KR20130022941A

KR20130022941A - 휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기

Info

Publication number: KR20130022941A
Application number: KR1020110085993A
Authority: KR
Inventors: 이상열
Original assignee: 에이치디시스템주식회사; 이상열
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-03-07
Also published as: KR101255831B1

Abstract

본 발명은 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장된 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 간단한 구조를 통해 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 대해 근접한 인체 등의 물체를 감지할 수 있도록 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 휴대 단말기의 근접물체 감지장치는, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장되어 구비된 전극부; 상기 전극부에 근접한 물체에 의한 상기 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 전송되는 상기 정전용량 변화신호에 근거하여, 상기 전극부에 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하고, 상기 전극부에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제2모드로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기{Nearing object detecting apparatus for mobile terminal and mobile terminal having the same}

본 발명은 휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장된 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 간단한 구조를 통해 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 대해 근접한 인체 등의 물체를 감지할 수 있도록 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기에 관한 것이다.

휴대 단말기는, 예를 들어, 휴대폰, PDA, 스마트폰 등과 같이, 터치스크린, 터치키패드, 각종 입력 버튼 등의 사용자 인터페이스가 구비되어 통화 기능을 갖는 단말기를 의미한다.

상기 휴대 단말기는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, RF처리부와 IF처리부가 구비된 무선처리부(1), 보코더용 DSP코어(DSP CORE for Vocoder)와 코덱(CODEC) 등이 구비된 음성처리부(2), 전원공급부(3), 메모리부(4), 구동드라이버와 디스플레이가 구비된 화면처리부(5), 범용 인터페이스와 키보드 등이 구비된 키보드처리부(6), 근접센서부(7) 및 상기 구성요소를 제어하는 제어부(8)를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 근접센서부(7)는 근접한 물체를 센싱하여 디스플레이수단의 밝기를 제어하거나 입력수단의 입력을 제어하기 위해 구성된다.

종래의 근접센서부는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기의 전면에 구비된 수화스피커(20)의 일측에 설치된 근접센서(10)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 종래의 휴대 단말기에 설치된 근접센서(10)는 발광부(12)와 수광부(14)로 구성되며, 예를 들어, 상기 발광부(12)는 적외선(IR)을 방사하고, 상기 수광부(14)는 상기 발광부(12)에서 방사되어 근접한 물체에서 반사된 적외선(IR)을 수광하도록 쌍으로 구성된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 발광부(12)와 수광부(14)의 쌍으로 구성된 근접센서(10)는, 발광부(12)와 수광부(14) 중 어느 하나라도 고장이 발생하면, 근접 센싱이 불가능하다는 문제점이 있었다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(12)와 수광부(14)가 서로 이웃하여 위치하여야만 동작이 가능함에 따라 상기 근접센서(10)의 설치 위치가 휴대 단말기의 전면에 구비된 수화스피커(20)의 일측으로 제한되고, 이에 따라 물체를 감지하지 못하는 사각(死角)영역을 발생한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 복수의 발광부(12)와 수광부(14)를 배열하여 상술한 사각(死角)영역을 해소할 수도 있지만, 이 경우에는 복수의 발광부(12)와 수광부(14)를 설치함에 따른 제조비용이 상승하고, 휴대 단말기 설계시의 공간 활용성이 저하된다는 문제점이 있다.

한편, 상기 수광부는 사용 상태에서 디스플레이수단의 밝기를 제어하기 위한 조도를 센싱하는 조도센서의 기능을 겸하도록 구성될 수도 있는데, 양 기능의 중복 구성에 따라 어두운 곳에서 밝은 곳으로 바로 나갔을 때 화면이 거의 안보이는 등 오작동의 우려도 있었다.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장된 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 간단한 구조를 통해 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 대해 근접한 인체 등의 물체를 감지할 수 있도록 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 휴대 단말기의 근접물체 감지장치는, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장되어 구비된 전극부; 상기 전극부에 근접한 물체에 의한 상기 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 전송되는 상기 정전용량 변화신호에 근거하여, 상기 전극부에 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하고, 상기 전극부에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제2모드로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 사용자 인터페이스는 휴대 단말기에 구비된 디스플레이수단이며, 상기 제1모드는 상기 디스플레이수단을 OFF상태로 설정하는 모드이고, 제2모드는 상기 디스플레이수단을 ON상태로 설정하는 모드일 수 있다.

