KR20110102937A - 장치 방위에 기반한 방향성 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치 - Google Patents

장치 방위에 기반한 방향성 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치 Download PDF

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모토로라 모빌리티, 인크.
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Abstract

휴대용 전자 장치는 하나 이상의 근접 센서를 갖는다. 본 휴대용 전자 장치는 하우징, 하우징의 방위에 기초하여 소스 신호(들)를 지향시키는 하나 이상의 신호 방출기 및 소스 신호(들)에 대응하는 반송 신호를 수신하는 하나 이상의 신호 수신기를 포함한다. 일 실시예에서, 본 장치는 다수의 신호 방출기 및 하우징의 방위를 식별하는 센서를 포함할 수 있다. 센서에 의해 식별된 하우징의 방위에 기초하여 적절한 신호 방출기가 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 장치는 하우징의 방위에 기초하여 신호 방출기로부터의 소스 신호를 적절한 방향으로 재지향시키는 메커니즘을 포함할 수 있다.

Description

장치 방위에 기반한 방향성 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE HAVING DIRECTIONAL PROXIMITY SENSORS BASED ON DEVICE ORIENTATION}
관련 출원
본원은 래치드 엠, 알라메 등(Rachid M. Alameh, et al.)에 의해 2008년 12월 29일 PORTABLE ELECTRONIC DEVICE HAVING SELF-CALIBRATING PROXIMITY SENSORS라는 명칭으로 출원된 미국 출원 번호 제12/344,760호와 관련된다.
본 발명은 일반적으로 하나 이상의 근접 센서를 갖는 전자 장치의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방향성 기능을 갖는 하나 이상의 근접 센서를 갖는 무선 통신 장치에 관한 것이다.
근접 센서는 어떠한 물리적 접촉 없이도 근접 물체의 존재를 검출할 수 있다. 특히, 근접 센서는 전자기장 또는 정전기장을 방출하여, 그러한 전자기장 또는 정전기장의 변화를 관찰한다. 그렇게 함으로써, 근접 센서는 물체의 존재에 의해 야기된 전자기장 또는 정전기장의 변화에 기초하여 주변 물체의 어떤 위치 변화를 검출한다.
무선 통신 장치는 근접 센서를 이용하여 사용자의 귀에 인접할 때의 그 오디오 및 비디오 출력 구성요소의 사용자 경험과 전력 소모를 관리할 수 있다. 특히, 이러한 장치는 사용자의 고막에 불쾌감을 주지 않도록 장치의 이어피스(earpiece)가 사용자의 귀 근처에 위치할 때 스피커 볼륨을 줄일 수 있다. 다른 예로, 근접 센서는 장치가 사용자의 귀 근처에 위치할 때 전력을 절약하기 위해 장치 디스플레이를 턴 오프할 수 있다. 따라서, 이러한 형태의 무선 통신 장치는 이들 구성요소가 사용자의 귀에 매우 가까이, 즉 인접하여 위치할 때 오디오 및 비디오 출력 구성요소의 동작을 동적으로 조정한다.
도 1은 본 발명이 활용될 수 있는 예시적인 환경 조건의 개괄적인 표현도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예에 이용될 수 있는 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 실시예의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예의 예시적인 동작의 결과를 설명하는 그래픽 표현도이다.
도 6은 본 발명에 따라서 배경 잠음의 영향을 최소화하기 위한 예시적인 회로를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 근접 센서의 예시적인 실시예를 예시하는 도 2의 라인 7-7'를 통과하는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 근접 센서의 다른 예시적인 실시예를 예시하는 부분 단면도이다.
도 9는 도 8의 예시적인 실시예의 제1 위치의 대표도이다.
도 10은 도 8의 예시적인 실시예의 제2 위치의 대표도이다.
자기 교정 기능(self-calibration capabilities)을 갖는 하나 이상의 센서를 구비하는 휴대용 전자 장치가 기술된다. 특히, 장치의 각 근접 센서는 검출 임계치를 수신된 배경 조건의 일부로서 동적으로 유도할 수 있다. 자기 교정 장치의 센서는 장치 주변의 환경 조건에 기초하여 그 자체의 전력 소모를 동적으로 조정하여 전력 소모를 최소화한다. 또한, 자기 교정하는 저전력 장치의 센서는 초고감도로 인해 장치 주변의 넓은 범위의 환경 조건, 즉, 근처에서 뿐 아니라 멀리 떨어져서도 모니터링함으로써 기능성을 최적화할 수 있다. 센서의 초고감도는 주변 잡음 레벨을 검출하거나 또는, 특히, 잡음 레벨 이상의 검출 임계치를 수신된 신호의 일부로 설정함으로써 성취되며, 그럼으로써 미세 외란(miniscule disturbances)의 검출을 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 휴대용 전자 장치의 근접 센서는 다수의 다른 모드에서 동작할 수 있다. 이들 모드는 컨텍스트(context)를 기반으로 하며 범위, 각도, 및 활성 센서와 같은 적용범위 영역은 장치의 다른 센서로부터의 입력에 기초하여 적응적으로 설정되고 조정될 수 있다. 컨텍스트 정보는 각 근접 센서의 범위 및/또는 적용범위를 설정하여 전력 소모를 최소한으로 유지하면서 원하는 기능을 성취하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 장치가 사용자의 머리 근처에 위치하면, 근접 센서의 설정 범위는 최소화될 수 있고 입력 구성요소의 동작과 같은 애플리케이션이 디스에이블되어 전력을 절약할 수 있다. 휴대용 통신 장치가 양손 사용자 모드에서 동작 중이면, 센서는 사용자의 어느 손이 장치의 후면을 지지하고 있는지를 검출하고, 사용자에 대한 장치의 위치를 추정하고, 선택 센서를 디스에이블하고, 선택 센서의 범위를 증가시키는 등을 수행할 수 있다. 휴대용 전자 장치가 테이블과 같은 수평면 상에 위치하면, 근접 센서는 최대 범위에서 동작하고 사용자 존재를 나타낼 수 있는 어떤 외란을 검출하기 위해 모니터하도록 조정될 수 있다. 또한, 근접 센서는 사용자가 장치의 어느 측면으로 가까이 걸어가고 있는지 판단하고, 이에 응답하여 나머지 근접 센서, 즉, 사용자로부터 멀러 떨어져 지향된 그들 센서를 비활성화하는데 사용될 수 있다. 휴대용 전자 장치가 수평면 상에 뒤집혀 있으면, 즉, 근접 사용자가 사용자 인터페이스를 볼 수 없으면, 그 표면에 대해 상향으로 지향된 근접 센서는 활성일 수 있고 나머지 센서는 디스에이블될 수 있다.
본 발명의 일 양태는 장치의 방위에 기초하여 적절한 신호 방출기가 선택될 수 있는 다수의 신호 방출기를 포함하는 휴대용 전자 장치이다. 휴대용 전자 장치는 하우징, 하우징에 의해 지지되는 하나 이상의 센서, 하우징에 의해 지지되는 제1 및 제2 신호 방출기, 하우징에 의해 지지되는 하나 이상의 신호 수신기, 및 하우징에 의해 지지되는 프로세서를 포함한다. 센서(들)는 하우징의 방위를 식별한다. 제1 신호 방출기는 제1 소스 신호를 제1 방향으로 지향시키고, 제2 신호 방출기는 제2 소스 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 지향시킨다. 신호 수신기(들)는 각기 제1 및 제2 소스 신호에 대응하는 제1 및 제2 반송 신호를 수신한다. 프로세서는 센서(들)에 의해 식별된 하우징의 방위에 기초하여 제1 및 제2 신호 방출기 중 어느 것을 활성화할지 판단한다.
