(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチを検出するための、導電性配線のアレイを有するタッチセンサと、
該タッチセンサからの信号を処理するためのタッチセンサ回路と、
アンテナと、
アンテナ受信回路と、
前記アンテナ受信回路に前記導電性配線の少なくとも１つを接続するように構成されるスイッチング回路と、
を含むタッチパッドモジュールであって、
前記アンテナは前記タッチパッドモジュールに一体にマウントされ、
前記スイッチング回路が複数の前記導電性配線の間を交互に切り替えるように構成されていることを特徴とするタッチパッドモジュール。
【請求項２】
前記タッチセンサ及び前記タッチセンサ回路は、前記タッチセンサが第１部分に接続され、前記タッチセンサ回路が第２部分に接続されるフレックス回路として構成され、前記タッチセンサがラップトップコンピュータの開口部内に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項３】
前記導電性配線の異なる配線で受け取られる相対信号から送信される信号の方向を判定
するように構成される方向性回路をさらに含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項４】
前記アンテナが接グラウンドを含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項５】
前記アンテナは前記タッチセンサのトレースのアレイを含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項６】
前記アンテナは、接グラウンドとしてコンピュータケースに接続するために提供される
接続と共に、前記タッチパッドモジュールの全てのトレースをさらに含む、請求項５に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項７】
一側に前記タッチセンサ回路を接続し、他側に前記アンテナを接続するプリント回路基板をさらに含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項８】
前記アンテナに接続されるポートをさらに含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項９】
前記スイッチング回路が、前記タッチセンサ回路および前記アンテナに接続される入力部、及び前記ポートに接続される出力部を有する、請求項８に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項１０】
前記アンテナと前記スイッチング回路の間に接続される受信器回路をさらに含む、請求
項９に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項１１】
前記ポートはＩ／Ｏポートを含む、請求項８に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項１２】
前記タッチセンサは容量性アレイを含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項１３】
前記タッチセンサは抵抗性センサを含む、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【請求項１４】
前記タッチセンサは、遠隔コントロールユニットの開口部内に配置されるように構成さ
れ、前記アンテナは送信アンテナとして機能するように構成される、請求項１に記載のタッチパッドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明はラップトップコンピュータ、詳細にはポインティングデバイスとラップトップコンピュータの間の無線通信に関する。
【０００２】
広範で多様なポインティングデバイスがパーソナルコンピュータに対して開発されてきた。ユーザは例えばマウス、トラックボール、ジョイスティック、またはゲームパッド等を接続し得る。通常タッチパッドおよびマイクロスティックはラップトップコンピュータのキーボードに組み込まれるが、タッチパッドおよびマイクロスティックもまた、使用される。コードレスポインティングデバイスが開発されてきており、それによってポインティングデバイスと共にコードをあちらこちらに動かす必要を避ける。例えば、マウスは、コンピュータのＲ２３２ポートに差し込まれる受信器に送信する無線送信器を有し得る。デスクトップパーソナルコンピュータについては、ユーザは用途に依存してどのデバイスを差し込むかを切り換え得る。しかし、ラップトップについては、通常、ユーザはユーザが使い易い特定のタイプのポインティングデバイスを既に組み込むラップトップを選ぶ。これは、例えばタッチパッド、マイクロスティックまたはトラックボールのいずれかであり得る。
