JP6121397B2 - 携帯デバイスへの接近の検出のための測定デバイスおよび方法 - Google Patents
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Description
本発明は、携帯デバイスへの手の接近についての検出のための、携帯デバイス、特に、電気携帯デバイスのための容量性測定デバイスに関する。さらに、本発明は、本発明による容量性測定デバイスを用いて、携帯デバイス、特に、電気携帯デバイスへの手の接近の検出のための方法に関する。
携帯デバイス、特に、電気携帯デバイスは、携帯デバイスへの手の接近または手による携帯デバイスの接近を検出するための容量性センサをますます提供されるようになっている。携帯デバイスを操作するための付加的な相互作用の可能性を提供することが、接近または接触検出の背景にある。それによって、携帯デバイスの有用性は、向上または促進されることになる。
容量性測定デバイスは切替デバイスを有し、
容量性測定デバイスの接地は、切替デバイスによって携帯デバイスの導電性構造にガルバニックに(galvanically)接続可能であり、
容量性測定デバイスは、携帯デバイスの上に配列され得る少なくとも1つの接地電極を有する接地電極構造を備え、容量性測定デバイスの接地は、切替デバイスによって、少なくとも1つの接地電極にガルバニックに接続可能である、デバイスが提供される。
第1の測定サイクルにおいて、容量性測定デバイスの接地は、携帯デバイスの導電性構造とガルバニックに接続され、第1のセンサ信号が少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
第2の測定サイクルにおいて、容量性測定デバイスの接地は、接地電極構造の少なくとも1つの接地電極とガルバニックに接続され、第2のセンサ信号が少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
第1のセンサ信号と第2のセンサ信号との信号レベルの間の差が決定され、決定された差は、携帯デバイスへの手の接近を示す、方法が、提供される。
最初に、第1の接地電極は、容量性測定デバイスの接地とガルバニックに接続され、第1の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号DS2Lは、少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
続いて、第2の接地電極は、容量性測定デバイスの接地とガルバニックに接続され、第2の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号DS2Rは、少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
第1の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号DS2Lと第1のセンサ信号DS1との信号レベルの間の第1の差、すなわち、DS2L−DS1は、第2の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号DS2Rと第1のセンサ信号DS1との信号レベルの間の第2の差、すなわち、DS2R−DS1と比較され、第1の差と第2の差との間の差、すなわち、(DS2L−DS1)−(DS2R−DS1)は、2つの接地電極のうちのいずれが手によって被覆されているかを示す。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
携帯デバイス、特に、電気携帯デバイスのための容量性測定デバイスであって、該容量性測定デバイスは、該携帯デバイスへの接近を検出するためのものであり、
該容量性測定デバイスは、切替デバイス(S)を有し、
該容量性測定デバイスの接地(GND)は、該切替デバイス(S)によって、該携帯デバイスの導電性構造(G)とガルバニックに接続可能であり、
該容量性測定デバイスは、少なくとも1つの接地電極(E M )を有する該携帯デバイスに配列され得る接地電極構造を有し、該容量性測定デバイスの該接地(GND)は、該切替デバイス(S)によって該少なくとも1つの接地電極(E M )とガルバニックに接続可能である、容量性測定デバイス。
(項目2)
前記切替デバイス(S)は、
前記容量性測定デバイスの前記接地(GND)と
前記導電性構造(G)、もしくは、
前記接地電極構造の少なくとも1つの接地電極(E M )とをガルバニックに接続するか、または、
該導電性構造(G)もしくは該接地電極構造の接地電極(E M )のいずれともガルバニックに接続しないように適応される、項目1に記載の容量性測定デバイス。
(項目3)
