(57)【要約】      （修正有）【課題】種々の感知アプリケーションを実行するためのタッチ感知技術を利用した多機能容量−イメージ感知システムを提供する。【解決手段】容量−イメージ感知システム１０は、感知パネル１１と、第１の容量感知機器１０１と、第２の容量感知機器１０２とを備える。第１の容量感知機器１０１は、感知パネルの第１の領域１１１に配置され、第１の容量−イメージ感知特性を有する。第２の容量感知機器１０２は、感知パネルの第２の領域１１２に配置され、第２の容量−イメージ感知特性を有する。第１の容量−イメージ感知特性は、第１の容量−イメージ感知解像度及び／又は容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第１の容量−イメージ感知距離を含む。第２の容量−イメージ感知特性は、第２の容量−イメージ感知解像度及び／又は容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第２の容量−イメージ感知距離を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知パネルを備えた情報処理システムで用いられる容量−イメージ感知システムであって、
前記容量−イメージ感知システムは、
前記感知パネルの第１の領域に配置され第１の容量−イメージ感知特性を有する第１の容量感知機器と、
前記感知パネルの第２の領域に配置され第２の容量−イメージ感知特性を有する第２の容量感知機器と、を備え、
前記第２の容量−イメージ感知特性は、前記第１の容量−イメージ感知特性とは異なることを特徴とする容量−イメージ感知システム。
【請求項２】
前記第１の容量−イメージ感知特性は、第１の容量−イメージ感知解像度及び／又は前記容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第１の容量−イメージ感知距離を含み、前記第２の容量−イメージ感知特性は、第２の容量−イメージ感知解像度及び／又は前記容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第２の容量−イメージ感知距離を含むことを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項３】
前記第１の領域及び前記第２の領域は、重なり合わないことを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項４】
前記第１の領域及び前記第２の領域は、重なり合い、前記第１の容量感知機器は、複数の第１の電極を有し、前記第２の容量感知機器の下方に配置され、前記第２の容量感知機器は、複数の第２の電極を有し、前記複数の第２の電極の各々は、該複数の第２の電極間のいずれのギャップもクロスしないように前記複数の第１の電極の一つの上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項５】
前記第１の容量感知機器及び前記第２の容量感知機器のうち選択された一方は通常作動状態に維持され、該選択された容量感知機器における特定の感知操作に応じて、他方の容量感知機器はオフ状態からオン状態にスイッチされることを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項６】
前記第１の領域及び前記第２の領域は、重なり合い、前記選択された容量感知機器は、前記第１の容量感知機器であり、前記他方の容量感知機器は、前記第２の容量感知機器であり、前記第２の容量感知機器の電極は、前記第１の容量感知機器の感知操作を妨害しないようにスリープモードでフローティング状態とされることを特徴とする請求項５に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項７】
前記第１の容量感知機器は、ジェスチャセンサであり、前記第２の容量感知機器は、フィンガープリントディテクタであることを特徴とする請求項５に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項８】
前記感知パネルは、タッチパッド、タッチパネル又はタッチキーボードであり、前記第１の容量感知機器は、第１の作動電圧で駆動され、前記第２の容量感知機器は、前記第１の作動電圧と同じでない第２の作動電圧で駆動されることを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項９】