본 발명의 다른 양태는 하우징의 방위에 기초하여 신호 방출기로부터의 소스 신호를 적절한 방향으로 재지향시키는 메커니즘을 포함한다. 휴대용 전자 장치는 하우징, 하우징에 의해 지지되는 신호 방출기, 반사기, 및 하우징에 의해 지지되는 신호 수신기를 포함한다. 신호 방출기는 소스 신호를 방출한다. 반사기는 신호 방출기로부터의 소스 신호를 제1 방향으로 지향시키는 신호 방출기에 대한 제1 위치와 신호 방출기로부터의 소스 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 지향시키는 신호 방출기에 대한 제2 위치를 갖는다. 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신한다.
본 발명의 또 다른 양태는 장치의 방위에 기초하여 적절한 신호 수신기가 선택될 수 있는 다수의 신호 수신기를 포함한다. 휴대용 전자 장치는 하우징, 하우징에 의해 지지되는 하나 이상의 센서, 하우징에 의해 지지되는 하나 이상의 신호 방출기, 하우징에 의해 지지되는 제1 및 제2 신호 수신기, 및 하우징에 의해 지지되는 프로세서를 포함한다. 센서(들)는 하우징의 방위를 식별한다. 신호 방출기(들)는 소스 신호를 방출한다. 제1 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신하고, 제2 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신한다. 프로세서는 센서(들)에 의해 식별된 하우징의 방위에 기초하여 제1 및 제2 신호 수신기 중 어느 것을 활성화할지 판단한다.
본 발명의 또 다른 양태는 하우징의 방위에 기초하여 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신하기에 적합한 방향을 판단하여, 반송 신호가 신호 수신기로 재지향될 수 있도록 하는 메커니즘을 포함한다. 휴대용 전자 장치는 하우징, 하우징에 의해 지지되는 신호 방출기, 하우징에 의해 지지되는 신호 수신기, 및 반사기를 포함한다. 신호 방출기는 소스 신호를 방출하고, 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신한다. 반사기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신하여 반송 신호를 신호 수신기로 재지향시키는 신호 수신기에 대한 제1 위치를 갖는다. 반사기는 또한 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신하여 반송 신호를 신호 수신기로 재지향시키는 신호 수신기에 대한 제2 위치를 갖는다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 활용될 수 있는 예시적인 환경 조건의 개괄적인 표현도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 휴대용 전자 장치(101)는 사용자에 의해 휴대될 수 있거나, 또는 도 1에 도시된 바와 같이 사용자로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 예를 들면, 휴대용 전자 장치(101)는 수평면(103)과 같은 다른 물체 상에 위치할 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 그 장치가 사용자에 의해 휴대되거나 또는 사용자로부터 떨어져 위치할 때 근접 센서를 이용하여 환경(105) 조건을 검출할 수 있고, 그 장치는 특히 고정적일 때 유용하다. 휴대용 전자 장치(101)의 근접 센서는 특히 물체가 그 장치에 대한 위치를 변경할 때, 주변 물체의 존재를 검출할 수 있다. 예를 들면, 근접 센서는 환경(105) 내에서 장치(101)에 근접하여 위치하는 사람(107, 109)의 아주 경미한 이동을 검출할 수 있다. 어떤 사람(107)은 장치(101) 근처에 있을 수 있는 반면, 다른 사람은 장치에서 멀리 떨어져 있을 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 사시도가 예시되어 있다. 본 실시예는 하나 이상의 근접 센서 및 본 발명에 따른 근접 센서(들)의 자기 교정 기능을 수행하는 역량을 갖는 어떠한 형태의 휴대용 전자 장치(201)라도 될 수 있다. 휴대용 전자 장치(201)의 예는 셀룰러 기반의 이동 전화기, WLAN 기반의 이동 전화기, 노트북 또는 랩톱 컴퓨팅 장치, 개인 휴대 정보 단말기, 개인용 내비게이션 장치, 터치 스크린 입력 장치, 펜 기반의 입력 장치, 및 휴대용 비디오 및/또는 오디오 플레이어 등을 포함하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
일 실시예의 경우, 휴대용 전자 장치(201)는 터치 스크린 기능을 포함할 수 있는 가시(visible) 디스플레이(205)를 포함하는 전면(203)을 포함하는 하우징을 갖는다. 다른 실시예에서, 휴대용 전자 장치(201)는 디스플레이(205)와 관련되는 다수의 입력 키를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 휴대용 전자 장치(201)는 전면(203)에 오디오 출력 및 입력용 개구부(207, 209)를 포함할 수 있다. 휴대용 전자 장치(201)는 각종 상이한 디스플레이 및 인터페이스 조합을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
전면(203) 외에, 휴대용 전자 장치(201)의 하우징은 상면(211), 저면(213), 측면(215, 217), 및 후면(219)을 또한 포함할 수 있다. 휴대용 전자 장치(201)의 하우징의 상면(211), 저면(213), 측면(215, 217)은 전면 및 후면(203 및 219)과 관련된 어떤 특정한 형상 또는 구성을 가질 필요는 없다.
하우징의 전면(203), 상면(211), 저면(213), 측면(215, 217), 및 후면(219)은 하나 이상의 근접 센서를 지지할 수 있다. 일부 근접 센서는 하우징의 표면에 노출될 수 있지만, 어떤 형태의 근접 센서는 하우징의 표면 뒤에 숨겨진 채 작용할 수 있음이 인식된다. 휴대용 전자 장치(201)가 둘 이상의 근접 센서를 포함하면, 이러한 근접 센서들은 환경(105) 조건의 검출 적용범위를 가장 넓게 극대화하기 위해 하우징의 여러 표면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서들은 한 센서가 제1 방향으로 지향되고 다른 센서가 제1 방향에 실질적으로 대향하는 제2 방향으로 지향될 수 있도록 대향면에 배치될 수 있다. 근접 센서들은 또한 하우징의 동일한 영역 또는 하우징에 의해 지지되는 동일한 기판에 공동 배치되지만, 상이한 방향으로 지향될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에 사용될 수 있는 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도가 도시되어 있다. 본 예시적인 실시예는 하나 이상의 무선 송수신기(301), 프로세서(303), 메모리(305), 하나 이상의 출력 구성요소(307), 및 하나 이상의 입력 구성요소(309)를 포함한다. 각 실시예는 하나 이상의 출력 구성요소(307) 및 하나 이상의 입력 구성요소(309)를 포함하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 각 무선 송수신기(301)는, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, 셀룰러 송수신기(311)로 나타낸 바와 같이, 아날로그 통신(AMPS 이용), 디지털 통신(CDMA, TDMA, GSM, iDEN, GPRS, 또는 EDGE 이용), 및 차세대 통신(UMTS, WCDMA, LTE 또는 IEEE 802.16 이용) 및 이들의 변형예와 같은 통신용 무선 기술을 이용할 수 있다. 각 무선 송수신기(301)는 또한, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, 홈RF(HomeRF), 블루투스 및 IEEE 802.11(a, b, g 또는 n)과 같은 피어-투-피어 또는 애드혹 통신과 같은 통신용 무선 기술; 및 WLAN 송수신기(313)로 나타낸 바와 같이 적외선 기술과 같은 다른 형태의 무선 통신을 이용할 수 있다. 또한, 각 송수신기(301)는 수신기, 송신기 또는 이들 둘 다일 수 있다.
