KR20190040998A - 근접 감지 기능을 갖춘 입력 장치의 손가락 추적 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 손으로 터치 센서를 잡고 있는 사용자에 대해 시변 전압 또는 구동 신호를 구동하고, 손가락이 터치 센서의 감지 전극의 근접 감지 거리 내에 있을 때 터치 센서 상에 있는 감지 전극 상의 사용자의 손가락 또는 엄지로부터의 구동 신호를 감지함으로써, 터치 및 근접 감지 터치 센서의 근접 감지 거리를 증가시켜 터치 센서의 근접 감지 모드에서 사용자를 감지 가능한 거리를 증가시킬 수 있는 시스템 및 방법이다.

Description

근접 감지 기능을 갖춘 입력 장치의 손가락 추적
본 발명은 일반적으로 터치 및 근접 센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 터치 및 근접 감지 장치를 잡고 있는 손가락의 추적을 향상시키는 능력에 관한 것이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 용량성 유량 센서에 대한 몇 가지 설계가 있다. 임의의 용량 감지 터치 패드가 본 발명의 이점을 어떻게 활용할 수 있는지를 더 잘 이해하기 위해 터치 센서의 근본적인 기술을 조사하는 것이 유용하다.
CIRQUE® Corporation 터치 패드는 상호 용량-감지 장치이고, 도 1의 블록도로 예시가 설명되어 있다. 이러한 터치 패드(10)에서, X 전극(12) 및 Y 전극(14)의 그리드와 감지 전극(16)은 터치 패드의 터치 감지 영역(18)을 정의하는데 사용된다. 일반적으로, 터치 패드(10)는 대략 16 x 12의 전극, 또는 공간의 제약이 있을 때, 8 x 6의 전극의 직사각형 그리드이다. 이러한 X 전극(12) 및 Y 전극(14) (또는 행 전극 및 열 전극)으로 인터레이스(interlace)된 것이 단일 감지 전극(16)이다. 모든 위치 측정은 감지 전극(16)을 통해 이루어진다.
CIRQUE® Corporation 터치 패드(10)는 감지 라인(16) 상의 전하의 불균형을 측정한다. 터치 패드(10) 상에 또는 그 근처에 포인팅 물체가 존재하지 않을 때, 터치 패드 회로(20)는 균형 상태에 있고, 감지 라인(16) 상에 전하 불균형이 존재하지 않는다. 물체가 접촉 표면(터치 패드(10)의 감지 영역(18))에 접근하거나 접촉할 때 용량성 커플링으로 인해 포인팅 물체가 불균형을 생성하는 경우, 전극(12, 14) 상에서 커패시턴스의 변화가 발생한다. 측정되는 것은 커패시턴스의 변화이며, 전극(12, 14) 상의 절대 커패시턴스 값은 아니다. 터치 패드(10)는 감지 라인 상의 전하의 균형을 복구하거나 되찾기 위해 감지 라인(16) 상에 주입되어야 하는 전하의 양을 측정함으로써 커패시턴스의 변화를 결정한다.
상기 시스템은 다음과 같이 터치 패드(10) 상에 또는 이에 근접한 손가락의 위치를 결정하는데 이용된다. 이러한 예시는 행 전극(12)을 설명하고, 열 전극(14)에 대하여 동일한 방식으로 반복된다. 행 및 열 전극 측정으로부터 얻어진 값은 터치 패드(10) 상에 또는 그 부근의 포인팅 물체의 중심인 교차점을 결정한다.
