KR20140053134A - 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법 및 평가 장치 - Google Patents

용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법 및 평가 장치 Download PDF

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KR20140053134A
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마이크로칩 테크놀로지 저머니 Ⅱ 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

용량성 커플링에 이를 수 있는 적어도 하나의 송신 전극(SE) 및 적어도 하나의 수신 전극(EE) 또는 적어도 하나의 센서 전극을 포함하고, 상기 적어도 하나의 수신 전극에서 상기 적어도 하나의 송신 전극과 상기 적어도 하나의 수신 전극 사이의 커플링 커패시턴스(C2)의 시간적 추이 및 상기 센서 전극의 용량성 부하의 시간적 추이를 나타내는 측정 신호가 탭되고(tapped), 상기 측정 신호로부터 기준 신호가 형성되고, 상기 기준 신호가 적어도 하나의 검출 기준에 부합하는 경우, 적어도 하나의 검출 신호가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따른 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치와 평가 장치를 포함하는 전기 휴대 장치가 제공되는데, 평가 장치는 용량성 접촉 센서의 적어도 하나의 송신 전극 및 적어도 하나의 수신 전극 또는 적어도 하나의 센서 전극에 커플링될 수 있으며, 이것은 본 발명에 따른 평가 방법을 수행하기에 적합하다.

Description

용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법 및 평가 장치{Evaluation Method and Evaluation Device for a Capacitive Contact Sensor}
본 발명은 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 평가 방법을 수행하도록 만들어진 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 평가 장치를 포함하는 전기 휴대 장치가 본 발명에 의해 제공된다.
손에 의한 전기 휴대 장치와의 접촉 및 파지 각각을 검출하기 위해 휴대 장치 특히, 셀 폰에 배치될 수 있는 용량성 접촉 센서들이 종래 기술로 알려져 있다. 전기 휴대 장치와의 접촉 및 파지 각각이 검출되면, 상기 전기 휴대 장치는 예를 들어, 슬립 모드로부터 동작 모드로 전이될 수 있다. 동작 모드로 변화된 후에 전기 휴대 장치의 파지가 검출되는 경우에는, 상기 전기 휴대 장치에서 더 많은 다른 기능들이 활성화될 수 있다. 예를 들어, 손에 의한 셀 폰의 파지의 검출은 일단 셀 폰이 손에 의해 파지되면 착호에 응답하는데 사용될 수 있다.
그러나 실제로는 휴대 장치의 파지가 발생하면, 상기 휴대 장치의 파지에 할당된 기능만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 셀 폰으로 호출이 들어오는 동안에 셀폰이 이미 손으로 파지되어 있을 때에는 손으로 셀 폰을 파지함으로 인해 셀 폰으로 들어오는 호출에 응답할 수 없다. 전기 휴대 장치를 손으로 파지하고 있는 경우는 상기 전기 휴대 장치의 추가 동작은 용량성 기반으로 더 이상 검출될 수 없다. 전기 휴대 장치의 추가 기능들 예를 들어, 호출에 대한 응답은 단지 통상의 방식 예를 들어 기계적인 키를 작동시킴으로써 활성화될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 전기 휴대 장치를 이미 손으로 파지하고 있는 경우들에도 용량성 기반으로 예를 들어 전기 휴대 장치에서의 동작 입력을 검출할 수 있는 해결방법들을 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 독립항들에 기재된 본 발명에 따른 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법 및 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치뿐만 아니라 평가 장치를 포함하는 전기 휴대 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 각각의 종속 청구범위들에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 용량성 커플링에 이를 수 있는 적어도 하나의 송신 전극 및 적어도 하나의 수신 전극을 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법으로서,
- 상기 적어도 하나의 수신 전극에서 상기 적어도 하나의 송신 전극과 상기 적어도 하나의 수신 전극 사이의 커플링 커패시턴스의 시간적 추이를 나타내는 측정 신호가 탭되고(tapped),
- 상기 측정 신호로부터 기준 신호가 형성되고, 그리고
- 상기 기준 신호가 적어도 하나의 검출 기준에 부합하는 경우, 적어도 하나의 검출 신호가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법이 제공된다.
적어도 하나의 센서 전극을 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법으로서,
- 상기 적어도 하나의 센서 전극에서 상기 센서 전극과 기준 그라운드 사이의 용량성 부하의 시간적 추이를 나타내는 측정 신호가 탭되고,
- 상기 측정 신호로부터 기준 신호가 형성되고, 그리고
- 상기 기준 신호가 적어도 하나의 검출 기준에 부합하는 경우, 적어도 하나의 검출 신호가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법이 제공된다.
이하에서는 전술한 두 가지 평가 방법들의 바람직한 실시예들이 특정된다.
상기 측정 신호는 저역 필터링될 수 있으며, 여기서 상기 측정 신호의 저역 필터링에 이어서 상기 측정 신호과 상기 저역 필터링된 측정 신호의 차이 신호가 형성되고, 상기 차이 신호가 기준 신호를 나타낸다.
상기 기준 신호의 생성은 상기 측정 신호의 미분과 상기 측정 신호의 고역 필터링 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 검출 기준은 상부 임계 값 및/또는 하부 임계 값을 포함할 수 있다.
상기 검출 기준은 상부 한계 값 및/또는 하부 한계 값을 포함할 수 있다. 상기 상부 한계 값은 상부 임계 값 보다 위에 있고 또한 상기 하부 한계 값은 하부 임계 값 보다 아래에 있는 것이 바람직하다.
상기 기준 신호가 상기 하부 임계 값 보다 아래일 때 제1 검출 신호가 생성될 수 있다.
상기 기준 신호가 상기 상부 임계 값 보다 위 일때 제2 검출 신호가 생성될 수 있다.
상기 기준 신호가 상기 하부 임계 값 보다 아래 및 상기 하부 한계 값 보다 위 일때 제1 검출 신호가 생성될 수 있다.
상기 기준 신호가 상기 상부 임계 값 보다 위 및 상기 상부 한계 값 보다 아래일 때 제2 검출 신호가 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호는 디지털 신호들이고, 여기서 상기 검출 신호들이 적어도 하나의 정보 기준에 부합하는 경우, 정보 신호가 생성된다.
상기 정보 기준은 예를 들어
- 상기 제1 검출 신호의 2개의 펄스들의 상승 에지들 사이 또는
- 상기 제2 검출 신호의 2개의 펄스들의 상승 에지들 사이 또는
- 상기 제1 검출 신호의 펄스의 상승 에지와 상기 제2 검출 신호의 상승 에지의 사이의 시간 간격이
- 소정 값을 초과하거나 또는 그 이하가 되는 경우
- 상기 제1 검출 신호 펄스의 펄스 구간 또는 상기 제2 검출 신호 펄스의 펄스 구간이 소정 값을 초과하거나 또는 그 이하가 되는 경우,
- 소정의 시간 간격 내에서 제1 검출 신호 또는 제2 검출 신호 또는 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호가 소정의 펄스 수를 포함하는 경우 및/또는
- 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호의 연속 펄스들이 소정의 패턴을 갖는 경우이다.
