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JP-2026514647-A - 近接検知キーボード

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Abstract

本発明は、キーボード制御システムおよび動作のための方法に関する。システムは、キーボード内の互いからある距離の所に配置されている少なくとも２つの超音波トランスデューサを含み、その少なくとも１つは超音波信号を送信するように適合されており、少なくとも１つは超音波信号を受信するように適合されており、システムは、トランスデューサに関連して反射物体までの距離の指標を与える。システムは、２つのトランスデューサからの測定値に基づいて、物体がキーボードから所定の距離内にあるかどうかを計算し、かつその場合、キーボードの所定の機能を作動させるように構成されている。

Inventors

  • エリク・フォルストレム

Assignees

  • エリプティック・ラボラトリーズ・アーエスアー

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240207
Priority Date
20230213

Claims (12)

  1. キーボード内に配置されている少なくとも１つの超音波トランスデューサを含むキーボード制御システムであって、前記少なくとも１つのトランスデューサは超音波信号を送信するように適合されており、かつ超音波信号を受信するように適合されており、前記システムは、前記トランスデューサに対する反射物体までの距離の測定値を与え、前記システムは、２つの前記トランスデューサからの測定値に基づいて、前記物体が前記キーボードから所定の距離内にあるかどうかを計算しかつ、ある場合、前記キーボードの所定の機能を作動させるように構成されている、キーボード制御システム。
  2. 前記少なくとも１つのトランスデューサは、少なくとも１つの送信機および少なくとも１つの受信機を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記キーボードはキーボードバックライトを備えており、前記バックライトは、前記キーボードの上に物体の存在が検出された場合、作動される、請求項１に記載のシステム。
  4. 少なくとも２つの前記トランスデューサは、各々が識別可能な超音波信号を送信する２つの送信機と、反射信号を受信する少なくとも１つの受信機とを含み、前記システムは、前記反射信号の伝搬時間が所定の限度内にあるかどうかかつ前記伝搬時間間の差が所定の限度内にあるかを識別するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
  5. 少なくとも２つの前記トランスデューサは、超音波信号を送信する少なくとも１つの送信機と、反射信号を受信する少なくとも２つの受信機とを含み、前記システムは前記反射信号の伝搬時間が所定の限度内にあるかどうかかつ前記伝搬時間間の差が所定の限度内にあるかを識別するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
  6. 少なくとも２つの前記トランスデューサは、前記キーボードの両側に配置されている、１つの送信機と１つの受信機とを含み、前記システムは、前記超音波信号の伝搬時間に基づいて、前記物体の存在を識別するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記トランスデューサは、前記物体の動きを測定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  8. 前記システムは、前記キーボードの上の所定のセットの動きを認識するように構成されており、これにより、例えば選択された機能を作動させるための、または関連するコンピュータに命令を与えるための、ユーザによって実施されたジェスチャを認識し、解釈することができる、請求項７に記載のシステム。
  9. 前記システムは、前記物体の近接が検出された時、生体認証センサ、例えば顔認識センサ、を作動させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  10. 低電力信号を使用して物体または人の存在を検出するように構成されている第１の検出シーケンスにおいて、前記存在が検出された際に、距離測定を作動させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  11. キーボードおよび関連するデバイスを制御する方法であって、前記キーボードは少なくとも１つの超音波トランスデューサを含み、前記方法は、 ａ） 前記トランスデューサの少なくとも１つから超音波信号を発し、かつ前記トランスデューサの少なくとも１つによって、物体から反射された信号を受信するステップと、 ｂ） 前記信号の伝搬時間に基づいて、前記物体が前記キーボードから所定の距離内にあるかどうかを計算するステップと、 ｃ） 前記物体が前記所定の限度内にある場合、前記キーボードおよび関連するデバイスの選択された機能を作動させるステップと を含む、方法。
  12. 送信機の少なくとも１つから超音波信号を送信し、かつ前記キーボードの近傍にある物体を示す反射信号の受信時に、ステップａ）に入る、初期ステップを含む、請求項１１に記載の方法。