少なくとも一つの物理キーを更に備え、前記第１の容量感知機器は、前記少なくとも一つの物理キーの押下に応じて感知操作を実行するために一時的に起動され、その感知操作の結果が特定条件に適合する場合には、前記容量−イメージ感知システムの全体、前記感知パネル及び／又は前記情報処理システムが起動されることを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項１０】
前記第１の容量感知機器は、ジェスチャセンサであり、前記容量−イメージ感知システムは、前記ジェスチャセンサと通信する制御チップを更に備え、前記制御チップは、前記ジェスチャセンサにより検知されたジェスチャに応じて、スリープモードから通常作動モードにスイッチするように前記情報処理システムを制御する、又は、
前記第２の容量感知機器は、複数のフィンガープリントディテクタを有するフィンガープリントディテクタセットであり、前記容量−イメージ感知システムは、前記複数のフィンガープリントディテクタと通信する制御チップを更に備え、前記複数のフィンガープリントディテクタは、該複数のフィンガープリントディテクタ上でのユーザのタッチ位置に従って前記制御チップにより区分的に起動されることを特徴とする請求項１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項１１】
前記情報処理システムがスリープモードのときにユーザによって入力されたメッセージは、前記制御チップにより受信及び保存され、前記制御チップは、スリープモードから通常作動モードにスイッチするように前記情報処理システムを起動し、伝送条件が適合するときに前記情報処理システムに前記メッセージを伝送することを特徴とする請求項１０に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項１２】
前記ジェスチャセンサが特定のジェスチャを検知したときに前記伝送条件が適合したと決定されることを特徴とする請求項１１に記載の容量−イメージ感知システム。
【請求項１３】
前記容量−イメージ感知システムは、追加のジェスチャセンサを更に備え、前記ジェスチャセンサの各々は、ユーザのタッチ又はジェスチャを感知するためのタッチ感知電極部と、前記ジェスチャセンサの縁に配置され近接場信号と電力を伝送する電極部と、を有し、前記ジェスチャセンサは、個々の近接場信号と電力を伝送する電極部を介して前記ジェスチャセンサ間で信号伝送を実行することを特徴とする請求項１０に記載の容量−イメージ感知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量−イメージ感知システム、特に、多機能容量−イメージ感知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ感知制御は、タッチ感知技術の発展によって日常生活においてますます一般的になり、また、多様なアプリケーションに用いられている。例えば、タッチ感知制御は、テレビ、冷蔵庫、リモコン及び携帯機器といった家庭用電化製品に応用され得る。
【０００３】
従来のタッチ感知技術は、単にユーザのタッチ又はジェスチャを感知して感知場所を位置づけるものであり、そのアプリケーションは限られていた。そのため、タッチ感知制御のより多様かつ柔軟なアプリケーションを生み出すことが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、種々の感知アプリケーションを実行するためのタッチ感知技術を利用した多機能容量−イメージ感知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、情報処理システムで用いられる容量−イメージ感知システムを提供する。情報処理システムは、感知パネルを備える。容量−イメージ感知システムは、感知パネルの第１の領域に配置され第１の容量−イメージ感知特性を有する第１の容量感知機器と、感知パネルの第２の領域に配置され第２の容量−イメージ感知特性を有する第２の容量感知機器と、を有する。第２の容量−イメージ感知特性は、第１の容量−イメージ感知特性とは異なる。
【０００６】
例えば、第１の容量−イメージ感知特性は、第１の容量−イメージ感知解像度を含み、第２の容量−イメージ感知特性は、第２の容量−イメージ感知解像度を含む。
【０００７】
他の例では、第１の容量−イメージ感知特性は、容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第１の容量−イメージ感知距離を含み、第２の容量−イメージ感知特性は、容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第２の容量−イメージ感知距離を含む。
【０００８】