프로세서(303)는 하나 이상의 입력 구성요소(309) 및 하나 이상의 센서(315)로부터 수신된 정보에 기초하여 명령을 생성할 수 있다. 프로세서(303)는 수신된 정보를 단독으로 또는 메모리(305)에 저장된 정보와 같은 다른 데이터와 조합하여 처리할 수 있다. 따라서, 내부 구성요소(300)의 메모리(305)는 프로세서(303)에 의해 데이터를 저장 및 검색하는데 사용될 수 있다. 메모리(305)에 의해 저장될 수 있는 데이터는 오퍼레이팅 시스템, 애플리케이션, 및 데이터를 포함하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 각 오퍼레이팅 시스템은 내부 구성요소(300)의 구성요소들 간의 상호 작용, 각 송수신기(301) 및/또는 장치 인터페이스(아래 참조)를 통한 외부 장치와의 통신, 및 메모리(305)로 및 그 메모리로부터 애플리케이션 및 데이터의 저장 및 검색과 같은 휴대용 전자 장치의 기본적인 기능을 제어하는 실행가능한 코드를 포함한다. 각 애플리케이션은 오퍼레이팅 시스템을 이용하여 휴대용 전자 장치에 더 특정한 기능을 제공하는 실행가능한 코드를 포함한다. 데이터는 오퍼레이팅 시스템 또는 애플리케이션에 의해 휴대용 전자 장치의 기능을 실행하기 위해 참조되고/되거나 조작될 수 있는 비실행가능 코드 또는 정보이다. 예를 들어, 프로세서(303)는 메모리(305)에서 정보를 검색하여 센서(315)의 감도를 교정할 수 있다.
내부 구성요소(300)의 입력 구성요소(309)는 광 센서(예컨대, 카메라)와 같은 비디오 입력 구성요소, 마이크로폰과 같은 오디오 입력 구성요소, 및 버튼 또는 키 선택 센서, 터치 패드 센서, 터치 스크린 센서, 용량성 센서, 움직임 센서, 및 스위치와 같은 기계적 입력 구성요소를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 내부 구성요소(300)의 출력 구성요소(307)는 각종 비디오, 오디오 및/또는 기계적 출력을 포함할 수 있다. 예를 들면, 출력 구성요소(307)는 음극선관, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 백열등, 형광등, 전면 또는 후면 투사 디스플레이, 및 발광 다이오드 표시기와 같은 비디오 출력 구성요소를 포함할 수 있다. 출력 구성요소(307)의 다른 예는 스피커, 알람 및/또는 부저와 같은 오디오 출력 구성요소, 및/또는 진동 또는 움직임 기반 메커니즘과 같은 기계적 출력 구성요소를 포함한다.
센서(315)는 입력 구성요소(309)와 유사하지만, 본 발명에서 이들의 중요성 때문에 특별히 도 3에서 별도로 나타낸다. 본 발명에 따른 휴대용 전자 장치(100)는 근접 물체의 존재를 검출하는 적어도 하나의 근접 센서(315)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 예시된 바와 같이, 센서(315)는, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, 용량성 센서, 자기 센서, 유도성 센서, 광학/광전 센서, 레이저 센서, 음향/음파 센서, 레이더 기반 센서, 도플러 기반 센서, 온도 센서, 및 방사 기반의 근접 센서와 같은 하나 이상의 근접 센서(317)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 근접 센서(317)는 적외선(IR) 광 빔을 전송한 다음, 반송된 반사 신호의 특성으로부터 어떤 근접 물체까지의 거리를 계산하는 적외선 근접 센서일 수 있다. 반송된 신호는 IR 광 다이오드를 이용하여 검출되어 변조된 IR 신호, 및/또는 삼각측량에 응답하는, 반사된 발광 다이오드(LED)의 광이 검출될 수 있다. 센서(315)는 또한 하나 이상의 다른 센서(319)를 포함할 수 있다. 이들 다른 센서(319)의 예는 가속도계, 터치 센서, 표면/하우징 용량성 센서, 오디오 센서, 및 비디오 센서(이를 테면 카메라)를 포함하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 가속도계는 휴대용 전자 장치(201)의 전자 회로에 내장되어 수직 방위, 일정한 경사 및/또는 장치가 정지 상태인지를 보여줄 수 있다. 터치 센서는 장치가 측면(215, 217)에서 터치되는지를 나타내는데 사용되어, 특정한 방위 또는 이동이 사용자에 의해 의도된 것인지를 나타낼 수 있다.
내부 구성요소(300)는 기능 추가 또는 개선을 위해 보조 구성요소 또는 부속품과의 직접적인 연결을 제공해 주는 장치 인터페이스(321)를 더 포함할 수 있다. 이 외에도, 내부 구성요소(300)는 바람직하게 전력을 다른 내부 구성요소에 제공하기 위해 휴대용 배터리와 같은 전원(323)을 포함하여 휴대용 전자 장치(101)의 휴대성을 가능하게 한다.
도 3은 단지 예시 목적만을 위한 것이고 본 발명에 따른 휴대용 전자 장치의 구성요소를 예시하기 위해 제공된 것으로, 휴대용 전자 장치에 필요한 여러 구성요소의 개략적인 도면을 완벽하게 할 의도는 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 휴대용 전자 장치는 도 3에 도시되지 않은 여러 다른 구성요소를 포함하거나, 또는 둘 이상의 구성요소의 조합 또는 특정 구성요소의 둘 이상의 개별 구성요소로의 분할을 포함할 수 있으며, 이는 여전히 본 발명의 범주 내에 있을 수 있다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 제1 동작(400)을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 이러한 제1 동작(400)에서, 휴대용 전자 장치(101)는 하나 이상의 근접 센서가 활성화되기 전마다 배경 측정치를 얻는다. 단계(401)에서, 휴대용 전자 장치(101)의 하나 이상의 근접 센서(317)가 배경 측정치를 얻는다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 배경 측정치는 검출 임계치에 대한 각 크기 측정 이전에 취해질 수 있다. 배경 측정치는 근접 센서(들)(317)에 의해 신호가 전송되지 않을 때의 수신 신호의 측정치이다. 다른 실시예의 경우, 배경 통계치가 누적되어 크기 측정치에 적합한 임계치를 결정하는데 사용될 수 있다. 누적된 통계치는 평균, 표준 편차, 최대 신호 레벨, 또는 최소 신호 레벨 중 적어도 하나를 포함한다. 그래서 임계치는 환경이 변화함에 따라 적응적으로 변할 수 있고, 따라서 배경 측정치에 반영된다. 크기 측정치가 임계치를 초과하는 동안 무작위 잡음 스파이크가 발생하면, 프로세서(303) 또는 근접 센서(317)는 크기 측정치가 손상되었는지 판단하기 위해 다른 센서(319)로부터 추가 정보를 얻을 수 있다.
단계(401)에서 배경 측정치를 얻은 후, 단계(403)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치가 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치에 대한 조정을 정당화할지 판단할 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치가 얻어질 때마다 검출 임계치를 갱신할 수 있지만, 검출 임계치의 조정은 배경 측정치의 변경을 표시할 때에만 필요할 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 또한 배경 측정치가 기설정된 잡음 임계치를 초과하는 것으로 식별하여 검출 임계치를 조정할 것을 결정할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 휴대용 전자 장치(101)는 검출 임계치를 불필요하게 또는 부적절하게 조정하는 것을 방지하기 위해 근접 물체로부터의 이동을 무작위 잡음 스파이크 또는 손상 측정치와 구분할 수 있다.
조정이 정당화되면, 단계(405)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치에 기초하여 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치를 조정할 수 있다. 검출 임계치는 근접 센서(들)(317) 외에 다른 센서(319)에 의해 검출될 수 있는 환경 조건에 대한 근접 센서(317)의 감도와 연관된다. 또한, 다수의 근접 센서(317)에 동일한 검출 임계치가 이용되거나, 또는 상이한 근접 센서에 별도의 검출 임계치가 이용될 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 근접 센서(들)(317)에 의한 배경 측정치와 관련하여 근접 센서와 다른 센서(319)로부터의 정보에 기초하여 적절한 검출 임계치를 결정할 수 있다. 근접 센서(들)(317)와 다른 센서(319)의 예는 터치 센서, 광 센서 또는 가속도계를 포함하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 휴대용 전자 장치(101)는 또한 근접 센서(들)(317)에 의한 배경 측정치와 함께 날짜 정보, 시간 정보, 또는 이들 둘 다에 기초하여 적절한 검출 임계치를 결정할 수 있다.