【０００３】
無線技術はまた、パーソナルコンピュータに差し込まれたポインティングデバイスと受信器の間以外のパーソナルコンピュータに関する多様な用途に適用されてきた。例えば、ＰＣといくつかの電子デバイスの間の汎用無線インターフェースはＢｌｕｅｔｏｏｔｈという名前で、Ｉｎｔｅｌおよびその他によって提案されている。詳細には、パーソナルコンピュータの無線受信器は、無線ｅメールを可能にする携帯電話等と通信する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールは電子部品およびアンテナを含む。ラップトップコンピュータについて、コンピュータハウジングは通常内部の電子部品に対して遮蔽物となり、それによって一体型アンテナが問題となる。ＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールはノートブックＰＣまたはラップトップＰＣにマウントされる場合、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールは、コンピュータハウジングの遮蔽物の外にあるディスプレイの上端に位置付けするように意図される。
【０００４】
無線接続のためのＲＦ無線とは別の技術はＩｒＤＡリンクである。これは、多くのノートブックおよび最新のＰａｌｍＰｉｌｏｔTMで使用される。
【０００５】
（発明の要旨）
本発明はタッチパッドモジュールに無線通信用のアンテナを一体化する。ラップトップコンピュータの開口部に挿入され得るタッチパッドモジュールは、ユーザのタッチを検出するためのタッチセンサおよびタッチセンサからの信号を処理するためのタッチセンサ回路を含む。アンテナはタッチパッドモジュールに接続される。
【０００６】
アンテナを含むタッチパッドの新しい使用は、ラップコンピュータで使用される遮蔽物によっ妨げられずに、外部と通信するための、アンテナに開放されている開口部を提供する。アンテナのためにタッチパッドの開口部を使用する利点は、その開口部がラップトップコンピュータで既に利用可能である比較的大きなサイズの開口部であることである。その開口部は、遮蔽されていない。その使用はまた、ラップトップコンピュータの形態要素を変えずにアンテナをコンピュータに一体化させることを可能にする。
【０００７】
１実施形態において、タッチパッドモジュールはスイッチング回路を含み得、それによってタッチセンサとアンテナとからの入力の間の切り換えを可能にする。従って、マウス、トラックボール等の外部ポインティングデバイスの方が使い易いユーザはコンピュータへの入力を提供し得、同時にタッチパッドをディセーブルする。あるいは、両方のポインティングデバイスが同時にアクティブになり得る。１実施形態において、回路部には外部ポインティングデバイスとタッチパッドモジュールの間で共有され得るものもある。
【０００８】
アンテナは多様な実施形態において実行され得る。１実施形態において、タッチパッドセンサは、開口部から離れた側に電子部品を有するフレックス（ｆｌｅｘ）回路にマウントされ、開口部の周りの保護リングはアンテナのために用いられる。別の実施形態において、タッチパッドの全てのトレース（ｔｒａｃｅ）は、アンテナのために使用され、コンピュータケースは接地される。あるいは、アンテナダイポールは、センサアレイの異なるトレースを用いて形成され得る。あるいは、トレースの全アレイはアンテナとして使用され得る。さらに別の実施形態において、トレースのアレイの下の接グラウンドはアンテナとして使用され得る。
【０００９】
本発明のアンテナは受信器に接続され、また送信器にも接続され得る。そのような送信器は力フィードバックを提供するために使用され得る。次いで、さらに、複数のデバイスがコンピュータに無線で接続され得る。例えば、マウス入力はさらなる特性をジョイスティックに提供し得、または力フィードバック機能をそれ自身あるいはジョイステックもしくは他のデバイスにアクティブ化し得る。
【００１０】
本発明の性質および利点のさらなる理解のために、添付した図面とともに以下の説明が参照されるべきである。
【００１１】
（特定の実施形態の説明）
図１は、いくつかのキー１２を有するキーボード１０を示す。実際、キーボードの下の中心は、アンテナを含む本発明に従うタッチパッド１４である。モジュール１４はハウジング１６の開口部である。その開口部は外向きに開放しており、ハウジング遮蔽物によって遮断されない。詳細には、ラップトップコンピュータは、外部インターフェースから内部の構成要素を遮断するため（またはその逆）に金属ハウジングを含み、それによってハウジング内部にアンテナを配置することができにくくなる。タッチパッドモジュールへのアンテナの提供は、無線接続を提供するためにラップトップの現存する開口部および現存する形態要因を使用する。