제1 단계에서, 행 전극(12)의 제1 세트는 P, N 생성기(22)로부터의 제1 신호로 구동되며, 상이하지만 인접한 행 전극의 제2 세트는 P, N 생성기로부터의 제2 신호로 구동된다. 터치 패드 회로(20)는 상호 용량 측정 장치(26)를 사용하여 감지 라인(16)으로부터 어느 행 전극이 포인팅 물체에 가장 근접한지를 나타내는 값을 얻는다. 그러나, 일부 마이크로 컨트롤러(28)의 제어하에 있는 터치 패드 회로(20)는 여전히 행 전극의 어느 측면에 포인팅 물체가 위치하는지 결정할 수 없으며, 터치 패드 회로(20)는 포인팅 물체가 전극으로부터 얼마나 떨어져 위치하는지 결정할 수도 없다. 따라서, 시스템은 구동될 전극(12)의 그룹 중 하나의 전극을 시프트시킨다. 다시 말해, 그룹의 일 측의 전극이 추가되는 한편, 그룹의 반대 측의 전극은 더 이상 구동되지 않는다. 그 다음, 새로운 그룹이 P, N 생성기(22)에 의해 구동되고, 감지 라인(16)의 두 번째 측정이 수행된다.
이러한 두 측정으로부터, 행 전극의 어느 측에 포인팅 물체가 위치하고, 얼마나 멀리 떨어져 있는지 결정할 수 있다. 그 다음, 측정된 2개의 신호의 크기를 비교하는 식을 사용하여 포인팅 물체의 위치 결정이 수행된다.
CIRQUE® Corporation 터치 패드의 감도 또는 해상도는 행 전극 및 열 전극의 16 x 12 그리드가 나타내는 것보다 훨씬 높다. 해상도는 일반적으로 인치 당 약 960 카운트 또는 그 이상이다. 정확한 해상도는 컴포넌트의 감도, 동일한 행과 열 상의 전극(12, 14) 사이의 간격 및 본 발명에 중요하지 않은 다른 요소에 의해 결정된다. 상기 과정은 P, N 생성기(24)를 사용하여 Y 전극 또는 열 전극(14)에 대해 반복된다.
전술한 CIRQUE® 터치 패드가 X 전극 및 Y 전극(12, 14)의 그리드 및 별도의 단일 감지 전극(16)을 사용하지만, 감지 전극은 실제로 멀티플렉싱(multiplexing)을 사용하는 X 전극 또는 Y 전극(12, 14)일 수 있다.
핸드헬드(Handheld) 또는 휴대용 전자 장치는 최근 수년 동안 대량 생산되고 있다. 이러한 장치는 스마트폰, 비디오 게임 컨트롤러, 휴대용 비디오 게임, TV 리모컨, 카메라, 증강 현실 안경, 가상 현실 안경, 멀티미디어 플레이어 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
휴대용 전자 기기와 상호 작용하는 새로운 방법을 제공함으로써 기능을 향상시키는 경향이 있었다. 하나의 과제는 직관적이고 효율적인 사용자 입력을 만드는 것이다. 하나의 구체적인 예시는 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 표면 또는 터치 센서와의 접촉뿐 아니라, 3차원 공간에서도 손가락을 추적하려는 욕구이다.
일반적인 용량성 터치 센서는 상호 용량 또는 자기 용량 모드에서 작동한다. 상호 용량 모드에서, 구동 전극과 같은 적어도 하나의 전극은, 가변 전압으로 구동되고, 감지 전극과 같은 적어도 하나의 다른 전극은 신호를 감지할 수 있다. 손가락 또는 다른 전도성 물체가 동일 평면 상의 X 전극 및 Y 전극 그리드의 송신(구동 전극) 및 수신(감지 전극) 전극 사이의 교차부 부근에 오면, 포인팅 물체가 접지될 때 구동 및 감지 전극 사이의 신호 커플링이 감소하거나, 포인팅 물체가 소형의 전기적 유동 물체일 때 신호 커플링이 증가할 수 있다.
자기-용량 모드에서, 적어도 하나의 전극이 감지 전극의 용량성 부하가 측정되는 동안 가변 전압으로 구동된다. 접지된 전도성 물체가 X 전극 및 Y 전극 부근에 오면, 감지 전극 상의 용량성 부하가 증가한다. 상호 용량과 자기 용량 방법 모두 상대적으로 짧은 거리에서의 물체 검출에 국한될 수 있다.
