JP2014515093A - 近接検出装置および携帯端末 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出するように構成された、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップと、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップに電気的結合方法で接続され、人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出された静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに、人間が近づいていることを表示するために表示信号を出力する、静電容量検出センサ回路とを含む近接検出装置を提供する。本発明の実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出の解決策を実現している。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

Description

本出願は、その全体が本明細書において参照により援用される、２０１２年２月３日に中国特許庁に提出された、「近接検出装置および携帯端末」と題する、中国特許出願第２０１２１００２３９２４．４号の優先権を主張する。

本発明の実施形態は、通信分野に関し、より具体的には、近接検出装置および携帯端末に関する。

電子技術の発展とともに、携帯端末（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、およびポータブル・パーソナル・コンピュータ）などの無線製品が人々にとって欠かすことのできない生活用品やオフィス用品となっている。人々に対する無線製品の過度の放射による被害を防止するために、米国連邦通信委員会および欧州連合が、無線製品のＳＡＲ（比吸収率）値に厳格な認証仕様を設けている。

製品のＳＡＲ値をより低くするため、現在、人間が近づいたり遠ざかったりするのを検出するための近接センサがいくつかの無線製品に付加されており、人々への製品からの放射を低減するように、人間が近づくのを検出したときに送信電力を低くするようになっている。

既存の近接センサ技術解決策では、アンテナの近くに配置されたＦＰＣ（Ｆｒｅｘｉｂｉｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブルプリント回路）が静電容量の変化を検出するために使用されている。検出の精度および安定度を高めるために、ＦＰＣの面積は一般に約２８ｍｍ×２５ｍｍが必要とされる。アンテナ近くにそのような大きな静電容量検出用ＦＰＣを付加することは、本来限られたスペースである携帯端末の内部スペースの大いなる無駄を結果として招き、携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くするのに有利ではない。

前述の問題を解決するために、本発明の実施形態は近接検出装置および携帯端末を提供する。

１つの態様では、本発明の実施形態は、コンデンサの２つの電極を形成し、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出するように構成された、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップと、電気的結合方法で携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップそれぞれに接続され、人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出された静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力する静電容量検出センサ回路とを含む近接検出装置を提供する。

別の態様では、本発明の実施形態は、近接検出装置を含む携帯端末を提供する。近接検出装置は、コンデンサの２つの電極を形成し、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出するように構成された、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップと、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップそれぞれに電気的結合方法で接続され、人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出された静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力する静電容量検出センサ回路とを含む。

本発明の実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出を実現している。携帯端末のアンテナ本体および側面金属ストリップが使用されているので、携帯端末の内部スペースが節約されてもよく、携帯端末の設計の困難さが軽減されてもよく、コストがより低くされてもよく、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

図１は携帯端末の背面構造の概略図である。 図２は本発明の実施形態による近接検出装置の概略構造図である。 図３は本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。 図４は本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。 図５はＡＤ７１５６チップのピンの概略図である。 図６はＡＤ７１５６チップの回路の概略構造図である。 図７は本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。 図８は本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。 図９は本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。 図１０は本発明の実施形態による携帯端末の概略構造図である。

本発明の実施形態での技術的解決策は、本発明の実施形態中の添付図面への参照とともに以下で明確に説明される。説明される実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく一部のみであることが明白である。創造的な努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者により得られる全ての他の実施形態は、本発明の保護範囲内にあるべきである。最初に、以下の実施形態中の用語および専門用語が次のように説明される。

いわゆる「携帯端末」は、持ち歩きに適した大きさの多様な携帯通信機器を指し、携帯電話、タブレットコンピュータ、ポータブル・パーソナル・コンピュータなどを含むが、これらに限定されるものではない。

以下の実施形態中で、ＡがＢに「結合される」と記述されるとき、これはＡを通過する電気的信号およびＢを通過する電気的信号が物理的に関連付けされ、Ａが導線を介してＢに直接接続される、または他の構成部品を介してＢに間接的に接続されることを含み、またＡを通過する電気的信号およびＢを通過する電気的信号が、変圧器が行うように電磁誘導を介して関連付けされることを含むことを意味する。

