(57)【要約】      （修正有）【課題】ＲＦＩＤタグ・リーダおよびタッチ・センサを統合するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムおよび方法は、より高電力のＲＦＩＤタグ検出・読取回路を用いてＲＦＩＤタグを走査するのではなく、より低電力消費のタッチ・センサを用いることによって、ＲＦＩＤタグの存在を検出すること、タッチ・センサがＲＦＩＤタグの存在を検出した時にＲＦＩＤタグ検出・読取回路の活性化および非活性化を制御すること、並びに、電極が必要に応じてタッチ・センサまたはアンテナを形成することができるように、センサ電極を再構成することによって、バッテリ駆動式システムの電力消費を削減することができる。【選択図】図２
2013239164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダおよびタッチ・センサを含むバッテリ駆動式デバイスでの省電力方法であって、
１）近接および接触の感知を実行することができるタッチ・センサを設けるステップと、
２）ＲＦＩＤタグからのデータを読み取るための無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダを設けるステップと、
３）前記タッチ・センサの近接感知を用いてＲＦＩＤタグを検出するステップと、
４）前記ＲＦＩＤタグ・リーダを活性化するステップと、
５）前記ＲＦＩＤタグを読み取るステップと、
６）前記バッテリ駆動式デバイスにおいて電力を節約するために、前記ＲＦＩＤタグ・リーダを非活性化するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、更に、前記ＲＦＩＤタグ・リーダが活性化された時に前記タッチ・センサを非活性化するステップと、前記ＲＦＩＤタグ・リーダが非活性化された時に前記タッチ・センサを再活性化するステップと、を含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、更に、前記ＲＦＩＤタグ・リーダを活性化した時にＲＦＩＤタグ検出・読取回路を活性化するステップを含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、更に、電極グリッドを前記タッチ・センサのセンサとして設けるステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、更に、前記電極グリッドを動的に構成するステップであって、前記ＲＦＩＤタグ・リーダのＲＦＩＤアンテナとしても機能させて前記電極グリッドを共有するステップを含む、方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、更に、複数の導電セグメントから前記電極グリッドを形成するステップであって、前記導電セグメントの接続は制御可能であり、所望のセンサまたはアンテナを生成するステップを含む、方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、更に、
１）電極グリッドを前記タッチ・センサのセンサとして設けるステップと、
２）前記ＲＦＩＤタグ・リーダのＲＦＩＤアンテナを設けるステップであって、前記電極グリッドおよび前記ＲＦＩＤアンテナが、前記タッチ・センサによって検出されるＲＦＩＤタグが前記ＲＦＩＤアンテナを移動する必要なく前記ＲＦＩＤアンテナによって読み取り可能となるように、相互に隣接して配置される、ステップと、
を含む方法。
【請求項８】
無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダおよびタッチ・センサを備えるバッテリ駆動式システムであって、
近接および接触の感知を実行できるタッチ・センサであって、ＲＦＩＤタグを検出するために近接感知を用いることができるタッチ・センサと、
ＲＦＩＤタグからのデータを読み取るための無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダと、
前記タッチ・センサが前記ＲＦＩＤタグを検出した時に前記ＲＦＩＤタグ・リーダを活性化し、データを前記ＲＦＩＤタグから読み取った後に前記ＲＦＩＤタグ・リーダを非活性化するプロセッサであって、これにより、ＲＦＩＤタグの存在を検出するＲＦＩＤタグ・リーダを使用しないことで前記バッテリ駆動式システムの電力を節約するプロセッサと
を備える、システム。
【請求項９】
請求項８記載のシステムにおいて、前記プロセッサが、更に、前記ＲＦＩＤタグ・リーダが活性化された時に前記タッチ・センサを非活性化し、前記ＲＦＩＤタグ・リーダが前記ＲＦＩＤタグからのデータ読み取りが完了した時に前記タッチ・センサを活性化する、システム。
【請求項１０】
請求項８記載のシステムにおいて、前記ＲＦＩＤタグ・リーダが、更に、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路およびＲＦＩＤアンテナを備える、システム。
【請求項１１】
