JP2018507643A - 感知用の装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
装置及び方法であって、装置は、複数のセンサセルを具備するセンサ構成であって、センサセルは、トランジスタ及びトランジスタに結合されたセンサを具備する、センサ構成と、ゲート入力信号が提供されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路であって、ゲート入力信号は、センサセル内のトランジスタのゲートに提供される、第一選択回路と、出力信号が受信されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路と、感知信号を提供するように構成された感知信号回路であって、センサは、出力信号がセンサのインピーダンスの通知を提供するように、感知信号回路と第二選択回路との間に提供されている、感知信号回路と、を具備する。
Description
本開示の例は、感知用の装置を提供する装置及び方法に関する。更に詳しくは、これらは、複数のセンサを具備し得る装置を提供する装置及び方法に関する。
ユーザ入力及び環境パラメータなどの属性の感知を可能にするセンサが知られている。このようなセンサは、属性に応答して電気特性の計測可能な変化を生成する材料を具備することができる。このようなセンサを複数のセンサ要素を具備するアレイとして構成することが有用である場合がある。これにより、単一の装置による複数の異なる属性の検出を可能にすることができる。いくつかの例においては、これにより、複数の場所における、且つ／又は、複数の異なる時点における、単一の装置による一つ以上の同一の属性の検出を可能にすることができる。
感知された一つ以上の属性を通知する情報又はアレイによってカバーされているエリア上における属性の分布に関する情報を取得するべく、センサのアレイからの信号の読取りが可能であることが有用である。
本開示の様々な、但し、必ずしもすべてではない、例によれば、装置が提供されてもよく、装置は、複数のセンサセルを具備するセンサ構成であって、センサセルは、トランジスタ及びトランジスタに結合されたセンサを具備する、センサ構成と、ゲート入力信号が提供されるセンサセルのサブセットをシーケンシングする（sequence）ように構成された第一選択回路であって、ゲート入力信号は、センサセル内のトランジスタのゲートに提供される、第一選択回路と、出力信号が受信されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路と、感知信号を提供するように構成された感知信号回路であって、センサは、出力信号がセンサのインピーダンスの通知を提供するように、感知信号回路と第二選択回路との間に提供されている、感知信号回路と、を具備する。
いくつかの例においては、第二選択回路は、センサセルから複素出力信号を受信するように構成されたアナログマルチプレクサを具備することができる。
いくつかの例においては、第二選択回路は、複数の行及び列において構成された複数のセンサセルを具備することができる。列は、行に対して直交していてもよい。いくつかの例においては、第一選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されていてもよく、且つ、第二選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されていてもよい。その他の例においては、第一選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されていてもよく、且つ、第二選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されていてもよい。
いくつかの例においては、センサは、センサセル内のトランジスタと直列状態において接続されていてもよい。その他の例においては、センサは、センサセル内のトランジスタと並列状態において接続されていてもよい。
いくつかの例においては、トランジスタは、薄膜トランジスタを具備することができる。
いくつかの例においては、データ入力信号は、交流信号を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応じてインピーダンスを変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応答して抵抗を変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応答して誘電率を変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、装置は、出力信号から取得された情報を送信するように構成された少なくとも一つのトランスミッタを更に具備することができる。
本開示の様々な、但し、必ずしもすべてではない、例によれば、上述の装置を具備する通信デバイスが提供されてもよい。
本開示の様々な、但し、必ずしもすべてではない、例によれば、方法が提供されてもよく、方法は、複数のセンサセルを具備するセンサ構成を提供するステップであって、センサセルは、トランジスタ及びトランジスタに結合されたセンサを具備する、ステップと、ゲート入力信号が提供されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路を提供するステップであって、ゲート入力信号は、センサセル内のトランジスタのゲートに提供される、ステップと、出力信号が受信されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路を提供するステップと、感知信号を提供するように構成された感知信号回路を提供するステップであって、センサは、出力信号がセンサのインピーダンスの通知を提供するように、感知信号回路と第二選択回路との間に提供されている、ステップと、を具備する。
