JP2016006775A - 手による携帯用デバイスの掴持を検出するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手による携帯用デバイスの掴持を検出するデバイスおよび方法を提供する。
【解決手段】手Ｈによって掴持されている携帯用デバイスを検出するためのデバイスであって、交流電場２０を放出することができる少なくとも１つの送信電極ＳＥと、交流電場２０が少なくとも部分的に結合されることができる少なくとも１つの受信電極ＥＥとを備え、少なくとも１つの送信電極ＳＥおよび少なくとも１つの受信電極ＥＥは、携帯用デバイスが手Ｈによって掴持されているとき、それら各々が少なくとも部分的に手Ｈによって被覆されるように、携帯用デバイス上に配設することができ、携帯用デバイスが手Ｈによって掴持されているとき、送信電極ＳＥによって放出される交流電場２０の第１の部分は、手Ｈを介して受信電極ＥＥに結合されることができ、少なくとも交流電場２０の第１の部分は、携帯用デバイスが手Ｈによって掴持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、手による携帯用デバイスの掴持の間、携帯用デバイスが、例えば、スリープモードからアクティブモードに移行され得るように、手によって掴持されている携帯用デバイスを検出するための携帯用デバイスのためのデバイスに関する。さらに、本発明は、本発明による、検出デバイスを備える、電気携帯用デバイスならびに手による電気携帯用デバイスの掴持を検出するための方法に関する。

電気デバイス、特に、電気携帯用デバイスの先行技術では、改良されたエネルギー効率が所望される。特に、例えば、エネルギー供給のためのバッテリまたは蓄電池を提供する、遠隔制御または携帯電話としての可搬性携帯用デバイスの場合、バッテリまたは蓄電池消耗が早いため、そのような要件は、高まりつつある。エネルギー効率の増加は、電流消費を削減し、バッテリまたは蓄電池のより高い耐久性をもたらすであろう。加えて、エネルギー効率の改善は、廃棄物処理されるバッテリまたは蓄電池のそれぞれが少なくなるため、有利な生態影響をもたらすであろう。

先行技術から、使用されていないとき、電気携帯用デバイスをいわゆるスリープモードに移行することが知られている。スリープモードでは、携帯用デバイスの動作フェーズの間のみ、要求される、携帯用デバイスのすべての機能は、非アクティブにされる。そうすることによって、電気携帯用デバイスの電力消費は、大幅に削減され得る。携帯用デバイスの使用の間、デバイスの完全な機能性または操作性が利用可能である、アクティブモードに移行される。

片手で携帯用デバイスをスリープモードに移行し、他方の手でスリープモードからアクティブモードに移行するために、その支援によって、それぞれのモードが、手動でアクティブにされ得る、スイッチおよびボタンを携帯用デバイスに提供することが知られている。これは、携帯用デバイスがまた、使用されていないとき、例えば、コンピュータマウスにおけるように、アクティブモードの手動アクティブ化または非アクティブ化は、比較的に不便であると考えら得る、または単に忘れられるため、多くの場合、アクティブモードに留まるという不利点を有する。その結果、エネルギー効率の所望の改良は、大方の場合、達成されない。

したがって、本発明の目標は、それによって、電気携帯用デバイスのエネルギー効率が、確実に改善され得、同時に、電気携帯用デバイスの動作快適性も改善され得る、解決策を提供することである。

本発明によると、本目標は、本発明による、検出デバイスを備える、電気携帯用デバイスのための検出デバイス、ならびに独立請求項による、手による携帯用デバイスの掴持を検出するための方法によって、達成される。本発明の有利な実施形態は、それぞれの従属請求項に与えられる。

それによると、手による携帯用デバイスの掴持を検出するための電気携帯用デバイスのためのデバイスであって、
そこから交流電場が放出されることが可能な少なくとも１つの送信電極と、
そこに交流電場が少なくとも部分的に結合されることが可能な少なくとも１つの受信電極と
を含み、少なくとも１つの送信電極および少なくとも１つの受信電極は、携帯用デバイスが、手によって把持されているとき、それぞれ、少なくとも部分的に、手によって被覆されるように、携帯用デバイスに配設することができ、携帯用デバイスが、手によって把持されているとき、送信電極から放出される交流電場の第１の部分は、手を介して、受信電極に結合されることが可能であり、交流電場の第１の部分は、手による携帯用デバイスの掴持の代表的特性である、デバイスが提供される。

本発明によるデバイス自体、非常に少量のエネルギーのみ要求し、手による携帯用デバイスの掴持を確実に検出することは、実質的利点である。加えて、片手でスリープモードから動作またはアクティブモードに、携帯用デバイスを移行し、他方の手で動作またはアクティブモードからスリープモードに、携帯用デバイスを移行するために、ボタンの作動が、それ以上要求されないため、携帯用デバイスの動作および使用はそれぞれ、有意に簡略化される。そうすることによって、先行技術による動作モードを切り替えるために提供されるスイッチは、省略されてもよく、携帯用デバイスの設計に付加的創造の自由をもたらすことは、特に有利であることが証明されている。

デバイスはさらに、電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造を有してもよく、導電性構造は、携帯用デバイスの非掴持の間、送信電極から放出される交流電場の受信電極への結合が実質的に阻止されるように、送信電極および受信電極に対して配設される。

さらに、デバイスは、電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造を有してもよく、導電性構造は、携帯用デバイスの非掴持の間、送信電極から放出される交流電場の受信電極への結合を実質的に阻止するために、
交流電場の第２の部分が、導電性構造に結合されることが可能であり、
第２の部分より絶対値が小さい交流電場の第３の部分が、受信電極に結合されることが可能であるように、
送信電極および受信電極に対して配設することができ、携帯用デバイスの掴持の間に、交流電場の第３の部分は、交流電場の第１の部分より絶対値が小さい。

そうすることによって、受信電極に結合された交流電場が、手による携帯用デバイスの掴持によって生じている、すなわち、手を介して、または、例えば、その上に、携帯用デバイスが納置される、導電性棚空間によって、受信電極に結合されているかどうかを非常に精密に区別することができる。受信電極に結合される交流電場は、把持された状態より、納置された状態において、非常に小さいため、誤解釈および故障はそれぞれ、このように、効率的に回避することができる。

交流電場の第１の部分は、受信電極内に第１の電流を生成してもよく、交流電場の第３の部分は、受信電極内に第２の電流を生成してもよく、加えて、交流電場の第３の部分は、代表的特性に統合される一方、代表的特性は、第１の電流および第２の電流から生じる総電流によって形成される。

所定の閾値を上回る総電流は、携帯用デバイスの掴持を示してもよい。本閾値は、デバイスに応じて、調節されてもよい。

さらに、絶対値が所定の閾値より大きい総電流は、携帯用デバイスの掴持を示してもよい。

携帯用デバイスは、筐体を備えてもよく、送信電極および受信電極は、筐体の表面上または表面直下に配置されてもよい。

送信電極は、携帯用デバイスの筐体の第１の側壁に配設されてもよく、受信電極は、携帯用デバイスの筐体の第２の側壁に配設されてもよい。第１の側壁は、第２の側壁と反対に配設されてもよい。そうすることによって、特に簡単な様式において、手による携帯用デバイスの掴持の間、送信電極および受信電極が、少なくとも部分的に、手によって被覆され、携帯用デバイスの納置された状態では、棚空間を介した交流電場の受信電極への結合が、ほとんどの部分に対して阻止されるように、保証される。

筐体における手の接触表面に実質的に対応するように、送信電極および受信電極の表面積を選択することは、特に有利であることが認められている。

受信電極は、信号発生器を備える、容量センサと結合されてもよく、容量センサの出力信号は、受信電極におけるセンサの容量性負荷に依存し、送信電極は、移相器を介して、信号発生器と結合され、信号発生器の信号に対して位相が偏移された信号によって、送信電極に負荷をかける。