請求項８記載のシステムであって、更に、前記タッチ・センサのセンサとして使用される電極グリッドを備える、システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、当該システムが複数の導電セグメントから前記電極グリッドを形成し、前記導電セグメントの接続は制御可能であり、所望のセンサまたはアンテナを生じさせる、システム。
【請求項１３】
請求項８記載のシステムであって、更に、
前記タッチ・センサのセンサとしての電極グリッドと、
前記ＲＦＩＤタグ・リーダのＲＦＩＤアンテナであって、前記電極グリッドおよび前記ＲＦＩＤアンテナは、前記タッチ・センサによって検出されるＲＦＩＤタグが前記ＲＦＩＤアンテナを移動する必要なく前記ＲＦＩＤアンテナによって読み取り可能となるように、相互に隣接して配置されるＲＦＩＤアンテナと、
を備えるシステム。
【請求項１４】
無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダおよびタッチ・センサを備えるバッテリ駆動式システムでの省電力方法であって、
１）近接および接触の感知を実行できるタッチ・センサを設けるステップと、
２）ＲＦＩＤタグからのデータを読み取るための無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ・リーダを設けるステップと、
３）前記タッチ・センサにおいて近接感知を用いてＲＦＩＤタグを検出するステップと、
４）前記ＲＦＩＤタグ・リーダを活性化し、前記タッチ・センサを非活性化するためのプロセッサを設けるステップと、
５）前記ＲＦＩＤタグを読み取るステップと、
６）前記タッチ・センサを再活性化し、前記バッテリ駆動式システムにおいて電力を節約するために、前記ＲＦＩＤタグ・リーダを非活性化するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、更に、前記ＲＦＩＤタグ・リーダを活性化した時にＲＦＩＤタグ検出・読取回路を活性化するステップを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法であって、更に、電極グリッドを、前記タッチ・センサのセンサとして設けるステップを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって、更に、前記電極グリッドを動的に構成するステップであって、前記ＲＦＩＤタグ・リーダのＲＦＩＤアンテナとしても機能させて前記電極グリッドを共有するステップを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、更に、複数の導電セグメントから前記電極グリッドを形成するステップであって、前記導電セグメントの接続は制御可能であり、所望のセンサまたはアンテナを生じさせるステップを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法であって、更に、前記複数の導電セグメント間の接続を制御するために、複数のトランジスタを使用するステップを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１４記載の方法であって、更に、
１）電極グリッドを前記タッチ・センサのセンサとして設けるステップと、
２）前記ＲＦＩＤタグ・リーダのＲＦＩＤアンテナを設けるステップであって、前記電極グリッドおよび前記ＲＦＩＤアンテナは、前記タッチ・センサによって検出されるＲＦＩＤタグが前記ＲＦＩＤアンテナを移動する必要なく前記ＲＦＩＤアンテナによって読み取り可能となるように、相互に隣接して配置されるステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、全般的にタッチパッドおよびタッチスクリーンを含むタッチ・センサに関するものである。
より詳細には、本発明は、タッチ・センサをＲＦＩＤ感知回路と統合するシステムの電力を節約する方法である。
【背景技術】
【０００２】
[0002]静電容量式感知タッチ・センサについていくつかの設計法がある。如何なる静電容量式感知タッチ・センサもを変更でき、本発明と共に機能させるかをより良く理解するために、基礎技術を調べることが有用である。
【０００３】
[0003]ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドは、相互静電容量式の感知デバイスである。その一例を図１のブロック図に示す。このタッチパッド１０では、Ｘ電極（１２）およびＹ電極（１４）のグリッド、並びに感知電極１６が用いられて、タッチパッドのタッチ感知領域１８を規定する。通例、タッチパッド１０は、約１６×１２本の電極、またはスペース上の制約があるときは８×６本の電極による矩形グリッドとなる。これらＸ電極（１２）およびＹ電極（１４）（即ち行および列）を組み合わせて(interlace)、単一の感知電極１６とする。すべての位置測定が感知電極１６を通じて行われる。
【０００４】
