KR20040031678A - 물체 감지 - Google Patents
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Abstract
전계 감지를 사용하는 조합된 비활성 및 활성 물체 감지 시스템(30; 50; 70)이 설명된다. 전계 감지 송신 전극(2)은 전계 감지 수신 전극(4)에서 전류를 유도하는 제 1 전계(11, 12, 13)을 생성한다. 비활성 물체(10)는 이러한 전류에서의 변화로부터 감지된다. 활성 물체(31; 51; 71)는 추가 전계 감지 송신 전극(33; 53; 73)을 포함하고, 제 2 전계(35, 36, 37; 55, 56, 57; 75, 76, 77)를 생성한다. 이것은, 제 1 전계(11, 12, 13)와 접속하고 위상 시프트를 제 1 전계(11, 12, 13)에 인가하는 활성 물체(31)에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, 제 2 전계(55, 56, 57)는 제 1 전계(11, 12, 13)와 다른 주파수에서 생성될 수 있다. 대안적으로, 제 2 전계(75, 76, 77)는 코일(172)에 의해 생성된 교류 자계와 접속하는 활성 물체(71)에 의해 생성될 수 있다. 제 2 전계(35, 36, 37; 55, 56, 57; 75, 76, 77)는 활성 물체(31; 51; 71)의 위치에 따라 변화하는 전계 감지 수신 전극(4)에서의 전류를 유도한다. 개별적인 전류는 상이한 위상 또는 주파수에 의해 구별된다.
Description
물체 감지에 사용된 감지 기술은, 또한 준-정전기 감지로서 알려져 있고 크로스 용량성(cross capacitive) 감지로 불릴 수 있는, 용량성 감지 및 전계 감지를 포함한다. 3-D 공간에서 물체를 검출하기 위한 전계 감지의 사용은 오랫동안 알려져 왔고, 예를 들어 근접 센서에 사용된다. 사실상, 엘레펀트 노즈(gnathonemus petersii)라는 열대어는 물체를 검출하기 위해 전계 감지를 사용한다. 가장 간단한 형태에서, 용량성 감지는 단 하나의 전극만을 사용하고, 이 전극의 부하 커패시턴스(load capacitance)를 측정한다. 이러한 부하 커패시턴스는 전극과 전극 주위의 모든 접지된 물체 사이의 모든 커패시턴스의 합에 의해 결정된다. 이것은 근접 감지에서도 이루어진다. 크로스 용량성 감지라 불릴 수 있는 전계 감지는 2개의 전극을 사용하고, 2개의 전극 사이의 특정 커패시턴스를 효과적으로 측정한다. 전계 생성 장치가 연결되는 전극은 전계 감지 송신 전극인 것으로 간주될 수 있고, 측정 장치가 연결되는 전극은 전계 감지 수신 전극인 것으로 간주될 수 있다. 제 1 (송신) 전극은 교류 전압의 인가에 의해 여기된다. 변위 전류는 이를 통해 전극 사이의 용량성 접속(capacitive coupling)(즉, 전계선의 효과)으로 인해 제 2 (수신) 전극에서 유도된다. 물체가 전극 근처(즉, 전계선에서)에 위치하면, 몇몇 전계선은 물체에 의해 차단되고, 용량성 전류는 감소한다. 전류가 모니터링(monitored)되면, 물체의 존재가 감지될 수 있다.
US-6,025,726은 특히 컴퓨터 및 다른 응용을 위한 사용자 입력 디바이스로서 전계 감지 장치(arrangement)의 사용을 기재한다. 전계 감지 장치는 계획된 응용에 따라 사용자의 손가락(들), 손 또는 신체의 위치를 감지한다.
전계 감지의 장점은, 전기적으로 비활성(passive) 물체를 검출하는데 사용될 수 있다는 것이다.
완전히 개별적으로, 다른 유형의 감지 기술은 특별히 준비된 "활성(active)" 물체의 사용에 따른다. 일례는 소위 "전자기 펜(electromagnetic pen)"인데, 여기서 "펜" 디바이스에 있는 인덕터-커패시터 공진 회로는 태블릿(tablet)을 형성하는 자계 루프와의 전자기 접속에 의해 상호 작용한다. 태블릿에 관련된 펜(물체)의 위치는, 태블릿에서의 루프, 때때로 공진 회로를 여기시키는데 사용된 것과 동일한 루프로 전자기 접속을 다시 사용함으로써 감지된다.
그러한 활성 물체는 펜 형태일 필요는 없고, 펜 형태이거나 펜 이외의 다른 것이 사용될 때, 그러한 물체는 종종 태그(tags) 또는 토큰(tokens)이라 불린다. 복수의 태그를 사용하는 것이 알려져 있는데, 각각의 태그는 물체의 활성부에 부과된 특성의 식별에 의해 개별적으로 감지되고 식별된다. 그 때, 그러한 태그는 예를 들어 상점 또는 도서관에서 사용될 수 있다.
종래의 전계 감지 장치는 그러한 식별 특성을 제공할 수 없어서, 알려지지 않은 물체의 감지에 한계가 있다. 그러므로, 확장된 성능을 갖는 전계 감지 장치에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 전계 감지를 사용하는 물체 감지에 관한 것이다. 전계 감지는 또한 준-정전기 감지(quasi-electrostatic sensing)로서 알려져 있다.
도 1은 종래의 전계 감지 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 시스템의 종래의 전류 감지 회로의 기능적 모듈을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 물체 감지 시스템을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 시스템의 전류 감지 회로의 기능적 모듈을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 물체 감지 시스템을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 시스템의 전류 감지 회로의 기능적 모듈을 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 물체 감지 시스템을 도시한 도면.
도 8은 코일 주변에 접지된 토로이드형 배선을 갖는 코일을 도시한 개략도.
제 1 양상에서, 본 발명은 조합된 비활성 및 활성 물체 감지 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은, 적어도 하나의 전계 감지 송신 전극 및 적어도 하나의 전계 감지 수신 전극을 포함하는 비활성 전계 감지 물체 감지 장치와, 추가 전계 감지 송신 전극을 포함하는 활성 물체를 포함하며, 동작시, 비활성 물체가 적어도 하나의 전계 감지 송신 전극에 의해 생성된 제 1 전계에 의해 적어도 하나의 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화에 의해 감지되고, 활성 물체가 추가 전계 감지 송신 전극에 의해 생성된 제 2 전계에 의해 적어도 하나의 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화에 의해 감지되도록 배열된다.
