KR20140040691A - 정전용량형 근접 센서 및 정전용량형 근접 검출 방법 - Google Patents

정전용량형 근접 센서 및 정전용량형 근접 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은
- 제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극,
- 제 1 전기 교류 신호 및 제 2 전기 교류 신호를 제공하기 위한 신호 발생기,
- 제 1 전기 교류 신호가 제 1 전기 부하에 의해 제 1 센서 전극에 공급될 수 있고, 제 2 전기 교류 신호가 제 2 전기 부하에 의해 제 2 센서 전극에 공급될 수 있으며, 각각의 센서 전극에서 측정하려는 정전용량형 부하와 함께 매번 상기 전기 부하들이 저역 필터를 형성하는, 제 1 전기 부하와 제 2 전기 부하를 포함하는 제 1 부하 요소, 및
- 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극에 연결되고, 제 1 센서 전극에서 탭된 제 1 전기 변수 및 제 2 센서 전극에서 탭된 제 2 전기 변수의 푸쉬-풀(push-pull) 부분으로부터 제 1 측정 값을 형성하도록 구성된 신호 처리 장치를 포함하는, 정전용량형 근접 센서를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서를 이용하여 정전용량형 접근 검출을 위한 방법이 제공된다.

Description

정전용량형 접근 검출을 위한 정전용량형 근접 센서 및 방법{Capacitive Proximity Sensor as well as Method for Capacitive Approximation Detection}
본 발명은 물체의 정전용량형 근접 센서의 센서 전극으로의 접근을 검출하기 위한 정전용량형 근접 센서 및 물체의 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서로의 접근을 정전용량에 의해 검출하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 핸드헬드 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 정전용량형 근접 센서를 갖는 전기 핸드헬드 디바이스에 관한 것이다.
정전용량형 근접 센서들의 경우, 물체의 근접 센서의 센서 전극으로의 접근이 교류 전기장의 발생과 측정에 의해 접촉 없이 측정된다. 측정 신호로부터 함수들이 예를 들어 전기 핸드헬드 디바이스의 스위칭 함수들이 유도될 수 있다.
물체가 정전용량형 근접 센서에 접촉하지 않는 접근 검출과 관련하여, 신호 생성 및 측정의 방식에서 차이를 보이는 각각 다른 해법들이 선행 기술에서 알려져 있다.
정전용량형 접근 검출을 위해 선행 기술에서 알려진 제 1 원리는 오직 하나의 전극을 갖는 정전용량형 근접 센서의 사용을 제공한다. 이 측정 시스템에서, 전극의 정전용량이 정전용량형 근접 센서의 측정 전자 장치의 그라운드 전위와 관련하여 검출되고 평가된다. 이 측정 시스템을 또한 하중 부가 방법(loading method)이라 한다. 물체, 예를 들어 사용자가 센서 전극에 접근한다면, 센서 전극에서의 정전용량이 변하고, 이 정전용량의 변화는 검출되고, 따라서 평가될 수 있다.
선행 기술에서 알려진 또 하나의 측정 시스템은 두 개의 센서 전극을 갖는 정전용량형 근접 센서를 제공한다. 하나의 센서 전극은 송신 전극으로서 동작하고, 다른 센서 전극은 수신 전극으로서 동작한다. 송신 전극에서 방출되는 교류 전기장(electric alternating field)은 수신 전극에 연결되고 수신 전극에서 탭된(tapped) 전기 신호에 의해 측정된다. 이 방법은 송신기와 수신기 사이의 송신을 측정하기 때문에 또한 송신 방법이라 한다. 사용자가 센서 전극으로 접근하는 경우, 송신 전극과 수신 전극 사이에 형성되는 교류 전기장이 변하며, 이 변한 교류 전기장은 측정되고, 따라서 평가된다.
참조 노트(knot)(바람직하게는, 전기 장치의 그라운드)에 대한 정전용량형 부하를 측정하는 하중 부가 방법은 바람직하게는 그라운드된 시스템에서 사용된다. 송신기와 수신기 사이의 송신을 측정하는 송신 방법은 바람직하게는 배터리-동작하는, 즉 그라운드 없는(free-of-ground) 시스템들에 사용된다.
선행 기술에서 알려진 정전용량형 근접 센서의 단점은 한편으로는 사람들, 예를 들어 사용자 및 그라운드 위의 기생 정전용량형 루프(parasitic capacitance loop)에 대한 정전용량형 근접 센서의 의존성이다. 이는 측정 신호가 한편으로는 정전용량형 센서의 그라운드 조건에 의존하고, 다른 한편으로는 정전용량형 근접 센서에 접근하는 물체의 그라운드 조건에 의존한다. 정전용량형 근접 센서 또는 물체의 구체적인 그라운드 조건이 알려져 있지 않다면, 물체의 정전용량형 근접 센서로의 접근에 대한 정확한 측정은 보장될 수 없다.
다른 한편, 정전용량형 근접 센서의 센서 전극 상의 정전용량형 센서의 환경으로부터의 간섭, 예를 들어 전기장의 간섭이 문제이다. 그 이유는 이러한 간섭은 측정의 결과에 부정적 영향을 가질 수 있기 때문이다. 이러한 간섭 또는 전기장의 간섭은 예를 들어 모바일 폰과 같은 복잡한 시스템에서, 이웃한 전자 요소들에 의해 야기될 수 있다. 이러한 간섭 또는 전기장을 간섭하는 것을 배제하기 위하여, 가능한 한, 이상적으로 완전하게는 외부 간섭장의 정전용량형 근접 센서의 센서 전극과의 결합을 배제한 추가의 측정이 수행되어야 한다. 그러나 이러한 측정은 구조적 비용의 증가에 이르고, 이는 정전용량형 근접 센서 또는 정전용량형 근접 센서가 집적된 전기 장치의 재료 및 생산 비용에 영향을 끼친다.