휴대용 전자 장치(101)는 기설정된 부분, 백분율, 비율에 기초하여 검출 임계치를 조정하거나, 또는 배경 측정치에 기초하여 다른 계산을 조정할 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 또한, 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 하루 중 시간, 사용 습관, 환경, 수신기 출력이 장시간 동안 변경되지 않았음을 보여주는 사용중 상태, 사용자가 잠자는 것으로 예상되는 하루 중 예측 시간 등과 같은, 다른 센서(319)로부터 수신되는 정보에 기초하여 훨씬 더 나은 검출 결과를 위해 검출 임계치를 낮게 동적으로 조정할 수 있다.
근접 센서(들)(317)의 검출 임계치가 조정되는지 여부와 상관없이, 단계(407)에서 제1 동작(400)은 근접 센서의 조정된 검출 임계치에 기초하여 근접 센서에 의해 소스 신호를 방출하고, 단계(409)에서 근접 센서에 의해 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신함으로써 계속된다. 단계(411)에서 휴대용 전자 장치(101)는 반송 신호에 기초하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 장치(101)는 근접한 사람의 주목을 끌기 위해 오디오, 시각적 및/또는 기계적 표시기와 같은 출력 구성요소(307)를 활성화할 수 있다. 다른 예로서, 장치(101)는 근접한 물체의 이동이 검출되면 하나 이상의 기능을 활성화하거나 활성 상태를 유지하거나, 또는 그렇지 않고 이동이 검출되지 않으면 에너지 절약을 위해 기능을 비활성화한다. 그 후, 단계(401)에서 휴대용 전자 장치(101)는 다른 배경 측정치를 획득하거나 또는 단계(413)에서 기설정된 시간을 대기한 다음 다른 배경 측정치를 획득할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 제2 동작(420)을 나타내는 다른 흐름도가 도시되고 있다. 이러한 제2 동작(420)에서, 휴대용 전자 장치(101)는 하나 이상의 근접 센서가 활성화될 때와 상관없이 배경 측정치를 획득한다. 단계(421)에서 각 근접 센서(317)는 소스 신호를 방출하고, 단계(423)에서 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신할 수 있다. 단계(425)에서 기설정된 시간 후에, 장치(101)는 계속해서 반복적으로 소스 신호를 방출하고 반송 신호를 수신할 수 있다. 전술한 제1 동작(400)과 유사하게, 휴대용 전자 장치(101)는 단계(423) 이후에 반송 신호에 기초하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다.
개별적으로, 휴대용 전자 장치(101)는 주기적으로 근접 센서에 의해 배경 측정치를 획득할 수 있다. 단계(427)에서 배경 측정치를 획득한 후에, 단계(429)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치가 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치에 대한 조정을 정당화하였는지 판단할 수 있다. 단계(429)에서 조정이 정당화되면, 단계(431)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치에 기초하여 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치를 조정할 수 있다. 이러한 제2 동작(420)에서, 방출/수신 프로세스는 검출 임계치 조정 프로세스 링크(435)를 가질 것이므로, 조정된 검출 임계치는 단계(421)에서 소스 신호가 방출된 다음에 이용될 수 있다. 마지막으로, 검출 임계치 조정 프로세스는 단계(433)에서 시간 지연을 가진 다음에 단계(427)에서 다음 배경 측정치를 획득할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 제3 동작(440)을 나타내는 또 다른 흐름도가 도시되어 있다. 이러한 제3 동작(440)에서, 휴대용 전자 장치(101)는 하나 이상의 근접 센서가 활성화되는 기설정된 횟수 이후에, 또는 환경 조건의 변화를 검출하는 것에 응답하여 배경 측정치를 획득한다.
단계(441)에서 배경 측정치를 획득한 후에, 단계(443)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치가 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치에 대한 조정을 정당화하였는지 판단할 수 있다. 조정이 정당화되면, 단계(445)에서 휴대용 전자 장치(101)는 배경 측정치에 기초하여 하나 이상의 근접 센서(317)의 검출 임계치를 조정할 수 있다. 근접 센서(들)(317)의 검출 임계치가 조정되는지 여부와 상관없이, 단계(447)에서 제3 동작(440)은 근접 센서의 조정된 검출 임계치에 기초하여 근접 센서에 의해 소스 신호를 방출하고, 단계(449)에서 근접 센서에 의해 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신함으로써 계속된다. 전술한 제1 및 제2 동작(400, 420)과 유사하게, 단계(449) 이후에 휴대용 전자 장치(101)는 반송 신호에 기초하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다.
그 후, 단계(451)에서 휴대용 전자 장치(101)는 다른 배경 측정치가 획득되어야 하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치(101)가 특정 개수의 소스 신호가 방출되고 특정 개수의 반송 신호가 수신된 후에 배경 측정치를 획득할 수 있도록,장치는 카운터를 포함할 수 있다. 다른 예로, 장치(101)는 근접 센서(들)(317) 외의 다른 센서(319)가 장치에 대한 환경 조건의 변화를 나타내는 정보를 제공하는 경우에만 배경 측정을 개시한다. 제3 동작(440)은 배경 체크를 원하면 단계(441)에서 계속되고, 제3 동작은 배경 체크를 필요로 하지 않으면 단계(447)에서 계속된다. 또한, 휴대용 전자 장치(101)는 단계(453) 또는 단계(455)에서 기설정된 시간을 대기한 다음 다른 배경 측정치를 획득하거나 다른 소스 신호를 방출할 수 있다.
예시적인 동작은 다음과 같은 가능한 시나리오로 나타낼 수 있다. 사용자는 테이블 위에 휴대용 전자 장치(101)를 놓고, 사용자는 그 휴대용 전자 장치를 그곳에 둔 채 그곳을 벗어날 수 있다. 사용자(107)가 장치(101)에 접근할 때, 장치는 저전력 모드에서 사용자 존재 및 사용자가 어느 측면으로 접근하는지를 검출한다. 저전력 모드는, 예를 들어, 펄스 간의 지속시간 확장, 고 피크 전송과 같은 고감도, 및/또는 광폭 신호, 예컨대, LED, 펄스에 의해 성취될 수 있다. 휴대용 전자 장치(101)는 수평면(103) 상에서 고정 상태임을 검출하고 그 방위를 검출한다. 방위와 관련하여, 가속도계는 예를 들어 변화를 검출할 수 없고 장치가 뒤집혀 있는지 또는 똑바로 있는지를 나타낼 수 있으며, 터치 센서는 그 접촉이나 접촉 없음을 검출할 수 있다. 그 다음 장치(101)는 근접 센서에서의 버스트를 최대 전력 또는 기설정된 고 전력 레벨에서 개시한다. 장치(101)가 두 개보다 많은 근접 센서를 포함하면, 장치의 방위에 기초하여 활성화 또는 활성 상태를 유지할 근접 센서들이 선택된다. 이러한 시나리오에 대해 장치(101)가 사용자로부터 멀리 떨어져 있다고 예상되기 때문에, 최대 또는 고 레벨의 전력 버스트가 인에이블될 수 있다. 버스팅은 바로, 즉, 장치(101)를 놓자마자 또는 특정 시간 지연 후에 개시되어 근접 센서의 수신기가 정지/배경 반송을 측정하기 시작하는 기회를 증가시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 예시적인 동작(500)의 결과를 예시하는 그래픽 표현도가 도시되어 있다. 이 그래픽 표현도의 수평축(501)은 초 단위의 시간을 나타내고, 이 그래픽 표현도의 수직축(503)은 볼트 단위의 출력을 나타낸다. 이와 같은 동작(500)에서, 휴대용 전자 장치(101)의 동작은 컨텍스트(context)를 기반으로 하고, 이 경우 장치는 수평면(103) 상에 배치된다. 또한, 이러한 동작(500)의 경우, 휴대용 전자 장치(101)는 제1 측면(215)에서 제1 근접 센서(505) 및 제1 측면에 대향하는 제2 측면(217)에서 제2 근접 센서(507)와 같이, 대향 측면에서 근접 센서(317)를 포함한다. 도 5에서, 제1 측면(215)의 제1 근접 센서(505)는 "우측 RX"로 식별되고, 제2 측면(217)의 제2 근접 센서(507)는 "좌측 RX"로 식별된다.