Description

本発明は、ユーザの手の近接を検知しかつキーボードおよび接続されたキーボードの機能を制御することができるキーボードに関する。 現在、コンピュータおよび同様のデバイスが進化しており、また、多数の様々なユニット、および限られた照明をより便利に活用するためにキーボードを点灯することなどの、デバイスの最適で容易な体験をユーザに与えるためのプロセスを含めて、複雑になっている。しかし、これらのプロセスおよびユニットは電力を必要とし、デバイスの複雑性および価格ならびに故障の機会も付加する。電力消費を削減するための１つの周知の解決策は、所定の時間量の間コンピュータが非作動であったとき作動されるように構成されているスリープモードである。これらのモードは、ユーザからの行為、例えばマウスを動かすこともしくはキーボードに触れることを必要とすることが多く、時にはパスワードを入力すること、または指紋センサに触れることを必要とする。 キーボードに関連する近接センサの使用の一例が、特許文献１において説明されており、超音波センサが使用されて、ユーザの手がキーボード上に配置されているかどうかを検出する。近接検出のより進化した解決策が、特許文献２において提案されており、マイクロホンなどの音響センサが音源、特に声、の方向を検知して、ユーザがデバイスの前にいる場合、デバイスを作動させるように構成されている。しかし、これは複雑な、したがって電力を消費するアルゴリズムであることを表し、また、全てのデバイスが必ずしも２つ以上のマイクロホンを備えておらず、また必要なマイクロホン品質でもないので、マイクロホンなどの専用ユニットを必要とする場合がある。既知の技術の別の例が、特許文献３に示されており、デバイス内の音響センサが動きおよびジェスチャを測定するために使用され、また、ジェスチャ測定をサポートするラップトップのキーボード内のセンサの配置を説明している。 米国特許第５７５８１７３号米国特許出願公開第２０１３２７５８７２（Ａ１）号国際公開第２０１１／００４１３５号ＮＯ２０２１１３３４ＮＯ２０２１１３３２ＮＯ２０２２０３９４ＷＯ２０１１／００４１３５ 本発明による、センサを備えたコンピュータの図である。キーボードの上方の測定の図である。本発明によるシステムによって実施されるプロセスの図である。 図１は、キーボード３を含む本体部分２を備えたラップトップコンピュータ１を示す。また、ラップトップは、図ではスピーカ５などの２つの送信機によって構成されているトランスデューサユニット４と、送信機間に配置されているマイクロホン６などの１つの受信機とを含む。また、ラップトップは、近接センサとして使用され得る追加センサ８を有する。 スピーカまたはマイクロホンは、可聴範囲の外、好ましくは２０～２５ｋＨｚ範囲内の超音波帯内での使用を可能にするタイプの標準ユニットによって構成されている可能性がある。また、超音波信号を送信することと受信することの両方に適したトランスデューサを使用することが可能であり、その場合には、マイクロホン６は省略され得る。 図面では、マイクロホン６はキーボード内にまたはその背後に配置されているが、キーボードの真上にありかつそれに近接している物体からの反射をキーボードが受けることができる限り、キーボードに関連する任意の他の位置が可能である。可能な場合、超音波帯内で信号を受信するのに適した既存のマイクロホンが使用され得る。 さらに、キーボードがコンピュータの残部から分離されている場合、作動信号が、キーボードへの有線通信もしくはワイヤレス通信で、追加センサ８を備えたコンピュータまたはスクリーンへ送信され、手がキーボードから所定の距離内にある場合、近接近検出シーケンスを開始し得る。 図２では、２つのスピーカ５が信号１０を送信し、それがユーザの手９によって反射されて、キーボード内にまたはそれに近接して配置されている受信機６に向かうことに基づく測定が示されている。この場合、近接は、送信機から受信機への信号の伝搬時間と定義されてもよく、伝搬時間は、送信機から受信機への直接伝搬よりも長く、手がキーボードに対してどのくらい近くにあるべきかを定める所定の限度よりも短い。この所定の高さはユーザによって設定され得る。さらに、手がキーボードの上方にあることを確実にするために、スピーカ５から受信機６への、各々からの伝搬時間間の差は、所定の限度よりも短くなければならない。これは、反射物体と各トランスデューサとの間の距離を分析することによって、手または人までの距離を測定するように構成されているいくつかのトランスデューサを使用して、達成され得ると考えられる。さらにまたは代替案として、信号は、受信機がそれらを区別して別々の距離を測定することができるように、例えば様々な周波数プロファイルおよび／または振幅プロファイルを有する、マークを付けられたかまたは符号化された時間であってもよい。このように、信号を同時に送信し、受信することも可能である。距離測定速度はデバイスおよび状況によって選択され得る。トランスデューサがキーボード上でのジェスチャなどの動きを測定するように構成されている場合、測定速度は、システムが単に手が依然としてキーボードの上方にあることを確認するために設定されているよりも高く設定され得る。測定シーケンスは、キーボードおよび／またはコンピュータが使用中である限り、完全にオフにされ得る。 マイクロホン６を省略して第１のトランスデューサ５を送信機と受信機の両方として使用すること、したがってトランスデューサから手までの距離を測定し、同様の距離を測定する場合、キーボードのサイズよりも小さく異なることが、手がキーボードの上方にあることを示すことなど、他のセンサ構成が企図され得る。別の選択肢が、マイクロホン６の位置にある１つのトランスデューサを送信機と受信機の両方として使用することであり、測定距離がキーボードのサイズよりも小さい場合、中心位置は、手がキーボードの上方にあるかどうかの良好な指示をもたらし得る。