いくつかの例においては、第二選択回路は、センサセルから複素出力信号を受信するように構成されたアナログマルチプレクサを具備することができる。
いくつかの例においては、複数のセンサセルは、複数の行及び列において構成されていてもよい。いくつかの例においては、列は、行に対して直交していてもよい。いくつかの例においては、第一選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されていてもよく、且つ、第二選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されていてもよい。その他の例においては、第一選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されていてもよく、且つ、第二選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されていてもよい。
いくつかの例においては、センサは、センサセル内のトランジスタと直列状態において接続されていてもよい。その他の例においては、センサは、センサセル内のトランジスタと並列状態において接続されていてもよい。
その他の例においては、トランジスタは、薄膜トランジスタを具備することができる。
いくつかの例においては、データ入力信号は、交流信号を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応じてインピーダンスを変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応答して抵抗を変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、センサは、感知された属性に応答して誘電率を変化させる材料を具備することができる。
いくつかの例においては、方法は、出力信号から取得された情報を送信するように構成された少なくとも一つのトランスミッタを提供するステップを更に具備することができる。
本開示の様々な、但し、必ずしもすべてではない、例によれば、添付の請求項において特許請求されている例が提供されてもよい。
簡潔な説明について理解するのに有用な様々な例について更に理解するべく、以下、一例としてのみ、添付図面を参照することとする。図において：
添付の図は、装置１を示しており、装置１は、複数のセンサセル３５を具備するセンサ構成３であって、センサセル３５は、トランジスタ３１及びトランジスタ３１に結合されたセンサ３３を具備する、センサ構成３と、ゲート入力信号６が提供されるセンサセル３５のサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路５であって、ゲート入力信号６は、センサセル３５内のトランジスタ３１のゲートに提供される、第一選択回路５と、出力信号８が受信されるセンサセル３５のサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路９と、感知信号４を提供するように構成された感知信号回路７であって、センサ３３は、出力信号８がセンサ３３のインピーダンスの通知を提供するように、感知信号回路７と第二選択回路９との間に提供されている、感知信号回路７と、を具備する。
本開示の例は、センサ構成３内のトランジスタ３１のスイッチとしての使用を可能にするという技術的効果を提供している。これにより、それぞれのセンサ３３のインピーダンスの別個の計測を可能にするべく、それぞれのセンサセル３５の個別のアドレス指定が可能になる。それぞれのセンサセル３５内には、一つのトランジスタ３１しか提供されていないことから、これにより、センサ３３からの正確な計測を可能にするべく、センサ構成３内の抵抗が十分に小さいことが保証される。
装置１は、感知を目的としたものであってもよい。装置１は、複数の異なる属性の感知を目的としたものであってもよい。
図１は、本開示のいくつかの例において提供され得る例示用の装置１を概略的に示している。装置１は、センサ構成３と、第一選択回路５と、第二選択回路９と、感知信号回路７と、を具備する。
センサ構成３は、複数のセンサセル３５を具備することができる。センサセル３５は、トランジスタ３１と、トランジスタ３１に結合されたセンサ３３と、を具備することができる。例のいくつかにおいては、装置１内の複数のセンサセル３５のそれぞれは、トランジスタ３１と、トランジスタ３１に結合されたセンサ３３と、を具備することができる。いくつかの例においては、それぞれのセンサセル３５内に提供され得るのは、一つのトランジスタ３１のみである。センサ３３は、感知信号回路７と第二選択回路９との間において位置決めされるように、センサ構成３内において配置されてもよい。センサ３３は、出力信号８がセンサ３３のインピーダンスなどの電気特性の計測値を提供するように、センサ構成３内において配置されてもよい。
図３及び図４には、本開示の実装形態において使用され得るセンサ構成３の例が示されている。その他の例においては、その他のセンサ構成３が使用され得ることを理解されたい。
第一選択回路５は、センサ構成３内の選択されたセンサセル３５のサブセットにゲート入力信号６を提供する手段を具備することができる。いくつかの例においては、第一選択回路５は、ゲート入力信号６が提供されるセンサセル５のサブセットをシーケンシングするように構成されていてもよい。ゲート入力信号６は、それぞれのセンサセル３５内のトランジスタ３１のゲートに順番に提供されてもよい。
第二選択回路９は、出力信号８が受信されるセンサセル３５のサブセットをシーケンシングする手段を具備することができる。いくつかの例においては、第二選択回路９は、マルチプレクサを具備することができる。いくつかの例においては、第二選択回路９は、アナログマルチプレクサを具備することができる。出力信号８は、実数成分及び虚数成分の両方を具備し得る複素信号を具備することができる。いくつかの例においては、第二選択回路９は、出力信号８が第二選択回路９に提供される前に、出力信号８の処理又はサンプリングが存在しないように、センサ構成３に直接的に結合されていてもよい。
