KR20140052962A - 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조 및 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스 - Google Patents

정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조 및 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)을 포함하는 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조를 제공하고, 여기서 송신 전극(TE)은 수신 전극(RE)과 정전용량적으로 커플링될 수 있고, 여기서 전극 구조는 적어도 하나의 제1 센서 영역 및 적어도 하나의 제2 센서 영역을 포함하고, 여기서 제1 센서 영역에서 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들은 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들과 비교하여 작다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 전극 구조를 포함하는 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스를 제공한다. 또한, 본 발명은 전기 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 정전용량성 센서 디바이스를 포함하는 휴대용 전기 디바이스를 제공한다.

Description

정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조 및 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스{AN ELECTRODE CONFIGURATION FOR A CAPACITIVE SENSOR DEVICE AND A CAPACITIVE SENSOR DEVICE FOR THE DETECTION OF AN APPROXIMATION}
본 발명은 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조(configuration) 및 접근(approximation) 검출, 특히 정전용량성 센서 디바이스의 전극 구조에의 오브젝트의 접근 검출을 위한 본 발명에 따른 전극 구조를 구비한 정전용량성 센서 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전기 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 정전용량성 센서 디바이스를 포함하는 휴대용 전기(hand-held) 디바이스에 관한 것이다.
정전용량성 접근 센서들의 경우, 센서 구역(zone)으로의 오브젝트의 접근이 교류 전계들을 발생시키고 이를 측정함으로써 실질적으로 접촉없이 측정된다. 전기 디바이스, 특히 휴대용 전기 디바이스의 스위칭(switching) 기능들과 같은 기능들은 측정 신호로부터 유도될 수 있다.
센서 구역으로의 접근을 검출하는 선행 기술에서 알려진 측정 원리는 2개의 센서 전극들을 구비한 정전용량성 접근 센서를 사용한다. 정전용량성 접근 센서의 센서 전극들은 정전용량적으로(capacitively) 커플링될 수 있고, 즉, 교류 전계가 센서 전극에서 방사되고, 오브젝트가 센서 전극들로 접근한 경우에, 방사된 전계가 접근하는 오브젝트를 통해 다른 센서 전극들로 커플링된다. 이런 방식으로, 정전용량성 경로가 송신기와 수신기 사이에 생성된다. 일반적으로, 상기 방법은 송신 방법으로 알려져 있다. 2개의 전극들은 센서 구역을 형성한다.
예를 들어, 휴대용 전기 디바이스에 복수의 센서 구역들이 제공될 필요가 있고, 여기서 각각의 센서 구역은 오브젝트가 센서 구역에 접근한 경우에, 각각 다른 기능 또는 기능성을 갖는다. 선행 기술에서 알려진 센서 디바이스들은 앞서 언급된 송신 방법에 따라 작동되고, 각각의 센서 구역용으로 2개의 전극들을 필요로 한다. 이는 n개의 센서 구역들이, 2배의 센서 전극들을 필요로 하는 것을 의미한다.
선행 기술에서 알려진 송신 방법은, 2개의 센서 전극들을 필요로 하는 각각의 센서 구역이 분리되거나 또는 멀티플렉싱된 송신 및 수신 경로에 더하여, 상기 송신 및 수신 경로에 요구되는 전기 회로를 필요로 하며, 이 전기 회로는 복수의 센서 구역들을 모니터링 하는데 사용되는 정전용량성 센서 디바이스의 전력 소모에 특히 영향을 주기 때문에 단점이 드러난다. 또한, 개별적인 송신 측정은 선행 기술에서 알려진 송신 방법과 관련되는 한, 각각의 센서 구역으로의 접근을 검출하기 위해서, 각각의 센서 구역마다 수행되어야 한다.
본 발명은 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조 및 접근을 검출하는 대응 전극 구조를 구비하고, 선행 기술에서 알려진 문제점들을 적어도 부분적으로 회피하고, 회로 복잡도(complexity) 또는 회로 비용을 감소시키고 특히 복수의 센서 구역들이 제공될 때 오브젝트의 접근을 검출하는 전극들에서 전력 소모 및 비용을 감소시킬 수 있는 정전용량성 센서 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상술한 목적은 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조 및 특히, 본 발명에 따른 전극 구조를 포함하는 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스에 의해 독립 청구항들에 따라 달성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태 및 추가 개선들은 종속 청구항들에 개시된다. 또한, 본 발명은 전기 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 전극 구조를 구비한 적어도 하나의 정전용량성 센서 디바이스를 포함하는 휴대용 전기 디바이스를 제공한다.
본 발명은 송신 전극 및 수신 전극을 포함하는 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조를 제공하고, 여기서 송신 전극은 수신 전극과 정전용량적으로 커플링될 수 있고, 여기서 전극 구조는 적어도 하나의 제1 센서 영역(area) 및 적어도 하나의 제2 센서 영역을 포함하고, 여기서 제1 센서 영역에서 송신 전극 및 수신 전극의 전극 표면들 모두는 제2 센서 영역에서 송신 전극 및 수신 전극의 전극 표면들과 비교하여 작다.
다수의 센서 영역들을 제공하는 센서 전극들의 수는 공지의 센서 해결책(solution)과 비교하여 상당히 감소될 수 있는 이점이 있다. 또한, 이에 의해 필요한 라인들의 수도 상당히 감소될 수 있다. 두 경우 모두 제조 비용을 상당히 낮춘다. 그밖에, 다수의 센서 영역들을 제공하는 것은 적은 공간을 요구하고, 특히 소형 전기 디바이스들(예, 휴대폰)의 경우에 바람직하다. 또한, 측정(measuring)들의 수가 감소될 수 있기 때문에 전력 및 에너지 소모가 상당히 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 전극 구조는, 특히 2개의 센서 영역들의 어느 쪽으로 향해 접근하는지 또는 접촉이 일어났는지를 하나의 단일 측정을 통해 검출할 수 있다.