本発明の実施形態中で「第１の」または「第２の」などの順序を示す用語が記述されるとき、順序を示す用語が文脈に従って順序の意味を表わすことに限定される場合を除いて、順序を示す用語は区別化のためのみに使用されていると理解されるべきである。

既存の近接検出の解決策では、分離型の容量性ＦＰＣが携帯端末周辺の静電容量を検出するために携帯端末内で使用され、静電容量の電荷を介して、人間が近づいているかどうかを判断している。図１は携帯端末の背面構造の概略図である。端末携帯１００は立方体形状を有し、６つの外部平面を有する。図１は携帯端末の裏面１１０、携帯端末の左側面１３０、および携帯端末の下側側面１４０を示す。アンテナ領域１２０は、携帯端末の裏面１１０上の携帯端末１００のアンテナ本体の投影領域である。携帯端末の平面のＳＡＲ値に厳格な仕様が設けられているので、容量性ＦＰＣは携帯端末の各平面上、特にアンテナが設置されている平面に配置される必要がある。ＦＰＣの面積は一般に約２８ｍｍ×２５ｍｍであり、アンテナ送信平面のＦＰＣ面積は、アンテナ送信平面を覆うようにするためアンテナの面積よりも大きくする必要がある。携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くするという傾向にあわせて、携帯端末の内部スペースは元々限定されており、明確に、携帯端末内部にそのような大面積でＦＰＣを付加することは、携帯端末の内部スペースを非常に増加させ、それによって携帯端末の設計の困難さを増している。

本発明の実装の過程において、発明者は、アンテナ本体および側面金属ストリップ間に形成される静電容量が、静電容量検出チップのフロントエンド検出静電容量範囲の要件を満たすことができ、人間が近づいているときに、フロントエンド検出静電容量周辺の誘電率の変化によって引き起こされる静電容量の変動が、設計要件を満たすことができることを見つけ出した。このように、アンテナ本体および側面金属ストリップにより形成されるコンデンサの静電容量の変動が人間の接近距離を検出するために使用することができる。図２は、本発明の実施形態による近接検出装置の概略構造図である。装置は、コンデンサの２つの電極を形成し、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出するように構成された、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０を含む。

近接検出装置は、静電容量検出センサ回路１１をさらに含む。静電容量検出センサ回路１１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０に電気的結合方法で接続され、人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出される静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力し、表示信号は人間が近づいていること表すために使用される。具体的には、人間が近接検出装置に近づいてくると、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の誘電率が変化するので、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量が変化する。静電容量検出センサ回路１１は、人間が近づいているかどうかを静電容量の変化に従って判断し、人間が近づいていると判断されたときに、ハイレベルまたはローレベルなどのように、人間が近づいていることを表す表示信号を出力する。

本発明のこの実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出を実現している。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

図３は、本発明の実施形態による近接検出装置の概略構造図である。近接検出装置は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０および静電容量検出センサ回路１１を含み、静電容量検出センサ回路１１は、静電容量−デジタルコンバータ２１１、レジスタ２１２、およびコンパレータ２１３を含む。

携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０間のスペースの静電容量を検出するように構成される。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０内の携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、１つのコンデンサの２つの静電容量電極に相当し、リアルタイムで携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０間のスペース空間の静電容量を検出してもよい。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の環境が変化するとき、例えば、人間が近づいているときまたは別の物体が近づいているときに、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の誘電率が変化し、さらに、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量が変化する。

静電容量−デジタルコンバータ２１１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出された静電容量を取得し、静電容量を第１の静電容量値に変換するように構成される。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量はアナログ信号であるので、後続する処理を容易にするために、静電容量はここでデジタル信号、すなわち第１の静電容量値に変換される必要がある。

レジスタ２１２は、第２の静電容量閾値を格納し、この第２の静電容量閾値は、人間が近づいたときの対応する静電容量値である。第２の静電容量閾値は、製品設計の実際の必要性に従って決定されてもよく、例えば、製品設計時に、人間と装置間の距離が１３ｍｍより小さいと判断される場合、人間が装置に近づいているとみなされ、人間と装置間の距離が１３ｍｍであるときに携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出される静電容量に対応する静電容量値は、第２の静電容量閾値として設定されてもよく、第２の静電容量閾値は、人間が装置に近づいているかどうかを判断するための静電容量値の限界点として使用される。