정전용량형 근접 센서의 센서 전극에 외부 간섭 전기장이 결합되는 것을 방지하는 선행 기술에서 알려진 가능성 있는 기술은 복잡한 시스템에서 다른 전자 요소에 대해 근접 센서의 센서 전극을 차폐시키는 것으로 구성되고, 이는 예를 들어 차폐 전극의 도움으로 구현될 수 있다. 그러나 이와 관련해서, 안전한 차폐를 보장하기 위하여 차폐 전극이 큰 공간을 차지할 수 있거나 차지해야 하는 것이 불리한 점이다. 특히, 전기 핸드헬드 디바이스, 예를 들어 모바일 폰에 정전용량형 근접 센서를 사용할 때, 전기 핸드헬드 디바이스의 가능하게 콤팩트한 설계를 하기 위하여 이러한 차폐 전극 없이 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 적어도 부분적으로 선행 기술에서 알려진 단점을 피하고 물체의 정전용량형 근접 센서의 센서 전극으로의 접근에 대해 신뢰 가능하고 강력한 검출을 보장하는 정전용량형 접근 검출용 정전용량형 근접 센서 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 외부 간섭 장(fields) 및 한편으로는 센서 전자 장치의 그라운드 조건 및 다른 한편으로는 센서 전극에 다가오는 물체의 영향을 크게 받지 않는 정전용량형 근접 센서 및 정전용량형 접근 검출을 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항에 따른 물체의 접근 검출을 위한 정전용량형 근접 센서 및 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 개선이 각각의 종속항에 나타나 있다. 해결의 일부는 또한 적어도 하나의 정전용량형 근접 센서를 포함하는 핸드헬드 디바이스, 특히 전기 핸드헬드 디바이스이다.
따라서, 본 발명은
- 제 1 센서 전극 및 제 2 센서 전극,
- 제 1 전기 교류(alternating) 신호 및 제 2 전기 교류 신호를 제공하기 위한 신호 발생기,
- 제 1 전기 교류 신호가 제 1 전기 부하에 의해 제 1 센서 전극에 공급될 수 있고, 제 2 전기 교류 신호가 제 2 전기 부하에 의해 제 2 센서 전극에 공급될 수 있으며, 각각의 센서 전극에서 측정하려는 정전용량형 부하와 함께 매번 상기 전기 부하들이 저역 필터를 형성하는, 제 1 전기 부하와 제 2 전기 부하를 포함하는 제 1 부하 요소, 및
- 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극에 연결되고, 제 1 센서 전극에서의 제 1 전기 변수(variable) 및 제 2 센서 전극에서 탭된 제 2 전기 변수의 푸쉬-풀(push-pull) 부분으로부터 제 1 측정 값을 형성하도록 구성된 신호 처리 장치를 포함하는, 정전용량형 근접 센서를 제공한다.
신호 처리 장치는 바람직하게는 완전 차동 증폭기로서 형성되고, 제 1 전기 변수 및 제 2 전기 변수의 푸쉬-풀 부분들을 선택하는 제 1 증폭 회로를 포함할 수 있다.
신호 처리 장치는 제 1 전기 변수와 제 2 전기 변수 사이의 차이로부터 제 1 측정 값을 형성하도록 구성될 수 있다.
제 1 전기 교류 신호는 바람직하게는 제 2 전기 교류 신호와 같은 진폭을 갖는다. 바람직하게는, 제 1 전기 교류 신호는 제 2 전기 교류 신호에 대해 180°의 위상 변이를 갖는다.
신호 처리 장치는 또한 센서 전극들에서 탭된 제 1 전기 파라미터 및 제 2 전기 파라미터의 공통 모드 부분으로부터 제 2 측정 값을 형성하도록 구성될 수 있다.
신호 처리 장치는, 제 2 측정값을 형성하기 위하여, 제 1 전기 파라미터와 제 2 전기 파라미터의 합이 임피던스 컨버터의 비반전 입력(not inverting entry)에 공급될 수 있는 바람직하게는 임피던스 컨버터로서 형성된 제 2 증폭 회로를 포함한다.
근접 센서는 제 3 전기 교류 신호가 인가될 수 있는 필드 방해 전극을 더 포함할 수 있다.
근접 센서는 제 1 부하 요소를 포함하는, 제 3 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
근접 센서는 신호 발생기에 연결된 제 2 부하 요소를 더 포함할 수 있고, 여기에서 제 2 부하 요소의 출력 신호는 신호 처리 장치에 공급될 수 있다.
근접 센서는 제 2 부하 요소를 포함하는, 제 4 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
센서 전극 및 제 2 부하 요소의 출력은 제 1 증폭 회로가 그 출력들에서 센서 전극들에서 탭된 신호들과 제 2 부하 요소의 출력 신호 사이에 차이를 제공하도록 제 1 증폭 회로의 입력에 연결될 수 있다.
바람직하게는,
- 제 1 센서 전극이 제 3 증폭 회로의 반전 출력과 연결되고,
- 제 2 센서 전극이 제 3 증폭 회로의 비반전 출력과 연결되며,
- 제 1 전기 교류 신호가 제 3 증폭 회로 및 제 4 증폭 회로의 반전 입력들에 공급될 수 있고,
- 제 2 전기 교류 신호가 제 3 증폭 회로 및 제 4 증폭 회로의 비반전 입력들에 공급될 수 있으며,
- 제 1 센서 전극에서 탭된 전기 신호와 제 4 증폭 회로의 비반전 출력에서 공급된 신호로부터 형성된, 제 1 복합 신호는 제 1 증폭 회로의 반전 입력에 공급될 수 있고, 및
- 제 2 센서 전극에서 탭된 전기 신호와 제 4 증폭 회로의 반전 출력에서 공급된 신호로부터 형성된, 제 2 복합 신호는 제 1 증폭 회로의 비반전 입력에 공급될 수 있다.
제 4 증폭 회로의 증폭은 조정가능하다.
또한, 접근 검출을 위한 방법이 제공되며, 여기에서 제 1 센서 전극에 제 1 전기 교류 신호가 공급되며, 제 2 센서 전극에 제 2 전기 교류 신호가 공급되고, 여기에서 상기 전기 교류 신호들이 제 1 부하 요소에 의해 센서 전극에 인가되고, 상기 제 1 센서 전극에서 탭된 제 1 전기 파라미터의 푸쉬-풀 부분, 및 상기 제 2 센서 전극에서 탭된 제 2 전기 파라미터의 푸쉬-풀 부분으로부터 제 1 측정 값이 형성되고, 여기에서, 제 1 측정 값은 물체의 센서 전극으로의 접근을 나타낸다.
