JP2013239237A - Capacitive coupling sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitive coupling sensor for position detection in which the problems of form factor, route and manufacture of Hall effect switch, mechanical displacement switch, optical beam interruption switch, do not occur, and which is not affected by mixture of a foreign matter.SOLUTION: A capacitive coupling sensor 200 is constituted of a transmitter 204 and a receiver 206 configured to be coupled capacitively when the coupling conditions are satisfied, and an integration circuit 202 which determines whether or not a reception signal 210 received by the receiver 206 matches a transmission signal 208 transmitted by the transmitter 204.

Description

位置検出スイッチには多くの用途がある。たとえば、ラップトップコンピュータ又はノートパソコンには、一般にリッドスイッチが設けられており、リッドスイッチは、コンピュータのディスプレイを通常含むコンピュータの蓋部が閉じられると、スリープ状態を始動させる。図1に、ノートパソコンの一般的な二つ折り機械的構成の実施形態を示す。図示するように、ノートパソコン100は、ディスプレイ面102とキーボード/制御電子機器面104とを備える。面102及び面104は蝶番(ヒンジ)で連結され、ノートパソコン100を使っていない時には、ディスプレイ面102をキーボード面104に覆い被せるように閉じることができる。ノートパソコン100の開閉状態は、面102及び面104に結合されるスイッチの状態によって通常示される。スイッチの状態は、面102と面104の相対的な位置に基づいて変化する。   The position detection switch has many uses. For example, a laptop computer or notebook computer is generally provided with a lid switch that initiates a sleep state when the lid of the computer, which typically includes the computer display, is closed. FIG. 1 shows an embodiment of a general two-fold mechanical configuration of a notebook computer. As illustrated, the notebook computer 100 includes a display surface 102 and a keyboard / control electronics surface 104. The surface 102 and the surface 104 are connected by a hinge (hinge), and can be closed so that the display surface 102 covers the keyboard surface 104 when the notebook computer 100 is not used. The open / closed state of the notebook computer 100 is usually indicated by the state of the switch coupled to the surface 102 and the surface 104. The state of the switch changes based on the relative position of surface 102 and surface 104.

既存のリッドスイッチとしては、ホール効果スイッチが一般的に用いられている。ホール効果スイッチの場合には、面102及び面104の一方側の面に磁石を取り付け、反対側の面にセンサを取り付ける必要がある。磁石は3次元ボリュームを持つため、特に面102上に取り付けた場合には、ディスプレイの最大可能有効面積に影響を与え、望ましくないフォームファクタとなる可能性がある。一方で、磁石を面104に取り付け、センサを面102に取り付けた場合には、経路形成がより複雑になり、面102上のセンサから出力される信号は二つ折りの蝶番を介して面104上に取り付けられた電子機器に到達する経路を通ることになる。さらに、ホール効果スイッチの磁石は、望ましくない磁界を発生させる可能性がある。磁界は、方位磁石を必要とする機能等、ノートパソコン100に関連する所定の機能に悪影響を及ぼす可能性がある。また、磁石は比較的高価な部品であり、製造時に特別な処理や取り扱いを必要とする。他に一般的に用いられているスイッチには、機械的変位スイッチや光ビーム遮断スイッチがある。このようなスイッチの場合にも、ホール効果スイッチと同様のフォームファクター、経路及び製造の問題が生じ、さらに、異物混入による影響も考えられる。   A Hall effect switch is generally used as an existing lid switch. In the case of the Hall effect switch, it is necessary to attach a magnet to one surface of the surface 102 and the surface 104 and attach a sensor to the opposite surface. Since magnets have a three-dimensional volume, especially when mounted on surface 102, it affects the maximum possible effective area of the display and can result in an undesirable form factor. On the other hand, when the magnet is attached to the surface 104 and the sensor is attached to the surface 102, the path formation becomes more complicated, and the signal output from the sensor on the surface 102 is transmitted to the surface 104 via the folded hinge. It will take a route to reach the electronic device attached to the. Furthermore, Hall effect switch magnets can generate undesirable magnetic fields. The magnetic field may adversely affect certain functions related to the notebook computer 100, such as functions that require a compass. Magnets are relatively expensive parts and require special processing and handling during manufacturing. Other commonly used switches include a mechanical displacement switch and a light beam cutoff switch. In the case of such a switch, the same form factor, route, and manufacturing problem as those of the Hall effect switch occur, and the influence due to contamination by foreign matter is also conceivable.

本発明の様々な実施形態を、添付の図面を参照して、以下で詳述する。   Various embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

ノートパソコンの一般的な二つ折り機械的構成の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the general two-fold mechanical structure of a notebook personal computer.

容量結合を利用した集積回路型センサの実施形態を示すハイレベルブロック図。The high-level block diagram which shows embodiment of the integrated circuit type sensor using capacitive coupling.

ある状態を示す出力信号を生成する処理の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the process which produces | generates the output signal which shows a certain state.

トランスミッタ部とレシーバ部の2つの部品を異なる平面上に配置させたセンサ構成の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the sensor structure which has arrange | positioned two components of a transmitter part and a receiver part on a different plane.

図3Aに示すセンサ構成を適用した実施形態を示す図。The figure which shows embodiment which applied the sensor structure shown to FIG. 3A.

カプラを用いるセンサ構成の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the sensor structure which uses a coupler.

図4Aに示すセンサ構成を適用した実施形態を示す図。The figure which shows embodiment which applied the sensor structure shown to FIG. 4A.

図4Aに示すセンサ構成を適用した別の実施形態を示す図。The figure which shows another embodiment to which the sensor structure shown to FIG. 4A is applied.

複数のトランスミッタと複数のレシーバとを別々の面上に配置させた差動構成の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the differential structure which has arrange | positioned several transmitters and several receivers on a separate surface.

複数のトランスミッタと複数のレシーバとを同一面上に配置させて、複数の受動カプラを介して接続した差動構成の実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of the differential structure which has arrange | positioned several transmitters and several receivers on the same surface, and connected via several passive couplers. 複数のトランスミッタと複数のレシーバとを同一面上に配置させて、複数の受動カプラを介して接続した差動構成の別の実施形態を示す図。The figure which shows another embodiment of the differential structure which has arrange | positioned several transmitters and several receivers on the same surface, and connected via several passive couplers.

本発明のセンサ設計に従う集積回路の主要部品を含むセンサの実施形態の回路図。1 is a circuit diagram of an embodiment of a sensor that includes major components of an integrated circuit in accordance with the sensor design of the present invention. 本発明のセンサ設計に従う集積回路の主要部品を含むセンサの別の実施形態の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of a sensor including the major components of an integrated circuit according to the sensor design of the present invention.

パターン比較器の実施形態を含む主要部品を示す回路図。The circuit diagram which shows the main components containing embodiment of a pattern comparator.