제 2 전계는 추가 전계 감지 수신 전극을 추가로 포함하는 활성 물체에 의해 생성될 수 있는데, 상기 추가 전계 감지 수신 전극은, 동작시 활성 물체에 의해 위상 변화를 겪게 되고 제 2 전계로서 제 1 전계의 위상 변화된 변형 신호(version)를 생성하는데 사용되는 신호를 제공하기 위해 제 1 전계로 접속하며, 이 경우에, 제 1 전계로부터 유도된 전류는 상이한 위상을 갖는 2개의 전계에 의해 제 2 전계에 의해 유도된 전류와 구별될 수 있다.
대안적으로, 제 2 전계는, 제 1 전계를 생성하기 위해 인가된 교류 전압의 주파수와 상이한 주파수에서 교류 전압을 추가 전계 감지 송신 전극에 인가함으로써 생성될 수 있는데, 이 경우에, 제 1 전계로부터 유도된 전류는, 상이한 주파수에서 생성된 2개의 전계에 의해 제 2 전계에 의해 유도된 전류와 구별될 수 있다. 개별적인 전계 생성 주파수를 갖는 복수의 활성 물체는 상이한 주파수에 의해 포함되고 구별될 수 있다.
대안적으로, 제 2 전계는 활성 물체에서의 인덕터에 통과하는 교류 자계를 생성시킴으로써 생성될 수 있는데, 이를 통해 인덕터는 제 2 전계를 생성하는데 사용되는 신호를 제공하고, 이 경우에, 제 1 전계로부터 유도된 전류는 상이한 위상인 2개의 전계에 의해 제 2 전계에 의해 유도된 전류와 구별될 수 있다.
대안적으로, 복수의 활성 물체는 제 2 전계의 생성의 코드화(codified) 시간 변조를 사용함으로써 개별적인 식별자가 할당될 수 있다.
제 2 양상에서, 본 발명은, 전술한 유도된 전류를 결정하고 또한 전술한 상이한 전계로부터 유도된 전류 사이를 구별하도록 적응된 전류 감지 회로를 제공한다.
제 3 양상에서, 본 발명은 전술한 제 2 전계를 생성하도록 적응된 활성 물체{태그, 토큰, 파이콘(phycons) 및 펜을 포함함}를 제공한다.
따라서, 전계 감지를 사용하는 조합된 비활성 및 활성 물체 감지 시스템이 설명된다. 전계 감지 송신 전극은 전계 감지 수신 전극에서 전류를 유도하는 제 1 전계를 생성한다. 비활성 물체는 이러한 전류의 변동으로부터 감지된다. 활성 물체는 추가 전계 감지 송신 전극을 포함하고, 제 2 전계를 생성한다. 이것은, 활성 물체가 제 1 전계와 접속하고, 위상 시프트(phase shift)를 제 1 전계에 인가함으로써 생성될 수 있다. 대안적으로, 제 2 전계는 제 1 전계와 상이한 주파수에서 생성될 수 있다. 제 2 전계는 활성 물체의 위치에 따라 변화하는 전계 감지 수신 전극에서의 전류를 유도한다. 분리된 전류는 상이한 위상 또는 주파수에 의해 구별된다.
본 발명의 전술한 양상 및 다른 양상은 이후에 설명된 실시예로부터 명백해지고, 이 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 예로서 이제 설명될 것이다.
먼저, 종래의 전계 감지 장치의 기본 동작에 대한 개요가 주어질 것이다. 도 1은, 전계 감지 송신 전극(2)과, 전계 감지 수신 전극(4)과, 교류 전압원(6)과, 전류 감지 회로(8)를 포함하는 종래의 전계 감지 시스템(1)(축척대로 도시되지 않음)을 도시한다.
교류 전압원(6)은 전계 감지 송신 전극(2) 및 전류 감지 회로(8)에 연결된다. 전류 감지 회로(8)는 전계 감지 수신 전극(4)에 개별적으로 연결된다.
동작시, 교류 전압이 전계 감지 송신 전극(2)에 인가될 때, 전계선이 생성되는데, 예시적인 전계선(11, 12, 13)은 전계 감지 수신 전극(4)을 통과한다. 전계선(11, 12, 13)은 전류 감지 회로(8){전류 감지 회로(8)는, 이후에 더 구체적으로 설명된 바와 같이, 전계 유도 전류의 위상과 일치(tie in)시키기 위해 교류 전압으로부터 분기된 신호(tapped off signal)를 사용한다}에 의해 측정되는 작은 교류 전류를 유도한다.
물체, 이 경우에는 사용자의 손가락(10)이 2개의 전극(2, 4) 근처에 위치할 때, 물체는 다른 경우 물체에 의해 점유된 공간을 통과하였을 그러한 전계선{도 1에 도시된 상황에서, 전계선(11 및 12)}을 차단하여, 전계 감지 수신 전극(4)으로부터 흐르는 전류를 감소시킨다. 따라서, 전류 감지 회로에 의해 측정된 전류 레벨은, 2개의 전극(2, 4) 근처에 물체가 존재하는 지에 대한 척도(measure)로서 사용될 수 있다.
도 2는 종래의 전류 감지 회로(8)의 기능적 모듈을 도시한 블록도이다. 전류 감지 회로(8)는 증폭기(20)와, 배율기(22)와, 저역 필터(24)를 포함한다. 이들 기능적 모듈은, 예를 들어 그 내용이 참고용으로 본 명세서에 포함된 US 6,025,726에 기재된 회로 설계를 사용하여 임의의 적합한 형태로 구현될 수 있다.
동작시, 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 변위 전류(26)는 증폭기(20)에 의해 증폭되고, 배율기(22)에 의해 전계 감지 송신 전극(2)에 인가된 전압의 분기되고 위상 시프트된(미도시된 위상 시프트 모듈에 의해) 변형 신호(27)와 곱해진다. 분기된 전압은 위상 시프트되어, 변위 전류(26)의 위상과 동일한 위상이 되게 한다. 따라서, 여기서 증폭기(20)가 이상적이면, 즉 임의의 추가 위상 시프트를 변위 전류(26)에 도입하지 않는다고 가정하면, 분기된 전압의 위상은 90°시프트된다. 실제로, 증폭기(20)가 추가 위상 시프트를 변위 전류(26)에 도입하면, 분기된 전압의 위상은 이것을 수용하는데 필요한 정도로 조정된다.
