(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体と、
ユーザが前記筺体をタップすることによる衝撃を受容するための、前記筺体に力学的に結合された振動センサと、
前記目覚まし時計の機能を制御するための、前記振動センサに結合された制御回路と、
音声を生成するための、オーディオ回路に結合されたオーディオユニットと、
前記振動センサ及び前記制御回路に結合されたフィルタであって、前記音声に存在する周波数成分をフィルタリングし、前記振動センサに作用する力学的な衝撃により引き起こされる周波数成分のみが前記制御回路へと通過させられるようにマッチングされたフィルタ曲線を持つフィルタと、
を有するタップ感応型目覚まし時計。
【請求項２】
前記フィルタはローパスフィルタである、請求項１に記載の目覚まし時計。
【請求項３】
前記フィルタ曲線は、５０Ｈｚと２００Ｈｚとの間の折点周波数を持つ、請求項２に記載の目覚まし時計。
【請求項４】
前記振動センサは、前記フィルタに結合された電気信号を生成するように構成され、前記フィルタは、前記電気信号を処理するように構成された、請求項１又は２に記載の目覚まし時計。
【請求項５】
前記振動センサは、前記フィルタ曲線に従う感度を持つように力学的に構成された、請求項１又は２に記載の目覚まし時計。
【請求項６】
前記フィルタは調節可能な増幅を持つ、請求項１に記載の目覚まし時計。
【請求項７】
前記フィルタは、前記音声のレベルに依存して増幅を調節するように構成された、請求項６に記載の目覚まし時計。
【請求項８】
前記フィルタは、前記音声のオーディオ成分に依存して前記フィルタ曲線を調節するように構成された、請求項１に記載の目覚まし時計。
【請求項９】
前記フィルタは、折点周波数を持つローパスフィルタであり、前記音声のオーディオ成分に依存して前記折点周波数を調節するように構成された、請求項８に記載の目覚まし時計。
【請求項１０】
前記オーディオ回路は、前記音声に出現する周波数を制御するためのハイパスフィルタ曲線を持つハイパスフィルタを有する、請求項１に記載の目覚まし時計。
【請求項１１】
目覚まし照明及び／又はラジオを有する、請求項１に記載の目覚まし時計。
【請求項１２】
前記機能はスヌーズ機能である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の目覚まし時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筺体と、ユーザが前記筺体をタップすることによる衝撃を受容するための、前記筺体に力学的に結合された振動センサと、前記目覚まし時計の機能を制御するための、前記振動センサに結合された制御回路と、を有するタップ感応型目覚まし時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願公開EP1833103は、力学的な衝撃を受けるための本体と、該本体が力学的な衝撃を受けたときに電気出力信号を出力するための端子とを持つ圧電ブザーを有する衝撃起動型スイッチ装置を記載している。該衝撃は、該装置の筺体をユーザがタップ（tapping）することにより提供される。特定のプログラム可能な機能（例えば目覚ましのスヌーズ（snooze））を実行するように電子回路を制御するための論理信号に前記出力信号を変換するための出力回路が、前記端子に接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タップ感応型目覚まし時計は、上述の衝撃感応型装置のように、振動センサを持つが、ブザー又はラウドスピーカのような音声を生成するためのオーディオユニットをも持ち得る。オーディオユニットを持つ斯かるタップ感応型目覚まし時計のタップ機能は、例えばスヌーズ機能が時々意図せずに起動してしまうといった点で、信頼性が高くないように思われる。
【０００４】