전기 교류 신호는 제 1 전기 교류 신호가 바람직하게는 제 2 전기 교류 신호와 같은 진폭을 갖고, 상기 전기 교류 신호들이 바람직하게는 서로에 대해 180°위상차가 나도록(dephased) 선택된다.
제 1 전기 파라미터 및 제 2 전기 파라미터의 공통 모드 부분으로부터, 제 2 측정 값이 형성된다.
제 2 부하 요소에는 제 1 전기 교류 신호 및 제 2 전기 교류 신호가 공급될 수 있고, 여기에서, 제 1 부하 요소 및 제 2 부하 요소의 출력들이 제 1 증폭 회로는 그의 출력에서 제 1 부하 요소의 출력 신호와 제 2 부하 요소의 출력 신호 사이의 차이를 제공하도록 제 1 증폭 회로의 입력과 연결된다.
또한, 핸드헬드 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 정전용량형 근접 센서를 포함하는 전기 핸드헬드 디바이스가 제공된다.
전기 핸드헬드 디바이스는 스마트 폰, 송수신 겸용 라디오, 컴퓨터 마우스, 원격 제어 장치, 디지털 카메라, 게임 컨트롤러, PDA, 테블릿 PC, 보청기, 구술 녹음기, 또는 유사한 것일 수 있다.
본 발명의 추가의 상세한 사항 및 본 발명의 구체적인 실시예들이 도면과 관련된 이하의 상세한 설명으로부터 나타난다.
도 1은 센서 아이들 상태에 있는 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 전속선을 보여주고;
도 2는 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 제 1 실시예의 블록도를 보여주며;
도 3은 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 두 개의 센서 전극들에서 탭된 전기 신호들의 신호 곡선들 및 이로부터 생기는 차동 신호를 보여주고;
도 4는 사람의 정전용량형 등가 회로를 보여주며;
도 5는 사람이 1차 저역 필터의 일부분을 나타내는 도 4의 정전용량형 등가 회로를 포함하여, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 도 2에 나타난 블록 다이아그램을 보여주고;
도 6은 2차 저역 필터 및 3차 저역 필터로서 도 5에 보여준 1차 저역 필터의 대안들이며;
도 7은 차동 모드 평가 외에도 공통 모드 평가를 제공하는, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 추가의 실시예의 블록 다이아그램을 보여주고;
도 8은 도 7에 따른 정전용량형 근접 센서에 의해 제공되는 방식인, 푸쉬-풀 신호와 공통 모드 신호의 신호 곡선을 보여주며;
도 9는 생산 허용 오차의 보상을 가능하게 하는 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 또 다른 실시예를 보여주고;
도 10은 전기 핸드헬드 디바이스에서 본 발명에 따른 두 개의 정전용량형 근접 센서를 매번 사용하는 두 개의 적용 사례를 보여주며;
도 11은 추가로 필드 방해 전극을 제공하는, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서를 보여준다.
도 1은 도 2 내지 도 10에 구조가 상세히 기술된 정전용량형 근접 센서의 전속선(electric flux lines)을 보여준다.
본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 센서 전극(E1 및 E2)에는 차동 신호가 공급되어, 두 개의 전극(E1 및 E2) 사이에 푸쉬-풀 신호가 발생하며, 이는 두 개의 전극 사이에 전위 차이를 가져와 두 개의 전극 사이에 교류 전기장을 형성시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 제 1 실시예의 블록도를 나타낸다. 정전용량형 근접 센서는 실질적으로 두 개의 센서 전극, 신호 발생기, 전기 부하 요소 및 전기 신호의 공통 모드 부분으로부터 푸쉬-풀 부분을 분리하기 위한 전류를 포함한다.
센서 전극은 센서 시스템에서 대등한 관계로 동작하고, 동시에 송신 및 수신 전극을 나타내는 제 1 센서 전극(E1) 및 제 2 센서 전극(E2)을 포함한다. 신호 발생기는 전기 부하 요소(L)에 의해 두 개의 센서 전극(E1 및 E2)과 결합하여 있다. 신호 발생기는 차동 교류 전압을 제공하고, 이 차동 교류 전압은 전기 부하 요소(L)에 의해 센서 전극(E1 및 E2)에 공급된다. 신호 발생기는 두 개의 비대칭 발생기(G1 및 G2)를 포함할 수 있고, 이들은 각각 동일한 신호를 발생하고, 여기에서, 발생기(G1)의 신호는 발생기(G2)의 신호와 180°의 위상 차이를 제공한다. 전기 부하(L)에 의해, 제 1 발생기(G1)의 신호는 제 1 센서 전극(E1)에 공급되고, 한편, 180°위상차(dephased) 발생기(G2)의 신호는 부하 요소(L)에 의해 2차 센서 전극(E2)에 공급된다.
센서 전극(E1, E2)에 접근하는 물체에 의해 형성된, 측정하려는 정전용량형 부하와 함께 전기 부하(L)는 1차 저역 필터를 구성한다. 전기 부하(L)는 예를 들어 저항기에 의해 실현될 수 있다. 그러나 전기 부하는 상향 차동 증폭기의 부하에 의해 실현될 수 있다. 상기 부하는 차동 증폭기의 일부분일 수 있다.
전기 신호의 공통 모드 부분으로의 푸쉬-풀 부분을 분리하기 위한 회로는 예로서 완전 차동 증폭기(A1)에 의해 실현될 수 있다. 센서 전극들(E1 및 E2) 사이의 전기 전도성 물체에 의해 영향을 받는 푸쉬-풀 신호는 완전 차동 증폭기(A1)의 도움으로 선택될 수 있고, 차동 모드 평가 장치(차동 수신 및 평가 장치)에 공급될 수 있다. 차동 모드 평가 장치는 별개로 구현되거나 보다 큰 신호 처리 유닛, 예를 들어 마이크로컨트롤러의 부분으로서 제공될 수 있다. 차동 모드 평가 장치에는 증폭기(A1)의 차동 출력 신호가 공급될 수 있다. 대안으로, 두 개의 신호 도체 중 오직 하나만 추가의 처리를 위하여 차동 모드 평가 장치에 공급될 수 있다. 여전히 추가의 대안에서, 완전 차동 증폭기(A1)의 차동 출력 신호는 그라운드 신호로 변환될 수 있고, 이는 이어서 차동 모드 평가 장치에 공급된다.