바람직하게, 상기 사용자 인터페이스는 휴대 단말기에 구비된 입력수단이며, 상기 제1모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금상태로 설정하는 모드이고, 제2모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금해제로 설정하는 모드일 수 있다.

바람직하게, 상기 전극부는 스트립 형태의 금속판 및 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전극부는 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 레이어층 및 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 정전센싱용 전극 레이어층으로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전극부는 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 및 상기 그라운드에 대향되어 상기 휴대 단말기의 전면 유리기판의 내측면에 박막코팅된 정전센싱용 전극 박막층으로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 정전센싱용 전극 박막층은 상기 휴대 단말기의 전면 유리기판의 내측면에 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 징크옥사이드(ZnO, Zinc Oxide), 인듐징크옥사이드(Indium Zinc Oxide) 중 어느 하나가 코팅되어 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 감지부는 상기 전극부에 연결된 PLL모듈을 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 전극부의 정전용량의 변화에 따라 상기 PLL모듈로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 디지털 전압신호로 변환하는 ADC모듈 및 상기 ADC모듈로부터 출력되는 디지털 전압신호와 기설정된 기준 전압신호를 비교하여 근접한 물체가 있는 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하는 연산처리모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 휴대 단말기의 근접물체 감지장치가 구비된 휴대 단말기가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장된 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 간단한 구조를 통해 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측 모든 영역에 대해 근접한 인체 등의 물체를 감지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 단일전극이 매설된 센서바디와 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드를 전극부로 활용하는 구성과 같이, 기존의 휴대 단말기의 구조를 그대로 유지하면서 적용이 가능하다는 이점이 있다.

또한, 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 레이어층과 상기 그라운드 레이어층에 대향되어 상기 휴대 단말기의 전면 유리기판의 내측면에 박막코팅된 정전센싱용 전극 박막층을 전극부로 활용하는 구성과 같이, 간단한 추가 구성을 통해 인체 등의 물체를 감지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 레이어층 및 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 정전센싱용 전극 레이어층을 전극부로 활용하는 구성과 같이, 인쇄 회로 기판의 간단한 구조 변경을 통해 인체 등의 물체를 감지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 별도의 정전용량 감지식 근접센서가 구비되므로, 조도센서의 오작동을 방지하게 되는 이점도 있다.

도 1은 종래의 휴대 단말기의 일예의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 2a은 종래의 휴대 단말기의 일예를 도시한 사시도.
도 2b는 도 2a에 구비된 근접센서의 개략적인 구성을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치가 적용된 휴대 단말기를 도시한 사시도.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도.
도 4b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도.
도 4c는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 센서바디를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치의 PLL모듈의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치가 구비된 휴대 단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 휴대 단말기의 근접물체 감지장치가 구비된 휴대 단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기는, 무선처리부, 음성처리부, 전원공급부, 메모리부, 화면처리부, 키보드처리부 및 상기 구성요소를 제어하는 제어부를 포함한 통상의 휴대 단말기이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기는, 상기 화면처리부, 키보드처리부와 같이 사용자와의 인터페이스를 위한 디스플레이 또는 터치스크린, 터치패드, 메뉴버튼, 취소버튼, 홈버튼, 음량버튼, 종료버튼 등과 같이 휴대 단말기의 각종 사용자 입출력 기능을 위한 사용자 인터페이스를 구비한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기는, 휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장된 전극부의 정전용량 변화를 감지하고, 이러한 정전용량의 변화에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하는 센서부를 구비한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기는, 상기 감지부로부터 전송되는 상기 정전용량 변화신호에 근거하여, 상기 전극에 물체(인체 포함)가 근접한 것으로 판단한 경우에 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하고, 상기 전극에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제2모드로 설정하는 제어부를 구비하며, 이러한 제어부는 휴대 단말기에 구비된 메인 제어부와 별도로 구비될 수 있지만 상기 메인 제어부가 상술한 기능을 수행하도록 할 수도 있다.