이는 제1 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극 간의 거리가, 제1 센서 영역에서 전극 구조가 높은 정전용량성 기본 커플링(capacitive basic coupling)을 보여주도록 선택될 때와, 제2 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극 간의 거리가, 제2 센서 영역에서 전극 구조가 제1 센서 영역에서의 정전용량성 기본 커플링보다 낮은 정전용량성 기본 커플링을 보여주도록 선택될 때 바람직하다.
송신 전극과 수신 전극은 제1 센서 영역에서 빗살형(comb-shaped) 방식으로 각각 구성되는 것이 바람직할 수 있을 보여주었고, 여기서 송신 전극은 송신 전극의 빗살(comb teeth)이 수신 전극의 빗살 사이에 실질적으로 배치되도록 수신 전극에 대하여 상대적으로 배치된다.
전극 구조는 바람직하게는 제2 센서 영역에 송신 전극과 수신 전극의 사이에 실질적으로 배치되는 차폐 전극(shielding electrode)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 전극 구조, 특히 본 발명에 따른 전극 구조를 포함하는 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스를 제공하고, 여기서
- 전극 구조는,
- 교류 전계가 방출될 수 있는 송신 전극, 및
- 교류 전계가 커플링될 수 있고 전기 신호가 태핑될 수 있는 수신 전극을 포함하고,
- 전극 구조는 적어도 하나의 제1 센서 영역 및 적어도 하나의 제2 센서 영역을 포함하고, 그리고
- 송신 전극 및 수신 전극은,
- 제1 센서 영역으로의 오브젝트의 접근이 레벨을 감소시키고,
- 제2 센서 영역으로의 오브젝트의 접근이 수신 전극에서 태핑될 수 있는 전기 신호의 레벨을 증가시키도록 구성되고 서로에 대해 상대적으로 배치될 수 있다.
- 제1 센서 영역에서 교류 전계의 제1 섹션(section) 및
- 제2 센서 영역에서 교류 전계의 제2 섹션은 송신 전극과 수신 전극 사이에 형성될 때 바람직하다.
제1 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극간의 거리는 제1 센서 영역에서 전극 구조가 높은 정전용량성 기본 커플링을 보여주도록 선택될 수 있다.
제2 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극간의 거리는 제2 센서 영역에서 전극 구조가 제1 센서 영역에서 정전용량성 기본 커플링보다 낮은 정전용량성 기본 커플링을 실질적으로 보여주도록 선택될 수 있다.
송신 전극 및 수신 전극은 실질적으로 평면(평평한) 표면을 가지면서 구성될 수 있고, 여기서 제1 센서 영역에서 송신 전극 및 수신 전극의 전극 표면들 모두는 제2 센서 영역에서 송신 전극 및 수신 전극의 전극 표면들과 비교하여 작다.
제1 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극간의 거리는 제2 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극간의 거리와 비교하여 작을 수 있다.
송신 전극 및 수신 전극은 제1 센서 영역에서 빗살형 방식으로 각각 구성될 수 있고, 여기서, 송신 전극의 빗살은 수신 전극의 빗살 사이에 배치되고, 여기서 송신 전극 및 수신 전극은 제2 센서 영역에서 장방형(rectangular) 방식으로 구성되고, 빗의 뒤쪽(the backs of the comb)은 각각의 전극에 대해 실질적으로 직각으로 각각 배치된다.
송신 전극 및 수신 전극은 각각 큰 영역 및 작은 영역을 포함할 수 있고, 여기서 작은 영역은 실질적으로 큰 영역에서 (도 11에 도시된 바와 같이) 경계 연장부(marginal extension)처럼 구성된다. 큰 영역은 실질적으로 장방형상일 수 있다. 작은 영역은 실질적으로 스트립 형상(strip-shape)일 수 있다. 큰 영역과 작은 영역은, 실질적으로 거울이 전극들의 배치를 반사 축을 따라 반전시키는 경우에 작은 영역들 간의 거리가 큰 영역들 간의 거리보다 작은 방식으로 서로에 대해 배치된다.
차폐 전극은 송신 전극과 수신 전극 사이에 배치될 수 있고, 여기서 제1 교류 전기 신호는 송신 전극에 인가될 수 있고 제2 교류 전기 신호는 차폐 전극에 인가될 수 있으며, 여기서 제1 교류 전기 신호는 제2 교류 전기 신호에 대하여 180°의 위상차(phase difference)를 갖는다.
차폐 전극은 제2 센서 영역에서 송신 전극과 수신 전극 사이에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은 전기 디바이스, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 정전용량성 센서 디바이스를 포함하는 휴대용 전기 디바이스를 제공한다.
전기 디바이스 또는 휴대용 전기 디바이스는 스마트폰, 모바일 무선 유닛, 컴퓨터 마우스, 디바이스용 리모콘, 디지털 카메라, 게임 컨트롤러, 개인 휴대 단말기(PDA), 타블렛 PC, 보청기, 딕터폰(dictaphone), 미디어 플레이어 또는 그밖에 유사한 것들 일 수 있다.
본 발명의 더욱 상세한 사항들 및 특징들은, 이하의 설명과 관련된 도면들로부터 얻을 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 송신 방법을 설명하기 위한 회로 구성의 개략도 및 대응하는 등가 회로도(equivalent circuit)이다.
도 1b는 본 발명에 따른 감소 방법을 설명하기 위한 회로 구성의 개략도 및 대응하는 등가 회로도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 송신 방법을 사용하는 2개의 센서 전극들의 예를 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 감소 방법을 사용하는 2개의 센서 전극들의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 2개의 전극들의 기하학적 전극 구조(electrode geometry)의 예로 2개의 센서 구역을 구현하는 것을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 구조의 제1 센서 구역으로의 오브젝트의 접근과 제2 센서 구역으로의 오브젝트의 접근 사이의 차이를 설명하기 위해, 시간에 걸쳐 수신 전극에서 태핑된 전기 신호의 신호 진폭의 경로를 도시한다.