さらに別の可能性が、キーボードの各側で１つの送信機および１つの受信機を使用することであり、キーボードに亘る直接伝搬よりも長い伝搬時間を有するが、キーボードからある距離における手の存在に対応する所定の限度よりも短い信号の受信と、手の存在を定義する。別の可能性が、キーボード上の様々な位置においていくつかのセンサを使用して、キーボードの上方の手または複数の手の位置を見つける能力およびもしかするとキーボードの上方で認識可能なジェスチャを検出する能力も向上させることである。したがって、キーボードに触れることなく、キーボードまたは関連するコンピュータに通信機能を追加する。 前段で論じられているように、本発明は、特に、キーボードに関連する所定の機能、具体的にはキーボードの背面照明、の作動に関する。例えば参照により本明細書に組み込まれており、キーボードの上方で手によって行われたジェスチャを検出し、認識することができる特許文献７において論じられているように、機能は、キーボードの上方での手の動きを測定することも含み得る。これは、また、追加センサ８（図１）と、カメラを使用する顔認識、キーボードに接続されているかまたはキーボード内にあるデバイス内の音声認識または指紋センサを作動することなどの、生物測定とを含み得る。 好適な実施形態では、２段階プロセスとしての作動を実施することも可能である。第１に、近接検出を実現するために、単一の信号発信および受信を使用して、例えば第１のトランスデューサセットを使用して、人、物体等の近接を検出すること、次いで、第２のトランスデューサセットを作動させて、手がキーボードの上方で所定の距離内で近接近の状態であるかどうかを測定すること。節電するために、第１のセットおよび第２のセットが様々なトランスデューサを含む場合、キーボードおよび／またはコンピュータに関連するユーザの活動がそれが使用中であることを示していることを第２のセットが確認する限り、もっぱら第１のトランスデューサセットにおいて関与するトランスデューサは動作を停止されるかまたは低減される可能性がある。 別の代替案では、プロセスは、ユーザがとにかく存在するかどうかを決定する低電力初期検出と、次いで、手がキーボードの上方にあることに関して検出するために、近接が検出された場合、センサの動作、例えば位置サンプリングレートおよび／またはセンサの数、を増加することと、次いで、コンピュータまたはデバイスが、例えばキーボード、マウス、タッチパッド等により、能動的使用状態ある場合、近接検出は、所定の時間期間中、キーボードの上方でのジェスチャ検出能力または簡単な存在検出を維持するために、休止されるかまたは十分に低減され得ることとを含む。ユーザが接近しかつ手をキーボードの上方に置いたが使用していない場合、電力消費は最大になるであろう。対応するキーボード動作なしで、近接センサが距離の変化などの活動の増加を検出した場合、トランスデューサの動作は再度増加され得る。検出またはサンプリングレートは、測定距離に基づいて、段階的にまたは継続的に調節され得る。 より詳細に、図３に示されているように、キーボードおよび他の機能がスリープモードであり、一方、少なくとも１つの送信機が、低エネルギーパルスを発信しかつ反射パルスの受信を検出するように構成されている。第１のステップ１１では、キーボードに近い近接のみが検出され得るが、それにより、次のステップ１２では、１つまたは複数の追加トランスデューサが作動され、例えばキーボードに対して分配されかつ選択された機能を作動させるステップ１３の前に、物体の位置がキーボードの真上にあることを確認する。 キーボードバックライトまたは他の機能は、ユーザによってまたは一定の時間後にオフにされてもよく、選択された時間枠内で、最初にスリープモード１１に入ることなく、第２のステップ１２において直接再作動されてもよく、一方、スリープモードは、より長い時間枠の後に入られてもよいか、またはユーザによって選択されてもよい。 要約すると、本発明は、超音波信号を送信し受信するように構成されている少なくとも１つの超音波トランスデューサ、またはもしかするとキーボード内の互いからある距離の所に配置されている少なくとも２つの超音波トランスデューサを含む、キーボード制御システムに関し、トランスデューサの少なくとも１つが超音波信号を送信するように構成されており、トランスデューサの少なくとも１つが超音波信号を受信するように構成されており、システムは、送信信号および受信信号に基づいて、トランスデューサに関連して反射物体までの距離の指標を与える。システムは、２つのトランスデューサからの測定値に基づいて、物体がキーボードから所定の距離内にあるかどうかを計算しかつ１つまたは２つの手などの物体がキーボードに近接している場合、キーボードの所定の機能を作動させるように構成されている。シーケンスは２つのステップにおいて行われる可能性があり、第１に、物体が所定の距離内にあるかどうかを検出する近接近測定を作動させる前に、低電力を使用して、例えば遅い繰返し率で、信号が物体またはユーザの近接を検出する。 機能が、キーボードバックライトを備えることを少なくとも含むことが好ましい。バックライトは物体の存在が検出されかつキーボードから一定の距離内にある時に作動される。 少なくとも２つのトランスデューサを使用して、それらは２つの送信機を含む可能性があり、各々は識別可能な超音波信号を送信し、少なくとも１つ受信機が反射信号を受信し、または、代替案として、少なくとも１つの送信機が超音波信号を送信し、少なくとも２つの受信機が反射信号を受信する。システムは、反射信号の伝搬時間が所定の限度内であるかどうかおよび伝搬時間間の差が所定の限度内であ