本発明は、処理、装置、システム、物質の組成、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に具現化されるコンピュータプログラム製品、及び/又は、プロセッサ、たとえば、プロセッサに連結されるメモリ上に格納される及び/又はメモリにより提供される命令を実行するように構成されるプロセッサ等、種々の形態で実施可能である。本明細書において、これらの実施形態や本発明を実現可能なその他の任意の形態を手法(technique)と称する。本明細書に開示される処理の各ステップの順序は、一般的に、本発明の要旨の範囲内で変更可能である。特に明記しない限り、ある仕事を実行するように構成される、と記載されたプロセッサやメモリ等の部品は、所定の時にその仕事を実行するように一時的に構成される汎用部品として実現されるものでも、あるいは、その仕事を実行するために製造された特定の部品として実現されるものでもよい。本明細書で用いる「プロセッサ」という用語は、コンピュータプログラム命令等のデータを処理するように構成される1つ以上のデバイス、回路、及び/又は、処理コアを意味する。   The present invention is stored on a process, apparatus, system, composition of matter, computer program product embodied on a computer readable storage medium, and / or a processor, eg, a memory coupled to the processor, and It may be implemented in various forms, such as a processor configured to execute instructions provided by a memory. In the present specification, these embodiments and other arbitrary forms capable of realizing the present invention are referred to as techniques. In general, the order of the steps in the processes disclosed herein can be changed within the scope of the present invention. Unless stated otherwise, a component such as a processor or memory that is configured to perform a task is implemented as a generic component that is temporarily configured to perform the task at a given time. Or may be realized as a specific part manufactured to perform the task. The term “processor” as used herein refers to one or more devices, circuits, and / or processing cores that are configured to process data, such as computer program instructions.

本発明の実施形態を、本発明の原理を図示する添付の図面を参照して、以下に詳述する。本発明を、いくつかの実施形態に関連して説明するが、本発明は何らこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、種々の変形・変更及びその等価物を包含するものである。以下、本発明の理解を助けるために、具体的な詳細を説明するが、これらの詳細は例示に過ぎず、これら特定の詳細の一部又は全部を省略しても、特許請求の範囲に従って本発明を実施可能である。本発明を不必要に曖昧にすることなく、明確に説明するために、本発明に関係する技術分野で周知の技術内容に関しては詳述しない。   Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings, which illustrate the principles of the invention. Although the present invention will be described in connection with some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is limited only by the scope of the claims, and includes various modifications and changes and equivalents thereof. Hereinafter, specific details will be described in order to help understanding of the present invention. However, these details are merely examples, and even if some or all of these specific details are omitted, the present invention is claimed according to the claims. The invention can be implemented. In order to provide a clear description without unnecessarily obscuring the present invention, the technical content known in the technical fields related to the present invention will not be described in detail.

容量結合を利用した集積回路型センサの様々な構成を開示する。一部の実施形態において、このようなセンサをスイッチとして用いるようにしてもよい。本明細書で開示される手法を用いて、複数の状態(たとえば、真/偽状態、開/閉状態、オン/オフ状態、タッチ又は近接状態等)を識別し、検出された状態に基づいて出力信号を生成することにより、適切な応答を容易にすることが可能になる。本明細書で開示されるセンサ設計を広範囲な技術分野に適用することができる。一部の実施形態において、センサを位置検出スイッチとして用いるようにしてもよい。このようなスイッチの適用としては、以下に限定されるものではないが、図1に示すノートパソコンのようなラップトップコンピュータ、携帯電話、PDA及びその他電子デバイスのリッドスイッチ、プリンタのラッチ及び/又はトレイ状態を検出するスイッチ、データ記憶システムのハードディスクドライブ等のシステムに対する侵入検知スイッチ等が挙げられる。一部の実施形態において、センサをタッチ又は近接検出センサとして用いるようにしてもよい。このようなセンサの適用としては、以下に限定されるものではないが、機械的なボタン又はスイッチに替わる役割を果たすタッチセンサ、タッチスクリーン又はトラックパッド用のタッチセンサ、タブレットコンピュータ、携帯電話、PDA及びその他電子デバイス等のシステムをスリープ状態から目覚めさせる近接又は存在検出センサ等が挙げられる。本明細書で説明する容量結合型センサ設計は、低コストで、電力消費が少なく、フォームファクタが小さい等、数多くの利点がある。以下、センサ構成及び適用の具体例を説明するが、他の任意の適当な構成及び適用に対しても本明細書で開示される手法を同様に用いることができる。   Various configurations of integrated circuit type sensors using capacitive coupling are disclosed. In some embodiments, such a sensor may be used as a switch. Using the techniques disclosed herein, multiple states (eg, true / false state, open / closed state, on / off state, touch or proximity state, etc.) are identified and based on the detected state Producing an output signal can facilitate an appropriate response. The sensor design disclosed herein can be applied to a wide range of technical fields. In some embodiments, the sensor may be used as a position detection switch. Applications of such switches include, but are not limited to, lid computers such as laptops shown in FIG. 1, cell phones, PDAs and other electronic devices, printer latches and / or Examples include a switch for detecting a tray state and an intrusion detection switch for a system such as a hard disk drive of a data storage system. In some embodiments, the sensor may be used as a touch or proximity detection sensor. Applications of such sensors include, but are not limited to, touch sensors that serve as alternatives to mechanical buttons or switches, touch sensors for touch screens or trackpads, tablet computers, mobile phones, PDAs And a proximity or presence detection sensor that wakes up a system such as an electronic device from a sleep state. The capacitively coupled sensor design described herein has many advantages, such as low cost, low power consumption, and low form factor. Specific examples of the sensor configuration and application will be described below, but the method disclosed in this specification can be similarly used for any other appropriate configuration and application.