本発明の目的は、上述した問題が生じないか又は少なくともかなりの程度防止される、オーディオ機能を持つタップ感応型目覚まし時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため、本発明の第１の態様によれば、最初のパラグラフに記載された目覚まし時計は、音声を生成するための、オーディオ回路に結合されたオーディオユニットと、前記振動センサ及び前記制御回路に結合されたフィルタであって、前記音声に存在する周波数成分をフィルタリングし、前記振動センサに作用する力学的な衝撃により引き起こされる周波数成分のみが前記制御回路へと通過させられるようにマッチングされたフィルタ曲線を持つフィルタと、を有する。
【０００６】
これら手段は、力学的な衝撃に対するタップ機能の感度が、フィルタにより増強されるという効果を持つ。フィルタ曲線は、音声に出現する周波数を遮断するようにつくられる。それ故、該フィルタは、音声に存在する周波数成分をフィルタリングし、振動センサに作用する力学的な衝撃により引き起こされる周波数成分のみが制御回路へと通過するようにする。該タップにより引き起こされる周波数成分に対する感度は、音声による意図しない起動のリスクを増大させることなく、必要とされるレベルにまで増大させられ得る。有利にも、音声が再生されるときには、該音声は、例えば目覚まし時計のスヌーズ機能のような目覚まし時計の機能を作動させるように制御回路を起動させず、一方ではオーディオユニットの周波数帯域外の衝撃の周波数成分はフィルタにより通過させられて、該機能の起動に寄与する。
【０００７】
本発明はまた、以下の認識に基づくものである。既存の衝撃センサは、目覚まし時計の筺体をタップすることにより引き起こされる力学的な衝撃により作動させられ得る。該既存のセンサは、斯かる衝撃により引き起こされる周波数範囲に対して感度を持つようにつくられ得る。しかしながら本発明者は、斯かる周波数範囲、即ちセンサ又は検出されるべき衝撃に固有の周波数範囲は、例えば目覚まし時計におけるラウドスピーカのような消費者向け装置において一般的に利用されるオーディオユニットにより生成される音声の周波数範囲とかなりの重なりを持ち得ることを認識した。更に本発明者は、斯かるセンサの感度は、タップにより生じる周波数の選択された範囲に限定され得、重なる範囲の一部のみが実行されることを認識した。このとき、タップによる信号の幾つかの部分はフィルタリングされて取り除かれるが、残る周波数成分、即ちフィルタを通過する周波数成分は、該タップを検出するのに非常に十分なほど残る。従って、該選択された範囲は、目覚まし時計において使用されるオーディオユニットのオーディオ周波数範囲にマッチングされる。例えば、多くの用途において、オーディオ周波数範囲は低周波成分を持たないが、十分な低周波成分がタップにより生じる。音声用とタップ検出用とで重ならない範囲が実用的に見出されることができ、フィルタ曲線はタップと音声とを識別するためにマッチングされる。
【０００８】
該目覚まし時計の一実施例においては、該フィルタはローパスフィルタである。該ローパスフィルタのフィルタ曲線は、適切な折点周波数を選択することにより、音声周波数範囲を遮断するように容易にマッチングされる。折点周波数を超える周波数は遮断され、即ち該折点周波数を超える周波数が大きいほど、大きく減衰させられる。該ローパスフィルタは、該ローパスフィルタのローパス折点周波数よりも低いハイパス折点周波数を持つハイパスフィルタと組み合わせられても良く、該組み合わせられたフィルタはバンドパスフィルタとも呼ばれることに留意されたい。ローパス折点周波数の実用的な値は５０Ｈｚと２００Ｈｚとの間であり、例えば１００Ｈｚである。このことは、音声周波数が効果的に遮断される一方、センサが応答する周波数範囲がオーディオ範囲と重なることなく最大化されるという利点を持つ。
【０００９】
該目覚まし時計の一実施例においては、振動センサはフィルタに結合される電気信号を生成するように構成され、該フィルタは該電気信号を処理するように構成される。このことは、該電気信号が、いずれかの望ましいフィルタ曲線によるフィルタリングのための電子回路及び／又はディジタル信号処理により容易に処理されることができるという利点を持つ。
【００１０】