コンパレータ２１３は、人間が近づいているかどうかを第１の静電容量値および第２の静電容量閾値に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されると表示信号を出力し、表示信号は人間が近づいていることを表すために使用される。

静電容量−デジタルコンバータ２１１の静電容量変換方法に基づいて、人間が近づいているときに、第１の静電容量値は大きくなったりまたは小さくなったりしてもよい。静電容量−デジタルコンバータ２１１の静電容量変換方法に従って、コンパレータ２１３は異なる比較モードを採用してもよい。

具体的には、人間が近づいているときに、第１の静電容量値が大きくなる場合、第１の静電容量値は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために第２の静電容量閾値と比較され、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きい場合、表示信号が出力され、表示信号は人間が近づいていることを表すために使用され、または、人間が近づいているときに、第１の静電容量値が小さくなる場合、第１の静電容量値は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さいかどうかを判断するために第２の静電容量閾値と比較され、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さい場合、表示信号出力、表示信号は人間が近づいていることを表すために使用される。

さらに、表示信号はハイレベルであってもよく、またはローレベルであってもよい。具体的には、コンパレータ２１３は、人間が近づいていないときはローレベルを出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにハイレベルを出力し、または、人間が近づいていないときはハイレベルを出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにローレベルを出力する。

本発明のこの実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出を実現している。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

図４は、本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。近接検出装置は携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０ならびに静電容量検出センサ回路１１を含み、静電容量検出センサ回路１１は、静電容量−デジタルコンバータ３１１、レジスタ３１２、計算機３１３、およびコンパレータ３１４を含む。

携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０間のスペースの静電容量を検出するように構成される。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０内の携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、１つのコンデンサの２つの静電容量電極に相当し、リアルタイムで携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０間のスペースの静電容量を検出することができる。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の環境が変化するとき、例えば、人間が近づいているときまたは別の物体が近づいているときに、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の誘電率が変化し、さらに、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量が変化する。

静電容量−デジタルコンバータ３１１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出された静電容量を取得し、静電容量を第１の静電容量値に変換するように構成される。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量はアナログ信号であるので、後続する処理を容易にするために、静電容量は、ここでデジタル信号、すなわち第１の静電容量値に変換される必要がある。

レジスタ３１２は、第３の静電容量値および第４の静電容量差分を格納する。第３の静電容量値は人間が近づいていないときの静電容量値であり、第４の静電容量差分は人間が近づいているときの静電容量値と第３の静電容量値との間の差分である。

第４の静電容量差分は製品設計の実際の必要性に従って決定されてもよく、例えば、製品設計時に、人間と装置間の距離が１３ｍｍより小さいと判断される場合、人間が装置に近づいているとみなされ、人間と装置間の距離が１３ｍｍであるときに携帯端末アンテナ本体により検出される静電容量に対応する静電容量値と第３の静電容量値との間の差分は、人間が装置に近づいているかどうかを判断するための静電容量値の限界点として使用されてもよい。

計算機３１３は、第１の静電容量値と第３の静電容量値の間の第５の静電容量差分を計算するように構成される。

コンパレータ３１４は、第５の静電容量差分が第４の静電容量差分よりも大きいかどうかを判断するために第５の静電容量差分を第４の静電容量差分と比較するように構成され、第５の静電容量差分が第４の静電容量差分よりも大きいときに、表示信号を出力し、表示信号は人間が近づいていることを表すために使用される。

さらに、表示信号はハイレベルであってもよく、またはローレベルであってもよい。具体的には、コンパレータ３１４は人間が近づいていないときはローレベルを出力し、人間が近づいているときは、人間が近づいていることを表すためにハイレベルを出力し、または、コンパレータ３１４は人間が近づいていないときはハイレベルを出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにローレベルを出力する。

本発明のこの実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出を実現している。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

静電容量検出センサ回路は、静電容量コンバータであってもよい。静電容量コンバータは、静電容量近接検出センサチップであり、人間が近づいているかどうかを出力静電容量信号に従って判断して、人間が近づいていることを表す表示信号を出力することができる。

