(57)【要約】  イヤホンは、タッチ入力面の反対側の力入力面を画定する筐体を含む。筐体内のばね部材は、タッチセンサをタッチ入力面に向かって付勢する第１アームを含む。ばね部材はまた、第１力電極を筐体に向かって付勢し、力が力入力面に印加されるときに第１力電極を第２力電極に向かって移動させる第２アームも含む。力の非バイナリ量は、第１力電極と第２力電極との間の相互キャパシタンスの変化を使用して判定可能である。第１力電極と第２力電極との間の相互キャパシタンスは、タッチセンサを使用してタッチを検出する際に測定され得る。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
力入力面を画定する筐体と、
前記筐体内に配置された第１力電極と、
前記筐体内に配設された第２力電極と、
前記第１力電極を前記筐体に向かって付勢し、入力の力が前記力入力面に印加されるとき、前記第１力電極を前記第２力電極に向かって移動させるばね部材と、
前記第１力電極と前記第２力電極との間のキャパシタンスの変化を使用して、前記入力の力の非バイナリ量を判定するように動作するコントローラと、
を備える、電子デバイス。
【請求項２】
前記筐体内に配設されたタッチセンサを更に備え、
前記筐体はタッチ入力面を画定し、
前記ばね部材は、
前記タッチセンサを前記タッチ入力面に向かって付勢する第１アームと、
前記第１力電極を前記力入力面に向かって付勢する第２アームと、
を含む、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記キャパシタンスは相互キャパシタンスである、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記ばね部材は、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記ばね部材は、Ｍ字形状の断面を有する、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記筐体は、追加の力入力面を画定し、
第３力電極が前記追加の力入力面に隣接して前記筐体内に配設され、
第４力電極が前記筐体内に配設され、
前記コントローラは、前記第１力電極と前記第２力電極との間の前記キャパシタンス、及び前記第３力電極と前記第４力電極との間の追加のキャパシタンスを使用して、前記入力の力の前記非バイナリ量を判定するように動作する、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第１力電極と前記第２力電極との間の前記キャパシタンスの追加の変化を使用して、前記力入力面以外の前記筐体の領域に印加される追加の力を判定するように動作する、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記領域は、前記力入力面に直交し、
前記キャパシタンスの前記追加の変化は、前記キャパシタンスの前記変化と反対である、請求項７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
筐体と、
前記筐体に力が印加されたときに移動する前記筐体内に配設されたばね部材と、
前記筐体上のタッチを検出するように構成された、前記ばね部材に連結されたタッチセンサと、
前記ばね部材に連結された力センサと、
前記力センサ及び前記タッチセンサを使用して前記力の量を判定するコントローラと、
を備える、イヤホン。
【請求項１０】
前記タッチは前記筐体の第１の領域上にあり、前記力は前記筐体の第２の領域に印加される、請求項９に記載のイヤホン。
【請求項１１】
前記第１の領域は前記第２の領域の反対側に位置する、請求項１０に記載のイヤホン。
【請求項１２】
前記第１の領域及び前記第２の領域は両方とも、前記イヤホンの使用中のユーザの頭部から約９０度に位置付けられる、請求項１０に記載のイヤホン。
【請求項１３】
前記タッチセンサは、前記第２の領域上のタッチを検出するように動作不能である、請求項１０に記載のイヤホン。
【請求項１４】
前記コントローラは、複数の異なる種類の入力として前記力を解釈するように動作する、請求項９に記載のイヤホン。
【請求項１５】
スピーカと、
前記スピーカから延びたステムであって、
タッチ感知面と、
前記タッチ入力面と反対側の力入力面と、
を画定するステムと、
を含む筐体と、
前記筐体内に配設され、
第１回路区画と、
第２回路区画と、
第３回路区画と、
を含むフレキシブル回路であって、
前記フレキシブル回路は、
力が前記力入力面に印加されるときは、前記第３回路区画に向かって、
前記力がもはや印加されていないときは、前記第３回路区画から離れて、
前記第２回路区画を移動させるように屈曲し、
前記第１回路区画を使用して検出された第１の相互キャパシタンスにおける第１の変化を使用して、前記タッチ入力面へのタッチを、並びに、前記第２回路区画及び前記第３回路区画を使用して検出された第２の相互キャパシタンスにおける第２の変化を使用して、前記力の非バイナリ量を、判定するように動作する、前記筐体内に配設されたコントローラと、
を備える、イヤホン。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記第２回路区画及び前記第３回路区画を使用して、前記タッチを判定する際の前記力の前記非バイナリ量を判定する、請求項１５に記載のイヤホン。
【請求項１７】
前記筐体内に配設されたアンテナを更に備え、
前記フレキシブル回路は前記アンテナに搭載される、
請求項１５に記載のイヤホン。
【請求項１８】
前記スピーカは音響ポートを画定し、
前記タッチ入力面及び前記力入力面は、前記音響ポートに実質的に直交する、
請求項１５に記載のイヤホン。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記力が印加される時間を判定する、請求項１５に記載のイヤホン。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記力を、
前記力の前記非バイナリ量が力閾値未満の場合は、第１の入力として、及び
前記力の前記非バイナリ量が前記力閾値を少なくとも満たす場合は、第２の入力として、
解釈する、請求項１５に記載のイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
特許協力条約に基づく本出願は、２０１９年８月１３日に出願された「Ｆｏｒｃｅ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｅａｒｐｈｏｎｅ」と題する米国特許非仮出願第１６／５３９，５１５号、及び、２０１８年９月２１日に出願された「Ｆｏｒｃｅ−Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｅａｒｐｈｏｎｅ」と題する米国特許仮出願第６２／７３４，３８９号の優先権を主張しており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
記載される実施形態は概ね、イヤホンに関する。より具体的には、本実施形態は、力作動型イヤホンに関する。
【背景技術】
【０００３】
イヤホンは、多くの場合、ユーザの周りの人々を過度に邪魔せずに、音声出力を電子デバイスのユーザに提供するために使用される。例えば、パーソナル電子デバイス（コンピューティングデバイス、デジタルメディアプレーヤ、音楽プレーヤ、トランジスタラジオなど）用のヘッドセットは典型的には、一対のイヤホンを含む。これらのイヤホンは、通常、ユーザの耳を覆うイヤカップで、又はユーザの耳で音響チャンバを形成するためにユーザの外耳道に挿入されるイヤピース若しくはスピーカで構成される。イヤホンは、典型的には、１つ以上の音響ポートを通じて音響チャンバ内に伝達される音響波を生成する。このようにして、ユーザは、ユーザの周りの環境内の人々を過度に邪魔せずに音声出力を聞くことができる。
【０００４】
このような多くのイヤホンは、入力デバイスを含まない。その代わりに、そのようなイヤホンは、イヤホンが有線又は無線で連結され得る外部電子デバイスに組み込まれた入力デバイスを使用して制御され得る。
【０００５】
他のイヤホンは、１つ以上の入力デバイスを含み得る。例えば、イヤホンは、１つ以上のボタン、ダイヤル、スイッチ、スライダなどで構成される場合がある。このような入力デバイスは、イヤホンを作動する（例えば、それに入力を提供する）ために使用される場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、イヤホンなどの力作動型電子デバイスに関する。イヤホンの筐体によって画定される力入力面に印加される力の非バイナリ量は、第１力電極と第２力電極との間の相互キャパシタンスの変化を使用して判定可能である。筐体内に配設されたばね部材は、第１力電極を筐体に向かって付勢し、力が印加されるとき、それを第２力電極に向かって移動させることができる。いくつかの実装形態では、イヤホンは、筐体によって画定されたタッチ入力面上のタッチを検出することができる。このような実装形態の様々な実施例では、イヤホンは、タッチの検出時に、力の非バイナリ量を判定することができる。特定の実施形態では、第１及び第２力電極は、単一のフレキシブル回路の別々の区画を使用して実装されてもよい。このフレキシブル回路は、力が印加されると、第１力電極を第２力電極に向かって移動させるように屈曲することができる。このフレキシブル回路はまた、力がもはや印加されないとき、第１力電極を第２力電極から離れるように移動させるように屈曲することができる。