도 2에 나타난 바와 같이, 완전 차동 증폭기(A1)의 부하(L)는 전극 쌍(E1 및 E2)와 병렬로 스위칭된다. 대체로 이는 사람에 의해 도입되는 정전용량형 네트워크를 고려한 1차의 저역을 가져온다. 도입되는 커패시턴스는 도 4 및 5에 나타난 바와 같이 정전용량형 등가 네트워크에 의해 접근될 수 있다. 전기 부하(L)는 바람직하게는 사람이 "교류 전기장에 어떤 사람도 없는" 상태와 "최대 접근" 상태 사이의 센서 전극(E1, E2)으로 접근하는 경우에, 저역 필터의 전달 함수에서의 최대 변화량이 생기는 방법으로 크기가 정해진다. 그 레벨은 사람이 항상 센서 전극으로 접근 경우에 감소한다. 그 이유는 필터의 시정수가 상승하여, 필터의 효과적인 차단 주파수가 낮아지기 때문이다.
정전용량형 근접 센서의 특징은 필터를 여기시키는 차동 신호뿐만 아니라 완전 차동 증폭기(A1) 및 차동 모드 평가 장치의 도움으로 제공되는 하향 차동 모드-평가이다. 보통, 여기에 기술된 정전용량형 근접 센서에서와 같이 세 개의 도체를 갖는 시스템에서, 두 개 종류의 신호의 존재가 가능하고, 각 신호는 특징적인 성질을 갖는다. 이 두 종류의 신호는 소위 푸쉬-풀 신호와 소위 공통 모드 신호를 포함한다.
푸쉬-풀 신호는 정확히 180°의 위상 오프셋을 갖는 두 신호 도체들에서의 동일 진폭에 의해 특징 지워진다. 따라서, 신호들은 위상 변이 외에는 동일하다. 신호 전압이 타 신호 도체에 대하여 유도되므로, 양 신호 사이에는 소위 가상 그라운드가 생기는데, 이는 실제 어스 그라운드와 마찬가지로 특정 성질들을 갖는다. 따라서, 교류 신호의 경우, 가상 그라운드와 어스 그라운드가 같은 전위이고, 이는 그들 사이에 어떤 전류의 흐름도 일어나지 않는다는 것을 의미한다.
공통 모드 신호들은 완전히 동일한 위상을 갖는 두 신호 도체들 상의 동일 진폭에 의해 특징 지워진다. 공통 모드 부분은 항상 두 신호 도체들에 동일한 전위를 제공하기 때문에, 신호 도체들 사이의 그라운드에 독립적인 회로 부분들은 공통 모드 전류들에 의해 가로질러지지 않는다.
한 쌍의 도체 상의 신호는 항상 상기 두 개의 언급된 부분(푸쉬-풀 부분과 공통 모드 부분)으로 분할될 수 있다. 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서에 필수적인 것은 푸쉬-풀 신호이고, 이는 신호 발생기(G1 및 G2)에 의해 발생되고 제공되며, 전극(E1 및 E2)에 공급되어 나중에 평가된다. 기생 신호는 대부분 공통 모드 간섭으로서 센서 시스템 또는 센서 전극(E1 및 E2)에 결합되므로, 이들은 차동 모드 평가에서 삭제되고(참조, 도 3), 추가의 처리를 손상시키지 않는다. 그러므로 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서는 특별히 간섭에 대해 강인하다.
도 3은 예를 들어, 모발일 폰에서의 경우일 수 있는 것처럼 센서 전극 가까이에서 추가 전자 요소가 활성화되었을 때, 센서 전극(E1 및 E2)에서 예상되는 신호들의 신호 곡선을 보여준다. 이 경우, 예를 들어 디지털 회로 또는 스위칭 조정기에 의해 발생 될 수 있는, 원하는 신호와 기생신호의 중첩이 있을 수 있다. 센서 전극(E1 및 E2)에서의 신호와 기생 신호의 중첩은 추가 신호 처리에 부정적으로 영향을 줄 수 있다. 기생 신호는 원하는 푸쉬-풀 신호(양 신호 도체 상에서 동일 방향으로의 편향) 상에 공통 모드 신호(양 신호 도체 상에서 각각 다른 방향들로의 편향) 형태로 나타난다. 증폭 회로(A1)에서 차후 차동 모드 선택에 의해, 완전 차동 증폭기로서 형성될 수 있으며, 센서 신호에는 기생 신호가 없다. 기생 신호가 없는 이러한 센서 신호가 전극들(E1 및 E2)에서의 센서 신호들의 신호 차이를 나타내는, 도 3의 아래 신호 곡선으로 도시되어 있다. 증폭 회로(A1)에 의해 처리되는 신호에서, 기생 신호는 더 이상 함유되지 않아, 증폭 회로(A1)에 의해 제공되는 차동 센서 신호는 추가의 처리에 영향을 주는 기생 신호 없이 처리될 수 있다.
대안으로, 신호는 예를 들어 마이크로컨트롤러로 디지털로 또한 처리될 수 있고, 기생 신호는 제거될 수 있다.