제1 실시예에서, 본 발명은 적어도 하나의 손으로 터치 센서를 잡고 있는 사용자에 대해 시변 전압 또는 구동 신호를 구동하고, 손가락이 터치 센서의 감지 전극의 근접 감지 거리 내에 있을 때 터치 센서 상에 있는 감지 전극 상의 사용자의 손가락 또는 엄지로부터의 구동 신호를 감지함으로써, 터치 및 근접 감지 터치 센서의 근접 감지 거리를 증가시켜 터치 센서의 근접 감지 모드에서 사용자를 감지 가능한 거리를 증가시킬 수 있는 시스템 및 방법이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징, 이점 및 대안적인 양상은 첨부된 도면과 조합되어 얻어진 다음의 상세한 설명의 검토로부터 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에서 발견되고, 본 발명의 사용에 적용 가능한 터치 패드의 동작의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 블록도이다.
도 3은 손과 원통형 터치 센서를 나타내는 본 발명의 제1 실시예의 사시도이다.
도 4는 손, 원통형 터치 센서 및 손목 스트랩을 나타내는 본 발명의 대안적인 실시예의 사시도이다.
도 5는 터치 센서와 근접 센서가 동일한 하우징에 배치되지만, 별도의 구동 신호, 구동 신호 생성기, 및 구동 및 감지 전극을 사용할 수 있음을 나타내는 블록도이다.
이제, 본 발명의 다양한 요소가 도면 부호로 주어지고, 본 발명이 통상의 기술자가 본 발명을 제조하고 사용할 수 있도록 논의될 도면을 참조할 것이다. 이하의 설명은 단지 본 발명의 원리의 예시일 뿐이며, 이하의 청구범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다.
제1 실시예는 검출 가능한 물체의 더 긴 검출 거리를 가능하게 하는 터치 및 근접 감지 장치(이하, "터치 센서")의 근접 감지 거리를 증가시키는 것에 관한 것일 수 있다. 제1 실시예는 또한, 터치 센서의 새로운 애플리케이션을 가능하게 할 수 있다.
도 2는 제1 실시예의 개념의 블록도이다. 도 2는 적어도 하나의 검출 가능한 물체(32), 적어도 하나의 감지 전극(34), 구동 신호 생성기(36), 감지 회로(38) 및 전원(50)으로 구성된 터치 센서(30)를 나타낸다. 전원은 구동 신호 생성기(36)와 감지 회로(38) 모두에 대해 에너지를 제공한다. 적어도 하나의 검출 가능한 물체(32)와 감지 전극(34)은 서로에 인접한 것으로 나타낸다. 그러나, 이러한 물리적 관계는 단지 예시의 목적이며, 제1 실시예를 제한하는 요소는 아니다. 구동 전극은 설명되는 바와 같이, 사용자가 적어도 하나의 구동 전극(32) 상의 신호의 연장이 되도록 사용자에게 어떠한 방식으로 커플링되어야 한다.
복수의 감지 전극(34)이 있을 수 있으며, 이들 모두는 제1 실시예의 동작을 변경하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다시 말해, 복수의 감지 전극(34)은 터치 센서(40)가 동작할 수 있는 방식을 변경하지 않는다. 그러나, 복수의 감지 전극(34)은 적어도 하나의 구동 전극(32)이 터치 센서(30)의 적어도 하나의 감지 전극(34)에 의해 검출 가능할 수 있는 공간의 부피를 증가시킬 수 있다.
적어도 하나의 구동 전극(32)이 직사각형 물체로 도시되었지만, 적어도 하나의 검출 가능한 물체는 임의의 형태를 가질 수 있고, 수많은 돌출부를 가질 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 구동 전극(32)은 복수의 손가락과 엄지로 사용자의 손에 커플링 되는 전극일 수 있다. 사실상, 사용자의 손은 구동 전극(32)이 된다.