그 다음에, 배율기(22)로부터의 출력은 출력 신호(28)를 제공하기 위해 저역 필터링된다. 따라서, 출력 신호(28)는 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 전계에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 전류의 척도이고, 전계 감지 전극(2, 4) 주변에 위치한 물체, 예를 들어 손가락(10)에 반응하여 변화할 것이다. 그 다음에, 출력 신호(28)는 필요시 외부 전자 장치(미도시)에 의해 처리된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 물체 감지 시스템(30)(축척대로 도시되지 않음)을 도시한다. 도 1에 사용된 것과 동일한 참조 번호가 종래의 물체 감지 시스템(1)과 동일한 방식으로 구현되는 부분에 사용된다. 전계 감지 송신 전극(2), 전계 감지 수신 전극(4), 및 교류 전압원(6)외에도, 물체 감지 시스템(30)은 이후부터 태그(31)로 언급되는 전계 생성 물체를 추가로 포함한다. 태그(31)는 하우징, 태그 전계 감지 수신 전극(32), 태그 전계 감지 송신 전극(33), 및 이들 2개의 전극에 결합된 태그 회로(34)를 포함한다. 태그 전계 감지 수신 전극(32)은 2개의 전극 사이의 피드백을 피하기 위해 태그 전계 감지 송신 전극(33)으로부터 차폐된다. 하우징은 표면 및 아이템(item)을 통해 태그 회로(34)로부터 접지로의 도통 또는 접속을 완성할 정도로 충분히 전도되고, 태그(31)는 사용 중에 접촉 상태에 있을 것이다. 이것은, 사용자가 태그를 잡고 있을 때 사용자의 손을 포함할 수 있다. 하우징에 필요한 전도율은 태그(31)의 의도된 사용에 따라 선택될 수 있고, 물체 감지 시스템(30)을 구성하는 태그 회로(34) 및 다른 아이템의 유효성에 따라 필요할 때 또한 변화될 수 있을 것이다. 이 예에서, 하우징은 부분적으로는 플라스틱, 및 부분적으로는 금속으로 이루어져 있다. 접속이 용량성일 때, 금속은 미적 또는 표시 목적을 위해 얇은 절연 코팅제, 예를 들어 페인트로 덮여질 수 있다. 태그 회로(34)는 예를 들어 소형 배터리인 전원을 추가로 포함한다.
물체 감지 시스템(30)은 전류 감지 회로(38){전술한 종래의 전류 감지 회로(8) 대신}를 추가로 포함한다.
손가락(10)과 같은 물체는 전술한 종래의 물체 감지 시스템(1)에서와 유사한 방식으로 감지된다. 더욱이, 태그(31)는 다음과 같이 감지된다. 태그(31)가 전계 감지 송신 전극(2) 근처에 위치할 때, 태그 전계 감지 수신 전극(32)은 수신된 신호를 발생시키기 위해 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성되는 전계(11, 12, 13)로 접속한다. 태그 회로(34)는 이러한 수신된 신호를 증폭시키고, 90° 위상 시프트를 상기 신호에 인가한다. 그 다음에, 태그 회로(34)는, 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 본래 전계(11, 12, 13)와 위상이 90°차이나는 전계선(35, 36, 37)으로 도 3에 표시된 추가 전계를 생성시키기 위해 위상-시프트되고 증폭된 신호를태그 전계 감지 송신 전극(33)에 위치시킨다. 도 4를 참조하여 이제 설명될 바와 같이, 태그(31)에 의해 생성된 전계선(35, 36, 37)은 또한 전류 감지 회로(38)에 의해 측정되는 추가의 작은 교류 전류를 유도하는 전계 감지 수신 전극(4)을 통과한다.
도 4는 전류 감지 회로(38)의 기능적 모듈을 도시한 블록도이다. 도 2에 사용된 것과 동일한 참조 번호는 종래의 전류 감지 회로(8)에서와 동일한 방식으로 구현되는 부분에 사용된다. 증폭기(20), 배율기(22), 저역 필터(24) 외에도, 전류 감지 회로(38)는 제 2 배율기(42), 제 2 저역 필터(44), 및 위상 시프트 모듈(46)을 추가로 포함한다. 이들 기능적 모듈은 임의의 적합한 형태로 다시 구현될 수 있다. 동작시, 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 변위 전류(26)는 증폭기 모듈(20)에 의해 다시 증폭된다. 증폭기 모듈(20)로부터의 증폭된 출력은 분할되어, 각 배율기(22, 42)로 통과된다.
배율기(22)는 전계 감지 송신 전극(2)에 인가된 전압의 분기되고 90° 위상 시프트된 변형 신호(27)와 증폭된 전류를 곱하고, 그 다음에, 결과로서 생기는 곱한 신호는 제 1 출력 신호(28)를 제공하기 위해 저역 필터(24)에 의해 저역 필터링된다. 따라서, 종래의 장치에서의 출력 신호와 동일한 상기 제 1 출력 신호(28)는, 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 전계에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 전류의 척도이고, 전계 감지 전극(2, 4) 근처에 위치한 물체, 예를 들어, 손가락(10)에 반응하여 변할 것이다.
전계 감지 송신 전극(2)에 인가된 전압의 분기되고 90° 위상 시프트된 변형신호(27)는 위상 시프트 모듈(46)에 또한 공급되고, 위상 시프트 모듈은 90° 위상 시프트를 인가한다. 배율기(42)는 분기된 전압의 결과로서 생기는 변형 신호와 증폭된 전류 신호를 곱하고, 그 다음에, 결과로서 생기는 곱한 신호는 제 2 출력 신호(48)를 제공하기 위해 저역 필터(44)에 의해 저역 필터링된다. 따라서, 이러한 제 2 출력 신호(48)는 태그 전계 감지 송신 전극(33)에 의해 생성된 전계(35, 36, 37)에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 전류의 척도고, 전계 감지 수신 전극(4)에 관련된 태그(31)의 위치에 따라 변할 것이다.
그 다음에, 출력 신호(28 및 48)는 필요시 외부 전자 장치(미도시)에 의해 처리된다.
