감지 디바이스(51)의 재교정 특징은 다음 방식으로 기능한다. 시스템의 전체 수명 동안, 자동 적응 디바이스(59)는 환경 조건들 및 사용에서의 변경으로 인해 포텐셜 드리프트들을 식별하기 위해 상호작용 표면(53)의 무결성을 모니터링하는 역할을 한다. 백-엔드 디바이스(63)가 사용자 이벤트들을 영구히 대기함에 따라, 재교정 프로세스는 바람직하게는, 인지 프로세스의 중단을 최소화하기 위해, 배경에서 실행해야 한다. 예를 들어, 드리프트의 검출 시 또는 미리 결정된 재교정 듀레이션의 경과에서, 재교정이 트리거링된다. 이러한 트리거링 이후, 백-엔드 디바이스(63)는 중단되고, 자동-적응 디바이스(59)는 신호들을 액츄에이터들(71)로 송신할 수 있다. 실제로, 룩업 테이블을 재교정하고 업데이트하기 위한 프로세스는 실시간일 필요는 없고, 이는 사용자를 인터럽트할 필요 없이 배경에서 수행될 수 있다. 따라서, 신호 방출은 임의의 시간에서, 예를 들어, 갑작스러운 사용자 이벤트의 경우 백-엔드 디바이스(63)에 의해 중단될 수 있고, 이후, 중단 이전에 수행된 재교정 계산을 유실하지 않고 계속될 수 있다. 재교정동안, 본질적으로 동일한 단계들이 초기화 동안과 같이 수행된다. 룩업 테이블을 업데이트하기 위해, 구 서명들이 새로운 서명들로 겹쳐쓰기된다. 결과적으로, 변경들을 분석할 수 있도록, 예를 들어, 룩업 테이블에서의 변경의 소스를 식별할 수 있도록 변경들이 계속 추적될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 다른 위치들에서 획득된 음향 응답들의 세트로부터, 감지 오브젝트로 변환될 영역 상의, 특히, 이러한 영역의 경계들 상의 임의의 포인트에서 음향 서명들을 결정하기 위해 사용되는 방법을 제공한다. 이러한 본 발명의 개념을 가지고, 종래 기술에 비해 다음 장점들이 달성될 수 있다: 소위 통상적으로 수천개 대신 수백개들 또는 훨씬 적은, 음향 서명들을 획득하기 위해 필요한 음향 응답들의 수를 감소시킬 수 있으며, 이는 수시간 대신 소위 수분 동안 룩업 테이블의 신속한 획득을 가능하게 하며, 이는 또한 각각의 피스에 대한 전용 룩업 테이블을 가지는 것이 가능하며, 이는 임의의 종류의 물질(유리, 플라스틱, 나무, 금속들 등) 및 형상(평평한 & 곡선 패널들, 복합 3D 표면들)을 가지고 기능한다. 추가로, 상기 방법을 가지고, 통합 제약들(각각의 피스가 전용 룩업 테이블을 가짐에 따라, 통합 제약에 대한 감도가 낮아짐)이 낮아질 수 있다. 추가적인 주요 장점은 자동-교정(즉, 이는 자신의 고유한 룩업 테이블을 구축할 수 있음) 및 재교정(즉, 이는 예를 들어, 마모, 스크래치들, 에이징, 온도, 통합 드리프트를 보상하기 위해, 요구되는 경우, 자신만의 룩업 테이블을 적응시킬 수 있음)을 수행하는 것이 가능하다는 점이다.

제3 및 제4 실시예는 2개의 트랜스듀서들에 대해 설명되지만, 본 발명은 오직 하나의 트랜스듀서 또는 셋 이상의 트랜스듀서들을 가지고 실행될 수 있다.