受信電極および送信電極はそれぞれ、携帯用デバイスから電気的に絶縁された携帯用デバイスに配設されてもよい。そうすることによって、また、金属筐体を備える、電気携帯用デバイスは、本発明によるデバイスが提供されてもよく、金属筐体を介した交流電場の受信電極への結合は、絶縁によって、ほとんど、回避または阻止される。

受信電極と筐体および／または送信電極と筐体との間に、電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性層が、配設されてもよく、導電性層の表面積は、いずれの場合も、受信電極および／または送信電極の表面積より大きい。したがって、金属筐体を介した交流電場の受信電極への結合は、さらに低減され得る。

また、本発明によって、少なくとも１つの送信電極と、少なくとも１つの受信電極とを有し、交流電場が少なくとも１つの送信電極において放出されるように、少なくとも１つの送信電極が交流電圧によって負荷がかけられる検出デバイスを備える、手による電気携帯用デバイスの掴持を検出するための方法であって、
−手による携帯用デバイスの掴持の間、交流電場の第１の部分が、手を介して、受信電極に結合され、
−交流電場の第１の部分が、携帯用デバイスの掴持を示す、第１の電流を受信電極内で生成する
方法が提供される。

検出デバイスは、少なくとも、電気携帯用デバイスの接地電位と結合することができる、１つの導電性構造を有してもよく、
携帯用デバイスの非掴持の間、交流電場の第２の部分は、導電性構造に結合され、第２の部分より絶対値が小さい交流電場の第３の部分は、受信電極に結合され、
携帯用デバイスの掴持の間、交流電場の第３の部分は、絶対値が、交流電場の第１の部分より小さく、
交流電場の第３の部分は、受信電極内に第２の電流を生成し、第１の電流および第２の電流から生じる総電流は、携帯用デバイスの掴持を示す。

携帯用デバイスのスイッチオンモードおよび／またはアクティブモードは、総電流が、所定の第１の閾値を超えたときに生じ、および／または
携帯用デバイスのスリープモードは、総電流が、所定の第２の閾値を下回ったときに生じるとき、
有利である。

第１の閾値および第２の閾値は、同じであってもよい。しかしながら、また、異なってもよい。

受信電極は、信号発生器を備え、その出力信号が、受信電極における容量性負荷に依存する、容量センサと結合されてもよく、送信電極は、信号発生器の信号に対して、位相が偏移される、交流信号によって、信号発生器により負荷がかけられる。

また、本発明によって、携帯用デバイスの掴持を検出するための本発明による検出デバイスを備える、電気携帯用デバイスが提供される。

少なくとも１つの送信電極および少なくとも１つの受信電極は、それらのそれぞれが、携帯用デバイスが把持されているとき、少なくとも部分的に、手によって被覆されるように、携帯用デバイスに配設されてもよい。

電気携帯用デバイスは、少なくとも、携帯電話、ゲームコンソールのための入力手段、モバイルミニコンピュータ、ヘッドホン、補聴器、コンピュータマウス、および遠隔制御のうちの１つを備えてもよい。

さらに、本発明によって、手による携帯用デバイスの掴持を検出するための本発明によるデバイスを備える、携帯用デバイスを製造するための方法であって、
携帯用デバイスに、そこから交流電場が放出されることが可能な少なくとも１つの送信電極と、そこに交流電場が少なくとも部分的に結合されることが可能な少なくとも１つの受信電極と、少なくとも１つの導電性構造と、が配設され、
少なくとも１つの送信電極および少なくとも１つの受信電極は、携帯用デバイスが、手によって把持されているとき、送信電極によって放出される、交流電場の第１の部分が、手に結合され、手によって、受信電極に結合されることが可能なように、配設され、
導電性構造は、交流電場の第２の部分が、導電性構造に結合されることが可能であり、第２の部分より絶対値が小さい交流電場の第３の部分が、受信電極に結合されることが可能であり、携帯用デバイスの非掴持の間、送信電極によって放出される交流電場の受信電極への結合を実質的に阻止するように、送信電極および受信電極に対して配設され、携帯用デバイスの掴持の間、交流電場の第３の部分は、絶対値が、交流電場の第１の部分より小さい、
方法が提供される。

また、少なくとも１つの送信電極と、少なくとも１つの受信電極とを有し、少なくとも１つの送信電極は、少なくとも１つの送信電極において、交流電場が放出されるように、交流電気信号、好ましくは、交流電圧によって、負荷がかけられる、検出デバイスを備える、手による電気携帯用デバイスの掴持を検出するための方法であって、
手による携帯用デバイスの掴持の間、交流電場の第１の部分が、手を介して、受信電極に結合され、
交流電場の第１の部分が、携帯用デバイスの掴持を示す第１の電流を受信電極内で生成する、
方法が提供される。

好ましくは、検出デバイスは、電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造を有し、導電性構造は、携帯用デバイスの非掴持の間、送信電極において放出される交流電場の受信電極への結合が、実質的に阻止されるように、送信電極および受信電極に対して配設される。

好ましくは、方法は、
携帯用デバイスの非掴持の間、交流電場の第２の部分が、導電性構造に連結され、第２の部分より絶対値が小さい交流電場の第３の部分が、受信電極に連結され、
携帯用デバイスの掴持の間、交流電場の第３の部分が、絶対値が交流電場の第１の部分より小さく、
交流電場の第３の部分が、受信電極内に第２の電流を生成し、第１の電流および第２の電流から生じる総電流が、携帯用デバイスの掴持を示す、
ように設計される。