別の例では、第１の容量−イメージ感知特性は、第１の容量−イメージ感知解像度及び容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第１の容量−イメージ感知距離を含み、第２の容量−イメージ感知特性は、第２の容量−イメージ感知解像度及び容量−イメージ感知システムのタッチ面からの第２の容量−イメージ感知距離を含む。
【０００９】
一例では、第１の領域及び第２の領域は重なり合わず、別の例では、第１の領域及び第２の領域は部分的又は完全に重なり合う。
【００１０】
実施形態では、第１の容量感知機器は複数の第１の電極を含み、第２の容量感知機器は複数の第２の電極を含み、第１の容量感知機器は、第２の容量感知機器の下方に配置される。第２の電極の各々は、第２の電極間のいずれのギャップもクロスしないように第１の電極の一つの上方に配置される。好ましくは、第１の容量感知機器及び第２の容量感知機器のうち選択された一方は通常作動状態に維持され、その選択された容量感知機器における特定の感知操作に応じて、他方の容量感知機器はオフ状態からオン状態にスイッチされる。より好ましくは、選択される容量感知機器は第１の容量感知機器であり、他方の容量感知機器は第２の容量感知機器であり、第２の容量感知機器の電極は、第１の容量感知機器の感知操作を妨害しないようにスリープモードにおいてフローティング状態とされる。
【００１１】
実施形態では、第１の容量感知機器は通常作動状態に維持され、第２の容量感知機器は、第１の容量感知機器における特定の感知操作に応じてオフ状態からオン状態にスイッチされる。好ましくは、第１の容量感知機器はジェスチャセンサであり、第２の容量感知機器はフィンガープリントディテクタである。
【００１２】
実施形態では、第１の容量感知機器は第１の作動電圧で駆動され、第２の容量感知機器は第１の作動電圧とは同じでない第２の作動電圧で駆動される。
【００１３】
実施形態では、容量−イメージ感知システムは少なくとも一つの物理キーを更に備え、第１の容量感知機器は、少なくとも一つの物理キーの押下に応じて感知操作を実行するように一時的に起動され、その感知操作の結果が特定条件に適合する場合には、全体の容量−イメージ感知システム、感知パネル及び／又は情報処理システムが起動される。
【００１４】
実施形態では、第１の容量感知機器はジェスチャセンサであり、容量−イメージ感知システムは、そのジェスチャセンサと通信する制御チップを更に備える。制御チップは、ジェスチャセンサにより検知されたジェスチャに応じて、スリープモードから通常作動モードにスイッチするように情報処理システムを制御する。好ましい実施形態では、情報処理システムがスリープモードのときにユーザによって入力されたメッセージは制御チップにより受信及び保存され、制御チップは、スリープモードから通常作動モードにスイッチするように情報処理システムを起動し、伝送条件が適合するときには情報処理システムにメッセージを伝送する。伝送条件は、例えば、ジェスチャセンサが特定のジェスチャを検知したときに適合する。他の好ましい実施形態では、容量−イメージ感知システムは追加のジェスチャセンサを更に備え、各々のジェスチャセンサは、ユーザのタッチ又はジェスチャを感知するためのタッチ感知電極部と、ジェスチャセンサの縁に配置され近接場信号と電力を伝送する電極部と、を有する。これらジェスチャセンサは、個々の近接場信号と電力を伝送する電極部を介してジェスチャセンサ間で信号伝送を実行する。
【００１５】
実施形態では、第２の容量感知機器は、複数のフィンガープリントディテクタを有するフィンガープリントディテクタセットであり、容量−イメージ感知システムは、フィンガープリントディテクタと通信する制御チップを更に備え、フィンガープリントディテクタは、フィンガープリントディテクタ上でのユーザのタッチ位置に従って制御チップにより区分的に起動される。
【００１６】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することで当業者にとってより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る容量−イメージ感知システムを模式的に示す機能ブロック図。
【００１８】
【図２Ａ】図１の容量−イメージ感知システムの例示アプリケーションを示す模式図。
【００１９】
【図２Ｂ−２Ｄ】図２Ａに示した容量−イメージ感知システムのタッチキーに含まれる異なる層を示す模式的上面図。
【００２０】
【図３Ａ−３Ｂ】本発明の他の実施形態に係る容量−イメージ感知システムの模式的断面図及び上面図。
【００２１】
【図４】図１の容量−イメージ感知システムの他の例示アプリケーションを模式的に示す機能ブロック図。