【００１２】
アンテナは任意の様式で実現され得る。いくつかの例示的な実施形態は、以下で述べられるが、好適さには全く順序はない。
【００１３】
図２はタッチパッドモジュールの１実施形態の簡潔な断面を示す側面図である。プリント回路基板（ＰＣＢ）２０は、公知の様式でタッチセンサアレイを形成する上部面の上にいくつかの層２２を有する。詳細には、容量性タッチパッドについて、これらはＸ方向およびＹ方向にあるトレースを含み、そのトレースは誘電体層で分離され、保護層で覆われる（あるいは、抵抗タッチパッドについて、抵抗性層が使用され得る、または組み合わされた抵抗性／容量性タッチパッドが使用され得る）。アレイは、ＰＣＢの下部面２４にマウントされる回路部に接続される。あるいは、アレイの代わりに、抵抗性タッチパッドのための抵抗性層が使用され得、または任意の他のタッチパッド技術が使用され得る。
【００１４】
図３は、図２のＰＣＢ２０の下部面２４を示す。ＰＣＢは、タッチセンサアレイのための電子部品を含むいくつかのチップ２６および２８、ならびに構成要素３０、３２、および３４を例とする多様な個別の構成要素を含む。本発明はまた、ＰＣＢの周回りに伸びているのが示されるアンテナ３６を加える。
【００１５】
１実施形態において、アンテナが回路基板上に存在する保護リングから形成され得、ＥＳＤ保護のために用いられる。下の図４に示されるようにＩ／Ｏポートに電気的に接続することによって、この保護リングはアンテナ機能を実行し得る。アンテナは特定の周波数で使用し得る。保護リングに接続された電子回路で構成するシステムは、無線受信および送信に使用される共振回路を提供する。あるいは、広帯域アンテナを可能にする技術が使用され得る。
【００１６】
図４は本発明の１実施形態の電子的なブロック図である。従来技術にあるようなタッチセンサ回路４２を有するタッチパッドモジュール４０が示される。タッチパッドモジュール４０はまた、アンテナ３６および受信器／送信器回路４４を含んでいる。受信器／送信器４４およびタッチセンサ回路４２は回路４６に接続される。回路４６は、受信器／送信器４４およびタッチセンサ回路４２の内一方または他方あるいは両方からの信号を出力ポート４８に提供するスイッチであり得る。あるいは、回路４６は両方の信号を組み合わせ得、または力フィードバック信号に対するような入力ポートとして機能し得る。さらに、回路４６は出力または入力信号のどちらかをコード化するためのコード化機能を含み得る。
【００１７】
外部ポインティングデバイス５０は、タッチパッドモジュール４０のアンテナ３６と無線通信するためのそれ自体のアンテナ５２を有する。ポインティングデバイス５０はマウス、ジョイスティック、トラックボール、ホイール、キーボード、または任意の他のポインティングデバイスであり得る。
【００１８】
１実施形態において、回路４６は、入力が受信器４４またはタッチセンサ４２から入るかどうかを自動的に決定し得、他のデバイスをディセーブルしてアクティブデバイスからの信号のみを通過させ得るスイッチである。これにより、例えば、ユーザが外部無線マウスからのカーソルを動作させるのを意図するうちにタッチパッドを偶然にタッチしてしまうのを避けることができる。
【００１９】
別の実施形態において、個別の出力ポートが使用され得る。詳細には、データレート帯域幅は、タッチパッドに対して要求されるよりもジョイスティックに対して一般により高く要求される。タッチパッドは、タッチパッドモジュールからの個別の出力ポートによって利することがあり得る。１実施形態において、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）接続が、出力ポート４８からタッチパッドモジュールとホストの間で使用される。
【００２０】
タッチパッドおよびアンテナによって共有される回路部のレベルならびにそれに関連する回路部は用途に従って変化し得る。１実施形態において、電源のみが共有され得る。あるいは、図４に示されるように回路４６および１つのポート４８の使用を通じて、さらなる回路部が共有され得る。
【００２１】
アンテナのサイズおよび形状もまた変化され得る。詳細には、使用される周波数がより高いまたはより低いかどうかに依存してより小さいアンテナまたはより大きいアンテナが用いられ得る。
【００２２】
さらに別の実施形態において、アンテナおよび受信器は双方向であり得る。すなわち、タッチパッドモジュールは、アンテナによって外部ポインティングデバイスに信号を送信するための送信器を有し得る。この実施形態は、例えば、力フィードバックジョイスティック信号がコンピュータからジョイスティックに送信される力フィードバックジョイスティックに適用可能である。