さらに、方法は、
携帯用デバイスのスイッチオンモードおよび／またはアクティブモードが、総電流が、所定の閾値を超えたときに、生じ、および／または
携帯用デバイスのスリープモードが、総電流が、所定の閾値を下回ったときに生じる、ように適応されてもよい。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
手（Ｈ）による携帯用デバイスの掴持を検出するための電気携帯用デバイスのためのデバイスであって、
少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）であって、そこから交流電場が放出されることが可能である少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）と、
少なくとも１つの受信電極（ＥＥ）であって、そこに上記交流電場が少なくとも部分的に結合されることが可能である少なくとも１つの受信電極（ＥＥ）と
を含み、、
上記少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）および上記少なくとも１つの受信電極（ＥＥ）は、上記携帯用デバイスが、上記手（Ｈ）によって把持されているときに、それぞれが少なくとも部分的に上記手（Ｈ）によって被覆されるように、上記携帯用デバイスに配設することが可能であり、
上記携帯用デバイスが、上記手（Ｈ）によって把持されているときに、上記送信電極（ＳＥ）によって放出される上記交流電場（２０）の第１の部分は、上記手（Ｈ）を介して上記受信電極（ＥＥ）に結合されることが可能であり、
上記交流電場（２０）の第１の部分は、上記手（Ｈ）による上記携帯用デバイスの掴持を表す特性である、デバイス。
（項目２）
上記電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造（ＧＥ）をさらに含み、
上記導電性構造（ＧＥ）は、上記携帯用デバイスが、掴持されていないときに、上記送信電極（ＳＥ）から放出される上記交流電場（２０）の上記受信電極（ＥＥ）への結合を実質的に阻止するように、上記送信電極（ＳＥ）および上記受信電極（ＥＥ）に対して、配設される、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
上記交流電場（２０）の第２の部分は、上記導電性構造（ＧＥ）に結合されることが可能であり、
上記第２の部分よりも絶対値が小さい上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記受信電極（ＥＥ）に結合されることが可能である、項目２に記載のデバイス。
（項目４）
上記携帯用デバイスの掴持の間に、上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記交流電場（２０）の第１の部分よりも絶対値が小さい、項目３に記載のデバイス。
（項目５）
上記交流電場（２０）の第１の部分は、上記受信電極（ＥＥ）内に第１の電流（Ｉ_１）を発生させ、
上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記受信電極（ＥＥ）内に第２の電流（Ｉ_２）を発生させ、
上記交流電場（２０）の第３の部分は、追加的に、代表的な特性に組み込まれ、上記代表的な特性は、上記第１の電流（Ｉ_１）および上記第２の電流（Ｉ_２）から生じる総電流（Ｉ_Ｇ）によって構成される、項目２〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
（項目６）
所定の閾値（６０）を上回る上記総電流（Ｉ_Ｇ）は、上記携帯用デバイスの掴持を示す、項目５に記載のデバイス。
（項目７）
絶対値が所定の閾値（６０）よりも大きい上記総電流（Ｉ_Ｇ）は、上記携帯用デバイスの掴持を示す、項目５に記載のデバイス。
（項目８）
上記送信電極（ＳＥ）は、上記携帯用デバイスの筐体（１０）の第１の側壁に配設されることが可能であり、
上記受信電極（ＥＥ）は、上記携帯用デバイスの筐体（１０）の第２の側壁に配設されることが可能であり、
上記第１の側壁は、上記第２の側壁と反対に配設される、項目６または７のいずれか一項に記載のデバイス。
（項目９）
上記受信電極（ＥＥ）は、信号発生器（Ｇ）を含む容量センサ（Ｓ）と結合されることが可能であり、
上記容量センサ（Ｓ）の出力信号は、上記受信電極（ＥＥ）における上記センサ（Ｓ）の容量性負荷に依存し、
上記送信電極（ＳＥ）は、移相器（Δφ）を介して、上記信号発生器（Ｇ）と結合され、上記信号発生器（Ｇ）の信号に対して、その位相が偏移される信号によって上記送信電極（ＳＥ）に負荷をかける、項目１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
（項目１０）
上記受信電極（ＥＥ）と上記筐体との間および／または上記送信電極（ＳＥ）と上記筐体（１０）との間に、それぞれ、上記電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性層が配設されることが可能であり、上記導電性層の表面積は、いずれの場合も、上記受信電極（ＥＥ）および／または上記送信電極（ＳＥ）の表面積よりも大きい、項目１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
（項目１１）
少なくとも２つの送信電極（ＳＥ１、ＳＥ２）を含み、上記第１の送信電極（ＳＥ１）は、第１の交流電気信号によって負荷がかけられることが可能であり、上記第２の送信電極（ＳＥ２）は、第２の交流電気信号によって負荷がかけられることが可能であり、上記第１の交流電気信号の周波数は、上記第２の交流電気信号の周波数と異なる、項目１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
（項目１２）
解釈デバイスが、上記受信電極に結合された上記交流電場の周波数成分を分離し、それらを上記それぞれの送信電極に配分するように形成される、項目１１に記載のデバイス。
（項目１３）
検出デバイスによって手による電気携帯用デバイスの掴持を検出するための方法であって、
上記検出デバイスは、少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）と、少なくとも１つの受信電極（ＥＥ）とを有し、上記少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）は、交流電場（２０）が上記少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）において放出されるように、交流電圧によって負荷がかけられ、
手による上記携帯用デバイスの掴持の間に、上記交流電場（２０）の第１の部分は、上記手（Ｈ）を介して、上記受信電極（ＥＥ）に結合され、
上記交流電場（２０）の第１の部分は、上記携帯用デバイスの掴持を示す第１の電流（Ｉ_１）を上記受信電極（ＥＥ）内に生成する、方法。
（項目１４）
上記検出デバイスは、上記電気携帯用デバイスの接地電位と結合することが可能な少なくとも１つの導電性構造（ＧＥ）を有し、上記導電性構造（ＧＥ）は、上記携帯用デバイスの非掴持の間に、上記送信電極（ＳＥ）において放出された上記交流電場（２０）の上記受信電極（ＥＥ）への結合が、実質的に阻止されるように、上記送信電極（ＳＥ）および上記受信電極（ＥＥ）に対して、配設される、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
上記携帯用デバイスの非掴持の間に、上記交流電場（２０）の第２の部分は、上記導電性構造（ＧＥ）に結合され、上記第２の部分よりも絶対値が小さい上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記受信電極（ＥＥ）に結合され、
上記携帯用デバイスの掴持の間に、上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記交流電場の第１の部分（２０）よりも絶対値が小さく、
上記交流電場（２０）の第３の部分は、上記受信電極（ＥＥ）内に第２の電流（Ｉ_２）を生成し、上記第１の電流（Ｉ_１）および上記第２の電流（Ｉ_２）から生じる総電流（Ｉ_Ｇ）は、上記携帯用デバイスの掴持を示す、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
上記携帯用デバイスのスイッチオンモードおよび／またはアクティブモードは、上記総電流（Ｉ_Ｇ）が、所定の閾値を超えたときに生じる、および／または
上記携帯用デバイスのスリープモードは、上記総電流（Ｉ_Ｇ）が、所定の閾値を下回ったときに生じる、項目１４または１５に記載の方法。
（項目１７）
手（Ｈ）による上記携帯用デバイスの掴持を検出するための項目１〜１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデバイスを含む、電気携帯用デバイス。
（項目１８）
上記少なくとも１つの送信電極（ＳＥ）および上記少なくとも１つの受信電極（ＥＥ）は、上記携帯用デバイスが、上記手（Ｈ）によって把持されているときに、それぞれ、少なくとも部分的に、上記手（Ｈ）によって被覆されるように、上記携帯用デバイスに配設される、項目１７に記載の電気携帯用デバイス。
（項目１９）
上記電気携帯用デバイスは、携帯電話、ゲームコンソールのための入力手段、モバイルミニコンピュータ、ヘッドホン、補聴器、コンピュータマウス、遠隔制御のうちの少なくとも１つを含む、項目１７または１８に記載の電気携帯用デバイス。

本発明のさらなる詳細および特性は、図面と併せて、以下の説明からもたらされる。
図１は、本発明による検出デバイスの機能の原理の説明として、手によって掴持される、電気携帯用デバイスを示す。 図２は、非導電性棚空間上に納置される、携帯用デバイスにおける電気力線の挙動を示す。 図３は、導電性棚空間上に納置される、携帯用デバイスにおける電場挙動を示す。 図４は、それぞれ、携帯用デバイスが、非伝導性または伝導性棚空間上に納置されているかどうか、および携帯用デバイスが、手によって掴持されているかどうかに応じた、センサ信号の一時的挙動を示す。 図５は、携帯用デバイス内の検出デバイスの本発明によるデバイスを示し、接地電位と結合された導電性構造はまた、携帯用デバイスの筐体の上側シェルに配設することができる。 図６は、信号発生および分析のための電気回路のブロック図を示す。 図７は、図６に示される電気回路の代替実施形態を示す。 図８は、信号発生および分析のための電気回路のさらなる実施形態を示す。 図９は、信号発生および分析のための回路デバイスの有利な実施形態を示す。 図１０は、筐体における電極配設を示し、ＰＣＢは、電極配設のための接地電位としての役割を果たす。 図１１は、筐体の内側の電気力線の伝搬を抑制するための電気携帯用デバイスの接地電位と結合される、伝導性構造の可能性のある配設を示す。 図１２は、接地電位としての役割を果たす、筐体の内側に配設される電流源を備える、筐体における、本発明による電極配設を示す。 図１３は、付加的遮蔽電極を備える、筐体における、本発明による電極配設を示す。 図１４は、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される、筐体に付加的電極を備える、筐体における、本発明による電極配設を示す。 図１５は、携帯用デバイスの接地電位との結合を有する、金属筐体における、電極の実施形態を示す。 図１６は、携帯用デバイスの接地電位との結合を有していない、金属筐体における、電極の実施形態を示す。 図１７は、携帯用デバイスの接地電位との結合を伴わない、金属筐体のための電極束の断面を示す。 図１８は、手によって掴持されている携帯用デバイスを検出するための携帯用デバイスのための検出デバイスのさらなる実施形態を示す。 図１９は、受信電極およびいくつかの送信電極を備える、本発明による検出デバイスを示す。 図２０は、筐体表面における、２つの電極の例示的配設を示す。 図２１は、手による接近を伴わない、２つの電極間の電気力線の挙動を示す。 図２２は、手による接近の間の２つの電極間の電気力線の挙動を示す。 図２３ａ−２３ｃは、筐体表面における、送信電極および受信電極の３つの代替配設を示す。 図２４ａは、時分割多重方式による、２つの送信電極の動作を示す。 図２４ｂは、周波数分割多重方式による、２つの送信電極の動作を示す。