【００２２】
【図５】図１の容量−イメージ感知システムの別の例示アプリケーションを模式的に示す機能ブロック図。
【００２３】
【図６】図１の容量−イメージ感知システムの更に別の例示アプリケーションを模式的に示す機能ブロック図。
【００２４】
【図７】本発明の他の実施形態に係る容量−イメージ感知システムを模式的に示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、本発明の好ましい実施形態及び添付の図面を用いて以下で詳細に記述される。しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、本発明を限定するものではなく、本発明を例示するために与えられるものであることを認識すべきである。本発明は、ここで記述される好ましい実施形態だけでなく、明確に記述されたものに加えて幅広い他の実施形態によっても実施され得る。更に、本発明の範囲は、添付の請求項で特定されたものを除いて、特定の実施形態に明確に限定されない。
【００２６】
以下で用いられる「容量−イメージ感知」という語彙は、感知マトリックスに近づく導電性物体によって引き起こされる各々の容量感知素子での容量及び／又は容量変化を検知するマトリクス状の容量感知素子の使用を意味することを注意すべきである。検知された容量及び／又は容量変化の分布は、容量−イメージと称されるイメージフォーマットとして記録される。
【００２７】
また、以下で用いられる「タッチ感知可能」、「タッチ感知」又は「ジェスチャ感知」という語彙は、特定表面で実際に起こるスライド又はタッチジェスチャを感知可能というだけでなく、該特定表面から離れて起こるエアジェスチャも感知可能であることを意味することにも注意すべきである。エアジェスチャは、特定範囲内での鉛直移動動作及び／又は水平移動動作若しくは特定期間の保持動作でもよい。以下では、指がジェスチャを実行する手段として例示される。しかしながら、容量変化を起こし得る他の適切な手段が、実際の要望やタッチ感知電子機器の大きさに応じて用いられ得る。例えば、手のひら、足裏又は導電性物体が、代わりに用いられ得る。大面積のタッチ感知に関しては、複数のタッチ感知ユニットが、感度及び有効感知距離を効率的に増強するように容量変化を検知するのに組み合わせられ得る。
【００２８】
図１に示すように、容量−イメージ感知システム１０は、感知パネル１１に適用される。感知パネル１１は、例えば、タッチパネル、ディスプレイパネル又はキーボードパネルで有り得る。容量−イメージ感知システム１０は、第１の容量感知機器１０１と、第２の容量感知機器１０２と、を備える。第１の容量感知機器１０１は、感知パネル１１の第１の領域１１１に配置され、第１の容量−イメージ感知特性を有する。第２の容量感知機器１０２は、感知パネル１１の第２の領域１１２に配置され、第２の容量−イメージ感知特性を有する。第１の容量−イメージ感知特性は、第２の容量−イメージ感知特性とは異なる。言い換えれば、少なくとも２つの異なる容量−イメージ感知特性が、異なる容量−イメージ感知要求のために同一の感知パネル１１に共存している。本例では、第１の領域１１１及び第２の領域１１２は、重なり合っていない。容量−イメージ感知に必要とされる制御回路（不図示）は、第１の容量感知機器１０１及び第２の容量感知機器１０２とは別に配置される又は第１の容量感知機器１０１及び第２の容量感知機器１０２のいずれかに組み込まれ得る。
【００２９】
実施形態では、第１の容量−イメージ感知特性及び第２の容量−イメージ感知特性は、それぞれ第１の容量−イメージ感知解像度及び第２の容量−イメージ感知解像度である。言い換えれば、異なる感知解像度が、異なる入力機能に対して同一の感知パネル上で実行され得る。関連するアプリケーションが、図２Ａ〜２Ｄを参照して以下に記載される。
【００３０】
図２Ａには、図１に示した容量−イメージ感知システムの例示アプリケーションが示されている。本例では、容量−イメージ感知システムは、第１の容量−イメージ感知解像度を持つタッチキーボード２９と、第２の容量−イメージ感知解像度を持つタッチパッド２８と、を備えたノートブックコンピュータである。タッチキーボード２９及びタッチパッド２８は、共にノートブックコンピュータの入力機器であり、同一の感知電極構造、例えば、同一の１次元電極構造又は同一の２次元電極構造に基づいた容量感知を実行する。タッチキーボード２９が配置された第１の領域では、２つの隣接した感知電極の間に第１のギャップがあり、タッチパッド２８が配置された第２の領域では、２つの隣接した感知電極の間に第２のギャップがあり、異なる容量−イメージ感知解像度を与えるために、第１のギャップは第２のギャップとは異なる。