제1 실시예가 구현될 수 있는 방식의 예시는 도 3에 나타낸 핸드헬드 터치 센서(40)에 있다. 도 3은 사용자의 손(42)에 의해 파지될 수 있는 물체에 대한 하우징으로 구성된 터치 센서(40)를 나타낸다. 예를 들면, 터치 센서(40)는 사용자의 손(42)의 손가락과 엄지가 터치 센서(40) 상의 미리 결정된 위치에 배치될 수 있도록 인체 공학적으로 만족스러운 그립을 갖는 물체에 의해 이루어질 수 있다.
이러한 미리 결정된 위치는 터치 센서로서 기능할 수 있는 물체를 잡고 있는 손(42)에 대해 자연스러운 편안한 위치(resting place)일 수 있다. 이러한 예시에서, 터치 센서(40)는 도 3에 나타낸 바와 같이 실질적으로 원통형일 수 있다. 터치 센서(40)는 터치 센서(40) 상의 다양한 위치에 배치된 복수의 터치 센서 패드(46)를 갖는 실질적인 원통형 본체(44)를 가질 수 있다.
터치 센서(40)의 하우징 상의 터치 센서 패드(46)의 위치는 터치 센서(40)를 잡을 때 사용자가 터치할 가능성이 있는 위치, 또는 터치 센서와 상호 작용하기 위해 사용자가 터치해야 하는 위치에 있을 수 있다.
예를 들면, 원통형 본체에 배치된 터치 센서 패드(46)는 사용자가 터치 센서를 사용하려 할 때 제안하는 방식으로 사용자가 터치 센서(40)를 잡고 있을 때 손바닥과 손가락 끝이 놓일 가능성이 있는 곳에 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 예시에서, 터치 센서 디스플레이 또는 터치 스크린(48)이 또한, 원통형 본체(44)의 단부 상에 배치될 수 있다. 터치 센서(40)의 원통형 본체(44) 상에 하나 이상의 터치 스크린이 있을 수 있다. 이러한 예시에서, 터치 스크린(48)은 다른 터치 센서 패드(46)보다 크거나 작을 수 있으며, 엄지의 존재만이 아니라 사용자의 엄지의 위치 및 이동을 추적할 수 있다. 따라서, 더 작은 터치 센서 패드(46)는 검출 가능 물체의 존재 또는 접근을 검출하는 것에만 사용될 수 있고, 다른 터치 스크린(48)은 검출 및 추적이 수행되는 통상의 기술자에게 공지된 터치 센서와 같은, 더 많은 성능을 가질 수 있고, 더 나은 기능을 제공할 수 있다.
제1 실시예는 사용자의 손, 손가락 및 엄지의 존재 또는 위치를 검출하는 터치 센서 패드(46)와 터치 스크린(48)을 포함할 뿐 아니라, 터치 센서(30)에 의해 검출 가능한 사용자에게 신호를 구동하기 위한 시스템을 포함할 수도 있다.
제1 실시예에서, 구동 신호 생성기(36)는 터치 센서(40)를 잡고 있는 사용자에게 시변 전압("구동 신호" 또는 "신호)을 구동한 다음, 사용자의 손가락 또는 엄지 상에 존재할 수 있는 구동 신호로부터 커플링된 전압을 감지할 수 있다. 신호는 터치 센서(40)의 터치 센서 패드(46)와 터치 스크린(48) 상에서 검출 가능할 수 있다. 따라서, 터치 센서 패드(46)와 터치 스크린(48)은 감지 전극(34)을 통해 터치 센서(40) 내에 배치된 감지 회로(38)에 커플링될 수 있다. 감지 회로(38)는 터치 센서(40) 내에 배치된 강성 또는 가요성 회로 기판 상에 배치되거나, 심지어 터치 센서 자체의 하우징 상에 배치될 수 있다.