図１は、本発明による検出デバイスを備える、電気携帯用デバイスを断面図において示し、携帯用デバイスは、手Ｈによって掴持される。電気携帯用デバイスの側壁に配設されるのは、送信電極ＳＥであって、本側壁と反対に配設される側壁には、受信電極ＥＥが、配設される。送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥは、この場合、手による筐体の掴持の間、両電極が、少なくとも部分的に、手によって被覆されるように、相互に対向して、携帯用デバイスの側壁に配設される。

送信電極ＳＥは、低周波数交流電圧を生成する、信号発生器Ｇと結合される。送信電極ＳＥは、この交流電圧によって負荷がかけられる。そうすることによって、交流電場２０が、送信電極ＳＥに形成される。発生器Ｇによって提供される交流電圧は、およそ、周波数１０ｋＨｚから３００ｋＨｚを有する。好ましくは、交流電圧は、周波数７５ｋＨｚから１５０ｋＨｚを有する。

図１から分かるように、手Ｈによる携帯用デバイスの掴持は、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合をもたらす。送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合は、手による掴持を伴わない、または携帯用デバイスの納置された状態における場合より、手による携帯用デバイスの掴持の間、大きい。手による携帯用デバイスの完全なる掴持、すなわち、手が、携帯用デバイスを完全に封入することは、要求されない。手が少なくとも部分的に送信電極および受信電極を被覆するように、手が両側壁に当接する、すなわち、送信電極および受信電極のそれぞれの領域内にある場合で十分である。

送信電極ＳＥによって放出される交流電場は、手Ｈによって受信され、受信電極に伝達され、それに結合される。受信電極と結合される容量センサＳは、信号を受信し、それを解釈デバイスＡにフィードする。

センサ電極および受信電極の表面積は、好ましくは、掴持された状態において、筐体１０における、手および指のそれぞれの当接面積に対応するように選択される。全体として、電気携帯用デバイスにおける検出デバイスは、手による掴持Ｈを伴わない場合、センサ電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合が、最小限であるか、または阻止されるかのそれぞれであるように、設計される。加えて、システムは、筐体の内側のセンサ電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合がまた、以下の図を参照してより詳細に説明されるように、低減されるか、または阻止されるかのそれぞれであるように、設計される。

手Ｈによる電気携帯用デバイスの掴持は、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間に強力な容量結合をもたらすので、そして納置された状態または手Ｈによる非掴持のそれぞれの間に、これらの２つの電極間の容量結合は、非常に小さいかまたは不在なので、特に信頼性のある掴持の検出が、実行可能である。なぜなら、手による掴持は、容量結合の強力な増加をもたらし、そしてこれは、図４を参照してより詳細に説明されるように、受信電極ＥＥにおいて生成される電流の強力な増加をもたらすからである。

電気携帯用デバイスが、納置されるとき、したがって、手Ｈによって掴持されていないとき、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の強力な容量結合は、逸失される、すなわち、受信電極ＥＥに結合されるのは、送信電極において放出される交流電場ＳＥの非常に小さい割合のみである。その結果、電気携帯用デバイスをしっかりと掴持していない場合、電気携帯用デバイスの掴持から区別することができる。

図２は、断面図において、非導電性表面３５上に納置される、電気携帯用デバイスを示す。電気携帯用デバイスの筐体１０の内側に配設されるのは、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される、導電性構造ＧＥである。送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合を低減させ、送信電極ＳＥから受信電極ＥＥまでの電気力線２０の拡散をほぼ阻止するために、導電性構造ＧＥが提供される。なぜなら、既に送信電極ＳＥの近くにある構造ＧＥによって送信電極ＳＥにおいて放出される交流電場２０の大方が、導電性構造ＧＥによって吸収されるから、すなわち、送信電極ＳＥにおいて放出される交流電場２０が導電性構造ＧＥに連結されるからである。したがって、携帯用デバイスが、それぞれ、納置された状態にあって、手Ｈによって掴持されていない事実を示す、受信電極ＥＥ内への電流はほぼ存在しない。

図３に示されるのは、導電性棚空間３０上に納置される、電気携帯用デバイスである。導電性棚空間上への電気携帯用デバイスの納置の際、送信電極ＳＥにおいて放出される交流電場２０が、導電性棚空間を介して、受信電極ＥＥに連結され、手による携帯用デバイスの掴持の間に受信電極ＥＥ内に生成される電流に実質的に対応する電流をそこに生成する危険性が存在する。

導電性棚空間を介した受信電極ＥＥにおける交流電場の結合をほぼ回避するために、本発明による送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥはそれぞれ、電気携帯用デバイスの筐体１０の側壁に配設される。加えて、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される導電性構造ＧＥは、加えて、導電性棚空間３０に結合された交流電場２０の主要部分が、導電性構造ＧＥに連結されるように形成される。そこから生じる交流電場の受信電極ＥＥへの残っている結合は、非常に小さく、図４を参照してより詳細に説明されるように、受信電極ＥＥへの残っている残留結合に基づいて、非常に少量の電流のみ、流動している。

電気携帯用デバイスの側壁における送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥの配設ならびに導電性構造ＧＥの成形は、導電性棚空間上に納置された状態における携帯用デバイスと、手Ｈによる掴持の区別が、確実に実行され得ることを保証する。

図４は、異なる用途シナリオでの受信電極ＥＥにおけるセンサ信号の一時的挙動を示す。例えば、センサの信号は、受信電極ＥＥに流動する電流によって表されてもよい。

時間ｔ１まで、電気携帯用デバイスは、非導電性棚空間上に納置される。非導電性棚空間上に納置されている、携帯用デバイスとの送信電極と受信電極との間の容量結合は非常に小さいか、または存在しないので、非常に小さい受信電流のみ、電極ＥＥに流動している。

手が少なくとも部分的に筐体に配設された電極ＳＥおよびＥＥを被覆するように、携帯用デバイスが、ここで、手内に保持されるか、または手によって掴持された場合、ここで、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合は非常に強力なので、これは、受信電極ＥＥに流動する電流の激増をもたらす。掴持された状態における携帯用デバイスに対応する信号曲線は、時間ｔ１およびｔ２の点間にプロットされる。

電気携帯用デバイスが、時間ｔ２の時点において、導電性棚空間上に納置されると、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の容量結合は、激減する。導電性棚空間を介した、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間のある（非常に小さい）容量結合のため、受信電極ＥＥに流動する電流は、非導電性棚空間上に納置される携帯用デバイスより、導電性棚空間上に納置される携帯用デバイスの場合、大きくなり得る。