도 5는 추가로 차폐 전극을 구비한 도 3에 도시된 전극 구조 또는 기하학적 전극 구조를 도시한다.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 하나 이상의 전극 구조(들)을 사용한 각각 다른 휴대용 전기 디바이스들의 예를 도시하고, 여기서 각각의 전극 구조는 2개의 센서 영역들 또는 센서 구역들을 제공한다.
도 7은 휴대용 전기 디바이스에서 본 발명에 따른 전극 구조 또는 본 발명에 따른 센서 디바이스를 사용한 예를 도시하고, 여기서 본 발명에 따른 하나의 단일 전극 구조만이 왼손/오른손 검출을 할 수 있다.
도 8a는 소위 슬라이더(slider)를 구현하기 위해 본 발명에 따른 복수의 전극 구조들을 사용한 예를 도시한다.
도 8b는 소위 제어 노브(control knob)를 구현하기 위해 본 발명에 따른 2개의 전극 구조를 사용한 예를 도시한다.
도 9a는 특히, 소위 슬라이더를 구현하기 위해 본 발명에 따른 전극 구조의 대안의 실시형태를 도시한다.
도 9b는 특히, 소위 제어 노브를 구현하기 위해 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 대안의 실시형태를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 전극 구조의 대안의 실시형태를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 대안의 실시형태를 도시한다.
도 12는 4개의 센서 영역들 또는 센서 구역들을 구현하기 위해 3개의 전극들을 구비한 전극 구조를 도시한다.
도 13은 8개의 센서 영역들 또는 센서 구역들을 구현하기 위해 5개의 전극들을 구비한 전극 구조를 도시한다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 정전용량성 센서 디바이스 또는 전극 구조에 사용되는 송신 방법 또는 감소 방법을 설명하기 위한 회로 구성의 개략도, 및 대응하는 등가 회로도를 각각 도시한다.
도 1a에 따른 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)을 구비한 회로 구성에서, 신호 생성기(signal generator)에 의해 제공되는 교류 전기 신호는 송신 전극(TE)에 인가된다. 교류 전계는 송신 전극(TE)에서 방출된다. 센서 전극들(TE, RE)로의 손(H)과 같은 접근의 경우, 송신 전극(TE)에서 방출된 교류 전계는 손을 통해 수신 전극(RE)으로 커플링되어, 송신기(T)와 수신기(R) 사이에 정전용량성 경로가 생성된다. 센서 전극들로의 손(H)의 접근의 경우, 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호가 변하고, 여기서 태핑된 전기 신호의 변화는 센서 전극들로의 손(H)의 접근을 나타낸다. 도 1a에 도시된 등가 회로도에서, 커패시티(capacity; CTH)는 송신 전극(TE)에서 손(H)까지의 커패시티를 나타내고, 커패시티(CHR)는 손(H)에서 수신 전극(RE)까지의 커패시티를 나타내며, 커패시티(CE)는 신체(body)의 접지 용량(ground capacity)를 나타낸다.
본 발명에 따른 송신 방법은 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)이 각각 큰 전극 표면을 포함하고, 한편으로, 송신 전극과 수신 전극 간에 낮은 정전용량성 기본 커플링 및 다른 한편으로, 센서 전극들로 접근하는 신체와 센서 전극들의 전극 표면들 간에 양호한 정전용량성 커플링을 용이하게 보장하면서 서로에 대한 거리를 가질 때, 바람직하다.
센서 전극들로의 손 접근의 경우, 송신 전극(TE)에서 손(H)까지의 또는 손(H)에서 수신 전극(RE)까지의 커패시티들(CTH 및 CHR)이 증가한다. 또한, 센서 전극들로의 손(H)의 접근은 송신기(T)와 수신기(R)간의 정전용량성 커플링 또는 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 정전용량성 커플링을 증가시킨다. 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 정전용량성 커플링의 변화로 인해, 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호의 신호 레벨도 변한다. 바람직하게는, 신호 레벨은 증가한다.
송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들 및/또는 상기 두 전극들 사이의 거리는, 손(H)이 전극들로 접근하지 않은 경우에 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호의 신호 레벨이 최소이고, 손이 접근 또는 완전히 접근된 경우에 태핑된 신호의 신호 변화가 최대가 되도록 바람직하게 선택된다.
송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 바람직한 구조 또는 실시형태가 도 2a를 참조하여 도시된다. 전극들(TE 및 RE)은 평면 표면을 갖고 구성되고 큰 전극 표면을 각각 포함한다. 또한, 전극들(TE 및 RE)은 서로에 대하여 큰 거리를 두고 배치된다. 전극들(TE 또는 RE)의 장방형상은 단지 예로서 역할을 한다. 전극들의 거리가 대응되는 경우에 가능한 한 낮은 정전용량성 기본 커플링이 있고, 손이 접근하는 경우에 수신 전극에서 태핑된 전기 신호의 가능한 한 높은 레벨 변화가 제공되는 경우 다른 전극 형상들 또는 전극 구조들이 가능하다.
도 1b는 본 발명에 따른 전극 구조으로 감소 방법을 설명하기 위해 회로 구성의 회로도 및 대응되는 등가 회로도를 도시한다.
송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간에 정전용량성 커플링을 생성하기 위해, 교류 전기 신호가 송신 전극(TE)에 인가된다. 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간에 비교적 높은 정전용량성 기본 커플링이 가능하도록, 작은 표면을 갖는 전극들을 선택하고 전극들 사이의 거리를 선택하는 감소 방법이 바람직하다. 이는 2개의 전극들 간의 작은 거리가 있음을 의미한다. 높은 기본 커플링으로 인해, 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호는 예를 들어, 손에 의한, 센서 전극들로의 접근이 없는 경우에도 특정 신호 레벨을 나타내고, 이 신호 레벨은 접근하는 손이 없는, 도 1a 또는 도 2b에 따른 전극 구조의 경우의 신호 레벨보다 높다.