【００２３】
本発明のアンテナおよび受信器は複数のポインティングデバイスに接続し得る。ポインティングデバイスからの信号は、交互にまたは同時に受け取られ得る。１実施形態において、質の高いジョイスティックは、より単純なジョイスティックおよびマウスを用いてエミュレートされ得る。マウスは、単純なジョイスティックに提供されないジョイスティック機能のためのさらなる入力ボタンを提供するために用いられ得る。さらに、ポインティングデバイスの間のインターラクションがあり得る。例えば、マウスの運動はジョイスティックで力フィードバックをトリガーし得る。図４の回路４６は、複数のポインティングデバイスの間のインターラクションを提供するためのいくつかの高レベルの機能を含み得る。
【００２４】
図３の回路のあり得る問題点は、アンテナ内部の他の電子トレースがグラウンドに接続されない場合でさえ、接グラウンドまたはアンテナ内部の他の電子トレースがアンテナの信号を減衰し得ることである。そのような干渉を減らす１実施形態は図５に示される。図５は、例えば、ポリエステルであり得るフレキシブルシート６０にマウントされるタッチパッドセンサを示す。センサ６２はフレキシブルシート６０の１つの側にマウントされ、一方でプロセッサを含む構成要素６４はフレキシブルシート６０の他の側に離れてマウントされる。センサ６２は容量性センサのためのトレースのアレイ、抵抗性センサのための抵抗性の面、または異なるタッチパッド技術の任意の組み合せであり得る。アレイ６２は、点線６６で示される開口部内にあり、一方で構成要素６４はこの開口部の外にある。次いで、示される実施形態において、保護リング６８はアンテナのために使用される。図５のフレックスセンサの利点は、６４のセンサがセンサ６２の側から離れてマウントされているので、接グラウンドがその２つを分離する必要はないことである。これはアンテナ機能への接グラウンドの電位的な干渉をなくす。
【００２５】
図６は、いくつかの配線６５が個々の配線６５Ａ〜６５Ｚのタッチセンサアレイを形成するアンテナの実施形態を示す。これらはスイッチング回路６８を通じてセンサ回路７０に接続される。センサ回路７０は、個々の配線を多重化し、スキャン順にそれらを読み出すための回路であり得る。この機能を実行するための回路部の例は、同じ譲受人の別の特許出願、１９９６年１月４日に出願された出願第０８／５８２，７６９号「Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」に示されており、本明細書中で参考として援用される。アンテナからの信号を受け取る回路部は、さらなる同時係属出願、１９９７年９月１７日に出願された出願第０８／９３２，７５３号「Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｒａｄｉｏ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｋｅｙｂｏａｒｄ」および１９９８年９月３０日に出願された出願第０９／１６３，７３７号「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」で示されており、共に本明細書中で参考として援用される。
【００２６】
図６に戻って、スイッチング回路６８は任意の特定の配線６５からの信号をアンテナ受信器／送信器回路７２に届けることを可能にする。１実施形態において、２つの隣接した配線６５Ｂおよび６５Ｃは、アンテナ受信器／送信器に接続され得、ダイポールアンテナの２つのポールを形成する。ダイポールの１つは接地され得、あるいはダイポールはアンテナ機能を提供するための各配線に適用される異なる相を有し得る。多様な実施形態が可能である。６５Ｂおよび６５Ｃが互いに隣接する代わりに、それらは広く分離され得る。アンテナのために使用される特定のワイヤは変化され得る。あるいは、全てのワイヤはアンテナのために使用され得、または回路６８は、時間上の異なる点でアンテナのための異なるワイヤを用いることによってワイヤを通じて連続的にシフトし得る。あるいは、ワイヤの２つのグループがアンテナのために使用され得る。あるいは、Ｘ方向の１つ以上のワイヤは１つのポールのために使用され得、一方でＹ方向の１つ以上のワイヤは他方のポールのために使用され得る。
【００２７】
アンテナ機能は、他の配線がタッチセンシングのために連続的にサンプリングされるのと同時に発生し得、アンテナ配線は、タッチセンシングのために用いられる同じ配線は同時にアンテナセンシングのために使用されないように、シフトされる。あるいは、いかなる可能性のある干渉問題をも避けるために、タッチセンシングおよびアンテナ機能は時間多重化され得る。