도 4에 도시된 회로에서, 2개의 처리 채널이 형성되는데, 제 1 채널은 제 1 배율기(22) 및 제 1 저역 필터(24)를 포함하고, 제 2 채널은 제 2 배율기(42) 및 제 2 저역 필터(44)를 포함한다. 2개의 그러한 처리 채널의 대안으로서, 단일 처리 채널은 0°위상과 90°위상 사이에서 위상 기준 입력을 스위칭함으로써 시간 멀티플렉싱 방식으로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 물체 감지 시스템(50)(축척대로 도시되지 않음)을 도시한다. 도 1 및 3에 사용된 것과 동일한 참조 번호는 종래의 물체 감지 시스템(1)에서와 동일한 방식으로 구현되는 부분에 사용된다. 전계 감지 송신 전극(2), 전계 감지 수신 전극(4), 및 교류 전압원(6) 외에도, 물체 감지 시스템(50)은 이후에 태그(51)로 언급되는 전계 생성 물체를 추가로 포함한다. 태그(51)는 하우징과, 태그 전계 감지 송신 전극(53)과, 이 전극 및 하우징에 결합된태그 회로(54)를 포함한다. 하우징은 표면 및 아이템을 통해 태그 회로(54)로부터 접지로의 도통 또는 접속을 완성할 정도로 충분히 전도되고, 태그(51)는 사용 중에 접촉 상태에 있을 것이다. 이것은, 사용자가 태그를 잡고 있을 때 사용자의 손을 포함할 수 있다. 하우징에 필요한 전도율은 태그(51)의 의도된 사용에 따라 선택될 수 있고, 물체 감지 시스템(50)을 구성하는 태그 회로(54) 및 다른 아이템의 유효성에 따라 필요할 때 또한 변화될 수 있을 것이다. 이 예에서, 하우징은 부분적으로는 플라스틱, 및 부분적으로는 금속으로 이루어져 있다. 접속이 용량성일 때, 금속은 미적 또는 표시 목적을 위해 얇은 절연 코팅제, 예를 들어 페인트로 덮여질 수 있다. 태그 회로(54)는 예를 들어 소형 배터리인 전원을 추가로 포함한다.
물체 감지 시스템(50)은 전류 감지 회로(58){전술한 종래의 전류 감지 회로(8) 대신}, 및 교류 전압을 전류 감지 회로(58)에 제공하도록 배열된 교류 전압원(59)을 추가로 포함한다.
손가락(10)과 같은 물체는 전술한 종래의 물체 감지 시스템(1)에서와 동일한 방식으로 감지된다. 더욱이, 태그(51)는 다음과 같이 감지된다. 태그 회로(54)는, 즉 주파수(f1)와 다른 교류 전압원(6)의 주파수(f2)에서 교류 전압을 생성하는 교류 전원압을 포함한다. 더욱이, 태그 회로(54)의 교류 전압원의 주파수(f2)는 교류 전압원(59)의 주파수와 동일하다. 태그 회로(54)는, 전계선(55, 56, 57)으로 도 5에 표시된 전계를 생성하기 위해 주파수(f2)의 교류 전압을 태그 전계 감지 송신 전극(53)에 인가한다. 태그(51)가 전계 감지 수신 전극(4) 근처에 위치할 때,태그(51)에 의해 생성된 전계선(55, 56, 57)은, 도 6을 참조하여 이제 설명되는 바와 같이, 또한 전류 감지 회로(58)에 의해 측정되는 추가의 작은 교류 전류를 유도하는 전계 감지 수신 전극(4)을 통과한다.
도 6은 전류 감지 회로(58)의 기능적 모듈을 도시한 블록도이다. 도 2에 사용된 것과 동일한 참조 번호는 종래의 전류 감지 회로(8)에서와 동일한 방식으로 구현되는 부분에 사용된다. 전술한 전류 감지 회로(8, 38)에서와 같이, 이러한 전류 감지 회로(58)는 증폭기(20), 배율기(22), 및 저역 필터(24)를 포함한다{이러한 배율기(22) 및 저역 필터(24)는 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 전계선(11, 12, 13)을 처리하기 위한 제 1 처리 채널을 형성한다}. 전류 감지 회로(58)는 태그(51)의 태그 전계 감지 송신 전극(53)에 의해 생성된 전계선(55, 56, 57)을 처리하기 위한 제 2 처리 채널을 추가로 포함한다. 태그 회로(54)의 교류 전압원과, 기준 주파수를 전류 감지 회로(58)에 제공하는 교류 전압원(59) 사이에 어떠한 고정된 위상 관련성이 없기 때문에, 제 2 처리 채널은 그러한 일치 없이 동작할 수 있어야 하므로, 이 예에서 직교 검출(quadrature detection)을 사용한다. 그러므로, 제 2 처리 채널 자체는, 기준 전압이 서로 위상이 90° 차이나는 2개의 위상에 제공되는 2개의 별도의 채널을 갖는다. 더 구체적으로, 제 2 처리 채널은 연관된 저역 필터(64)를 갖는 배율기(62)와, 연관된 저역 필터(65)를 갖는 추가 배율기(63)와, 추가 배율기(63)에 인가하기 전에 교류 전압원(59)으로부터의 신호(61)에 90°위상 시프트를 제공하도록 제공된 위상 시프트 모듈(66)을 포함한다. 이들 기능적 모듈은 임의의 적합한 형태로 다시 구현될 수 있다. 동작시, 전계감지 수신 전극(4)에서 유도된 변위 전류(26)는 증폭기 모듈(20)에 의해 다시 증폭된다. 증폭기 모듈(20)로부터의 증폭된 출력은 분할되어, 각 배율기(22, 62, 63)로 통과된다.
배율기(22)는 전계 감지 송신 전극(2)에 인가된 전압{주파수(f1)}의 분기되고 90° 위상 시프트된 변형 신호(27)와 증폭된 전류를 곱하고, 그 다음에, 결과로서 생기는 곱한 신호는 제 1 출력 신호(28)를 제공하기 위해 저역 필터(24)에 의해 저역 필터링된다. 따라서, 종래의 장치에서의 출력 신호와 동일한 상기 제 1 출력 신호(28)는 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 전계에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 전류의 척도이고, 전계 감지 전극(2,4) 근처에 위치한 물체, 예를 들어 손가락(10)에 반응하여 변할 것이다.