感知信号回路７は、感知信号４を提供する手段を具備することができる。感知信号４は、ＡＣ（交流）信号であってもよい。このような例においては、感知信号４の周波数は、センサ構成３内のセンサ３３の感度を最適化するように選択されてもよい。
装置３は、第二選択回路９によって取得された出力信号８を使用してセンサ構成３内のセンサ３３のそれぞれから情報を取得できるように、構成されていてもよい。第一選択回路５及び第二選択回路９を制御することにより、センサ構成３内のそれぞれのセンサセル３５を個別にアドレス指定することができる。これにより、それぞれのセンサ３３のインピーダンスなどの電気特性の計測値の取得を可能にすることができる。センサ３３の電気特性は、感知される属性に依存していることから、これらの計測値は、感知される属性に関する情報を提供する。
いくつかの例においては、第二選択回路９によって取得される出力信号８は、感知される属性に関する情報の取得を可能にするべく、分析回路２１に提供されてもよい。
図２は、別の例示用の装置１を概略的に示している。図２の例示用の装置１は、出力信号８を処理し、且つ、次いで、処理済みの信号の別の装置への送信を可能にするように、構成されている。
又、図２の例示用の装置１も、センサ構成３と、第一選択回路５と、第二選択回路９と、を具備する。センサ構成３、第一選択回路５、及び第二選択回路９は、図１との関係において上述したものであってもよい。又、図２の例示用の装置は、分析回路２１と、制御回路２３と、一つ以上のトランスミッタ２５と、電源２７と、フィルタ２９と、をも具備する。
分析回路２１は、第二選択回路９によって提供される信号２２を分析するように構成され得る任意の手段を具備することができる。分析回路２１は、センサ構成３内の異なるセンサセル３５の現時点のインピーダンスを判定するべく、第二選択回路９によって提供される信号２２を分析するように構成されていてもよい。
図２の例示用の装置において、分析回路２１は、感知信号回路７として動作すると共に入力信号４をセンサ構成３に提供するように、構成されている。分析回路２１は、入力信号４をセンサ構成３に提供するように構成され得る周波数生成器を具備することができる。
次いで、入力信号４は、出力信号８がセンサ３３のインピーダンスの通知を提供するように、センサ構成３内のセンサ３３に提供される。出力信号８は、第二選択回路９によって取得される。図２の例においては、センサ構成３と第二選択回路９との間に、介在するコンポーネントは存在していない。第二選択回路９によって分析回路２１に提供される信号は、実数成分と虚数成分との両方を具備する複素信号であってもよい。
信号２２は、センサ構成３内の複数のセンサ３３のインピーダンスに関係する情報を具備することができる。いくつかの例においては、アンチエイリアシングフィルタ２９が、第二選択回路９と分析回路２１との間に提供されてもよい。
分析回路２１は、信号２２をサンプリングするように構成されていてもよい。いくつかの例においては、分析回路２１は、信号２２をサンプリングするように構成され得るアナログ−デジタルコンバータを具備することができる。次いで、サンプリングされた信号は、信号２２の実数成分及び虚数成分を通知するデータを提供するべく、分析されてもよい。例えば、離散フーリエ変換が、サンプリングされた信号に対して実行されてもよい。このデータは、センサ構成３内のそれぞれのセンサ３３のインピーダンスの大きさ及び／又は位相を算出するべく、使用されてもよい。
分析回路２１は、任意の適切な回路を具備することができる。いくつかの例においては、分析回路２１は、ベクトルネットワークアナライザインピーダンスコンバータ又は任意のその他の適切な回路を具備することができる。
分析回路２１によって取得されたデータは、データ信号２４内の制御回路２３に提供されてもよい。制御回路２３は、装置１を制御する手段を具備することができる。制御回路２３は、ゲート入力信号６のシーケンシングを制御するべく、第一選択回路５を制御するように構成されていてもよい。又、制御回路２３は、第二選択回路９を制御するように構成されていてもよい。制御回路２３は、出力信号８が受信されるセンサセル３５のサブセットのシーケンシングを制御するべく、第一選択回路５を制御するように構成されていてもよい。制御回路２３は、それぞれのセンサセル３５が別個に計測され得るように、センサセル３５のサブセットのシーケンシングを同期化するべく、第一選択回路５及び第二選択回路９を同期化するように構成されていてもよい。
又、制御回路２３は、分析回路２１から受信されるデータ信号２４を処理するように構成されていてもよい。受信されたデータ信号２４は、計測されたインピーダンスを通知するデータを具備する。制御回路２３は、センサ構成３内の異なるセンサセル３５の現時点のインピーダンスを判定するべく、受信されたデータ信号２４を使用するように構成されていてもよい。これにより、異なる感知された属性に関する情報の取得を可能にすることができる。
又、図２の例においては、装置１は、一つ以上のトランスミッタ２５をも具備する。一つ以上のトランスミッタ２５は、装置１による別の装置との間の通信接続の確立を可能にする任意の手段を具備することができる。トランスミッタ２５は、装置１による別の装置との間における情報の交換を可能にすることができる。いくつかの例においては、別の装置は、携帯電話機又はタブレットコンピュータ、サーバ、或いは、任意のその他の適切な装置などの、別のユーザ装置であってもよいであろう。
トランスミッタ２５によって確立される通信接続は、無線接続を具備することができる。いくつかの例においては、無線通信接続は、近距離通信（NFC:Near Field Communication）、Bluetooth、無線ローカルエリアネットワーク（無線LAN）、Bluetooth low energy（BLTE）、又は任意のその他の適切な接続などの、接続を具備することができる。いくつかの例においては、接続は、センサと関連付けられた情報のみが、接続を使用して送信されるように、センサに専用の接続を具備することができる。