一実施例においては、振動センサはフィルタ曲線に応じた感度を持つように力学的に構成される。該センサの力学的な構成は、特定の周波数範囲に本質的に感度を持つように構成されても良く、例えばばね及び／又は分銅が特定の周波数に応答するように備えられても良い。また、例えば減衰材料のような力学的な構成要素が、音声をフィルタリングするためにセンサと協働するために備えられても良い。それ故、該力学的な構造は、フィルタ又は少なくともフィルタの一部を構成する。力学的なフィルタリングは、フィルタ曲線を最適化するため、電気的なフィルタ回路と組み合わせられても良い。
【００１１】
該目覚まし時計の一実施例においては、フィルタが調節可能な増幅を持つ。このことは、例えば環境又は目覚まし時計のノイズレベルに感度が調節されることができるという利点を持つ。更なる実施例においては、フィルタが音声のレベルに依存して増幅を調節するように構成される。有利にも、音声レベルが高い場合には音声の乱れが低減され、音声レベルが低い場合にはセンサの感度が高くなる。
【００１２】
該目覚まし時計の一実施例においては、フィルタが音声のオーディオ成分に依存してフィルタ曲線を調節するように構成される。このことは、実際に生成された音声にフィルタリングが調節されるという利点を持つ。更なる実施例においては、フィルタは折点周波数を持つローパスフィルタであり、音声のオーディオ成分に依存して該折点周波数を調節するように構成される。該音声の実際の成分は、該折点周波数を設定するために利用される。有利にも、音声がより少ない低周波成分を持つ場合には、センサの感度が高くなる。
【００１３】
該目覚まし時計の一実施例においては、オーディオ回路が、音声に出現する周波数を制御するためのハイパスフィルタを持つ。このことは、より少ない低周波成分が生成されるように音声の内容が制御されるという利点を持つ。
【００１４】
本発明による目覚まし時計の更なる好適な実施例は添付される請求項に示されており、開示内容はここで参照により本明細書に組み込まれたものとする。
【００１５】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下の記載において例として示される実施例を参照しながら、また添付図面を参照しながら、更に説明され明らかとなるであろう。
【００１６】
図面は単に模式的なものであり、定縮尺で描かれたものではない。図面において、既に説明された要素に対応する要素は、同一の参照番号を持ち得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タップ感応型目覚まし時計を示す。
【図２】フィルタを持つタップ感応型目覚まし時計を示す。
【図３】フィルタ曲線を示す。
【図４】力学的なフィルタを持つ振動センサを示す。
【図５】目覚まし光を示す。
【図６】圧電センサ素子のための同等の電気的方式を示す。
【図７】タップ回路についてのブロック図を示す。
【図８】タップ回路の回路図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、タップ感応型目覚まし時計を示す。該目覚まし時計は、筺体１０を持つ。ユーザの腕１１により示されるように、ユーザは該目覚まし時計の機能を作動させるために、いずれかの適切な態様（押し付ける、叩く、打つ等）で該筺体にタップすることができる。これにより、力学的な衝撃が該筺体にかかる。振動センサ１２が、例えば該筺体を壁に対して又は該筺体の内部要素に対して内側に配置することによって、該筺体に力学的に結合される。図面においては、該センサは、該筺体に力学的に装着された電子回路基板１３上に配置されている。本発明による電子基板の機能は、図２を参照しながら詳細に議論され、人間のユーザにより操作される目覚まし時計のためのいずれかの知られた機能を更に有しても良い。また、台所用品、ゲーム装置等といった目覚まし時計に類似した装置が、本発明によるタップ感応機能を備えても良い。該装置は更に、ラウドスピーカ１４又はブザーのようなオーディオ出力要素を持つ。該オーディオユニットは、例えば同様に電子回路基板１３上に配置された、オーディオ回路に接続される。例えばスヌーズ機能又は別の音声若しくは別のラジオ局に切り換える機能のような、該装置の少なくとも１つの機能は、該筺体に対するタップ動作による前記力学的な衝撃を検出する振動センサに基づいて作動させられる。
【００１９】