前記接地電極構造は、少なくとも1つの第1の接地電極(E L )および少なくとも1つの第2の接地電極(E R )を有し、これらは、前記携帯デバイスの上に、好ましくは該携帯デバイスの筐体の中に、好ましくは該携帯デバイスの筐体の内側に配列され、それにより、該携帯デバイスが手によって保持されるとき、該2つの接地電極(E L 、E R )のうちの少なくとも1つが、その手によって少なくとも部分的に被覆される、項目1または2に記載の容量性測定デバイス。
(項目4)
前記切替デバイス(S)は、前記接地電極構造のどの接地電極(E M、 E L 、E R )に対しても、および前記導電性構造(G)に対してもそれぞれ1つのスイッチを有し、各スイッチは、切替要素(S 1 、S 2 、S 3 )を備える、項目1〜3のうちのいずれかに記載の容量性測定デバイス。
(項目5)
前記容量性測定デバイスは、基準容量(C REF )を有し、該基準容量(C REF )は、前記導電性構造(G)とガルバニックに接続され、および切替要素(S4)を備えるスイッチによって、該容量性測定デバイスの前記接地(GND)とガルバニックに接続される、項目1〜4のうちのいずれかに記載の容量性測定デバイス。
(項目6)
前記基準容量(C REF )および前記結合容量(C L 、C R )は、本質的に等しい、項目5に記載の容量性測定デバイス。
(項目7)
前記切替要素の切替容量(Cs)は、前記結合容量(C L 、C R )よりも有意に低い、項目1〜6のうちのいずれかに記載の容量性測定デバイス。
(項目8)
特に、項目1〜7のいずれかに記載の容量性測定デバイスを用いて、携帯デバイス、特に、電気携帯デバイスへの手の接近を検出するための方法であって、該容量性測定デバイスは、少なくとも1つの接地電極(E M 、E R 、E L )を有する接地電極構造と、少なくとも1つのセンサ電極とを有し、
第1の測定サイクルにおいて、該容量性測定デバイスの前記接地(GND)は、該携帯デバイスの導電性構造(G)とガルバニックに接続され、第1のセンサ信号(DS1)が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
第2の測定サイクルにおいて、該容量性測定デバイスの該接地(GND)は、該接地電極構造の少なくとも1つの接地電極(E M )とガルバニックに接続され、第2のセンサ信号(DS2)が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
該第1のセンサ信号(DS1)と該第2のセンサ信号(DS2)との信号レベルの間の差が決定され、該決定された差は、該携帯デバイスへの該手の接近を示している、方法。
(項目9)
前記接地電極構造は、前記携帯デバイスの上に配列された少なくとも1つの第1の接地電極(E L )および少なくとも1つの第2の接地電極(E R )を有し、それにより、手による該携帯デバイスの把持によって、該2つの接地電極(E L 、E R )のうちの少なくとも1つが、その手によって少なくとも部分的に被覆され、前記第2の測定サイクルにおいて、
最初に、該第1の接地電極(E L )は、前記容量性測定デバイスの前記接地(GND)とガルバニックに接続され、該第1の接地電極(E L )に関連付けられた第2のセンサ信号(DS2 L )が、前記少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
次に、該第2の接地電極(E R )は、該容量性測定デバイスの該接地(GND)とガルバニックに接続され、該第2の接地電極(E R )に関連付けられた第2のセンサ信号(DS2 R )が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
該第1の接地電極(E L )に関連付けられた該第2のセンサ信号(DS2 L )の前記信号レベルと該第1のセンサ信号(DS1)のそれとの間の第1の差は、該第2の接地電極(E R )に関連付けられた該第2のセンサ信号(DS2 R )の該信号レベルと該第1のセンサ信号(DS1)のそれとの間の第2の差と比較され、該第1の差と該第2の差との間の差は、該2つの接地電極(E L 、E R )のうちのいずれが該手によって被覆されているかを示している、項目8に記載の方法。
(項目10)
少なくとも前記第2の測定サイクルにおいて、前記導電性構造(G)は、基準容量(C REF )を用いて、前記容量性測定デバイスの前記接地(GND)と接続可能である、項目8〜9のうちのいずれかに記載の方法。
(項目11)