[0004]ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッド１０は、感知ライン１６上の電荷の不均衡性を測定する。ポインティング・オブジェクトがタッチパッド１０上になく、またはそれに近接してないときは、タッチパッド回路２０は、均衡状態にあり、電荷不均衡性は感知ライン１６には存在しない。ポインティング・オブジェクトは、タッチ表面に接近または接触するときに容量結合するために、当該オブジェクトは不均衡性を生じさせる。測定されるのは、電極１２，１４への絶対容量値でなく、静電容量の変化量である。タッチパッド１０は、電荷の量を測定することにより静電容量の変化を決定する。電荷は、感知ライン１６に注入されなければならず、感知ライン上の電荷のバランスを再確立または回復させる。
【０００５】
[0005]上記システムは、以下のように、タッチパッド１０上のまたはこれに近接した指の位置を決定するのに用いられる。この例では、行電極１２を説明しており、列電極１４についても同様に繰り返される。行電極および列電極の測定により得られる値は、タッチパッド１０上のまたはこれに近接したポインティング・オブジェクトの重心となる交差点を決定する。
【０００６】
[0006]第１ステップでは、第１セットの行電極がＰ，Ｎ発生器２２からの第１の信号で駆動され、また、これとは異なるものの隣接した第２セットの行電極が、Ｐ，Ｎ発生器からの第２の信号で駆動される。タッチパッド回路２０は、相互静電容量測定デバイス２６を使用する感知ライン１６から値を取得する。相互静電容量測定デバイス２６は、どの行電極がポインティング・オブジェクトに最も近いかを示す。しかしながら、あるマイクロコントローラ２８の制御下にあるタッチパッド回路２０は、ポインティング・オブジェクトが行電極のどのサイドに位置するかについて未だ決定することができず、また、タッチパッド回路２０はポインティング・オブジェクトが電極からどれくらい離れているかについてすら決定することができない。つまり、このシステムは、駆動されることになる電極のグループを１つの電極でシフトする。換い言えれば、このグループの一方のサイドの電極が追加されるものの、このグループの反対サイドに電極ではもはや駆動されない。新しいグループが、次いで、Ｐ，Ｎ発生器２２によって駆動され、感知ライン１６の２番目の測定が行われる。
【０００７】
[0007]これら２つの測定値から、行電極のどちらのサイドにポインティング・オブジェクトが位置しているか、そしてどのくらい離れているかについて決定することができる。ポインティング・オブジェクトの位置決定は、次いで、測定された２つの信号の大きさを比較する数式を用いることによって実行される。
【０００８】
[0008]ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドの感度または解像度は、行電極および列電極のグリッドが包含する１６×１２のグリッドよりも相当高い。通例、解像度は１インチにつき９６０カウントかそれ以上のオーダーである。コンポーネントの感度、同一の行電極１２および列電極１４間のスペース、ならびに本発明に対する材料とは異なる係数によって、正確な解像度が決定される。
【０００９】
[0009]上記処理は、Ｐ，Ｎ発生器２４を用いたＹ電極すなわち列電極１４について繰り返される。
[0010]上記ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドはＸ電極１２およびＹ電極１４のグリッド、ならびに、別個の単一な感知電極１６を用いるが、この感知電極は実際のところ多重化(multiplexing)を用いてＸ電極１２またはＹ電極１４とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[0011]本発明は、タッチセンサおよび無線自動識別（ＲＦＩＤ）技術を統合(combine)する。現在の近距離通信（ＮＦＣ）／ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤセンサが作動してＲＦＩＤカードまたはタグが存在するかどうか決定する際、相当な電力量を消費する。従来技術では、周期的にポーリングしてＲＦＩＤカードかタグが存在するかどうか決定する時に消費する電力量の削減を支援する方法を用いる。しかしながら、この方法では、より長い待ち時間が欠点となり、十分にタグを刺激するのに相当量の電流を更に必要とし、応答を得るには十分に長い間給電することになる。したがって、ＲＦＩＤ回路によって電力消費を削減できる統合タッチセンサ／ＲＦＩＤシステムを提供し、つまり統合システムについて節電することは、従来技術に対する有利な点となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0012]好ましい実施形態において、本発明はＲＦＩＤタグリーダ回路およびタッチセンサを統合するシステム及び方法である。本システムおよび方法は、高電力のＲＦＩＤタグ検出・回路読取を用いてＲＦＩＤタグについて走査するのではなく、低電力消費のタッチ・センサを用いてＲＦＩＤタグの存在を検出し、タッチ・センサがＲＦＩＤタグの存在を検出したときにＲＦＩＤタグ検出・回路読取の活性化および非活性化を制御し、そして、電極がタッチ・センサまたは必要に応じてアンテナを形成できるように感知電極を再構成することによって、バッテリ駆動式システムの電力消費を削減することができるとするものである。