図2Aに、容量結合を利用した集積回路型センサの実施形態のハイレベル・ブロック図を示す。図示するように、センサ200は、集積回路202と、トランスミッタ204と、レシーバ206と、を備える。集積回路202は、トランスミッタ204のアンテナから送信される信号208を生成する。一方、レシーバ206のアンテナで受信した信号210が、集積回路202に入力される。集積回路202は、送信信号208と受信信号210とを比較して、状態を判定する。たとえば、集積回路202は、受信信号210が送信信号208に一致する場合に第1の状態を検出し、受信信号210が送信信号208に一致しない場合に第2の状態を検出する。この場合、たとえば、トランスミッタ204とレシーバ206との間に十分な容量結合が存在し、トランスミッタ204により送信された信号を、適当な出力又は強さで、及び/又は、誤差限界値内でレシーバ206が受信できる場合に、集積回路202は第1の状態を検出する。一方、トランスミッタ204により送信された信号を、レシーバ206が受信できない、又は、適当な出力又は強さで、及び/又は、誤差限界値内でレシーバ206が受信できない場合に、集積回路202は第2の状態を検出する。トランスミッタ204とレシーバ206との間の結合の変化に基づき、2つ以上の状態を識別することができる。集積回路202は、送信パターン208に対して受信信号210を能動的にスキャンして、検出された状態に基づいて出力信号(図2Aには図示していない)を生成する。一部の実施形態において、出力信号が、2値の真/偽信号又は1/0信号を含むものでもよい。システム管理回路又はその他の回路が、出力信号を用いて、適切な応答やイベントを容易にするようにしてもよい。種々の実施形態において、センサ200の各部品を、任意の適当な機械的構成で配置するようにしてもよい。一部の実施形態において、センサ200の部品を、互いに相対的に1つ以上の方向に移動可能な複数の平面に分散して配置するようにしてもよい。このような相対的な移動により、トランスミッタ204とレシーバ206との間の容量結合が変化する。別の実施形態において、センサ200の能動部品(すなわち、集積回路202、トランスミッタ204及びレシーバ206)をほぼ同一平面上に配置するようにしてもよい。能動部品に対して相対的に移動する受動部品(図2Aには図示していない)が、トランスミッタ204とレシーバ206との間に何らかの容量結合が存在する場合、その容量結合の程度を、受動部品の位置に基づいて変化させる。これらの実施形態及びその他の実施形態をさらに詳細に説明する。   FIG. 2A shows a high level block diagram of an embodiment of an integrated circuit sensor utilizing capacitive coupling. As illustrated, the sensor 200 includes an integrated circuit 202, a transmitter 204, and a receiver 206. Integrated circuit 202 generates a signal 208 that is transmitted from the antenna of transmitter 204. On the other hand, the signal 210 received by the antenna of the receiver 206 is input to the integrated circuit 202. The integrated circuit 202 compares the transmission signal 208 and the reception signal 210 to determine the state. For example, the integrated circuit 202 detects a first state when the received signal 210 matches the transmitted signal 208, and detects a second state when the received signal 210 does not match the transmitted signal 208. In this case, for example, there is sufficient capacitive coupling between the transmitter 204 and the receiver 206 to allow the signal transmitted by the transmitter 204 to be transmitted to the receiver 206 at an appropriate power or strength and / or within error limits. Integrated circuit 202 detects the first condition. On the other hand, if the signal transmitted by the transmitter 204 cannot be received by the receiver 206, or if the receiver 206 cannot receive the signal at an appropriate output or strength and / or within an error limit, the integrated circuit 202 Detect the state of. Based on the coupling change between transmitter 204 and receiver 206, two or more states can be identified. The integrated circuit 202 actively scans the received signal 210 against the transmission pattern 208 and generates an output signal (not shown in FIG. 2A) based on the detected state. In some embodiments, the output signal may include a binary true / false signal or a 1/0 signal. A system management circuit or other circuit may use the output signal to facilitate an appropriate response or event. In various embodiments, the components of sensor 200 may be arranged in any suitable mechanical configuration. In some embodiments, the components of the sensor 200 may be distributed and arranged in a plurality of planes that are movable relative to one another in one or more directions. Such relative movement changes the capacitive coupling between transmitter 204 and receiver 206. In another embodiment, the active components of sensor 200 (ie, integrated circuit 202, transmitter 204, and receiver 206) may be located on substantially the same plane. If a passive component (not shown in FIG. 2A) that moves relative to the active component has some capacitive coupling between the transmitter 204 and the receiver 206, the degree of capacitive coupling is determined by the passive component. Change based on the position. These and other embodiments are described in further detail.

図2Bに、ある状態を示す出力信号を生成する処理の実施形態を示す。一部の実施形態において、図2Aに示すセンサ200の集積回路202が、この処理220を実行するものでもよい。処理220が開始されると、ステップ222で、信号を生成して、トランスミッタに送信する。一部の実施形態において、生成される信号が、一意的なパターン化信号を含むものでもよい。たとえば、生成される信号が、固定数のビット又は設定可能な数のビットを含む固有ビットストリームを含むものでもよい。一実施形態において、生成される信号が、8ビットのシリアル・ストリームを含むものでもよい。生成される信号のパターンは、自動的に選択されるものでもよいし、あるいは、ユーザー設定可能なものでもよい。一部の実施形態において、生成される信号が、ワイファイ、ブルートゥース、無線のような他のアプリケーションを実質的に妨害しない低出力及び/又は低周波数(たとえば、41kHz)信号を含むものでもよい。ステップ224で、レシーバから信号を受信する。ステップ226で、送信信号と受信信号とを比較して、2つの信号が一致するか否かを判定する。任意の適当な照合アルゴリズムや照合基準及び/又は照合閾値を用いて、ステップ226で送信信号と受信信号とが一致するか否かを判定するようにしてもよい。一部の実施形態において、ステップ226が、受信信号の出力又は強さ(たとえば、電圧)が閾値を満たすか否かを判定する工程を備えるものでもよい。一部の実施形態において、ステップ226で受信信号と送信信号とが一致するか否かを判定する工程が、送信信号と受信信号との間の誤差を求める工程を備えるものでもよい。このような場合、たとえば、送信信号と受信信号との間に誤差が存在しないことを検出した場合、又は、誤差が誤差限界値以下であることを検出した場合に、一致条件を満たすと判定するものでもよい。一部の実施形態において、ステップ226で受信信号と送信信号とが一致するか否かを判定する工程が、少なくとも所定数のサンプルに関して、平均して、及び/又は、連続して、2つの信号が一致するか否かを判定する工程を備えるものでもよい。たとえば、一実施形態において、送信信号パターンに含まれる8000個のサンプルが連続的に、又は、ほぼ連続的に(たとえば、平均して)受信信号内で検出された場合に、一致条件を満たすと判定するものでもよい。ステップ226で送信信号と受信信号とが一致すると判定された場合には、ステップ228でセンサの第1の状態を示す出力信号が生成される。一方、ステップ226で送信信号と受信信号とが一致しないと判定された場合には、ステップ230でセンサの第2の状態を示す出力信号が生成される。ステップ228又はステップ230で生成された出力信号を用いて、たとえば、付随するシステムがセンサを必要とするようなイベントや動作を開始させるようにしてもよい。   FIG. 2B illustrates an embodiment of a process for generating an output signal indicating a state. In some embodiments, the integrated circuit 202 of the sensor 200 shown in FIG. 2A may perform this process 220. When the process 220 begins, a signal is generated and transmitted to the transmitter at step 222. In some embodiments, the generated signal may include a unique patterned signal. For example, the generated signal may include a unique bitstream that includes a fixed number of bits or a configurable number of bits. In one embodiment, the generated signal may include an 8-bit serial stream. The pattern of the generated signal may be automatically selected or may be user settable. In some embodiments, the generated signal may include a low power and / or low frequency (eg, 41 kHz) signal that does not substantially interfere with other applications such as WiFi, Bluetooth, and wireless. In step 224, a signal is received from the receiver. In step 226, the transmission signal and the reception signal are compared to determine whether the two signals match. Any suitable matching algorithm, matching criteria, and / or matching threshold may be used to determine whether the transmitted signal and the received signal match at step 226. In some embodiments, step 226 may comprise determining whether the output or strength (eg, voltage) of the received signal meets a threshold value. In some embodiments, the step of determining whether the received signal and the transmitted signal match at step 226 may comprise determining an error between the transmitted signal and the received signal. In such a case, for example, when it is detected that there is no error between the transmission signal and the reception signal, or when it is detected that the error is equal to or less than the error limit value, it is determined that the matching condition is satisfied. It may be a thing. In some embodiments, the step of determining whether the received signal and the transmitted signal match at step 226 includes averaging two signals at least for a predetermined number of samples. May be provided with a step of determining whether or not. For example, in one embodiment, a match condition is met when 8000 samples included in the transmitted signal pattern are detected in the received signal continuously or nearly continuously (eg, on average). It may be determined. If it is determined in step 226 that the transmission signal and the reception signal match, an output signal indicating the first state of the sensor is generated in step 228. On the other hand, if it is determined in step 226 that the transmission signal and the reception signal do not match, an output signal indicating the second state of the sensor is generated in step 230. The output signal generated in step 228 or step 230 may be used, for example, to initiate an event or action that requires an accompanying system to have a sensor.