본 실시예의 사용자 인터페이스는 종래의 휴대폰, 스마트폰 등의 휴대 단말기에 구비된 각종 사용자 인터페이스를 임의 선택하여 적용가능하며, 이러한 사용자 인터페이스는 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 하고, 본 실시예의 특징부인 센서부(이하, '근접물체 감지장치'로 통칭함), 이와 관련된 제어부의 기능 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.

본 실시예의 근접물체 감지장치는, 적어도 사용자 인터페이스를 통해 입력된 제어명령을 수행하기 위한 제어부를 포함하여 구성된 휴대 단말기에 구비될 수 있다.

본 실시예의 근접물체 감지장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 센서바디(100), 전극부(200), 감지부(300)를 포함하여 구성되며, 상기 구성요소의 제어 및 상기 사용자 인터페이스(500)의 제어를 위해 제어부(400)가 기능한다.

상기 센서바디(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 직사각형의 스트립형상으로 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(A)의 수화스피커(20) 근방에 위치하여 외표면에 근접하도록 내장설치되며, 휴대 단말기(A)의 좌우측으로 길게 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 센서바디(100)는 휴대 단말기의 전면에 구비된 디스플레이수단을 구성하는 유리기판의 내부면에 밀착되도록 내장되어 설치될 수 있다.

상기 센서바디(100)는, 고무 등과 같은 연성재질로 구성되는 것이 바람직하지만, 설치 위치에 따라 쉽게 휘어지지 않는 경성재질로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 전극부(200)는, 도 4a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 센서바디(100)의 내부에 매설된 스트립 형태의 금속판(202a)과 휴대 단말기(A)에 구비된 인쇄 회로 기판(PCB)의 적어도 일측면에 구비된 그라운드(204)로 구성될 수 있다.

한편, 상기 스트립 형태의 금속판(202a)은 상기 센서바디에 매설되지 않고 독립된 형태로 상기 휴대 단말기(A)의 내부에 고정되도록 설치될 수도 있다.

이때, 상기 그라운드(204)는 상기 센서바디(100)의 내부에 매설된 스트립 형태의 금속판(202a)에 대향되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 스트립 형태의 금속판(202a)이 휴대 단말기(A)의 좌우측으로 길게 연장된 스트립 형태로 이뤄짐에 따라, 도 4a에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(A)의 전면 좌측부 또는 우측부로 근접한 물체를 모두 폭넓게 감지할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기 전극부(200)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 휴대 단말기(A)에 구비된 인쇄 회로 기판(PCB)의 그라운드(204) 및 상기 그라운드(204)에 대향되어 상기 휴대 단말기(A)의 전면 유리기판(g)의 내측면에 박막코팅된 정전센싱용 전극 박막층(202b)으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 유리기판은 휴대 단말기(A)의 전면에 구비된 터치패널 또는 디스플레이패널 등의 디스플레이수단을 구성하는 유리재질의 평평한 기판(g)으로 구성될 수 있고, 상기 정전센싱용 전극 박막층(202b)은 상기 기판(g)의 내측면(구체적으로, 상기 디스플레이수단의 상단측 부분)에 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 징크옥사이드(ZnO, Zinc Oxide), 인듐징크옥사이드(Indium Zinc Oxide) 중 어느 하나가 박막코팅되어 전극으로 기능할 수 있는 전극층(202b)이 될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 상술한 산화인듐주석, 징크옥사이드, 인듐징크옥사이드와 같은 박막 코팅층으로 전극층을 구성함에 따라 휴대 단말기(A)와 같은 소형의 휴대용 전자기기 내에 상기 전극부(200)를 소형크기로 구현할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 산화인듐주석(ITO)을 코팅하여 구성되는 투명전극은 투명한 전기적 도체로 주로 태양광 제작에 쓰이는 재료로서, 이를 전극으로(정전용량을 감지하는 판으로 사용가능) 사용 시 반도체 공정 중에 한 번만 추가시키면 전극 제작이 용이하고, 무게도 경량으로 제작할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 전극부(200)는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 휴대 단말기(A)에 구비된 인쇄 회로 기판(PCB)이 다층 인쇄 회로 기판(Multi-Layer PCB)인 경우에, 상기 인쇄 회로 기판을 구성하는 그라운드 레이어층(204)과 나머지 레이어층 중 어느 하나의 레이어층을 정전센싱용 전극 레이어층(202c)으로 구성할 수 있다.