도 4는 커패시턴스 CL(좌측), 커패시턴스 CR(우측) 및 커패시턴스(어스 커패시턴스)로 실질적으로 구성되는, 사람에 의해 발생하는 정전용량형 네트워크를 간단한 형태로 나타낸다. 차동 모드 여기의 경우, 즉, 센서 전극(E1 및 E2)에 차동 발생기 신호가 공급됐을 때, 및 조건 CL=CR(조건 CL=CR은 도 4에 나타난 정전용량형 네트워크의 이상적인 경우를 나타낸다) 하에서, 커패시턴스(CE)에 의해 가상 그라운드 형태가 나타난다. 이때, 커패시턴스 CE는 단락되어(short-circuited), 더 이상 센서 전극(E1 및 E2)에서 센서 신호를 변경시키지 않는다. 가상 그라운드의 성질 때문에, 신체 커패시턴스는 이제 대부분 어스 그라운드 및 가상 그라운드 사이에 있고(양 결합(coupling-in) 점에서 정전용량이 동일한 크기, 즉 CL = CR인 경우에는 완전히), 따라서 단락된다. 예를 들어 모바일 폰을 움켜쥐거나 손을 예를 들어 컴퓨터 마우스에 손을 놓기 위해서 접근하는 경우, 양 센서 전극(E1, E2)에 같은 크기의 커패시턴스가 부과될 수 있고, 센서 전극(E1, E2)에서의 검출 및 센서 전극(E1 및 E2)에서 탭된 신호의 이어지는 평가는 사람에 대한 어스 영향에 상당히 독립적이다. 실제로 또한 조건 CL ≠ CR(여기에서, CL과 CR 사이의 차이는 특정 제한 안에 있음) 하에서, 강력하고 신뢰할만한 검출이 보장되는 것으로 나타난다.
도 5는 사람에 의해 형성된 정전용량형 네트워크를 갖는 정전용량형 근접 센서를 보여준다. 전기 부하(L)는 이 네트워크와 함께 1차 저역을 구성하고, 그의 효과적인 차단 주파수는 커패시티(CL, CR 및 CE)의 크기에 따라 변한다. 도 5에 나타난 사이너스 공급원(sinus sources)(G1, G2)을 두 개의 직사각형의 발생기로 대체하면, 주파수-의존성 진폭 대신에, 정전용량형 네트워크로의 충전 전류가 측정될 수 있다.
도 5에 나타난 1차의 저역은 도 6에 나타난 바와 같은 코일의 사용에 의해 확장될 수 있다.
도 6은 (도 6b 및 6c에 나타난) 2차의 저역 및 (도 6d 및 6에 나타난) 3차의 저역을 형성하기 위한 매번 하나의 필터 차수만큼의 1차의 저역(도 6a에 나타난)의 확장부를 보여준다. 고 차수의 저역을 형성하기 위한 이러한 확장의 이 점은 필터의 차수가 매 차수(필터 차수당 +20 dB/디케이드(decade))와 함께 가팔라진다는 것이다. 고정된 측정 주파수 및 변화하는 캐패시턴스를 갖는 이 방법에서, 센서 전극(E1, E2)에서 탭된 신호의 신호 진폭의 일정한 변화가 생긴다. 실질적인 이점은 "교류 전기장에서의 물체 있음" 및 "교류 전기장에서의 물체 없음" 시나리오들은 서로 보다 더 잘 구별될 수 있고, 이는 보다 강력한 검출을 초래한다. 또한, 더욱 높은 차수의 필터 경우, 또한 정전용량형 근접 센서의 민감도가 증가 될 수 있다.
그러나 특히 집적 회로에서, (도 6b 및 6d에서 알 수 있는 바와 같이) 코일은, 그들의 광대한 표면 요구 때문에 불리하므로, 그들은 (도 6c 및 6e에서 볼 수 있는 바와 같이) 자이레이터 또는 임피던스 인버터에 의해 대체될 수 있고, 이는 커패시턴스의 전달 함수를 코일의 전달 함수로 변형시킨다. 자이레이터 또는 임피던스 인버터의 사용은 또한 정전용량형 근접 센서의 생산이 훨씬 비용면에서 효율적 일 수 있다는 이점을 갖는다.
도 6a는 1차 저역을 보여주고, 도 6b 및 도 6c는 각각 2차 저역을 보여주며, 도 6d 및 도 6e는 각각 3차의 저역을 보여준다.
본 발명에 따르면, 정전용량형 근접 센서는 센서 전극(E1, E2)에서 탭 되려는 공통 모드 신호를 처리하기 위한 수신 및 평가 장치에 의해 확장될 수 있다.
공통 모드-평가를 갖는 실시예가 도 7에 나타나 있다. 도 1 및 도 6에 기술된 바와 같이, 센서 기능성은 여기서 완전히 유지되고, 공통 모드-평가에 의해 영향을 받지 않고, 이는 실질적으로 차동 모드 평가와 병렬로 일어날 수 있다. 본 발명에 따르면, 원하는 푸쉬-풀 신호 외에, 또한 사람의 그라운드 기준(ground reference)으로부터 생성되는 공통 모드 신호가 추가의 공통 모드 평가에 의해 평가되고 처리될 수 있다.
신호 처리의 요소일 수 있는, 공통 모드 평가는, 출력이 공통 모드 신호를 평가하기 위한 수신 및 평가 장치와 연결된 제 2 증폭 회로(A2)를 실질적으로 포함한다. 증폭 회로(A2)는 임피던스 컨버터로서 형성되고, 버퍼-증폭기로서 기능을 할 수 있으며, 여기에서, 임피던스 컨버터의 비반전 입력은 센서 전극(E1 및 E2)에서 탭된 전기 신호들의 합이 공급된다. 전극(E1 및 E2)에서 탭된 신호의 가산은 바람직하게는 전극(E1 및 E2)가 실질적으로 충전되지 않는 방법으로 수행된다.
푸쉬-풀 신호와 조합하여, 다음 신호 조건들이 추출될 수 있다:
- 푸쉬-풀 신호 최대 및 공통 모드 신호 최소: 전극(E1 및 E2)의 교류 전기장에 어떤 사람도 없다.
- 푸쉬-풀 신호의 감소가 측정 가능하고, 공통 모드 신호의 진폭이 낮다: 사람은 양 전극에 거의 동등하게 접근한다.
- 푸쉬-풀 신호의 감소가 측정 가능하고, 공통 모드 신호가 큰 진폭을 제공한다: 사람은 전극(E1, E2)에 접근하나, 다른 하나의 전극보다 한 전극에 더 접근하며, 이 한 전극은 도 7에 나타난 본 발명의 실시예에 따르면 전극(E1)이다.