図５は、ＡＤ７１５６のピンの概略図である。ＡＤ７１５６はＡＤＩ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ．：アナログ・デバイセズ社）により製造されたデュアルパス静電容量コンバータである。図に示すように、ＡＤ７１５６は１０本のピンを有する。具体的に、ピンの名称と機能が次のように記載されている。

実際には、単に１つのパスが使用されてもよく、２つのパスもまた同時に使用されてもよい。例えば、ＡＤ７１５６のＣＩＮ１は、携帯端末アンテナ本体に電気的な方法で結合され、ＥＸＣ１は、携帯端末の側面金属ストリップに電気的な方法で結合される。ＡＤ７１５６は、人間が近づいているかどうかを入力静電容量に従って判断し、人間が近づいていると判断されたときにＯＵＴ１からハイレベル信号を出力する。ＡＤ７１５６のＣＩＮ１およびＥＸＣ２それぞれは、また別のパスを形成するために別のＦＰＣの２つの電極に接続されてもよい。

図６は、本発明の実施形態によるＡＤ７１５６の回路の概略構造図である。回路は２つのパス、すなわち、第１の静電容量パスを形成するために第１の検出コンデンサ５０１の２つの静電容量電極がＡＤ７１５６のＣＩＮ１およびＥＸＣ１にそれぞれ接続される、第１の検出コンデンサ５０１が位置する第１の静電容量パスと、第２の静電容量パスを形成するために第２の検出コンデンサ５０２の２つの静電容量電極がＡＤ７１５６のＣＩＮ２およびＥＸＣ２にそれぞれ接続される、第２の検出コンデンサ５０２が位置する第２の静電容量パスとを含む。２つのパスの選択は２路スイッチ５０３を介して実装される。２路スイッチ５０３が第１の静電容量パスに接続されるときには、ＡＤ７１５６は、第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量を取得し、２路スイッチ５０３が第２の静電容量パスに接続されるときには、ＡＤ７１５６は、第２の検出コンデンサ５０２により検出された静電容量を取得する。

ＡＤ７１５６の論理構造およびモジュールの機能は、ＡＤ７１５６が、例として第１の検出コンデンサ５０１により検出された静電容量信号を処理するプロセスを取ることにより説明される。図６に示すように、２路スイッチ５０３が第１の静電容量パスを選択するときには、第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量信号は、ＣＩＮ１およびＥＸＣ１を介してＡＤ７１５６に入力され、静電容量信号は、アナログ信号であり、静電容量−デジタルコンバータ５０５を介してデジタル信号、すなわち第１の静電容量値に変換される。環境の影響により、第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量は、小さな範囲内で変化するかまたはノイズを有している場合があり、従って第１の静電容量値は安定的ではなく小さな範囲内で変動し、相対的に安定な第１の静電容量値を得るために、平均化などのデジタルフィルタ５０６のフィルタ処理を受ける必要がある。第１の静電容量値は、第１のコンパレータ５０９に入力され、同時に第１の閾値レジスタ５１０に格納されている第２の静電容量閾値も第１のコンパレータ５０９に入力され、ここで第２の静電容量閾値は、人間が近づいているときに第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量に対応する静電容量値である。第１のコンパレータ５０９は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために第１の静電容量値を第２の静電容量閾値と比較し、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きいときには、人間が近づいていることを表すハイレベルを出力する。ハイレベルはＯＵＴ１を介して出力される。

所望により、静電容量−デジタルコンバータ５０５の変換方法に基づいて、人間が近づいているときに、第１の静電容量値はまた、小さくなってもよく、この場合、第１のコンパレータ５０９は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さいかどうかを判断するために第１の静電容量値を第２の静電容量閾値と比較し、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さいときには、第１のコンパレータは、人間が近づいていることを表すハイレベルを出力する。ハイレベルはＯＵＴ１を介して出力される。

ＡＤ７１５６は、さらに第２の閾値レジスタ５０７および第２のコンパレータ５０８を含む。第２の閾値レジスタ５０７は、第３の静電容量閾値を格納し、ここで第３の静電容量閾値は、人間が近づいているときに第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値である。第２のコンパレータ５０８の動作原理は、第１のコンパレータ５０９のそれと同じである。ＡＤ７１５６が第２の静電容量パスを選択するときには、第２のコンパレータ５０８は、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値が第３の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値を第３の静電容量閾値と比較し、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値が第３の静電容量閾値よりも大きいときには、第２のコンパレータ５０８は人間が近づいていることを表すハイレベルを出力する。ハイレベルはＯＵＴ２を介して出力される。