【０００７】
様々な実施形態では、電子デバイスは、力入力面を画定する筐体と、筐体内に配設された第１力電極と、筐体内に配設された第２力電極と、第１力電極を筐体に向かって付勢し、入力の力が力入力面に印加されると、第１力電極を第２力電極に向かって移動させるばね部材と、コントローラと、を備える。コントローラは、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの変化を使用して、入力の力の非バイナリ量を判定するように動作する。
【０００８】
いくつかの実施例では、電子デバイスは、筐体内に配設されたタッチセンサを更に含む。このような実施例のいくつかの実装形態では、筐体はタッチ入力面を画定し、ばね部材は、タッチセンサをタッチ入力面に向かって付勢する第１アームと、第１力電極を力入力面に向かって付勢する第２アームと、を含む。様々な実施例では、キャパシタンスは相互キャパシタンスである。
【０００９】
様々な実施例では、ばね部材は、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つである。多くの実施例では、ばね部材は、Ｍ字形状の断面を有する。
【００１０】
いくつかの実施例では、筐体は追加の力入力面を画定する。このような実施例のいくつかの実装形態では、第３力電極は、追加の力入力面に隣接して筐体内に配設され、第４力電極が筐体内に配設される。このような実装形態では、コントローラは、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンス、及び第３力電極と第４力電極との間の追加のキャパシタンスを使用して、入力の力の非バイナリ量を判定するように動作する。
【００１１】
多くの実施例では、コントローラは、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの更なる変化を使用して、力入力面以外の筐体の領域に印加される追加の力を判定するように動作する。領域は力入力面に直交してもよく、キャパシタンスの追加の変化は、キャパシタンスの変化と反対であってもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、イヤホンは、筐体と、力が筐体に印加されたときに移動する筐体内に配設されたばね部材と、筐体上のタッチを検出するように構成されたばね部材に連結されたタッチセンサと、ばね部材に連結された力センサと、コントローラと、を含む。コントローラは、力センサ及びタッチセンサを使用して力の量を判定する。
【００１３】
いくつかの実施例では、タッチは筐体の第１の領域上にあり、力は筐体の第２の領域に印加される。そのような様々な実施例では、第１の領域は第２の領域の反対側に位置する。いくつかのそのような実施例では、第１の領域及び第２の領域は両方とも、イヤホンの使用中にユーザの頭部から約９０度に位置付けられる。
【００１４】
様々な実施例では、タッチセンサは、第２の領域上のタッチを検出するように動作不能である。いくつかの実施例では、コントローラは、複数の異なる種類の入力として力を解釈するように動作する。
【００１５】
多くの実施形態では、イヤホンは、筐体と、筐体内に配設されたフレキシブル回路と、筐体内に配設されたコントローラと、を含む。筐体は、スピーカと、スピーカから延在し、タッチ入力面及びタッチ入力面の反対側の力入力面を画定するステムと、を含む。フレキシブル回路は、第１回路区画と、第２回路区画と、第３回路区画と、を含む。フレキシブル回路は、力が力入力面に印加されたとき、第２回路区画を第３回路区画に向かって移動させ、力がもはや印加されていないとき、それを第３回路区画から離れて移動させるように屈曲する。コントローラは、第１回路区画を使用して検出された第１の相互キャパシタンスにおける第１の変化を使用して、タッチ入力面へのタッチを、並びに、第２回路区画及び第３回路区画を使用して検出された第２の相互キャパシタンスにおける第２の変化を使用して、力の非バイナリ量を、判定するように動作する。
【００１６】
いくつかの実施例では、コントローラは、第２回路区画及び第３回路区画を使用して、タッチを判定する際に力の非バイナリ量を判定する。多くの実施例では、イヤホンは、筐体内に配設されたアンテナを更に含む。フレキシブル回路は、アンテナに搭載されてもよい。いくつかの実施例では、スピーカは、音響ポートを画定し、タッチ入力面及び力入力面は、音響ポートに実質的に直交する。
【００１７】
様々な実施例では、コントローラは、力が印加される時間を判定する。いくつかの実施例では、コントローラは、力の非バイナリ量が力閾値未満の場合は、力を第１の入力として解釈し、力の非バイナリ量が少なくとも力閾値を満たす場合には第２の入力と解釈する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本開示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明によって容易に理解され、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
【図１Ａ】電子デバイス内に実装され得る例示的な構成要素間の例示的な機能的関係を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａの電子デバイスの例示的な実装を示す。
【図１Ｃ】図１Ｂの例示的な電子デバイスを使用したユーザを示す。
【図１Ｄ】ユーザの外耳道とともに音響チャンバを形成する図１Ｃの電子デバイスを示す。
【図２Ａ】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿った図１の電子デバイスの例示的な断面図を示す。
【図２Ｂ】力が入力面に印加されたときの図２Ａの電子デバイスを示す。
【図３Ａ】図２Ａに示す電子デバイスを実装するために使用され得る例示的なフレキシブル回路の第１の面を示す。
【図３Ｂ】図３Ａの例示的なフレキシブル回路の第２の面を示す。
【図４】筐体が取り外された図２Ａの電子デバイスのアセンブリを示す。
【図５】図２Ａに示すタッチセンサを実装するために使用され得る例示的な積層体を示す。
【図６】図２Ａに示す力センサを実装するために使用され得る例示的な積層体を示す。
【図７】図２Ａの電子デバイスの第１の代替例を示す。
【図８】図２Ａの電子デバイスの第２の代替例を示す。
【図９】図２Ａの電子デバイスの第３の代替例を示す。
【図１０】図２Ａの電子デバイスの第４の代替例を示す。
【図１１】力センサを含むデバイスを動作させるための例示的な方法を示すフローチャートを示す。本方法は、図１Ａ〜図２Ｂの電子デバイスを使用して実行することができる。
【図１２】電子デバイスを組み立てるための例示的な方法を示すフローチャートを示す。本方法は、図２Ａの電子デバイスを組み立てることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここで、添付図面に図示される代表的な実施形態が詳細に説明される。以下の説明は、これらの実施形態を１つの好ましい実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。反対に、以下の説明は、添付の特許請求の範囲により画定される記載された実施形態の趣旨及び範囲に含むことができるような、代替形態、修正形態及び均等物を包含することを意図している。
【００２０】
以下の説明は、本開示の様々な要素を具現化する例示のシステム、方法、装置及び製品を含む。しかし、説明する開示は、本明細書に記載されたものに加えて、各種形態で実施することができることを理解されたい。
【００２１】
筐体面に配設された、又はそれを通じてアクセス可能な機械式入力デバイス（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、スライダなど）を含むイヤホンは、イヤホンが装着されている間にユーザが機械的入力デバイスを見ることができないため、操作することが困難な場合がある。いくつかのイヤホンは、ユーザからの１つ以上のタップを検出する入力機構を使用することで、これを解決しようとすることがある。しかしながら、ユーザは、ボタンを見つけ、押下するよりも、タップすることで容易にイヤホンを作動する（例えば、入力を提供する）ことができる場合があるが、イヤホンをタップすることによって音が伝わる場合がある。これは、ユーザにとって不快な場合がある。これは、イヤホンによって生成された音声出力を妨害する場合もある。更に、イヤホンが１つ以上のマイクロフォンを含む実装形態では、タップをマイクロフォンが拾う場合がある。