- 푸쉬-풀 신호의 감소가 측정가능하고, 공통 모드 신호의 진폭은 크고, 공통 모드 신호는 푸쉬-풀 신호에 역위상이다: 사람은 전극(E1, E2)에 접근하나, 다른 하나에 더 접근하며, 이 다른 하나는 도 7에 나타난 본 발명의 실시예에 따르면 전극(E2)이다.
따라서, 공통 모드 신호의 도움으로, 또한, 전기 전도성 물체, 예를 들어 사람의 센서 전극(E1, E2)으로의 접근 방향이 검출될 수 있다. 이 방법으로, 추가의 기능들이 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서, 예를 들어 소위 슬라이더 또는 휠(슬라이드 컨트롤 또는 놉(knobs)의 도움으로 실현될 수 있다.
푸쉬-풀 신호 및 공통 모드 신호의 평가는 동시에, 즉 실질적으로 병렬로 일어날 수 있다. 양 신호의 평가는 바람직하게는 같은 측정 사이클 동안 일어날 수 있어, 에너지의 절감, 또는 일정한 에너지 균형의 경우에 보다 높은 샘플링 속도가 얻어질 수 있다.
도 8에서, 상기 네 개의 언급된 신호 조건들은 시간에 걸쳐 푸쉬-풀 신호 및 공통 모드 신호의 신호 곡선으로서 예시된다.
첫 번째 간격 또는 첫 번째 이동에서, 센서 전극으로부터 물체의 거리는 크고, 모든 센서 전극으로부터 물체의 거리는 실질적으로 동일하다. 푸쉬-풀 신호의 진폭은 크고, 공통 모드 신호의 진폭은 낮다.
두 번째 간격 또는 두 번째 이동에서, 센서 전극으로부터 물체의 거리는 작고, 모든 센서 전극으로부터 물체의 거리는 실질적으로 동일하다. 푸쉬-풀 신호의 진폭 및 공통 모드 신호의 진폭은 각각 매우 낮다.
세 번째 간격 또는 세 번째 이동에서, 물체는 센서 전극(E1, E2)의 교류 전기장에 위치하는데, 센서 전극(E1)으로부터 물체의 거리는 센서 전극(E2)으로부터 물체의 거리보다 작다. 푸쉬-풀 신호의 진폭의 감소는 측정 가능하고, 공통 모드 신호의 진폭은 높으며, 공통 모드 신호는 푸쉬-풀 신호와 동일 위상에 있다.
네 번째 간격 또는 네 번째 이동에서, 물체는 센서 전극(E1, E2)의 교류 전기장에 위치하는데, 제 2 센서 전극(E2)로부터의 물체의 거리가 제 1 센서 전극(E1)으로부터의 물체의 거리보다 작다. 여기서, 푸시-풀 신호의 진폭의 감소 역시 측정 가능하고, 공통 모드 신호의 진폭은 높으며, 공통 모드 신호는 푸쉬-풀 신호로부터 180°의 위상 오프셋을 제공한다.
본 발명에 따른 근접 센서는 생산 허용 오차의 보상을 위해 확장될 수 있다. 정전용량형 근접 센서의 본 발명에 따른 이러한 확장의 실시예가 도 9에 나타나 있다.
이를 위하여, 도 7에 나타난 정전용량형 근접 센서는 소위 "모방"에 의해 확장된다. 이 모방의 경우, 도 7에 나타난 전기 부하(L)는 모방되고, 즉 또 다른 전기 부하가 제공되며, 이는 실질적으로 도 7에 나타난 전기 부하(L)와 같은 성질을 제공한다. 바람직하게는, 전기 부하(L)와 모방된 부하(L)는 증폭 회로(A3) 및 증폭 회로(A4)로 도 9에 나타난 증폭 회로의 각 부분이다. 도 7에 나타난 전기 부하(L)는 이 면에서 증폭 회로(A3)의 부분이다.
증폭 회로(A3) 및 A4는 각각 동일하게 신호 발생기(G1 및 G2)의 신호가 공급되며, 그러나, 여기에서 증폭 회로(A4)의 출력은 전극(E1, E2)와 연결되지 않는다. 증폭 회로(A4)의 출력 및 증폭 회로(A3)의 출력 또는 전극(E1 및 E2)은 차동 증폭기(A1)의 차동 출력 신호가 증폭 회로(A3)와 증폭 회로(A4)의 출력 신호의 차이를 나타내도록 이어지는 차동 증폭기(A1)에 연결된다.
차동 증폭기(A1)의 반전 입력은 증폭 회로(A4)의 비-반전 출력에서의 신호와 증폭 회로(A3)의 반전 출력으로부터의 신호로부터, 또는 제 1 센서 전극(E1)에서 탭된 신호로부터 형성된 복합 신호가 공급된다. 차동 증폭 회로(A1)의 비-반전 입력에는 증폭 회로(A4)의 반전 출력에서의 신호와 증폭 회로(A3)의 비-반전 출력으로부터, 또는 제 2 센서 전극(E2)에서 탭된 신호로부터 형성된 복합 신호가 공급된다.
물체가 센서 전극(E1, E2)으로 접근하지 않는 경우, 양 신호 경로는 동일하여, 증폭기(A1) 차동 출력 신호가 거의 제로 또는 제로이다. 전기적으로 전도성인 물체가 전극(E1, E2)에 접근하는 경우, 전극(E1, E2)에서의 신호는 감소되어, 완전 차동 증폭기(A1)의 입력들에서의 차이가 생기고, 이는 증폭기(A1)의 출력에서 신호 상승에 이른다.
이 방법으로, 특히 반도체 회로에서 매우 현저하게 일어날 수 있는 부하의 글로벌 생산 변동은, 보상될 수 있다. 그 이유는 증폭 회로(A3)의 부하 및 증폭 회로(A3)의 부하를 모방하는 증폭 회로(A4)의 부하가 글로벌하게 실질적으로 동등하게 계속 오갈 수 있기 때문이다.
바람직하게는, 증폭 회로(A4)가 그의 증폭에서 조정가능하여 생산 변동의 보상 외에 또한 기생 베이스(base) 부하(loads)가 효과적으로 보상될 수 있다.