배율기(62)는 교류 전압원(59)으로부터 신호(61){주파수(f2)}와 증폭된 전류 신호를 곱하고, 그 다음에, 결과로서 생기는 곱한 신호는 저역 필터(64)에 의해 저역 필터링된다. 배율기(63)는 교류 전압원(59)으로부터의 90°위상 시프트된 형태의 신호(61){주파수(f2)}와 증폭된 전류 신호를 곱하고, 그 다음에, 결과로서 생기는 곱한 신호는 저역 필터(65)에 의해 저역 필터링된다. 저역 필터(64, 65)로부터의 각각 저역 필터링된 신호는 제 2 출력 신호(68)를 제공하기 위해 직교 조합기 모듈(67)에 의해 직교 조합된다. 따라서, 이러한 제 2 출력 신호(68)는 태그 전계 감지 송신 전극(53)에 의해 생성된 전계선(55, 56, 57)에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 유도된 전류의 척도이고, 전계 감지 수신 전극(4)에 관련된 태그(51)의위치에 따라 변할 것이다.
그 다음에, 출력 신호(28, 68)는 필요시 외부 전자 장치(미도시)에 의해 처리된다.
다시, 처리 채널이 이중화(duplicated)되는 곳에서, 예를 들어 직교 장치의 2개의 부분, 또는 직교 장치 및 본래 제 1 처리 채널에서, 단일 경로는 시간 멀티플렉싱을 사용하는 것 대신에 위상 기준 입력 및/또는 주파수의 적절한 스위칭이 사용될 수 있다.
대체로 말하면, 이러한 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 태그에서의 더 간단한 전자 장치를 허용하지만, 전류 감지 회로에서 더 복잡한 전자 장치를 요한다. 또한, 제 1 실시예의 태그에 대한 경우에서와 같이, 2개의 전계 감지 전극을 차폐할 필요성을 제거한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 물체 감지 시스템(70)(축척대로 도시되지 않음)을 도시한다. 다음의 아이템은 이전 실시예에 기재된 것과 동일한 참조 번호를 갖는 아이템과 동일하다: 전계 감지 송신 전극(2), 전계 감지 수신 전극(4), 교류 전압원(6), 및 전류 감지 회로(38)(제 1 실시예에 사용됨). 물체 감지 시스템(70)은 이후에 태그(71)로 언급되는 전계 생성 물체를 추가로 포함한다.
태그(71)는 하우징과, 전계 감지 송신 전극(73)과, 이 전극 및 하우징에 결합된 태그 회로(74)를 포함한다. 하우징은 표면 및 아이템을 통해 태그 회로(74)로부터 접지로의 도통 또는 접속을 완성할 정도로 충분히 전도되고, 태그(71)는 사용 중에 접촉 상태에 있을 것이다. 이것은, 사용자가 태그를 잡고 있을 때 사용자의손을 포함할 수 있다. 하우징에 필요한 전도율은 태그(71)의 의도된 사용에 따라 선택될 수 있고, 물체 감지 시스템(70)을 구성하는 태그 회로(74) 및 다른 아이템의 유효성에 따라 필요할 때 또한 변화될 수 있을 것이다. 이 예에서, 하우징은 부분적으로는 플라스틱, 및 부분적으로는 금속으로 이루어져 있다. 접속이 용량성일 때, 금속은 미적 또는 표시 목적을 위해 얇은 절연 코팅제, 예를 들어 페인트로 덮여질 수 있다. 태그 회로(74)는 예를 들어 소형 배터리인 전원을 추가로 포함한다.
태그(71)는 태그 회로(74)에 연결된 인덕터(72)를 추가로 포함한다.
물체 감지 시스템(70)은 전도 물질로 된 코일(172)(또는 루프)을 추가로 포함한다. 코일(172)은 구동 회로(173)에 결합된다. 조합시, 코일(172) 및 구동 회로(173)는 전자계 생성기(95)(즉 자계 생성기)를 제공한다.
손가락(10)과 같은 물체는 전술한 종래의 물체 감지 시스템(1)에서와 동일한 방식으로 감지된다. 더욱이, 태그(71)는 다음과 같이 감지된다.
구동 회로(173)는, 코일(172)이 교류 자계를 생성하도록 코일(172)을 구동한다. 교류 자계는 인덕터(72)에서 전류를 유도한다. 이 전류는 태그 회로(74)에 의해 증폭되고 위상 시프트된다. 그 다음에, 태그 회로(74)는, 전계선(75, 76, 77)으로 도 7에 표시되는 추가 전계, 즉 전계 감지 송신 전극(2)에 의해 생성된 본래 전계선(11, 12, 13)과 90° 위상차가 나는 전계를 생성하기 위해 태그 전계 감지 송신 전극(73)에 위상-시프트되고 증폭된 신호를 위치시킨다. 태그(71)에 의해 생성된 전계선(75, 76, 77)은 추가의 작은 교류 전류를 유도하는 전계 감지 수신 전극(4)을 통과한다.
이러한 추가 교류 전류는, 대응하는 전류가 제 1 실시예에서(즉 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이) 동일한 전류 감지 회로(38)에 의해 측정되는 것과 동일한 방식으로 전류 감지 회로(38)에 의해 측정된다.
이 실시예에서, 구동 회로(173)는 전계 감지 송신 전극(2)에서 생성된 전계선(11, 12, 13)의 위상과 동일한 위상으로 교류 자계를 생성한다. 그러므로, 태그 회로(74)는 90° 위상 시프트를 인덕터(72)에서 유도된 전류에 인가하여, 태그 전극(73)에서 생성된 전계선(75, 76, 77)은 전계 감지 송신 전극(2)에서 생성된 전계선(11, 12, 13)과 90° 위상차가 나므로, 전류 감지 회로(38)는 전술한 바와 같이, 상이한 위상에 의해 이들 2개의 전계, 이에 따라 손가락(10)과 태그(71) 사이를 구별할 수 있다. 이러한 접근법은, 동일한 위상 생성기가 전계 감지 송신 전극(2) 및 구동 회로(173) 모두를 구동시키는데 사용될 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나, 필요한 위상차는 임의의 다른 편리한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(173)는 전계 감지 송신 전극(2)에서 생성된 전계선(11, 12, 13)과 90° 위상차가 나는 교류 자계를 생성시키도록 배열될 수 있고, 이 경우에, 태그 회로(74)는 임의의 위상 시프트를 인덕터(72)에서 유도된 전류에 인가하지 않는다.