【００２２】
以下の開示は、イヤホンなどの力作動型電子デバイスに関する。実施形態は、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの変化を測定することによって、筐体上の力入力面に印加される力の非バイナリ量を推定又は判定することができる。筐体内のばね部材は、第１力電極を筐体に向かって付勢し、力が印加されたときにそれを第２力電極に向かって移動させる。このようにして、イヤホンは、外部機械式入力デバイスを必要とせずに、若しくはそれを使用せずに、かつ／又はタップせずに、力によって作動することができる。
【００２３】
いくつかの実装形態では、イヤホンは、筐体のタッチ入力面上のタッチを検出することができる。いくつかの実施形態では、イヤホンは、タッチの検出時の非バイナリ量の入力の力を判定することができる。このようにして、イヤホンは、力判定がより頻繁に実行される実装形態によって電力使用量を改善することができる。例えば、イヤホンは、バッテリ給電式デバイスであってもよく、改善された電力使用量により、バッテリ寿命が改善され得る。他の実装形態では、イヤホンは、タッチセンサ及び力センサの両方からの信号を使用して、タッチも検出されたとき、検出された力のみを使用して印加された力を判定することができる。
【００２４】
特定の実施形態では、第１及び第２力電極は、単一のフレキシブル回路の別々の区画として実装されてもよい。このフレキシブル回路は、力が印加されると、第１力電極を第２力電極に向かって移動させるように屈曲することができる。このフレキシブル回路はまた、力がもはや印加されないとき、第１力電極を第２力電極から離れるように移動させるように屈曲することができる。
【００２５】
特定の実施形態では、イヤホンは、ステムの第１の側面上のタッチ及びステムの他方の側面の力を検出することができる。タッチ及び力が検出される側面は、ユーザがユーザの指の間でステムを押し込むときに、同時に両側面に接触できるように、（１８０度に向いた）互いに対して反対かつ実質的に直交してもよい。イヤホンは力を判定し、タッチが検出された場合に、力を使用することができ、タッチが検出されない場合には、判定された力を無視する場合がある。このようにして、イヤホンは、２つの側面のタッチ及び力の検出をともに使用し、イヤホンの動作を制御することができる。
【００２６】
いくつかの実施例では、ユーザの頭部と、タッチ及び／若しくは力を検出するために使用される１つ以上のセンサとの間の干渉を防止又は軽減するために使用されるとき、２つの側面は、ユーザの頭部又は他の身体部分から実質的に垂直（９０度）に向いてもよい。例えば、この向きにより、イヤホンの使用中に、２つの側面がユーザの頭部又は顔に触れることを防止することができる。ユーザの頭部又は顔が２つの側面に触れることにより、入力として誤って解釈される場合がある。したがって、この向きにより、使用中にユーザの頭部又は顔が２つの側面に触れることを防止することで、誤った入力を低減することができる。
【００２７】
しかし、これは例示であることが理解される。様々な実装形態では、側面は、他の構成で構成されてもよい。例えば、２つの側面は、ユーザがイヤホンを着用しているときに、互いから４５度離れて、かつユーザからそれぞれ１３５度離れて位置付けられてもよい。
【００２８】
以下に、これらの実施形態及び他の実施形態を、図１Ａ〜図９を参照して考察する。しかしながら、当業者であれば、これらの図に関して本明細書により与えられた詳細な記述は、説明目的のものに過ぎず、限定するものとして解釈されるべきではないことを容易に理解するであろう。
【００２９】
図１Ａは、電子デバイス１０１を実装するために使用され得る例示的な構成要素間の例示的な機能的関係を示すブロック図を示す。電子デバイス１０１は、電子デバイス１０１に作用する様々なタッチ及び／又は力を入力として解釈するように動作するコントローラ１３２を含んでもよい。例えば、電子デバイス１０１は、筐体上に画定された１つ以上の入力面を有するイヤホンであってもよい。コントローラ１３２は、１つ以上のタッチセンサ１３０及び／又は力センサ１３１を使用して、１つ以上の入力面へのタッチ、入力面の１つ以上に印加された力などを検出することができる。例えば、電子デバイス１０１は、１つ以上の相互キャパシタンスタッチセンサ、自己キャパシタンスタッチセンサ、相互キャパシタンス力センサ、自己キャパシタンス力センサ、ひずみゲージ、光学センサ、圧力センサ、近接センサ、スイッチ、温度センサ、ドームスイッチ、変位センサなどを含んでもよい。
【００３０】
電子デバイス１０１はまた、アンテナ１０６、１つ以上の非一時的記憶媒体１８０（これは、磁気記憶媒体、光記憶媒体、光磁気記憶媒体、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、消去可能プログラマブルメモリ、フラッシュメモリなどの形態をとることができるが、これらに限定されない）、及び／又は１つ以上の他の構成要素も含むことができる。コントローラ１３２は、タッチを検出するためにタッチセンサ１３０を使用する、印加力を検出するためにタッチセンサ１３１を使用する、関連するデバイスと通信するためにアンテナ１０６を使用するなど、様々な機能を実行するための非一時的記憶媒体１８０に格納された命令を実行することができる。
【００３１】
図１Ｂは、電子デバイス１０１の例示的な実装形態を示す。図示されるように、いくつかの実装形態では、電子デバイス１０１はイヤホンであってもよい。この例では、電子デバイス１０１はワイヤレスイヤホンである。しかし、それは例示であることが理解される。様々な実装形態では、電子デバイス１０１は、モバイルコンピューティングデバイス、スタイラスなどの任意の種類の電子デバイスであってもよい。様々な構成が可能であり意図されている。
【００３２】
電子デバイス１０１は、スピーカ１０２及びステム１０３を含む筐体を含んでもよい。ステム１０３は、入力面１０４ａ、１０４ｂを画定することができる。ユーザは、入力面１０４ａ、１０４ｂのうち１つ以上にタッチする、それを押圧する、保持する、押し込む、及び／又は他の方法で相互作用することができる。これにより、ユーザは、電子デバイス１０１を作動させることが、かつ／若しくは別の方法で電子デバイスへタッチ、力、及び／又は他の入力を提供することが可能になり得る。
【００３３】
スピーカ１０２は、ユーザの耳と協働して音響チャンバを画定することができる。いくつかの実装形態では、スピーカ１０２はまた、マイクロフォン音響ポート１０５を含んでもよい。
【００３４】
図示されるように、入力面１０４ａ、１０４ｂは、ステム１０３の反対側面（すなわち、互いに反対側に位置する）上に画定され得る。入力面１０４ａ，１０４ｂを互いに対して位置決めすることにより、入力面１０４ａ、１０４ｂを押し込むことによって力を印加することができる。図１Ａに関して上記したように、電子デバイス１０１は、入力面１０４ａ、１０４ｂのうちの１つ以上に印加されたタッチ及び／又は力を検出するための多数の異なるセンサを含んでもよい。
【００３５】
例えば、電子デバイス１０１は、１つ以上の入力面１０４ａ、１０４ｂに印加された非バイナリ量の力を検出することができる。電子デバイス１０１は、力が印加されているか否かのバイナリ検出だけではなく、力の量の範囲内で印加される力の量を判定するように動作するため、検出される力の量は非バイナリであってもよい。電子デバイス１０１は、力の量が力閾値未満の場合、印加された力を第１の入力として解釈することができる。しかし、電子デバイス１０１は、力の量が力閾値を少なくとも満たす場合には、力を第２の入力として解釈することができる。
【００３６】
いくつかの実施例では、電子デバイス１０１は、タッチ又は印加された力に関する他の情報を判定することができる。例えば、電子デバイス１０１（又はコントローラ又はその他の処理ユニット）は、力が印加される時間も判定することができる。電子デバイス１０１は、長期間印加される力を、印加された後直ちに解放される力とは異なる入力として解釈することができる。このような実施例では、電子デバイス１０１は、印加される力の量、力が印加される時間、力が印加される方向、及び／又は印加された力の他の態様に応じて、印加された力を、複数の異なる種類の入力として解釈してもよい。
【００３７】
いくつかの実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、ステム１０３内の窪みであってもよい。これにより、ユーザを入力面１０４ａ、１０４ｂに案内するための物理的手がかり（cue）を与えることができる。しかし、これは例示であることが理解される。他の実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、本開示の範囲から逸脱することなく、他の方法で構成されてもよい。例として、他の実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、本開示の範囲から逸脱することなく、ステム１０３の隆起部、ステム１０３の稜線などであってもよい。
