KR101147607B1 - Apparatus for human body touch dection using resonance - Google Patents

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Abstract

실시예는 인체의 접촉을 감지하는 장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 접촉 감지 장치는 목적 달성을 위하여, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스; 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지한다. Embodiments relate to an apparatus for sensing contact of a human body.
Touch sensing device according to an embodiment, in order to achieve the object, inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is the resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal.

Description

공진을 이용한 인체 접촉 감지 장치 {APPARATUS FOR HUMAN BODY TOUCH DECTION USING RESONANCE}Human body touch detection device using resonance {APPARATUS FOR HUMAN BODY TOUCH DECTION USING RESONANCE}

실시 예는 인체의 접촉을 감지하는 장치에 관한 것이다. The embodiment relates to an apparatus for detecting a contact of a human body.

도 1은 접촉단자 (전극)와 인체 그리고 외부 환경 사이에 생성되는 정전용량을 나타낸다. 일반적으로 접촉단자와 인체의 접촉 감지를 위해서는 인체와 접촉단자 그리고 외부 환경 사이에 형성되는 정전용량을 감지한다. Figure 1 shows the capacitance generated between the contact terminal (electrode) and the human body and the external environment. In general, in order to detect the contact between the contact terminal and the human body, it detects the capacitance formed between the human body, the contact terminal and the external environment.

도1 에서 보이는 것과 같이 C1은 접촉단자와 인체 사이에 형성되는 정전 용량이고 C2는 인체와 외부 환경 사이에 나타나는 정전 용량이다. 사용하는 주파수 대역이 낮다고 했을 때, 인체는 도체로 가정할 수가 있게 되고 일반적으로 C1은 수 pF 이하의 정전 용량을 갖게 되고 C2는 수백 pF 이상의 정전 용량을 갖는다. C2가 C1에 비해 그 크기가 크므로 C2는 무시가능하다. As shown in Figure 1, C1 is the capacitance formed between the contact terminal and the human body and C2 is the capacitance that appears between the human body and the external environment. When the frequency band used is low, the human body can assume a conductor, and in general, C1 has a capacitance of several pF or less and C2 has a capacitance of several hundred pF or more. C2 is negligible because C2 is larger than C1.

인체와 접촉단자 사이의 접촉 여부를 알기 위해서는 수 pF 이하의 정전 용량을 갖는 C1의 크기를 정확히 감지해야 하므로 얼마나 정확하게 정전용량의 변화를 감지할 수 있는가가 중요하다.
In order to know the contact between the human body and the contact terminal, it is important to accurately detect the size of C1 having a capacitance of several pF or less, so it is important to accurately detect the change in capacitance.

C1 의 크기를 감지하기 위해서 기존에는 기준 주파수 발진기를 사용하여 발진기의 로드로서 정전용량을 사용함으로써 접촉 여부에 따라 달라지는 C1의 크기에 따라 달라지는 발진기의 주파수의 정량적 변화를 감지하는 방식을 사용할 수 있다. In order to detect the size of C1, a method of detecting a quantitative change in the frequency of the oscillator, which depends on the size of C1, depending on whether or not it is touched by using a capacitance as a load of the oscillator using a reference frequency oscillator, can be used.

하지만 C1의 크기가 작아 변화되는 주파수의 크기가 작고, 따라서 이를 처리하기 위한 주파수 변화 감지 처리부가 복잡해져 저전력, 고감도 감지 장치 구성이 어려운 문제가 있었다.  However, the size of the changed frequency is small because the size of C1 is small, and thus, the frequency change detection processing unit is complicated to process the low power and high sensitivity sensing device.

따라서, 접촉단자와 인체 사이에 형성되는 작은 정전 용량의 변화를 감지하기 위해서 본 발명에서는 LC 공진을 이용하여 인체와 접촉단자 사이의 접촉을 저전력, 고감도로 감지할 수 있는 방법과 감지 회로를 제안한다.
Therefore, in order to detect a small change in capacitance formed between the contact terminal and the human body, the present invention proposes a method and a sensing circuit which can detect the contact between the human body and the contact terminal with low power and high sensitivity using LC resonance. .

실시예에 따른 접촉 감지 장치는 목적 달성을 위하여, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스; 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지한다. Touch sensing device according to an embodiment, in order to achieve the object, inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is the resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal.