【００１２】
[0013]これらの、および他の目的、特徴、利点その他の本発明の態様は、添付の図面と組み合わせてなされる以下の詳細な説明の検討から当業者にとって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】[0014]図１は、ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社によって作製され、本発明の原則に従って動作させることができる静電容量感受性タッチパッドにおけるコンポーネントのブロック図である。
【図２】[0015]図２は、電力消費を削減するために、デバイスの機能を共有する方法を示したフローチャートである。
【図３】[0016]図３は、タッチセンサ回路４０およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路５０が同一電極の内幾らかを共有できる場合を示すブロック図である。
【図４】[0017]図４は、タッチ・センサ回路およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路が同一電極を共有することができない場合のブロック図である。
【図５】[0018]図５は、動的に再構成可能な電極グリッドであり、タッチ・センサおよびＲＦアンテナを形成することができる。
【図６】[0019]図６は、例えば、複数の垂直導電セグメントから形成できる単一の垂直電極の一部分に関しクローズアップした上面図である。
【図７】[0020]図７は、水平電極および垂直電極の両方における特定の導電部分がどのように選択され、トランジスタを用いてどのように電気的に結合されるかについて示している。
【図８】[0021]図８は、水平タッチ・センサ電極およびＲＦアンテナについての上面図である。
【図９】[0022]図９は、垂直タッチ・センサ電極およびＲＦアンテナについての上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0023]これより図面を参照する。本発明の様々な要素に符号が付されており、本発明が考慮されることで、当業者が本発明を作製し使用可能とされる。以下の説明は、本発明の原則の例示に過ぎず、後の特許請求の範囲を狭く考察すべきではないことが理解されるべきである。
【００１５】
[0024]なお、本文書全体にわたり「タッチセンサ」という用語の使用は、タッチパッド、タッチ・スクリーンおよびタッチ・パネルを含んだ如何なる容量性タッチ・センサ・デバイスをも含むものであり、また、近接・接触感知機能を含むものであることが理解されるべきである。
【００１６】
[0025]本発明の第１の実施形態は、タッチ・センサおよび非接触カードまたはタグ・リーダを使用する方法であり、本文書においてまたＲＦＩＤタグの検出・読取回路としても参照される。非接触リーダは、ワイヤレスに読み取られるデータに対し、無線自動識別（ＲＦＩＤ）または近距離通信（ＮＦＣ）技術を使用するものとして定義される。ＲＦＩＤは、通例、オブジェクトに取り付けられるタグを自動的に識別および追跡する目的で、データを移送するために、無線周波数の電磁界においてワイヤレスに非接触使用をするものである。カードまたはタグは、本文書の全体にわたり取り換え可能なものとして用いることができる。つまり、本発明は、ＲＦＩＤタグを読み取るために、ＲＦＩＤ技術またはタッチ・センサ技術を用いている。ＲＦＩＤタグ・リーダは、ＲＦＩＤアンテナおよびＲＦＩＤタグの検出・読取回路を含むことができる。
【００１７】
[0026]この第１実施形態は、使用方法を対象とする。従来技術は、タッチ・センサがオブジェクトの存在を検出するのに用いられ、タッチパッドまたはタッチスクリーンのようなデバイス上の入力を提供することを教示する。従来技術はまた、ＲＦＩＤタグ・リーダが非接触タグからのデータを読み取る機能を対象とすることも教示する。第１実施形態は、これらの機能を統合して、タッチ・センサおよびＲＦＩＤタグ・リーダを含むデバイスの電力消費を削減する。
【００１８】
[0027]図２は、機能を共有して電力消費を削減する方法を示すフローチャートである。第１のステップ１００では、タッチセンサは、近接および接触検出の両方について用いることができる。指または他のポインティング・オブジェクトがタッチ・センサと接触する場合には接触検出が作動中である。近接検出が作動中であり、非接触タグの検出に使用することができる。タッチ・センサが接触・近接検出の機能が実行中であるので、非接触タグ回路は、タグの存在検出を試みるために周期的なポーリングを実行するために、動作中または活性化される必要はない。
【００１９】
[0028]なお、接触が検出されるときにタッチ・センサによって実行される機能は、本発明の一部でなく、当業者に周知であることが理解されるべきである。