예를 들어, 6층으로 이뤄진 다층 인쇄 회로 기판 중 2번째 레이어층이 그라운드 레이어층(204), 3번째 레이어층이 정전센싱용 전극 레이어층(202c)으로 구성될 수 있으며, 상기 정전센싱용 전극 레이어층(202c)과 그라운드 레이어층(204)의 위치와 순서는 임의로 설계변경하여 적용가능함은 물론이다.

상기 감지부(300)는 상기 전극부(200)로 근접한 물체에 의한 상기 전극부(200)의 정전용량 변화를 감지한다.

상기 감지부(300)는, 상기 전극부(200)의 스트립 형태의 금속판(202a), 정전센싱용 전극 박막층(202b), 또는, 정전센싱용 전극 레이어층(202c)에 전기적으로 연결된 PLL(310, Phase Locked Loop)모듈을 포함하여 구성된다.

상기 PLL모듈(310)은, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 일단이 RF발진기(310a)에 연결되는 가변용량 다이오드(310b), 위상고정루프IC(310c), 위상고정루프IC(310c)와 가변용량 다이오드(310b)를 연결하는 주파수 조정용 신호선(310d), 검출용 커패시터(310e)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가변용량 다이오드(310b)는 인가되는 전압에 따라 정전용량이 변하는 성질을 가지며, 일단은 주파수 조정용 신호선(310d)에 연결되고 타단은 접지된다.

따라서, 상기 RF발진기(310a)의 발진주파수를 능동적으로 조정하거나 변경할 필요가 있는 경우에, 상기 가변용량 다이오드(310b)에 인가되는 주파수조정용 전압을 변경하면 된다.

RF발진기(310a)와 위상고정루프IC(310c)는 가변용량 다이오드(310b)에 대하여 병렬로 연결된다.

위상고정루프IC(310c)는 검출용 커패시터(310e)를 통해 RF발진기(310a)의 발진주파수를 지속적으로 체크하는 한편, 상기 주파수 조정용 신호선(310d)을 통해 상기 가변용량 다이오드(310b)에 주파수조정용 전압을 공급하여 RF발진기(310a)의 발진주파수를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

상기 주파수 조정용 신호선(310d)에는 공급되는 전원을 DC전원으로 변환하는 루프필터(310f)가 설치될 수 있다.

본 실시예의 휴대 단말기(A)의 근접물체 감지장치는, 위상고정루프IC(310c)를 이용하여 RF발진기(310a)의 발진주파수를 일정하게 유지시키는 점에 특징이 있다.

휴대 단말기(A)를 사용 또는 휴대하는 중에 상기 전극부(200)의 정전용량 변화를 발생시킬 수 있는 물체가 근접하게 되면, 상기 전극부(200)의 정전용량이 변하게 되어 상기 RF발진기(310a)의 발진주파수가 변하게 되는데, 이때, 위상고정루프IC(310c)에서 가변용량 다이오드(310b)에 인가하는 주파수조정용 전압을 적절히 변화시킴으로써 발진주파수를 일정하게 유지시킨다.

즉, 주파수조정용 전압이 설정된 기준값을 유지한다는 것은 정전용량의 변화를 발생시킬 수 있는 근접물체가 없어 RF발진기(310a)의 발진주파수가 기준상태를 유지하고 있다는 것을 의미하는 것이고, 주파수조정용 전압이 설정된 기준값을 벗어난다는 것은 정전용량의 변화를 발생시킬 수 있는 근접물체가 있어 RF발진기(310a)의 발진주파수가 기준상태를 유지하지 못한다는 것을 의미하는 것이며, 이와 같은 주파수조정용 전압의 변동여부를 기준으로 물체의 근접여부를 감지하고자 하는 것이다.