センサ信号および受信電極に流動する電流が、それぞれ、所定の検出閾値６０を超えると、所定のアクションが、携帯用デバイス内でトリガされてもよい。同様に、検出閾値６０を下回ると、さらなる所定のアクションが、携帯用デバイス内でトリガされてもよい。例えば、手による携帯用デバイスの掴持の間の場合である、検出閾値６０を超えた場合、携帯用デバイスは、いわゆるスリープモードから、アクティブモードに移行されてもよい。アクティブモードでは、完全機能性が、提供されてもよい。

検出閾値６０が、検出されると、携帯用デバイスは、再び、アクティブモードから、スリープモードに移行されてもよく、スリープモードでは、例えば、要求されない携帯用デバイスの機能はすべて、非アクティブにされる、または要求されない電気サブアセンブリは、エネルギーが供給されない。

本発明による検出デバイスの用途では、検出閾値を下回ることは、例えば、携帯電話のディスプレイデバイスを完全にオフに切り替えるために使用されてもよい。したがって、本発明による検出デバイスは、電気携帯用デバイスが、実際、手によって掴持されるときのみ、次いで、アクティブモードに移行されることを可能にする。本発明によるセンサ電極および受信電極の配設ならびに電気携帯用デバイスの接地電位に結合された伝導性構造ＧＥによって、先行技術によると電気携帯用デバイスが導電性棚空間上に納置された場合に生じ得る誤解釈が確実に回避される。

より単純な表現のために、固定検出閾値６０が、図４を参照して、想定される。しかしながら、事実上、それぞれ、ある制限内において、測定値およびセンサ信号に適応する、流動検出閾値６０が提供されてもよい。また、いくつかの異なる検出閾値が、提供され、それを超えるおよび下回ると、それぞれ、異なるアクションを生じさせてもよい。本明細書には図示された検出閾値６０を下回る、本明細書には図示されない第２の検出閾値が、提供されてもよい。下限検出閾値を上回ると、例えば、初期化プロシージャが、電気携帯用デバイスにおいて実行され得、その結果、上限検出閾値６０を超えると、電気携帯用デバイスが、完全機能性によって、既に利用可能となり得る。

図５は、本発明による検出デバイスを備える、電気携帯用デバイスの断面図を示す。図５に示される実施形態では、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される導電性構造ＧＥもまた、それぞれ、電気携帯用デバイスが、下側または上側によって、棚空間上に納置されるかどうかに関わらず、手の掴持の確実な検出または電気携帯用デバイスの棚空間上への納置に対して意味がないように、それぞれ、筐体１０の上側シェルまたは筐体の上側の面積内に配設される。図５に示される円周導電性構造の代わりに、また、電気携帯用デバイスの接地電位と結合された第２の導電性構造ＧＥが、筐体１０の上側シェルのために提供されてもよい。

図６から９に描写されるのは、それによって送信電極ＳＥに負荷がかけられる信号を発生するための、そして、受信電極ＥＥにおける信号を評価するための実行可能な概念である。

図６は、ピーク値整流器および同期整流器と、マイクロコントローラとを備える、評価回路を示す。発生器Ｇは、それによって電極ＳＥに負荷がかけられる交流電気信号を発生させる。発生器Ｇは、マイクロコントローラと結合されてもよい。受信電極ＥＥに存在する交流信号、すなわち、それに結合される交流電場は、下流フィルタＥを備える整流器デバイスにフィードされてもよい。整流され、フィルタによって平滑化される、ＤＣ信号は、アナログ／デジタル変換器にフィードされる。アナログ／デジタル変換器は、マイクロコントローラの一部であってもよい。マイクロコントローラは、手による携帯用デバイスの掴持を検出するために、アナログ／デジタル変換器によって提供されるデジタル信号を評価するように設計される。評価の結果は、電子的携帯用デバイス内でのさらなる処理のために、マイクロコントローラによって、（デジタル）検出器信号ＤＳとして、提供されてもよい。マイクロコントローラはまた、信号発生器Ｇを制御するために提供されてもよい。

図７は、図６に示される、信号発生および評価のための電気回路の代替実施形態を示す。図６に示されるマイクロコントローラ、およびアナログ／デジタル変換器を備える代わりに、図６によるマイクロコントローラのように、電気携帯用デバイス内でのさらなる処理のために、（デジタル）検出器信号ＤＳを提供する、比較器が提供される。

図８は、本発明による、信号発生および評価のためのさらなる回路を示す。受信電極ＥＥに存在する信号の整流の代わりに、ここでは、受信電極において、信号を直接サンプリングすることによって、評価が行われる。そうするために、最初に、受信電極における交流信号が、増幅器にフィードされる。増幅された信号は、マイクロコントローラの一部であってもよい、アナログ／デジタル変換器に提供される。マイクロコントローラは、それによって送信電極ＳＥに負荷がかけられる信号を提供する方形波発生器を備えてもよい。電磁公差を改善するために、マイクロコントローラによって提供される方形波信号は、より小さい帯域幅を備える信号、例えば、正弦波に類似する信号波形を備える信号に変換されてもよい。

図６から８に示される、信号生成および評価の実施形態では、評価は、図６から８では、「同期」を使用して示される、信号発生器と同期されてもよい。同期は、随意である。図６および７に示される実施形態では、同期整流は、同期に伴うピーク値整流の代わりに、実行されてもよく、これは、改善された耐故障性に対して有利である。図８を参照して示されるのは、デジタルベースの同期整流の原理であって、アナログ／デジタル変換器のサンプルおよび保持部分は、信号発生器の信号と同期して動作される。

図９は、容量センサＳに基づく、信号発生および評価のための回路配設を示す。容量センサＳは、そのセンサ電極が、同時に、本発明による検出デバイスの受信電極ＥＥを構成し、容量センサＳは、負荷方式に従って動作する、すなわち、容量センサＳの出力信号は、センサ電極または受信電極ＥＥの容量性負荷のそれぞれに依存する。この場合、容量センサＳが、センサ信号の振幅変動、周波数変動、または位相整合を評価するかどうかは問題ではない。

しかしながら、容量センサＳ単独では、センサ電極または受信電極ＥＥのそれぞれにおいて、負荷を生じさせる物体が携帯用デバイスを掴持する手であるかどうか、または携帯用デバイスが、センサ電極または受信電極ＥＥのそれぞれが位置する側によって棚空間上に納置されるかどうかを判定することができない。本発明によると、受信電極ＥＥが配設される筐体壁と反対に位置する側壁には、送信電極ＳＥが提供される。容量センサＳの信号発生器によって提供される信号は、増幅され、送信電極ＳＥにフィードされる。送信電極ＳＥにフィードされた信号は、必要に応じて、信号発生器Ｇと送信電極ＳＥとの間に移相器を提供することによって、その位相が偏移されてもよい。次いで、交流電場は、送信電極ＳＥにおいて放出され、その位相整合は、信号発生器Ｇによって提供される信号の位相整合に対して、偏移される。

手が本発明による電気携帯用デバイスを掴持すると、送信電極において放出される交流電場ＳＥは、手を介して、センサ電極および受信電極ＥＥのそれぞれにパスされ、そこに注入される。送信電極において放出される交流電場ＳＥの位相整合に応じて、２つの異なる効果が、生じる：
−大きな位相整合オフセット（９０°から２７０°）の場合、負のフィードバックが、受信電極ＥＥで測定される容量が大幅に上昇するように、生じる。それによって、電気携帯用デバイスを掴持する手は、送信電極ＳＥを伴わない場合のように、受信電極ＥＥに実質的により強力な容量増加を生じさせる。