[0029]タッチ・センサには、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路よりも少ない電力を使用することができるタッチ・センサ回路を用いる。つまり、タッチ・センサは検出モードで連続的に動作することができる。また、タッチ・センサは、周期的なポーリング・モードで動作しているＲＦＩＤタグ検出・読取回路よりも少ない電力を導出することになる。周期的なポーリング・モードでは、タッチ・センサは、非接触タグを検出するのに周期的な測定を行う。このように、タッチ・センサは、接触・近接感知モードで動作することができ、このモードでは、非接触タグの検出は、タッチ・センサから幾分の距離をおいて実施することができる。この距離は、非接触タグの検出に一般的であるように、インチの問題であり、更に離れたり接近したりすることもある。
【００２０】
[0030]タッチ・センサは、その存在を検出するだけに使用されるのを除き、ＲＦＩＤタグからデータを読み取るのには使用されない。一旦ＲＦＩＤタグがタッチ・センサによって検出されると、次のステップ１０２では、より多くの電力を消費するＲＦＩＤタグ検出・読取回路を活性化することができる。タッチ・センサ、およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路が相互に妨害することもあればないこともある。妨害があり得る場合には、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路が作動中であり、データを読み取っている間は、タッチ・センサを非活性化させることが望ましい。つまり、タッチ・センサと通信するプロセッサおよびＲＦＩＤタグ検出・読取回路は、データが読み取られる間はタッチ・センサを非活性化するとよく、次いで、データが読み取られたときにタッチ・センサを再活性化するとよい。ハードウェアまたはソフトウェアにおける如何なるタイプのプロセッサも、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路の非活性化および再活性化を制御するために用いることができる。
【００２１】
[0031]次いで、次のステップ１０４は、非接触タグからデータを読み取ることにができる。一旦データが読み取られると、次のステップ１０６では節電をするために、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路を非活性化することができる。この最終ステップが完了した後に、このアルゴリズムは、第１ステップ１０４に戻り、タッチ・センサが、ポインティング・オブジェクトまたは非接触タグの存在を検出するために接触・近接感知モードで動作している。
【００２２】
[0032]非接触タグが検出されると、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路はデータを読み込んでいる間は、タッチ・センサを非活性化させることは必要としてもそうでなくてもよい。タッチセンサの動作がＲＦＩＤタグ検出・読取回路を妨害する場合には、タッチ・センサは、タグからのデータが読み取られ、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路が非活性化可能となるまで非活性化される。
【００２３】
[0033]第２実施形態では、本発明は、タッチ・センサ・コンポーネントおよびＲＦＩＤタグ検出・読取回路が、例えばタッチ・センサ（タッチ・センサを形成する電極グリッド）のようにタッチ・センサ・コンポートネントを共有可能にする。第２実施形態では、タッチ・センサ回路およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路は、図３に示すように動作することができる。
【００２４】
[0034]図３は、タッチ・センサ回路４０およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路５０が同一電極のうちの幾らかを共有できることを示すブロック図である。同一電極は、タッチ・センサ４２およびＲＦまたは近距離通信（ＮＦＣ）のアンテナ５２を形成する。（以後、ＲＦアンテナとして記載する。）
[0035]図４に示す第３の実施形態では、タッチ・センサ回路４０およびＲＦＩＤタグ検出・読取回路５０は、同一電極を共有せずに、タッチ・センサ４２およびＲＦアンテナ５２を形成することができる。タッチ・センサ４２およびＲＦアンテナ５２は、相互に十分近くに配置することができ、タッチ・センサ回路４０がタッチ・センサ５２を用いて非接触タグを検出したときに、ＲＦアンテナ５２がデータを読み取るのに非接触タグに十分近くにあることになる。それにもかかわらず、本発明の利点は、タッチ・センサ回路４０がデータを読み取るためにＲＦＩＤタグ検出・読取回路が活性化されないうちに、タッチ・センサ回路４０がＲＦＩＤを検出するのに用いられる場合に更に達成できる。
【００２５】