図3Aに、トランスミッタ部とレシーバ部の2つの部品を異なる平面上に配置させたセンサ構成の実施形態を示す。図3Aでは図示していないが、センサの集積回路を、図2Aに示すようにトランスミッタ302とレシーバ304の両方に接続させて、トランスミッタ302又はレシーバ304のいずれかと同じ平面上に配置するものでもよいし、異なる平面上に配置するものでもよい。図示する例では、トランスミッタ302とレシーバ304との間に何らかの結合が存在する場合、これらの部品間の1方向又は複数方向への動きに応じて、この結合が変化する。たとえば、別の実施形態において、トランスミッタ302とレシーバ304とが、x、y及びz方向のいずれか1方向又は複数方向に互いに相対的に移動するものでもよい。レシーバ304が容量結合を介してトランスミッタ302により送信される信号を適切に受信できるか否かは、任意の時点でのトランスミッタ302とレシーバ304との相対的な位置関係によって決まる。トランスミッタ302とレシーバ304との間のキャパシタンスが増加するにつれて、たとえば、トランスミッタ302とレシーバ304との間の距離が減少するにつれて、及び/又は、トランスミッタ302とレシーバ304との間の整列度が高くなるにつれて(たとえば、トランスミッタ302とレシーバ304の表面積の整列度が高くなるにつれて)レシーバ304が受信する信号の強度が増大する。一部の実施形態において、トランスミッタ302とレシーバ304とが、たとえば、これら2つの部品間の容量結合を容易にするように、同一の及び/又は類似の形状及び/又は幾何学的形状を有するものでもよい。前述したように、集積回路が、送信信号と受信信号とを比較して、適当な出力信号を生成する。   FIG. 3A shows an embodiment of a sensor configuration in which two parts of a transmitter unit and a receiver unit are arranged on different planes. Although not shown in FIG. 3A, the sensor integrated circuit may be connected to both the transmitter 302 and the receiver 304 as shown in FIG. 2A and placed on the same plane as either the transmitter 302 or the receiver 304. However, they may be arranged on different planes. In the example shown, if there is any coupling between the transmitter 302 and the receiver 304, this coupling changes in response to movement in one or more directions between these components. For example, in another embodiment, the transmitter 302 and the receiver 304 may move relative to each other in one or more of the x, y, and z directions. Whether the receiver 304 can properly receive a signal transmitted by the transmitter 302 via capacitive coupling depends on the relative positional relationship between the transmitter 302 and the receiver 304 at any point in time. As the capacitance between transmitter 302 and receiver 304 increases, for example, as the distance between transmitter 302 and receiver 304 decreases, and / or the alignment between transmitter 302 and receiver 304 increases. As the surface area of the transmitter 302 and receiver 304 increases (eg, as the alignment of the surface area of the transmitter 302 and receiver 304 increases), the strength of the signal received by the receiver 304 increases. In some embodiments, the transmitter 302 and receiver 304 have the same and / or similar shape and / or geometric shape, for example, to facilitate capacitive coupling between the two components. But you can. As described above, the integrated circuit compares the transmission signal and the reception signal to generate an appropriate output signal.

図3Bに、図3Aに示すセンサ構成を適用した実施形態を示す。図3Bに示す例では、センサがノートパソコンのリッドスイッチとして用いられている。図示する例では、トランスミッタ302がノートパソコンのディスプレイ面に配置される一方、レシーバ304と集積回路306とがキーボード面に配置される。集積回路306は、トランスミッタ302とレシーバ304の両方に接続されるが、トランスミッタ302には、ノートパソコンのキーボード面、ヒンジ(蝶番)及びディスプレイ面を経由して接続される。この例では、トランスミッタ302とレシーバ304との間に何らかの容量結合が存在する場合、その容量結合の程度は、ノートパソコンのディスプレイ面とキーボード面との間の角度に応じて決まる。ノートパソコンの二つ折り面を完全に又はほぼ完全に閉じた場合には、コンデンサ極板のトランスミッタ側とコンデンサ極板のレシーバ側とが十分に近接して、回路を完成させることができるため、すなわち、レシーバ304が送信信号を適切に受信できるため、集積回路306は一致状態を検出する。逆に、ノートパソコンの二つ折り面を開いた場合には、トランスミッタ302とレシーバ304との間に容量結合が存在するとしても非常に弱く、回路を完成させることができないため、すなわち、レシーバ304が送信信号を適切に受信できないため、集積回路306は不一致状態を検出する。この例では、ノートパソコンがスタンバイモード又はスリープモードに入る際に一致状態となり、一方、ノートパソコンがスタンバイモード又はスリープモードから目覚める際に不一致状態となる。   FIG. 3B shows an embodiment to which the sensor configuration shown in FIG. 3A is applied. In the example shown in FIG. 3B, the sensor is used as a lid switch of a notebook computer. In the illustrated example, the transmitter 302 is disposed on the display surface of the notebook computer, while the receiver 304 and the integrated circuit 306 are disposed on the keyboard surface. The integrated circuit 306 is connected to both the transmitter 302 and the receiver 304, and is connected to the transmitter 302 via the keyboard surface, hinge (hinge), and display surface of the notebook computer. In this example, if there is any capacitive coupling between the transmitter 302 and the receiver 304, the degree of capacitive coupling depends on the angle between the display surface of the notebook computer and the keyboard surface. When the folded surface of the notebook computer is completely or almost completely closed, the transmitter side of the capacitor plate and the receiver side of the capacitor plate are close enough to complete the circuit. Since the receiver 304 can properly receive the transmission signal, the integrated circuit 306 detects the coincidence state. On the other hand, when the folded surface of the notebook computer is opened, even if there is capacitive coupling between the transmitter 302 and the receiver 304, it is very weak and the circuit cannot be completed. Since the transmission signal cannot be properly received, the integrated circuit 306 detects a mismatch condition. In this example, when the notebook personal computer enters the standby mode or the sleep mode, it becomes a coincidence state.