상기 커플링 커패시턴스는 전달 방식 또는 흡수 방식(absorption method)을 이용하여 측정될 수 있다. 상기 용량성 부하는 로딩 방식을 이용하여 측정될 수 있다.
상기 측정 신호의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 아래에 있는 경우, 상기 측정 신호는 소정의 제1 샘플링 비율을 이용하여 샘플링될 수 있다. 또한 상기 측정 신호의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 위에 있는 경우, 상기 측정 신호는 소정의 제2 샘플링 비율을 이용하여 샘플링될 수 있다.
상기 제1 샘플링 비율은 상기 제2 샘플링 비율보다 낮은 것이 바람직하다.
상기 측정 신호의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 아래에 있는 경우, 상기 측정 신호는 소정의 제1 증폭기를 이용하여 증폭될 수 있다. 상기 측정 신호의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 위에 있는 경우, 상기 측정 신호는 소정의 제2 증폭을 이용하여 증폭될 수 있고, 여기서 상기 제2 증폭기는 상기 측정 신호가 상기 용량성 접촉 센서의 동작 범위 이내에 있도록 선택된다.
상기 수신 전극에서 또는 상기 센서 전극에서 적어도 하나의 제2 측정 신호가 탭될 수 있고, 여기서 상기 기준 신호의 형성 이전에 상기 측정 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 측정 신호가 서로 합성되고, 또한 상기 기준 신호는 상기 합성된 측정 신호로부터 형성된다.
상기 측정 신호들(측정 신호 및 제2 측정 신호)은 합성 이전에 전처리 과정을 거칠 수 있다.
또한, 상기 용량성 접촉 센서의 적어도 하나의 송신 전극 및 적어도 하나의 수신 전극 또는 적어도 하나의 센서 전극에 커플링될 수 있으며 본 발명에 따른 평가 방법을 수행하기에 적합한 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치가 제공된다.
또한, 평가 장치에 커플링되는 적어도 하나의 송신 전극 및 적어도 하나의 수신 전극 또는 적어도 하나의 센서 전극이 배치되는 전기 휴대 장치가 제공되며, 여기서 상기 평가 장치는 본 발명에 따른 평가 방법을 수행하기에 적합하다.
상기 전기 휴대 장치는 이동 무선 유닛, 원격 제어기, 게임 콘솔들용 입력 수단, 휴대용 미니 컴퓨터들, 스마트폰, 컴퓨터 마우스 및 컴퓨터용 입력 수단 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전기 휴대 장치는 변형가능한 방식으로 설계될 수 있고, 여기서 상기 전기 휴대 장치의 변형으로 인해 상기 적어도 하나의 송신 전극과 상기 적어도 하나의 수신 전극 사이의 용량성 커플링에 변화가 생길 수 있다.
본 발명에 의하면 전기 휴대 장치를 이미 손으로 파지하고 있는 경우들에 있어서도 용량성 기반으로 예를 들어 전기 휴대 장치에서의 동작 입력을 검출할 수 있는 해결방법들을 제공할 수 있다.
도 1은 손으로 파지한 전기 휴대 장치를 도시한다.
도 2a는 전달 방식 및/또는 흡수 방식에 따라 동작되는 본 발명에 따른 용량성 센서의 동작 모드를 설명하기 위한 등가 회로도를 도시한다.
도 2b는 로딩 방식에 따라 동작되는 본 발명에 따른 용량성 센서의 동작 모드를 설명하기 위한 등가 회로도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 용량성 센서 장치의 수신 전극에서 탭되는 측정 신호의 진폭의 시간적 추이를 도시하는데, 여기서 손으로 전기 휴대 장치를 스퀴징함으로 인한 및/또는 상기 휴대 장치로부터 손가락을 일시적으로 들어올림으로 인한 용량성 센서의 커패시턴스 변화를 볼 수 있다.
도 4는 전기 휴대 장치의 스퀴징 및/또는 상기 휴대 장치로부터의 손가락의 일시적 들어올림을 나타내는 다수의 피크들을 볼 수 있는 용량성 센서의 수신 전극에서 탭되는 신호를 도시한다.
도 5a는 용량성 센서의 수신 전극 및 센서 전극에서 각각 탭되는, 2개의 임계 값들을 포함하는 측정 신호의 미분 신호(기준 신호)뿐만 아니라 상기 미분 신호로부터 유도되는 2개의 디지털 신호들(검출 신호들)을 도시한다.
도 5b는 2개의 임계 값들을 포함하고, 상기 용량성 센서의 상기 수신 전극 및 상기 센서 전극에서 각각 탭되는 고역 필터링된 신호(기준 신호) 뿐만 아니라 상기 고역 필터링된 신호로부터 유도된 2개의 디지털 신호들(검출 신호들)을 도시한다.
도 6a는 용량성 센서의 수신 전극 및 센서 전극에서 각각 탭되는 측정 신호의 저역 필터링된 신호를 도시한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 신호들의 차이로부터 형성되는 기준 신호를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 평가 방법에 따른 정보 신호를 생성하기 위한 본 발명에 따른 신호 처리의 일례를 도시한다.
본 발명의 또 다른 구성들 및 특징들은 도면을 참조로 한 이하의 설명으로부터 도출된다.
도 1은 손으로 파지한 전기 휴대 장치 예를 들어 셀 폰(G)을 도시한다. 상기 셀 폰은 휴대 장치(G)의 파지를 검출할 수 있는 용량성 접촉 센서를 포함한다. 상기 용량성 접촉 센서는 적어도 하나의 수신 전극(EE) 및 적어도 하나의 송신 전극(SE)을 포함한다. 도 1에 도시한 셀 폰에서, 송신 전극(SE)은 좌측 즉 상기 셀 폰(G)의 좌측벽에 배치된다. 수신 전극(EE)은 우측 즉 상기 셀 폰(G)의 우측벽에 배치되고, 또한 여기에서 도시한 바와 같이 손의 손가락들로 덮여진다.
일단 셀 폰(G)을 손으로 파지하면, 송신 전극(SE)과 수신 전극(EE) 사이에서 용량성 커플링이 발생한다. 또한, 상기 파지의 결과 전극들(SE 및 EE) 사이에 존재하는 미약한 용량성 커플링이 증폭될 수 있거나(전달 방식 도 2e 참조) 또는 미약해질 수 있다(흡수 방식 도 2a 참조). 상기 송신 전극(SE)에 교류 신호가 로딩되면 교류 전계가 방사되어 셀 폰(G)의 파지 동안에는 손을 통해 수신 전극(EE)에 커플링한다. 상기 송신 전극(SE)에서 방사되어 손을 통해 상기 수신 전극(EE)에 커플링되는 교류 전계의 부분은 수신 전극(EE) 내에서 전류의 변화를 일으키고 이 전류의 변화는 평가 장치에 의해 검출될 수 있다.