図７は、本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。近接検出装置は、携帯端末アンテナ本体６０１１、携帯端末の側面金属ストリップ６０１２、およびＡＤ７１５６チップ６０２を含む。携帯端末アンテナ本体６０１１は、４番ピン、すなわちＡＤ７１５６チップ６０２のＣＩＮ１に接続され、携帯端末の側面金属ストリップ６０１２は６番ピン、すなわちＡＤ７１５６チップ６０２のＥＸＣ１に接続され、携帯端末アンテナ本体６０１１および携帯端末の側面金属ストリップ６０１２はコンデンサの２つの静電容量電極を形成する。携帯端末アンテナ本体６０１１により形成されるコンデンサと携帯端末の側面金属ストリップ６０１２との間のスペースの静電容量が検出される。検出された静電容量信号は、ＡＤ７１５６チップ６０２内に出力される。人間が近づいているかどうかを判断するＡＤ７１５６チップの方法に関しては、図５に示す実施形態についての説明に対して参照が行われてもよい。人間が近づいていることを表す表示信号が出力される。

本発明のこの実施形態では、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップは、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって近接検出を実現している。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。

さらに、図８に示すように、アンテナの性能上携帯端末アンテナ本体周辺の金属ストリップおよび配線の影響を低減するために、高周波インダクタ６０３を携帯端末アンテナ本体６０１１およびＡＤ７１５６チップ間に直列に接続してもよく、高周波インダクタ６０３のインダクタンス値は８２ｎＨまたは６８ｎＨであってもよい。明確に、ＡＤ７１５６チップが別の静電容量検出センサ回路に置き換えられる場合、高周波インダクタはまた、携帯端末アンテナ本体および静電容量検出センサ回路間に接続されてもよい。

図９は、本発明の実施形態による別の近接検出装置の概略構造図である。近接検出装置は携帯端末アンテナ本体７０１１、携帯端末の側面金属ストリップ７０１２、および静電容量検出センサ回路７０２を含む。携帯端末アンテナ本体７０１１および携帯端末の側面金属ストリップ７０１２それぞれは、静電容量検出センサ回路７０２に接続され、携帯端末アンテナ本体７０１１および携帯端末の側面金属ストリップ７０１２は、コンデンサの２つの静電容量電極を形成し、携帯端末アンテナ本体７０１１により形成されるコンデンサと携帯端末の側面金属ストリップ７０１２との間のスペースの静電容量を検出するように構成され、静電容量検出センサ回路７０２内に検出された静電容量信号を出力する。静電容量検出センサ回路７０２は、人間が近づいているかどうかを静電容量信号に従って判断し、人間が近づいていることを表す表示信号を出力する。人間が近づいているかどうかを静電容量信号に従って判断する静電容量検出センサ回路７０２の方法に関して、前述した実施形態ついての説明に対して参照が行われてもよい。さらに、アンテナの性能上携帯端末アンテナ本体７０１１周辺の金属ストリップおよび配線の影響を低減するために、高周波インダクタ７０３を携帯端末アンテナ本体７０１１および静電容量検出センサ回路７０２間に直列に接続してもよく、高周波インダクタ７０３のインダクタンス値は８２ｎＨまたは６８ｎＨであってもよい。

さらに、近接検出装置は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ポータブル・パーソナル・コンピュータなどを含むが、ただしこれに限定されない、多様な携帯端末に適用可能である。近接検出装置が、人間が近づいていることを検出したときには、人々への放射を低減するために、携帯端末は無線信号の送信電力をＳＡＲ値の仕様に適合するように調整する。図１０は、携帯端末の概略構造図である。携帯端末は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１、インダクタンス検出センサ回路８０２、ベースバンドプロセッサ８０３、および無線周波トランシーバ８０４を含む。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１間のスペースの静電容量を検出する。静電容量検出センサ回路８０２は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１により検出される静電容量を取得し、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、表示信号を出力し、ここで表示信号は人間が近づいているかどうかを表すために使用される。ベースバンドプロセッサ８０３は、表示信号を取得し、表示信号が、人間が近づいていることを表しているときには、ベースバンドプロセッサ８０３は、無線周波トランシーバ８０４の最大送信電力を調整する。人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１により検出される静電容量に従って判断する静電容量検出センサ回路８０２の方法に関して、前述した実施形態ついての説明に対して参照が行われてもよい。