前記基準容量(C REF )および前記接地電極(E M 、E R 、E L )と前記導電性構造(G)との間の前記結合容量(C M 、C R 、C L )は、それらが本質的に等しくなるように選択される、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記接地電極(E M 、E R 、E L )、前記基準容量(C REF )、および前記導電性構造(G)は、切替要素(S 1 、S 2 、S 3 )を備えるスイッチを用いて、前記容量性測定デバイスの前記接地(GND)とそれぞれ接続可能であり、該切替要素の前記切替容量(Cs)は、それらが前記結合容量(C M 、C R 、C L )よりも有意に低くなるように選択される、項目10〜11のうちのいずれかに記載の方法。
(項目13)
較正ステップにおいて、前記導電性構造(G)は、前記基準容量(C REF )を用いて前記容量性測定デバイスの前記接地(GND)と接続され、第3のセンサ信号(DS3)が、前記少なくとも1つのセンサ電極において検出され、それは、少なくとも1つの接地電極(E M 、E R 、E L )に対する基準センサ信号としての役割を果たし、該少なくとも1つの接地電極(E M 、E R 、E L )と関連付けられた前記第2のセンサ信号(DS2)の信号レベルは、前記第1のセンサ信号(DS1)の信号レベルと該第3のセンサ信号(DS3)のそれとの間の差が、該第1のセンサ信号(DS1)の信号レベルと該第2のセンサの信号のそれとの間の差を上回るとき、該少なくとも1つの接地電極(E M 、E R 、E L )への接近を示している、項目10〜12のうちのいずれかに記載の方法。
(項目14)
少なくとも、第3のセンサ信号(DS3)は、公差値(ε)によって補正される、項目13に記載の方法。
a)第1の測定サイクル(接地から筐体)に対して:
a)第1の測定サイクル(接地から筐体)に対して:
Claims (18)
- 携帯デバイスのための容量性測定デバイスであって、該容量性測定デバイスは、該携帯デバイスへの接近を検出するためのものであり、該携帯デバイスは、少なくとも1つのセンサ電極を含み、
該容量性測定デバイスは、切替デバイスを有し、
該容量性測定デバイスの接地は、第1のモードの間、該切替デバイスによって、該携帯デバイスの導電性構造とガルバニックに接続可能であり、
該容量性測定デバイスは、少なくとも1つの接地電極を有する該携帯デバイスに配列され得る接地電極構造を有し、該容量性測定デバイスの該接地は、第2のモードの間、該切替デバイスによって、該導電性構造よりも小さい該少なくとも1つの接地電極とガルバニックに接続可能であり、
該第1のモードから該第2のモードに切り替えるとき、該少なくとも1つのセンサ電極によって検出されるセンサ信号は、同相干渉を受ける、容量性測定デバイス。 - 前記切替デバイスは、
前記容量性測定デバイスの前記接地と
前記導電性構造、前記接地電極構造の少なくとも1つの接地電極とをガルバニックに接続するか、または、
該導電性構造もしくは該接地電極構造の接地電極のいずれともガルバニックに接続しないように適応される、請求項1に記載の容量性測定デバイス。 - 前記接地電極構造は、少なくとも1つの第1の接地電極および少なくとも1つの第2の接地電極を有し、該少なくとも1つの第1の接地電極および該少なくとも1つの第2の接地電極は、前記携帯デバイスの上に配列され、それにより、該携帯デバイスが手によって保持されるとき、該2つの接地電極のうちの少なくとも1つが、その手によって少なくとも部分的に被覆される、請求項1に記載の容量性測定デバイス。
- 前記切替デバイスは、前記接地電極構造のどの接地電極に対しても、および前記導電性構造に対してもそれぞれ1つのスイッチを有し、各スイッチは、切替要素を備える、請求項1に記載の容量性測定デバイス。
- 前記容量性測定デバイスは、基準キャパシタを有し、該基準キャパシタは、前記導電性構造とガルバニックに接続され、および切替要素を備えるスイッチによって、該容量性測定デバイスの前記接地とガルバニックに接続され、該基準キャパシタは、基準容量を有する、請求項1に記載の容量性測定デバイス。
- 前記基準容量および結合容量は、本質的に等しく、結合容量は、前記携帯デバイスの前記導電性構造と、前記少なくとも1つの接地電極の各々とによって形成される、請求項5に記載の容量性測定デバイス。
- 前記切替要素の各々の切替容量は、結合容量よりも有意に低く、切替容量は、該切替要素の各々の寄生容量によって形成され、結合容量は、前記携帯デバイスの前記導電性構造と、前記少なくとも1つの接地電極の各々とによって形成される、請求項4に記載の容量性測定デバイス。
- 容量性測定デバイスを用いて、携帯デバイスへの手の接近を検出するための方法であって、該携帯デバイスは、導電性構造を有し、該容量性測定デバイスは、該導電性構造よりも小さい少なくとも1つの接地電極(EM、ER、EL)を有する接地電極構造と、少なくとも1つのセンサ電極とを有し、