송신 전극(SE) 및 수신 전극(EE)은 또한 이들 전극들을 손으로 파지를 하지 않고서도 용량성 커플링에 이를 수 있도록 전기 휴대 장치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 휴대 장치는 휴대 장치를 손으로 강하게 스퀴징하면 일시적인 변형이 유도될 수 있도록 변형가능한 방식으로 설계될 수 있다. 변형가능한 휴대 장치에 있어서, 일시적인 변형이 2개의 전극들(SE 및 EE) 사이에서 거리의 변화를 가져올 수 있도록 송신 전극(SE) 및 수신 전극(EE)은 상기 휴대 장치 위에 배치되는 것이 바람직하다. 2개의 전극들(SE 및 EE) 사이에서 용량성 커플링의 변화는 거리의 변화와 더불어 생기는데 결국은 수신 전극(EE) 내에서 전류의 변화를 야기하며 이 전류 변화는 평가 장치에 의해 검출될 수 있다.
또한, 전극들(SE 및 EE)은 휴대 장치(G)에서 위와 같이 배치되거나 또는 휴대 장치(G)에서 서로 상대적으로 배치되어 휴대 장치를 손으로 파지하고 있는 경우에 휴대 장치의 표면에 대한 손가락의 움직임이 2개의 전극들(SE 및 EE) 사이에서 용량성 커플링의 변화를 초래하고 이 변화는 결국은 본 발명에 따른 평가 장치에 의해 검출될 수 있다.
상기 용량성 접촉 센서는 또한 단 하나 또는 몇 개의 센서 전극들(SE/EE)(도 1에 도시않음)을 포함할 수 있다. 센서 전극(SE/EE)은 좌측에 즉, 셀 폰(G)의 좌측벽에 또는 우측에 즉 셀 폰(G)의 우측벽에 배치될 수 있다. 그러나 센서 전극(SE/EE)은 또한 셀 폰(G)의 전면 또는 배면에 배치될 수 있다.
센서 전극(SE/EE)이 적어도 부분적으로 손으로 덮여지도록 셀 폰(G)을 파지함으로써, 센서 전극(SE/EE)과 기준 그라운드 사이의 용량성 부하(로딩 방식, 도 2b 참조)가 변화한다. 이 변화는 평가 장치에 의해 검출될 수 있다.
단 하나의 센서 전극(SE/EE)에 의해 실질적으로 휴대 장치의 표면에 대한 손가락의 움짐임이 검출될 수 있다. 실질적으로 전기 휴대 장치의 2개의 반대측 벽들에 배치되는 적어도 2개의 센서 전극들(SE/EE)에 의해 또한 휴대 장치의 파지가 신뢰성 있게 검출될 수 있다.
이러한 방식으로 제1 시간 동안, 휴대 장치를 이미 손으로 파지하고 있는 경우에도 바람직한 방식으로 용량성 기반으로 휴대 장치의 동작을 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 방식으로 특히 이는 이하에서 상세하게 기술하는 본 발명에 따른 평가 방법에 의해 가능하게 된다.
도 2a는 손으로 파지되고 전달 방식 및 흡수 방식에 따라 각각 동작하는 휴대 장치에 있어서 본 발명에 따른 용량성 센서의 등가 회로도이다. 손으로 휴대 장치(G)를 파지하고 있는 동안, 송신 전극(SE)과 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링이 변하는데 이는 여기서 송신 전극(SE)과 손 사이의 커플링 커패시턴스(C1) 및 손과 수신 전극(EE) 사이의 커플링 커패시턴스(C2)로 제시된다. 송신 전극과 수신 전극(EE) 사이의 커플링 커패시턴스(C1, C2)의 변화는 수신 전극(EE)의 전류의 변화로서 각각 측정 및 검출될 수 있다. 용량성 센서의 특정 그라운딩 조건에 따라서 접근 및 파지가 각각 전극들(SE 및 EE) 사이의 감소(흡수) 또는 증가(전달)로 이어진다.
수신 전극(EE)과 송신 전극(SE) 각각은 평가 장치(A)에 커플링된다. 한편으로 교류 전계가 송신 전극(SE)으로부터 방사되고, 이 교류 전계가 손을 통해 수신 전극 내로 커플링될 수 있도록 송신 전극(SE)에 교류 전기 신호를 로딩하기 위해 평가 장치(A)가 제공된다. 다른 한편으로 또한 수신 전극(EE)에서 탭되는 전기 신호(측정 신호)를 분석 즉 수신 전극(EE) 내의 전류의 일시적인 변화를 검출해서 평가하도록 평가 장치(A)가 제공된다.
손으로 파지된 상기 전기 휴대 장치가 강하게 스퀴징(squeezing)되면, 커플링 커패시턴스(C1, C2)가 변화하여 결국은 수신 전극(EE) 내의 전류의 레벨에 영향을 준다. 손이 휴대 장치를 파지하고 있는 동안 휴대 장치를 손으로 빠르게 스퀴징하면(휴대 장치의 기하학적 구조가 아주 조금이라도 변하도록 및/또는 전극들과 손 사이의 용량성 커플링이 변하도록 손으로 휴대 장치를 신속하게 스퀴징함) 그 결과 수신 전극(EE) 내의 전류가 점차적으로 상승되며, 이 전류는 본 발명에 따른 방법을 이용하여 각각 검출되거나 평가될 수 있다. 또한, 휴대 장치의 표면에 대하여 휴대 장치(G)를 파지하는 손의 손가락의 움직임(바람직하게 휴대 장치를 향하는 접근 및 휴대 장치로부터의 제거 각각)도 변하는데, 바람직하게는 수신 전극(EE) 내의 전류가 점진적으로 상승 및 감소하게 된다.
커플링 커패시턴스(C1, C2)의 일시적인 변화는 예를 들어 휴대 장치에 대한 손가락의 거리의 변화(또한, 휴대 장치를 손으로 파지한 경우) 및/또는 전극들과 예를 들어 유저의 손과의 사이의 동적인 커플링 표면의 유효한 변화(휴대 장치를 보통보다 강하게 스퀴징 한 경우 또한 유효 커플링 표면이 증가됨)에 의해 발생될 수 있다.
실제적으로, 커플링 커패시턴스(C1, C2)의 변화는 대략 다음의 상태들 사이에서(상태(A)과 상태(B) 사이)(이는 로딩 방식에 따른 센서 전극(SE/EE)에서의 용량성 부하의 변화시에도 참이다, 도 2b 참조) 변화한다.
- (A) 예를 들어, 장치가 테이블 상에 위치한다
(B) 장치를 손으로 파지한다
⇒ 이는 실질적으로 손과 장치 사이의 거리의 변화에 대응하고, 이하에서 또한 "그립(grip)"으로 나타낸다.