구동 회로(173)는 예를 들어 신호 생성기를 사용하여 임의의 적합한 종래의 교류 전압원/전류원의 형태로 구현될 수 있다. 구동 회로(173)는, 전계 감지 송신 전극(2)을 구동하는 교류 전압원(6)과 동위상인(또는 몇몇 다른 알려진 상대적인 위상 관련성) 교류 전류로 코일(172)을 구동시키도록 배열된다.
코일(172)에 의해 생성된 전계(간섭의 전위 형태)에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 발생된 전류는 전류 감지 회로(38)에 의해 효과적으로(또는 적어도 실질적으로) 필터링하여 제거된다.
코일(172)(이전 개시부에 설명된 바와 같이)에 의해 생성된 전계에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 발생된 전류를 효과적으로 필터링하여 제거되는 것 대신, 또는 필터링하여 제거되는 것 이외에도 다른 접근법이 사용될 수 있다. 한가지 가능성은, 코일(172)을 주기적으로 턴 오프하고, 코일이 턴 오프될 때 전계 감지 수신 전극(4)으로부터 전류를 측정하는 것이다. 이것은, 코일(172)로부터의 신호가 링 다운(ring down), 즉 태그(71)로부터의 신호보다 더 빠르게 약해질 때, 쉽게 구현된다. 그 이유는, 코일이 턴 오프될 때, 2개의 단부가 접지되어, 신호를 발생시키기 위해 2개의 단부 양단간에 어떠한 전압차도 없기 때문이다.
도 8은 코일(172) 주위의 접지된 토로이드형 배선(180)을 갖는 코일(172)을 도시한 개략도이다{간략함을 위해, 토로이드형 배선(180)이 도면에 코일(172)의 일부분에만 도시되어 있지만, 사실상 이것은 코일(172)의 전체 길이를 따라 연장할 것이다}. 토로이드형 배선(180)은 코일(172)에 의해 생성된 전계를 실질적으로 차폐하지만, 임의의 와전류(edicurrent)가 토로이드의 중심에서 멀어지는 방향으로 흐르기 때문에 코일(172)에 의해 생성된 자계에 상당한 영향을 주지 않는다. 코일(172) 주위의 차폐로서 이러한 토로이드형 배선(180)의 사용은, 코일(172)에 의해 생성된 전계 성분에 의해 전계 감지 수신 전극(4)에서 발생된 전류의 출현(occurrence)을 사실상 필터링하여 제거하거나 감소시키는 다른 방식으로서 이 실시예에서 구현된 바람직한 선택 사양이다.
구동 회로(173) 및 전류 감지 회로(38)는, 태그(71)로부터 검출된 신호가, 전계 감지 수신 전극(4)으로부터 떨어진 태그(71)의 최대로 필요한 동작 거리에서 검출되지 않을 만큼 낮지 않도록 적응된다. 이와 유사하게, 구동 회로(173) 및 전류 감지 회로(38)는, 태그(71)가 전계 감지 수신 전극(4)에 바로 접촉할 때(directly against) 태그(71)로부터 검출된 신호가 포화되지 않도록 적응된다. 이는 동적 조정 장치에 의해 구현되는 것이 바람직한데, 여기서 전류 감지 회로(38)와 구동 회로(173) 사이에 피드백 라우트(feedback route)가 제공되어, 전류 감지 회로(38)에 의해 감지된 전류가 증가함에 따라, 코일(172)에 인가된 전압도 감소하게 된다.
이 실시예에서, 인덕터(72)는 교류 자계를 태그 회로(74)에 접속하기 위해 제공된다. 다른 실시예에서, 다른 인덕턴스 장치가 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 인덕터(72)는 예를 들어 병렬 상태에 있는 인덕터 및 커패시터를 포함하는 공진 회로로 대체될 수 있다. 공진 회로는 코일(172)을 구동시키는데 사용된 신호 주파수로 동조될 수 있다. 이 경우에, 커패시터는 열적 안정 커패시터로서 구현되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 커패시터는, 병렬 상태에 있는 2개의 커패시터, 즉 ℃당 0.01%의 열 드리프트 비율(thermal drift rate)을 갖는 폴리스티렌(polystyrene) 커패시터, 및 ℃당 0.03%의 열 드리프트 비율을 갖는 6-50pF 세라믹 커패시터를 사용하여 구현될 수 있다.
이 실시예에서, 코일(172)의 전도 물질은 구리 배선이다. 도 7에서, 명백함을 위해, 전도 물질은 둥근 고리로 2회 만든 것으로(looped round twice) 도시된다. 하나의 바람직한 선택은, 상기 물질이 둥근 고리로 5회 만들어지는 것이다. 둥글게 감겨진 횟수 및 사용된 전도 물질은 한 벌(suits)로서 변경될 수 있는 설계 상의 선택 사양이다.
제 2 실시예의 시스템(50) 및 제 3 실시예의 시스템(70)은 추가 태그의 제공에 의해 적응될 수 있다. 각 태그는 상이한 주파수, 즉 f2, f3, f4등에서 구동된다. 전류 처리 회로에는 복수의 처리 채널이 제공되는데, 각 처리 채널에는 필요시 대응하는 주파수(f2, f3, f4) 등의 각 교류 전압원이 제공된다. 다시, 이들 처리 채널이 대안적으로 시간 분할에 기초하여 제공될 수 있다. 다른 가능성은, 복수의 상이한 주파수의 태그를 포함하는 그러한 시스템 내에서, 2개 이상의 태그가 동일한 주파수를 가질 수 있으므로, 태그의 유형 또는 종류가 구별될 수 있다는 것이다.