第1の測定サイクルにおいて、該容量性測定デバイスの接地は、該携帯デバイスの該導電性構造とガルバニックに接続され、第1のセンサ信号が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
第2の測定サイクルにおいて、該容量性測定デバイスの該接地は、該接地電極構造の少なくとも1つの接地電極とガルバニックに接続され、第2のセンサ信号が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、該第2のセンサ信号は、該第1の測定サイクルから該第2の測定サイクルに切り替えるとき、同相干渉を受け、
該第1のセンサ信号と該第2のセンサ信号との信号レベルの間の差が決定され、該決定された差は、該携帯デバイスへの該手の接近を示している、方法。 - 前記接地電極構造は、前記携帯デバイスの上に配列された少なくとも1つの第1の接地電極および少なくとも1つの第2の接地電極を有し、それにより、手による該携帯デバイスの把持によって、該2つの接地電極のうちの少なくとも1つが、その手によって少なくとも部分的に被覆され、前記第2の測定サイクルにおいて、
最初に、該第1の接地電極は、前記容量性測定デバイスの前記接地とガルバニックに接続され、該第1の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号が、前記少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
次に、該第2の接地電極は、該容量性測定デバイスの該接地とガルバニックに接続され、該第2の接地電極に関連付けられた第2のセンサ信号が、該少なくとも1つのセンサ電極において検出され、
該第1の接地電極に関連付けられた該第2のセンサ信号の前記信号レベルと該第1のセンサ信号のそれとの間の第1の差は、該第2の接地電極に関連付けられた該第2のセンサ信号の該信号レベルと該第1のセンサ信号のそれとの間の第2の差と比較され、該第1の差と該第2の差との間の差は、該2つの接地電極のうちのいずれが該手によって被覆されているかを示している、請求項8に記載の方法。 - 少なくとも前記第2の測定サイクルにおいて、前記導電性構造は、基準キャパシタを用いて、前記容量性測定デバイスの前記接地と接続可能であり、該基準キャパシタは、基準容量を有する、請求項8に記載の方法。
- 基準容量を有する基準キャパシタおよび結合容量を有する複数の結合キャパシタは、前記接地電極と前記導電性構造との間にあり、該基準容量、および該結合容量は、それらが本質的に等しくなるように選択され、結合容量は、前記携帯デバイスの該導電性構造と、前記少なくとも1つの接地電極の各々とによって形成される、請求項10に記載の方法。
- 前記接地電極、前記基準キャパシタ、および前記導電性構造は、切替要素を備えるスイッチを用いて、前記容量性測定デバイスの前記接地とそれぞれ接続可能であり、該切替要素の切替容量は、それらが結合容量よりも有意に低くなるように選択され、切替容量は、該切替要素の各々の寄生容量によって形成され、結合容量は、前記携帯デバイスの前記導電性構造と、前記少なくとも1つの接地電極の各々とによって形成される、請求項10に記載の方法。
- 較正ステップにおいて、前記導電性構造は、前記基準容量を用いて前記容量性測定デバイスの前記接地と接続され、第3のセンサ信号が、前記少なくとも1つのセンサ電極において検出され、それは、少なくとも1つの接地電極に対する基準センサ信号としての役割を果たし、該少なくとも1つの接地電極と関連付けられた前記第2のセンサ信号の信号レベルは、前記第1のセンサ信号の信号レベルと該第3のセンサ信号のそれとの間の差が、該第1のセンサ信号の信号レベルと該第2のセンサの信号のそれとの間の差を上回るとき、該少なくとも1つの接地電極への接近を示している、請求項10に記載の方法。
- 少なくとも、第3のセンサ信号は、公差閾値によって補正される、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの第1の接地電極および前記少なくとも1つの第2の接地電極は、前記携帯デバイスの筐体の中に配列される、請求項3に記載の容量性測定デバイス。
- 前記少なくとも1つの第1の接地電極および前記少なくとも1つの第2の接地電極は、前記携帯デバイスの筐体の内側に配列される、請求項3に記載の容量性測定デバイス。
- 前記携帯デバイスは、電気携帯デバイスである、請求項1〜7および15〜16のいずれか一項に記載の容量性測定デバイス。
- 前記携帯デバイスは、電気携帯デバイスである、請求項8〜14のいずれか一項に記載の方法。
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