- (A) 장치가 손 위에 위치한다
(B) 장치를 손으로 파지한다
⇒ 이는 실질적으로 손과 장치 사이의 거리의 변화에 대응한다
- (A) 장치를 저 악력으로 파지한다
(B) 장치를 고 악력으로 파지한다
⇒ 이는 실질적으로 손가락들 및 손바닥의 접촉 표면들의 표면에서의 변화에 각각 대응하고, 이하에서서 "스퀴징(squeeze)"으로서 나타낸다.
- (A) 장치를 손으로 파지하고 있는데, 엄지 손가락 및/또는 손가락은 장치의 표면상에 놓인다
(B) 장치를 손으로 파지하고 있는데, 엄지 손가락 및/또는 한 손가락 또는 몇 손가락들은 장치의 표면에 놓여지지 않으며, 즉, 엄지 손가락 및/또는 한 손가락 또는 몇 손가락들은 장치의 표면으로부터 의도적으로 들어올려지고(제거되고) 및/또는 바람직하게는 다시 신속하게 장치의 표면 위에 놓여진다
⇒ 이는 실질적으로 표면에서의 변화 및/또는 거리에서의 변화에 대응하고, 이하에서 "탭 온 그립(tap on grip)"으로 나타낸다.
엄지 손가락 및 손가락들의 시작 위치(놓인 위치) 각각에 대하여
- 장치의 표면 위에 놓여진 엄지 손가락/손가락들 사이에서 상기 시작 위치가 미분될 수 있으며,
- 장치의 표면 위에 놓여지지 않은 엄지 손가락/손가락들 사이에서 상기 시작 위치가 미분될 수 있다.
상기 휴대 장치의 유저는 상기 설명된 상태들 사이에서 의도적으로 스위치할 수 있으며 이러한 방식은 커플링 커패시턴스(C1, C2)의 일시적인 변화를 생성할 수 있다.
도 2b는 손으로 파지되고, 로딩 방식에 따라 동작하는 휴대 장치에 있어서 본 발명에 따른 용량성 센서의 등가회로도이다.
로딩 방식에서의 용량선 센서의 동작 동안 송신 전극뿐만 아니라 수신 전극을 나타내는 단 하나의 센서 전극(SE/EE)이 필요하다. 또한 로딩 전극으로서 표시되는 센서 전극(SE/EE)에 교류 신호가 공급되면 교류 전계가 센서 전극(SE/EE)로부터 방사되는데, 여기서 상기 센서 전극(SE/EE)의 용량성 부하는 상기 평가 장치에 의해 각각 검출되어 분석된다.
로딩 방식에서 실질적으로 용량성 센서의 센서 전극과 기준 그라운드 사이의용량성 부하가 접근 및 파지 각각을 검출하는데 사용된다. 용량성 부하는 센서 전극(SE/EE)으로부터 기준 그라운드로 미치는 유효 전계 강도가 전기적으로 전도성인 손의 접근으로 증가되어 센서 전극(SE/EE)과 기준 그라운드 사이의 커패시턴스(C1, C3)가 증가하는 것을 의미한다. 따라서 용량성 부하는 센서 전극(SE/EE)으로부터 기준 그라운드로 미치는 유효 전계 강도에 대한 측정치 및 센서 전극(SE/EE)과 그라운드 사이의 커패시턴스(C1, C3)에 대한 측정치 각각이다.
또한, 몇 개의 센서 전극들(SE/EE) 및 부하 전극들이 휴대 장치에 배치될 수 있는데, 각 센서 전극(SE/EE)에 대해 용량성 부하가 검출될 수 있다. 이와 같이 간단한 방식으로 또한 손에 의한 휴대 장치의 파지가 검출될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 센서 전극(SE/EE)은 좌측벽에 배치될 수 있으며, 제2 센서 전극(SE/EE)는 우측벽에 배치될 수 있다.
수신 전극(EE) 및 센서 전극(SE/EE)에서의 전류의 변화에 대한 검출 및 평가 각각은 각기 도 2a에 따른 센서 장치를 기초로 도 3 내지 도 7을 참조로 하여 이하에서서 보다 상세하게 기술될 것이다. 평가 및 평가 방법은 각각, 도 2b에 도시된 로딩 방식에도 각각의 방식으로 사용될 수 있다.
도 3은 여기에서 디지털 형식으로 도시되는 수신 전극(EE)에서 탭되는 측정 신호(S1)의 진폭의 시간적 추이를 도시한다. 측정 신호(S1)는 처음에 전기 휴대 장치를 손으로 파지한 사실을 나타내는 레벨을 갖는다.
전기 휴대 장치를 손으로 파지하지 않을 경우에, 수신 전극(EE)에서 탭되는 아날로그 신호는 제1 샘플링 비율을 이용하여 디지털화될 수 있다. 예를 들어, 아날로그 신호는 약 10Hz의 제1 샘플링 비율을 이용하여 각기 샘플링되고 디지털화 될 수 있다. 휴대 장치의 파지를 신뢰성 있게 검출하는 것은 많은 경우에 낮은 샘플링 비율로 충분하다. 상기 아날로그 신호가 소정의 신호 레벨 이하로 유지되는 한은 낮은 제1 샘플링 비율이 유지될 수 있으며, 여기서 소정의 신호 레벨 이하로의 하강은 전술한 바와 같이 휴대 장치를 스퀴징하거나 또는 손가락의 제거 및 접근 각각에 의해 일어나지 않는다.
전기 휴대 장치를 손으로 파지한 이후, 측정 신호(S1)의 신호 레벨은 실질적으로 시간 t = 33에 이를 때까지 대략 일정값을 유지한다.
대략, 시간 t = 33와 시간 t= 34 사이 뿐만 아니라 시간 t = 34와 시간 t = 35 사이에서 휴대 장치를 신속하게 스퀴징하는 각 동작이 전기 휴대 장치의 유저에 의해 수행된다. 각 경우에 신속한 스퀴징으로 레벨의 단계적인 상승이 유발되고 이 레벨 상승은 측정 신호(S1)에서 뚜렷하게 볼 수 있다.
대략 시간 t = 36에서 그리고 시간 t = 37에서 상기 휴대 장치는 여전히 손 에 의해 파지되고 있지만, 휴대 장치의 표면에 놓여진 손가락 예를 들어, 엄지 손가락은 휴대 장치로부터 일시적으로 제거되는데 이는 상기 시간 각각의 경우에 측정 신호(S1)의 레벨의 단계적인 하강을 일으킨다. 시간 t = 39와 시간 t = 40 사이에서 짧은 간격으로 휴대 장치의 표면에 놓여진 손가락은 휴대장치로부터 일시적으로 제거되는데, 결국 측정 신호(S1) 레벨의 단계적인 하강을 일으킨다. 여기에서 도시된 레벨의 단계적인 하강들은 또한 몇 개의 손가락들의 접근/제거에 의해 영향을 받을 수 있다.