[0036]図３に戻ると、タッチ・センサ４２およびＲＦアンテナ５２が同一電極の幾らかを共有することができ、このようなデバイスを構成するのに次の情報が提供される。
[0037]本発明の第２実施形態は、図１に示され、ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社が販売するＧＬＩＤＥＰＯＩＮＴ（登録商標）の非接触タッチパッドのようなタッチ・センサ４２（電極グリッド）とすることができる。本発明の第２実施形態は、図５に示すような動的に再構成可能な電極グリッドとすることができる。この動的に構成可能な電極グリッドは、図５に示すような複数の平行した水平電極３０およびおよび複数の平行した垂直電極３２があるように構成されるときに、タッチ・センサ４２として機能することができる。複数の水平電極３０は、同一平面にあるが、従来技術において先に述べたように、複数の垂直電極３２に対して実質的に直角でもよい。複数の水平電極３０は、当業者にとって公知である如何なる手段により、複数の垂直電極３２から分離される。例えば、電極３０，３２は、基板の対向サイドにあるとすることができ、または基板の同一サイドにあるとすることができるものの、誘電材料層によって分離することができる。
【００２６】
[0038]水平電極３０および垂直電極３２の数および長さは、図示目的のためにだけあり、電極の実際の数および長さが異なることがあることに留意すべきである。説明の便宜上、図示した水平電極３０および垂直電極３２は合計８本ある。
【００２７】
[0039]タッチ・センサ４２の水平電極３０および垂直電極３２を形成する電極は、連続トレースでなくてもよいが、代替として、電極３０，３２を形成するために所望のレイアウトにおいて連結することができる複数の導電セグメントとして形成することができる。
【００２８】
[0040]図６は、例えば、複数の垂直導電セグメント３４から形成される単一の垂直電極３２部分についてのクローズアップした上面図である。複数の導電セグメント３４は、１つ以上の複数の導電セグメントの上のスイッチによって制御することができる。例えば、トランジスタ３６は、複数の導電セグメント３４の各々への接続を制御することができる。信号をトランジスタ３６に印加することによって、導電セグメント３４が、信号を複数の導電セグメント３４の内１つから他へと流すのを可能にする。水平電極３０に沿って信号フローを制御するトランジスタ３６におけるこの実施例は、当業者にとって公知である他の如何なる方法に対しても限定したものと考えてはならない。
【００２９】
[0041]説明の便宜上、セグメント３４間の距離を誇張している点に留意されたい。
[0042]図６から考察される重要なことは、複数の水平電極３０および垂直電極３２の導電率が制御できるということである。このことは、複数の水平電極３０および垂直電極３２が所望の信号を搬送するのを可能にするためだけではなく、その電極が異なる構造を形成するのを可能にするため、重要である。何故ならば、水平および垂直構造部分を後述するように別個および有用な構造を生成するために操作(manipulate)することができるからである。
【００３０】
[0043]電極グリッドがタッチ・センサ４２として機能する必要があるときには、図５の電極グリッド構造が形成されるように、複数の水平電極３０および垂直電極３２が構成されることが必要となる。それ故、トランジスタ３６のような如何なるスイッチも、所望の電極グリッドを作製するために活性化することが必要となる。
【００３１】
[0044]しかしながら、電極グリッドがＲＦアンテナ５２として機能する必要があるときには、活性化される必要があるトランジスタ３６は、所望の電極グリッド構造を得るために変更することができる。例えば、図７は、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路５０の動作のために必要となるアンテナの形状を生成するために、水平電極３０および垂直電極３２の両方における特定の導電部分３４がトランジスタ３６を用いてどのように選択され電気的に結合されるかについて示している。ＲＦアンテナ５２は、水平電極３０および垂直電極３２上の一連のより太い線として示される。接続が水平電極３０から垂直電極３２までなされることを必要とするとき、これは、１つの電極層からもう１つまでの電極を用いて完成し、トランジスタ３６のようなスイッチによって再度制御することができる。
【００３２】
[0045]図７に示される特定のアンテナ形状は限定として考慮してはならないことが理解されるべきである。複数の異なるアンテナ形状またはデザインが、先に述べた工程を用いることで可能となる。アンテナ形状は、ＲＦおよびＮＦＣの用途でしばしば使用される多数ループを含む。
【００３３】
[0046]他の実施形態では、タッチ・センサ４２およびＲＦアンテナ５２は、それらが配置される基板のみを除いて如何なる電極も共有しない。
[0047]図８は、タッチ・センサ４２において使用される複数の水平電極３０を形成する電極を含むプリント回路基板６０の実施例の上面図である。これら水平電極３０は、ＲＦタグ検出・読取回路５０のためのＲＦアンテナ５２として動的に再構成することができる。