바람직하게, 접촉 감지 장치는, 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector) 를 더 포함하고, 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 접촉여부를 감지한다. Preferably, the touch sensing apparatus further includes an amplitude detector connected to the contact terminal, and detects whether the contact is made based on the sensed amplitude from the amplitude detector.

바람직하게, 접촉 감지 장치는, 진폭 검출기의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기를 더 포함하고, 비교기의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고, 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정한다. Preferably, the touch sensing device further includes a comparator receiving an output of the amplitude detector and a reference value, detecting whether there is a contact based on the output of the comparator, and measuring proximity information based on the output of the amplitude detector.

실시예에 따른 접촉 감지 방법은 목적 달성을 위하여, 인덕턴스와 제 1 캐퍼시턴스의 공진주파수를 발진주파수로 하여 발진기를 통하여 신호를 출력하는 단계; 제 1 캐퍼턴스와 병렬로 접속된 제 2 캐퍼시턴스의 크기에 따라서 인덕턴스, 제 1 캐퍼시턴스, 및 제 2 캐퍼시턴스에 의하여 구성된 회로의 공진 주파수가 변하는 단계; 변화된 공진 주파수에 기초하여 바뀌는 제 1 캐퍼시턴스 및 제 2 캐퍼시턴스의 접속점의 출력값을 통하여 제 2 캐퍼시턴스의 값을 추정하는 단계; 및 추정된 제 2 캐퍼시턴스의 값에 기초하여 접속점에 인체가 접촉되는지 여부를 판별하는 단계를 포함한다. In accordance with another aspect of the present invention, a touch sensing method includes: outputting a signal through an oscillator using an inductance and a resonance frequency of a first capacitance as an oscillation frequency; Changing the resonance frequency of the circuit constituted by the inductance, the first capacitance, and the second capacitance according to the magnitude of the second capacitance connected in parallel with the first capacitance; Estimating the value of the second capacitance based on the output values of the connection points of the first and second capacitances changed based on the changed resonance frequency; And determining whether a human body contacts the connection point based on the estimated second capacitance value.

바람직하게, 접촉 감지 방법은, 접속점의 전압의 진폭 (Envelope) 을 검출하는 단계; 및 검출된 진폭과 기준값을 비교하여 접촉여부를 판별하는 단계를 더 포함한다. Preferably, the touch sensing method includes detecting an amplitude of a voltage of a connection point; And comparing the detected amplitude with a reference value to determine whether the contact is made.

바람직하게, 접촉 감지 방법은,접속점의 전압의 진폭에 기초하여 근접 정보를 검출하는 단계를 더 포함한다. Preferably, the touch sensing method further comprises detecting proximity information based on the amplitude of the voltage at the connection point.

실시예에 따른 인체통신 송수신장치는 목적 달성을 위하여, 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및 접촉 단자를 통하여 연결되며, 인체와 통신하는 인체통신 송수신부를 포함하고, 접촉 감지부는 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 인체통신 송수신기를 스위칭하며, In accordance with one embodiment, a human body communication transceiver includes: a touch sensing unit configured to sense whether a touch terminal is touched to achieve an object; And a human body communication transceiver connected through a contact terminal, the human body communication transceiver communicating with a human body, and the touch sensing unit switching the human body communication transceiver based on whether the contact terminal is in contact.

접촉 감지부는, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스; 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지한다. The touch sensing unit includes an inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is the resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal.

바람직하게, 인체통신 송수신장치에서, 접촉 감지부는, 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector) 를 더 포함하고, 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 접촉여부를 감지한다. Preferably, in the human body communication transceiver, the touch sensor further comprises an amplitude detector (Envelope Detector) connected to the contact terminal, and detects whether the contact based on the amplitude detected from the amplitude detector.