휴대 장치의 신속한 스퀴징 및 임의의 손가락의 신속한 제거/접근을 신뢰성 있게 검출하기 위해서는 손에 의한 휴대 장치의 파지를 검출한 이후 상기 파지의 검출을 위한 제1 샘플링 비율 보다 큰, 측정 신호 샘플링을 위한 제2 샘플링 비율을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제2 샘플링 비율은 약 20Hz 내지 50Hz일 수 있다. 특정 필요요건에 따라 상기 제2 샘플링 비율은 또한 50Hz이상이 될 수 있다.
휴대 장치의 파지를 해제한 후 제1 샘플링 비율이 다시 사용될 수 있다.
상기 제1 샘플링 비율이 신속한 스퀴징 및 손가락의 신속한 제거/접근을 각각을 검출하는데에도 이미 충분한 값을 가진 경우는 샘플링 비율이 변화하지 않을 수 있다.
도 4는 수신 전극에서 탭되는 측정 신호(S1)의 시간적인 추이를 도시한다. 휴대 장치의 파지에 이어서 유저는 장치(G)를 일시적으로 신속하게 스퀴징함으로서 몇 개의 입력을 수행한다. 각각의 경우에 스퀴징에 의한 신속한 입력들로 인해 측정 신호(S1) 레벨의 단계적 상승이 초래되는데, 이는 여기서 측정 신호(S1)의 피크들로서 확인될 수 있다. 또한 여기서는 시간 t = 1에서 레벨의 상승이 있는데 그러나 이는 휴대 장치(G)의 신속한 일시적 스퀴징이 아니라 장 시간 동안의 휴대 장치의 강한 스퀴징을 나타낸다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에서, 도 4에 도시한 신호의 추이 중에서 11번의 유저 입력들이 검출되도록 단지 휴대 장치의 신속한 그리고 일시적인 스퀴징은 입력으로서 검출될 것이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 각 경우에서의 측정 신호(S1)의 피크들은 또한 손가락의 일시적인 제거/접근에 의해 비롯될 수 있다.
수신 전극에서 탭되는 측정 신호(S1)는 첫째 디지털화 된 다음 주파수 분석 및 측정 신호 전처리를 각각 수행한다.
또한, 평가 이전에 측정 신호를 증폭하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 파지를 검출한 후에, 증폭된 측정 신호가 항상 평가 장치의 동작 범위 내에 있도록 측정 신호를 증폭하여 레벨의 단계적 상승 동안 측정 신호가 측정 신호의 클리핑을 초래하는 한계에 도달하지 않게 하는 것이 바람직할 수 있다. 파지 동안의 증폭은 또한 예를 들어, 다른 환경 조건들에 반응할 수 있도록 시간에 따라 동적으로 적응될 수 있다.
도 5a는 본 발명에 따라 용량성 센서의 수신 전극에서 탭되어진 도 3에 도시된 측정 신호(S1)의 미분 신호(기준 신호(SREF))를 도시한다. 측정 신호(S1)의 미분에 의해 상기 측정 신호의 변화 비율이 결정될 수 있다. 또한, 수신 전극(EE)에서 탭되는 측정 신호(S1)의 미분 및 도함수 각각에 의해 예를 들어 손가락의 느린 접근/제거에 의해 초래되는 레벨의 느린 변화들이 유저 입력으로서 인식되지 않게 된다. 또한, 장시간 동안의 전기 휴대 장치의 강한 스퀴징은 동작 입력으로서 다시 검출되지 않게 된다.
또한, 도 5a에는(뿐만 아니라 이하에서서 상세히 설명되는 도 5b 및 도 6b에서는) 상부 임계 값(UT) 및 하부 임계 값(LT)이 도시된다. 임계 값들(UT 및 LT) 초과 및 그 이하는 측정 신호(S1)의 레벨이 소정의 최소 속도에서 변화하고 있는 표시로서 해석될 수 있다.
또한, 하나의(디지털 즉, 2진) 검출 신호(S2.2 및 S2.1)는 상기 상부 스세숄드 값(UT) 및 상기 하부 임계 값(LT)에 할당된다. 기준 신호(SREF)가 상부 임계 값(UT)을 초과하면, 검출 신호(S2.2)의 레벨은 로직 HIGH로 설정된다. 상부 임계 값(UT)을 다시 하회되면, 그때 검출 신호(S2.2)의 레벨은 다시 로직 LOW로 설정된다. 유사한 방식으로 또한 검출 신호(S2.1)가 생성된다. 기준 신호(SREF)가 상기 하부 임계 값(LT)을 하회하면, 상기 검출 신호(S2.1)의 레벨은 로직 HIGH로 설정된다. 상기 하부 임계 값(LT)을 다시 초과하면, 그때 검출 신호(S2.1)의 레벨은 다시 로직 LOW로 설정된다. 물론, LOW와 HIGH의 상태들은 상호 변화될 수 있다. 도 5a와 관련하여 설명된 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)의 생성은 아날로그 방식으로 도 5b와 도 6b에 참조로 도시된 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)에 또한 적용된다.
검출 신호들(S2.1 및 S2.2)은 도 6b를 참조하여 상세히 기술되는 바와 같이 특정 장치 기능들을 활성화시키도록 각각 평가 및 사용될 수 있다.
측정 신호(S1)의 미분을 위한 대안으로서, 상기 기준 신호(SREF)는 또한 상기 측정 신호의 고역 필터링에 의해 생성될 수 있다.
도 5b는 본 발명에 따른 용량성 센서의 수신 전극에서 탭되어진 도 3에 도시된 측정 신호(S1)의 고역 필터링된 신호(기준 신호(SREF))를 도시한다. 바람직하게는, 1차수 고역 필터가 사용된다. 대부분의 경우에 기준 신호(SREF)는 미분에 의해 생성된 기준 신호(SREF)(도 5a 참조)와 동일하다. 유사하게, 여기에 상부 임계 값(UT) 및 하부 임계 값(UT)뿐만 아니라 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)를 도시한다. 상부 임계 값(UT) 및 하부 임계 값(LT) 뿐만 아니라 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)에 대하여 도 5a의 설명에 대한 기준이 만들어 진다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 측정 신호의 전처리를 위한 대안이 도 6a 및 도 6b와 관련하여 도시되는데, 도 6a 및 도 6b에는 제1 단계에서 도 3에 도시된 측정 신호(S1)의 저역 필터링이 수행되고 그리고 제2 단계에서 측정 신호(S1) 및 저역 필터링된 측정 신호로부터 기준 신호(SREF)가 생성된다.
도 6a는 본 발명에 따른 용량성 센서의 수신 전극(EE)에서 탭되어진 제1 단계에서 생성된 도 3에 도시된 측정 신호(S1)의 저역 필터링된 신호(STP)를 도시한다. 바람직하게는, 1차수 저역 필터가 사용되는데, 측정 신호의 상승 및 하강 에지에 다른 시상수들이 사용될 수 있다.