도 10은 모바일 폰 또는 컴퓨터 마우스에서 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 적용 예를 보여준다. 전극 쌍 E1 및 E2 또는 E3 및 E4는 각각 센서 존을 나타내고, 이는 모바일 폰의 움켜 잡음 및 컴퓨터 마우스에 놓인 손을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 동시에, 전극 쌍은 또한 버튼 또는 슬라이드로서 사용될 수 있다. 양쪽 센서 존(이는 바람직하게는 시분할 다중 방식으로 동작될 수 있음)의 조합에서, 또한 놉(휠)이 구현될 수 있다.
전극 쌍(E1, E2 또는 E3, E4)이 같은 측정 전자 장치와 함께 동작될 수 있고, 전극 쌍은 다중 동작(시분할 다중 방식)으로 측정 전자 장치에 연결된다. 다중 동작에서, 또한 전기 부하가 따라서 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극 쌍 E1, E2 경우의 전기 부하는 제 2 전극 쌍 E3, E4 경우의 전기 부하와 상이할 수 있다. 각각의 전극 쌍의 서로에 관련하여 전극의 배열이 매번 상이하다면 전기 부하의 조정이 유리할 수 있고, 여기에서, 전기 부하를 조정함으로써 양 전극 쌍에 대한 센서 정밀도가 실질적으로 동등하게 유지된다.
도 11은 필드 방해 전극으로서 시스템에 도입되는, 추가의 전극(E3)을 갖는 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 적용 예를 보여준다. 측정 순간시 필드 방해 전극(filed disturbing electrode)(E3)에서 교류 전기장이 방출되는데, 이 방출된 교류 전기장은, 전기 전도성 물체가 센서 전극으로 접근하는 경우에, 이 물체를 통해 하나 또는 양쪽 센서 전극(E1, E2)에 결합된다. 필드 방해 전극(E3)과 센서 전극(E1, E2) 사이에 정전용량형 결합이 생성되자마자, 정전용량형 근접 센서의 공통 모드 전위가 필드 방해 전극의 새로운 요소에 의해 영향을 받는다. 전기 전도성 물체를 통해 센서 전극(E1, E2)에 결합된 필드 방해 전극(E3)의 교류 전기장은 센서 전극(E1, E2)에서 탭된 전기 신호의 공통 모드 수준이 증가하게 한다. 필드 방해 전극의 신호는 정전용량형 근접 센서의 차동 신호와 진폭, 위상 및/또는 주파수에 있어서 상이할 수 있어, 필드 방해 전극의 신호는 필드 방해 전극(E3)에 정확하게 할당될 수 있다.
결론적으로, 여기에 다시 본 발명에 따른 정전용량형 센서 장치의 이익이 있다.
본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서의 특별히 유리한 점은 장치, 예를 들어 전기 핸드헬드 디바이스에 인간 신체의 접근을 검출하기 위해 사용될 수 있고, 여기에서, 근접 센서의 기능이 불량하게 그라운드된 시나리오 및 잘 그라운드된 시나리오 양쪽에서뿐만 아니라 강한 간섭의 경우에서 보장된다.
상기 언급된 송신 시스템 및 부하 시스템의 견지에서, 장치의 그라운드(ground)와 어스 사이의 결합의 영향이 감소되거나, 사람에 대한 어스의 영향이 감소되게 된다. 배터리-동작 장치의 경우, 그라운드 연결이 대부분 매우 불량하여, 전기 전도성 물체의 접근에 의해 불량한 커패시턴스 변화에만 도달되게 되며, 따라서 이는 측정하기에 어렵다. 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서에서, 첫째로, 신체의 커패시턴스가 가상 그라운드에 의해 그라운드에 대해 상당한 정도로 단락되기 때문에, 센서 전극들 사이의 커패시턴스가 측정된다.
차동 모드 평가와 함께 동시에, 공통 모드 평가의 추가의 가능성 때문에, 추가의 기능들이 실현될 수 있고(예를 들어, 버튼 또는 슬라이더), 이는 하드웨어 또는 전극들의 양에 있어서 추가의 비용 없이 가능하다. 공통 모드 평가는 차동 모드 평가와 동시에 일어날 수 있으며, 이는 분리된 정전용량형 센서와 비교해서 전류 절감을 의미한다.
선행 기술로부터 공지된 상기 언급된 송신 시스템과 비교해서, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서에서는, 오직 같은 유형의 전극들만 있다. 선행 기술로부터 공지된 송신 시스템에서, 하나의 전극이 송신 전극으로 동작하며, 또 다른 전극은 수신 전극으로서 동작한다. 인간과 장치의 그라운드 사이에 저항이 낮은 연결 경우에, 송신기는 단락되고, 이는 센서 시스템의 총체적인 실패를 수반할 수 있다. 이 불리한 점이 본 발명에 따른 정전용량형 근접 시스템에서는 피해진다.
비대칭 센서 시스템과 관련하여, 본 발명에 따른 정전용량형 근접 센서는 파장이 전극들의 거리보다 큰 모든 의사 신호에 대해 훨씬 높은 저항을 갖는다. 가능한 간섭 신호 또는 간섭 신호에 대한 공급원은 예를 들어 스위칭 조절기, 다른 센서 시스템 또는 디지털 시스템일 수 있다. 본 발명에 따른 정전용량형 센서 장치의 간섭에 대해 증가 또는 개선된 저항은 센서 전극이 비용 또는 구현 이유로 배면 그라운드 표면 없이 설치되어야 한다면 특히 유리하다.