프로세서(303)는 두 근접 센서(505, 507)의 수신기 출력을 판독하고, 계속해서 판독치를 주기적으로 취한다. 그 다음 프로세서(303)는 각 출력마다, 유사한, 또는 사전 규정된 범위 내에 있는 값을 관찰한다. 이러한 판독치들은 회로 바이어스, 배경 간섭/조명, 및/또는 사용자의 존재에 대응한다. 본 동작(500)에서 "1"이라는 판독치는 거의 일정하며 사용자(또는 그 외 누구든)가 휴대용 전자 장치(101)에서 멀어지는 상황을 나타내야 할 것이다. 그 다음 프로세서(303)는 사용자 검출 임계치를 "1"이라는 백분율로 설정하고, 즉, 자체적으로 자기 교정한다. 프로세서(303)는 또한 사용자가 장치(101)에 의해 검출되는 측면을 검출한다. 예를 들어, 검출된 측면을 판단하면 사용자가 가까이 올 때 사용자 방향으로 오디오를 향하게 하거나 이미지를 회전시키는데 사용될 수 있다. 이것은 두 근접 센서(505, 507)의 수신기 출력을 고찰함으로써 행해진다.
프로세서(303)는 다수의 근접 센서에 대해 동일한 검출 임계치를 이용하거나 또는 여러 근접 센서에 대해 개별의 검출 임계치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 제1 근접 센서(505)의 우측 검출 임계치는 1.00볼트+델타일 수 있다. 따라서, 델타가, 예를 들어, 1/10 또는 10%로 미리 기설정되면, 우측 검출 임계치는 1.1볼트의 출력으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 제2 근접 센서(507)의 좌측 검출 임계치는 1.20볼트+델타일 수 있다. 따라서, 델타가 다시 1/10 또는 10%로 기설정되면, 좌측 검출 임계치는 1.32볼트의 출력으로 설정될 수 있다.
도 5에 나타낸 실시예의 경우, 프로세서(303)는 처음 3초의 동작 동안, 제1 근접 센서(505)에서 1.00볼트의 전압 판독치(509) 및 제2 근접 센서(507)에서 1.20볼트의 전압 판독치(511)를 측정한다. 이들 제1 및 제2 전압 판독치(509, 511)의 특성이 불변이라는 것은 장치(101) 주변의 환경(105)에서 물체에 의한 이동이 근접 센서(505, 507)에 의해 검출되지 않음을 나타낸다. 예를 들어, 사용자(107)는 처음 3초 동안 휴대용 전자 장치(101)에서 멀리 떨어져 있을 수 있다.
다음 2초, 즉, 4초 및 5초의 동작 동안, 제1 근접 센서(505)의 전압 판독치(513, 515)는 1.30볼트로 증가하여 안정 상태가 됨으로써, 제1 근접 센서가 그 2초 시간 동안 상당히 이동하였다고 검출함을 나타낸다. 그 동일한 시간 동안, 제2 근접 센서(507)의 전압 판독치(517)는 1.22볼트로 약간 상승한 다음 제2 근접 센서의 다른 전압 판독치(519)는 1.21볼트로 훨씬 더 조금 감소하게 된다. 제2 근접 센서(507)에서의 약간의 검출은 자체적으로 고려해 볼 때 센서에 근접하는 물체, 즉, 사용자의 어떤 형태의 검출을 반드시 나타내는 것은 아닐 것이다. 그러나, 이와 같은 제2 근접 센서(507)의 약간의 검출은 제1 근접 센서(505)의 검출과 함께 고려될 때 이들 두 판독치는 두 근접 센서에 의해 이동이 검출됨을 나타내고, 여기서 장치(101)에 대한 검출된 물체의 위치는 센서가 백분율이 더 크게 변한다고 검출함에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자(107)는 2초 동안 휴대용 전자 장치(101)의 우측면(217)을 지나 걸어갈 수 있고, 이것은 우측면(217)의 근접 센서에 의해 검출될 수 있다. 사용자(107)의 우측면(217)을 지나는 이동은 또한 작은 교란을 일으킬 수 있으며, 이것은 좌측면(215)의 근접 센서에 의해 검출될 수 있다.
다음 2초, 즉, 6초 및 7초의 동작 동안, 제1 근접 센서(505)의 전압 판독치(521, 523)는 이전 전압 레벨, 즉, 1.00 볼트로 다시 감소하여 안정 상태가 됨으로써, 제1 근접 센서가 그 2초 시간 동안 이동을 더 이상 검출하지 않음을 나타낸다. 그 동일한 시간 동안, 제2 근접 센서(507)의 전압 판독치(525, 527)는 2.00 볼트로 상당히 증가하여 안정 상태가 된다. 제2 근접 센서(507)에 의한 신호 검출의 상당한 증가는 더 큰 에너지 움직임 또는 휴대용 전자 장치(101)의 제2 측면(217)에서 다수의 물체에 의한 움직임을 나타낸다. 또한, 두 근접 센서(505, 507)에 의해 변화가 검출된 이전의 시간과 대조적으로, 제2 근접 센서에 의한 검출 및 제1 근접 센서에 의한 검출 없음은 모든 검출 움직임이 장치(101)의 제2 측면(217)에 있음을 나타낸다. 예를 들어, 사용자(107)는 2초 동안 휴대용 전자 장치(101)의 좌측면(215)을 지나 더 걸을 수 있다.
마지막 2초, 즉, 8초 및 9초의 동작 동안, 제1 근접 센서(505)의 전압 판독치는 변경되지 않고 유지되며 제2 근접 센서(507)의 전압 판독치(529 및 531)는 이전의 초기 전압 레벨, 즉, 1.2 볼트로 다시 감소하여 안정 상태를 유지한다. 따라서, 두 근접 센서(505, 507)의 수신기 출력은 근접 센서가 그 2초 시간 동안 이동을 더 이상 검출하지 않음을 나타낸다. 예를 들어, 사용자(107)는 휴대용 전자 장치(101)에서 멀리 떨어져 더 이동했을 수 있다. 배경이 방과 같은 새로운 레벨로 변경되거나 또는 환경이 광원에 의해 조명되면, 센서는 비교적 일정하게 유지되는 광이 갑자기 증가하는 것을 나타내야 하고, 이것은 환경의 변화가 사용자의 존재와 달리 배경에 기인한 것임을 나타낸다.
배경 측정치는 검출 임계치에 대한 매 크기 측정 전에 취해질 수 있다. 배경 측정치는 신호가 전송되지 않을 때의 수신된 신호의 측정치이다. 배경 측정치는 잡음 측정치를 제공한다. 배경 통계치(예를 들어, 평균, 표준 편차, 최대치, 최소치 등)가 누적되어 크기 측정에 적합한 임계치를 결정하는데 사용된다. 그래서 임계치는 환경이 변함에 따라 적응적으로 변할 수 있으며 배경 측정치에 반영된다. 크기 측정치가 임계치를 초과하는 동안 무작위 잡음 스파이크가 발생하면, 예를 들어, 사전 규정된 펄스 스트림 또는 코드를 찾을 수 있는 코딩은 크기 측정치가 손상되는지를 알기 위해 부가 정보를 제공할 것이다.