又、いくつかの例においては、装置１は、装置１によるその他の装置からの情報の受信を可能にし得る一つ以上のレシーバを具備することもできる。
一つ以上のトランスミッタ２５は、センサ構成３から取得された情報の別の装置１への送信を可能にすることができる。これにより、センサ構成３内のセンサ３３によって取得された情報のその他の装置への送信を可能にすることができる。
又、図２の例示用の装置１は、電源２７をも具備する。電源は、センサ構成３に電力を提供するように構成され得る任意の手段を具備することができる。いくつかの例においては、電源２７は、電池又は任意のその他の適切な手段を具備することができる。
図２の例においては、電源２７は、＋２．７Ｖ〜−２０Ｖの範囲内の電圧を提供するように構成されている。本開示のその他の例においては、その他の範囲が提供され得ることを理解されたい。いくつかの例においては、電圧範囲は、センサ構成３内のトランジスタ３１のゲート電圧要件に依存し得る。
図１及び図２の装置は、通信デバイス内において提供されてもよい。通信デバイスは、ユーザの身体の近傍において位置決めされるように構成され得るハンドヘルド型又はウエアラブル型の装置であってもよいであろう。このような例においては、装置１は、ユーザの環境及び／又は状態のパラメータに関する情報の収集及び別の装置への送信を可能にすることができる。
図３は、本開示のいくつかの例において使用され得るセンサ構成３を示している。図３の例示用のセンサ構成３は、図１及び図２の装置などの装置１内において提供されてもよい。図３の例示用のセンサ構成３においては、センサ３３は、トランジスタ３１と直列状態において接続されている。
センサ構成３は、第一選択回路５及び第二選択回路９に結合されていてもよい。第一選択回路５及び第二選択回路９は、図１及び図２との関係において上述したものであってもよい。入力信号４は、感知信号回路７によって提供されてもよい。第二選択回路９は、上述のマルチプレクサを具備することができる。
センサ構成３は、複数のセンサセル３５を具備する。図３の例においては、１６個のセンサセル３５が、４×４のアレイとして提供されている。本開示のその他の例においては、任意の数及び／又は構成のセンサセル３５が提供され得ることを理解されたい。
図３の例においては、センサ構成３は、アレイとして構成されたセンサセル３５の分散ネットワークを具備する。アレイは、複数の行と、複数の列と、を具備する。図３に示されている例においては、アレイは、規則的に離隔した平行な行と、規則的に離隔した平行な列と、を具備する規則的なアレイである。図示の例においては、アレイは、行が列と直交しているという点において、直交型である。いくつかの例においては、アレイは、規則的でなくてもよく、且つ／又は、直交型でなくてもよいことを理解されたい。
図３の例においては、センサセル３５のそれぞれは、センサ３３に結合されたトランジスタ３１を具備する。それぞれのセンサセル３５内には、一つのトランジスタ３１のみが提供されている。図３の例においては、センサ３３は、トランジスタ３１に直列状態において接続されている。図３の例においては、トランジスタ３１とセンサ３３との間に、介在するコンポーネントは、存在していない。
トランジスタ３１は、感知信号回路７と第二選択回路９との間において位置決めされるように、センサ構成３内において配置されている。トランジスタ３１は、センサ３３用のスイッチとして機能するように構成されている。トランジスタ３１は、ソース入力信号が感知信号回路７から受信されると共にドレイン信号が第二選択回路９に提供されるように、構成されている。ゲート入力信号６は、第一選択回路５から受信される。第一選択回路５は、ゲート入力信号６を異なる時点においてセンサセル３５の異なるサブセットに提供することにより、異なるセンサセル３５が異なる時点において起動され得るように、構成されている。
トランジスタ３１は、任意の適切なトランジスタ３１を具備することができる。いくつかの例においては、トランジスタ３１は、薄膜トランジスタ又はその他の類似のトランジスタを具備することができる。いくつかの例においては、トランジスタ３１は、有機又は無機薄膜トランジスタを具備することができる。トランジスタ３１は、任意の適切な技法を使用することにより、形成されてもよい。例えば、トランジスタ３１は、基材上に印刷又は堆積されてもよい。トランジスタ３１内において使用される材料に応じて、ロールツーロール印刷、シートツーシート印刷、シルクスクリーン印刷などの印刷型の方法、或いは、その他の印刷電子回路の方法を使用することができる。
センサ３３は、感知される属性に応答して、電気特性の計測可能な変化を生成し得る任意の手段を具備することができる。図示の例においては、センサ３３は、インピーダンスの変化を生成するように構成されている。図３の例においては、センサ３３のインピーダンスは、時変複素インピーダンスを付与する抵抗と並列状態にある静電容量として表されている。
センサ３３によって感知される検出属性は、ユーザが、装置１に接触するか、或いは、装置１を折り曲げたり又は変形させるなどの、ユーザ入力であってもよいであろう。いくつかの例においては、検出属性は、温度、放射、化学物質の存在、又は任意のその他の適切な属性などの、環境パラメータを具備することができよう。センサ３３内において使用される材料は、感知対象の属性に応じて選択されてもよい。
いくつかの例においては、センサ３３は、酸化グラフェンを具備することができる。これにより、センサ３３による、湿度、温度、又はその他の適切な環境パラメータなどの属性の検出を可能にすることができる。
いくつかの例においては、グラフェンを具備するセンサ３３は、ＵＶ（紫外線）及びＩＲ（赤外線）放射などの属性、抗原などの化学物質、又はその他の汚染物質を検出するべく使用されてもよい。いくつかの例においては、グラフェンは、水中の汚染物質を検出するべく使用されてもよい。これにより、浄水システム内における、或いは、食品製造又は調製用の水質の保証のための、或いは、任意のその他の使用法のための、センサ３３の使用を可能にすることができる。
