配置为用于直接交互的RFID装置

摘要

本发明的名称是配置为用于直接交互的RFID装置。提供带有RFID芯片和电连结至RFID芯片的天线和交互式开关的RFID标签。当用户与开关物理地交互(比如通过用手指按压开关)时，天线发射输入信号至基于RFID的控制系统的RFID阅读器。RFID阅读器，依次地，发射控制信号至用于控制装置的电子装置。RFID标签可以并入许多装置的任何一个中，比如键盘或衣服制品，并且可以起到操作多种电子装置的作用，其包括视听装置和游戏系统。

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请日为2013年12月16日、申请号为2013800721988、发明名称为“配置为用于直接交互的RFID装置”。

公开内容的领域

本主题涉及射频识别(“RFID”)装置。更具体地，本主题涉及配置为在人接触时发射信号的RFID装置。

相关技术的描述

采用无线装置用于数据传输和/或其它装置的远距离控制是已知的。许多已知的无线装置的一个缺点是它们相对高的电力使用，其可需要频繁更换其电源(例如，电池)或给其电源再充电。而且，虽然一些现有的无线装置在它们的功能性上可具有一些灵活性，但是它们在其结构和配置上通常是不灵活的。因而，用户需要调整适应于装置的配置，而不是装置容易被改良为用户优选的配置。其它缺点可包括已知的无线装置的不透明性、大尺寸和高成本。因此，提供克服已知无线装置的一个或多个缺点的无线装置将是有利的。

发明内容

存在本主题的几个方面，其可单独地或共同地体现在下面描述和要求保护的装置和系统中。可以单独采用或者结合本文所述主题的其它方面采用这些方面，并且这些方面的描述共同不意欲排除这些方面的单独的使用、或者排除如所附的权利要求中所陈述的这些方面的单独的或以不同组合的要求。

在一个方面，RFID标签包括RFID芯片和电连接至RFID芯片的天线和交互式开关。天线配置为当用户与交互式开关物理地交互时返回修正信号至RFID阅读器。物理的交互不必然暗指物理触摸或接触，因为可在某一距离内发生交互。

在另一个方面，提供用于控制电子装置的基于RFID的控制系统。该系统包括RFID阅读器和RFID标签。RFID阅读器配置为在接收输入信号时发射控制信号至电子装置。RFID标签包括RFID芯片和电连接至RFID芯片的天线和交互式开关。天线配置为当用户与交互式开关物理地交互时发射输入信号至RFID阅读器。

在又另一个方面，提供用于控制电子装置的方法。方法包括提供包括交互式开关的RFID标签。交互式开关被物理地交互，并且响应于物理的交互，输入信号自RFID标签被发射至RFID阅读器。响应于被发射的输入信号，控制信号自RFID阅读器被发射至电子装置。

附图简述

图1是体现本公开内容的方面的RFID装置的基本结构的示意图；

图2是包含图1中所示类型的RFID装置的电子装置的透视图；

图3和4图解了包含图1中所示类型的RFID装置的电子图形显示装置；

图5和6图解了包含图1中所示类型的RFID装置的可选的电子图形显示装置；

图7是包含图1中所示类型的RFID装置的电子游戏系统的透视图；

图8是包含图1中所示类型的RFID装置的衣服制品的正视图；

图9是包含图1中所示类型的RFID装置的可选的衣服制品的透视图；

图10是包含图1中所示类型的RFID装置的菜单系统的示意图；

图11是包含根据本公开内容的RFID技术的键盘的示意图；

图12和13是图1中所示类型的RFID装置的示意图，其包括指示器元件；和

图14是用于实施本发明的系统的示意图。

图解的实施方式的描述

根据需要，本文公开了本发明的详细的实施方式；然而，应当理解的是，所公开的实施方式仅仅是本发明的示例，其可以以多种形式体现。因此，本文所公开的具体细节不应解释为限制性的，而是仅仅作为权利要求的基础和作为用于教导本领域技术人员以实际上任意适当的方式不同地采用本发明的代表性基础。