本発明のこの実施形態では、携帯端末アンテナ本体は携帯端末アンテナのスペースの静電容量を検出し、静電容量検出センサ回路は人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、それによって携帯端末内に近接検出の解決策を実現している。人間が近づいていると判断されるときには、携帯端末の最大送信電力が低減される。したがって、携帯端末の内部スペースが節約され、携帯端末の設計の困難さが軽減され、コストがより低くなり、これは携帯端末をより小さく、より軽く、より薄くすることに有利である。その一方、人々への携帯端末からの無線放射の影響を低減するために、ＳＡＲ値もまたより低くされる。

前述の実施形態中で別々に説明されたモジュールおよび装置、ならびに実施形態中で別々に説明された技術的な特徴は、本発明の趣旨および原理から逸脱することなく他のモジュール、装置および技術を形成するために組み合わされてもよく、本発明の実施形態の説明に従って形成されたモジュール、装置および技術はすべて本発明の保護範囲内にあるべきである。

明確に、本発明の前述した実施形態中のユニットまたはステップは、一般的なコンピューティング装置により実装されてもよく、ユニットまたはステップは、単一のコンピューティング装置に集約されてもよく、あるいは多数のコンピューティング装置により形成されるネットワーク上に分散されてもよく、所望により、ユニットまたはステップが記憶装置内に格納されコンピューティング装置により実行されてもよいように、ユニットまたはステップはコンピューティング装置により実行可能なプログラムコードにより実装されてもよいということが当業者により理解されるべきである。あるいは、ユニットまたはステップは、回路モジュール内に作成される、あるいは単一の回路モジュール内にユニットまたはステップの複数のユニットまたはステップを作成することにより実装されてもよい。このように、本発明は任意の特定のハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせに限定されない。

前述した説明は単に本発明の例示的な実施形態であり、本発明の保護範囲を限定することを意図しているものではない。本発明中で開示された技術的な範囲内で当業者により簡単に解決されてもよい任意の変更または置換は、本発明の保護範囲内にあるべきである。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲を対象とすべきである。

近接検出装置は、静電容量検出センサ回路１１をさらに含む。静電容量検出センサ回路１１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０に電気的結合方法で接続され、人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップにより検出される静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力し、表示信号は人間が近づいていること表すために使用される。具体的には、人間が近接検出装置に近づいてくると、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０周辺の誘電率が変化するので、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ１０により検出される静電容量が変化する。静電容量検出センサ回路１１は、人間が近づいているかどうかを静電容量の変化に従って判断し、人間が近づいていると判断されたときに、ハイレベル信号またはローレベル信号などのように、人間が近づいていることを表す表示信号を出力する。

さらに、表示信号はハイレベル信号であってもよく、またはローレベル信号であってもよい。具体的には、コンパレータ２１３は、人間が近づいていないときはローレベル信号を出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにハイレベル信号を出力し、または、人間が近づいていないときはハイレベル信号を出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにローレベル信号を出力する。

第４の静電容量差分は製品設計の実際の必要性に従って決定されてもよく、例えば、製品設計時に、人間と装置間の距離が１３ｍｍより小さいと判断される場合、人間が装置に近づいているとみなされ、人間と装置間の距離が１３ｍｍであるときに携帯端末アンテナ本体及び携帯端末の側面金属ストリップにより検出される静電容量に対応する静電容量値と第３の静電容量値との間の差分は、人間が装置に近づいているかどうかを判断するための静電容量値の限界点として使用されてもよい。