【００３８】
例えば、いくつかの実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、ステム１０３からの突出部として構成されてもよい。他の実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、ステム１０３の他の区画と物理的に連続していてもよいが、ステム１０３の他の区画とは異なる色で示されてもよい。更に他の実装形態では、入力面１０４ａ、１０４ｂは、ステム１０３の他の区画から視覚的に区別できなくてもよい。様々な構成が可能であり意図されている。
【００３９】
いくつかの実施例では、電子デバイス１０１は、力センサ及びタッチセンサの両方を含んでもよい。例えば、力センサは、入力面１０４ａ、１０４ｂのうちの一方に隣接して位置付けられてもよく、タッチセンサは、入力面１０４ａ、１０４ｂの他方に隣接して位置付けられてもよい。したがって、電子デバイス１０１は、入力面１０４ａ、１０４ｂへのタッチ及び力の両方を判定するように動作し得る。
【００４０】
様々な実施例では、電子デバイス１０１は、力センサを使用して、タッチの検出時にのみ印加される力の非バイナリ量を判定することができる。これにより、ユーザ以外の物体が筐体に力を及ぼし得る際の誤った読み取りを防止することができる。これにより、また、より多く又は連続して力センサを動作させるのと比較して、電力消費を低減することができる。電子デバイス１０１が１つ以上のバッテリによって電力供給され、かつ／又はそうでなくても持ち運び可能である実施例では、このように低減された電力消費により、バッテリ及び／又は他の構成要素の寿命を節約することができる。
【００４１】
他の実施例では、電子デバイス１０１は、力センサ及びタッチセンサを使用して力の量を判定することができる。例えば、電子デバイス１０１は、タッチが検出されたか否かにかかわらず力センサを使用することができるが、タッチが検出されたときに力センサからの信号のみを使用してもよい。
【００４２】
更に他の実施例では、力センサは、入力面１０４ａ、１０４ｂの両方に隣接して位置付けられてもよい。力センサは、異なる電力レベルで動作することができる。力センサが動作する電力レベルが高いほど、力センサからの力データの信号対雑音比が高くなり得る。逆に、力センサが動作する電力レベルが低くなるほど、力データの信号対雑音比が低くなり得、結果として、より高いノイズにより力データの精度が低くなる。より高い信号対雑音比は望ましいが、より高い電力は望ましくない。この実施例では、２つの力センサからの力データを評価して、印加された力の非バイナリ量を判定することができるので、力センサは、それほど正確ではないが低電力を使用する方法で動作することができる。これは、個々の力センサの低電力動作にもかかわらず、より高い信号対雑音比の力データを組み合わせることができることに起因し得る。複数のセットの力データを使用することにより、それほど正確ではないが低電力で動作するどちらか一方の力センサをそれぞれに補うことができる。
【００４３】
更に他の実施例では、複数の力センサは、それらのデータを平均化することによって信号対雑音比を増加させること以外の目的で使用されてもよい。例えば、複数の力センサからのデータにより、力ベクトル情報の判定が可能になることがある。換言すれば、複数の力センサにより、力の大きさ及び方向の両方の判定が可能になることがある。この力ベクトル情報は、入力を提供する意図的な力の印加と、ユーザが電子デバイス１０１の位置を調整するなどの偶発的な力の印加とを見分けるために使用されてもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、種々の構成が可能であり、企図される。
【００４４】
図示されるように、入力面１０４ａ、１０４ｂは、マイクロフォン音響ポート１０５と実質的に直交してもよい。これにより、電子デバイス１０１の使用中に入力面１０４ａ、１０４ｂがユーザの頭部に触れるのを防止することができる。
【００４５】
図１Ｃは、図１Ｂの例示的な電子デバイス１０１を使用したユーザ１９０を示す。図示するように、ユーザは、ユーザの指と親指との間で入力面１０４ａ、１０４ｂを押し込むことで、同時に入力面１０４ａ、１０４ｂをタッチし力を加えることができる。また図示するように、入力面１０４ａ、１０４ｂは、電子デバイス１０１の使用中にユーザの頭部との接触を防止するように配置される。
【００４６】
図１Ｄは、ユーザ１９０の外耳道１９２とともに音響チャンバ１９１を形成する電子デバイス１０１を示す。音響チャンバ１９１は、ユーザ１９０の外耳道１９２の一方の側で電子デバイス１０１のスピーカ１０２によって、及び、ユーザ１９０の外耳道１９２の他方の側でユーザ１９０の鼓膜１９３によって、画定されてもよい。電子デバイス１０１は、出力音響ポート１２１を通して音響波を音響チャンバ１９１内に伝達することができる。このようにして、ユーザ１９０は、ユーザ１９０の周囲の環境内の人々を過度に邪魔せずに音波を聴くことができる。
【００４７】
図２Ａは、図１Ｂの線Ａ−Ａに沿った電子デバイス１０１の例示的な断面図を示す。ステム１０３内に配設されたアセンブリ１７０は、フレキシブル回路１０８、ばね部材１０９、取り付けばね部材１０７、アンテナ１０６、及びコントローラ１３２を含み得る。
【００４８】
フレキシブル回路１０８は、入力面１０４ａに隣接するタッチセンサ１３０、及び入力面１０４ｂに隣接する力センサ１３１を形成してもよい。したがって、入力面１０４ａはタッチ入力面であってもよく、入力面１０４ｂは力入力面であってもよい。
【００４９】
様々な実装形態では、力入力面に印加される力は、タッチ入力面へのタッチの検出時に判定又は推定され得る。これにより、力検出が絶えず、又はより頻繁に実行される実装形態によって電力消費が低減され得る。
【００５０】
他の実施例では、力センサ１３１及びタッチセンサ１３０を使用して力の量を判定することができる。例えば、タッチセンサ１３１は、タッチが検出されたか否かにかかわらず動作されてもよいが、力センサ１３１からの信号は、タッチセンサ１３０がタッチを検出したときだけ使用することができる。これにより、ユーザが意図的に力を印加したことが保証され得る。
【００５１】
フレキシブル回路１０８は、互いに接続された複数の回路区画を含み得る。例えば、図示するように、フレキシブル回路１０８は、第１回路区画１１１、第２回路区画１１３、及び第３回路区画１１２を含み得る。タッチセンサ１３０は、第１回路区画１１１によって形成され得る。力センサ１３１は、第２回路区画１１３及び第３回路区画１１２によって形成され得る。
【００５２】
フレキシブル回路１０８は、力が力入力面などの筐体に印加されると、第２回路区画１１３を第３回路区画１１２に向かって移動させるように、屈曲、湾曲、又は他の方法で変形することができる。これにより、第２回路区画１１３と第３回路区画１１２との間の間隙１１４（空隙であってもよいし、そうでなければ、シリコーンなどの誘電材料で充填されてもよい）が縮小され得る。フレキシブル回路１０８はまた、力がもはや印加されないとき、第２回路区画１１３を第３回路区画１１２から離れさせるように、屈曲、湾曲、又は他の方法で変形することができる。図２Ｂは、力が入力面１０４ａ、１０４ｂに印加されたときの図２Ａの電子デバイス１０１を示す。
【００５３】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、ばね部材１０９がステム１０３内に配設され得る。ばね部材１０９は、第２回路区画１１３をステム１０３の力入力面に向かって付勢することができる。換言すれば、ばね部材１０９は、力がない場合は、第２回路区画１１３を（図示する）初期位置に維持することができ、ステム１０３を移動させる力が印加されたときには第２回路区画１１３を移動させ、力がもはや印加されないときには第２回路区画１１３を初期位置に戻させる。ばね部材１０９はまた、第１回路区画１１１をステム１０３のタッチ入力面に向かって付勢することができる。
【００５４】
ばね部材１０９は、ねじりばね及び／又は任意の他の種類のばねであってもよい。ばね部材１０９は、金属、プラスチック、これらの組み合わせなどで形成されてもよい。ばね部材１０９は、ばね部材１０９がＭ字形状の断面を有することができるように、第１アーム１１０ａ及び第２アーム１１０ｂを含んでもよい。第１アーム１１０ａは、第１回路区画１１１をステム１０３のタッチ入力面に向かって付勢することができる。第２アーム１１０ｂは、第２回路区画１１３をステム１０３の力入力面に向かって付勢することができる。他の実装形態では、ばね部材１０９は、ばね部材１０９がＣ字形の断面、Ｕ字形の断面などを有する実施形態など、他の方法で成形されてもよい。
【００５５】
フレキシブル回路１０８の様々な部分は、ばね部材１０９に連結又は接続されてもよい。例えば、接着剤により、フレキシブル回路１０８をばね部材１０９に連結し、第１回路区画１１１を第１アーム１１０ａに連結し、第２回路区画１１３を第２アーム１１０ｂに連結することができる。