目覚まし時計は一般に、「スヌーズ」機能を持つ。設定された目覚まし時刻において、アラームが鳴ると、ユーザは当該スヌーズ機能を作動させて、或る時間の間だけ該目覚まし時計を静かにさせ、それによってアラームを遅らせて更なる時間ベッドでのうたた寝を可能とする。この時間は一般に、５乃至１０分のオーダーである。スヌーズ機能を作動させることは一般に、製品におけるボタン又はコントローラを押下することにより為される。これらボタンはしばしば、大きく容易にアクセス可能であるように形成される。
【００２０】
スヌーズ機能のアクセス可能性を更に最大化させるため、製品の何処かにおいて「タップ」を検出するためのセンサが利用される。このことは、振動センサ又は加速度計を製品に組み込むことにより実現される。通常、目覚まし時計はまた、アラームのための及び／又は例えばラジオから音楽を再生するための音声生成機能を含む。当該音源から生成される振動は、製品に対するユーザのタップの検出を妨げ得る。
【００２１】
音源とセンサとの間の力学的な離隔は、斯かる検出を堅固なものとするが、これにより実現され得る信頼性のレベルは限られている。タップセンサは、その機能の性質上、製品の外側に対して力学的に接続されている必要がある。いずれのスピーカのドライバも製品の大部分又は共鳴胴アセンブリが出力品質及び音量を維持することを必要とするため、音声生成機能を筺体から切り離すことは実用的ではない。
【００２２】
センサ感度をスピーカのような音源の限られた帯域幅にマッチングすることによって、堅固なタップ検出を実現することが提案される。この目的のため、電子回路１３はフィルタを備えられ、及び／又はセンサがフィルタに力学的に配置される。該フィルタは、オーディオユニットの周波数範囲に対して相補的となるようにマッチングされたフィルタ曲線を持つ。通常、時計付きラジオにおいては、小型スピーカが利用される。小さなサイズのために、当該スピーカは低い周波数においては高い音量を生成することができない。目覚まし時計に対するタップは、該スピーカが生成することができる周波数よりも低い周波数を特に含む信号を生成する。タップセンサ信号から高周波数をフィルタリングして取り除くことにより、残りの信号はタップ情報のみを含むものとなる。
【００２３】
図２は、フィルタを持つタップ感応型目覚まし時計を示す。該目覚まし時計は筺体２０を持ち、ユーザは該目覚まし時計の機能を作動させるために該筺体上でタップすることができる。振動センサ２２が、該センサを該筺体に接続された又は該筺体の一部であるセンサ台２１に配置することにより、該筺体に力学的に結合される。該センサは、電子回路、特にフィルタ２３に結合される。それ故、該振動センサは該フィルタに結合された電気信号を生成し、該フィルタは該電気信号を処理するように構成される。該フィルタの出力は電子回路２４に結合され、該電子回路２４は、該振動センサからのフィルタリングされた信号を検出して、矢印２７に示すように該目覚まし時計の機能を作動させる。該電子回路はまた、外部機能を制御するための外部インタフェースに信号を供給しても良い。
【００２４】
一実施例においては、該フィルタは、少なくとも部分的に力学的要素により構成される。例えば、該振動センサは、該フィルタ曲線に従う感度を持つように力学的に構成されても良い。構造のために本質的に高周波には感度を持たないセンサが利用されても良い。該センサの力学的な構造は、特定の周波数範囲に本質的に感度を持つように設計されても良く、及び／又は以下に説明するように特定の周波数に応答するようなばね及び／又は分銅が備えられても良い。また、例えばオーディオユニットからの周波数を選択的に減衰させる減衰材料のような力学的な構成要素が、音声をフィルタリングするためにセンサと協働するために備えられても良い。更に、フィルタ曲線を最適化するため、力学的なフィルタリングが電気的なフィルタ回路と組み合わせられても良い。
【００２５】
該目覚まし時計は更に、例えばＭＰ３プレイヤ、時計及び／又は無線回路のようなオーディオ回路２５を有する。該目覚まし時計は更に、ラウドスピーカのようなオーディオ出力ユニット２６を持つ。該オーディオユニットは、該オーディオ回路に接続される。
【００２６】