도 6을 참조하면, 코딩 회로(600)는 배경 잡음의 영향을 최소화하도록 구현될 수 있다. 회로(600)에 의한 코딩은 수신기가 코딩 펄스의 타이밍을 알고 있는 다중 코딩 펄스를 전송하고, 특정 신호가 적절한 시간에 반송 또는 수신된 신호(601)에 존재하는지 여부를 체크함으로써 수행된다. 예를 들어, 근접 센서는 네 개의 코딩 펄스를 전송할 수 있고, 코딩 회로는 반송 신호의 코딩 펄스의 타이밍에 기초하여 이들 네 개의 코딩 펄스에 대응하는 반송 신호(601)의 유효성을 판단할 수 있다. 수신된 신호(601)의 펄스가 적절히 수신되면, 크기 측정치(603)는 유효한 것으로 고려되고; 그렇지 않으면 크기 측정치는 손상될 수 있다. 예를 들어, 광학 근접 센서는 다른 장치로부터의 광 플래시와 같은 환경에서의 외부 광원에 의해 손상될 수 있다. 크기 측정치(603)가 유효하면, 그 크기 측정치는 전술한 바와 같이 검출 임계치를 결정하는데 이용될 수 있다. 근접 센서의 검출 임계치는 후술하는 바와 같이 반송 신호가 기설정된 기준을 충족하거나 초과한다는 판단에 응답하여 크기 측정치에 기초하여 조정될 수 있다.
크기 측정치(603)는 코딩 펄스가 전송된 후 바로 취해진다. 샘플 및 홀드 회로(605)는 펄스 중 하나가 전송될 때 수신된 신호의 크기를 샘플링하는데 사용된다. 예를 들어, 샘플 및 홀드 회로로 피크 검출기가 이용될 수 있다. 샘플 및 홀드 회로(605)의 출력은 아날로그-디지털("A-to-D") 변환기(607)에 입력될 수 있다. 샘플 및 홀드 회로(605)는 도 6에 도시된 바와 같이 A-to-D 변환기(607)와 별개일 수 있거나, 또는 이 회로는 A-to-D 변환기에 통합될 수 있다. 샘플 및 홀드 회로(605)는 A-to-D 변환기(607)의 타이밍 요건을 줄여주는데 사용될 수 있다. 전송된 코딩 펄스의 폭은 샘플 및 홀드 회로(605)가 펄스가 전송된 타이밍을 인식하기 때문에 최소화될 수 있고, 이것은 결과적으로 송신기와 같이 상당량의 전류를 소모하는 구성요소의 전류 드레인을 줄여준다.
코딩 회로(600)는 또한 신호 유효성(609) 뿐만 아니라 크기 측정치(603)를 체크할 수 있다. 코딩 회로(600)는 다중 펄스의 타이밍에 기초하여 반송 신호가 기설정된 기준을 충족하거나 초과하는지 판단한다. 예를 들면, 도 6에 예시된 바와 같이, 신호 유효성(609)은 크기 측정치(603)와 동시에 체크될 수 있으며, 이들 두 가지 체크는 수신된 신호(601)에 기반할 수 있다. 코딩 펄스를 수신하기 위하여, 수신된 신호(601)는 비교기(611)에 입력되고, 마이크로프로세서(613)의 GPIO 라인에 입력되는 디지털 신호로 변환될 수 있다. 그 다음 마이크로프로세서(613)는 적절한 시간에 GPIO 라인을 판독하여 코딩 펄스가 존재하는지 판단한다. (예를 들어, A-to-D 변환기(607) 대신에) 코딩 펄스를 식별하기 위해 비교기(611)를 이용하면 완전한 측정을 수행할 때 속도를 극대화하여, 전류 드레인을 줄여준다. 마이크로프로세서(613)는 선택사양으로 성능을 더욱 극대화하고 전류 드레인을 극소화하기 위해 저 수신 신호 레벨에서의 코드 이용을 방지할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 코딩 회로(600)는 두 가지 기능을 수행한다. 한 기능에서, 다중 전송 코딩 펄스가 샘플 및 홀드 회로(605)를 통해 단일 광폭 펄스로서 함께 연결되어 수신 신호 세기, 즉, 크기 측정치(603)를 측정하는데 사용된다. 결과적인 광폭 펄스 진폭은 신호 세기에 따라 변경되어 휴대용 전자 장치로부터의 사용자 거리를 평가하는데 사용된다. 다른 기능에서, 다중 펄스는 그 출력이 디지털 신호인 비교기(611)에 인가된다. 디지털 신호는 마이크로프로세서(613)가 무작위 잡음 에지 대신에 설정된 간격 내에서 다중 펄스를 계수(count)하기 때문에 그 디지털 신호가 유효 신호임을 나타내는 다중 디지털 펄스를 보일 수 있다. 따라서, 오류(falsing)가 최소화되며, 동시에 처리 및 검출 속도가 개선되고 전력 드레인이 최소화된다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 근접 센서의 예시적인 실시예(700)를 예시하는 휴대용 전자 장치(201)의 단면도가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 휴대용 전자 장치(201)는 한 쌍의 신호 방출기(703, 705) 및 하나 이상의 신호 수신기(707)를 지지하는 하우징(701)을 포함한다. 예를 들어, 휴대용 전자 장치(201)의 하우징(701)은 제1 신호 방출기(703), 제2 신호 방출기(705) 및 신호 수신기(707)를 지지할 수 있다. 대안으로, 하우징(701)은 한 쌍보다 많은 신호 방출기 및/또는 하나보다 많은 신호 수신기를 지지할 수 있다. 예를 들면, 휴대용 전자 장치(201)의 하우징(701)은 제1 신호 방출기(703), 제2 신호 방출기(705), 제3 신호 방출기(709), 제4 신호 방출기(711), 제1 신호 수신기(707) 및 제2 신호 수신기(713)를 지지할 수 있다.
센서(319)와 같은 휴대용 전자 장치(201)의 센서는 하우징의 방위를 식별한다. 센서의 상태는 장치(201)의 전력 소모를 최소화하기 위해 근접 센서에 전력을 부여하거나 부여하지 않는다. 다음으로 제한되는 것은 아니지만 가속도계와 같이 가속도 및/또는 중력을 검출할 수 있는 어떠한 형태의 센서라도 하우징 방위를 식별하는데 사용될 수 있다. 휴대용 전자 장치(201)의 프로세서(303)는 센서에 의해 식별되는 하우징의 방위에 기초하여 제1 및 제2 신호 방출기 중 어느 것을 활성화할지 판단한다.
전술한 바와 같이, 휴대용 전자 장치(201)는 제1 신호 방출기(703), 제2 신호 방출기(705), 및 하나 이상의 신호 수신기(707)를 포함한다. 제1 신호 방출기(703)는 제1 소스 신호를 제1 방향으로 향하게 하고, 제2 신호 방출기(705)는 제2 소스 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 향하게 한다. 신호 수신기 또는 수신기들(707)은 각기 제1 및 제2 소스 신호에 대응하는 제1 및 제2 반송 신호를 수신한다.
전술한 바와 같이, 하우징(701)은 전면(203), 제1 측면(215), 제2 측면(217), 및 후면(219)을 포함한다. 하우징은 전면(203)으로 나타낸 제1 면, 및 제1 면과 실질적으로 대향하는 후면(219)으로 나타낸 제2 면을 포함한다. 센서(319)와 같은 휴대용 전자 장치(201)의 센서는 하우징의 방위를 식별한다. 방위는 하우징(701)의 제1 면이 상향으로 지향되고 하우징의 제2 면이 하향으로 지향되는 제1 방위를 포함한다. 방위는 또한 후면(219)으로 나타낸 하우징(701)의 제2 면이 상향으로 지향되고, 전면(203)으로 나타낸 하우징의 제1 면이 하향으로 지향되는 제2 방위를 포함한다. 하우징(701)의 제1 면은 디스플레이(205)로 나타낸 사용자 인터페이스를 포함하고, 하우징의 제2 면에는 어떠한 사용자 인터페이스도 전혀 없다. 하우징(701)은 제1 측면(215)으로 나타낸 제3 면 및 제2 측면(217)으로 나타낸 제3 면과 실질적으로 대향하는 제4 면을 포함하고, 여기서 제3 및 제4 면은 제1 및 제2 면에 실질적으로 직교한다.