Claims (29)

1. 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는 오브젝트의 표면 상의 충격(impact), 특히 터치 이벤트의 위치에 기인한 음향 응답을 결정하기 위한 방법으로서,
   a) 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하는 단계 - 상기 신호는 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에서 미리 결정된 여기(excitation; E)에 대응함 - ;
   b) 단계 a)에서 수신된 상기 음향 신호에 기초하여 음향 응답을 결정하는 단계; 및
   c) 단계 b)에서 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에 기인하는 상기 음향 응답을 결정하는 단계
   를 포함하는 음향 응답 결정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음향 신호들은 적어도 2개의 트랜스듀서들로부터 수신되고, 상기 음향 신호들은 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에서의 적어도 하나의 미리 결정된 여기에 대응하는 음향 응답 결정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 음향 신호들은 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 수신되고, 상기 음향 신호들은 상기 표면 상의 적어도 2개의 위치들에서의 미리 결정된 여기들에 대응하는 음향 응답 결정 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 여기는, 상기 오브젝트의 표면 상의 경계 영역에, 특히 터치 감지 입력 영역으로서 또는 심지어 해당 영역 외부에서 작용하는 상기 오브젝트의 표면의 일부분의 경계 영역에 위치지정되는 위치에 적용되는 음향 응답 결정 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   d) 단계 b)에서 결정된 상기 음향 응답에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 상기 적어도 하나의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 음향 응답들을 결정하는 단계
   를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   e) 룩업 테이블을 형성하기 위해 단계 d)에서 상기 미리 결정된 여기들의 위치들과는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 결정된 상기 음향 응답들을 수집하는 단계
   를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   f) 특히 상기 측정들의 코히어런스(coherence) 및/또는 신호-대-잡음비 중 적어도 하나에 관한 미리 결정된 기준들을 만족시키면서, 단계 c)를 실행하기 위한 단계 b) 동안 결정된 음향 응답들만을 선택하는 단계
   를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   g) 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 위치들 및 상기 미리 결정된 여기의 위치로부터 떨어져 위치지정되는 보조 위치와, 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 위치 사이의 거리에 기초하여 제1 대표 함수를 결정하는 단계;
   h) 상기 보조 위치와 상기 미리 결정된 여기의 위치 사이의 거리에 기초하여 제2 대표 함수를 결정하는 단계;
   i) 단계 g)에서 결정된 상기 제1 대표 함수와 단계 h)에서 결정된 상기 제2 대표 함수 사이의 비를 계산하는 단계;
   j) 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 각각의 위치에 대해 그리고 각각의 보조 위치에 대해 단계 g)를 반복하는 단계; 및
   k) 상기 미리 결정된 여기의 각각의 위치에 대해 단계 h)를 반복하는 단계
   를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보조 위치들은 상기 표면의 외부에 있고, 미리 결정된 여기의 각각의 위치로부터 떨어져 있고, 미리 결정된 여기의 각각의 위치와 상이한 상기 표면 상의 각각의 위치로부터 떨어져 있는 음향 응답 결정 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 맞춤식으로(on demand) 그리고/또는 정기적으로, 단계들 a) 내지 c)를 반복하는 단계 j)를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
11. 제10항에 있어서,
    m) 상기 음향 응답을 상기 표면 상의 위치에 대응하는 이전에 결정된 음향 응답, 특히 상기 룩업 테이블의 표면 상의 위치에 대응하는 음향 응답과 비교하는 단계
    를 더 포함하는 음향 응답 결정 방법.
12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    미리 결정된 여기들의 2개의 이웃하는 위치들 사이의 이격 λ가 관계식

    

    , 특히,

    

    , 보다 특정적으로

    

    를 만족하도록 상기 미리 결정된 여기들이 제공되고, 여기서 A는

    

    에 비례하고,

    

    는 각 주파수, 특히 트랜스듀서들로부터의 상기 음향 신호들의 관심 대상인 최대 주파수이고,

    

    및

    

    는 상기 오브젝트의 특징들이며, 각각 탄성률, 쁘아송 비, 밀도 및 두께인 음향 응답 결정 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 미리 결정된 여기들은 상기 이격 λ가 관계식

    

    , 특히,

    