さらに、表示信号はハイレベル信号であってもよく、またはローレベル信号であってもよい。具体的には、コンパレータ３１４は人間が近づいていないときはローレベル信号を出力し、人間が近づいているときは、人間が近づいていることを表すためにハイレベル信号を出力し、または、コンパレータ３１４は人間が近づいていないときはハイレベル信号を出力し、人間が近づいているときは人間が近づいていることを表すためにローレベル信号を出力する。

ＡＤ７１５６の論理構造およびモジュールの機能は、ＡＤ７１５６が、例として第１の検出コンデンサ５０１により検出された静電容量信号を処理するプロセスを取ることにより説明される。図６に示すように、２路スイッチ５０３が第１の静電容量パスを選択するときには、第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量信号は、ＣＩＮ１およびＥＸＣ１を介してＡＤ７１５６に入力され、静電容量信号は、アナログ信号であり、静電容量−デジタルコンバータ５０５を介してデジタル信号、すなわち第１の静電容量値に変換される。環境の影響により、第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量は、小さな範囲内で変化するかまたはノイズを有している場合があり、従って第１の静電容量値は安定的ではなく小さな範囲内で変動し、相対的に安定な第１の静電容量値を得るために、平均化などのデジタルフィルタ５０６のフィルタ処理を受ける必要がある。第１の静電容量値は、第１のコンパレータ５０９に入力され、同時に第１の閾値レジスタ５１０に格納されている第２の静電容量閾値も第１のコンパレータ５０９に入力され、ここで第２の静電容量閾値は、人間が近づいているときに第１の検出コンデンサ５０１により検出される静電容量に対応する静電容量値である。第１のコンパレータ５０９は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために第１の静電容量値を第２の静電容量閾値と比較し、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも大きいときには、人間が近づいていることを表すハイレベル信号を出力する。ハイレベル信号はＯＵＴ１を介して出力される。

所望により、静電容量−デジタルコンバータ５０５の変換方法に基づいて、人間が近づいているときに、第１の静電容量値はまた、小さくなってもよく、この場合、第１のコンパレータ５０９は、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さいかどうかを判断するために第１の静電容量値を第２の静電容量閾値と比較し、第１の静電容量値が第２の静電容量閾値よりも小さいときには、第１のコンパレータは、人間が近づいていることを表すハイレベル信号を出力する。ハイレベル信号はＯＵＴ１を介して出力される。

ＡＤ７１５６は、さらに第２の閾値レジスタ５０７および第２のコンパレータ５０８を含む。第２の閾値レジスタ５０７は、第３の静電容量閾値を格納し、ここで第３の静電容量閾値は、人間が近づいているときに第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値である。第２のコンパレータ５０８の動作原理は、第１のコンパレータ５０９のそれと同じである。ＡＤ７１５６が第２の静電容量パスを選択するときには、第２のコンパレータ５０８は、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値が第３の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値を第３の静電容量閾値と比較し、第２の検出コンデンサ５０２により検出される静電容量に対応する静電容量値が第３の静電容量閾値よりも大きいときには、第２のコンパレータ５０８は人間が近づいていることを表すハイレベル信号を出力する。ハイレベル信号はＯＵＴ２を介して出力される。

さらに、近接検出装置は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ポータブル・パーソナル・コンピュータなどを含むが、ただしこれに限定されない、多様な携帯端末に適用可能である。近接検出装置が、人間が近づいていることを検出したときには、人々への放射を低減するために、携帯端末は無線信号の送信電力をＳＡＲ値の仕様に適合するように調整する。図１０は、携帯端末の概略構造図である。携帯端末は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１、静電容量検出センサ回路８０２、ベースバンドプロセッサ８０３、および無線周波トランシーバ８０４を含む。携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１間のスペースの静電容量を検出する。静電容量検出センサ回路８０２は、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１により検出される静電容量を取得し、人間が近づいているかどうかを静電容量に従って判断し、表示信号を出力し、ここで表示信号は人間が近づいているかどうかを表すために使用される。ベースバンドプロセッサ８０３は、表示信号を取得し、表示信号が、人間が近づいていることを表しているときには、ベースバンドプロセッサ８０３は、無線周波トランシーバ８０４の最大送信電力を調整する。人間が近づいているかどうかを携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップ８０１により検出される静電容量に従って判断する静電容量検出センサ回路８０２の方法に関して、前述した実施形態ついての説明に対して参照が行われてもよい。