다른 변형에서, 제 1 실시예의 시스템(30), 제 2 실시예의 시스템(50) 또는 제 3 실시예의 시스템(70)은 다른 접근법을 사용하여 추가 태그의 제공에 의해 적응될 수 있다. 각 태그의 태그 회로는, 개별적인 태그에 대한 시간-변조 디지털 식별자(또는 어드레스)를 제공하는 시간 기반의 방식으로 태그 전계 감지 송신 전극을 조직적으로(systematically) 온 및 오프(on and off) 상태로 구동하기 위한 제어 회로를 포함한다. 전류 처리 회로에는 각 식별자를 구별하기 위한 처리 전자 장치가 제공된다. 다시, 다른 가능성은, 복수의 상이한 디지털 식별자의 태그를 포함하는 그러한 시스템 내에서, 2개 이상의 태그가 동일한 식별자를 가질 수 있으므로, 태그의 유형 또는 종류가 구별될 수 있다는 것이다.
상기 실시예에서, 태그의 태그 회로에 의해 생성된 신호 진폭이 더 커질수록, 태그 전계 감지 송신 전극은 더 작아질 수 있다. 태그 전계 감지 송신 전극의 크기(면적)가 더 작게 이루어짐에 따라, 태그의 위치가 (종래 방식으로는 출력의 후처리에 의해) 결정될 수 있는 정밀도가 증가한다. 몇몇 구현에서, 이것은, 태그 위치의 감지가 펜 입력으로서 사용되도록 할 수 있다.
다른 대안에서, 태그 전계 감지 송신 전극은 길고 얇은 형태{또는 몇몇 다른 바이어싱된(biased) 형태}를 띨 수 있고, 위치 정보가 결정될 수 있는 출력을 제공하기 위해 다수의 전계 감지 수신 전극(및 제 1 실시예의 경우에, 다수의 전계 감지 송신 전극)을 포함하는 시스템에 사용된 형태를 인식할 수 있다.
유도된 전류를 결정하기 위한 전술한 회로 기능이 단지 예시적이고, 유도된 전류를 결정하는 다른 방식이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
전술한 물체 감지 시스템은 광범위한 응용에 사용될 수 있다. 한가지 사용 영역은 대화형 디스플레이 응용이다. 태그는, 디스플레이 사용자가 예를 들어 "펜" 입력의 형태인 사용자 입력을 규정하기 위해 디스플레이에 관련하여 위치를 정할 수 있도록, 토큰 또는 소위 "파이콘(phycon)"으로서 사용될 수 있다. 고려될 수 있는 다른 (디스플레이가 없는) 응용은, 예를 들어 지휘봉(conductor's baton)으로부터 상점의 상품으로의 범위를 갖는, 특정 물체를 공간에 위치시키는데 유용한 임의의 응용을 포함한다.
본 개시를 읽음으로써, 다른 변경 및 변형이 당업자에게는 명백할 것이다. 그러한 변경은, 종래 기술에 이미 알려져 있고, 본 명세서에서 이미 설명된 특징대신에, 또는 상기 특징 이외에 사용될 수 있는 등가물 및 다른 특징을 수반할 수 있다.
비록 청구항이 본 출원에서 특징들의 특정 조합으로 정형화되었지만, 본 출원의 개시의 범위는, 본 명세서에 명백하게 또는 함축적으로 개시된 임의의 새로운 특징 또는 특징들의 임의의 새로운 조합, 및 상기 특징의 임의의 일반화를 또한 포함하며, 이는, 임의의 청구항에 현재 기재된 것과 동일한 발명에 관한 것 인지의 여부와, 본 발명이 해결한 것과 동일한 기술적 문제점 중 임의의 것 또는 전부를 해결하는지의 여부와는 상관없음을 이해하여야 한다.
개별 실시예의 내용에서 설명된 특징은 단일 실시예에서 조합으로 또한 제공될 수 있다. 거꾸로, 간략함으로 위해 단일 실시예의 내용에서 설명되는 다양한 특징은 개별적이거나 임의의 적합한 하부 조합으로 또한 제공될 수 있다. 본 출원인은, 본 출원 또는 이로부터 파생된 임의의 다른 출원의 출원 절차 도중에, 새로운 청구항이 그러한 특징 및/또는 그러한 특징의 조합에 대해 형성될 수 있다는 것을 예고한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전계 감지를 사용하는 물체 감지 등에 이용되며, 전계 감지는 또한 준-정전기 감지(quasi-electrostatic sensing)로서 알려져 있다.
Claims (18)
- 물체 감지 시스템으로서,(ⅰ) 제 1 전계 감지 송신 전극과;(ⅱ) 전계 감지 수신 전극과;(ⅲ) 제 1 전계를 생성시키기 위해 상기 제 1 전계 감지 송신 전극을 구동시키는 구동 회로와;(ⅳ) 전계 생성 물체로서,(a) 제 2 전계 감지 송신 전극과;(b) 제 2 전계를 생성시키기 위해 상기 제 2 전계 감지 송신 전극을 구동시키는 수단을포함하는, 전계 생성 물체와;(ⅴ) 상기 제 1 전계 및 상기 제 2 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류를 구별할 수 있게 감지하는 전류 감지 회로를 포함하며;상기 제 1 전계 감지 송신 전극 및 상기 전계 감지 수신 전극은, 상기 제 1 전계 감지 송신 전극 및 상기 전계 감지 수신 전극 근처에 위치한 제 1 물체가 상기 제 1 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화를 야기하도록 배열되고,상기 전류 감지 회로는, 상기 제 1 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화로부터 상기 제 1 물체를 감지하고, 상기 제 2 전계에의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화로부터 상기 전계 생성 물체를 감지하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 1항에 있어서, 제 2 전계를 생성시키기 위해 상기 제 2 전계 감지 송신 전극을 구동하는 수단은,수신된 신호를 생성하기 위해 상기 제 1 전계와 접속(coupling)하기 위한 수신 전극과;위상 시프트(phase shift)를 상기 수신된 신호에 인가하는 수단과;상기 위상 시프트된 신호를 상기 제 2 전계 감지 송신 수단에 전달하는 수단을 포함하며,상기 전류 감지 회로는 상기 2개의 전계의 상이한 위상에 의해 상기 제 1 전계로부터 유도된 전류를 상기 제 2 전계로부터 유도된 전류와 구별하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 1항에 있어서, 제 2 전계를 생성하기 위해 상기 제 2 전계 감지 송신 전극을 구동하는 상기 수단은,상기 제 1 전계의 주파수와 다른 주파수에서 상기 제 2 전계를 생성하기 위해 상기 제 2 전계 감지 송신 전극을 구동하는 구동 회로를 포함하며,상기 전류 감지 회로는 상기 2개의 전계의 상이한 주파수에 의해 상기 제 1 전계로부터 유도된 전류를 상기 제 2 전계로부터 유도된 전류와 구별하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 3항에 있어서, 복수의 전계 생성 물체를 포함하며, 상기 전계 생성 물체 각각의 구동 회로는 상이한 주파수의 각 제 2 전계를 생성하기 위해 상기 각 전계 생성 물체를 구동하도록 적응되며,상기 전류 감지 회로는 상기 전계 생성 물체 각각으로부터의 전계의 상이한 주파수에 의해 상기 복수의 전계 생성 물체 각각으로부터 유도된 전류를 구별하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 전계 생성 물체를 포함하며, 상기 각 전계 생성 물체의 구동 회로는 시간-변조(time-modulated)에 기초하여 다른 제 2 전계와 구별가능한 각 제 2 전계를 생성하기 위해 상기 각 전계 생성 물체를 구동하도록 적응되며,상기 전류 감지 회로는 상기 각 전계 생성 물체로부터 전계의 상이한 시간-변조 형태에 의해 상기 복수의 전계 생성 물체 각각으로부터 유도된 전류를 구별하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 활성 태그(active tag)로서,전계 감지 송신 전극과;수신된 신호를 생성하기 위해 제 1 전계와 접속하는 수신 전극과;위상 시프트를 상기 수신된 신호에 인가하는 수단과;제 2 전계를 생성하기 위해 상기 위상 시프트된 신호로 상기 전계 감지 송신 전극을 구동하는 수단을포함하는, 활성 태그.