【００５６】
図示するように、第１回路区画１１１は、第１アーム１１０ａとステム１０３の内部表面１７１との間に位置付けられる。同様に図示されるように、第２アーム１１０ｂは、第２回路区画１１３とステム１０３の内部表面１７１との間に位置付けられて示されている。しかし、これらは例示である。様々な実装形態では、これらの位置は、逆であってもよく、かつ／又は、本開示の範囲から逸脱せずに、別の方法で変更されてもよい。
【００５７】
フレキシブル回路１０８及びばね部材１０９のこうした構成により、タッチセンサ１３０及び／若しくは力センサ１３１を、積層せずに、かつ／又は他の方法でステム１０３に固定せずに、ステム１０３の内部に配設することが可能になり得る。これにより、電子デバイス１０１の製造を簡略化することができる。
【００５８】
フレキシブル回路１０８は、例えば、接着剤を使用して、取り付けばね部材１０７（ばね部材１０９はフレキシブル回路１０８を取り付けるのではなく移動を容易にするため、ばね部材１０９は移動ばね部材である）、又は他の取り付け部材に連結されてもよい。取り付けばね部材１０７は、アンテナ１０６の周りをクランプしてもよく、又は別の方法で取り付けてもよい。アンテナ１０６は、その上に配設された導電性材料（金、銀、銅、合金など）から成るアンテナ共振器を有するアンテナキャリアを含むアセンブリであってもよい。アンテナ１０６は、ステム１０３によって適所に保持され得る。アンテナ１０６に連結されることにより、（取り付けばね部材１０７、フレキシブル回路１０８、及びばね部材１０９などの）他の要素も、適所に保持され得る。
【００５９】
上記は、アンテナ１０６の周囲に取り付けられた取り付けばね部材１０７を図示し説明しているが、これは例示であることが理解される。他の実装形態では、取り付けばね部材１０７及び／又は他の要素（例えば、フレキシブル回路１０８、ばね部材１０９など）は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の構成要素に取り付けられてもよい。例えば、いくつかの実装形態では、電子デバイス１０１は、バッテリパックを含んでもよい。そのような実装形態では、取り付けばね部材１０７は、バッテリパックに取り付けられてもよい。
【００６０】
図２Ａ及び図２Ｂに関して、コントローラ１３２、又は他のプロセッサ若しくは処理ユニット（又は他の制御回路）もステム１０３内に配設されてもよい。コントローラ１３２は、フレキシブル回路１０８の様々な部分に電気的に、かつ／又は他の方法で通信可能に連結されてもよい。コントローラ１３２は、タッチセンサ１３０からのタッチデータを受信及び／又は評価し、力センサ１３１からの力データを受信及び／又は評価し、タッチデータを使用して１つ以上のタッチを判定し、力データ（及び／又は力が印加される持続時間などの力についての他の情報）を使用して、印加された力の非バイナリ量を判定するなど、することができる。コントローラ１３２は、コントローラ１３２によって実行可能な命令を記憶することができる非一時的記憶媒体に接続されてもよい。
【００６１】
様々な実装形態では、タッチセンサが、ステム１０３又は（入力面１０４ａなどの）筐体の他の部分上のタッチを検出したとき、コントローラ１３２は、力センサ１３１のみを使用して、ステム１０３又は（入力面１０４ｂなどの）筐体の他の部分に印加された力を検出することができる。いくつかの実施例では、タッチは筐体の第１の領域上にあり、力は筐体の第２の領域に印加される。様々な実施例では、第１の領域は、第２の領域の反対側に位置する。多くの実施例では、第１の領域及び第２の領域は両方とも、イヤホンの使用中にユーザの頭部から約９０度に位置付けられる。様々な実施例では、タッチセンサ１３０は、第２の領域へのタッチを検出するように動作不能である。多くの実施例では、コントローラ１３２は、複数の異なる種類の入力として力を解釈するように動作する。
【００６２】
上記では、入力面１０４ａ、１０４ｂへのタッチ及び／又はそれらに印加される力としての入力を図示し説明したが、これは例示であることが理解される。様々な実装形態では、電子デバイス１０１は、本開示の範囲から逸脱することなく、筐体の他の部分へのタッチ及び／又はそれに印加された力を検出するように動作可能であってもよい。
【００６３】
例えば、ステム１０３は、力が入力面１０４ａ１０４ｂに直交する領域に印加されると、移動する場合がある。これにより、間隙１１４を減少させる代わりに増加させることができる。それにもかかわらず、これにより、第２回路区画１１３と第３回路区画１１２との間のキャパシタンスが変化し得る。したがって、こうした力の非バイナリ量は、相互キャパシタンスの変化によって表される力データを使用して判定され得る。
【００６４】
いくつかの実装形態では、この変化は、入力面１０４ｂに作用する力から生じる相互キャパシタンスの変化とは反対であってもよい。したがって、力が作用される位置は、相互キャパシタンスの変化に基づいて判定され得る。本開示の範囲から逸脱することなく、種々の構成が可能であり、企図される。
【００６５】
フレキシブル回路１０８は、フレキシブルプリント回路基板（例えば、「フレックス」）であってもよい。いくつかの実装形態では、フレキシブル回路１０８は、ポリイミド又はポリエステルなどの誘電体上に形成された、銅、銀、金、又は他の金属トレースなどの導電性材料で形成されてもよい。
【００６６】
タッチセンサ１３０を形成する第１回路区画１１１は、１つ以上のタッチ電極を含んでもよい。例えば、第１回路区画１１１は、タッチ駆動電極及びタッチ感知電極を含み得る。タッチ入力面上のタッチは、タッチ駆動電極とタッチ感知電極との相互キャパシタンスの変化を使用して判定することができる。別の例として、第１回路区画１１１は、単一のタッチ電極を含んでもよく、タッチ入力面へのタッチは、単一のタッチ電極の自己キャパシタンスの変化を使用して判定されてもよい。
【００６７】
力センサ１３１を形成する第２回路区画１１３は、第１力電極を含んでもよく、第３回路区画１１２は、第２力電極を含んでもよい。例えば、いくつかの実装形態では、第１力電極は、力駆動電極であってもよく、第２力電極は、力感知電極であってもよい。他の実装形態では、これらは逆であってもよい。第２回路区画１１３と第３回路区画１１２との間の相互キャパシタンスの変化（第２回路区画１１３及び第３回路区画１１２にそれぞれ含まれる第１力電極と第２力電極との間など）は、力の非バイナリ量を判定するために使用されてもよい。
【００６８】
したがって、いくつかの実装形態では、タッチセンサ１３０及び力センサ１３１は両方とも、キャパシタンスセンサであってもよい。両方とも相互キャパシタンスセンサであってもよい。しかし、それは例示であることが理解される。様々な実装形態では、タッチセンサ１３０及び力センサ１３１のうちの１つ以上は、本開示の範囲から逸脱することなく、自己キャパシタンスセンサ及び／又は別の種類のセンサであってもよい。
【００６９】
例えば、図３Ａは、図２Ａに示す電子デバイス１０１を実装するために使用され得る例示的なフレキシブル回路１０８の第１の面を示す。図３Ｂは、図３Ａに示す例示的なフレキシブル回路１０８の第２の面を示す。図３Ａ及び図３Ｂは、（ポリイミド、ポリエステルなどの）誘電材料の単一のシート又は他の構造が、第１回路区画１１１、第２回路区画１１３、及び第３回路区画１１２を形成するように構成され得る様子、コントローラ１３２、タッチ駆動電極１１７、タッチ感知電極１１８、第１力電極１２０及び第２力電極１１９などの構成要素が、それに連結され得る様子、並びに、金属トレースなどの導電性材料が、そのような構成要素を接続するためにそれに加えられ得る様子を示す。こうした単一のシート又は他の構造体は、次に、図２Ａ〜図２Ｂに示されるようにフレキシブル回路１０８を構成するように湾曲され、折り畳まれ、かつ／又は別の方法で変形されてもよい。
【００７０】
例えば、タッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８を含む第１回路区画１１１がフレキシブル回路１０８の中央部分に対してほぼ垂直に位置付けられるように、フレキシブル回路１０８は、線Ｃ−Ｃに沿って折り畳まれてもよい。同様に、第１力電極１２０を含む第２回路区画１１３、及び第２力電極１１９を含む第３回路区画１１２がフレキシブル回路１０８の中央部分に対してほぼ垂直に位置付けられるように、フレキシブル回路１０８は、線Ｄ−Ｄ及び線Ｆ−Ｆに沿って折り畳まれてもよい。次いで、第１力電極１２０を含む第２回路区画１１３及び第２力電極１１９を含む第３回路区画１１２が互いにほぼ平行に位置付けられるように、フレキシブル回路１０８は、線Ｅ−Ｅに沿って折り畳まれてもよい。最後に、フレキシブル回路１０８の中央部分の上にコントローラ１３２を位置付けるように、フレキシブル回路１０８は、線Ｂ−Ｂに沿って折り畳まれてもよい。これにより、図２Ａ〜図２Ｂ及び図４に示されるものと同様の構成がもたらされ得る。
【００７１】