該フィルタは、前記タップ動作により生成される周波数を通過させる一方、該オーディオユニットにより生成される周波数を遮断する。一実施例においては、該フィルタはローパスフィルタである。ローパスフィルタ曲線は、生成される音声に出現する周波数を遮断するように設定される。該スピーカは、通常は５０Ｈｚと２００Ｈｚとの間のいずれかの周波数から開始するスピーカ帯域幅よりも低い周波数を（略）生成しない。実用的には、フィルタ曲線は１００Ｈｚの折点周波数を持っても良い。
【００２７】
図３は、フィルタ曲線を示す。本図は、音声及び力学的な衝撃について周波数対振幅のグラフ３０を示している。第１の曲線３３は、音声に現れる周波数、又はスピーカの帯域幅を示す。１００Ｈｚの境界３４よりも低い周波数は現れないこと、即ち斯かる周波数のレベルは所定の低レベルよりも低いことに留意されたい。第２の曲線３２は、フィルタリングされていないタップセンサ信号における周波数を示す。タップ周波数範囲は、スピーカの周波数範囲とかなりの重なりを持つことに留意されたい。第３の曲線３１は、タップセンサ信号に適用されるべきフィルタのためのフィルタ曲線を示す。該曲線はローパス特性を持ち、折点周波数３６より高い周波数は減衰させられる。タップ信号からの低周波成分のみが、タップ検出のために利用される。このようにして、目覚まし時計自体により生成されるオーディオ信号により誤って起動されることなく、タップ機能を非常に感度高いものとすることができる。
【００２８】
一実施例においては、該フィルタ曲線はまた、非常に低い周波数のためのハイパス機能を提供するため、より低い折点周波数を持っても良い。斯かる周波数はタップにより生成され得るが、他の源（交通又は目覚まし時計を傾けることのような）も斯かる周波数を生成し得る。より低い境界３５よりも低い周波数は、前記タップを堅固に検出するためには小さな値となることが考えられ、それ故フィルタリングにより取り除かれる。それ故、非常に低い周波数においては、振動センサの感度が減少することが望ましく、さもなければ該センサが傾きセンサのように動作し得る。また、該センサの感度は、所望のレベルに調節可能であるべきである。過度に感度が高い装置は、例えば往来する交通又は単なる該目覚まし時計に対する接触に、容易に反応し得る。タップ機能の感度が過度に低いと、該機能が便利に作動させられなくなり、ユーザに利益をもたらさなくなる。
【００２９】
一実施例においては、該フィルタは、感度を設定するため、音声のレベルに依存して増幅を調節するように構成される。該増幅は、生成される実際の音声に基づいて設定されても良いし、又はオーディオ音量のユーザ設定に基づいて設定されても良い。
【００３０】
更なる実施例においては、該フィルタは、図２における破線矢印２８により示されるように、再生される音声のオーディオ内容に依存してフィルタ曲線を調節するように構成される。該オーディオ内容は、例えば特定の低周波成分の存在を検出するために解析され、フィルタ曲線が、対応して各成分を消去するように調節される。例えば、該フィルタは、可変の折点周波数を持つローパスフィルタであっても良く、音声のオーディオ内容に依存して折点周波数を調節するように構成されても良い。代替としては、オーディオ信号の一部が該フィルタに結合され、センサ信号から減算されて、オーディオユニットからセンサに到着する音声成分を能動的に消去しても良い。オーディオ信号はフィルタリング及び／又は遅延され、オーディオユニットから振動センサ信号への伝達関数を略模倣しても良い。
【００３１】
一実施例においては、オーディオユニットのオーディオ信号もフィルタリングされる。スピーカの帯域幅が低周波側に過度に延在している場合には、該スピーカから所望の周波数応答を得るため、該オーディオ信号は最初にハイパスフィルタによりフィルタリングされても良い。それ故、該スピーカに対するオーディオ信号は最初にハイパスフィルタを通して供給され、オーディオ回路は、音声中に現れる周波数を制御するためのハイパスフィルタ曲線を持つハイパスフィルタを有する。
【００３２】
実用的な実施例においては、振動センサはブザーとしても利用され得る標準的な圧電ディスクである。振動センサ信号はこのとき圧電信号であり、増幅されフィルタリングされる。信号レベルを（ディジタル）マイクロコントローラ入力と適合させるために増幅が必要とされる。ローパスフィルタは、典型的に１００Ｈｚの折点周波数と、オクターブ毎に１２ｄＢの傾きを持つ。増幅器の入力抵抗と組み合わせられた圧電センサの内部容量により、非常に低い周波数における減少するタップ感度が実現される。フィルタは幾つかの態様で実装され得る：