根据本公开内容的一个方面，图1显示了RFID标签或装置10(其可以是无源标签或装置)的一个实施方式的基础结构。在图1的实施方式中，RFID标签10包括RFID芯片12，以及电连接至RFID芯片12的天线14和交互式或触敏传感器或开关16。RFID标签10配置为通过接收来自阅读器18(图2)的信号和/或发射信号至阅读器18与RFID阅读器18交互。天线14是发射信号(例如，UHF信号)至RFID阅读器18的RFID标签10的组件，而RFID芯片12确定由天线14发射的信号的性质。

图1中的元件16也可以是配置为操作与RFID标签(例如，UHF)的操作频率相比不同的频率的天线，比如用于13.56MHz(HF)以及其它低频率磁信号的线圈、或用于在2.45GHz波段中的信号的小偶极子或连接板。来自交互的接收的信号由芯片12检测，或者，可选地，外部附加组件比如二极管被用于将信号转换为电压或电流，并且由芯片12评估该电压或电流的大小以确定交互事件是否发生。

开关16是可操作的以确定何时由天线14发射信号。具体而言，开关16配置为检测来自个体——比如与开关16接触或接近开关16的人的附肢(例如，趾，比如手指)——的交互过程并且可以被其启动。启动开关16的物理交互的方面可以变化。例如，开关16可配置为仅在施加最小的压力或力时就启动。在另一个实施方式中，开关16可配置为仅在断开或完成开路的电容交互时就启动。在又另一个实施方式中，开关16可配置为仅在升高开关16的温度的交互时就启动。在不脱离本公开内容的范围的情况下，也可以采用响应于来自包括人的个体的交互过程的其它类型的开关。

应当理解的是，术语“物理的交互”也包括在交互点的某一距离内不需要物理触摸或接触。与开关的物理的交互可以例如通过人或者通过由人携带的或附连至人的一些物体发生。与开关的交互可以是检测来自装置的电、磁、光(可视或红外)或电磁发射，例如来自手机/平板NFC收发器的13.56MHz场或者来自其Wi-Fi或蓝牙收发器的2.45GHz发射的‘开关’。

当不存在与开关16的物理的交互(或者在缺省条件下)时，RFID标签10可处于不发射或无源状态，其中无信号从天线14发射至RFID阅读器18。可选地，RFID标签10在已经被RFID阅读器轮询(poll)后可处于信号发射状态，但是可被阻止发射特定信号(本文称为“输入信号”)至RFID阅读器18。当启动交互已经施加到开关16(其可以或者是持久的或者是短暂的交互)时，开关16可操作以使RFID标签10处于信号发射状态，其中天线14发射输入或修正信号至RFID阅读器18。

例如，如果阅读器系统每20毫秒轮询给定群体的无源标签，并且进一步假定开关是当其正被交互时仅改变状态的类型，则如果用户在轮询间隔之间交互，那么指示关闭开关的改变或修正的代码直到轮询标签时才被接收，并且用户必须在轮询时仍然正在交互。

当RFID阅读器18从RFID标签10接收输入信号，其可发射它自身信号(本文称为“控制信号”)以控制电子装置。例如，图2显示了基于RFID的控制系统，其用于控制图解为视听装置(例如，DVD播放器)的电子装置20。如本文将更详细描述的，图2的电子装置20仅仅是示例性的，并且根据本公开内容的基于RFID的控制系统可用于控制各种各样的电子装置。

在图2的实施方式中，提供多个交互式RFID标签22a-22d，而且每个具有不同的RFID芯片。可以配置第一RFID标签22a的RFID芯片使得在标签从RFID阅读器接收能量后(当用户与它的开关交互时)由标签22a产生的输入信号将引起RFID阅读器18控制电子装置20进行“倒回(rewind)”操作。可以配置第二RFID标签22b的RFID芯片使得由标签22b产生的修正的输入信号(当用户与它的开关交互时)将引起RFID阅读器18控制电子装置20进行“播放”操作。可以配置第三RFID标签22c的RFID芯片使得由标签22c产生的输入信号(当用户与它的开关交互时)将引起RFID阅读器18控制电子装置20进行“快进”操作。可以配置第四RFID标签22d的RFID芯片使得由标签22d产生的输入信号(当用户与它的开关交互时)将引起RFID阅读器18控制电子装置20进行“暂停”操作。在不脱离本公开内容的范围的情况下，还可提供不同的或额外的交互式RFID标签(例如，“停止”或“开/关”标签)。