タッチキー及びタッチパッドの操作原理については、ここでは参考文献として取り入れる台湾特許公報番号２０１４０７４３０及び２０１４１５３３４を参照すればよく、ここでは重複して記載しない。上述したキーボード領域（第１の領域）１１１のタッチ感知制御は、実際の要望及び意匠に従って定義され得ることに注意すべきである。例えば、タッチ感知制御は、両手・一指モード、両手・二指モード又は両手・多指モードで実行可能であり、これらモードの切り替えは、タッチキーボード２９に対してタッチする手、及び／又は、指の変化に応じて自動で起こり得る。特定の例では、キーコード又は反復キーコードを出力するために一般的なタイプ動作が行われるときに両手・一指モードが起動され、「シフト」のような機能コードと共にキーコードを出力するために一般的な組み合わせタイプ動作が行われるときに両手・二指モードが起動され、そして両手の多指が同時にキーボード領域において任意のキーをタッチするときに両手・多指モードが起動されることで、タップ操作を可能としている。両手・一指モード及び両手・二指モードでは、キーコードがキーを押す又はキーを放すことで出力され得ることに注意すべきである。両手・多指モードが起動されている場合には、特定キーの素早いタッチは対応するキーコードを出力するが、特定キーの継続的なタッチは反復キーコードを出力しない。
【００３１】
図２Ｂ〜２Ｄは、図２Ａに示したタッチキーボード２９を構成する異なる層を模式的に示している。この実施形態では、電極構造が２次元２層電極構造となっている。図２Ｂは、２つの電極層のうち第１の層の例示レイアウトを示す。第１の層では、電極２７１による複数の平行なストライプが形成され、各々のストライプは、ノートブックコンピュータのタッチキーボード２９のキーを定義するために斜めに配置されている。図２Ｃは、２つの電極層の間に配置された絶縁層２７０を模式的に示している。グリッドパターンは、絶縁層２７０に設けられた柔軟なバンプを示し、バンプは、ユーザの押下操作により任意のキーが変形したときに良い感触を与える。図２Ｄは、２つの電極層のうち第２の層の例示レイアウトを示す。第２の層では、電極２７２による複数の平行なストライプが形成され、各々のストライプは、電極２７１による複数の平行なストライプと交差している。電極２７１の一つと電極２７２の一つが互いに交差する箇所は、タッチキーボード２９のキーの一つを定義する。電極２７２の幅を変化させることで、キーエリアが変化し得る。例えば、図２Ｄに示すように、キーの最も上の列は、電極２７２の最も上のストライプが次列のキーのストライプよりも狭いので、次列のキーよりも小さいエリアを占める。
【００３２】
図１に示した容量−イメージ感知システムの他の実施形態では、第１の容量感知機器１０１が第１の容量−イメージ感知解像度を有するタッチパネルであり、第２の容量感知機器１０２が第２の容量−イメージ感知解像度を有するフィンガープリントディテクタである。第２の容量感知機器１０２の第２の領域１１２は、実際の要望及び意匠に従って、第１の容量感知機器１０１の第１の領域１１１よりも小さく構成され得、かつ感知パネル１１のコーナに配置される、又は第１の領域１１１により囲まれる。本例では、フィンガープリントディテクタがタッチパネルよりも高い解像度を有する必要がある。そのため、例えば、フィンガープリントディテクタは、小さいサイズの電極及び配線を規定するのに用いられるマイクロリソグラフプロセスにより形成され得る。タッチパネルの比較的小さい配線構造も、同一のマイクロリソグラフプロセスにより形成され得る。一方、タッチパネルの比較的大きい電極構造は、別個のプリントプロセスにより形成され得る。必ずしも必要ではないが好ましくは、配線構造及び電極構造の電気的接続は、電極構造をプリントしている間に行われる。
【００３３】
別の実施形態では、第１の容量−イメージ感知特性及び第２の容量−イメージ感知特性は、それぞれタッチ面からの第１の容量−イメージ感知距離及びタッチ面からの第２の容量−イメージ感知距離である。言い換えれば、第１の容量感知機器１０１及び第２の容量感知機器１０２は、異なる入力機能のために異なるレベルに配置されている。より具体的には、第１の容量感知機器１０１が配置された第１の領域１１１及び第２の容量感知機器１０２が配置された第２の領域１１２は、互いに部分的又は完全に重なり合っている。仮に、第１の容量感知機器１０１が、感知距離は長いが走査速度は遅い感知機器であって比較的低電力消費で機能し、第２の容量感知機器１０２が、感知距離は短いが走査速度は速い感知機器であって比較的高電力消費で機能するのであれば、第２の容量感知機器１０２は、システムが待機状態にあるときには電力をセーブするためにスイッチオフされ、その後、第２の容量感知機器１０２の感知操作に応じてスイッチオンされ得る。