−小さな位相整合オフセット（０°から９０°および２７０°から３６０°）の場合、正のフィードバックが生じる。正のフィードバックは、手による電気携帯用デバイスの掴持の間、受信電極ＥＥにおける容量が、大幅に削減される効果を示す。したがって、センサ電極または受信電極ＥＥのそれぞれに位置する物体は、特に、手による携帯用デバイスの掴持と容易に区別され得る。したがって、センサ電極または受信電極ＥＥのそれぞれにおける物体は、容量の上昇をもたらす一方、手による携帯用デバイスの掴持は、容量の低下をもたらす。

容量センサＳは、評価のために、マイクロコントローラにフィードされ得る、デジタル出力信号を提供してもよい。そして、コントローラは、さらなる処理のために、電気携帯用デバイスに提供される、（デジタル）検出器信号ＤＳを提供してもよい。

相互に対するセンサ電極ＳＥおよび受信電極ＥＥの配設ならびに電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性構造は、好ましくは、送信電極と受信電極との間の小容量結合が、直接、したがって、手を介さずに、達成されるように、選択される。何よりもまず、これは、接地電位と結合された導電性構造によって保証される。本発明による筐体１０の内側において、これを達成するために、電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性構造は、図１１を参照して示されるように、筐体１０の内側に提供される。加えて、電気デバイスの第２の接地電位と結合された導電性構造は、筐体１０の上側シェルに提供されてもよい。

接地電位と結合される導電性構造の追加の代替として、電気携帯用デバイスの既存の構成要素が使用されてもよい。実施例は、図１２に示されており、例えば、電気携帯用デバイスの接地電位と結合されるバッテリＢは、少なくとも部分的に、筐体１０の内側の電気力線の伝搬を抑制するために使用される。

図１３および１４はそれぞれ、その側壁に送信電極および受信電極が配設される筐体１０を示し、これらはそれぞれ、携帯用デバイスの接地電位と結合される電極構造によって包囲される。したがって、携帯用デバイス近傍の導電性物体の影響は、低減され得る。しかしながら、手は、より精密に、送信および受信電極上に留置される必要がある。

図１５および１６は、金属筐体を備える電気携帯用デバイスの電極ＳＥおよびＥＥを配設するために使用され得る場合の電極の実施形態を示す。

図１５に示されるのは、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される、携帯用デバイスの金属筐体１０である。電極ＳＥおよびＥＥは、ここでは、金属筐体１０から絶縁されて取着される。

図１６は、電気携帯用デバイスの接地電位と結合されない、金属筐体１０を示す。ここでは、加えて、電極ＳＥおよびＥＥのそれぞれと金属筐体１０との間に、電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性層が適用される。導電性層は、図１７に描写されるように、電極から絶縁され、かつ金属筐体１０から絶縁されるように配設される。そうすることによって、導電性構造ＧＥは、好ましくは、電極より大きく、金属筐体１０を介した送信電極ＳＥの交流電場の受信電極ＥＥへの結合をほぼ阻止する。

図１８は、手による携帯用デバイスの掴持を検出するための解決策を示し、２つの容量センサＳ１およびＳ２が提供される。それぞれのセンサ電極ＳＥ１およびＳＥ２はそれぞれ、電気携帯用デバイスの側壁に配設される。２つの容量センサＳ１、Ｓ２の出力信号は、論理およびリンクによって、処理される。それによって、左側電極ＳＥ１の容量ならびに右側電極Ｓ２の容量が、正常より大きいかどうか評価されてもよい。これが該当するとき、電気携帯用デバイスが、手によって掴持されていることの想定に基づいて、作用されてもよい。

図１９は、電気携帯用デバイスのための本発明による検出デバイスのさらなる実施形態を示す。図１９に示される実施形態では、相互に分離された２つの送信電極ＳＥ１およびＳＥ２が、携帯用デバイスの側壁に配設される。本側壁の反対の携帯用デバイスの側壁には、受信電極ＥＥが、配設される。本発明によると、各送信電極ＳＥ１、ＳＥ２に対して、それぞれ、異なる周波数の信号を提供する、それぞれの信号発生器Ｇ１およびＧ２が、提供されてもよい。したがって、送信電極Ｓ１およびＳ２はそれぞれ、異なる周波数の信号によって負荷がかけられる。

手による電気携帯用デバイスの掴持の間、異なる周波数を有する送信電極ＳＥ１およびＳＥ２において放出される交流電場は、手を介して、共有受信電極ＥＥに結合される。それぞれ受信電極と結合されるセンサユニットまたは解釈デバイスは、周波数分析によって、異なる周波数成分を分離し、それらをそれぞれの送信電極に割り当て得るように、設計されてもよい。携帯用デバイスが、手によって掴持されるかどうかの検出に加え、また、どの領域内に、携帯用デバイスが手によって掴持されるかが、このように、検出されてもよい。

代替として、単一受信電極ＥＥの代わりに、また、いくつかの受信電極が、提供されてもよく、好ましくは、いずれの場合も、１つの送信電極が、１つの受信電極に割り当てられる。また、いくつかの受信電極および１つの共通送信電極のみ提供することも実行可能である。

いくつかの送信電極および／またはいくつかの受信電極の場合、異なる種類の携帯用デバイスの掴持が、検出されてもよい。一実施形態では、例えば、携帯用デバイスが、携帯電話であるとき、また、携帯電話が、手によって掴持されているかどうか、および携帯電話が耳に対して保持されているかどうかが区別され得るように、例えば、第１の送信電極は、携帯用デバイスの側壁に配設されてもよく、第２の送信電極は、携帯用デバイスの上側に配設されてもよい。

実施形態のすべてにおいて、本明細書に示される電極は、筐体の内側に配設されてもよい。しかしながら、また、電極は、機械的応力に対して不利である筐体の外側に取着されてもよい。

電極は、例えば、伝導性コーティング層の形態において、伝導性構造として実現されてもよい。

例えば、携帯用デバイスは、携帯電話またはコンピュータマウスであってもよく、携帯電話またはコンピュータマウスは、手による掴持に従って、スリープモードからアクティブモードに切り替えられてもよく、手から除去後、アクティブモードからスリープモードに切り替えられてもよい。

実施例として、図２０は、筐体表面における２つの電極の代替配設を示す。送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥは、非導電性材料から成る筐体表面７０に配設される。非導電性表面７０の下方に配設されるのは、電気携帯用デバイスの接地電位と結合される、さらなる電極ＧＥである。送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥは、例えば、数ｍｍ^２から数ｃｍ^２の範囲の表面積を有してもよい。電極ＳＥ、ＥＥの明確なサイズの選択は、電気携帯用デバイスの筐体の表面において利用可能な空間に依存する。センサ電極ＳＥおよび受信電極ＥＥは、非導電性表面７０において、相互に非常に近接して配設されてもよい。例えば、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の距離は、１ミリメートルから最大数ミリメートルであってもよい。

送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥはそれぞれ、マイクロコントローラμＣと結合される。本明細書に示される実施形態では、マイクロコントローラμＣは、それによって送信電極ＳＥに負荷がかけられる方形波信号を提供するように、設計される。方形波信号は、好ましくは、周波数１０から３００ｋＨｚを有する。方形波信号の振幅は、数ボルトに相当してもよい。方形波信号は、電圧駆動され、これは、送信電極ＳＥにおける容量性負荷が、信号曲線に影響を及ぼさないことを意味する。方形波信号の周波数および／またはデューティサイクルは、可変であってもよく、これは、例えば、マイクロコントローラμＣによって行われてもよい。代替として、正弦形状信号が、送信電極ＳＥに印加されてもよい。

受信電極ＥＥは、信号増幅器の入力と結合される。信号増幅器は、電気携帯用デバイスの接地電位に対して、受信電極ＥＥに流動する電流を測定する。信号増幅器の出力における電気値は、電圧である。受信電極ＥＥを介して、送信電極ＳＥから形成される、信号増幅器の出力における関連信号情報のピーク間値は、送信電極ＳＥの信号の変化に比例して挙動する。伝達インピーダンス増幅器は、例えば、信号増幅器として提供されてもよい。