いくつかの例においては、湿度、或いは、ガス又はその他の化学物質などのその他の環境パラメータを検出するべく、酸化亜鉛を具備するセンサ３３が使用されてもよい。酸化亜鉛は、ナノ構造において、或いは、任意のその他の形態において、提供されてもよい。
いくつかの例においては、センサ３３は、ポリシロキサン及びメタクリルポリマー、ポリイミド、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルアルコール）、セラミック材料、又は任意のその他の適切な材料などの、容量性変換（capacitive transduction）メカニズムを有する材料を具備することができる。材料が容量性変換メカニズムを有する場合には、環境パラメータ又はその他の属性が材料の誘電率を変化させることができる。このような材料は、温度や赤外線放射などの属性、ガスなどの汚染物質、或いは、任意のその他の適切なパラメータを検出するべく、使用することができる。
いくつかの例においては、センサ３３は、形状の変化又は装置１に印加された歪を検出するように構成され得る材料を具備することができる。これにより、ユーザが装置を折り曲げるか又はその他の方法で変形させるなどの、ユーザ入力を検出するためのセンサ構成３の使用法を可能にすることができる。いくつかの例においては、センサ３３は、センサ３３が変形された際に変化するインピーダンスを有し得るカーボンナノチューブなどのカーボン構造を具備することができる。いくつかの例においては、センサ３３は、PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）、酸化亜鉛、又は任意のその他の適切な材料などの、圧電材料を具備することができる。
センサ３３は、出力信号８がセンサ３３のインピーダンスの計測値を提供するように、感知信号回路７と第二選択回路９との間に提供されている。
装置１は、センサ構成内のセンサセル３５のそれぞれが別個に計測され得るように、構成されていてもよい。第一選択回路５は、ゲート入力信号６を特定のセンサセル３５のサブセットに導くように構成されていてもよい。第一選択回路５は、ゲート入力信号６を特定のセンサセル３５の行まで導くように構成されていてもよい。ゲート入力信号は、スイッチとしてのトランジスタ３１の動作を可能にするべく、トランジスタ３１のゲートに提供されている。
第二選択回路９は、特定のセンサセル３５のサブセットから出力信号８を導くように構成されていてもよい。第二選択回路９は、特定のセンサセル３５の列から出力信号８を導くように構成されていてもよい。
第一選択回路５及び第二選択回路７は、同時に、ゲート入力信号６を同一の有効なセンサセル３５まで導くと共に、これから出力信号８を導くように、同期化されてもよい。いくつかの例においては、第一選択回路５及び第二選択回路７の同期化は、制御回路２３によって制御されてもよい。
第一選択回路５は、ゲート入力信号が一連の異なる行を通じて提供されている行をシーケンシングするように構成されていてもよい。それぞれの行は、所与の期間において、一度だけ、起動されてもよい。第二選択回路９は、出力信号８が一連の異なる列を通じて受信されている列をシーケンシングするように構成されていてもよい。それぞれの列は、所与の時間において、一度だけ、起動されてもよい。
いくつかの例においては、ゲート入力信号６及び出力信号８は、規則的な時間シーケンスを有していてもよく、この場合に、それぞれのセルは、すべてのその他のセルと同じ程度に頻繁に、且つ、同一量の時間にわたって、アドレス指定されている。その他の例においては、信号は、いくつかのセルが、その他のものよりも、頻繁に、且つ／又は、長い期間にわたって、アドレス指定されるように、不規則な時間シーケンスを有することができる。
ゲート入力信号６は、行に提供され、且つ、出力信号８は、列から取得されるものと記述されているが、これは、逆転され得ることを理解されたい。例えば、その他の例においては、ゲート入力信号６は、列に提供されてもよく、且つ、出力信号８は、行から取得されてもよい。従って、文脈に応じて、「行」及び「列」という用語は、相互交換されてもよい。
図４は、本開示のいくつかの例において使用され得る別のセンサ構成３を示している。図４の例示用のセンサ構成３は、図１及び図２の装置などの装置１内において提供されてもよい。図４の例示用のセンサ構成３において、センサ構成３５は、トランジスタ３１及びセンサ３３をそれぞれが具備する複数のセンサセル３５を具備する。トランジスタ３１及びセンサ３３は、上述のものであってもよい。図４のセンサ構成３は、図４においては、センサ３３が、直列ではなく、並列状態において、トランジスタ３１と接続されているという点において、図３のセンサ構成３と異なっている。
図４の例においては、第一選択回路５は、センサ構成３の異なる列に対するゲート入力信号６の提供を可能にするように構成されており、且つ、第二選択回路９は、異なる行からの出力信号８の取得を可能にするように構成されている。第一選択回路５及び第二選択回路９の動作は、上述のものであってもよいことを理解されたい。又、その他の例においては、ゲート入力信号６は、行に提供されてもよく、且つ、出力信号８は、列から取得されてもよいことを理解されたい。
図５は、方法を示している。方法は、図１〜図４を参照して上述した装置などの装置を提供するべく、使用されてもよい。
方法は、ブロック５１において、複数のセンサセル３５を具備するセンサ構成３を提供するステップを具備しており、この場合に、センサセル３５は、トランジスタ３１と、トランジスタ３１に結合されたセンサ３３と、を具備する。ブロック５３において、方法は、ゲート入力信号６が提供されるセンサセル３５のサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路５を提供するステップを具備しており、この場合に、ゲート入力信号６は、センサセル３５内のトランジスタ３１のゲートに提供されている。