- 활성 태그 세트로서, 각 태그는 제 6항의 활성 태그에 따르고, 각 태그에 대해 제 2 전계를 생성하기 위해 위상 시프트된 신호로 전계 감지 송신 전극을 구동하는 수단은 각 태그에 대해 구별가능한 식별자(identity)를 제공하는 각 태그에 대한 상이한 시간-변조된 제 2 전계를 생성하는, 활성 태그 세트.
- 활성 태그 세트로서, 각 태그는,전계 감지 송신 전극과;각 태그에 대한 주어진 주파수의 전계를 생성하기 위해 상기 전계 감지 송신 전극을 구동하는 수단을 포함하며,적어도 몇몇 태그 각각에 대한 주어진 주파수는 상이한, 활성 태그 세트.
- 전계 감지 장치(arrangement)용 전류 감지 회로로서,제 1 전계에 의해 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화를 감지하는 수단과;제 2 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 전류에서의 변화를개별적으로 감지하는 수단을포함하는, 전류 감지 회로.
- 제 9항에 있어서, 상기 전류 감지 회로는 상기 2개의 전계의 상이한 각 위상에 의해 상기 제 1 및 제 2 전계에 의해 유도된 각 전류 사이를 구별하도록 적응되는, 전류 감지 회로.
- 제 9항에 있어서, 상기 전류 감지 회로는 상기 2개의 전계의 상이한 각 주파수에 의해 상기 제 1 및 제 2 전계에 의해 유도된 각 전류 사이를 구별하도록 적응되는, 전류 감지 회로.
- 제 11항에 있어서, 복수의 추가 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 각 전류에서의 변화를 개별적으로 감지하는 수단을 더 포함하며; 상기 전류 감지 회로는 상기 추가 전계의 상이한 각 주파수에 의해 상기 각각 유도된 전류를 구별하도록 적응되는, 전류 감지 회로.
- 제 9항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 추가 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 각 전류에서의 변화를 개별적으로 감지하는 수단을 더 포함하며; 상기 전류 감지 회로는 상기 추가 전계의 상이한 각 시간-변조된 형태에 의해 각각 유도된 전류를 구별하도록 적응되는, 전류 감지 회로.
- 물체 감지 방법으로서,제 1 전계 감지 송신 전극을 사용하여 제 1 전계를 생성하는 단계와;상기 제 1 전계에 의해 전계 감지 수신 전극에서 유도된 제 1 전류를 감지하는 단계와;상기 제 1 전계에 의해 유도된 전류에서의 변화를 검출함으로써 제 1 물체를 감지하는 단계로서, 상기 변화는 상기 제 1 전계 감지 송신 전극 및 상기 전계 감지 수신 전극 근처에 위치한 제 1 물체에 의해 야기되는, 제 1 물체를 감지하는 단계와;제 2 물체에 위치한 전계 감지 송신 전극을 사용하여 제 2 전계를 생성하는 단계와;상기 제 2 물체가 상기 전계 감지 수신 전극 근처에 위치해 있을 때, 상기 제 2 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 유도된 제 2 전류를 상기 제 1 전류와 구별하여 감지함으로써 상기 제 2 물체를 감지하는 단계를포함하는, 물체 감지 방법.
- 제 1항에 있어서, 교류 자계를 생성하는 수단을 더 포함하며, 제 2 전계를 생성하기 위해 상기 제 2 전계 감지 송신 전극을 구동하는 상기 수단은,수신된 신호를 생성하기 위해 상기 교류 자계와 접속하는 인덕터와;상기 신호를 상기 제 2 전계 감지 송신 전극으로 전달하는 수단을 포함하며,상기 전류 감지 회로는, 상기 2개의 전계의 상이한 위상에 의해 상기 제 1 전계로부터 유도된 전류를 상기 제 2 전계로부터 유도된 전류와 구별하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 15항에 있어서, 상기 전류 감지 회로는 교류 자계를 생성하기 위한 상기 수단에 의해 생성된 전계에 의해 상기 전계 감지 수신 전극에서 발생된 전류를 실질적으로 필터링하여 제거하도록 적응되는, 물체 감지 시스템.
- 제 16항에 있어서, 상기 필터링 제거는, 교류 자계를 생성하는 상기 수단에 의해 생성된 전계와, 상기 제 2 전계 감지 송신 전극에 의해 생성된 상기 제 2 전계 사이의 위상차를 이용하여 수행되는, 물체 감지 시스템.
- 제 15항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서, 교류 자계를 생성하는 상기 수단에 의해 생성된 임의의 전계를 실질적으로 차단하고, 교류 자계를 생성하는 상기 수단에 의해 생성된 상기 자계를 실질적으로 통과시키기 위해 차폐(shielding)가 제공되는, 물체 감지 시스템.
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