信号増幅器の出力に存在する信号は、関連信号情報の強度を測定および評価し得る、マイクロコントローラμＣにフィードされる。そうするために、アナログ／デジタル変換器が、提供されてもよい。それぞれ、測定または評価された信号によって、マイクロコントローラμＣは、ここで、どの情報ＤＳが、携帯用デバイスを制御する制御デバイスにフィードされるかについて、決定を行ってもよい。

以下の図２１から２３ｃを参照して説明されるのは、電極に向かっての手の接近に対する最大可能感度と、電気および物理的障害に対する最大可能鈍感度とを達成するための電極ＳＥおよびＥＥの設計である。

図２１は、電極に接近する手の不在の間における、送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の電気力線の挙動を示す。

図２２は、電極に向かって指が接近する間における、受信電極ＥＥに向かっての送信電極ＳＥの電気力線の挙動を示す。図２１および２２から、送信電極と受信電極ＥＥとの間の電気力線の数が、電極に指または手が不在の間よりも指または手の接近の間に多いことが分かる。本結果から、図２２による受信電極ＥＥに流動する電流は、図２１による受信電極ＥＥに流動する電流より多い。また、このことから、電極に向かう指または手の連続接近の間、受信電極に流動する電流はまた、連続的に増加する。

図２０から２２に示されるセンサデバイスは、受信電極ＥＥ内の電流の可能な限り小さい絶対変化が検出され得るように、設計される必要がある。最小識別可能かつ検出可能変動の限界は、それぞれ、マイクロコントローラμＣ内に存在するアナログ／デジタル変換器の分解能によって与えられる。

受信電極ＥＥ内の小さな相対電流変動からの絶対値の可能な限り大きな反映を生成するために、受信電極ＥＥ内の電流は、既に、電極に向かっての手の接近を伴わない場合のその受容上限にある必要がある（図２１参照）。したがって、送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥの電極設計は、２つの電極間の高容量基礎結合が、指または手の接近を伴わずに、既に存在するように、選択される必要がある。逆電場電流は、可能な限り回避されるべきである。

送信電極ＳＥにおける電圧と、受信電極ＥＥ内の電流の伝達比は、（複素）コンダクタンス（伝達アドミタンスＧｖ）によって説明されてもよい。信号増幅器の入力における電流、すなわち、受信電極ＥＥに流動する電流と、信号増幅器の出力における電圧の伝達比は、（複素）抵抗（伝達インピーダンスＲｖ）によって説明されてもよい。これらの２つの伝達比ＧｖおよびＲｖの組み合わせ、すなわち、相互結合によって、信号増幅器における出力変数は、それによって送信電極ＳＥに負荷がかけられる入力変数と同じ種類のものであって、したがって、ここでは、電圧である。

試験において、接近の特に良好な検出は、伝達アドミタンスの絶対値と、伝達インピーダンスの絶対値との積（｜Ｇｖ｜＊｜Ｒｖ｜）が、０．７から０．８の間にあるとき、達成されることが示されている。これは、信号増幅器が、ほぼ完全伝導にあることを意味する。可能な限り大きい伝達アドミタンスの絶対値を選択することは、有利である。これは、電極ＳＥおよびＥＥの電極表面積が、いずれの場合も、最大に選択されるという点において、達成されてもよい。そうすることによって、伝達アドミタンスの絶対値は、可能な限り小さくなり得る。

伝達アドミタンスの絶対値と、伝達インピーダンスの絶対値との積が、例えば、環境影響に基づいて、商品のすべてのデバイスに対して同じではないとき、例えば、信号発生器の周波数の変動による逸脱は、補正されてもよい。

本発明によるセンサデバイス内で検出閾値を確実かつ動的に構成可能であるために、低減された励起によって、結果として生じた電場電流を人為的に低減させることが有利である。そして、これは、有利には、好適な周波数を利用するシステムが、既に、その理想的動作点にあって、手の接近が存在しないときに行われる。オリジナル値と新しい値との間の差異は、その絶対値の本差異が、すべての電場の特性を備えるので、すべての所望の検出閾値の計算および判定のそれぞれのために、基準値として使用されてもよい。電場電流の低減は、送信電極ＳＥにおける電圧の低減によって、行われてもよい。代替として、また、方形波信号のデューティサイクルが、その対称性から変化されてもよく、これは、マイクロコントローラμＣを使用して、行われてもよい。

図２０から図２２に示される実施形態では、送信電極および受信電極の表面積が、携帯用デバイスの利用可能表面上で均等に分割されることが特に有利であって、これは、測定感度の効果的増加をもたらす。

図２３ａから２３ｃを参照すると、携帯用デバイスの表面における送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥの配設のための実施例が、示される。

図２３ａは、電気携帯用デバイスの筐体表面に配設される、２つの電極の第１の実施例を示す。送信電極および受信電極は、それぞれ、ここでは、長方形に形成される。送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の距離は、好ましくは、非常に小さくなるように選択される。送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥはそれぞれ、それぞれ、センサ電子機器Ｓおよび解釈デバイスＡと結合される。

図２３ｂは、電気携帯用デバイスの筐体表面に配設される、電極の第２の実施例を示す。ここでは、接近の検出の感度を改善する、楕円形態を有する。

図２３ｃは、電気携帯用デバイスの筐体表面における、電極配設のさらなる実施例を示す。送信電極ＳＥおよび受信電極ＥＥはそれぞれ、ここでは、半円形に形成される。送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間の距離は、好ましくは、小さくなるように選択される。送信電極ＳＥと受信電極ＥＥとの間に内蔵されるのは、それぞれ、センサ電子機器Ｓおよび解釈デバイスＡである。そうすることによって、有利には、送信電極ＳＥと、受信電極ＥＥと、センサ電子機器Ｓまたは解釈デバイスＡとを備える、完全なるセンサデバイスが、電気携帯用デバイスの筐体表面に配設され得る。センサ電子機器Ｓまたは解釈デバイスＡの電気携帯用デバイスの電子機器への信号伝達は、直列または容量方式で行われてもよい。容量信号伝達は、機械的結合点が、筐体表面に提供される必要がないという利点を有する。

図２４ａおよび２４ｂは、受信電極および２つの送信電極を備える、本発明によるデバイスの２つの実施例を示し、送信電極は、多重方式を使用して、動作される。

図２４ａは、受信電極と、２つの送信電極ＳＥ１およびＳＥ２とを備える、本発明によるセンサデバイスを示す。送信電極ＳＥ１およびＳＥ２は、時分割多重方式を使用して、動作される、すなわち、送信電極ＳＥ１およびＳＥ２は、一時的に、交互に、信号発生器によって提供される、交流信号によって負荷がかけられる。一度に、１つの送信電極のみが交流電場を放出するので、受信電極ＥＥと結合されるセンサ電子機器Ｓが、受信電極ＥＥに流動する電流を送信電極に一意的に割り当て得る。

図２４ｂは、受信電極ＥＥと、２つの送信電極ＳＥ１およびＳＥ２とを備える、本発明によるデバイスを示す。送信電極ＳＥ１およびＳＥ２は、ここでは、周波数分割多重方式を使用して、動作される、すなわち、それによって送信電極ＳＥ１に負荷がかけられる交流信号の周波数は、それによって送信電極ＳＥ２に負荷がかけられる交流信号の周波数と異なる。第１の交流信号の周波数ｆ１は、例えば、１０ｋＨｚであってもよく、第２の交流信号の周波数ｆ２は、例えば、５０ｋＨｚであってもよい。受信電極ＥＥと結合される、センサ電子機器Ｓは、それぞれの電流をそれぞれの送信電極に割り当てることが可能となるために、受信電極ＥＥに流動する電流をその周波数成分に分離し得るように、設計される。単純な実施形態では、これは、例えば、高速フーリエ変換によって、行われてもよい。