【００３４】
例として、第１の容量感知機器１０１は、タッチ面から第１の容量−イメージ感知距離を有するジェスチャセンサであり、第２の容量感知機器１０２は、タッチ面から第２の容量−イメージ感知距離を有するフィンガープリントディテクタであり、第１の容量−イメージ感知距離は、第２の容量−イメージ感知距離よりも大きい。言い換えれば、フィンガープリントディテクタは、より鮮明なフィンガープリントイメージを得るためにジェスチャセンサの上に配置される。ここでは参考文献として取り入れる台湾特許公報番号２０１４４３７５４は、フィンガープリント感知技術について記述している。フィンガープリント感知技術では、マトリクス状の特性値、例えば、正又は負号がフィンガープリントの凹凸配置に従って得られ、そのため、マトリクス状の特性値が、フィンガープリントの特異性を明らかにし得、フィンガープリント検知に用いられ得る。マトリクス状の特性値にユーザのパスワードを組み込めば、更にフィンガープリント識別に特化するためにマトリックスバーコードのようなパターンが生成され得る。この技術は、電子決済の認証ツールとしてポータブル機器に応用され得る。
【００３５】
容量−イメージ感知が待機状態に入ると、高解像度及び高走査速度感知操作により電力を消費するフィンガープリントディテクタはスイッチオフされる。待機状態において一旦ジェスチャセンサが特定のジェスチャを検知すると、フィンガープリントディテクタは、感知操作のためにスイッチオンされる。このようにして、フィンガープリントディテクタの不必要な感知操作が、電力をセーブするために避けられ得る。更に、第１の容量感知機器１０１及び第２の容量感知機器１０２は、感知距離及び／又は感度の違いに応じて異なる使用電圧で駆動され得る。
【００３６】
図３Ａ及び３Ｂは、上述した容量−イメージ感知システムに含まれる層構造を模式的に例示している。この実施形態では、電極構造が１次元単層電極構造となっている。複数の電極２０１が第１の層に形成されてフィンガープリント感知に機能し、複数の電極２０２が第２の層に形成されてジェスチャ感知に機能する。図示されるように、下側の電極２０２に比べると、上側の電極２０１は小さい電極幅を有する。下側のジェスチャセンサの感知操作に影響を与えないように、上側のフィンガープリントディテクタの電極は、フィンガープリントディテクタがスイッチオフされているときにはフローティング状態とされる。また、２次元２層電極構造が適用されてもよい。更に、隣接する電極２０２間のギャップ（破線で示す）を電極２０１がクロスしないように電極２０２の領域において各々の電極２０１を配置することにより、下側のジェスチャセンサの感知操作が、電極２０１の妨害を受けないようにすることができる。
【００３７】
図４は、図１に示した容量−イメージ感知システムの他の例示アプリケーションを模式的に示している。この容量−イメージ感知システムは、フィンガープリント識別及びタッチ感知機能を呈する電子機器４である。電子機器４は、タッチ感知モジュール４１及びフィンガープリント識別モジュール４２を備える。タッチ感知モジュール４１は、ユーザのタッチ又はジェスチャを検知するために、任意の現在利用可能な感知技術及び望ましくは容量タッチ感知技術を実装し得る。特定の実施形態では、タッチ感知モジュール４１は、上述した図３Ａ及び３Ｂで示したようにフィンガープリント識別モジュール４２の近傍に配置される又はフィンガープリント識別モジュール４２と重ね合わせられる。タッチ感知モジュール４１が所定の程度までフィンガープリント識別モジュール４２に近づくユーザの指を感知すると、フィンガープリント識別モジュール４２は、フィンガープリント識別タスクを実行するために起動される。このようにして、低電力消費のタッチ感知モジュール４１だけがオンに維持され、高電力消費のフィンガープリント識別モジュール４２は、フィンガープリント識別タスクがコマンドされるまでスイッチオンされる必要がないので、電力消費をセーブすることができる。これは、電子機器４が限られた電力サプライしか持たないポータブル機器である場合に特に有利である。本実施形態でのフィンガープリント識別モジュール４２は、容量−イメージ感知機器である。タッチ感知モジュール４１及びフィンガープリント識別モジュール４２は、不透明材料により包含され得る。他の実施形態では、フィンガープリント識別モジュール４２は、光学識別技術も実装していてもよい。この場合、タッチ感知モジュール４１及びフィンガープリント識別モジュール４２を包含する材料は、透明であることが好ましい。それでもなお、タッチ面を通して感知光、例えば、可視光、ＩＲ線又はＵＶ線の透過を許すぐらい包含材料が薄い限り、不透明な包含材料も光学識別に用いられ得る。更に、フィンガープリント識別モジュール４２は、ディスプレイパネルの全体に亘って配置され、区分的に起動されてもよい。言い換えれば、フィンガープリント識別モジュール４２においてユーザの指が接近した領域だけが活性化され得、他の領域は電力をセーブするためにオフに維持される。