図４は、筐体が取り外されたアンテナ１０６を含む、図２Ａの電子デバイス１０１のアセンブリ１７０を示す。図２Ａ〜図２Ｂは、実質的に平坦にステム１０３に接触するばね部材１０９、第１アーム１１０ａ、第１回路区画１１１、第２アーム１１０ｂ、及び第２回路区画１１３の部分を示す。しかし、これは例示であり、簡潔さ及び明瞭さのためにこのように示されていることが理解される。様々な実装形態では、（１つ以上の突出部、ドーム、及び／又は他の特徴などの）様々な特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、これらの構成要素のうちの１つ以上の上又はそれらの間に構成されてもよい。様々な構成が可能であり意図されている。
【００７２】
図５は、図２Ａに示すタッチセンサ１３０を実装するために使用され得る例示的な積層体を示す。積層体の向きは、図２Ａに示す、ステム１０３、第１回路区画１１１及び第１アーム１１０ａの位置に対応し得る。積層体は、ステム１０３、第１回路区画１１１、接着剤１１５及び第１アーム１１０ａを含み得る。第１回路区画１１１は、（ポリイミド、ポリエステルなどの）誘電体１１６上に、又はその内部に配置された１つ以上のタッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８を含んでもよい。
【００７３】
ステム１０３へのユーザのタッチは、タッチ駆動電極１１７とタッチ感知電極１１８との間のキャパシタンスを変えることができる。図３に示すように、コントローラ１３２は、タッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８と電気的に接続されてもよく、タッチ駆動電極１１７とタッチ感知電極１１８との間のキャパシタンスを監視して、キャパシタンスの変化を使用してタッチがいつ発生するかを判定することができる。
【００７４】
タッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８は、特定の構成及び互いに対し向きを有するものとして示されている。タッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８の構成及び互いに対する向きは、タッチ駆動電極１１７とタッチ感知電極１１８との間のキャパシタンスに、及び、ユーザがステム１０３に触れるとき、そのキャパシタンスがどう変化するかに影響を及ぼし得る。タッチ駆動電極１１７及びタッチ感知電極１１８は、タッチ駆動電極１１７とタッチ感知電極１１８との間のキャパシタンスに対して、及び、ユーザがステム１０３に触れるときそのキャパシタンスがどのように変化するかについて特定の特性を得るような多様な異なる構成及び向きで配置され得る。
【００７５】
図６は、図２Ａに示す力センサ１３１を実装するために使用され得る例示的な積層体を示す。積層体の向きは、図２Ａのステム１０３、第２アーム１１０ｂ、第２回路区画１１３、第３回路区画１１２、取り付けばね部材１０７、及びアンテナ１０６の位置に対応し得る。積層体は、アンテナ１０６、取り付けばね部材１０７、接着剤１１５、第３回路区画１１２、間隙１１４、第２回路区画１１３、接着剤１１５、第２アーム１１０ｂ及びステム１０３を含み得る。第２回路区画１１３は、（ポリイミド、ポリエステルなどの）誘電体１１６の上に又はその内部に配置された１つ以上の第１力電極１２０を含んでもよい。第３回路区画１１２は、（ポリイミド、ポリエステルなどの）誘電体１１６の上に又はその内部に配置された１つ以上の第２力電極１１９を含んでもよい。いくつかの実装形態では、第１力電極１２０は力駆動電極であってもよく、第２力電極１１９は力感知電極であってもよい。他の実装形態では、第１力電極１２０は力感知電極であってもよく、第２力電極１１９は力駆動電極であってもよい。
【００７６】
ユーザがステム１０３に及ぼす力は、第１力電極１２０と第２力電極１１９との間の間隙１１４を変える場合がある。第１力電極１２０と第２力電極１１９との間の間隙１１４を変えることにより、第１力電極１２０と第２力電極１１９との間のキャパシタンスを変えることができる。図３に示すように、コントローラ１３２は、第１力電極１２０及び第２力電極１１９と電気的に接続されてもよく、第１力電極１２０と第２力電極１１９との間のキャパシタンスを監視して、キャパシタンスの変化を使用して、印加される力の非バイナリ量を判定又は推定することができる。
【００７７】
第１力電極１２０及び第２力電極１１９は、互いに対して特定の構成及び向きを有するものとして示されている。互いに対する第１力電極１２０及び第２力電極１１９の構成及び向きは、第１力電極１２０と第２力電極１１９との間のキャパシタンス、及びユーザがステム１０３に力を印加するとき、そのキャパシタンスがどう変化するかに影響を及ぼし得る。第１力電極１２０及び第２力電極１１９は、様々な異なる構成及び向きで配置されて、第１力電極１２０と第２力電極１１９との間のキャパシタンスに対して、及び、ユーザがステム１０３に力を印加するとき、そのキャパシタンスがどう変化するかについての特定の特性を得ることができる。
【００７８】
図２Ａ〜図６は、特定の構成及び特定の動作様式を有するタッチセンサ１３０及び力センサ１３１を図示し説明する。しかし、これらは例示であり、他の実装形態が可能であり、意図されていることが理解される。例えば、タッチセンサ１３０は、本開示の範囲から逸脱することなく、１つ以上の近接センサと置き換えられてもよい。
【００７９】
別の例として、いくつかの実装形態では、１つ以上のひずみゲージは、入力面１０４ａ、１０４ｂのうちの１つ以上に隣接して筐体の内部領域に積層されてもよい、かつ／又は別の方法で連結若しくは取り付けられてもよい。印加された力により、筐体内又は筐体上にひずみが生じることがある。ひずみゲージはひずみを検出することができる。係るひずみデータは、加えられた力の非バイナリ量を判定するために評価され得る。
【００８０】
更に別の例として、いくつかの実装形態では、１つ以上のタッチセンサ又は力センサ（及び／又は係るタッチ若しくは力センサの１つ以上のタッチ感知電極）は、入力面１０４ａ、１０４ｂのうちの１つ以上に隣接して筐体の（かつ／又は筐体内に埋め込まれた）内部領域に積層されてもよい、かつ／又は別の方法でそれに連結若しくは取り付けられてもよい。筐体は、力が印加されたときに初期位置から変形し、力が除去されたときに初期位置に戻ることができる。したがって、筐体は、いくつかの実施形態においては、ばね部材１０９として機能し得る。タッチ又は力センサは、変形を検出し、タッチ及び／又は印加された力の量を判定するために使用され得る信号を出力することができる。
【００８１】
いくつかの実施例では、１つ以上のドームスイッチなどの１つ以上のスイッチは、入力面１０４ａ、１０４ｂに隣接して位置付けられてもよい。印加された力は、筐体を変形することができ、これによりドームがつぶされ、スイッチを閉じることができる。スイッチからの出力は、印加された力の非バイナリ量を判定するために使用されてもよい。
【００８２】
様々な実施例では、１つ以上の光センサが筐体内に配設されてもよい。光センサは、力の印加によって生じる筐体の動きを検出することができる。そのような実施例では、光センサからの出力を評価して、印加される力の非バイナリ量を判定することができる。
【００８３】
多くの実施例では、１つ以上の温度センサを使用して、入力面１０４ａ、１０４ｂの温度変化を検出することができる。ユーザ１９０が入力面１０４ａ、１０４ｂに異なる量の力を加えると、ユーザ１９０の身体により、入力面１０４ａ、１０４ｂの温度が変化することがある。例えば、ユーザ１９０が入力面１０４ａ、１０４ｂに力を加えると、ユーザ１９０の体温は、入力面１０４ａ、１０４ｂに熱伝導し、それにより、入力面１０４ａ、１０４ｂの温度を上昇させることがある。この熱伝導熱は、ユーザ１９０が大きい力を加えるほど、入力面１０４ａ、１０４ｂの温度をより高く上昇させ得る。したがって、力の非バイナリ量は、温度センサによって検出された温度変化に基づいて判定され得る。
【００８４】
いくつかの実施例では、１つ以上の圧力センサが筐体内に配設されてもよい。圧力センサは、筐体内に画定された内部空洞の圧力を測定することができる。入力面１０４ａ、１０４ｂのうちの１つ以上に印加される力は、内部空洞の圧力を変化させることがある。電子デバイス１０１は、圧力センサによって検出された圧力変化に基づいて、力の非バイナリ量を判定することができる。
【００８５】
様々な実施例では、力は、力電極の自己キャパシタンスを使用して判定され得る。例として、図７は、図２Ａの電子デバイス１０１の第１の代替例を示す。電子デバイス７０１は、タッチ入力面７０４ａ及び力入力面７０４ｂを画定する筐体のステム７０３を含んでもよい。電子デバイス７０１はまた、タッチセンサ７３０を形成する第１回路区画７１１、及び力センサ７３１を形成する第２回路区画７１２を有するフレキシブル回路７０８を含んでもよい。電子デバイス７０１は、追加的に、第１回路区画７１１をタッチ入力面７０４ａ及び第２アーム７１０ｂに向かって付勢する第１アーム７１０ａを有するばね部材７０９を含んでもよい。
【００８６】