휴대용 전자 장치(201)의 하우징(701)은 다수의 신호 방출기 쌍들 및/또는 다수의 신호 수신기를 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 방출기(703), 제2 신호 방출기(705) 및 신호 수신기(707)는 하우징(701)의 제3 면, 즉, 표면(215)에 근접 배치될 수 있다. 이 외에도, 제3 신호 방출기(709), 제4 신호 방출기(711), 및 제2 신호 수신기(713)는 하우징(701)의 제4 면, 즉, 표면(217)에 근접 배치될 수 있고, 여기서 제4 면은 제3 면과 실질적으로 대향한다. 유사하게, 하우징(701)의 방위는 제1 및 제2 방위를 포함한다. 제1 방위의 경우, 제1 및 제3 신호 방출기(703, 709)는 상향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되고, 제2 및 제4 신호 방출기(705, 711)는 하향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향된다. 제2 방위의 경우, 제2 및 제4 신호 방출기는 상향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되고, 제1 및 제3 신호 방출기는 하향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 신호 방출기(703)는 하우징(701) 외부의 좌측 상단 영역으로 지향되고, 제2 신호 방출기(705)는 하우징 외부의 좌측 하단 영역으로 지향되고, 제3 신호 방출기(709)는 하우징 외부의 우측 상단 영역으로 지향되고, 제4 신호 방출기(711)는 하우징 외부의 우측 하단 영역으로 지향된다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 경우, 휴대용 전자 장치(201)의 하우징(701)은 다수의 신호 방출기에 부가하거나 그 대신에 다수의 신호 수신기를 지지할 수 있고, 여기서 장치의 방위에 기초하여 적절한 신호 수신기가 선택될 수 있다. 예를 들면, 하우징은 신호 방출기(703, 705, 709 및/또는 711)에 대해 도 7에 도시된 위치에서 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 신호 수신기를 지지할 수 있다. 제1 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신할 수 있고, 제2 신호 수신기는 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신할 수 있다. 프로세서(303)는 센서(들)에 의해 식별되는 하우징의 방위에 기초하여 제1 및 제2 신호 수신기 중 어느 것을 활성화할지 판단할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 근접 센서의 다른 예시적인 실시예(800)가 도시되어 있으며, 여기서 하우징(701)의 방위에 기초하여 신호 방출기(801)로부터의 소스 신호를 적절한 방향으로 재지향되게 하는 메커니즘이 사용된다. 메커니즘은 신호 방출기(801)에 인접 배치된 구획(803), 및 그 구획에 의해 지지되는 반사기(805)를 포함한다. 반사기(805)는 반사기에 가해지는 중력에 기초하여, 후술하는 도 9 및 10에 예시된 구획(803)의 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 수 있다. 중력은 하우징의 방위가 변경됨에 따라 변한다. 중력 구동 메커니즘은 장치가 상향 센서를 노출하지만 하향 센서를 가리는 표면 상에 배치될 수 있기 때문에 상향 지향된 방출기를 활성 상태로 유지하고 하향 지향된 방출기를 디스에이블하는데 사용된다. 중력 구동 메커니즘은 또한 단일 신호 방출기가 다수의 방향으로 지향되게 하고, 그럼으로써 각 근접 센서가 원하는 적용범위 영역에 필요한 다수의 신호 방출기 및 이들과 연관된 비용을 최소화할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 가속도계는 상향 지향된 송신기 및/또는 수신기를 인에이블하고 상향 지향되지 않은 다른 송신기 및/또는 수신기를 디스에이블하는데 사용될 수 있다.
전술한 실시예와 유사하게, 하우징(701)의 제1 면은 디스플레이(205)로 나타낸 사용자 인터페이스를 포함할 수 있고, 하우징의 제2 면에는 어떠한 사용자 인터페이스도 없다. 하우징(701)은 다수의 신호 방출기 쌍들 및/또는 다수의 신호 수신기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예의 경우, 구획(803)은 중공 보어(hollow bore)를 포함할 수 있고, 반사기(805)는 구획 내 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 때 중공 보어 내에서 미끄러져 이동할 수 있다. 구획(803)은 종축(807)을 따라 길게 연장될 수 있으며, 이 종축은 하우징(701)의 면(203, 219)으로 나타낸 제1 및 제2 면에 실질적으로 직교한다. 반사기(805)는 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 때 종축(807)을 따라 이동할 수 있다. 신호 방출기(801)로부터의 소스 신호(809)는 하우징(701)의 방위에 기초하여 반사기(805)에 의해 재지향될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예의 경우, 휴대용 전자 장치(201)의 하우징(701)은 반송 신호가 신호 수신기로 재지향될 수 있도록 하우징의 방위에 기초하여 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신하기에 적합한 방향을 결정하는 구성요소를 지지할 수 있다. 예를 들면, 하우징(701)은 신호 방출기(801)를 위해 도 8에 도시된 위치에서 신호 수신기를 지지할 수 있다. 하우징(701)은 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신하고 반송 신호를 신호 수신기로 재지향하는 신호 수신기에 대한 제1 위치를 갖는 신호 수신기에 인접하는 반사기(805)를 지지할 수 있다. 반사기는 또한 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신하고 반송 신호를 신호 수신기로 재지향하는 신호 수신기에 대한 제2 위치를 가질 수 있다. 신호 방출기 또는 신호 수신기에 대한 반사기의 여러 위치뿐만 아니라, 소스 신호 및 반송 신호의 방향 변경에 대해서는 도 9 및 도 10에 대한 이하의 설명에서 예시된다.
도 9를 참조하면, 도 8의 예시적인 실시예의 제1 위치(900)의 대표도가 도시되어 있다. 이러한 제1 위치(900)의 경우, 신호 방출기(901)는 소스 신호(903)를 반사기(905)로 지향시킨다. 도 9에 도시된 실시예에서, 반사기(905)는 형상이 삼각형이며 제1 반사면(907) 및 제2 반사면(909)을 포함한다. 반사기(905)는 구획(803) 내에서 신호 방출기(901)로부터의 소스 신호(903)를 제1 방향(911)으로 지향시키는 제1 위치(900)를 가질 수 있다. 제2 반사면(909)은 기울어져 있고 소스 신호(903)를 제2 반사면의 각도로 지향되어 반사시킬 수 있다.
휴대용 전자 장치(201)는 중력의 영향을 받아 반사기(905)가 중력 방향(913)으로 이동하게 할 수 있다. 가장 일반적인 중력은 대체로 휴대용 전자 장치(201)에 대하여 하향으로 지향된다. 도 9에 도시된 실시예의 경우, 중력은 반사기(905) 위에 있고, 따라서 "하향" 중력은 도 9에서 실제로 상향이다. 하우징(701)의 제2 면이 상향으로 지향되고 하우징의 제1 면이 하향으로 지향될 때, 반사기는 중력 방향(913)으로 제1 위치(900)로 이동한다. 소스 신호(903)는 반사기(905)가 제1 위치(900)로 이동하는 것에 응답하여 제2 반사면(909)에서 반사한다.
도 10을 참조하면, 도 8의 예시적인 실시예의 제2 위치(1000)의 대표도가 도시되어 있다. 이러한 제2 위치(1000)의 경우, 신호 방출기(901)는 소스 신호(903)를 반사기(905)로 지향시킨다. 반사기(905)는 구획(803) 내에서 신호 방출기(901)로부터의 소스 신호(903)를 제2 방향(1011)으로 지향시키는 제2 위치(1000)를 가질 수 있다. 제1 반사면(907)은 기울어져 있고 제1 반사면의 각도로 지향되어 소스 신호(903)를 반사할 수 있다.