Claims (10)

1. 近接検出装置であって、
   携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップであって、コンデンサの２つの電極を形成し、前記携帯端末アンテナ本体および前記携帯端末の側面金属ストリップ間のスペースの静電容量を検出するように構成された、携帯端末アンテナ本体および携帯端末の側面金属ストリップと、
   静電容量検出センサ回路であって、前記携帯端末アンテナ本体および前記携帯端末の側面金属ストリップそれぞれに電気的結合方法で接続され、人間が近づいているかどうかを前記携帯端末アンテナ本体および前記携帯端末の側面金属ストリップにより検出された前記静電容量に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力する静電容量検出センサ回路と
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記静電容量検出センサ回路は、静電容量−デジタルコンバータ、レジスタ、およびコンパレータを備え、
   前記静電容量−デジタルコンバータは、前記携帯端末アンテナ本体および前記携帯端末の側面金属ストリップにより検出された前記静電容量を第１の静電容量値に変換するように構成され、
   前記レジスタは、第２の静電容量閾値を格納するように構成され、前記第２の静電容量閾値は人間が近づいたときの対応する静電容量値であり、
   前記コンパレータは、人間が近づいているかどうかを前記第１の静電容量値および前記第２の静電容量閾値に従って判断するように構成され、人間が近づいていると判断されたときに表示信号を出力し、前記表示信号は、人間が近づいていることを表わすために使用されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記コンパレータは具体的には、
   人間が近づいているときに、前記第１の静電容量値が大きくなる場合、前記第１の静電容量値が前記第２の静電容量閾値よりも大きいかどうかを判断するために前記第１の静電容量値を前記第２の静電容量閾値と比較し、前記第１の静電容量値が前記第２の静電容量閾値よりも大きいときには、表示信号を出力し、前記表示信号は人間が近づいていることを表わすために使用される、または、
   人間が近づいているときに、前記第１の静電容量値が小さくなる場合、前記第１の静電容量値が前記第２の静電容量閾値よりも小さいかどうかを判断するために前記第１の静電容量値を前記第２の静電容量閾値と比較し、前記第１の静電容量値が前記第２の静電容量閾値よりも小さいときには、表示信号を出力し、前記表示信号は人間が近づいていることを表わすために使用されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記静電容量検出センサ回路は、静電容量デジタルコンバータ、レジスタ、計算機、およびコンパレータを備え、
   前記静電容量−デジタルコンバータは、前記携帯端末アンテナ本体および前記携帯端末の側面金属ストリップにより検出された前記静電容量を第１の静電容量値に変換するように構成され、
   前記レジスタは、第３の静電容量値および第４の静電容量差分を格納するように構成され、前記第３の静電容量値は人間が近づいていないときの対応する静電容量値であり、前記第４の静電容量差分は人間が近づいているときの静電容量値と前記第３の静電容量値との間の差分であり、
   前記計算機は、前記第１の静電容量値と前記第３の静電容量値の間の第５の静電容量差分を計算するように構成され、
   前記コンパレータは、前記第５の静電容量差分が前記第４の静電容量差分よりも大きいかどうかを判断するために前記第５の静電容量差分を前記第４の静電容量差分と比較するように構成され、前記第５の静電容量差分が前記第４の静電容量差分よりも大きいときには、表示信号を出力し、前記表示信号は人間が近づいていることを表わすために使用されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記表示信号は、ハイレベルまたはローレベルであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記静電容量検出センサ回路は、静電容量コンバータであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 高周波インダクタをさらに備え、前記高周波インダクタは、前記携帯端末アンテナ本体と前記静電容量検出センサ回路の間に直列に接続されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記高周波インダクタのインダクタンス値は、８２ｎＨまたは６８ｎＨであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 携帯端末であって、請求項１から８のいずれか１項による前記近接検出装置を備えることを特徴とする携帯端末。
10. ベースバンド処理チップおよび無線周波トランシーバをさらに備え、
    前記ベースバンド処理チップは、前記近接検出装置により出力された表示信号を受信し、前記表示信号に従って前記無線周波トランシーバの最大送信電力を低くするように構成されることを特徴とする請求項９に記載の携帯端末。