바람직하게, 인체통신 송수신장치에서, 접촉 감지부는, 진폭 검출기의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기를 더 포함하고, 비교기의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고, 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정한다. Preferably, in the human body communication transceiver, the touch sensing unit further includes a comparator receiving the output of the amplitude detector and a reference value, detects whether there is a contact based on the output of the comparator, and provides proximity information based on the output of the amplitude detector. Measure

실시예에 따른 전자 기기는 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및 작동부를 포함하고, 접촉 감지부는 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 작동부를 스위칭하며, In accordance with another aspect of the present invention, an electronic device includes: a touch sensing unit configured to detect whether a contact terminal is in contact; And an actuating part, wherein the touch sensing part switches the actuating part based on whether the contact terminal is in contact;

접촉 감지부는, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스;인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지한다. The touch sensing unit includes an inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; an oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is the resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal.

바람직하게, 전자 기기 에서, 접촉 감지부는, 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector) 를 더 포함하고, 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 접촉여부를 감지한다. Preferably, in the electronic device, the touch sensing unit further includes an amplitude detector connected to the contact terminal, and detects whether or not the contact is based on the sensed amplitude from the amplitude detector.

바람직하게, 전자 기기에서, 접촉 감지부는, 진폭 검출기의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기를 더 포함하고, 비교기의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고, 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정한다.
Preferably, in the electronic device, the touch sensing unit further includes a comparator receiving an output of the amplitude detector and a reference value, detects whether there is a contact based on the output of the comparator, and measures proximity information based on the output of the amplitude detector. .

실시예에 따른 접촉 감지부를 사용할 경우, 접촉 감지의 처리부가 단순해져 저전력, 고감도 감지 장치를 구성할 수 있다는 유리한 효과가 발생한다. In the case of using the touch sensing unit according to the embodiment, the processing unit of the touch sensing is simplified, so that an advantageous effect of configuring a low power and high sensitivity sensing device is generated.

실시예에 따른 감지회로에 따르면 접촉단자와 인체 사이의 정전 용량의 변화를 공진을 통해 감지하여 저전력 고감도로 인체 접촉 감지 장치를 구현하는 것이 가능하다. According to the sensing circuit according to the embodiment, it is possible to implement a human body touch sensing device with low power and high sensitivity by sensing a change in capacitance between the contact terminal and the human body through resonance.

접촉 시 생성되는 정전 용량을 기준 발진기의 로드로 사용함으로써 정전 용량의 변화를 감지하는 방법과는 달리 공진 현상을 이용하므로 접촉 감지 회로가 간단해지고 저전력, 고감도 감지 장치의 구현이 가능하다.
Unlike the method of detecting the change in capacitance by using the capacitance generated during contact as the load of the reference oscillator, the touch sensing circuit is simplified and the low power and high sensitivity sensing device can be realized because of the resonance phenomenon.

도 1은 접촉단자와 인체 그리고 외부 환경 사이에 생성되는 정전용량을 나타낸다.
도 2a는 직렬 공진을 이용한 인체 접촉 감지 장치의 동작 원리를 나타내기 위한 회로도이다.
도 2b 는 인체와 접촉단자의 거리에 따라 변하는 공진주파수를 나타낸다.
도 3a은 인체 근접 정도에 따른 기준 발진기의 진폭의 크기의 변화와 그 관계를 나타내기 위한 회로도이다.
도 3b 는 인체 근접 정도에 따른 기준 발진기의 진폭의 크기 변화를 나타낸다.
도 4 는 실시예에 따른 인체 접촉 감지 방법 및 회로도를 나타낸다.
도 5는 도 4 의 노드 A 에서 검출되는 전압의 크기를 나타낸다.
도 6(a) 는 다른 실시예에 따른 접촉 감지부를 포함한 인체통신 송수신기기를 나타낸다.
도 6(b) 는 또 다른 실시예에 따른 접촉 감지부를 포함한 전자기기를 나타낸다.Figure 1 shows the capacitance generated between the contact terminal, the human body and the external environment.
2A is a circuit diagram illustrating an operating principle of a human body touch sensing apparatus using series resonance.
Figure 2b shows a resonant frequency that varies with the distance between the human body and the contact terminal.
3A is a circuit diagram illustrating a change in amplitude of a reference oscillator according to proximity to a human body and a relationship thereof.
3B shows the change in amplitude of the reference oscillator according to the proximity of the human body.
4 illustrates a human body contact detecting method and a circuit diagram according to an embodiment.
5 illustrates the magnitude of the voltage detected at node A of FIG.
6 (a) shows a human body communication transceiver including a touch sensor according to another embodiment.
6B illustrates an electronic device including a touch sensing unit according to another embodiment.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, detailed descriptions of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that reference numerals and like elements among the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2a는 직렬 공진을 이용한 인체 접촉 감지 장치의 동작 원리를 나타내기 위한 회로도이다. 2A is a circuit diagram illustrating an operating principle of a human body touch sensing apparatus using series resonance.