상기 등가 회로도의 추가의 커패시티(CC)는 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간의 정전용량성 기본 커플링을 나타낸다. 손(H)이 센서 전극들로 접근할 때, 전극 표면들이 작고 손(H)이 송신된 신호를 신체 브리지(CE)를 통해 디바이스 접지로 방전시키기 때문에 비교적 낮은 정전용량성 커플링이 손(H)을 통해 생성된다(커패시티(CTH 및 CHR)).
그러나, 센서 전극들로의 손(H)의 접근이 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간의 존재하는 정전용량성 접지 커플링(CC)을 감소시키는 효과는 더욱 더 현저하다. 손(H)의 접근의 경우에 정전용량성 기본 커플링(CC)의 감소는 공간 및 그에 따라 유효한 커패시터 표면이 접근의 경우에 감소되는 것의 결과이다. 그러나, 접근하는 손은 센서 전극들 사이에 신체 브리지를 생성하고, 신체 브리지는 앞서 언급된 정전용량성 기본 커플링의 감소를 부분적으로 보상한다. 그러나, 전극들의 구조 및 전극들의 서로에 대한 거리는 디바이스 접지로의 신체 브리지를 단축시키기 위해 사람과 디바이스 접지 간의 낮은 커플링이 이미 충분하도록 선택될 수 있다.
사람과 디바이스 접지 간의 몇몇의 커패시티(pF)는 이를 위해 충분하다. 디바이스 접지로의 신체 브리지의 단축으로 인해, 감소는 센서 전극들로 손이 접근하는 경우에 더 강해진다.
이는 전극으로 접근하는 손이 없는 경우에 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호가 조절가능한 기본(basic) 레벨을 갖는 것을 의미하고, 상기 레벨은 손이 접근하는 경우에 감소된다. 기본 레벨은 예를 들어, 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간의 정전용량성 기본 커플링의 변화에 의해 변할 수 있고, 이는 각각 다른 기하학적 전극 구조들 또는 전극들 사이의 각각 다른 거리에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 감소 방법에 적합한 전극 설계 또는 전극 구조가 도 2b를 참조하여 도시된다. 전극들은 작은 전극 표면들을 각각 포함한다. 또한, 전극들 사이에는 짧은 거리가 존재한다. 전극들의 작은 표면은 앞서 언급된 신체 브리지의 효과를 감소시키는 반면, 짧은 거리는 센서 전극들 간의 정전용량성 기본 커플링을 증가시킨다. 이러한 전극 표면 또는 전극 거리의 선택은, 사람과 디바이스 접지 간의 낮은 커플링을 갖는 전기 디바이스들에서 접촉 또는 접근 센서들의 경우에 바람직하다. 전극들의 거리는 (디바이스 하우징과 같은) 전극들 위에 배치된 비전도성 층들을 고려하여 전극 표면으로 손이 접근하는 경우 최대로 변하도록 최적화될 수 있다.
각각의 전극 표면들 또는 전극 거리들은 도 1b를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 송신 방법뿐만 아니라 도 1b를 참조하여 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 감소 방법의 필요에 따라 다음을 얻기 위해서 조정될 수 있다;
- 송신 방법에서 손이 접근하는 경우 가능한 한 낮은 정전용량성 기본 커플링 및 가능한 한 높은 레벨 변화 및
- 감소 방법에서 손이 접근하는 경우 가능한 한 양호한 정전용량성 기본 커플링 및 가능한 한 높은 레벨 변화.
도 3은 2개의 전극을 구비한 본 발명에 따른 전극 구조를 도시하고, 이는 송신 방법뿐만 아니라 감소 방법을 구현하거나 또는 실행하는데 사용될 수 있다.
전극 구조는 송신 전극(TE)으로서 사용되는 하나의 제1 센서 전극 및 수신 전극으로서 사용되는 하나의 제2 센서 전극을 포함한다.
송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)은 빗살형 방식으로 구성되고 송신 전극(TE)의 빗살이 수신 전극(RE)의 빗살 사이에 배치되도록 서로에 대해 배치된다. 빗살을 포함하는 영역은 제1 센서 영역을 나타내고, 빗 손잡이를 포함하는 영역은 제2 센서 영역을 나타낸다.
수신 전극(RE)으로 커플링될 수 있는 교류 전계를 방출하도록 교류 전기 신호가 송신 전극(TE)에 인가된다. 교류 전계의 제1 섹션(FR)은 (빗살 영역에 있는) 제1 센서 영역에 형성되고 교류 전계의 제2 섹션(FT)은 (빗 손잡이 영역에 있는) 제2 센서 영역에 형성된다.
(빗살 영역에 있는) 제1 센서 영역에서 전극 표면들이 각각 작고, 제1 센서 영역에서 전극들 사이의 거리 또한 작아서, 앞서 언급된 감소 효과가 제1 센서 영역 또는 교류 전계의 제1 섹션(FR)을 포함하는 영역에서 얻어지는 것이 중요하다. 이는 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호가 감소되거나 또는 도 3에 도시된 전극 구조의 제1 센서 영역으로의 손 또는 손가락이 접근할 때 신호 레벨이 감소되는 것을 의미한다.
또한, (빗 손잡이 영역에 있는) 제2 센서 영역에서 전극 표면들이 크고, 전극들 사이의 거리 또한, 도 1a를 참조하여 설명된 조건들이 달성될 수 있도록 크게 선택되는 것은 중요하다. 제2 센서 영역으로 손가락 또는 손이 접근할 때, 송신 효과가 달성되어 수신 전극에서 태핑된 전기 신호의 신호 레벨이 앞서 개시된 송신 방법에 따라 증가된다.