図２４ａおよび２４ｂを参照して示される変調方法もまた、３つ以上の送信電極を使用して実現されてもよい。また、送信電極およびいくつかの受信電極ＥＥを提供することも実現可能であって、それぞれの受信電極ＥＥに流動する電流は、それぞれ、好適な多重方式、例えば、時分割多重方式を利用して、測定および評価されてもよい。

また、多重方式を使用して、それぞれ、少なくとも１つの受信電極および少なくとも１つのセンサ電極から成る、いくつかの電極要素を動作することも実行可能である。

（参照番号）
１０ 電気携帯用デバイスの筐体
２０ 交流電場
３０ 導電性材料から成る棚空間
３５ 非導電性材料から成る棚空間
４０ 絶縁
５０ａ 送信電極のための電極スタック
５０ｂ 受信電極のための電極スタック
６０ 検出閾値
７０ 導電性表面積
Ａ 解釈デバイス
Ｂ バッテリ／蓄電池
Ｆ フィルタ
Ｇ 信号発生器
Ｈ 手
Ｋ 比較器
Ｓ 容量センサ
μＣ マイクロコントローラ
Δφ 移相器
Ａ／Ｄ アナログ／デジタル変換器
ＤＳ 検出器信号
ＥＥ 受信電極
ＳＥ送信電極
ＳＥ１、ＳＥ２センサ電極
Ｓ１、Ｓ２容量センサ
ＧＥ電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性構造
ＰＣＢ印刷回路基板

Claims (17)

1. 手によるモバイル電気携帯用デバイスの掴持を検出するための前記モバイル電気携帯用デバイスのためのデバイスであって、前記モバイル電気携帯用デバイスは、筐体を含み、前記筐体は、底面と、対向する側壁とを有し、前記デバイスは、
   前記側壁のうちの一方の側壁に配置された少なくとも１つの送信電極であって、前記少なくとも１つの送信電極から交流電場が放出されることが可能である、少なくとも１つの送信電極と、
   それぞれの他方の側壁に配置された少なくとも１つの受信電極であって、前記少なくとも１つの受信電極に前記交流電場が少なくとも部分的に結合されることが可能である、少なくとも１つの受信電極と
   を含み、
   前記少なくとも１つの送信電極および前記少なくとも１つの受信電極は、前記モバイル電気携帯用デバイスが前記手によって掴持されているときに、それぞれが少なくとも部分的に前記手によって被覆されるように前記モバイル電気携帯用デバイスに配設されることが可能であり、
   前記モバイル電気携帯用デバイスが前記手によって掴持されているときに、前記送信電極によって放出される前記交流電場の第１の部分は、前記手を介して前記受信電極に結合されることが可能であり、
   前記交流電場の前記第１の部分は、前記手による前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持を表す特性である、デバイス。
2. 前記モバイル電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造をさらに含み、
   前記導電性構造は、前記モバイル電気携帯用デバイスが掴持されていないときに、前記送信電極から放出される前記交流電場の前記受信電極への結合を実質的に阻止するように、前記送信電極および前記受信電極に対して配設されている、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記交流電場の第２の部分は、前記導電性構造に結合されることが可能であり、
   前記第２の部分よりも絶対値が小さい前記交流電場の第３の部分は、前記受信電極に結合されることが可能である、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持なしで、前記交流電場の前記第３の部分は、前記交流電場の前記第１の部分よりも絶対値が小さい、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記交流電場の前記第１の部分は、前記受信電極内に第１の電流を生成し、
   前記交流電場の前記第３の部分は、前記受信電極内に第２の電流を生成し、
   前記交流電場の前記第３の部分は、追加的に、代表的な特性に組み込まれ、前記代表的な特性は、前記第１の電流および前記第２の電流から生じる総電流によって構成される、請求項３〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 所定の閾値を上回る前記受信電極において生成された電流は、前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持を示す、請求項５に記載のデバイス。
7. 絶対値が所定の閾値よりも大きい前記総電流は、前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持を示す、請求項５に記載のデバイス。
8. 前記受信電極と前記筐体との間および／または前記送信電極と前記筐体との間に、それぞれ、前記モバイル電気携帯用デバイスの接地電位と結合された導電性層が配設されており、前記導電性層の表面積は、いずれの場合も、前記受信電極および／または前記送信電極の表面積よりも大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 少なくとも２つの送信電極を含み、第１の送信電極は、第１の交流電気信号によって負荷がかけられることが可能であり、第２の送信電極は、第２の交流電気信号によって負荷がかけられることが可能であり、前記第１の交流電気信号の周波数は、前記第２の交流電気信号の周波数とは異なる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. 解釈デバイスが、前記受信電極に結合された前記交流電場の周波数成分を分離し、それらをそれぞれの送信電極に配分するように形成されている、請求項９に記載のデバイス。
11. 検出デバイスによって手によるモバイル電気携帯用デバイスの掴持を検出するための方法であって、前記モバイル電気携帯用デバイスは、筐体を含み、前記筐体は、底面と、対向する側壁とを有し、
    前記検出デバイスは、前記側壁のうちの一方の側壁に配置された少なくとも１つの送信電極と、それぞれの他方の側壁に配置された少なくとも１つの受信電極とを有し、前記少なくとも１つの送信電極は、交流電場が前記少なくとも１つの送信電極において放出されるように、交流電圧によって負荷がかけられ、
    手による前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持の間に、前記交流電場の第１の部分は、前記手を介して、前記受信電極に結合され、
    前記交流電場の前記第１の部分は、前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持を示す電流を前記受信電極内に生成する、方法。
12. 前記検出デバイスは、前記モバイル電気携帯用デバイスの接地電位と結合されることが可能な少なくとも１つの導電性構造を有し、前記導電性構造は、前記モバイル電気携帯用デバイスの非掴持の間に、前記送信電極において放出された前記交流電場の前記受信電極への結合が実質的に阻止されるように、前記送信電極および前記受信電極に対して配設される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記モバイル電気携帯用デバイスの非掴持の間に、前記交流電場の第２の部分は、前記導電性構造に結合され、前記第２の部分よりも絶対値が小さい前記交流電場の第３の部分は、前記受信電極に結合され、
    前記モバイル電気携帯用デバイスの非掴持の間に、前記交流電場の前記第３の部分は、前記交流電場の前記第１の部分よりも絶対値が小さい、請求項１２に記載の方法。
14. 前記モバイル電気携帯用デバイスのアクティブモードは、前記電流が所定の閾値を超えたときに生じ、および／または、
    前記モバイル電気携帯用デバイスのスリープモードは、前記電流が所定の閾値を下回ったときに生じる、請求項１２または１３に記載の方法。
15. 手による前記モバイル電気携帯用デバイスの掴持を検出するための請求項１〜１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデバイスを含む、モバイル電気携帯用デバイス。
16. 前記少なくとも１つの送信電極および前記少なくとも１つの受信電極は、前記モバイル電気携帯用デバイスが前記手によって掴持されているときに、それぞれが少なくとも部分的に前記手によって被覆されるように、前記モバイル電気携帯用デバイスに配設されている、請求項１５に記載のモバイル電気携帯用デバイス。
17. 前記モバイル電気携帯用デバイスは、携帯電話、ゲームコンソールのための入力手段、モバイルミニコンピュータ、ヘッドホン、補聴器、コンピュータマウス、遠隔制御デバイスのうちの少なくとも１つである、請求項１５または１６に記載のモバイル電気携帯用デバイス。