在图2中图解的实施方式中，每个标签22a-22d提供有印刷的信息，其指示当其开关启动时由其天线发射的输入信号。例如，第一标签22a(当启动时，其导致电子装置20进行“倒回”操作)可提供有组成单词“倒回”或提示那种功能的符号的印刷的信息。类似地，第二标签22b可提供有组成单词“播放”(或表示那种效果的符号)的印刷的信息，第三标签22c可提供有组成单词“快进”(或表示那种效果的符号)的印刷的信息，并且第四标签22d可提供有组成单词“暂停”(或表示那种效果的符号)的印刷的信息。

在图解的实施方式中，标签22a-22d中的一个或多个配置为可去除地固定至各种表面。例如，当电子装置20首次安装或并入控制系统时，标签22a-22d可被直接固定至电子装置20。从那里，标签22a-22d可以保留在电子装置20上或者从其上去除并且可去除地固定至不同的表面，比如，如图2中所示的桌子24的顶面。

在另一个实施方式中，如图3-6中所示，由基于RFID的控制系统控制的电子装置是图形显示装置(例如，电视或计算机屏幕或监视器)。在图3和4的实施方式中，基于RFID的控制系统包括图形显示装置26、透明表面或分离器或分隔器(divider)28、RFID阅读器30(图4)和多个交互式RFID标签32。如图4中所最佳显示的，透明表面28(其可以是玻璃或窗口)位于图形显示装置26的前面，而且标签32牢固地或可去除地固定至透明表面28的外面(即，在与图形显示装置26相对的一侧上)。RFID阅读器30可放置在标签32范围内的任何地方，但是在图解的实施方式中被定向在透明表面28的与图形显示装置26相同的一侧(例如，背侧)上。在销售点显示器中这种配置可以是有利的，在那里理想地允许顾客与图形显示装置26交互而不与其具有直接物理接触。

与标签32的交互可导致多种不同的控制功能。例如，一个标签32可配置为发射导致RFID阅读器30控制图形显示装置26以显示商业广告或表演的输入信号，而另一个标签32配置为发射导致RFID阅读器30控制图形显示装置26以停止显示商业广告或表演的输入信号。如图3中所示，RFID标签32可包括印刷的信息(如所显示的)，当其开关已启动时该印刷的信息指示由标签发射的信号。额外地，RFID标签32可以尽可能地是大体上或基本上透明或半透明的，而且开关包括透明导体并且天线和芯片相对薄并且不显眼。

在图5和6的实施方式中，控制系统包括图像可投射在其上的屏幕或表面34、RFID阅读器36和牢固地或可去除地固定至屏幕34的至少一个交互式RFID标签38。使用投影仪或其它光源而不是采用分离的显示装置，可以将图像直接投射在标签38和/或屏幕34上。如以上面关于图3和4的实施方式所述的，标签38可以是大体上或基本上透明或半透明的，以便不掩盖投射的图像。

与标签38交互可导致多种不同的控制功能。例如，标签38可配置为发射输入信号，该输入信号导致RFID阅读器36控制投影仪或光源以改变在标签38和/或屏幕34上显示的图像。在另一个实例中，投射在标签38上的图像可要求观察者为了关于产品或服务的更多的信息按压标签38。当观察者按压标签38时，它可发射输入信号，该输入信号导致RFID阅读器30控制主系统以发射数据(例如，通过