    를 만족하도록 제공되는 음향 응답 결정 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 여기들은, 상기 음향 신호의 파장 당, 특히, 관심 대상인 최소 파장 당 상기 미리 결정된 여기들의 위치들의 개수가 1보다 크며, 바람직하게는 3개 내지 6개 사이가 되도록 제공되는 음향 응답 결정 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랜스듀서는 상기 오브젝트의 상기 표면의 대칭 축들 상에 위치되는 음향 응답 결정 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 표면은 직사각형으로 성형되고, 상기 적어도 하나의 트랜스듀서는 상기 직사각형 표면의 적어도 하나의 대칭축들 상에 위치되고, 상기 미리 결정된 여기는 상기 직사각형 표면의 매 2 사분면의 위치들에 제공되는 음향 응답 결정 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 여기들의 위치들은 랜덤하게 배열되는 음향 응답 결정 방법.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 여기들의 위치들은 특히, 제1 행 내의 위치들 사이의 이격은 제2 행 내의 위치들 사이의 이격에 대해 상이하도록 적어도 2개의 행들로 형성되는 음향 응답 결정 방법.
19. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 실행가능한 명령들이 저장된 컴퓨터 판독가능한 매체.
20. 터치 감지 디바이스로서,
    상호작용 표면;
    적어도 하나의 트랜스듀서; 및
    적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하고 - 상기 신호는 상기 상호작용 표면 상의 적어도 하나의 위치에서의 미리 결정된 여기(E)에 대응함 -, 상기 수신된 음향 신호에 기초하여 음향 응답을 결정하고, 상기 수신된 음향 신호에 기초하여 결정된 적어도 2개의 상이한 음향 응답들에 기초한 상기 미리 결정된 여기의 위치와는 상이한 상기 상호작용 표면 상의 적어도 하나의 위치에 기인하는 상기 음향 응답을 결정하기 위한 제어 수단
    을 포함하는 터치 감지 디바이스.
21. 제20항에 있어서,
    상기 제어 수단은 적어도 2개의 트랜스듀서들로부터 음향 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 음향 신호들은 상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에서의 상기 미리 결정된 여기에 대응하거나, 또는 상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 트랜스듀서로부터의 음향 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 음향 신호들은 상기 표면 상의 적어도 2개의 위치들에서의 미리 결정된 여기들에 대응하는 터치 감지 디바이스.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 수신된 음향 응답에 기초하여 상기 미리 결정된 여기의 상기 적어도 하나의 위치와는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 음향 응답들을 결정하도록 구성되는 터치 감지 디바이스.
23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 표면 상의 위치들에 대응하는 룩업 테이블을 형성하기 위해 상기 미리 결정된 여기들의 위치들과는 상이한 상기 표면 상의 복수의 위치들에서 결정된 상기 음향 응답들을 수집하도록 구성되는 터치 감지 디바이스.
24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 맞춤식으로 그리고/또는 정기적으로, 음향 응답을 재결정하기 위한 재교정 유닛(re-calibration unit)
    을 더 포함하는 터치 감지 디바이스.
25. 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재교정 유닛은 상기 표면 상의 위치에 대응하는 상기 룩업 테이블의 음향 응답을 새로 결정된 음향 응답 중 하나에 비교하도록 구성되는 터치 감지 디바이스.
26. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재교정 유닛은, 상기 미리 결정된 여기가 상기 적어도 하나의 액츄에이터에 의해 미리 결정된 여기의 적어도 하나의 위치에 적용되도록, 상기 미리 결정된 여기의 위치에서의 상기 적어도 하나의 액츄에이터를 더 포함하는 터치 감지 디바이스.
27. 제26항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액츄에이터는 상기 오브젝트의 표면의 관심 대상인 영역의 경계에 위치지정되는 터치 감지 디바이스.
28. 특히 제20항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 포함하는 터치 감지 디바이스 교정 시스템으로서,
    상기 적어도 하나의 트랜스듀서와 그리고/또는 상기 제어 시스템과 통신하도록 구성되는 입력/출력 유닛;
    상기 표면 상의 적어도 하나의 위치에 상기 미리 결정된 여기(E)를 제공하기 위한 여기 수단 - 상기 여기는 상기 여기 수단과 상기 표면 사이의 기계적 접촉에 의해 제공됨 - ;
    상기 여기 수단이 상기 표면 상의 상기 적어도 하나의 위치에 여기를 제공하도록 상기 표면 상의 상기 적어도 하나의 위치에 상기 여기 수단을 위치시키도록 구성되는 위치지정 수단 - 상기 제어 수단은 상기 액츄에이터를 구동하도록 구성됨 - ; 및
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 제어 수단
    을 포함하는 터치 감지 디바이스 교정 시스템.
29. 제28항에 있어서,
    상기 입력/출력 유닛은 상기 적어도 하나의 트랜스듀서로부터 음향 신호를 수신하도록 구성되는 터치 감지 디바이스 교정 시스템.

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