図4Aに、受動カプラを用いるセンサ構成の実施形態を示す。この例では、センサの能動部品(トランスミッタ402、集積回路404及びレシーバ406)は、同一平面上に配置され、互いに相対的に動かないように固定されている。ただし、この実施形態では、センサがさらに受動部品としてカプラ408を備える。一部の実施形態において、カプラ408が、金属片又は金属板等の導電体を備えるものでもよい。能動部品402〜406とカプラ408との間には物理的な接続や接触は存在せず、カプラ408は能動部品402〜406とは異なる平面に配置される。カプラ面と能動部品面との間の移動により、トランスミッタ402とレシーバ406との間の結合状態が変化する。種々の実施形態において、カプラ面と能動部品面とが、x、y及びz方向のいずれか1方向又は複数方向に互いに相対的に移動するものでもよい。一部の実施形態において、トランスミッタ402とレシーバ406との間の結合を容易にするように、カプラ408の形状及び/又は幾何学的形状を選択する(たとえば、トランスミッタ402とレシーバ406とを一致させる)ようにしてもよい。カプラ408は、トランスミッタ402とレシーバ406とに近接する、及び/又は、これらと一直線上に配置されることにより、トランスミッタ402とレシーバ406との間の容量結合を容易にする。カプラ408がトランスミッタ402とレシーバ406との間を効果的に繋ぎ、容量結合を介してこれら2つの間の回路を閉じることができるか否かにより、レシーバ406が容量結合を介してトランスミッタ402により送信される信号を適切に受信できるか否かが決まる。カプラ408とトランスミッタ402及びレシーバ406との間のキャパシタンスが増加するにつれて、たとえば、カプラ408と能動部品面との間の距離が減少するにつれて、及び/又は、カプラ408とトランスミッタ402及びレシーバ406との間の整列度が高くなるにつれて、レシーバ406が受信する信号の強度が増大する。前述したように、集積回路404が、送信信号と受信信号とを比較して、適当な出力信号を生成する。   FIG. 4A shows an embodiment of a sensor configuration using a passive coupler. In this example, the active components of the sensor (transmitter 402, integrated circuit 404 and receiver 406) are co-planar and are fixed so as not to move relative to each other. However, in this embodiment, the sensor further includes a coupler 408 as a passive component. In some embodiments, the coupler 408 may comprise a conductor such as a metal piece or a metal plate. There is no physical connection or contact between the active components 402-406 and the coupler 408, and the coupler 408 is located in a different plane than the active components 402-406. Movement between the coupler surface and the active component surface changes the coupling state between transmitter 402 and receiver 406. In various embodiments, the coupler surface and the active component surface may move relative to each other in one or more of the x, y, and z directions. In some embodiments, the shape and / or geometry of coupler 408 is selected to facilitate coupling between transmitter 402 and receiver 406 (eg, match transmitter 402 and receiver 406). You may do it. Coupler 408 facilitates capacitive coupling between transmitter 402 and receiver 406 by being proximate to and / or in line with transmitter 402 and receiver 406. Depending on whether coupler 408 can effectively connect between transmitter 402 and receiver 406 and close the circuit between the two via capacitive coupling, receiver 406 transmits by transmitter 402 via capacitive coupling. Whether or not the received signal can be properly received. As the capacitance between coupler 408 and transmitter 402 and receiver 406 increases, for example, as the distance between coupler 408 and the active component surface decreases, and / or between coupler 408 and transmitter 402 and receiver 406 As the degree of alignment increases, the strength of the signal received by the receiver 406 increases. As described above, the integrated circuit 404 compares the transmission signal and the reception signal to generate an appropriate output signal.

図4Bに、図4Aに示すセンサ構成を適用した実施形態を示す。図4Bに示す例では、センサがノートパソコンのリッドスイッチとして用いられている。図示する例では、能動部品402〜406がノートパソコンのキーボード面に配置される一方、カプラ408がディスプレイ面に配置される。集積回路404は、トランスミッタ402とレシーバ406の両方に接続される。カプラ408は、能動部品402〜406のいずれとも物理的に接続されていない、及び/又は、物理的に接触していないため、センサの浮動部を構成する。この例では、トランスミッタ402とレシーバ406との間に何らかの容量結合が存在する場合、その容量結合の程度は、ノートパソコンのディスプレイ面とキーボード面との間の角度に応じて、すなわち、トランスミッタ402とレシーバ406に対するカプラ408の近接度及び/又は整列度に応じて、決まる。ノートパソコンの二つ折り面を完全に又はほぼ完全に閉じた場合には、カプラ408がトランスミッタ402及びレシーバ406に対して十分に近接及び整列して、回路を完成させることができるため、すなわち、レシーバ406が送信信号を適切に受信できるため、集積回路404は一致状態を検出する。逆に、ノートパソコンの二つ折り面を開いた場合には、カプラ408がトランスミッタ402及びレシーバ406と容量的に結合して回路を完成させるのには遠すぎるため、すなわち、レシーバ406が送信信号を適切に受信できないため、集積回路404は不一致状態を検出する。この例では、ノートパソコンがスタンバイモード又はスリープモードに入る際に一致状態となり、一方、ノートパソコンがスタンバイモード又はスリープモードから目覚める際に不一致状態となる。図4Cに、図4Aに示すセンサ構成を適用した別の実施形態であって、スマートフォンのスライド式キーボードの開閉状態を検出する実施形態を示す。   FIG. 4B shows an embodiment to which the sensor configuration shown in FIG. 4A is applied. In the example shown in FIG. 4B, the sensor is used as a lid switch of a notebook computer. In the illustrated example, the active components 402 to 406 are disposed on the keyboard surface of the notebook computer, while the coupler 408 is disposed on the display surface. Integrated circuit 404 is connected to both transmitter 402 and receiver 406. The coupler 408 is not physically connected to and / or is not in physical contact with any of the active components 402-406, and thus constitutes a floating part of the sensor. In this example, if there is any capacitive coupling between transmitter 402 and receiver 406, the degree of capacitive coupling depends on the angle between the laptop display surface and the keyboard surface, i.e., transmitter 402 and It depends on the proximity and / or alignment of the coupler 408 to the receiver 406. When the folded surface of the laptop is completely or nearly completely closed, the coupler 408 can be sufficiently close and aligned with the transmitter 402 and receiver 406 to complete the circuit, i.e., the receiver. Integrated circuit 404 detects a match condition because 406 can properly receive the transmitted signal. On the other hand, when the folded plane of the notebook computer is opened, the coupler 408 is too far to capacitively couple with the transmitter 402 and the receiver 406 to complete the circuit, that is, the receiver 406 transmits the transmission signal. The integrated circuit 404 detects a mismatch condition because it cannot be properly received. In this example, when the notebook personal computer enters the standby mode or the sleep mode, it becomes a coincidence state. FIG. 4C shows another embodiment to which the sensor configuration shown in FIG. 4A is applied, in which an opening / closing state of a sliding keyboard of a smartphone is detected.