图7显示了用于控制电子游戏装置40的基于RFID的控制系统。控制系统包括装置40、RFID阅读器42和多个交互式RFID标签44a-44d。系统可进一步包括标签44a-44d可以牢固地或可去除地固定至其上的远距离控制件46，标签44a-44d发挥与传统的远距离控制件上的按钮相同的功能，这是因为它们被按压来控制游戏装置40的各个方面(例如，显示屏幕上图标的移动)。标签44a-44d可去除地或者至少可调节地固定至远距离控制件46可以是有利的，因为这种配置允许用户改良标签44a-44d的布局，从而将控制件定制为他们优选的布置。标签44a-44d甚至可以从远距离控制件46上去除并且放置在其它表面上。这可允许传统远距离控制器不可能具有的功能，比如通过遍及游戏区域分散标签44a-44d以允许不同的用户同时地控制游戏装置40的各方面。

图8和9显示了根据本公开内容的交互式RFID标签的另外的用途。在图8和9的实施方式中，RFID标签48被并入衣服制品中，比如衬衫50(图8)或鞋52(图9)。标签48可以通过任意合适的手段并入衣服，比如(但不限于)被缝合至衬衫50的一部分或者被嵌入在鞋52的鞋底或侧面内或者通过粘合剂固定。当它们的开关启动时标签48可以具有预先限定的功能，或者可被用户定制以进行特殊的功能，并且可与本地阅读器系统54(如图8中，其中RFID阅读器54被携带在衬衫50的口袋56中或者在用户身体的其它地方)或者远距离RFID阅读器58(如图9中)交互。

在图10中图解的应用中，根据本公开内容的RFID标签60可被并入用于选择和记录和/或发射定单生成信息的定单处理界面单元。其中可以采用这种定单处理布置的应用的实例包括存货管理系统(例如，用于远距离地定购额外单位的脱销项)或餐厅菜单卡62。在餐厅菜单卡62的实例中，控制系统可进一步包括RFID阅读器64和电子装置66，该电子装置66可包括由合适的人员比如餐厅员工或者由定单生成装置可读的显示器。菜单卡62或其它的定单处理界面可包括印刷的信息，比如多个菜单项68，每个具有相关联的标签60。在此图解的实施方式中，用户按压与具体的菜单项相关联的标签60以发送输入信号至阅读器64。阅读器64然后发送控制信号至电子装置66以添加菜单项至用户的定单。其它的交互式标签也可被并入菜单卡62等中，比如当其开关启动时确认定单或要求员工出现的标签。

使用根据本公开内容的交互式标签的其它应用也是可能的。例如，交互式RFID标签可以放置在方便医院中的患者或移动性受限的人寻求援助的位置。在这种系统的一个具体实施方式中，一个或多个标签可以在或接近地板的高度，在其中患者或年老的或柔弱的人可能跌倒的区域中，允许他或她通过按压标签的开关召唤援助。由于这种类型的标签可以是相对低成本的无源装置，它们可在正常情况下相对难以接近，但是跌倒的人容易接近的位置(比如，一件家具的下面、家具上或家具的后面)中被放置延长时间段的时间。

在又另一个实例中，可以将一排交互式RFID标签应用至表面或远距离控制件以限定无线键盘或数据输入装置。每个标签可提供有对应于典型键盘或数据输入装置的字母、数字或符号的印刷的信息。图11显示了这种无线键盘或数据输入装置70的改良版本的一部分，其采用多个RFID芯片72a-72c和相关联的开关74a-74c，但是可以提供与所有芯片72a-72c相关联的单一天线76。每个图解的开关包括对应于字母(即，用于第一开关74a的“A”、用于第二开关74b的“B”和用于第三开关74c的“C”)的印刷的信息，其告诉用户按压开关将导致天线76发射输入信号，该输入信号引起RFID阅读器(未图解)控制电子装置以在显示器上生成该具体字母或者在数据输入位置中输入该字母。将多个芯片和开关与单个天线相关联在降低所得的键盘或数据输入装置70的成本中可以是有利的，但是，如上面所指出的，提供包含每个具有其自己的天线的多个单独的交互式RFID标签的键盘或数据输入装置也在本公开内容的范围内。采用多个独立式RFID标签可有利于增加所得的键盘或数据输入装置的灵活性，使得更容易将标签重新排列为用户优选的方位。