이런 방식으로, 단지 2개의 센서 전극들(송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE))을 포함하고, 2개의 센서 구역들의 구현할 수 있는 전극 구조가 제공되는 반면, 선행 기술에서 알려진 해결책은 적어도 4개의 전극들(센서 구역당 2개의 전극들)을 필요로 한다. 또한, 본 발명에 따른 전극 구조는 신호 생성기 및 수신 경로만 필요하며, 회로 복잡도 및 회로 비용에 긍정적인 영향을 준다. 하나의 단일 측정만이 제1 센서 영역을 향해 접근하는지 또는 제2 센서 영역을 향해 접근하는지를 결정하는데 필요하다. 또한, 2개의 전극들을 구비한 본 발명에 따른 정전용량성 센서 디바이스의 전력 소모는 2개의 센서 구역들에서 적어도 4개의 전극들이 필요한 정전용량성 센서 디바이스와 비교하여 상당히 감소될 수 있다.
작은 영역(U)에서, 송신 및 감소는 “상기 영역(U)에서의 접근”과 “센서 전극들로의 접근이 없는 것”사이에 명확한 구별이 없도록 서로가 실질적으로 상쇄된다. 그러나 기하학적 전극 구조들의 적절한 실시형태는 상기 영역(U)을 최소화하는 것을 도울 수 있다.
또한, 2개의 센서 전극들 쪽으로 동시에 실질적으로 일정한 접근의 경우에, 때때로 “상기 영역(U)에서의 접근”과 “센서 전극들로의 접근이 없는 것”사이에 명확한 구별이 없다. 이 거동은 또한 전극들의 적절한 실시형태 또는 전극들의 서로에 대한 거리의 적절한 선택에 의해 최소화되거나 회피할 수 있다.
도 4는 도 3에 따른 전극 구조의 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호의 가능한 신호 경로를 도시한다.
(도 1b를 참조한 설명과 비교하여) 제1 센서 영역에서 존재하는 정전용량성 기본 커플링으로 인해 전극들로의 접근이 없이 태핑된 신호에서 특정 레벨이 얻어진다. 상기 레벨 또는 기본 레벨은 제1 센서 영역에서 기하학적 전극 구조를 조절하거나 또는 제1 센서 영역에서 전극들의 서로에 대한 거리를 조정함으로써 설정될 수 있다.
제1 센서 영역 또는 제2 센서 영역으로의 접근을 확실하고(securely) 신뢰성 있게 검출하기 위해서 임계값들을 정의하는 것이 바람직하다. 제1 임계값은 송신에 대한 결정 임계치(decision threshold)를 나타내고 제2 임계값은 감소에 대한 결정 임계치를 나타낸다.
손이 제1 센서 영역(FR)으로 접근할 때, 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호의 신호 레벨은 도 1b를 참조하여 설명된 바와 같이 떨어진다. 신호 레벨이 감소의 결정 임계치 아래로 떨어질 때, 제1 센서 영역으로의 접근이 검출된다. 제2 센서 영역(FT)으로 손 또는 손가락이 접근할 때, 수신 전극(RE)에서 태핑된 전기 신호의 레벨이 증가한다. 신호 레벨이 송신의 결정 임계치를 초과할 때, 제2 센서 영역으로의 접근이 검출된다. 두 센서 영역들(FT, FR)이 동시에 겹칠(overlapped) 때 예를 들어, 두 손가락에 의해 또는 상기 영역(U)으로 손가락이 접근할 때, 송신과 감소는 서로에 대하여 실질적으로 상쇄되어, 제1 센서 영역으로의 접근과 제2 센서 영역으로의 접근이 검출되지 않는다.
특히, 신호 편차가 감소와 송신 사이에서 최대화되도록 기하학적 전극 구조들 또는 전극 거리들을 선택하는 것이 바람직하다. 이런 방식으로, 두 결정 임계치들 사이의 거리 또한 최대화될 수 있고, 이는 잘못된(erroneous) 검출 또는 불완전 활성화(faulty activation)의 위험을 감소시킨다. 또한, 변하는 (정전용량성) 환경 조건들에 대한 동적 적응을 가능하게 하기 위해서 결정 임계치들의 조절 가능한 임계값들을 생성하는 것이 바람직하다.
그밖에, 송신을 위한 복수의 임계치들 및/또는 감소를 위한 복수의 임계치들을 제공하는 것이 바람직 할 수 있다. (감소 효과가 달성되는) 제1 센서 영역으로 손가락이 접근하는 경우, 처음 값은 감소를 위한 제1 결정 임계치 아래로 떨어지고 추가의 접근이 있는 값은 감소를 위한 제2 결정 임계치 아래로 떨어진다. 또한, 이는 제2 센서 영역에 적용된다.
도 3을 참조하여 도시된 바와 같이, 제안된 전극 구조들은 센서에 의해 제어되는 애플리케이션(application)으로 인해 센서 영역들 모두로의 동시에 접근하지 않는 애플리케이션들에 특히 적합하다(예를 들어, 음량 제어부의 경우, 제1 센서 영역으로의 접근이 사운드 음량을 감소시키고 제2 센서 영역으로의 접근이 사운드 음량을 증가시킴).
본 발명에 따른 전극 구조 또는 정전용량성 센서 디바이스는 특히 애플리케이션들에 적합하고, 여기서 센서 영역들 모두 또는 교류 전계의 섹션들 모두로의 접근은 동시에 검출되거나 또는 분석되지 않아야 한다.