기지의 L과 C1값을 사용하면 LC 공진의 특성에 특정 주파수에서 Node A의 임피던스를 감소시키는 것이 가능하다. L 과 C1 의 공진주파수는 [수학식 1] 과 같다. Using known L and C1 values, it is possible to reduce the impedance of Node A at a certain frequency to the characteristics of the LC resonance. The resonance frequencies of L and C1 are shown in [Equation 1].

Figure 112010017637414-pat00001
Figure 112010017637414-pat00001

이 때 Node A에 접촉단자 (110) 연결하면 접촉단자 (110) 과 인체 (100) 사이에 형성되는 정전 용량 C2의 값에 의해서 Node A의 공진점이 변하게 되어 [수학식2] 와 같아지며, 임피던스가 감소하게 된다.
At this time, if the contact terminal 110 is connected to the node A, the resonance point of the node A is changed by the value of the capacitance C2 formed between the contact terminal 110 and the human body 100, and is equal to [Equation 2]. Will decrease.

Figure 112010017637414-pat00002
Figure 112010017637414-pat00002

예를 들어, 접촉단자 (110) 과 인체 (100) 사이의 거리를 D라 하면 D가 클 경우에는 C2의 값이 작으므로 높은 주파수에서 공진점이 생기고 D가 작을 경우에는 C2의 값이 상대적으로 커지므로 낮은 주파수에서 공진점이 생기게 된다. 이렇게 C2값에 의해 변화되는 Node A의 임피던스의 변화를 감지하면 접촉단자 (110) 과 인체 (100) 의 접촉 여부를 알 수 있게 된다.For example, if the distance between the contact terminal 110 and the human body 100 is D, the value of C2 is small when D is large, and thus a resonance point occurs at a high frequency, and when D is small, the value of C2 becomes relatively large. As a result, resonance points occur at low frequencies. When the change in the impedance of Node A changed by the C2 value is detected, it is possible to know whether the contact terminal 110 is in contact with the human body 100.

이 때, LC 공진은 L의 Quality Factor 값에 따라 주파수 선택성이 좋으므로 고감도 감지가 가능하다.
At this time, since the LC resonance has good frequency selectivity according to the quality factor value of L, high sensitivity can be detected.

도 2b 는 인체 (100) 와 접촉단자 (110) 의 거리에 따라 변하는 공진주파수를 나타낸다. 인체 (100) 와 접촉단자 (110) 사이의 거리가 작은 경우 (D1) 에 공진 주파수의 크기 역시 작아지며, 거리가 큰 경우 (D2) 에는 공진 주파수의 크기 역시 커진다는 점을 알 수 있다. 2B illustrates a resonance frequency that varies depending on the distance between the human body 100 and the contact terminal 110. It can be seen that when the distance between the human body 100 and the contact terminal 110 is small (D1), the magnitude of the resonance frequency is also small, and when the distance is large (D2), the magnitude of the resonance frequency is also large.

즉, 인체 (100) 와 접촉단자 (110) 의 거리가 달라짐에 따라 공진주파수 역시 변함을 알 수 있다.
That is, it can be seen that the resonance frequency also changes as the distance between the human body 100 and the contact terminal 110 changes.

도 3a은 인체 근접 정도에 따른 기준 발진기의 진폭의 크기의 변화와 그 관계를 나타내기 위한 회로도이다. 3A is a circuit diagram illustrating a change in amplitude of a reference oscillator according to proximity to a human body and a relationship thereof.