図3A及び図4Aに示すセンサの実施形態は、シングルエンド構成を備える。一部の実施形態において、差動構成が望ましい場合もある。差動構成を採用することにより、たとえば、範囲を拡張し、及び/又は、セキュリティを向上させることができる。誤った結果を導く可能性のある、外部環境におけるノイズ及び/又は妨害に対するセンサ感度を、差動構成により低下させることができる。図5Aに、複数のトランスミッタと複数のレシーバとを別々の面上に配置させた差動構成の実施形態を示す。図5Aに示す差動構成は、図3Aに示すシングルエンド構成に類似のものである。図5B及び図5Cに、複数のトランスミッタと複数のレシーバとを同一面上に配置させて、複数の受動カプラを介して接続した差動構成の実施形態を示す。図5B及び図5Cに示す差動構成は、図4Aに示すシングルエンド構成に類似のものである。図5B及び図5Cに示す十字型又は鍵型の実施形態において、複数のカプラのいずれか一方又は両方が、配線で電気的に接続される複数の部分を備える。一部の実施形態において、図5A〜図5Cに示すTx#信号及びRx#信号は、それぞれ、Tx信号及びRx信号の反転信号である。図5A〜図5Cの差動構成では、用いられる構成が正しくなければ、対応するトランスミッタ及びレシーバ対(すなわち、Tx及びRxとTx#及びRx#)が適切に接続されないため、ノイズやその他の外部因子の影響をより受けない設計が可能になる。以上、シングルエンド構成と差動構成とを説明したが、別の実施形態において、任意の数のトランスミッタ、レシーバ、及び/又は、任意の数の接続カプラ部を含むカプラをセンサが備える構成でもよい。   The sensor embodiment shown in FIGS. 3A and 4A comprises a single-ended configuration. In some embodiments, a differential configuration may be desirable. By adopting a differential configuration, for example, the range can be expanded and / or security can be improved. A differential configuration can reduce the sensor sensitivity to noise and / or disturbances in the external environment that can lead to false results. FIG. 5A shows an embodiment of a differential configuration in which a plurality of transmitters and a plurality of receivers are arranged on different planes. The differential configuration shown in FIG. 5A is similar to the single-ended configuration shown in FIG. 3A. 5B and 5C show an embodiment of a differential configuration in which a plurality of transmitters and a plurality of receivers are arranged on the same plane and connected via a plurality of passive couplers. The differential configuration shown in FIGS. 5B and 5C is similar to the single-ended configuration shown in FIG. 4A. In the cross-shaped or key-shaped embodiment shown in FIGS. 5B and 5C, one or both of the plurality of couplers includes a plurality of portions electrically connected by wiring. In some embodiments, the Tx # and Rx # signals shown in FIGS. 5A-5C are inverted signals of the Tx and Rx signals, respectively. In the differential configurations of FIGS. 5A-5C, if the configuration used is not correct, the corresponding transmitter and receiver pair (ie, Tx and Rx and Tx # and Rx #) will not be properly connected, so noise and other external Design that is less affected by factors is possible. The single-ended configuration and the differential configuration have been described above. However, in another embodiment, the sensor may include a coupler including an arbitrary number of transmitters, receivers, and / or an arbitrary number of connection coupler units. .

図6A及び図6Bに、本発明のセンサ設計に従う集積回路の主要部品を含む2つの異なるセンサの実施形態の回路図を示す。図6Aに示す実施形態は、図4Aに示す構成のように、シングルエンド型で単独面/受動カプラ構成に対応する。一方、図6Bに示す実施形態は、図5Aに示す構成のように、差動モード型で分離面構成に対応する。集積回路600は、クロック周波数又は基準周波数を与える発振器602を備える。集積回路600のパターン発生器604は、ランダムノイズにより再現される可能性の低いパターン化信号を発生させる。たとえば、パターン発生器604が、nビットの長さのノイズ除去コード語を発生させるものでもよい。ここで、nは、固定値又は設定可能な値である。パターン発生器604から出力された信号は、バッファ606で増幅される。バッファ606により増幅された信号が集積回路600から出力されて、トランスミッタ608を駆動し、信号を送信する。レシーバ610により受信された信号は、集積回路600内に入力されて、増幅器612により増幅される。増幅された受信信号は、パターン比較器614により、送信信号と比較される。集積回路600の出力616は、比較器614による判定結果に基づき、受信信号が送信信号と一致するか否かを示す。図6Aに示す実施形態では、浮動カプラ618の位置により、トランスミッタ608とレシーバ610との間に容量結合が存在する場合に、その容量結合の程度が決まる。図6Bに示す実施形態では、対応する複数のトランスミッタ608とレシーバ610との相対的な位置により、図6Bにコンデンサ極板として図示されているトランスミッタ608とレシーバ610対間に容量結合が存在する場合に、その容量結合の程度が決まる。図6Cに、パターン比較器614の実施形態を含む主要部品の回路図を示す。図示するように、カウンタ620が(nビットパターンの場合に)nまでカウントし、リセット・パルスを送り、これを繰り返す間に、受信信号と送信信号の各ビットが比較される。本発明のセンサ設計に従う集積回路の主要部品の一部に関して図6A〜図6Cを参照して説明してきたが、集積回路は、任意の適切な方法で構成可能であり、デジタル/アナログ変換器やアナログ/デジタル変換器等、1つ又は複数の任意の他の適当な部品又は回路を備えるものでもよい。   6A and 6B show circuit diagrams of two different sensor embodiments including the major components of an integrated circuit according to the sensor design of the present invention. The embodiment shown in FIG. 6A corresponds to a single-ended / single plane / passive coupler configuration like the configuration shown in FIG. 4A. On the other hand, the embodiment shown in FIG. 6B is a differential mode type and corresponds to the separation surface configuration as in the configuration shown in FIG. The integrated circuit 600 includes an oscillator 602 that provides a clock frequency or a reference frequency. The pattern generator 604 of the integrated circuit 600 generates a patterned signal that is unlikely to be reproduced by random noise. For example, the pattern generator 604 may generate a noise removal code word having an n-bit length. Here, n is a fixed value or a settable value. The signal output from the pattern generator 604 is amplified by the buffer 606. The signal amplified by the buffer 606 is output from the integrated circuit 600 to drive the transmitter 608 and transmit the signal. A signal received by the receiver 610 is input into the integrated circuit 600 and amplified by the amplifier 612. The amplified received signal is compared with the transmission signal by the pattern comparator 614. The output 616 of the integrated circuit 600 indicates whether the received signal matches the transmitted signal based on the determination result by the comparator 614. In the embodiment shown in FIG. 6A, the position of the floating coupler 618 determines the degree of capacitive coupling when there is capacitive coupling between the transmitter 608 and the receiver 610. In the embodiment shown in FIG. 6B, due to the relative positions of the corresponding transmitters 608 and receivers 610, there is capacitive coupling between the transmitter 608 and receiver 610 pair, shown as a capacitor plate in FIG. 6B. In addition, the degree of capacitive coupling is determined. FIG. 6C shows a circuit diagram of the main components including an embodiment of the pattern comparator 614. As shown in the figure, the counter 620 counts up to n (in the case of an n-bit pattern), sends a reset pulse, and while repeating this, each bit of the received signal and transmitted signal is compared. Although some of the major components of an integrated circuit according to the sensor design of the present invention have been described with reference to FIGS. 6A-6C, the integrated circuit can be configured in any suitable manner, such as a digital / analog converter, It may comprise one or more of any other suitable components or circuits, such as an analog / digital converter.