전기 디바이스들의 접지 기준 변화의 경우, 이는 또한 측정 신호 전류의 사람을 통한 디바이스 접지로의 방전이 상당한 송신 효과가 더 이상 검출되지 않을 수 있게 높지 않은 것이 보장되어야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 실시형태를 도시한다. 제3 전극(SE)은 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)에 더하여 제공된다. 전극(SE)은 제2 센서 영역의 영역에서 송신 전극과 수신 전극 사이에 배치되고 차폐 전극으로서 역할을 한다. 실시형태에 따르면, 교류 전기 신호가 차폐 전극(SE)에 인가되고, 이는 송신 전극(TE)에 인가되는 교류 전기 신호에 관하여 180°의 위상차를 갖는다. 따라서, 송신 전극과 수신 전극간에 존재하는 정전 용량성 커플링이 감소될 수 있다. 이는 예를 들어 송신 전극과 수신 전극간의 제1 센서 영역에 매우 높은 기본 커플링이 존재하고 상기 커플링이 바로잡아져야 할 때, 의미가 있다. 이런 방식으로, 제1 센서 영역에서 기하학적 전극 구조 또는 전극 거리들을 바꾸지 않고 수신 전극에서 태핑된 전기 신호의 기본 레벨을 단순히 조절하거나 또는 설정하는 것이 가능하다.
또한, 제1 센서 영역의 영역에 차폐 전극(SE)을 배치하는 것이 가능하다.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 전극 구조 또는 정전용량성 센서 디바이스의 가능한 사용예들을 도시한다.
도 6a는 제1 전극 구조(10) 및 제2 전극 구조(20)을 포함하는 컴퓨터 마우스를 도시한다. 도 3을 참조하여 도시된 바와 같이, 소위 스크롤 휠은 실질적으로 2개의 전극들을 포함하는 제1 전극 구조(10)에서 구현된다. 달리는, 슬라이더가 스크롤 휠 대신에 구현될 수 있다. 또한, 2개의 전극들을 포함하는 제2 전극 구조(20)에, 왼쪽 마우스 버튼과 오른쪽 마우스 버튼이 구현되고, 여기서 왼쪽 마우스 버튼은 제1 센서 영역에 의해 형성되고 오른쪽 마우스 버튼은 제2 센서 영역에 의해 형성된다. 도 6a에 도시된 제1 전극 구조의 경우, 신호 분석은, 송신을 위한 결정 임계치가 초과되고 감소를 위한 결정 임계치 아래로 떨어지는 순서로 인해, 손가락이 전극 구조 위로 이동되는 방향을 검출하는 것을 돕는다.
도 6b는 본 발명에 따른 전극 구조(30)을 측 벽에 포함하는 미디어 플레이어를 도시한다. 전극 구조(30)은 예를 들어, 음량 제어부로서 역할을 할 수 있다. 음량 제어부는 슬라이더로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 영역으로의 접근의 검출은 사운드 음량을 증가시킬 수 있고 제2 센서 영역으로의 접근의 검출은 사운드 음량을 감소시킬 수 있다.
도 6c는 전극 구조(40)에 의해 실행되고, 하우징 벽에 배치된 소위 줌 토글을 포함하는 사용예로서 디지털 카메라를 도시한다. 이는 전극 구조가 단지 2개의 센서 전극들만 포함하고 있음에도, 제1 센서 영역으로의 접근과 제2 센서 영역으로의 접근간의 구별이 가능하다.
도 7은 도 3에 도시된 바와 같이, 리모콘의 세로 축에 수직의 하우징의 위쪽에 배치된 전극 구조를 포함하는 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 사용예로서 리모콘을 도시한다. 전극 구조는 하우징의 한쪽에서 하우징의 다른쪽에 이른다. 왼손으로 리모콘을 작동하기 위한 정전용량성 커플링 조건들이 오른손으로 리모콘을 작동하기 위한 정전용량성 커플링 조건들과 다르기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전극 구조의 배치에 의해, 왼손의 리모콘의 작동과 오른손의 리모콘의 작동 사이가 구별될 수 있다. 리모콘을 파지하는 손에 따라, 송신 또는 감소는 수신 전극에서 태핑된 전기 신호에 더 영향을 준다. 또한, 전극 구조는 전극들이 왼쪽과 오른쪽간의 개선된 구별을 할 수 있는 리모콘의 하우징의 두 측벽들로 적어도 부분적으로 이를 수 있도록 구성될 수 있다.
도 8a는 소위 슬라이더를 구현하기 위한 본 발명에 따른 복수의 전극 구조들의 가능한 어플리케이션 또는 구성을 도시한다. 각각의 전극 구조는 센서 구역(Z1 내지 Z3)을 형성하고, 여기서 각각의 센서 구역(Z1 내지 Z3)은 본 발명에 따른 전극 구조으로 인해 2개의 센서 영역들을 포함한다. 대체로, 6개의 센서 영역들이 본 발명에 따른 3개의 전극 구조들에 의해 구현될 수 있고, 여기서 단지 6개의 센서 전극들이 필요하다. 레벨 증가 또는 레벨 감소의 시간 순서(chronological sequence)로 인해, 3개의 전극 구조에 걸친 손가락의 이동 방향(D)이 결정될 수 있다.
또한, 6개의 센서 영역들을 갖는 슬라이더의 구현이 4개의 센서 전극들에 의해 본 발명에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 3개의 상부 전극들은 이들 3개의 전극들이 실질적으로 하나의 단일 전극을 형성하도록 갈바닉 전기에 의해(galvanically; 직류적으로) 커플링될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극은 송신 전극으로서 작동될 수 있다. 예를 들어, 3개의 하부 전극들은 수신 전극으로서 작동될 수 있고 각각 대응 수신 경로의 부분일 수 있다. 수신 전극들은 멀티플렉서(multiplexer)를 통해 정전용량성 센서의 분석 유닛에 커플링될 수 있다.
대안으로서, 수신 전극들은 또한 실질적으로 하나의 단일 수신 전극이 있도록 갈바닉 전기에 의해 커플링될 수 있다. 교류 전기 신호는 시-분할 멀티플렉싱(time-division multiplexing)으로 3개의 송신 전극들 각각에 인가될 수 있다.