【００３８】
図５は、図１に示した容量−イメージ感知システムの別の例示アプリケーションを模式的に示している。この容量−イメージ感知システムは、タッチパネル（プレス感知及びタッチ感知制御パネル）５１と共に物理キー５０を備え、これらは同一の入力／出力制御集積回路（Ｉ／Ｏ制御ＩＣ）により制御される。ユーザが解除又はアンロック目的で任意の物理キー５０を押すと、キーの押下により信号受信端Ｒｘ１が接地され、信号受信端Ｒｘ１を介してＩ／Ｏ制御ＩＣ５２はゼロ電圧を受ける。一方、Ｉ／Ｏ制御ＩＣ５２は、信号伝送端末Ｔｘ２〜Ｔｘｎ及び信号受信端末Ｒｘ２〜Ｒｘｎによりタッチパネル５１上での容量−イメージの走査操作を開始するために一時的に起動される。その後、解除及び／又はアンロック条件が適合、例えば、予め決められた時間内に特定のタッチ又はジェスチャが感知される若しくは特定のフィンガープリントパターン又は特性が検知されると、Ｉ／Ｏ制御ＩＣ５２は、全システム５を起動する。そうでなければ、システムは、スリープ状態に戻って任意の物理キー５０の次の押下を待つ。このようにして、システム５及びＩ／Ｏ制御ＩＣ５２はオン状態に維持される必要がないので、電力消費を最小化することができる。
【００３９】
図６には、図１に示した容量−イメージ感知システムの更に別の例示アプリケーションが示されている。この容量−イメージ感知システムは、複数の同一に構成された感知ユニット６１を備え、ここでは符号６１’でラベルされた感知ユニット６１の一つが、感知ユニットネットワークに電力を導入するために外部電源６０又はバッテリに電気的に接続されている。好ましくは、感知ユニット６１は、タイリング様式で配置及び一体化される。各々の感知ユニット６１は、薄層フィルムと、この薄層フィルムに重畳された単層の電極と、を有する。単層の電極は、タッチ感知電極部（電極）６１１と、近接場信号と電力を伝送する電極部６１２と、を有する。タッチ感知電極部６１１は、感知ユニット６１の上面を形成し、耐水性の保護材料（不図示）により覆われている。近接場信号と電力を伝送する電極部６１２は、感知ユニット６１の縁に配置され、耐水性材料により覆われている。タイリングにより互いに隣接した感知ユニット６１の個々の近接場信号と電力を伝送する電極部６１２を介して、隣接した感知ユニット６１間の信号及び電力伝送が行われ得る。更に、タッチ感知電極部６１１及び近接場信号と電力を伝送する電極部６１２は、制御チップ６１０に電気的に接続されている。制御チップ６１０の制御下において、タッチ感知制御は、指、手のひら又は足裏によるユーザのタッチ又はジェスチャに応じてタッチ感知電極部６１１により行われ得る。制御チップ６１０は、好ましくは、例えば、ＺｉｇＢｅｅのような低速短距離伝送のワイヤレスネットワークプロトコルに準拠した伝送制御チップである。近接場信号と電力を伝送する電極部６１２は、ワイヤレス再充電及び／又はワイヤレス信号伝送のための伝送アンテナとして用いられ得る。ワイヤレスネットワークプロトコルにより、一つ又は複数の感知ユニット６１のタッチ感知結果は、外部システム（不図示）にワイヤレスで伝送され得る。このようにして複数の感知ユニット６１は、より大きな面積のタッチ感知パネルを規定するために組み合わせられる、又はタッチ感知グラウンドを形成するためにタイリングされ得る。感知ユニット６１は、例えば、ジェスチャセンサ又はフィンガープリントディテクタである。
【００４０】
図７は、本発明の他の実施形態に係る容量−イメージ感知システムを模式的に示している。この実施形態では、容量−イメージ感知システムは、本願と同じ出願人により出願されたＵＳ特許出願番号１４／５１６，９４８に記載されているように、タブレットコンピュータ又はスマートディスプレイのコンピュータシステムである。図示のように、コンピュータシステム７は、ユーザインターフェースとして機能するタッチ感知ユニット７０及び制御チップ７１を備える。電力消費をセーブするために、待機状態のコンピュータシステム７自身は、消費電力セーブモード、例えば、スリープモードに入る。一方、ユーザインターフェース、すなわち、制御チップ７１及びタッチ感知ユニット７０だけは、通常作動状態にある。そのため、コンピュータシステム７の解除及び／又はアンロックは、ユーザインターフェースにより行われる。