도 6b는 측정 신호(S1) 및 상기 저역 필터링된 측정 신호(STP)로부터 생성된기준 신호(SREF)를 도시한다. 이를 위해 측정 신호(S1)와 저역 필터링된 측정 신호(STP) 사이의 차이가 구해진다(즉, S1 - STP). 이 경우 측정 신호(S1)와 저역 필터링된 측정 신호(STP) 사이의 차이는 변화량에 대한 측정치이다.
도 5a 및 도 5b에서와 같이 여기에서는 검출 기준으로서 상부 임계 값(UT)과 하부 임계 값(LT)가 정의되는데, 그 상회 값과 하회 값이 각기 도 5a를 참조로 설명한 바와 같이 각각의 검출 신호(S2.1 및 S2.2)의 레벨의 각각의 변화를 생성한다.
또한, 상부 한계 값(UL) 및 하부 한계 값(LL)이 제공된다. 예를 들어, 한계 값들(UL 및 LL)은 상방 및 하방에서 초월(runway) 값들을 검출하는데 제공될 수 있으며, 또한 해당하는 경우에는 각각의 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)을 각각 생성하는 동안 이들 초월 값들을 필터링하여 제거하거나 또는 적어도 이들 초월 값들을 폐기 값으로서 무시하는데 제공될 수 있다. 상방 및/또는 하방에서의 초월 값들은 예를 들어 측정 에러들로서 발생할 수 있다. 이러한 방식으로 평가 방법의 강인성이 개선될 수 있다. 상부 및 하부 한계 값들은 또한 도 5a 및 도 5b를 참조로 도시된 방법들에 제공될 수 있다.
여기에 도시된 방법들에서 몇 개의 상부 임계 값들(UT), 몇 개의 하부 임계 값들(LT), 몇 개의 상부 한계 값들(UL) 및 몇 개의 하부 한계 값들(LL)이 제공될 수 있다. 이렇게 함으로써 예를 들어, 손가락의 느린 접근을 손가락의 신속한 접근과 구별할 수 있는데, 이는 예를 들어, 2 개의 상부 임계 값들의 적합한 선택에 의해 위의 두 경우에 느린 접근이 2개의 상부 임계값들 중 낮은 임계 값을 초과하지만, 그러나 2 개의 상부 임계 값들 중 높은 임계값을 초과하지 않기 때문이다.
또한, 도 6b에서는 기준 신호(SREF) 및 상기 검출 신호들(S2.1 및/또는 SS.2) 각각을 기초로 생성되는 정보 신호(S3)에 대한 일예가 도시된다. (디지털 및 2진 각각의) 디지털 정보 신호(S3)는 검출 신호들(S2.1 및/또는 S2.2)이 적어도 하나의 소정의 정보 기준과 부합하는 경우 생성 즉 로직 HIGH로 설정될 수 있다.
정보 기준에 대한 예들
a)
- 제1 검출 신호(S2.1)의 2개의 (연속적인) 펄스들의 상승 에지들 사이, 및/또는
- 제2 검출 신호(S2.2)의 2개의 (연속적인) 펄스들의 상승 에지들 사이 및/또는
- 상기 제1 검출 신호(S2.1)의 펄스의 상승 에지와 상기 제2 검출 신호(S2.2)의 펄스의 상승 에지 사이의 시간 간격이
소정의 값을 상회하거나 또는 하회한다.
b) 제1 검출 신호(S2.1)의 펄스의 펄스 구간 또는 제2 검출 신호(S2.2)의 펄스의 펄스 구간이 소정의 값을 상회하거나 또는 하회한다.
c) 소정의 시간 간격(△t1) 내에서 제1 검출 신호(S2.1) 또는 제2 검출 신호(S2.2) 또는 제1 검출 신호(S2.1) 및 제2 검출 신호(S2.2)가 소정의 펄스 수를 포함한다.
d) 제1 검출 신호(S2.1)와 제2 검출 신호(S2.2)의 시퀀스의 펄스들이 소정의 패턴을 포함한다.
정보 기준에 대한 상기 설명한 예들은 모두 나열된 것이 아니며 또한 연합될 수 있다.
도 6b에 도시한 예들에서, 소정의 시간 간격(△t1) 내에서 2 개의 상승 에지들이 제1 검출 신호(S2.1) 및 제2 검출 신호(S2.2)에서 각각 검출되는 경우 정보 신호(S3)가 생성된다.
검출 신호들(S2.1 및 S2.2)은 또한 있을 수 있는 에러들(측정 에러들 또는 동작 에러들)을 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 검출 신호(S2.1)에서 2개의 시간적으로 연속하는 펄스들은 제2 검출 신호(S2.2)의 어떤 펄스도 상기 2개의 펄스들 사이에서 검출되지 않는 경우 측정 에러를 암시한다.
위에서 열거한 임계 값들(UT 및 LT) 및 한계 값들(UL 및 LL)은 예를 들어 변화하는 주변 조건들에 반응하도록 시간에 따라 동적으로 적응될 수 있다. 임계 값들(UT 및 LT)은 또한 동작 입력으로서 각기 전기 휴대 장치(G)의 단지 소프트 또는 비교적 느린 스퀴징 뿐만 아니라 손가락의 비교적 느린 접근/제거를검출하지 않기 위한 목적으로 적응될 수 있다.
임계 값들은 결국은 유저의 개인적인 필요요건에 적응될 수 있도록 임계 값들(UT 및 LT)은 또한 유저로부터 요청된 "테스트 동작 입력"을 기초로 조정될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 평가 방법에 의한 정보 신호를 생성하기 위한 본 발명에 따른 신호 처리의 일례를 도시한다.
제1 단계에서, 전기 신호가 전극(수신 전극(EE) 또는 센서 전극(SE/EE))에서 탭되어 아날로그 디지털 변환기에 공급되며, 이 디지털 변환기는 다음의 처리를 위한 디지털 측정 신호를 제공한다. 이어서, 디지털 측정 신호가 측정 신호 전처리부에 공급된다.
본 발명의 실시예에서, 또한 다른 전기 신호들이 상기 전극에서 탭되어 아날로그 디지털 변환기에 공급된다.
예를 들어, 두 개의 동작 모드들이 센서 장치의 동작을 위해 제공될 수 있다. 제1 동작 모드(전달 방식)에서, 송신 전극(SE)과 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링(송신 또는 흡수, 도 2a 참조)이 검출된다. 용량성 커플링에 할당된 측정 신호를 송신 신호(ST)라 한다. 제2 동작 모드(로딩 방식)에서, 상기 송신 전극(SE) 및/또는 수신 전극(EE)은 부하 전극(SE/EE)으로서 사용될 수 있으며, 여기서 상기 전극(들)의 용량성 부하가 검출된다(도 2b 참조). 용량성 부하에 할당된 측정 신호를 부하 신호(S)라 한다. 송신 전극(SE) 및 수신 전극(EE)이 각각 부하 전극(SE/EE)으로서 동작되는 경우, 이때 2개의 부하 신호들(SL1 및 SL2)이 다음의 처리를 위해 제공된다.