種々の実施形態において、センサ設計が、任意の1つ又は複数の適当な部品をオプションで備えるようにしてもよい。たとえば、一部の実施形態において、レシーバ出力と接地との間に(たとえば、1〜10pFの範囲の値を備える)同調コンデンサを接続して、感度を調節するようにしてもよい。分流コンデンサは、効果的に感知範囲を縮小する。場合によっては、センサの集積回路の外側にコンデンサを配置するものでもよい。一部の実施形態において、集積回路に昇圧回路及び/又はチャージポンプを加えて、送信信号の強度を増大させることにより、感度を調節するようにしてもよい。送信信号の電圧を上げると、場合によっては、センサの感度範囲が広がる。一部の実施形態において、集積回路用のスリープ/ウェイク・デューティ・サイクルを容易にする回路を集積回路に加えて、集積回路がずっとオンのままとならないようにして、センサの有効電力消費を抑制することができる。たとえば、1秒間に10ミリ秒だけ動作するように集積回路を構成するようにしてもよい。このような場合、スリープ/ウェイク・デューティ・サイクルをユーザ設定可能としてもよい。一部の実施形態において、レシーバと受信信号を増幅する増幅器との間に、送信信号周波数を中心とした帯域を有するアナログフィルタを備えるようにしてもよい。このようなフィルタを用いることにより、レシーバが拾うノイズが集積回路によって処理されるのを防ぐことが容易になり、結果として、多くの場合に集積回路による有効電力消費を抑制することができる。   In various embodiments, the sensor design may optionally include any one or more suitable components. For example, in some embodiments, a tuning capacitor (eg, with a value in the range of 1-10 pF) may be connected between the receiver output and ground to adjust the sensitivity. A shunt capacitor effectively reduces the sensing range. In some cases, a capacitor may be disposed outside the integrated circuit of the sensor. In some embodiments, the sensitivity may be adjusted by adding a boost circuit and / or a charge pump to the integrated circuit to increase the strength of the transmitted signal. When the voltage of the transmission signal is increased, the sensitivity range of the sensor is expanded in some cases. In some embodiments, a circuit that facilitates sleep / wake duty cycle for the integrated circuit is added to the integrated circuit so that the integrated circuit does not remain on all the time, reducing the active power consumption of the sensor can do. For example, the integrated circuit may be configured to operate for 10 milliseconds per second. In such a case, the sleep / wake duty cycle may be settable by the user. In some embodiments, an analog filter having a band around the transmission signal frequency may be provided between the receiver and the amplifier that amplifies the reception signal. By using such a filter, it becomes easy to prevent the noise picked up by the receiver from being processed by the integrated circuit. As a result, in many cases, the effective power consumption by the integrated circuit can be suppressed.

センサが、自動較正回路をオプションで備えるようにしてもよい。一部の実施形態において、このような回路を用いて、トランスミッタとレシーバとの間で固有の自己相互作用を、自動的に且つ動的に補償するようにしてもよい。たとえば、(図4A、図5B及び図5Cに示す構成のように)トランスミッタとレシーバとが同一面内に配置される実施形態において、トランスミッタとレシーバとを接続できない場合でも、トランスミッタとレシーバとの間を近づけることにより、ある程度の自己相互作用を誘発するようにしてもよい。非理想の製造公差(たとえば、アンテナパッドの幾何学的形状、材料の種類等)やセンサが配置される環境(たとえば、近傍の導電体は自己相互作用を増大させる可能性がある)に基づいて、各センサの自己相互作用の程度が変化する可能性がある。トランスミッタとレシーバとを接続できない場合、センサが不一致状態の際に自動較正を実行するようにしてもよい。一部の実施形態において、自動較正回路は、自己相互作用電圧が完全に又はほぼ相殺されるまで、受信信号増幅器の基準電圧を徐々に上げる有限状態機械を備えるものでもよい。他の実施形態において、自己相互作用を補正する任意の他の適当な回路を用いるようにしてもよい。一部の実施形態において、センサの自動較正機能を有効にする、又は、無効にするオプションを備えるようにしてもよい。   The sensor may optionally include an automatic calibration circuit. In some embodiments, such circuitry may be used to automatically and dynamically compensate for inherent self-interaction between the transmitter and receiver. For example, in an embodiment where the transmitter and receiver are co-located (as in the configurations shown in FIGS. 4A, 5B, and 5C), even if the transmitter and receiver cannot be connected, the connection between the transmitter and receiver You may make it induce a certain amount of self-interaction by approaching. Based on non-ideal manufacturing tolerances (eg, antenna pad geometry, material type, etc.) and the environment in which the sensor is located (eg, nearby conductors may increase self-interaction) The degree of self-interaction of each sensor may change. If the transmitter and receiver cannot be connected, automatic calibration may be performed when the sensor is in a mismatched state. In some embodiments, the auto-calibration circuit may comprise a finite state machine that gradually increases the reference voltage of the received signal amplifier until the self-interaction voltage is completely or substantially cancelled. In other embodiments, any other suitable circuit that corrects for self-interaction may be used. In some embodiments, an option to enable or disable the sensor auto-calibration feature may be provided.

本発明のセンサ設計を、タッチセンサ及び/又は存在検出センサにも、同様に適用することができる。一部の実施形態において、このようなセンサは、図2Aに示す構成を備え、トランスミッタとレシーバとを互いに意図的に近接して配置して、自己相互作用を誘発するものでもよい。このような場合には、トランスミッタとレシーバとの間の自己相互作用又は電界が外部オブジェクトにより妨害されない場合に一致状態となり、一方、トランスミッタとレシーバとの間の自己相互作用又は電界が外部オブジェクトにより妨害される場合に不一致状態となる。このようなセンサの場合も、任意の自動較正回路をオプションで用いて、上述した方法と逆の方法で動作させるようにしてもよい。すなわち、有限状態機械を用いて、基準電圧を徐々に下げて、不一致状態の場合に存在する任意の自己相互作用を補償するようにしてもよい。このようなセンサを携帯電話に適用すると、タッチスクリーンのごく近くに人の存在が検出される通話時に、スマートフォンのタッチスクリーンを非アクティブにすることが可能になる。このようなセンサを用いて、人がシステム(たとえば、タブレットコンピュータやその他の電子デバイス)の近くにいることを検出して、システムを目覚めさせるようにしてもよい。   The sensor design of the present invention can be similarly applied to touch sensors and / or presence detection sensors. In some embodiments, such a sensor may comprise the configuration shown in FIG. 2A, with the transmitter and receiver intentionally placed in close proximity to each other to induce self-interaction. In such cases, a match occurs when the self-interaction or electric field between the transmitter and receiver is not disturbed by the external object, while the self-interaction or electric field between the transmitter and receiver is disturbed by the external object. Inconsistent state. In the case of such a sensor, an optional automatic calibration circuit may be used as an option, and may be operated in a manner opposite to the above-described method. That is, a finite state machine may be used to gradually reduce the reference voltage to compensate for any self-interaction that exists in the case of a mismatch condition. When such a sensor is applied to a mobile phone, the touch screen of the smartphone can be deactivated during a call in which the presence of a person is detected very close to the touch screen. Such sensors may be used to awaken the system by detecting that a person is near the system (eg, a tablet computer or other electronic device).