터치 센서(40)는 구동 신호 생성기(36)와 감지 회로(38)에 전력을 공급하기 위한 전원을 포함할 수 있다. 제1 실시예에서, 구동 신호 생성기(36), 감지 회로(38), 전원(50), 적어도 하나의 구동 전극(32), 및 적어도 하나의 감지 전극(34)은 모두 터치 센서(40) 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 적어도 하나의 구동 전극은 사용자에 대해 직접적 갈바닉 연결(galvanic connection)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 이는 손과 같은 사용자의 피부와 직접 접촉하는 터치 센서(40)의 하우징 상의 노출된 구동 전극 도체(52)를 구동함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 3의 은선(hidden line)을 사용하여 나타낸 큰 손바닥 도체(52)는 사용자에 대한 구동 전극(32)의 연결일 수 있다.
대안적으로, 연결은 직접 접촉이 아닐 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 구동 전극(32)은 터치 센서(40) 내에서 시작할 수 있지만, 사용자에게 커플링하기 위해 터치 센서의 하우징을 넘어 연장될 수 있다. 예를 들면, 구동 전극(32)은 용량성 연결의 형태일 수 있다.
용량성 연결을 만드는 하나의 방법은 구동 전극(32)이 충분히 큰 표면적을 가지며, 충분히 큰 구동 신호가 사용자에게 전달될 수 있도록 사용자의 일부분에 충분히 근접하게 하는 것일 수 있다. 예를 들면, 대략 12 평방 센티미터이며 사용자의 손과 대략 1 mm의 거리에 있는 터치 센서(40)의 금속판은 사용자에게 충분히 큰 신호를 용량성으로 커플링하기 적합할 수 있는데, 이는 또한, 더 크거나 더 작은 금속판일 수 있다. 금속판은 터치 센서(40)의 하우징의 내부 또는 외부 상에 있을 수 있다.
도 4에 나타낸 다른 대안적인 실시예에서, 구동 전극(32)은 구동 전극(32)을 포함하는 가요성 스트랩(54)의 부분인 것에 의해 사용자와 접촉할 수 있다. 구동 전극(32)은 터치 센서(40)의 하우징 내의 구동 신호 생성기(36)에 제1 단부에서 커플링될 수 있고, 사용자의 손 또는 손목을 감쌀 수 있는 스트랩(54)에 제2 단부에서 커플링될 수 있다.
구동 전극(32)은 금속, 유기 재료 또는 무기 화합물일 수 있다. 구동 전극(32)은 또한, 가요성이거나 강성일 수 있다. 중요한 것은 구동 전극(32)이 사용자와 용량성으로 커플링되거나 직접 접촉한다는 것이다.
본 발명의 다른 양상에서, 핸드헬드 터치 센서(40)는 일반적으로 접지로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 전원(50)으로 배터리 구동될 수 있다. 이러한 이유로, 핸드헬드 터치 센서를 잡고 있는 사용자에 커플링된 구동 전극(32)은 전압 기준이 될 수 있고, 또한, 전원과 이에 갈바닉 연결될 수 있는 구성요소를 변조시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 터치 센서(40)의 전원(50)은 배터리 충전기 또는 USB 연결과 같은 외부 접지 기준에 커플링될 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 여전히 전압으로 구동될 수 있지만, 핸드헬드 터치 센서(40) 접지 기준은 변조되지 않는다.
제1 실시예는 또한, 도 3 및 4에 나타낸 특징을 포함할 수 있다. 도면은 터치 스크린(48)이 입력을 제공할 뿐 아니라 터치 스크린(48)으로부터 터치 센서(40)를 잡고 있는 사용자에게 시각적 피드백을 제공할 수 있다는 것을 나타낸다.
터치 센서(40)는 또한, 손가락이 근접 거리 내에 있을 때, 또는 터치에 의해 활성화 및 비활성화될 수 있는 용량성으로 감지되는 영역인 터치 스크린(48) 상의 가상 버튼을 포함할 수 있으며, 이는 버튼으로 표시될 수 있다. 또한, 터치 스크린(48) 상의 가상 버튼의 위치는 상이한 기능을 제공하기 위해 터치 스크린(48) 상에 표시된 것에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에서, 본 발명은 사용자의 손가락 또는 엄지와 같은 검출 가능한 물체가 터치 센서(40)에 의해 검출 가능한 거리를 실질적으로 증가시킬 수 있다. 이러한 능력은 손가락이 가까이 다가올 때 터치 스크린(48) 상의 가상 버튼 주위의 영역을 조명하는 것과 같이, 터치 센서(40)에 기능을 부가하는데 유용할 수 있다.