【００２８】
通常のタッチセンサアレイにおいて、時間の一部が実際にワイヤのスキャンおよび信号の処理に費やされ、時間の別の一部はホストにデータを送信するために使われる。従って、これによって、スキャン機能が為された後、各時間周期の一部（ホストへの送信および／または処理の間）がアンテナ機能を使用するために残されている。
【００２９】
センサアレイの異なるワイヤを使用できることによって、方向性の機能が適用可能になる。すべてのワイヤを連続的に読み出される個別のアンテナとして用いることによって、信号を送信する方向が決定され得る整相列アンテナを本質的に提供する。その方向はまた、センサアレイの他の側の１つを使用する（片方の側のワイヤの半分を使用し、次いで他の側の半分のワイヤを交互に使用する）ことによって大体判定され得る。これにより、例えば、ユーザがラップトップの右側または左側にマウスを有するかどうかを判定することが可能になり、それによってユーザが右利きか左利きかを示す。これによって、例えば、ラップトップが右利きまたは左利きのユーザのために自動的にマウスボタンを設定することが可能になる。あるいは、これによって、複数ユーザのゲームが、左側のプレイヤーまたは右側のプレイヤーのいずれのユーザが入力を提供しているかを自動的に判定することが可能になる。複数のユーザの間のユーザの識別はこの様式において判定され得る。
【００３０】
低い方の層が接地されているＸ方向およびＹ方向のワイヤを有するタッチセンサアレイにおいて、別の層によって遮断されないように高い方の層を使うことが好ましい。
【００３１】
（信号およびグラウンドまたは２つの相のための）２つの個別のノードが提供される限り、アンテナの代替的な構成が使用され得る。従って、任意の２つのワイヤもしくはワイヤの組み合せまたはトレースが使用され得る。別の実施形態において、コンピュータのケースが接地のために使用され、センサ内のワイヤまたはトレースの全てがアンテナとして使用され得る。従って、受信器はワイヤ全ての同時的な動作を一緒に検出する。高周波数では異なるワイヤの間の寄生容量結合があるので、それらは一緒に動作するものとして検出され得る。別の実施形態において、接グラウンドはアンテナとして使用され得る。ケースが接地接続として使用される場合、タッチパッドアレイが開口部の中にまたは保護リングを介して挟まれる時ケースはタッチパッドアレイに接続され得る。保護リングは、所定位置にマウントされた時に接続を形成する。あるいは、導電性テープまたは任意の他の接続方法が使用され得る。あるいは、電源グラウンドへのタッチパッドの接続が使用され得る。
【００３２】
代替的な実施形態において、本発明に従うアンテナを備えたタッチパッドモジュールは遠隔コントロールデバイスに組み込まれ得る。タッチパッドは入力のために使用され得る一方で、アンテナは入力信号を制御される遠隔デバイスに送信するために使用される。例えば、これによって、遠隔コントロールのために、プラスティックケースよりも頑丈である金属ケースの使用を可能にする。遠隔コントロールの中の露出したタッチパッドの中のアンテナは、そのような金属ケースによって妨げられない。
【００３３】
当業者によって理解されるように、本発明の本質的な特徴から逸脱せずに本発明は他の特定の形態で実施され得る。例えば、アンテナは、プリント回路基板にあるのではなく、タッチパッドアレイ自体のために用いられる層の間の、またはその層に隣接する、個別のフレキシブル層にあり得る。さらに、プリント回路基板の境界の周りにあるではなく、アンテナはその中心近くにあり得るか、またはその中心を通って長手方向に伸び得るか、あるいは任意の他のジオメトリを有し得る。例えば、アンテナはループではなく直線状の金属であり得る。従って、本発明の範囲を示す上掲の請求項を参考にすべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明に従うタッチパッドモジュールを含むラップトップコンピュータキーボードの図である。
【図２】  図２はタッチモジュールの層を示している側面図である。
【図３】  図３は、アンテナを含むタッチパッドのための回路基板の図である。
【図４】  図４は、本発明の電子部品のブロック図である。
【図５】  図５は、フレックスセンサおよび保護リングを用いる実施形態のブロック図である。
【図６】  図６は、アンテナダイポールとして、センサアレイからの複数の配線を用いる実施形態の図である。
【図１】
0004568436.tif 000002
【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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