又、方法は、ブロック５５において、出力信号が受信されるセンサセル３５のサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路９を提供するステップと、ブロック５７において、感知信号４を提供するように構成された感知信号回路７を提供するステップと、をも具備しており、この場合に、センサ３３は、出力信号がセンサ３３のインピーダンスの通知を提供するように、感知信号回路７と第二選択回路９との間に提供されている。
図６は、例示用の装置におけるセンサ感度のプロットを示しており、この場合に、データは、第一周波数によってサンプリングされている。センサ感度は、ｙ軸上においてプロットされており、且つ、インピーダンスＺは、ｘ軸上においてプロットされている。センサ感度（性能指数）は、（ｄ｜Ｚmeas｜／ｄＲpDUT）・（ＲpDUT／｜Ｚmeas｜）により、付与される。図６においてプロットされているデータは、５ｋＨｚのサンプリング周波数を使用して取得されたものである。
図６のプロットは、センサ３３のインピーダンスが、２０ｋΩ〜２００ｋΩの範囲にある際に、センサセル３５の感度は、確実な計測のために十分に良好であることを示している。トランジスタ３１のインピーダンスは、試験対象の装置（センサ３３）の抵抗よりも格段に小さいはずである。センサ３３のインピーダンスが大きい場合には、試験対象装置の抵抗は、スイッチとして構成されているトランジスタ３１のチャネルのインピーダンスを上回っている。
図７は、センサ感度の別のプロットを示しており、この場合に、データは、第二周波数によってサンプリングされたものである。このプロットにおいては、サンプリング周波数は、１００Ｈｚであった。相対的に低い周波数の使用により、センサの感度が増大し、その結果、検出範囲は、３０ｋΩ〜３０ＭΩに拡幅されている。
本開示の例において使用されているサンプリング周波数は、使用されるセンサ３３及びトランジスタ３１に依存し得ることを理解されたい。
本開示の例は、それぞれのセンサセル３５内において単一のトランジスタ３１のみを具備するセンサ構成３を提供している。これにより、それぞれのセンサセルを個別にアドレス指定するために必要とされる接続の数が低減される。必要とされる接続ラインの数の低減により、多数のセンサセル３５を具備するアレイの提供を可能にすることができる。例えば、いくつかの例においては、アレイは、それぞれの列及び／又は行内において、１００個超のセンサセル３５を具備することができる。
又、それぞれのセンサセル３５内において単一のトランジスタ３１のみを有することにより、それぞれのセンサセルの抵抗を低減することができると共に、センサ３３の相対的に幅広の計測範囲を可能にすることができる。図３の例においては、センサ３３と直列状態にある抵抗は、センサ３３からの正確な計測を可能にするべく、十分に小さくすることができる。図４の例においては、センサ３３と並列状態にある抵抗は、センサ３３からの正確な計測を可能にするべく、十分に小さくすることができる。
センサ構成３は、印刷によって形成されてもよく、且つ、小さく且つコンパクトな感知装置を提供することができる。感知装置は、ウエアラブル電子回路内に、或いは、携帯電話機などの携帯型電子装置内に、統合されてもよい。これにより、ユーザの環境を監視するためのセンサ構成３の使用法を可能にすることができる。例えば、これは、熱、ＵＶ放射又はＩＲ放射などの放射、ユーザにとって危険であり得る汚染物質、或いは、任意のその他の適切なパラメータなどの、危険な又は潜在的に危険なパラメータに対するユーザの曝露を監視するべく使用することができよう。
いくつかの例においては、センサ構成によって取得される情報は、一つ以上のトランスミッタを介してその他の装置に提供することができよう。これにより、その他の装置による装置が曝露されている状態の監視を可能にすることができると共に、曝露が所与の閾値を超過した場合の警告又はその他の動作の実行を可能にすることができる。
いくつかの例においては、センサ構成３は、ユーザが装置１を折り曲げるか又はその他の方法で変形させるなどの、ユーザ入力を検出するように構成することができよう。これにより、環境パラメータと、更には、ユーザ入力と、の検出のための同一のコンポーネントの使用法を可能にすることができる。
上述の制御回路２３は、例えば、コンピュータ可読ストレージ媒体（ディスクやメモリなど）上において保存され得る実行可能コンピュータプログラム命令を汎用又は特殊目的処理回路内において使用することにより、これらの処理回路によるハードウェア機能の実行を可能にする、命令を使用して実装されてもよい。
処理回路は、メモリ回路から読み出すと共にこれに書き込むように構成されていてもよい。又、処理回路は、データ及び／又はコマンドが処理回路によって出力される出力インタフェースと、データ及び／又はコマンドが処理回路に入力される入力インタフェースと、を具備することもできる。
メモリ回路は、処理回路に読み込まれた際に装置１の動作を制御するコンピュータプログラム命令を具備するコンピュータプログラムを保存するように構成されていてもよい。コンピュータプログラム命令は、装置による記述されている方法の実行を可能にするロジック及びルーチンを提供する。処理回路は、メモリ回路を読み取ることにより、コンピュータプログラムを読み込むことが可能であり、且つ、実行することができる。
従って、装置１は、処理回路と、コンピュータプログラムコードを含むメモリ回路と、を具備しており、少なくとも一つのメモリ及びコンピュータプログラムコードは、処理回路により、分析回路２１が、記述されているように稼働するようにするべく、構成されている。