이와 같은 주파수조정용 전압의 변동여부는 위상고정루프IC(310c) 또는 루프필터(310f)에 연결되는 전압감지선(310g)을 통해 주파수조정용 전압의 변화를 통해 감지될 수 있다.

한편, 위상고정루프IC(310c)에는 RF발진기(310a)의 기준주파수와 이를 유지하기 위해 출력하는 주파수조정용 전압의 기준값이 설정된다.

또한, 휴대 단말기(A)를 사용 또는 휴대하는 중에 정전용량의 변화를 발생시킬 수 있는 물체가 근접하게 됨에 따라 달라지는 RF발진기(310a)의 발진주파수를 기준주파수로 복원시키기 위해서는 어느 정도의 주파수조정용 전압을 인가해야 하는지를 판단할 수 있는 소프트웨어를 탑재하거나 해당 알고리즘을 구현하는 하드웨어가 구비된다.

상기 제어부(400)는 상기 감지부(300)로부터 전송되는 상기 정전용량 변화신호에 근거하여 상기 전극부(200)에 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 사용자 인터페이스(500)를 제1모드로 설정하고, 상기 전극부(200)에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스(500)를 제2모드로 설정하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 사용자 인터페이스(500)는 휴대 단말기(A)에 구비되어 휴대 단말기(A)의 각종 상태 정보를 그래픽적으로 표시하는 디스플레이수단이 될 수 있으며, 상기 제1모드는 상기 디스플레이수단을 OFF상태로 설정하는 모드로 설정되고, 제2모드는 상기 디스플레이수단을 ON상태로 설정하는 모드로 설정될 수 있다.

이에 따르면, 사용자가 휴대 단말기를 이용하여 상대방과 통화를 함에 따라 상기 디스플레이수단을 사용하지 않는 경우에, 상기 전극부(200)에 사용자의 안면이 근접하게 되어 상기 전극부(200)의 정전용량이 변하게 되고, 이에 따라 상기 제어부(400)가 상기 디스플레이수단을 OFF상태로 설정하여 휴대 단말기의 배터리소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 예를 들어, 상기 사용자 인터페이스(500)는 휴대 단말기(A)에 구비된 터치스크린(502), 푸쉬버튼(504) 등과 같은 각종 입력수단이 될 수 있으며, 상기 제1모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금상태로 설정하는 모드로 설정되고, 제2모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금해제로 설정하는 모드로 설정될 수 있다.

이에 따르면, 사용자가 휴대 단말기를 이용하여 상대방과 통화를 하는 경우에, 상기 전극부(200)에 사용자의 안면이 근접하게 되어 상기 전극부(200)의 정전용량이 변하게 되고, 이에 따라 상기 제어부(400)가 상기 터치스크린(502), 푸쉬버튼(504) 등과 같은 각종 입력수단을 통화중 잠금상태로 설정하여 사용자의 안면 접촉이나 부주의한 손가락 움직임에 의한 상기 입력수단의 오작동을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

상기 제어부(400)는 ADC(Analog to Digital Converter)모듈(310)과 연산처리모듈(420)을 포함하여 구성된다.

상기 ADC모듈(410)은, 휴대 단말기(A)를 사용 또는 휴대 중에 상기 전극부(200)에 근접한 물체에 의한 상기 전극부(200)의 정전용량 변화에 따라 상기 PLL모듈(310)로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 디지털 전압신호로 변환하며, 바람직하게는 증폭기능까지 구비한다.

상기 연산처리모듈(420)은, 상기 ADC모듈(410)과 연결되며, 상기 ADC모듈(410)로부터 출력되는 디지털 전압신호를 전송받아 기설정된 기준신호를 비교하여 물체의 근접 여부를 판단하고, 상기 판단결과 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스(500)를 제1모드로 설정하고, 상기 전극부(200)에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스(500)를 제2모드로 설정하는 제어를 한다.