・受動要素又は能動フィルタから構成される電子回路により、電気信号がフィルタリングされても良い。
・信号をサンプリングし、ハードウェア又はソフトウェアで実装されるディジタルフィルタを用いることにより、電気信号がフィルタリングされても良い。
・以上の選択肢の組み合わせによる。
【００３３】
一実施例においては、最適な感度のため、増幅がオーディオ内容に依存して動的に調節される。高いオーディオレベルにおいては、増幅が減少させられる。更に、最適な感度のため、ローパスフィルタの折点周波数がオーディオ内容に依存して動的に調節されても良い。
【００３４】
図４は、力学的なフィルタを持つ振動センサを示す。センサ４０は、出力部４５に接続された第１の電極４１及び第２の電極４２を持つ。分銅４３がばね４３上に配置される。該センサは、適切な強度及び周波数の衝撃で、両方の電極間に接触を確立し得る。該センサにおける分銅／ばね系は、それぞれ質量及びばねの強さにより設定され得る所定の周波数挙動を持つ。周波数応答は更に、減衰及び／又は二次的な弾力性要素、又は特定の力学的結合を筺体に適用することにより最適化され得る。
【００３５】
図５は、目覚まし照明を示す。目覚まし照明は、上述したタップ感応目覚まし時計の一例であり、電子ユニット５５に結合された振動センサ５１を持つ。音声を生成するためのオーディオ回路にスピーカ５２が結合され、ユーザを起床させるため光を生成するためのランプ５４が備えられる。振動センサは筺体５３の底面に便利にも配置され、該面は該目覚まし時計がタップされるといつでも信頼性高く振動する。センサを保持する筺体の部分は、例えば適切な分銅を該センサの近くに備えることにより、フィルタ曲線の通過帯域における特定の周波数において振動するように力学的に最適化されても良い。
【００３６】
図６は、圧電センサ素子のための同等の電気的方式を示す。振動センサは、通常はブザーのために使用される、標準的な圧電ディスク素子であっても良い。コンデンサＣａは、圧電容量である。低周波数における該圧電ディスクの電気容量は、
Ｃａ＝ε０・εｒ・Ａ／ｈ
により与えられ、ここでＡは表面積、ｈは圧電ディスクの高さである。実用的な圧電直径は１５ｍｍであり、測定される圧電厚さｈは０．２５ｍｍである。圧電容量の推定値は、
Ｃａ＝８．８５・１０−１２・２０００・（７．５・１０−６）２・π／０．２５・１０−３＝１２．５ｎＦ
である。コンデンサＣ１は、圧電素子のばね定数の「力学的な」静電容量を表す。インダクタＬ１は振動質量を表し、Ｒ１は力学的な損失を表す。
【００３７】
実験において、共振周波数よりも低い周波数において測定される静電容量は、Ｃａ//Ｃ１に等しい。共振周波数よりも高い周波数においては、測定される静電容量はＣａに等しい。共振周波数においては、Ｒ１は制動抵抗に等しい。共振を超えると、測定される静電容量Ｃａは１２．３ｎＦであり、Ｃａについて算出される静電容量と良く合致する。Ｃ１は、総静電容量からＣａを減算することにより算出されることができる：
Ｃ１＝１４．５ｎＦ−１２．３ｎＦ＝２．２ｎＦ、
Ｒ１≒１．５ｋΩ、
ｆ０≒７ｋＨｚ。
ｆ０よりもかなり低い周波数については、インダクタンスＬ１は無視できる。装着されていない圧電については５乃至５．７ｋＨｚにおいて共振が生じ、筺体に装着された素子については７．５乃至８ｋＨｚにおいて共振が生じる。３５ｋＨｚ及び１３５ｋＨｚにも共振ピークがあるが、これらはタップ機能には重要ではない。
【００３８】
図６の等価回路を見ると、圧電の装着に依存して増大する制動抵抗において共振ピークが予期され得る。測定される制動抵抗は２ｋΩである。ばね容量の値が減少するため、共振は高い周波数へとシフトし得る。圧電は、台のため小さな弾力性を持つ。台に対する適切な力学的な結合により、高い圧電出力信号が達成され得る。適切な力学的な結合は、共振を制動させるが、センサの出力電圧を増大させる。この洞察に基づくと、圧電素子は筺体に堅固に結合される必要がある。圧電面全体の下の接着剤を用いて、当該結合が達成されても良い。センサを装着するためには、両面テープが最善であることが分かっている。
【００３９】