コンピュータプログラムは、任意の適切な供給メカニズムを介して装置１に到達することができる。供給メカニズムは、例えば、一時的ではないコンピュータ可読ストレージ媒体、コンピュータプログラムプロダクト、メモリ装置、コンパクトディスク読出し専用メモリ（CD-ROM:Compact Disc Read-Only Memory）又はデジタルバーサタイルディスク（DVD:Digital Versatile Disc）などの記録媒体、コンピュータプログラムを有体的に実施した製造物品であってもよい。供給メカニズムは、コンピュータプログラムを確実に転送するように構成された信号であってもよい。装置１は、コンピュータプログラムをコンピュータデータ信号として伝播させることができるか、或いは、送信することができる。
いくつかの例においては、メモリ回路は、単一のコンポーネントとして実装されてもよく、これは、一つ以上の別個の成分として実装されてもよく、これらのうちのいくつか又はすべては、統合されてもよく／着脱自在であってもよく、且つ／又は、永久的な／半永久的な／動的な／キャッシングされたストレージを提供することもできる。
「コンピュータ可読ストレージ媒体」、「コンピュータプログラムプロダクト」、「有体的に実施されたコンピュータプログラム」など、或いは、「コントローラ」、「コンピュータ」、「プロセッサ」など、に対する参照は、シングル／マルチプロセッサアーキテクチャ及びシーケンシャル（フォンノイマン）／パラレルアーキテクチャなどの、異なるアーキテクチャを有するコンピュータのみならず、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（FPGA:Field-Programmable Gate Array）、用途固有の集積回路（ASIC:Application Specific Integrated Circuit）、信号処理装置、及びその他の処理回路などの、専門的な回路をも包含するものと理解されたい。コンピュータプログラム、命令、コードなどに対する参照は、プログラム可能なプロセッサ用のソフトウェアを包含するか、或いは、例えば、プロセッサ用の命令であるのか、或いは、固定機能装置、ゲートアレイ、又はプログラム可能な論理装置などのための構成設定であるのかを問わず、ハードウェア装置のプログラム可能なコンテンツなどのファームウェアを包含するものと理解されたい。
本出願において使用される「回路」という用語は、
（ａ）ハードウェアのみの回路実装形態（アナログ及び／又はデジタル回路のみにおける実装形態など）と、
（ｂ）（適用可能な場合に）（ｉ）一つ以上のプロセッサの組合せ、或いは、（ii）携帯電話機又はサーバなどの装置が様々な機能を実行するようにするべく協働する（一つ以上のデジタル信号プロセッサ、ソフトウェア、及び一つ以上のメモリを含む）一つ以上のプロセッサ／ソフトウェアの一部分などの、回路及びソフトウェア（並び／或いは、ファームウェア）の組合せと、
（ｃ）ソフトウェア又はファームウェアが物理的に存在しない場合にも、動作のためにソフトウェア又はファームウェアを必要としている、一つ以上のマイクロプロセッサ、又は一つ以上のマイクロプロセッサの一部分などの、回路と、
のすべてを意味している。
（ａ）ハードウェアのみの回路実装形態（アナログ及び／又はデジタル回路のみにおける実装形態など）と、
（ｂ）（適用可能な場合に）（ｉ）一つ以上のプロセッサの組合せ、或いは、（ii）携帯電話機又はサーバなどの装置が様々な機能を実行するようにするべく協働する（一つ以上のデジタル信号プロセッサ、ソフトウェア、及び一つ以上のメモリを含む）一つ以上のプロセッサ／ソフトウェアの一部分などの、回路及びソフトウェア（並び／或いは、ファームウェア）の組合せと、
（ｃ）ソフトウェア又はファームウェアが物理的に存在しない場合にも、動作のためにソフトウェア又はファームウェアを必要としている、一つ以上のマイクロプロセッサ、又は一つ以上のマイクロプロセッサの一部分などの、回路と、
のすべてを意味している。
「回路」の定義は、すべての請求項を含む、本出願におけるこの用語のすべての使用に対して適用される。又、更なる例として、本出願において使用されている「回路」という用語は、一つのプロセッサ（又は、複数のプロセッサ）又はプロセッサの一部分とその（又は、それらの）付随するソフトウェア及び／又はファームウェアのみの実装形態をも含むことになろう。又、「回路」という用語は、例えば、且つ、特定の請求項要素に適用可能である場合には、携帯電話機用のベースバンド集積回路又はアプリケーションプロセッサ集積回路、或いは、サーバ、セルラーネットワーク装置、又はその他のネットワーク装置内の類似の集積回路をも、含むことになろう。
図５に示されているブロックは、必ずしも、ブロックの必要とされる又は好ましい順序が存在することを意味するものではなく、且つ、ブロックの順序及び構成は、変更されてもよい。更には、いくつかのブロックの省略も可能であり得る。
「具備する（comprise）」という用語は、本明細書においては、排他的な意味ではなく、包含的な意味を伴って使用されている。即ち、Ｙを具備するＸに対する任意の参照は、Ｘが一つのＹのみを具備してもよく、或いは、複数のＹを具備してもよいことを通知している。排他的な意味を伴って「具備する」を使用することが意図されている場合には、それは、「一つの〜のみを具備する（comprising only one...）」を参照することにより、或いは、「〜から構成される（consisting）」を使用することにより、文脈において明示されることになる。
この簡潔な説明においては、様々な例が参照されている。例との関係における特徴又は機能の説明は、それらの特徴又は機能がその例において存在することを通知している。テキスト中における「例（example）」又は「例えば（for example）」、或いは、「〜してもよい（may）」という用語の使用は、明示的に記述されているかどうかとは無関係に、そのような特徴又は機能が、一例として記述されているかどうかとは無関係に、少なくとも記述されている例においては、存在しており、且つ、それらが、必須ではないものの、いくつかの、又はすべての、その他の例において、存在し得る、ことを表記している。従って、「例」、「例えば」、「〜してもよい」は、所定の例のクラスにおける一つの特定のインスタンスを参照している。インスタンスのプロパティは、そのインスタンスのみのプロパティ、そのクラスのプロパティ、或いは、そのクラス内のインスタンスのうちの、いくつかの、但し、すべてではない、インスタンスを含むクラスのサブクラスのプロパティであってもよい。従って、別の例を参照してではなく、一つの例を参照して記述されている特徴は、可能な場合には、その他の例においても使用することができるが、必ずしも、そのその他の例において使用される必要はない、ことが黙示的に開示されている。