在本公开内容的另一个方面，交互式RFID标签可以提供有使用户确认标签的开关已经成功地启动的指示器组件或元件。例如，图12和13显示了带有RFID芯片80a与80b(分别地)和相关联的天线82a与82b(分别地)和开关84a与84b(分别地)的RFID标签78a与78b。图解的标签78a与78b进一步包括指示器元件86a与86b(分别地)和电连接至相关联的芯片80a、80b的电源88a与88b。电源88a与88b驱动相关联的指示器元件86a与86b，其由相关联的开关84a、84b的操纵启动。可选地，指示器元件是无源装置而不提供内置电源88a和88b也在本公开内容的范围内，所述指示器元件可以由来自外源(例如，分离的RFID阅读器)的能量驱动。

指示器元件86a和86b的性质可以变化。例如，指示器元件86a、86b可以是通过发光响应于相关联的开关84a、84b的启动的光学指示器(例如，LED或LCD或电泳显示元件或其它光源)。用户查看光将知道开关84a、84b已被成功地操纵。在另一个实施方式中，指示器元件86a、86b可以是通过产生运动或者纹理的改变响应于相关联的开关84a、84b的启动的触觉指示器(例如，发出运动或振动的元件或者可以改变表面纹理的压电或电活性聚合物材料)。用户感觉运动或纹理的改变将知道开关84a、84b已经被成功地操纵。在又另一个实施方式中，指示器元件86a、86b可以是通过发出声音响应于相关联的开关84a、84b的启动的听觉指示器。用户听到声音将知道开关84a、84b已被成功地操纵。这些不同的指示器元件仅仅是示例性的，并且在不脱离本公开内容的范围的情况下可以采用其它类型的指示器元件。而且，根据本公开内容的RFID标签不限于单个指示器元件的使用，而是每个标签可包括两个或更多个相同或不同类型的内置指示器元件(例如，两个发光指示器或一个振动指示器和一个发声指示器)。

现在参考图14。通过检测与电话或其它装置90的交互，阅读器系统92能够非常精确地定位该交互；如果被检测的交互是例如通过当具体的电话正发射时关联来自Wi-Fi系统的知识的电话90的Wi-Fi发射、或者信道、或者以比如发射受控的方式与电话90交互，例如，暂时地禁用收发器，并且观察RFID标签的开关状态，则系统确定哪个电话正与RFID标签交互，并且从主系统94向与该交互相关联的那个电话传导媒体例如视频或图像是可能的。图14中显示了这种系统的一个实施方式。替代的实施方式使用来自RFID阅读器92的关于标签96的定位的信息作为定位机制，例如安装在商店的天花板上的相控阵(phase array)阅读器系统可以定位标签96。进一步的实施方式使用相控阵(phased array)天线或其它的定位系统检测来自电话90的Wi-Fi 98发射，并且确定对于RFID标签96其是本地的，并且，因为RFID标签96已经改变了状态，电话90必定接近标签96。本质上基于Wi-Fi定位的系统建立了粗略的定位，并且标签96交互了精确的定位，防止当携带电话的人仅走过交互点时激活销售信息。

图14中所示的实施方式的目标将是提供在零售环境中所有电话(包括不具有NFC的

与有线相比，使用RFID作为用于监控来自用户的接近交互的机构是实现此功能的低成本的方法，并且潜在地，取决于使用的方法可提供所用电话有效而不仅仅支持NFC可用装置的机构。

应当理解的是，上面所述的实施方式是本主题的原理的一些应用的说明。在不脱离要求保护的主题的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以做出许多改良，包括本文单独公开或要求保护的特征的那些组合。为此，本文的范围不限于上述描述而是在所附权利要求中阐明，并且应当理解的是，权利要求可涉及包括如本文单独公开或要求保护的特征的组合的特征。