第２回路区画７１２は、力電極を含んでもよい。力センサ７３１は、その力電極の自己キャパシタンスを監視することができる。第２アーム７１０ｂは、第２回路区画７１２と第２アーム７１０ｂとの間の間隙７１４のサイズに応じて自己キャパシタンスに影響を及ぼす接地として機能し得る。力入力面７０４ｂに印加される力の非バイナリ量は、力電極の自己キャパシタンスの変化を使用して判定されてもよい。
【００８７】
加えて、電子デバイス７０１は、アンテナアセンブリ７０６、アンテナアセンブリ７０６及びフレキシブル回路７０８に連結された取り付けばね７０７を含むことができる。また、電子デバイス７０１は、フレキシブル回路７０８に電気的に、かつ／又は他の方法で通信可能に連結されたコントローラ７３２を含んでもよい。
【００８８】
更に他の実装形態では、電子デバイス７０１の構成要素のうちの１つ以上を変更してもよい。例えば、いくつかの実装形態では、タッチセンサ７３０は近接センサと置き換えられてもよい。このような実装形態では、力センサ７３１は、近接センサを使用して近接性を検出すると動作され得る。
【００８９】
他の実施例では、タッチセンサ７３０は、別の力センサと置き換えられてもよい。力センサは、力センサ７３１、図２Ａ〜図２Ｂの力センサ１３１（第３力電極と第４力電極との間の相互キャパシタンスの変化に基づいて、非バイナリ量の力が判定され得る場合における、力が印加されたとき又は除去されたときに互いに対して移動する第３力電極及び第４力電極の使用など）と同様であってもよい、かつ／又は他の方法で構成されてもよい。複数の力センサが使用される場合、タッチ又は近接は、力センサの動作をトリガするために使用されなくてもよい。このような実施例では、２つの力センサは、より頻繁に動作することができる。いくつかの実装形態では、２つの力センサは、それほど正確ではない測定値をもたらす低電力で動作されてもよい。測定精度の低さは、複数の力センサを有することから供給される追加の力データを使用することによって補償され得る。
【００９０】
いくつかの実施態様では、タッチ入力面７０４ａ及び力入力面７０４ｂは、逆であってもよい。タッチセンサ７３０又は力センサ７３１のうちの１つ以上は、ユーザの首又は他の身体部分に近いことにより干渉に対してより敏感である場合がある。したがって、干渉を最小限に抑えることが可能であるように、それぞれのセンサをその身体部分から遠く離して配置してもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、種々の構成が可能であり、企図される。
【００９１】
例えば、図８は、図２Ａの電子デバイス１０１の第２の代替例を示す。この例では、電子デバイス８０１は、フレキシブル回路８０８をばね部材８０９及び取り付けばね部材８０７に電気的に接続することができる。絶縁体８４０は、ばね部材８０９と取り付けばね部材８０７を互いに分離及び／又は電気的に絶縁することができる。取り付けばね部材８０７に対する第１アーム８１０ａ及び第２アーム８１０ｂの移動は、ばね部材８０９と取り付けばね部材８０７との間のキャパシタンスを変化させる。この例では、電子デバイス８０１は、ばね部材８０９と取り付けばね部材８０７との間のキャパシタンスの変化を使用して、印加される力の量を判定することができる。したがって、ばね部材８０９及び取り付けばね部材８０７は、力センサの電極として機能することができる。
【００９２】
この例のいくつかの実装形態では、取り付けばね部材８０７は、駆動力センサとして使用されてもよく、ばね部材８０９は、感知力電極として使用されてもよい。しかし、他の実施例では、これらの電極の役割は、本開示の範囲から逸脱せずに、逆となる場合がある。
【００９３】
図９は、図２Ａの電子デバイス１０１の第３の代替例を示す。この例示の電子デバイス９０１では、コントローラ９３２は、フレキシブル回路９０８を介して取り付けばね部材９０７に電気的に接続されてもよい。コントローラ９３２は、取り付けばね部材９０７の自己キャパシタンスを監視するように動作することができる。ばね部材９０９はまた、取り付けばね部材９０７に対する接地として動作可能となるように、レーザ溶接部９４１などを介してコントローラ９３２に連結されてもよい。取り付けばね部材９０７に対する第１アーム９１０ａ及び第２アーム９１０ｂの移動は、取り付けばね部材９０７の自己キャパシタンスを変化させる。この例では、電子デバイス９０１は、取り付けばね部材９０７の自己キャパシタンスの変化を使用して、印加される力の量を判定することができる。
【００９４】
この実施例は、取り付けばね部材９０７の自己キャパシタンスのための接地としてばね部材９０９を使用しているが、これは例示であることが理解される。他の実装形態では、コントローラ９３２がばね部材９０９と取り付けばね部材９０７との間の相互キャパシタンスを監視するように動作可能であるように、ばね部材９０９は、コントローラ９３２に電気的に接続されてもよい。
【００９５】
図１０は、図２Ａの電子デバイス１０１の第４の代替例を示す。この例示の電子デバイス１００１では、ばね部材１００９は、力が印加されると、フレキシブル回路１００８を取り付けばね部材１００７に対して移動させることができる。フレキシブル回路１００８は、取り付けばね部材１００７に電気的に連結されてもよく、それは、絶縁体１０４０によってばね部材１００９から電気的に絶縁され得る。ばね部材１００９の第１アーム１０１０ａ及び第２アーム１０１０ｂの移動は、取り付けばね部材１００７とフレキシブル回路１００８に含まれる回路との間のキャパシタンスを変化させ得る。キャパシタンスを使用して、印加される力の量を判定することができる。したがって、取り付けばね部材１００７及び／又はフレキシブル回路１００８の１つ以上の部分は、力センサ及び／又はタッチセンサを形成することができる。
【００９６】
他の実装形態では、絶縁体１０４０は省略されてもよい。そのような他の実装形態では、図９のコントローラ９３２及びフレキシブル回路９０８がばね部材９０９と取り付けばね部材９０７とを接続する方法と同様に、ばね部材１００９は、コントローラ及びフレキシブル回路を介して、取り付けばね部材１００７に連結されてもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、種々の構成が可能であり、企図される。
【００９７】
様々な実装形態では、イヤホンは、筐体と、筐体内に配設されたフレキシブル回路と、筐体内に配設されたコントローラと、を含む。筐体は、スピーカと、スピーカから延在し、タッチ入力面及びタッチ入力面の反対側の力入力面を画定するステムと、を含む。フレキシブル回路は、第１回路区画と、第２回路区画と、第３回路区画と、を含む。フレキシブル回路は、力が力入力面に印加されるとき、第２回路区画を第３回路区画に向かって移動させ、力がもはや印加されていないとき、それを第３回路区画から離れて移動させるように屈曲する。コントローラは、第１回路区画を使用して検出された第１の相互キャパシタンスの第１の変化を使用して、タッチ入力面へのタッチを、並びに、第２回路区画及び第３回路区画を使用して検出された第２の相互キャパシタンスにおける第２の変化を使用して、力の非バイナリ量を判定するように動作する。
【００９８】
いくつかの実施例では、コントローラは、第２回路区画及び第３回路区画を使用して、タッチを判定する際に力の非バイナリ量を判定する。多くの実施例では、イヤホンは、筐体内に配設されたアンテナを更に含む。フレキシブル回路は、アンテナに搭載されてもよい。いくつかの実施例では、スピーカは音響ポートを画定し、タッチ入力面及び力入力面は、音響ポートに実質的に直交する。
【００９９】
様々な実施例では、コントローラは、力が印加される時間を判定する。いくつかの実施例では、コントローラは、力の非バイナリ量が力閾値未満の場合には、第１の入力として力を解釈し、力の非バイナリ量が力閾値を少なくとも満たす場合には、第２の入力として力を解釈する。
【０１００】
いくつかの実装形態では、電子デバイスは、力入力面を画定する筐体と、筐体内に配設された第１力電極と、筐体内に配設された第２力電極と、第１力電極を筐体に向かって付勢し、入力の力が力入力面に印加されると、第１力電極を第２力電極に向かって移動させるばね部材と、コントローラと、を含む。コントローラは、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの変化を使用して、力の非バイナリ量を判定するように動作する。キャパシタンスは、相互キャパシタンスであってもよい。
【０１０１】
いくつかの実施例では、電子デバイスは、筐体内に配設されたタッチセンサを更に含む。このような実施例のいくつかの実施形態では、筐体はタッチ入力面を画定し、ばね部材は、タッチセンサをタッチ入力面に向かって付勢する第１アームと、第１力電極を力入力面に向かって付勢する第２アームと、を含む。
【０１０２】
様々な実施例では、ばね部材は、金属又はプラスチックのうちの少なくとも１つである。多くの実施例では、ばね部材は、Ｍ字形状の断面を有する。
【０１０３】