【００３４】
[0048]図９は、タッチ・センサ４２において用いる複数の垂直電極３２のための回路を含むプリント回路基板６２の上面図である。これらの垂直電極３２はまた、ＲＦタグ検出読取回路５０のＲＦアンテナ５２として用いるために、動的に再構成可能とすることもできる。
【００３５】
[0049]本発明の他の実施形態において、異なるＲＦアンテナを構成することができ、異なるカードもしくはタグからのデータの読み取りのために、または、アンテナ近傍の特定位置でのカードもしくはタグの検出のために最適化される。
【００３６】
[0050]タッチ・センサ４２および付随するタッチ・センサ回路４０、ならびにＲＦアンテナ５２および付随するＲＦタグ検出・読取回路５０は、バッテリによって駆動されるデバイスで使用されている場合には、相当のバッテリ寿命の節約が、タッチ・センサの容量性の近接感知機能を用いて実現され、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路５２が活性化されてＲＦＩＤタグからのデータを走査しないうちに、ＲＦＩＤタグの存在を最初に検知する。ＲＦタグを検出するために用いる必要性を可能な限り除去することにより非活性化されたＲＦタグ検出・読取回路５０を維持することによって、著しい節電が可能となる。タッチ・センサは、その通常のタッチ・センサ動作を実行している間は、近接感知機能をまた用いることによってＲＦＩＤタグの存在について走査することもできる。これらの機能は、タッチ・センサによって消費されるより低い電力のために、精度や距離の点で制限されることになり得る一方で、ＲＦＩＤタグの検出が尚も可能となる。一旦ＲＦＩＤカードまたはタグがタッチ・センサおよびその回路によって検出されると、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路５２を活性化することができ、次いで、ＲＦＩＤタグを読み取るためにより高い電力消費回路を使用することができる。一旦情報が読み取られると、ＲＦＩＤタグ検出・読取回路５２を非活性化することができるか、低電力モードに戻すことができる。低電力モードではＲＦＩＤタグについて能動的に走査していない。
【００３７】
[0051]本発明を考慮する他の方法は、ＲＦＩＤタグが検出されるまで、デバイスが低電力モードで動作しているということである。一旦ＲＦＩＤタグが検出されると、デバイスは、高電力モードにスイッチしてＲＦＩＤタグ・データを走査し、次いで、他のＲＦＩＤタグが検出されるまでにより低電力モードに戻る。
【００３８】
[0052]本発明の代替実施形態では、この方法を修正して、容量式近接感知を用いる能力を提供して、タッチ・センサ４２上の異なる領域を走査し、その結果、「タグ領域」を識別し、次いで、このタグ領域内を走査するのに最適なＲＦアンテナ５２をどのように構成するかを決定することができる。次いで、ＲＦアンテナ５２を「自動的にその場で(on-the-fly)」構成し、それから、タッチ・センサ４２の電極またはタッチ・センサの構成を再利用することによってＲＦアンテナ５２をタグ領域に関連付け、ＲＦアンテナのアンテナ要素を形成するのを可能にする。
【００３９】
[0053]より簡単に述べると、専用ＲＦアンテナ５２を設ける代わりに、タッチ・センサ４２の電極が再利用される。電極３０，３２における個々のセグメント３４は、単にスイッチを用いて接続を行うことによって、所望の形状またはパターンで動的に構成することができる。このスイッチは、連続的なＲＦアンテナ設計を作成するために、様々な電極を共に電気的に結合することになる。このＲＦアンテナ５２は、所望のＲＦアンテナ形状を生成するために、タッチセンサ４２の様々な層のいずれかから任意の電極を使用することができる。
【００４０】
[0054]なお、タッチ・センサ４２がタッチパッドのようなスタンドアロンのデバイスとすることができ、またはＬＣＤディスプレイの前面に配置されるタッチ・スクリーンとすることができるということが理解されるべきである。また、ＲＦタグが玩具、スマートフォンその他オブジェクトに組み込むことができるとも理解されるべきである。
【００４１】
[0055]なお、先に述べた構成が本発明の原則を適用することを説明するのみであることが理解されるべきである。多数の変更態様および代替の構成が、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく当業者によって考案されることができる。添付の特許請求の範囲は、このような変更態様および構成を包摂すること意図している。
【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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【図９】
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【外国語明細書】
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