以上、本発明の理解を助ける目的で本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれらの詳細に限定されるものではない。本発明は、様々に変形・変更した形態でも実施可能であり、上述した実施形態は例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of assisting understanding of this invention, this invention is not limited to these details. The present invention can be implemented in variously modified and changed forms, and the above-described embodiments are merely examples, and do not limit the present invention.

Claims (20)

センサであって、
結合条件が満たされる場合に容量的に結合するように構成されたトランスミッタ及びレシーバと、
前記レシーバにより受信される受信信号が前記トランスミッタにより送信される送信信号と一致するか否かを判定するように構成された回路と、を備えるセンサ。
A sensor,
A transmitter and receiver configured to capacitively couple when a coupling condition is met;
A circuit configured to determine whether a received signal received by the receiver matches a transmitted signal transmitted by the transmitter.
請求項1に記載のセンサであって、
前記回路は、さらに、出力信号を生成するように構成され、
前記出力信号は、前記受信信号が前記送信信号と一致する場合には第1の状態を示し、前記受信信号が前記送信信号と一致しない場合には第2の状態を示す、センサ。
The sensor according to claim 1,
The circuit is further configured to generate an output signal;
The sensor, wherein the output signal indicates a first state when the received signal matches the transmitted signal, and indicates a second state when the received signal does not match the transmitted signal.
請求項1に記載のセンサであって、
前記トランスミッタと前記レシーバとが近接する場合に、前記結合条件が満たされる、センサ。
The sensor according to claim 1,
A sensor, wherein the coupling condition is satisfied when the transmitter and the receiver are in proximity.
請求項3に記載のセンサであって、
前記トランスミッタと前記レシーバとが異なる面上に配置される、センサ。
The sensor according to claim 3,
A sensor, wherein the transmitter and the receiver are arranged on different surfaces.
請求項1に記載のセンサであって、
受動カプラが前記トランスミッタ及び前記レシーバに近接する場合に、前記結合条件が満たされる、センサ。
The sensor according to claim 1,
A sensor, wherein the coupling condition is satisfied when a passive coupler is proximate to the transmitter and the receiver.
請求項5に記載のセンサであって、
前記トランスミッタ及び前記レシーバが、ほぼ単一面内に配置される、センサ。
The sensor according to claim 5,
A sensor, wherein the transmitter and the receiver are arranged substantially in a single plane.
請求項5に記載のセンサであって、
前記受動カプラは導電体を備える、センサ。
The sensor according to claim 5,
The passive coupler comprises a conductor.
請求項1に記載のセンサであって、
前記回路は、さらに、前記送信信号を生成するように構成される、センサ。
The sensor according to claim 1,
The sensor is further configured to generate the transmission signal.
請求項1に記載のセンサであって、
前記受信信号が前記送信信号に一致するか否かの判定は、前記受信信号の強度を求めることを含む、センサ。
The sensor according to claim 1,
Determining whether the received signal matches the transmitted signal includes determining the strength of the received signal.
請求項1に記載のセンサであって、
前記受信信号が前記送信信号に一致するか否かの判定は、前記受信信号と前記送信信号との間に誤差が存在する場合に誤差を求めることを含む、センサ。
The sensor according to claim 1,
Determining whether the received signal matches the transmitted signal includes determining an error if there is an error between the received signal and the transmitted signal.
請求項1に記載のセンサであって、
前記受信信号が前記送信信号に一致するか否かの判定は、所定数のサンプルに関して前記受信信号と前記送信信号とが一致するか否かを判定することを含む、センサ。
The sensor according to claim 1,
Determining whether the received signal matches the transmitted signal includes determining whether the received signal matches the transmitted signal for a predetermined number of samples.
請求項1に記載のセンサであって、
前記送信信号はパターン化信号を含む、センサ。
The sensor according to claim 1,
The sensor wherein the transmission signal includes a patterned signal.
請求項1に記載のセンサであって、
さらに、前記センサの感度範囲を調節する回路を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
Further, a sensor comprising a circuit for adjusting a sensitivity range of the sensor.
請求項1に記載のセンサであって、
さらに、前記センサの電力消費を抑制する回路を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
Furthermore, the sensor provided with the circuit which suppresses the power consumption of the said sensor.
請求項1に記載のセンサであって、
さらに、前記トランスミッタと前記レシーバとの間の自己相互作用を補償する自動較正回路を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
A sensor further comprising an automatic calibration circuit that compensates for self-interaction between the transmitter and the receiver.
請求項1に記載のセンサであって、
差動構成を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
A sensor with a differential configuration.
請求項1に記載のセンサであって、
スイッチ、位置検出センサ、近接検出センサ、存在検出センサ及びタッチセンサの中の1つ又は複数を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
A sensor comprising one or more of a switch, a position detection sensor, a proximity detection sensor, a presence detection sensor, and a touch sensor.
請求項1に記載のセンサであって、
前記回路は集積回路を備える、センサ。
The sensor according to claim 1,
The circuit comprises an integrated circuit.
状態を判定する方法であって、
結合条件が満たされる場合に容量的に結合するようにトランスミッタ及びレシーバを構成する工程と、
前記レシーバにより受信される受信信号が前記トランスミッタにより送信される送信信号に一致するか否かを判定する工程と、を備える方法。
A method for determining a state,
Configuring the transmitter and receiver to capacitively couple when coupling conditions are met;
Determining whether a received signal received by the receiver matches a transmitted signal transmitted by the transmitter.
状態を判定するためのコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、
コンピュータ命令と、を備え、
前記コンピュータ命令は、
結合条件が満たされる場合に容量的に結合するようにトランスミッタ及びレシーバを構成させ、
前記レシーバにより受信される受信信号が前記トランスミッタにより送信される送信信号に一致するか否かを判定させる、コンピュータプログラム製品。
A computer program product for determining a state,
A computer-readable storage medium;
Computer instructions,
The computer instructions are:
Configure transmitters and receivers to capacitively couple when coupling conditions are met,
A computer program product for determining whether a received signal received by the receiver matches a transmitted signal transmitted by the transmitter.
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