예를 들어, 상기 연산처리모듈(420)은 상기 ADC모듈(410)로부터 출력되는 디지털 전압신호와 기설정된 기준신호를 비교하여 물체의 근접 여부를 판단하되, 상기 판단결과 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 디스플레이수단을 OFF상태로 설정하거나 각종 입력수단을 통화중 잠금상태로 설정하고, 상기 근접한 물체가 멀어짐에 따라 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 때에 상기 디스플레이수단을 ON상태로 설정하거나 각종 입력수단을 통화중 잠금해제로 설정하는 제어를 할 수 있다.

한편, 상기 연산처리모듈(420)은 상기 ADC모듈(410)을 일체화한 구조로 이뤄질 수도 있다.

상기 연산처리모듈(420)은 주파수조정용 전압변화를 기준신호로 기억, 물체의 근접여부의 판단 등의 기능을 위한 소프트웨어를 탑재하거나 해당 알고리즘을 구현하는 하드웨어적 구성으로 구현될 수 있다.

한편, 상기 연산처리모듈(420)은 휴대 단말기(A)의 각종 동작 및 기능을 제어하도록 구성된 메인 제어부(400a)와 별도로 구성(도 6의 'C1'이 도 8의 근접물체감지장치(C1)로 구성)하고, 이러한 연산처리모듈(420)의 제1모드 또는 제2모드에 대한 출력신호를 상기 메인 제어부(400a)가 전송받아 해당 모드로 설정하도록 구성될 수도 있고, 상기 메인 제어부(400a)가 상기 연산처리모듈(420)의 기능을 수행할 수 있도록 구성(도 6의 'C2'가 도 9의 근접물체감지장치(C2)로 구성)될 수도 있음은 물론이다.

이외에 기존의 휴대 단말기의 구성요소를 포함한 다양한 소자, 모듈(예, RF발진기, PLL모듈) 등도 설계 구현에 따라 휴대 단말기의 구성요소를 본 발명의 요소로 병용할 수도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

20:수화스피커
100:센서바디
200:전극부
300:감지부
310:PLL모듈
400:제어부
410:ADC모듈
420:연산처리모듈
500:사용자 인터페이스
502:터치스크린
504:입력 버튼
A:휴대 단말기

Claims

휴대 단말기의 디스플레이수단 상단측에 내장되어 구비된 전극부;
상기 전극부에 근접한 물체에 의한 상기 전극부의 정전용량 변화를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부로부터 전송되는 상기 정전용량 변화신호에 근거하여, 상기 전극부에 물체가 근접한 것으로 판단한 경우에 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하고, 상기 전극부에 물체가 근접하지 않은 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제2모드로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스는 휴대 단말기에 구비된 디스플레이수단이며, 상기 제1모드는 상기 디스플레이수단을 OFF상태로 설정하는 모드이고, 제2모드는 상기 디스플레이수단을 ON상태로 설정하는 모드인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스는 휴대 단말기에 구비된 입력수단이며, 상기 제1모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금상태로 설정하는 모드이고, 제2모드는 상기 입력수단을 통화중 잠금해제로 설정하는 모드인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는 스트립 형태의 금속판 및 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 레이어층 및 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 정전센싱용 전극 레이어층으로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는 상기 휴대 단말기에 내장된 인쇄 회로 기판의 그라운드 및 상기 그라운드에 대향되어 상기 휴대 단말기의 전면 유리기판의 내측면에 박막코팅된 정전센싱용 전극 박막층으로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제6항에 있어서,
상기 정전센싱용 전극 박막층은 상기 휴대 단말기의 전면 유리기판의 내측면에 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 징크옥사이드(ZnO, Zinc Oxide), 인듐징크옥사이드(Indium Zinc Oxide) 중 어느 하나가 코팅되어 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 감지부는 상기 전극부에 연결된 PLL모듈을 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 전극부의 정전용량의 변화에 따라 상기 PLL모듈로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 디지털 전압신호로 변환하는 ADC모듈 및 상기 ADC모듈로부터 출력되는 디지털 전압신호와 기설정된 기준 전압신호를 비교하여 근접한 물체가 있는 것으로 판단한 경우에 상기 사용자 인터페이스를 제1모드로 설정하는 연산처리모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 근접물체 감지장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 휴대 단말기의 근접물체 감지장치가 구비된 휴대 단말기.