접촉 감지 장치는 인덕턴스 (L) ; 인덕턴스 (L) 의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스 (C1) ; 인덕턴스(L) 의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기 (300); 및 인덕턴스 (L) 와 캐퍼시턴스 (C1) 가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자 (110) 를 포함하고, 발진기 (300) 의 발진 주파수는 인덕턴스 (L) 및 캐퍼시턴스 (C1) 의 공진주파수이며, 접촉단자 (110) 에 기초하여 접촉여부를 감지한다. The touch sensing device has an inductance L; A capacitance C1 connected to one end of the inductance L and grounded to ground; An oscillator 300 connected to the other end of the inductance L and grounded to ground; And a contact terminal 110 positioned at a point where the inductance L and the capacitance C1 are connected, and the oscillation frequency of the oscillator 300 is a resonance frequency of the inductance L and the capacitance C1. Is detected based on the contact terminal 110.

즉, 기지의 L과 C1을 통해 공진 회로를 형성하고 그 공진 주파수에 해당하는 주파수인 [수학식1] 의 주파수로 발진하고 있는 발진기를 연결한다. That is, a resonant circuit is formed through the known L and C1, and the oscillator oscillating at the frequency of [Equation 1], which is a frequency corresponding to the resonant frequency, is connected.

이 때, Node A는 발진 주파수에서 공진을 형성하므로 Node A에서의 신호 진폭은 크게 증폭이 된다. Node A에 접촉단자 (110) 을 연결하고 인체 (100) 와 접촉단자 (110) 사이의 거리를 D, 인체 (100) 와 접촉단자 (110) 사이에 형성되는 정전 용량을 C2라고 하면, C2의 크기는 D의 거리에 반비례하여 감소하게 된다. At this time, since Node A forms a resonance at the oscillation frequency, the signal amplitude at Node A is greatly amplified. When the contact terminal 110 is connected to Node A, the distance between the human body 100 and the contact terminal 110 is D, and the capacitance formed between the human body 100 and the contact terminal 110 is C2. The magnitude decreases in inverse proportion to the distance of D.

도 3b 는 인체 근접 정도에 따른 기준 발진기의 진폭의 크기 변화를 나타낸다.3B shows the change in amplitude of the reference oscillator according to the proximity of the human body.

D의 거리가 가까워져 C2의 크기가 커지게 되면 공진 주파수는 감소하게 되므로 Node A에서 나타나는 신호의 진폭 크기는 작아지게 된다. 이 두 관계에 의해 사람 (인체) 과 접촉단자 (110) 사이의 거리가 멀수록 Node A에서 나타나는 신호 진폭은 커짐을 알 수가 있다. 이러한 사실은 [수학식2] 에 의하여 더욱 명확하게 알 수 있다. As the distance of D gets closer and the size of C2 increases, the resonance frequency decreases, so the amplitude of the signal appearing in Node A becomes smaller. These two relationships show that the greater the distance between the human body and the contact terminal 110, the larger the amplitude of the signal at Node A. This can be seen more clearly by Equation (2).

도 4 는 실시예에 따른 인체 접촉 감지 방법 및 회로도를 나타낸다. 4 illustrates a human body contact detecting method and a circuit diagram according to an embodiment.

접촉 감지 장치는 인덕턴스 (L) ; 인덕턴스 (L) 의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스 (C1) ; 인덕턴스(L) 의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기 (300); 및 인덕턴스 (L) 와 캐퍼시턴스 (C1) 가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자 (110) 를 포함하고, 발진기 (300) 의 발진 주파수는 인덕턴스 (L) 및 캐퍼시턴스 (C1) 의 공진주파수이며, 접촉단자 (110) 에 기초하여 접촉여부를 감지할 수 있다. The touch sensing device has an inductance L; A capacitance C1 connected to one end of the inductance L and grounded to ground; An oscillator 300 connected to the other end of the inductance L and grounded to ground; And a contact terminal 110 positioned at a point where the inductance L and the capacitance C1 are connected, and the oscillation frequency of the oscillator 300 is a resonance frequency of the inductance L and the capacitance C1. The contact may be detected based on the contact terminal 110.

또한, 접촉 감지 장치는, 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector ; 400) 를 더 포함하여, 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 접촉여부를 감지할 수 있다. 더 바람직하게는 접촉 감지 장치는, 진폭 검출기 (400) 의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기 (410) 를 더 포함하고, 비교기 (410) 의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고, 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정할 수 있다.In addition, the touch sensing apparatus may further include an amplitude detector 400 connected to the contact terminal to detect whether the contact is made based on the sensed amplitude from the amplitude detector. More preferably, the touch sensing device further includes a comparator 410 that receives an output of the amplitude detector 400 and a reference value, and detects whether or not a contact is made based on the output of the comparator 410, and at the output of the amplitude detector. Proximity information can be measured based on this.