휴대용 전자 장치(201)는 중력의 영향을 받아 반사기(905)가 중력 방향(1013)으로 이동하게 할 수 있다. 도 9 및 도 10은 중력으로 구동되는 두 가지 가능한 반사기 위치를 도시한다. 휴대용 전자 장치의 방위와 관계없이, 신호 방출기(들)는 반사기가 중력으로 인해 하향으로 미끄러져 이동하기 때문에 반사기의 표면(907)과 같은 적절한 표면에서 반사시켜 항상 상향을 가리킨다. 휴대용 전자 장치의 방위가 변경되면, 즉, 장치가 뒤집혀 있으면, 신호 방출기(들)는 표면(909)과 같은 다른 표면에서 반사시켜 다시 상향을 가리킨다. 반사기(905)가 제2 위치(1000)로 이동할 때의 중력은 반사기가 제1 위치(900)로 이동할 때의 방향(913)과 다른데 그 이유는 중력은 하우징(701)의 방위가 변경됨에 따라 변하기 때문이다. 도 10에 도시된 실시예의 경우, 중력은 반사기(905) 아래에 있으므로, 하향 중력은 도 10에서 하향이다. 하우징(701)의 제1 면이 상향으로 지향되고 하우징의 제2 면이 하향으로 지향될 때, 반사기는 중력 방향(1013)으로 제2 위치(1000)로 이동한다. 소스 신호(903)는 반사기(905)가 제2 위치(1000)로 이동하는 것에 응답하여 제1 반사면(907)에서 반사된다. 구획 내에서 제2 위치는 신호 방출기로부터의 소스 신호를 제1 방향과 다른 제2 방향으로 지향시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 당업자에게는 첨부의 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어나지 않고 많은 변형, 변경, 변동, 대체 및 등가물이 만들어질 것이다.

Claims (21)

  1. 하나 이상의 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 하우징의 방위(orientation)를 식별하는 적어도 하나의 센서;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 제1 소스 신호를 제1 방향으로 지향시키는 제1 신호 방출기;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 제2 소스 신호를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 지향시키는 제2 신호 방출기;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 각기 상기 제1 및 제2 소스 신호에 대응하는 제1 및 제2 반송(return) 신호를 수신하는 적어도 하나의 신호 수신기; 및
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 적어도 하나의 센서에 의해 식별된 상기 하우징의 방위에 기초하여 상기 제1 신호 방출기 및 제2 신호 방출기 중 어느 것을 활성화할지 판단하는 프로세서
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는 가속도계, 터치 센서, 오디오 센서, 또는 가시(visible) 센서 중 적어도 하나를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 제1 면, 및 상기 제1 면에 실질적으로 대향하는 제2 면을 포함하는 휴대용 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 방위는,
    상기 하우징의 상기 제1 면이 상향으로 지향되고, 상기 하우징의 상기 제2 면이 하향으로 지향되는 제1 방위; 및
    상기 하우징의 상기 제2 면이 상향으로 지향되고, 상기 하우징의 상기 제1 면이 하향으로 지향되는 제2 방위
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 하우징의 상기 제1 면은 사용자 인터페이스를 포함하고 상기 하우징의 상기 제2 면에는 어떠한 사용자 인터페이스도 없는 휴대용 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은 제3 면, 및 상기 제3 면과 실질적으로 대향하는 제4 면을 포함하고, 상기 제3 및 제4 면은 상기 제1 및 제2 면에 실질적으로 직교하고;
    상기 제1 신호 방출기, 상기 제2 신호 방출기 및 상기 적어도 하나의 신호 수신기는 상기 하우징의 상기 제3 면에 근접 배치되며;
    제3 신호 방출기, 제4 신호 방출기 및 적어도 하나의 다른 신호 수신기가 상기 하우징의 상기 제4 면에 근접 배치되는 휴대용 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방위는,
    상기 제1 및 제3 신호 방출기는 상향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되고, 상기 제2 및 제4 신호 방출기는 하향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되는 제1 방위; 및
    상기 제2 및 제4 신호 방출기는 상향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되고, 상기 제1 및 제3 신호 방출기는 하향으로 지향되지만 다른 방향들로 지향되는 제2 방위
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  8. 하나 이상의 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 소스 신호를 방출하는 신호 방출기;
    상기 신호 방출기로부터의 상기 소스 신호를 제1 방향으로 지향시키는 상기 신호 방출기에 대한 제1 위치와, 상기 신호 방출기로부터의 상기 소스 신호를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 지향시키는 상기 신호 방출기에 대한 제2 위치를 갖는 반사기; 및
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 소스 신호에 대응하는 반송(return) 신호를 수신하는 신호 수신기
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반사기는 상기 반사기에 가해지는 중력에 기초하여 구획(compartment) 내 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 이동하는 휴대용 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중력은 상기 하우징의 방위가 변경됨에 따라 변하는 휴대용 전자 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구획은 중공(hollow) 또는 액체로 채워진 보어(liquid filled bore)를 포함하고;
    상기 반사기는 상기 구획 내 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 때 상기 보어 내에서 미끄러져 이동하는 휴대용 전자 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 하우징은 제1 면, 및 상기 제1 면에 실질적으로 대향하는 제2 면을 포함하는 휴대용 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구획은 종축을 따라 길게 연장되며, 상기 종축은 상기 하우징의 상기 제1 및 제2 면에 실질적으로 직교하는 휴대용 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 반사기는 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 때 상기 종축을 따라 이동하는 휴대용 전자 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 반사기가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 하우징의 상기 제2 면은 상향으로 지향되고 상기 하우징의 상기 제1 면은 하향으로 지향되며;
    상기 반사기가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 하우징의 상기 제1 면은 상향으로 지향되고 상기 하우징의 상기 제2 면은 하향으로 지향되는 휴대용 전자 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 하우징의 상기 제1 면은 사용자 인터페이스를 포함하고 상기 하우징의 상기 제2 면에는 어떠한 사용자 인터페이스도 없는 휴대용 전자 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 하우징은 제3 면, 및 상기 제3 면에 실질적으로 대향하는 제4 면을 포함하고, 상기 제3 및 제4 면은 상기 제1 및 제2 면에 실질적으로 직교하고;
    상기 신호 방출기, 상기 구획, 상기 반사기 및 상기 신호 수신기는 상기 하우징의 상기 제3 면에 근접 배치되며;
    제2 신호 방출기, 제2 구획, 제2 반사기 및 제2 신호 수신기는 상기 하우징의 상기 제4 면에 근접 배치되는 휴대용 전자 장치.
  18. 제8항에 있어서, 상기 신호 방출기에 인접 배치된 구획을 더 포함하고, 상기 반사기는 상기 제1 및 제2 위치 둘 다에서 상기 구획에 의해 지지되는 휴대용 전자 장치.
  19. 하나 이상의 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 하우징의 방위를 식별하는 적어도 하나의 센서;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 소스 신호를 방출하는 적어도 하나의 신호 방출기;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신하는 제1 신호 수신기;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 소스 신호에 대응하는 상기 반송 신호를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신하는 제2 신호 수신기; 및
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 적어도 하나의 센서에 의해 식별된 상기 하우징의 방위에 기초하여 상기 제1 신호 수신기 및 제2 신호 수신기 중 어느 것을 활성화할지 판단하는 프로세서
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  20. 하나 이상의 근접 센서를 갖는 휴대용 전자 장치로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 소스 신호를 방출하는 신호 방출기;
    상기 하우징에 의해 지지되며, 상기 소스 신호에 대응하는 반송 신호를 수신하는 신호 수신기; 및
    상기 소스 신호에 대응하는 상기 반송 신호를 제1 방향으로부터 수신하고 상기 반송 신호를 상기 신호 수신기로 재지향시키는 상기 신호 수신기에 대한 제1 위치와, 상기 소스 신호에 대응하는 상기 반송 신호를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로부터 수신하고 상기 반송 신호를 상기 신호 수신기로 재지향시키는 상기 신호 수신기에 대한 제2 위치를 갖는 반사기
    를 포함하는 휴대용 전자 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 신호 수신기에 인접하여 배치된 구획을 더 포함하고, 상기 반사기는 상기 제1 및 제2 위치 둘 다에서 상기 구획에 의해 지지되는 휴대용 전자 장치.

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