例えば、ユーザインターフェースが特定のジェスチャ又は特定のコードを検知したときには、コンピュータシステム７は、通常作動状態に入るように解除又はアンロックされる。更に、コンピュータシステム７が通常作動状態にあるときでも、コンピュータシステム７は、常に入力信号受信状態である必要はない。その代わり、コンピュータシステム７は、ユーザインターフェースがユーザのタッチ、ジェスチャ又はキー押下を検知し、それをコンピュータシステム７に通知したのち、通常作動状態に戻ってもよい。例えば、ユーザが、タブレットコンピュータ又はスマートディスプレイパネル上でオンラインコミュニケーションソフトウェア、例えば、ＷｅＣｈａｔ又はＬＩＮＥを操作しているとき、タブレットコンピュータ又はスマートディスプレイパネルのコンピュータシステム７は、メッセージ入力の間に電力をセーブするためにスリープモードに入る。入力メッセージは、制御チップ７１のオンスクリーンディスプレイ機能により表示され得る。また、制御チップ７１は、ユーザインターフェースを通じてユーザにより入力されたメッセージを受信及び保存し、その保存されたメッセージを伝送条件が適合した後にバックエンドコンピュータシステム７に伝送する。一方、制御チップ７１は、そのメッセージを送信するためにインターネットにリンクするようコンピュータシステム７を起動する。上述した伝送条件は、ＥＮＴＥＲキーの押下又は特定ジェスチャの検知で有り得る。コンピュータシステム７が他の種類の情報処理システム、例えば、スマートフォンであってもよいことは理解すべきである。
【００４１】
更に、タッチ感知ユニット７０は、タッチ感知に対して独立して操作可能な一つ以上のタッチ感知エリアを有し得る。図７に示した実施形態では、第１のタッチ感知エリア７０１、第２のタッチ感知エリア７０２及び第３のタッチ感知エリア７０３が含まれる。例として、第１のタッチ感知エリア７０１はタッチキーボードとして機能し、第２のタッチ感知エリア７０２はフィンガープリントディテクタとして機能し、第３のタッチ感知エリア７０３はタッチ感知エッジとして機能する。第１のタッチ感知エリア７０１、第２のタッチ感知エリア７０２及び第３のタッチ感知エリア７０３は、同一の電極構造で形成されていてもよいし異なる電極構造で形成されていてもよいが、すべて制御チップ７１と電気的に接続されている。３つのエリアは、電力をセーブするために低速走査を実行するスリープモードに独立して入ってもよい。一旦、ユーザの指が任意のタッチ感知エリアに触れると、そのタッチ感知エリアは高速走査状態に戻る。そのため、タッチ感知は、大きな電力消費を懸念することなく大きなサイズのディスプレイに応用することができる。上述したタッチ感知エッジは、ディスプレイパネル上ではなくディスプレイのフレームに感知電極を取り付けることで形成され得る。制御チップ７１のオンスクリーンディスプレイ機能は、ユーザ操作を容易にするためにディスプレイパネル上に対応するアイコンを示してもよい。タッチ感知エリアは、例えば、ジェスチャセンサ又はフィンガープリントディテクタとして機能してもよい。
【００４２】
上述は、説明のために本発明を理解してもらえるよう特定の用語を用いた。しかしながら、当業者には、本発明を実施するために特別な詳細は必要ないことは明確であろう。そのため、本発明の特定の実施形態に関する上述は、図示及び記述のために提示されたものであり、本発明を開示したもの以外を排除又は限定するものではなく、明らかに多くの改良及び変更が上述の範囲において可能である。実施形態は、本発明及びその実際的応用の原理を最も良く説明するために選択及び記述されたものであり、そのため、今後の特定の使用に適合するように種々の改良を本発明及び実施形態に加えることを当業者に可能とするものである。以下の請求項及びそれに同等なものは、本発明の範囲を定義するものである。ここで開示された本発明の実施形態は、現在のところ好ましい実施形態であると考えられるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び改良が成され得る。本発明の範囲は添付の請求項に示され、同等の意味及び範囲において成されるすべての変更は、本発明の範囲に含まれるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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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【外国語明細書】
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