도 8b는 소위 제어 노브(controll knob)가 구현될 수 있는 것과 같은 방식으로 서로에 대하여 배치된, 본 발명에 따른 2개의 전극 구조의 애플리케이션을 도시한다. 또한 전극 구조는 대체로 4개의 센서 영역들이 2개의 전극 구조에 의해 형성되도록 제1 센서 영역 및 제2 센서 영역을 포함한다. 각각의 전극 구조의 수신 전극에서 레벨 증가 또는 레벨 감소의 시간 순서로 인해, 이동 방향(D)을 결정하는 것이 가능하다. 4개의 센서 영역들을 구현할 수 있는 전극 구조의 대안의 실시형태가 도 12를 참조하여 도시된다.
앞서 나타난 전극 구조들의 애플리케이션들 또는 실시형태들은 접촉이 임계값을 초과하거나 또는 임계값 아래로 떨어질 때 검출되는 것을 가정한다. 슬라이더들 또는 제어 노브들의 대안의 구현이 도 9a 및 9b에 도시된다.
도 9a는 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)을 구비한 본 발명에 따른 전극 구조만을 사용하는 슬라이더의 대안의 구현을 도시한다. 그러나, 교류 전계의 섹션들(FR 및 FT)은 서로에 대하여 공간적으로 분리되지 않고 병합된다. 전극 표면은 제2 센서 영역의 바깥 가장자리(도 9a에서 우측 가장자리)로부터 제1 센서 영역의 바깥 가장자리(도 9에서 좌측 가장자리) 쪽으로 계속적으로 가늘어지고, 그 결과 수신 전극에서 태핑된 전기 신호의 신호 레벨은 또한 손가락이 오른쪽에서 왼쪽으로 전극 구조를 걸쳐 움직일 때, 계속해서 감소한다.
영역(U)에서, 송신 효과와 감소 효과는 균형을 이루어 상기 영역에서 “손가락 적용된”과 “손가락이 적용되지 않은” 것 사이의 구별이 가능하지 않다. 그러나, 적절한 전극들의 구성 또는 전극 거리들은 상기 영역(U)을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 원리에 따라, 도 9a에 도시된 전극 구조의 전극들은 또한 최종적으로 하나의 송신 효과만이 전제 영역에 걸쳐서 측정될 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나 우측 및 좌측에서 신호 편차들 간의 최대 변화는 도 9a에 도시된 바와 같이 전극 들을 구성함으로써 달성될 수 있다.
도 9b는 제어 노브를 구현하기 위해 2개의 전극들을 구비한 전극 구조의 대안의 실시형태를 도시한다. 이 원리는 도 9a에 도시된 전극 구조에 실질적으로 대응한다.
도 10은 복수의 제1 센서 영역들 및 복수의 제2 센서 영역들을 포함하는 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 실시형태를 도시한다. 도 10에 도시된 실시형태에 있어서, 접근을 검출하는, 감소를 위한 복수의 결정 임계치들 및 송신을 위한 복수의 결정 임계치들이 제공되는 것이 바람직하다(비교, 도 4). 손가락이 (감소 효과가 달성되는) 제1 센서 영역으로 접근할 때, 상기 값은 감소를 위한 제1 결정 임계치 아래로 떨어진다. 또한, 두 번째 손가락이 또 하나의 제1 센서 영역으로 접근할 때, 감소 효과가 증가하고 그 결과 상기 값은 또한 감소를 위한 제2 결정 임계치 아래로 떨어진다. 또한, 세 번째 손가락이 또 하나의 제1 센서 영역으로 접근할 때, 감소 효과는 더 증가하고 상기 값은 또한 감소를 위한 제3 결정 임계치 아래로 떨어진다. 마찬가지로 손가락(들)의 제2 센서 영역(들)으로의 접근에 적용되고, 여기서 송신 효과는 손가락의 수가 증가함에 따라 증가된다.
예를 들어, 소위 안전 스위치는 휴대폰의 키 락(key lock)을 언락하는데 사용될 수 있는, 도 10에 도시된 실시형태에 의해 구현될 수 있다.
예를 들어, 이는 사용자가 처음에 2개의 제1 센서 영역들 위에 두 손가락을 놓고 이어서 두 손가락을 2개의 제2 센서 영역들 쪽으로 이동시키는 것이 의도될 수 있다. 이 이동 과정은 처음에 값이 송신을 위한 제2 결정 임계치를 초과하기 전에 감소를 위한 제2 결정 임계치 아래로 떨어지게 한다.
또한, 사용자가 처음에 세 손가락을 3개의 제1 센서 영역들 위에 놓고 이어서 세 손가락을 3개의 제2 센서 영역들 쪽으로 동시에 이동시키는 것이 의도될 수 있다. 이처럼, 감소와 송신간의 신호 레벨의 거리는 최대화 될 수 있고 더 신뢰성 있는 검출을 할 수 있다.
이 방식으로 구현된 안전 스위치는, 예를 들어, 안전 스위치에 인접한 오브젝트에 의한 것과 같이 휴대폰의 키 락의 의도하지 않은 언락을 효과적으로 회피할 수 있는 이점을 갖는데, 이는 한편으로는 복수의 제1 센서 영역들이 활성화되어야 하고, 다른 한편으로 안전 스위치에서 단지 예견된 이동(하나의 센서 영역에서 다른 센서 영역으로의 손가락의 이동)만이 키 락을 언락에 이르게 하기 때문이다.
도 11은 제1 센서 영역 및 제2 센서 영역을 포함하는 본 발명에 따른 전극 구조의 추가 실시형태를 도시한다. 제1 센서 영역은 전극들의 2개의 작은 섹션들에 의해 형성된다(도 11, 좌측). 제2 센서 영역은 전극들의 2개의 큰 섹션들에 의해 실질적으로 형성된다(도 11, 우측). 앞서 언급된 감소 효과는 또한 좌측 영역으로의 접근을 검출하는데 사용되고, 앞서 언급된 송신 효과는 또한 제2 센서 영역으로의 접근을 검출하는데 사용된다.