또한, 예를 들어, 수신 전극(EE)에 인접하게 배치되는 것이 바람직한 제3 전극(도면들에는 도시 않음)이 제공될 수 있다. 이렇게 하여 제1 동작 모드에서 송신 전극(SE)에 교류 전기 신호가 로딩될 수 있고, 송신 전극(SE)과 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링이 검출될 수 있다. 송신 전극(SE)과 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링에 할당된 측정 신호를 제1 송신 신호(ST1)라 한다. 제2 동작 모드에서, 제3 전극에 교류 전기 신호가 로딩될 수 있으며 또한 제3 전극과 수신 전극 사이의 용량성 커플링이 검출될 수 있다. 제3 전극과 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링에 할당된 측정 신호를 제2 송신 신호(ST2)라 한다. 대안으로, 제2 동작 모드에서 송신 전극(SE)에도 교류 전기 신호가 할당되어 제1 동작 모드에서는 송신 전극만이 그리고 제2 동작 모드에서는 송신 전극 및 제3 전극에 교류 신호가 로딩된다.
전술한 두 가지 예들은 모두 나열한 것이 아니며 또한 연합될 수 있다.
도 7에 도시하지 않은 신호 처리 단계에서 디지털 측정 신호들(ST 및 SL)(및 (SL1, SL2 각각) 및 (ST1 및 ST2) 각각으로부터 생성되어 각각 전처리부에 공급될 측정 신호(S1)가 생성된다. 측정 신호(S1)는 디지털 측정 신호들을 합성함으로써 생성될 수 있다. 전술한 두 가지 예들 중 제1 예에서, 디지털 신호(ST)가 디지털 측정 신호(SL)와 합성되어(예를 들어 측정 신호들의 합을 형성함으로써) 여기서 디지털 측정 신호들은 가중될 수 있다(에를 들어, A * ST + B * SL 및 A * ST + B * SL1 + C * SL2 각각). 유사하게, 또한 제2 예에 따른 디지털 측정 신호들(ST1 및 ST2)은 서로 합성될 수 있다. 또한 가중된 디지털 측정 신호들의 차이가 생성될 수 있다. 또한 디지털 측정 신호들의 합성의 변형들이 구현가능하다.
또 다른 실시예에서, 디지털 측정 신호들은 서로 합성되기 이전에 전처리될 수 있다. 예를 들어, 디지털 측정 신호들은 합성 이전에 저역 필터링될 수 있다.
합성된 측정 신호(S1) 또는 최초 측정 신호(S1)(이 경우는, 측정 신호들의 어떤 합성도 필요치 않음)가 위와 같이 형성되어 측정 신호 전처리부에 공급된다.
측정 신호 전처리는 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b를 참조로 기술한 바와 같이 수행된다. 이러한 방식으로 예를 들어 전극에서 탭된 신호(즉, 합성된 또는 최초 측정 신호)의 변화량이 도 6a 및 도 6b를 참조로 기술한 바와 같이 구해질 수 있다.
대안으로, 또는 또한, 전극에서 탭된 신호의 변형 비율이 또한 도 5a 및 도 5b를 참조로 기술한 바와 같이 구해질 수 있다. 측정 신호의 전처리 결과는 하나의 또는 그 이상의 기준 신호들이다. 변형 비율 뿐만 아니라 변화량이 구해지면, 2개의 기준 신호들이 생성될 수 있으며 또한 다음의 평가를 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 예를 들어, 검출 기준이 변형 비율 뿐만 아니라 변형 량을 고려하여 정의될 수 있다.
측정 신호의 전처리 결과는 연속적으로 각각 모니터 및 평가된다. 예를 들어, 변화량이 양의 방향으로 변화하는 경우는 그 변화가 상부 임계(UT)를 초과하는지의 여부가 검사될 수 있다. 또한, 변화가 하부 한계 값(UL)을 초과하는지의 여부가 검사될 수 있다. 변화가 상부 임계 값(UT)과 상부 한계 값(UL) 사이의 범위에 있는 경우(검출 기준 1) 검출 신호(S2.2)가 생성된다. 이는 또한 유사한 방식으로 음의 방향에서의 양의 변화 및 비율의 변화(변화 비율)에 대해서도 참일 수 있다.
이렇게 연속적으로 생성된 검출 신호들(S2.1 및 S2.2)은 정보 신호(S3)를 생성하는데 적합한 신호 평가에 공급된다. 정보 신호(S3)의 형성 동안, 도 6b를 참조로 기술한 정보 기준이 사용될 수 있다. 예를 들어, 정보 기준(S3)은 하나, 2개, 3개 또는 다수의 입력 동작(예를 들어, 손가락으로의 더블 클릭)이 수행되었는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
마지막으로, 다음의 처리를 위한 정보 신호(S3)가 전기 휴대 장치 예를 들어, 정보 신호에 할당된 장치 기능을 활성화하기 위해 휴대 장치의 마이크로컨트롤러에 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 평가 방법을 구현하는 평가 장치(A)는 손에 의해 파지된 상황에서 손가락의 스퀴징, 스퀴징 해제 및/또는 손가락의 접근/제거에 의해 유저의 입력들이 고려되어야 하는 각 전기 휴대 장치에서 적어도 하나의 송신 전극(SE) 및 적어도 하나의 수신 전극(EE)과 함께 또는 적어도 하나의 부하 전극(SE/EE)과 함께 제공될 수 있다.
예를 들어, 평가 방법을 구현하는 각각의 평가 장치는 이동 무선 유닛, 컴퓨터 마우스, 원격 제어장치 또는 게임 콘솔용 입력 장치에서 전극들(SE 및 EE)과 함께 또는 적어도 하나의 부하 전극(SE/EE)과 함께 제공될 수 있다.
예를 들어, 평가 방법을 구현하는 평가 장치(A)는 ASIC로 구현될 수 있다. 더욱이 평가 방법은 또한 마이크로컨트롤러 예를 들어 셀 폰의 마이크로컨트롤러에 구현될 수 있으며, 여기서 상기 마이크로컨트롤러는 결국은 전극들(SE 및 EE 또는 SE/EE)를 위한 각각의 접속부들을 제공해야 하고, 또한 아날로그 센서 신호들을 신호 처리 과정을 거치도록 또한 이들을 각각 디지털화도록 설계되어야 한다. 마이크로컨트롤러는 합성 신호 마이크로컨트롤러 일 수 있다. 송신 전극(SE) 및 부하 전극(SE/EE)에 각각 공급될 수 있는 각각의 교류 전기 신호를 제공하기 위해 마이크로컨트롤러에서 활용할 수 있는 신호 발생기들이 사용될 수 있다.
다른 장치 기능들이 검출된 입력에 할당될 수 있다. 예를 들어, 단일 입력에 확인 기능이 할당될 수 있고, 더블 입력에 셀 폰의 전화번호부의 검색 기능이 할당될 수 있다.