図７は、タップ回路についてのブロック図を示す。電子タップ検出回路は、圧電信号を増幅及びフィルタリングするべきである。圧電信号は、入力部７１を介してバッファ回路７２に結合される。該バッファはフィルタ７３（例えばローパスフィルタ）及び増幅器に結合される。フィルタリングされた信号はピーク検出器７４に結合され、該ピーク検出器７４が該信号をクリッピングし、コントローラ（例えばマイクロプロセッサ）に結合されるべき出力信号７５を生成する。該出力信号は、外部機能を起動するためのタップ感応型目覚まし時計の外部インタフェースにも供給されても良いことに留意されたい。
【００４０】
バッファ段７２は、圧電センサのための高インピーダンス入力を提供する。該圧電センサは、約１２ｎＦの内部容量を持ち、該バッファ段の入力インピーダンスとあわせてハイパスフィルタを形成する。当該フィルタの折点周波数は、１００Ｈｚよりも低いべきである。このことは、該バッファ段の入力インピーダンスは、
Ｒｉｎ＝１／（２・π・ｆ・Ｃｐｉｅｚｏ）＝１／（２・π・１００・１２・１０−９）＝１３２ｋΩ
よりも高いべきであることを意味する。
【００４１】
該バッファ段は、１００Ｈｚより高い周波数を除去するための増幅器／フィルタ７３により後続される。最後に、該信号は、ピーク検出器／クリッピング段７４により、マイクロコントローラ入力と適合させられる。該クリッピング段は、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ接合から成るものであっても良い。図６の圧電信号は３０ｍＶの振幅を持つため、全体の増幅は少なくともＡ＝Ｖｂｅ／３０ｍＶ＝０．６／０．０３＝２０となるべきである。
【００４２】
図８は、タップ回路の回路図を示す。最初に、圧電信号は、最小値１００ｋΩよりも十分に大きな約Ｒ１／／Ｒ２＝５００ｋΩの入力インピーダンスを持つエミッタフォロワ段によりバッファリングされる。
【００４３】
該エミッタフォロワ段は、抵抗Ｒ３と同じレンジである抵抗Ｒ４により一部引き起こされる０．９３のファクタだけ該信号を減衰させる。該ファクタは、Ｒ４を１００ｋまで増大させ、Ｃ１を１０ｎＦまで減少させることにより、０．９５まで僅かに改善させられ得る。Ｒ４、Ｃ１から成るローパスフィルタは、該エミッタフォロワ段の出力部に接続される。−３ｄＢ点は、
ｆｃ＝１／（２・π・Ｒ４・Ｃ１）＝１／（２・π・１０ｋ・１００ｎ）＝１５９Ｈｚ
である。
【００４４】
当該第１のフィルタの後、該信号はＱ２により増幅される。このトランジスタ段の増幅はＲ５／Ｒ６＝４．５により決定されるが、実際には１００Ｈｚにおける増幅は３に過ぎない。この差は、フィルタの減衰により一部引き起こされる。Ｑ２のバイアス電圧は、
ＶｂｉａｓＱ２＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖ２−ＶｂｅＱ１＝１Ｍ／（１Ｍ＋１Ｍ）・３．６−０．６＝１．２Ｖ
に等しい。Ｒ６を流れる電流は、
ＩＲ６＝（Ｖｂｉａｓ−ＶｂｅＱ２）／Ｒ６＝（１．２−０．６）／２２００＝０．２７ｍＡ
に等しい。該信号は、Ｒ５、Ｃ２により２度目のフィルタリングを受ける。ここでもまた、−３ｄＢ周波数は１５９Ｈｚである。
【００４５】
第２のフィルタの後、該信号はＱ３により増幅される。ＤＣについては、増幅はＲ７／Ｒ８＝１である。高周波数については、増幅はＲ７／（Ｒ８／／Ｒ９）＝１０ｋ／４４９＝２２であるが、実際には増幅は１０に過ぎない。Ｑ２はハイパスフィルタとして機能し、
ｆｃ＝１／（２・π・Ｒ９・Ｃ３）＝１／（２・π・４７０・４．７μ）＝７２Ｈｚ
において増幅する。５０Ｈｚと１００Ｈｚとの間の折点周波数を設定する利点は、ハム信号が僅かに減衰させられる点である。
【００４６】
Ｑ３のバイアス電圧は、Ｑ２段により、
ＶｂｉａｓＱ３＝Ｖ２−ＩＲ６・Ｒ５＝３．６−０．２７ｍ・１０ｋ＝０．９Ｖ
に設定される。Ｒ７とＲ８との間のバイアス電圧は、ＶｂｉａｓＱ３−ＶｂｅＱ３＝０．９−０．６＝０．３Ｖである。
【００４７】
圧電信号の全体の増幅は３・１０＝３０であり、従ってタップ出力は、圧電信号の振幅が２０ｍＶである場合に引き上げられる。Ｑ３段がＶｂｅＱ４を備えられる場合、高周波数についての増幅は、ここでもまた１５９Ｈｚの折点周波数を持つローパスフィルタＲ７、Ｃ４により減少させられる。ダイオードＤ１を追加することにより、コンデンサＣ４が対称的に充電及び放電させられる。Ｒ１０の存在は、Ｑ４を引き起こす漏れ電流を防止する。