いくつかの実施例では、筐体は追加の力入力面を画定する。このような実施例のいくつかの実施形態では、イヤホンは、追加の力入力面に隣接して筐体内に配設された第３力電極、及び筐体内に配設された第４力電極を更に含む。係る実施形態では、入力の力の非バイナリ量は、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンス、及び第３力電極と第４力電極との間の追加のキャパシタンスを使用して判定可能である。
【０１０４】
多くの実施例では、コントローラは、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの更なる変化を使用して、力入力面以外の筐体の領域に印加される追加の力を判定するように動作する。領域は力入力面に直交してもよく、キャパシタンスの追加の変化は、相互キャパシタンスの変化と反対であってもよい。
【０１０５】
図１１は、力センサを含むデバイスを動作させるための例示的な方法１１００を説明するフローチャートを示す。この方法は、図１Ａ〜図２Ｂの電子デバイス１０１を使用して実行することができる。
【０１０６】
１１１０において、コントローラは、タッチが検出されたか否かを判定する。コントローラは、１つ以上のタッチセンサを使用してタッチが検出されたか否かを判定することができる。そうであれば、フローは１１２０に進む。そうでなければ、フローは１１１０に戻り、コントローラは、タッチが検出されたか否かを再び判定する。
【０１０７】
１１２０において、タッチが検出された後、コントローラは、力センサを使用して力データを検出する。次いで、フローは１１３０に進み、コントローラは、力データからの力の非バイナリ量を判定又は推定する。次いで、フローは１１１０に戻り、コントローラは、タッチが検出されたか否かを再び判定する。
【０１０８】
例示的な方法１１００が特定の順序で実行される特定の動作を含むものとして図示及び説明されているが、これは例示であることが理解される。様々な実施態様では、本開示の範囲から逸脱することなく、同じ、類似の、及び／又は異なる動作を様々な順序で実行することができる。
【０１０９】
例えば、いくつかの実装形態では、判定された非バイナリ量の力を使用して措置を実行することができる。いくつかの実施例では、コントローラは、判定された非バイナリ量の力を入力として解釈することができる。コントローラは、判定された非バイナリ量の力に対応する入力に従って、１つ以上の措置を実行することができる。
【０１１０】
様々な実装形態では、イヤホンは、筐体と、筐体に力が印加されたときに移動する、筐体内に配設されたばね部材と、ばね部材に連結されたタッチセンサと、筐体上のタッチを検出するように構成された、ばね部材に連結されたタッチセンサと、ばね部材に連結された力センサと、力センサ及びタッチセンサを使用して力の量を判定するコントローラと、を含む。
【０１１１】
いくつかの実施例では、タッチは筐体の第１の領域上にあり、力は筐体の第２の領域に印加される。そのような様々な実施例では、第１の領域は、第２の領域の反対側に位置する。そのようないくつかの実施例では、第１の領域及び第２の領域は両方とも、イヤホンの使用中にユーザの頭部から約９０度に位置付けられる。
【０１１２】
様々な実施例では、タッチセンサは、第２の領域へのタッチを検出するように動作不能である。いくつかの実施例では、コントローラは、複数の異なる種類の入力として力を解釈するように動作する。
【０１１３】
図１２は、電子デバイスを組み立てるための例示的な方法１２００を説明するフローチャートを示す。方法１２００は、図２Ａの電子デバイスを組み立てることができる。
【０１１４】
１２１０において、取り付けばね部材を、アンテナに連結することができる。１２２０において、フレキシブル回路を取り付けばね部材に連結することができる。１２３０において、フレキシブル回路を移動ばね部材に連結することができる。１２４０において、移動ばね部材を変形することができる。例えば、移動ばね部材は、１２１０〜１２３０によって製造されたアセンブリが筐体内の開口部に嵌合できるように変形されてもよい。１２５０において、１２１０〜１２４０によって製造されたアセンブリを筐体内に挿入する。１２６０において、筐体を封止する。
【０１１５】
例えば、筐体を封止することは、１２１０〜１２４０によって製造されたアセンブリが挿入される筐体内の開口部にキャップを連結することを含んでもよい。開口部は、筐体のステムの端部にあってもよい。電子デバイスは、ステム及びスピーカを含む筐体を有するイヤホンであってもよい。
【０１１６】
例示的な方法１２００が特定の順序で実行される特定の動作を含むものとして図示及び説明されているが、これは例示であることが理解される。様々な実施態様では、本開示の範囲から逸脱することなく、同じ、類似の、及び／又は異なる動作を様々な順序で実行することができる。
【０１１７】
例えば、移動ばね部材を変形させ、次いで、１２１０〜１２４０によって製造されたアセンブリを筐体内に挿入するものとして、方法１２００を図示し説明する。しかし、いくつかの実装形態では、筐体内へのアセンブリの挿入は、挿入可能なように移動ばね部材を十分に変形させることができる。このような実装形態では、移動ばね部材を変形させるための別個の動作を省略してもよい。
【０１１８】
上記に説明し、添付の図面に示したように、本開示は、イヤホンなどの力作動型電子デバイスに関する。筐体によって画定される力入力面に印加される力の非バイナリ量は、第１力電極と第２力電極との間のキャパシタンスの変化を使用して判定可能である。筐体内に配設されたばね部材は、第１力電極を筐体に向かって付勢し、力が印加されるとき、それを第２力電極に向かって移動させることができる。いくつかの実装形態では、イヤホンは、筐体によって画定されたタッチ入力面上のタッチを検出することができる。このような実装形態の様々な実施例では、イヤホンは、タッチの検出時に、力の非バイナリ量を判定することができる。他の実装形態では、イヤホンは、タッチセンサ及び力センサの両方からの信号を使用して、印加された力を判定することができる。特定の実施形態では、第１及び第２力電極は、単一のフレキシブル回路の別個の区画を使用して実装されてもよい。このフレキシブル回路は、力が印加されると、第１の力電極を第２の力電極に向かって移動させるように屈曲することができる。このフレキシブル回路はまた、力がもはや印加されないとき、第１力電極を第２力電極から離れるように移動させるように屈曲することができる。
【０１１９】
本開示では、開示された方法は、デバイスによって読み取り可能な命令又はソフトウェアの１つ以上のセットを使用して実装されてもよい。更に、開示された方法におけるステップの特定の順序又は階層は、サンプルアプローチの例であることが理解される。他の実施形態では、本方法のステップの特定の順序又は階層は、開示された主題内にとどまりながら再編成することができる。添付の方法の請求項は、様々なステップの要素をサンプル順に提示し、提示された特定の順序又は階層に限定されることを必ずしも意味しない。
【０１２０】
説明された開示は、コンピュータシステム（又は他の電子デバイス）が本開示に係る方法を実行するようにプログラムするために使用され得る命令を記憶した非一時的機械可読媒体を含み得るコンピュータプログラム製品又はソフトウェアとして提供してもよい。非一時的機械可読媒体には、機械（例えば、コンピュータ）によって読み取り可能な形式（例えば、ソフトウェア、処理アプリケーション）で情報を記憶するための任意の機構が含まれる。非一時的機械可読媒体は、磁気記憶媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスケット、ビデオカセットなど）、光記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気記憶媒体、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブルメモリ（例えば、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ等、の形態をとることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１２１】
前述の記載では、説明のために、記載された実施形態の完全な理解をもたらすために特定の専門用語を用いた。しかし、記述される実施形態を実施するために、具体的な詳細は必要とされないことは、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に述べられる特定の実施形態の前述の説明は、実例及び説明の目的で提示されている。これらの説明は、網羅的であること、又は開示されるまさにその形態に実施形態を限定することをターゲットとしたものではない。上記の教示を考慮すれば、多くの変更及び変形が可能であることが、当業者には明らかであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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