가변 가능한 인덕턴스 성분은 디스크릿 인덕터, 가변 인덕터, 인덕터 어레이, 능동 인덕터, 도파관 인덕터, 플래너 인덕터등 상황에 따라 가변이 가능한 주파수가 올라감에 따라 임피던스가 늘어나는 성분을 의미한다.The variable inductance component refers to a component in which impedance increases as the frequency that is variable varies depending on a situation such as a diskette inductor, a variable inductor, an inductor array, an active inductor, a waveguide inductor, and a planar inductor.

또한, 실시예에서의 발진기 (300) 는 링 발진기, LC 발진기, RC 발진기 등 일정한 주파수를 생성할 수 있는 회로를 의미한다. In addition, the oscillator 300 in the embodiment refers to a circuit capable of generating a constant frequency, such as a ring oscillator, LC oscillator, RC oscillator.

접촉단자 (110) 은 Ag-AgCL, 금속 타입 및, 습한 전극 또는 건조 전극에 상관없이 인체와 근접하면 정전 용량을 낼 수 있는 전류를 흘러들어가게 하거나 나오게 할 수 있는 모든 단자를 의미한다.
The contact terminal 110 refers to any terminal capable of flowing or exiting an electric current capable of generating capacitance when it is close to the human body regardless of Ag-AgCL, a metal type, and a wet electrode or a dry electrode.

접촉 감지장치는 전극과 인체가 떨어져 있을 때 즉, C2=0일 때, 아래의 [수학식3] 의 주파수로 공진하고 있는 발진기와 L, C1으로 구성된 공진 회로, 노드 A 의 진폭정보를 감지하기 위한 진폭 검출기 (400) 와 비교기 (410) 를 통해 이루어진다.
The touch sensing device detects amplitude information of a node A, a resonant circuit composed of L and C1, a resonant circuit composed of L and C1 when the electrode and the human body are separated from each other, that is, when C2 = 0. Through an amplitude detector 400 and a comparator 410.

Figure 112010017637414-pat00003
Figure 112010017637414-pat00003

접촉 거리 D에 따라 달라지는 노드 A 의 진폭 정보를 진폭 검출기 (400) 로 감지하여 접근 정도 정도를 알아낼 수 있고, 적절한 기준값과 비교기 (410) 을 통해 전극과 인체가 접촉 하였는지를 알아낼 수가 있다.
The amplitude information of node A, which varies according to the contact distance D, may be detected by the amplitude detector 400 to determine the degree of approach, and the appropriate reference value and the comparator 410 may determine whether the electrode is in contact with the human body.

도 5 는 도 4 의 노드 A 에서 검출되는 전압의 크기를 나타낸다.FIG. 5 shows the magnitude of the voltage detected at node A of FIG.

즉, 도 5 는 도 4 의 회로도에서 실제 전극에 인체가 닿았을 때와 닿지 않았을 때에 대한 전기 신호를 나타낸다. 전극에 인체가 닿았을 때, Node A의 진폭이 변함을 볼 수 있고 이 진폭을 진폭 검출기 (400) 을 통과 시켰을 때 나타나는 신호레벨을 통해 접근 정도를 알 수가 있다. That is, FIG. 5 shows an electric signal when the human body touches the actual electrode and when the human body does not touch the circuit diagram of FIG. 4. When the human body touches the electrode, it can be seen that the amplitude of Node A changes and the level of access can be known through the signal level that appears when the amplitude passes through the amplitude detector 400.

또한 접근 정도의 신호를 비교기를 통과 시키면 접촉 했는지 하지 않았는지에 대해 감지 할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한 도 1 에서 볼 수 있듯이, 접촉 감지를 위해 접촉단자를 통해 인체에 A 라는 진폭을 갖는 신호가 인가되어도 C1 와 C2 가 전하를 나누어 갖기 때문에 인체 상에는 [수학식4] 의 진폭을 갖는 신호가 나타나게 되는데 C1 에 비해서 C2 의 크기가 매우 크기 때문에 그 크기는 무시할 정도 이다.
It can also be seen that passing a comparator signal to detect whether or not it is in contact. In addition, as shown in FIG. 1, even though a signal having an amplitude of A is applied to the human body through a contact terminal for contact sensing, a signal having an amplitude of Equation 4 appears on the human body because C1 and C2 share charges. The size of C2 is much larger than that of C1, so the size is negligible.