Claims (18)

  1. - 제 1 센서 전극(E1) 및 제 2 센서 전극(E2)과,
    - 제 1 전기 교류 신호 및 제 2 전기 교류 신호를 제공하기 위한 신호 발생기와,
    - 제 1 전기 교류 신호가 제 1 전기 부하에 의해 상기 제 1 센서 전극(E1)에 공급될 수 있고, 제 2 전기 교류 신호가 제 2 전기 부하에 의해 상기 제 2 센서 전극(E2)에 공급될 수 있으며, 각각의 센서 전극(E1, E2)에서 측정하려는 정전용량형 부하와 함께 매번 상기 전기 부하들이 저역 필터를 형성하는, 제 1 전기 부하와 제 2 전기 부하를 포함하는 제 1 부하 요소와, 및
    - 상기 제 1 센서 전극(E1)과 상기 제 2 센서 전극(E2)에 연결되고, 상기 제 1 센서 전극(E1)에서 탭된 제 1 전기 파라미터 및 상기 제 2 센서 전극(E2)에서 탭된 제 2 전기 파라미터의 푸쉬-풀(push-pull) 부분으로부터 제 1 측정 값을 형성하도록 구성된 신호 처리 장치(A)를 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 처리 장치(A1)는 완전 차동 증폭기로서 형성되고, 제 1 전기 파라미터 및 제 2 전기 파라미터의 푸쉬-풀 부분들을 선택하는 제 1 증폭 회로(A1)를 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신호 처리 장치는 제 1 전기 파라미터와 제 2 전기 파라미터 사이의 차이로부터 제 1 측정 값을 형성하도록 구성되는, 정전용량형 근접 센서.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 전기 교류 신호는 제 2 전기 교류 신호와 같은 진폭을 갖거나, 상기 제 1 전기 교류 신호는 상기 제 2 전기 교류 신호에 대해 180°의 위상 변이를 제공하거나, 또는 제 1 전기 교류 신호는 제 2 전기 교류 신호와 같은 진폭을 갖고 상기 제 1 전기 교류 신호는 상기 제 2 전기 교류 신호에 대해 180°의 위상 변이를 제공하는, 정전용량형 근접 센서.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 처리 장치(A)는 상기 센서 전극들(E1, E2)에서 탭된 제 1 전기 파라미터 및 제 2 전기 파라미터의 공통 모드 부분으로부터 제 2 측정 값을 형성하도록 구성되는, 정전용량형 근접 센서.
  6. 제 5 항에 있어서, 제 2 측정값을 형성하기 위한 상기 신호 처리 장치(A)는, 제 1 전기 파라미터와 제 2 전기 파라미터의 합이 임피던스 컨버터의 비반전 입력(not inverting entry)에 공급될 수 있는, 임피던스 컨버터로서 형성된 제 2 증폭 회로(A2)를 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 전기 교류 신호가 공급될 수 있는 필드 방해 전극을 더 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 부하 요소를 포함하는, 제 3 증폭 회로(A3)를 더 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 송신기에 연결된 제 2 부하 요소를 더 포함하고, 여기에서 제 2 부하 요소의 출력 신호는 신호 처리 장치(A)에 공급될 수 있는, 정전용량형 근접 센서.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 부하 요소를 포함하는, 제 4 증폭 회로(A4)를 더 포함하는, 정전용량형 근접 센서.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 센서 전극들 및 상기 제 2 부하 요소의 출력은 상기 제 1 증폭 회로(A1)가 그 출력들에서 센서 전극들에서 탭된 신호들과 상기 제 2 부하 요소의 출력 신호 사이에 차이를 제공하도록 상기 제 1 증폭 회로(A1)의 입력에 연결되는, 정전용량형 근접 센서.
  12. 제 11 항에 있어서,
    - 상기 제 1 센서 전극(E1)이 제 3 증폭 회로(A3)의 반전 출력과 연결되고,
    - 상기 제 2 센서 전극(E2)이 상기 제 3 증폭 회로(A3)의 비반전 출력과 연결되며,
    - 제 1 전기 교류 신호가 상기 제 3 증폭 회로(A3) 및 상기 제 4 증폭 회로(A4)의 반전 입력들에 공급될 수 있고,
    - 제 2 전기 교류 신호가 상기 제 3 증폭 회로(A3) 및 상기 제 4 증폭 회로(A4)의 비반전 입력들에 공급될 수 있으며,
    - 상기 제 1 센서 전극(E1)에서 탭된 전기 신호와 상기 제 4 증폭 회로(A4)의 비반전 출력의 신호로부터 형성된, 제 1 복합 신호는 상기 제 1 증폭 회로(A1)의 반전 입력에 공급될 수 있고, 및
    - 상기 제 2 센서 전극(E2)에서 탭된 전기 신호와 상기 제 4 증폭 회로(A4)의 반전 출력의 신호로부터 형성된, 제 2 복합 신호는 상기 제 1 증폭 회로(A1)의 비반전 입력에 공급될 수 있는, 정전용량형 근접 센서.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 4 증폭 회로(A4)의 증폭이 조정 가능한, 정전용량형 근접 센서.
  14. - 제 1 센서 전극(E1)에 제 1 전기 교류 신호가 공급되며, 제 2 센서 전극(E2)에 제 2 전기 교류 신호가 공급되고, 여기에서 상기 전기 교류 신호들이 제 1 부하 요소에 의해 센서 전극에 공급되고,
    - 상기 제 1 센서 전극(E1)에서 탭된 제 1 전기 파라미터의 푸쉬-풀 부분, 및 상기 제 2 센서 전극에서 탭된 제 2 전기 파라미터의 푸쉬-풀 부분으로부터 제 1 측정 값이 형성되고, 여기에서, 제 1 측정 값은 물체의 센서 전극으로의 접근을 나타내는, 물체의 접근 검출을 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전기 교류 신호는 제 1 전기 교류 신호가 제 2 전기 교류 신호와 같은 진폭을 갖고, 상기 전기 교류 신호들이 서로에 대해 180°위상차가 나도록 선택되는, 물체의 접근 검출을 위한 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 제 1 전기 파라미터와 제 2 전기 파라미터의 공통 모드 부분으로부터, 제 2 측정 값이 형성되는, 물체의 접근 검출을 위한 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항으로부터, 제 2 부하 요소에는 제 1 전기 교류 신호 및 제 2 전기 교류 신호가 공급되고, 여기에서, 제 1 부하 요소 및 제 2 부하 요소의 출력들이 제 1 증폭 회로(A1)는 그의 출력에서 제 1 부하 요소의 출력 신호와 제 2 부하 요소의 출력 신호 사이의 차이를 제공하도록 제 1 증폭 회로(A1)의 입력과 연결되는, 물체의 접근 검출을 위한 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 정전용량형 근접 센서를 갖는, 핸드헬드 장치, 특히 전기 핸드헬드 장치.
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