以上の段落においては、様々な例を参照し、本開示の例について説明したが、特許請求されている本発明の範囲を逸脱することなしに、付与されている例に対する変更が実施され得ることを理解されたい。
以上の説明において記述されている特徴は、明示的に記述されている組合せ以外の組合せにおいて使用されてもよい。
特定の特徴を参照し、機能について説明されているが、それらの機能は、記述されているかどうかとは無関係に、その他の特徴によって実行可能であり得る。
又、特定の実施形態を参照し、特徴について説明したが、それらの特徴は、記述されているかどうかとは無関係に、その他の実施形態においても存在し得る。
以上の説明においては、特定の重要性を有するものと考えられる本発明の特徴に注目を集めるように努力したが、本出願人は、特別に強調されているかどうかとは無関係に、以上において参照されている、且つ／又は、図面において示されている、すべての特許可能な特徴又は特徴の組合せに関連した保護を請求していることを理解されたい。
Claims (15)
- 装置であって、
複数のセンサセルを具備するセンサ構成であって、センサセルは、トランジスタと、前記トランジスタに結合されたセンサと、を具備する、センサ構成と、
ゲート入力信号が提供されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路であって、前記ゲート入力信号は、前記センサセル内の前記トランジスタのゲートに提供される、第一選択回路と、
出力信号が受信されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路と、
感知信号を提供するように構成された感知信号回路であって、前記センサは、前記出力信号が前記センサのインピーダンスの通知を提供するように、前記感知信号回路と前記第二選択回路との間に提供されている、感知信号回路と、
を具備する装置。 - 前記第二選択回路は、前記センサセルから複素出力信号を受信するように構成されたアナログマルチプレクサを具備する、請求項１に記載の装置。
- 前記複数のセンサセルは、複数の行及び列において構成されており、且つ、前記列は、前記行と直交している、請求項１又は請求項２に記載の装置。
- 前記第一選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されており、且つ、前記第二選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されている、請求項３に記載の装置。
- 前記第一選択回路は、一連の異なる列を通じてシーケンシングするように構成されており、且つ、前記第二選択回路は、一連の異なる行を通じてシーケンシングするように構成されている、請求項３に記載の装置。
- 前記センサは、前記センサセル内の前記トランジスタと直列に接続されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサは、前記センサセル内の前記トランジスタと並列に接続されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
- 前記トランジスタは、薄膜トランジスタを具備する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
- 前記感知信号は、交流信号を具備する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサは、感知された属性に応じてインピーダンスを変化させる材料を具備する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサは、前記感知された属性に応答して抵抗を変化させる材料を具備する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサは、前記感知された属性に応答して誘電率を変化させる材料を具備する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
- 前記出力信号から得られた情報を送信するように構成された少なくとも一つのトランスミッタを更に具備する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置を具備する通信デバイス。
- 方法であって、
複数のセンサセルを具備するセンサ構成を提供するステップであって、センサセルは、トランジスタと、前記トランジスタに結合されたセンサと、を具備する、ステップと、
ゲート入力信号が提供されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第一選択回路を提供するステップであって、前記ゲート入力信号は、前記センサセル内の前記トランジスタのゲートに提供される、ステップと、
出力信号が受信されるセンサセルのサブセットをシーケンシングするように構成された第二選択回路を提供するステップと、
感知信号を提供するように構成された感知信号回路を提供するステップであって、前記センサは、前記出力信号が前記センサのインピーダンスの通知を提供するように、前記感知信号回路と前記第二選択回路との間に提供されている、ステップと、
を具備する方法。
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