Figure 112010017637414-pat00004
Figure 112010017637414-pat00004

도 6(a) 는 다른 실시예에 따른 접촉 감지부를 포함한 인체통신 송수신기기를 나타낸다. 6 (a) shows a human body communication transceiver including a touch sensor according to another embodiment.

실시예에 따른 인체통신 송수신장치는 목적 달성을 위하여, 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및 접촉 단자를 통하여 연결되며, 인체와 통신하는 인체통신 송수신부를 포함할 수 있다. In accordance with one embodiment, a human body communication transceiver includes: a touch sensing unit configured to sense whether a touch terminal is touched to achieve an object; And a human body communication transceiver connected through a contact terminal and communicating with a human body.

접촉 감지부는 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 인체통신 송수신기를 스위칭하며, 접촉 감지부는, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스; 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자 (110) 를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자 (110) 에 기초하여 접촉여부를 감지할 수 있다.
The touch sensing unit switches the human body communication transceiver based on whether the contact terminal is in contact, and the touch sensing unit includes an inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal 110 positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is a resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal 110. Can be.

도 6(b) 는 또 다른 실시예에 따른 접촉 감지부를 포함한 전자기기를 나타낸다.6B illustrates an electronic device including a touch sensing unit according to another embodiment.

실시예에 따른 전자 기기는 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및 작동부를 포함할 수 있다. In accordance with another aspect of the present invention, an electronic device includes: a touch sensing unit configured to detect whether a contact terminal is in contact; And an operating unit.

접촉 감지부는 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 작동부를 스위칭하며, 접촉 감지부는, 인덕턴스; 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스;인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및 인덕턴스와 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자 (110) 를 포함하고, 발진기의 발진 주파수는 인덕턴스 및 캐퍼시턴스의 공진주파수이며, 접촉단자 (110) 에 기초하여 접촉여부를 감지할 수 있다.The touch sensing unit switches the operation unit based on whether the contact terminal is in contact, and the touch sensing unit includes an inductance; A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground; an oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And a contact terminal 110 positioned at a point where the inductance and the capacitance are connected, and the oscillation frequency of the oscillator is a resonant frequency of the inductance and the capacitance, and detects whether the contact is made based on the contact terminal 110. Can be.

인체 통신은 전극과의 접촉을 통해서 통신이 이루어지는데 접촉이 없을 때는 굳이 인체통신 송수신기 동작을 할 필요가 없다. 따라서 저전력으로 동작하는 접촉 감지부의 사용이 필요한데, 실시예에서 제안하는 접촉 감지 회로를 사용하여 인체 통신 송수신기의 전원 관리가 가능하다. 또한, 접촉 감지 스위치 같은 경우에는 접촉 단자에 인가하는 접촉의 정도가 미약해도 접촉 여부를 즉각 파악할 수 있어야 제품의 내구성이 증가가 될 수 있다. 이러한 터치 스위치를 통한 전자기기의 전원 인가 시에도 본 발명의 접촉 감지 회로를 사용하면 고감도로 접촉 여부를 파악 할 수가 있다.
Human body communication is performed through contact with the electrode, when there is no contact does not need to operate the human body transceiver. Therefore, it is necessary to use a touch sensing unit that operates at low power, and power management of the human body communication transceiver is possible by using the touch sensing circuit proposed in the embodiment. In addition, in the case of a touch sensing switch, even if the degree of contact applied to the contact terminal is weak, the durability of the product may be increased only if the contact can be immediately recognized. Even when power is applied to the electronic device through the touch switch, the touch sensing circuit of the present invention can be used to determine whether or not the touch is performed with high sensitivity.