Claims (22)

  1. 용량성 커플링에 이를 수 있는 적어도 하나의 송신 전극(SE) 및 적어도 하나의 수신 전극(EE)을 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 수신 전극(EE)에서 상기 적어도 하나의 송신 전극(SE)과 상기 적어도 하나의 수신 전극(EE) 사이의 커플링 커패시턴스의 시간적 추이를 나타내는 측정 신호(S1)가 탭되고(tapped), 상기 측정 신호(S1)로부터 기준 신호(SREF)가 형성되고, 상기 기준 신호(SREF)가 적어도 하나의 검출 기준에 부합하는 경우, 적어도 하나의 검출 신호(S2)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  2. 적어도 하나의 센서 전극(SE/EE)을 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 센서 전극(SE/EE)에서 상기 센서 전극(SE/EE)과 기준 그라운드 사이의 용량성 부하의 시간적 추이를 나타내는 측정 신호(S1)가 탭되고, 상기 측정 신호(S1)로부터 기준 신호(SREF)가 형성되고, 상기 기준 신호(SREF)가 적어도 하나의 검출 기준에 부합하는 경우, 적어도 하나의 검출 신호(S2)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정 신호(S1)는 저역 필터링되고, 상기 측정 신호(S1)의 저역 필터링에 이어서 상기 측정 신호(S1)과 상기 저역 필터링된 측정 신호의 차이 신호가 형성되고, 상기 차이 신호가 기준 신호(SREF)가 되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기준 신호(SREF)의 생성은 상기 측정 신호(S1)의 미분과 상기 측정 신호(S1)의 고역 필터링 중 하나를 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 기준은 상부 임계 값(UT) 및/또는 하부 임계 값(LT)을 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출 기준은 상부 한계 값(UL), 하부 한계 값(LL) 또는 상부 한계 값(UL) 및 하부 한계 값(LL)을 포함하고, 상기 상부 한계 값(UL)은 상부 임계 값(UT) 보다 위에 있고 또한 상기 하부 한계 값(LL)은 하부 임계 값(LT) 보다 아래에 있는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 기준 신호(SREF)가 상기 하부 임계 값(LT) 보다 아래일 때 제1 검출 신호(S2.1)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 신호(SREF)가 상기 상부 임계 값(UT) 보다 위 일때 제2 검출 신호(S2.2)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 신호(SREF)가 상기 하부 임계 값(LT) 보다 아래 및 상기 하부 한계 값(LL) 보다 위 일때 제1 검출 신호(S2.1)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 신호(SREF)가 상기 상부 임계 값(UT) 보다 위 및 상기 상부 한계 값(UL) 보다 아래일 때 제2 검출 신호(S2.2)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 검출 신호(S2.1) 및 상기 제2 검출 신호(S2.2)는 디지털 신호들이고, 상기 검출 신호들(S2.1, S2.2)이 적어도 하나의 정보 기준에 부합하는 경우, 정보 신호(S3)가 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정보 기준은,
    - 상기 제1 검출 신호(S2.1)의 2개의 펄스들의 상승 에지들 사이 또는
    - 상기 제2 검출 신호(S2.2)의 2개의 펄스들의 상승 에지들 사이 또는
    - 상기 제1 검출 신호(S2.1)의 펄스의 상승 에지와 상기 제2 검출 신호(S2.2)의 상승 에지의 사이의 시간 간격이 소정 값을 초과하거나 또는 그 이하가 되는 경우
    상기 제1 검출 신호(S2.1) 펄스의 펄스 구간 또는 상기 제2 검출 신호(S2.2)펄스의 펄스 구간이 소정 값을 초과하거나 또는 그 이하가 되는 경우,
    - 소정의 시간 간격(△t1)내에서 제1 검출 신호(S2.1) 또는 제2 검출 신호(S2.2) 또는 제1 검출 신호(S2.1) 및 제2 검출 신호(S2.2)가 소정의 펄스 수를 포함하는 경우, 및
    - 제1 검출 신호(S2.1) 및 제2 검출 신호(S2.2)의 시퀀스의 펄스들이 소정의 패턴을 포함하는 경우 중
    적어도 하나를 포함하는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1항을 참조로 하여 전달 방식 또는 흡수 방식(absorption method)에 의해 커플링 커패시턴스가 측정되고, 또한 제2항을 참조로 하여 로딩 방식에 의해 용량성 부하가 측정되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 신호(S1)의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 아래에 있는 경우 상기 측정 신호(S1)는 소정의 제1 샘플링 비율을 이용하여 샘플링되고, 또한 상기 측정 신호(S1)의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 위에 있는 경우 상기 측정 신호(S1)는 소정의 제2 샘플링 비율을 이용하여 샘플링되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 샘플링 비율은 상기 제2 샘플링 비율보다 낮은 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 신호(S1)의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 아래에 있는 경우 상기 측정 신호(S1)는 소정의 제1 증폭기를 이용하여 증폭되고, 또한 상기 측정 신호(S1)의 신호 레벨이 소정의 기준 레벨 보다 위에 있는 경우 상기 측정 신호(S1)는 소정의 제2 증폭기를 이용하여 증폭되고, 상기 제2 증폭기는 상기 측정 신호(S1)가 상기 용량성 접촉 센서의 동작 범위 이내에 있도록 선택되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신 전극(EE)에서 또는 상기 센서 전극(SE/EE)에서 적어도 하나의 제2 측정 신호(S1b)가 탭되고, 상기 기준 신호(SREF)의 생성 이전에 상기 측정 신호(S1) 및 상기 적어도 하나의 제2 측정 신호(S1b)가 서로 합성되고, 또한 상기 기준 신호(SREF)는 상기 합성된 측정 신호로부터 생성되는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 측정 신호들(S1; S1b)은 합성 이전에 신호 전처리 과정을 거치는 용량성 접촉 센서를 위한 평가 방법.
  19. 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치로서,
    상기 용량성 접촉 센서의 적어도 하나의 송신 전극(SE) 및 적어도 하나의 수신 전극(EE) 또는 적어도 하나의 센서 전극(SE/EE)에 커플링될 수 있으며, 또한 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 평가 방법을 수행하도록 구성된 용량성 접촉 센서를 위한 평가 장치.
  20. 전기 휴대 장치로서,
    평가 장치에 커플링되는 적어도 하나의 송신 전극(SE) 및 적어도 하나의 수신 전극(EE)이 배치되고, 상기 평가 장치는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 평가 방법을 수행하도록 구성된 전기 휴대 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    이동 무선 유닛, 원격 제어기, 게임 콘솔들용 입력 수단, 휴대용 미니 컴퓨터들, 스마트폰, 컴퓨터 마우스 및 컴퓨터용 입력 수단 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전기 휴대 장치.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 전기 휴대 장치는 변형가능한 방식으로 설계되고, 상기 전기 휴대 장치의 변형으로 인해 상기 적어도 하나의 송신 전극(SE)과 상기 적어도 하나의 수신 전극(EE) 사이의 용량성 커플링의 변화가 생길 수 있는 전기 휴대 장치.
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