【００４８】
コンデンサＣ４は、Ｑ３のコレクタにおけるＤＣオフセットを除去する。該コレクタにおける信号の振幅が０．６Ｖを超えるといつでも、Ｑ４は該信号の半分の周期の最大時間の間動作を開始する。μＣプログラムは、０．５ｍｓの最小幅を持つパルスのみを許容する。それ故、検出され得る最高の周波数は、１ｋＨｚである。組み合わせＲ７、Ｃ４のＲＣ時間は１ｍｓであり、既に１ｋＨｚにおいて影響内である。それ故、最高検出周波数は、１ｋＨｚよりも低くなる。実際には、最高検出可能周波数は（振幅にかかわらず）７００Ｈｚと８００Ｈｚとの間である。
【００４９】
該電子回路の増幅は、抵抗Ｒ９の値を変化させることにより調節されることができる。
【００５０】
要約すると、本発明は、例えば目覚まし照明に適用されるような、目覚まし時計の例えばスヌーズ機能の改善を提供する。ユーザは、該目覚まし時計をタップすることによりスヌーズ機能を起動することができる。この目的のため、タップ動作を検出するために、該目覚まし時計に配置された振動センサ又は加速度計が使用される。斯かるスヌーズ機能を用いる場合、該目覚まし時計がオーディオ機能を持つときに問題が生じる。スピーカにより生成されるオーディオ信号がスヌーズ機能を起動させ得、このことは望ましくない。振動センサ又は加速度計により生成される低周波信号のみを通過させるローパスフィルタを用いることにより、斯かる問題を解決することが提案される。通常、スピーカは限られたスピーカ帯域幅しか持たず、比較的低い周波数（例えば１００Ｈｚより低い周波数）のオーディオ信号は生成しない。目覚まし時計の筺体に対するタップ動作は広い周波数範囲を生成し、典型的に低周波成分を有する。ローパスフィルタ特性をスピーカの帯域幅にマッチングさせることにより、振動センサ又は加速度計により検出されるオーディオ信号がセンサ信号からフィルタリングされて取り除かれ、それによりオーディオ信号がタッピング動作の検出を妨害しスヌーズ機能に影響を与えることが防止される。代替としては、例えばセンサを目覚まし時計の筺体に懸架させるように適切に調節された重り−ばね系を用いることにより、高い周波数に感度を持たない振動センサが利用されても良い。
【００５１】
本発明は、プログラム可能な構成要素を用いて、ハードウェア及び／又はソフトウェアで実装され得ることに留意されたい。以上の説明は、明確さのため、種々の機能ユニット及びプロセッサに関して本発明の実施例を記載したものである点は理解されるであろう。しかしながら、本発明から逸脱することなく、種々の機能回路又はプロセッサ間でいずれの適切な機能の分散もが利用され得ることは明らかであろう。例えば、別個のユニット、プロセッサ又はコントローラにより実行されるものとして説明された機能は、同一のプロセッサ又はコントローラにより実行されても良い。それ故、特定の機能ユニットへの参照は単に、厳格な論理的又は物理的な構造又は組織を示すものではなく、説明された機能を提供するための適切な手段に対する参照とみなされるべきである。本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらのいずれかの組み合わせを含む、いずれの適切な形態で実装されても良い。
【００５２】
本明細書において、「有する（comprising）」なる語は列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではなく、要素に先行する「１つの（a又はan）」なる語は複数の斯かる要素の存在を除外するものではないこと、及びいずれの参照記号も請求の範囲を限定するものではないことに留意されたい。更に、本発明は実施例に限定されるものではなく、以上に説明された又は相互に異なる従属請求項に記載されたそれぞれの及び全ての新規な特徴及び特徴の組み合わせに存する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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