본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다. It is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110 : 접촉 감지 단자
100 : 인체110: touch sensing terminal
100: human body

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및
상기 접촉 단자를 통하여 연결되며, 인체와 통신하는 인체통신 송수신부를 포함하고,
상기 접촉 감지부는 상기 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 상기 인체통신 송수신기를 스위칭하며,
상기 접촉 감지부는,
인덕턴스;
상기 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스;
상기 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및
상기 인덕턴스와 상기 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고,
상기 발진기의 발진 주파수는 상기 인덕턴스 및 상기 캐퍼시턴스의 공진주파수이며,
상기 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지하는, 인체 통신 송수신 장치. A touch sensing unit sensing whether or not the touch terminal is in contact; And
Is connected through the contact terminal, including a human body communication transceiver for communicating with the human body,
The touch sensing unit switches the human body transceiver based on whether the contact terminal is in contact,
The touch sensing unit,
inductance;
A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground;
An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And
It includes a contact terminal located at the point where the inductance and the capacitance is connected,
The oscillation frequency of the oscillator is the resonance frequency of the inductance and the capacitance,
Human body communication transmitting and receiving device for detecting whether or not based on the contact terminal. 제 7 항에 있어서,
상기 접촉 감지부는,
상기 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector) 를 더 포함하고,
상기 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 상기 접촉여부를 감지하는, 인체 통신 송수신 장치. The method of claim 7, wherein
The touch sensing unit,
Further comprising an amplitude detector (Envelope Detector) connected to the contact terminal,
And detecting the contact based on the amplitude detected by the amplitude detector. 제 8 항에 있어서,
상기 접촉 감지부는,
상기 진폭 검출기의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기를 더 포함하고,
상기 비교기의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고,
상기 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정하는, 인체 통신 송수신 장치. The method of claim 8,
The touch sensing unit,
And a comparator configured to receive an output and a reference value of the amplitude detector,
Detect whether there is a contact based on the output of the comparator,
And measuring proximity information based on an output of the amplitude detector. 접촉 단자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 감지부; 및
작동부를 포함하고,
상기 접촉 감지부는 상기 접촉 단자의 접촉 여부에 기초하여 작동부를 스위칭하며,
상기 접촉 감지부는,
인덕턴스;
상기 인덕턴스의 일단에 연결되고 그라운드에 접지되는 캐퍼시턴스;
상기 인덕턴스의 타단에 연결되고 그라운드에 접지되는 발진기; 및
상기 인덕턴스와 상기 캐퍼시턴스가 연결되는 지점에 위치하는 접촉단자를 포함하고,
상기 발진기의 발진 주파수는 상기 인덕턴스 및 상기 캐퍼시턴스의 공진주파수이며,
상기 접촉단자에 기초하여 접촉여부를 감지하는, 전자 기기. A touch sensing unit sensing whether or not the touch terminal is in contact; And
Including an operation unit,
The touch sensing unit switches the operation unit based on whether the contact terminal is in contact,
The touch sensing unit,
inductance;
A capacitance connected to one end of the inductance and grounded to ground;
An oscillator connected to the other end of the inductance and grounded to ground; And
It includes a contact terminal located at the point where the inductance and the capacitance is connected,
The oscillation frequency of the oscillator is the resonance frequency of the inductance and the capacitance,
The electronic device to detect whether the contact based on the contact terminal. 제 10 항에 있어서,
상기 접촉 감지부는,
상기 접촉단자에 연결되는 진폭 검출기 (Envelope Detector) 를 더 포함하고,
상기 진폭 검출기로부터 감지된 진폭에 기초하여 상기 접촉여부를 감지하는, 전자 기기. 11. The method of claim 10,
The touch sensing unit,
Further comprising an amplitude detector (Envelope Detector) connected to the contact terminal,
And detecting the contact based on the sensed amplitude from the amplitude detector. 제 11 항에 있어서,
상기 접촉 감지부는,
상기 진폭 검출기의 출력 및 기준값을 입력받는 비교기를 더 포함하고,
상기 비교기의 출력에 기초하여 접촉 여부를 감지하고,
상기 진폭 검출기의 출력에 기초하여 근접 정보를 측정하는, 전자 기기.


The method of claim 11,
The touch sensing unit,
And a comparator configured to receive an output and a reference value of the amplitude detector,
Detect whether there is a contact based on the output of the comparator,
The electronic device measures proximity information based on the output of the amplitude detector.


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