이 실시형태에서, 제1 센서 영역에서의 2개의 전극들 사이에 (도 5를 참조하여 도시된) 차폐 전극(SE)을 배치하는 것이 특히 간단하다.
도 12는 단지 3개의 전극들에 의해 및 앞서 언급된 송신 효과 및 감소 효과를 사용함으로써 4개의 센서 영역들을 정의하거나 또는 구현하는 본 발명에 따른 전극 구조의 또 하나의 추가 실시형태를 도시한다. 이 실시형태는 회로 복잡도가 더 추가로 감소될 수 있도록 4개의 전극들 대신에 단지 3개의 전극들에 의해 도 8b에 도시된 제어 노브를 구현할 수 있다. 이는 2개의 수신 전극들(RE1, RE2)이 수신 전극들에서 태핑된 전기 신호들이 접근 또는 접촉이 일어나는 센서 영역을 결정하는 것이 가능하게 하도록 하나의 공통(common) 송신 전극(TE)에 할당되는 이점을 갖는다.
도 13은 도 12에 도시된 전극 구조의 추가 개선을 도시하고, 여기서 4개의 수신 전극들(RE1, RE2, RE3, RE4)은 8개의 센서 영역들이 단지 5개의 전극들에 의해 구현될 수 있도록 하나의 공통 송신 전극(TE)에 할당된다. 8개의 센서 영역들 중 하나로의 접근의 검출은 각각의 센서 영역에서 송신 및 감소 효과들을 각각 사용하여 수행된다.

Claims (14)

  1. 정전용량성 센서 디바이스용 전극 구조로서, 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)을 포함하고, 송신 전극(TE)은 수신 전극(RE)과 정전용량적으로 커플링될 수 있고, 상기 전극 구조는 적어도 하나의 제1 센서 영역 및 적어도 하나의 제2 센서 영역을 포함하고, 상기 제1 센서 영역에서 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들은 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들과 비교하여 작은 것인 전극 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간의 거리가, 상기 제1 센서 영역에서 상기 전극 구조가 높은 정전용량성 기본 커플링을 보여주도록 선택되고, 상기 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 간의 거리가, 상기 제2 센서 영역에서 상기 전극 구조가 상기 제1 센서 영역에서의 정전용량성 기본 커플링보다 낮은 정전용량성 기본 커플링을 보여주도록, 선택되는 전극 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)은 상기 제1 센서 영역에서 빗살형 방식으로 각각 구성되고, 송신 전극(TE)은 송신 전극(TE)의 빗살이 수신 전극(RE)의 빗살 사이에 실질적으로 배치되도록 수신 전극(RE)에 대하여 상대적으로 배치되는 전극 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 상기 제2 센서 영역에 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)의 사이에 실질적으로 배치되는 차폐 전극(SE)을 더 포함하는 전극 구조.
  5. 접근 검출용 정전용량성 센서 디바이스로서, 특히, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전극 구조를 포함하고,
    - 상기 전극 구조는
    - 교류 전계가 방출될 수 있는 송신 전극(TE), 및
    - 교류 전계가 커플링될 수 있고 전기 신호가 태핑될 수 있는 수신 전극(RE)을 포함하고,
    - 상기 전극 구조는 적어도 하나의 제1 센서 영역 및 적어도 하나의 제2 센서 영역을 포함하고,
    - 상기 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)은,
    - 상기 제1 센서 영역으로의 오브젝트의 접근이 레벨을 감소시키고,
    - 상기 제2 센서 영역으로의 오브젝트의 접근이 수신 전극(RE)에서 태핑될 수 있는 전기 신호의 레벨을 증가시키도록 구성되고 서로에 대해 상대적으로 배치될 수 있는 센서 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    - 상기 제1 센서 영역에서 상기 교류 전계의 제1 섹션(FR) 및
    - 상기 제2 센서 영역에서 상기 교류 전계의 제2 섹션(FT)이 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 사이에 형성될 수 있는 센서 디바이스.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 1 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 거리는 상기 제1 센서 영역에서 상기 전극 구조가 높은 정전용량성 기본 커플링을 보여주도록 선택되는 센서 디바이스.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 거리는 상기 제2 센서 영역에서의 상기 전극 구조가 상기 제1 센서 영역에서 정전용량성 기본 커플링보다 낮은 정전용량성 기본 커플링을 실질적으로 보여주도록 선택되는 센서 디바이스.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)은 실질적으로 평면 표면을 갖고 구성되고, 여기서 상기 제1 센서 영역에서의 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들은 상기 제2 센서 영역에서의 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)의 전극 표면들과 비교하여 작은 센서 디바이스.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 거리가 상기 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE)간의 거리와 비교하여 짧은 센서 디바이스.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)은 상기 제1 센서 영역에서 빗살형 방식으로 각각 구성되고, 여기서, 송신 전극(TE)의 빗살은 수신 전극(RE)의 빗살 사이에 배치되고, 그리고, 여기서 송신 전극(TE) 및 수신 전극(RE)은 상기 제2 센서 영역에서 장방형 방식으로 구성되고, 빗의 뒤쪽은 각각의 전극(TE, RE)에 대해 실질적으로 직각으로 각각 배치되는 센서 디바이스.
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 차폐 전극(SE)은 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 사이에 배치될 수 있고, 여기서 제1 교류 전기 신호는 송신 전극(TE)에 인가될 수 있고 제2 교류 전기 신호는 차폐 전극(SE)에 인가될 수 있으며, 여기서 상기 제1 교류 전기 신호는 상기 제2 교류 전기 신호에 대하여 180°의 위상차를 갖는 센서 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 차폐 전극(SE)은 상기 제2 센서 영역에서 송신 전극(TE)과 수신 전극(RE) 사이에 배치되는 센서 디바이스.
  14. 전기 디바이스, 특히 휴대용 전기 디바이스로서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 정전용량성 센서 디바이스를 포함하는 전기 디바이스.
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