본 발명의 실시예의 다른 사용은 터치 센서(40) 상에서 터치 센서(40) 위를 맴돌거나, 이를 향해 움직이는 손가락의 위치를 터치 센서에 대한 임의의 다른 입력을 트리거하지 않고 나타내는 것일 수 있다. 다시 말해, 터치 센서 패드(46) 또는 터치 스크린(48)에 대한 검출 가능한 물체의 접근은 터치 센서(40)의 일부분이 손가락이 터치 센서의 특정 터치 센서 패드(46) 또는 터치 스크린(48)에 접근하고 있는 것을 사용자에게 어떤 시각적, 촉각적, 또는 청각적 피드백을 제공하도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 터치 센서(40)가 통상의 기술자에게 보통의 방식으로 동작하는 X 전극 및 Y 전극의 구동 및 감지 그리드를 갖는 일반적인 종래의 터치 센서일 수 있다는 것이다. 그러나, 다른 대안적인 실시예에서, 터치 센서(40)는 모든 전극이 구동 전극(32) 또는 감지 전극(34)이 되도록 전극의 기능을 변경시킬 수 있다. 따라서, 구동 신호는 터치 센서(40) 이외의 장치로부터 나오지만, 여전히 터치 센서에 의해 검출 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에서 터치 센서와 근접 센서의 기능이 단일의 터치 및 근접 감지 장치(60)에서 분리될 수 있는 블록도를 나타낸다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 2개의 구동 신호 생성기와 별도의 구동 전극 및 감지 전극이 존재할 수 있으며, 하나의 구동 신호 생성기는 터치 센서(62)로서 동작하는 장치 부분에 대한 것이며, 다른 구동 신호 생성기는 근접 센서(64)로서 동작하는 장치(60) 부분에 대한 것이다.
본 발명의 실시예의 애플리케이션은 사용자가 자신의 손을 직접 볼 수 없는 가상 현실(VR) 시스템, 또는 사용자가 볼 수는 있으나 시야가 사용되더라도 증강 현실과 상호 작용하기 위해 더 많은 방법이 요구되는 증강 현실(AR) 시스템일 수 있다.
VR 시스템에서, 일부 사용자는 손을 볼 수 없을 때 핸드헬드 게임 컨트롤러의 특정 버튼 위치를 찾는데 문제가 있을 수 있다. 본 발명의 실시예는 VR 시스템이 사용자에게 핸드헬드 터치 센서의 터치 표면 위에 자신의 손가락의 위치를 보여주도록 할 수 있어, 사용자는 정확한 버튼 또는 컨트롤러를 터치할 수 있다. 이는 또한, VR 내의 물체를 잡는 동작, 포인팅, 가변 트리거 동작, 가변 스퀴즈(squeez), 플릭킹(flicking), 피스트 클린칭(fist clinching) 등과 같은 VR 동작에 사용될 수 있다.
이러한 모든 능력은 VR에서 유용하지만, AR에도 유용하다. 가상 및 실제 물체를 결합하고, 이들을 스마트폰의 디스플레이 또는 AR 안경의 렌즈와 같은 디스플레이 상에 결합할 수 있는 스마트폰 또는 안경과 같은 AR 장치가 고려된다.
본 발명의 일 실시예에서, 스마트폰 또는 안경과 같은 장치는 별도의 핸드헬드 터치 센서(40)에 의해 검출 가능한 구동 신호를 생성할 수 있으며, 또는 핸드헬드 터치 센서는 스마트폰 또는 안경에 의해 검출 가능한 구동 신호를 생성할 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 핸드헬드 장치의 애플리케이션을 설명하였으나, 다른 것들도 가능하다. 다른 실시예에서, 구동 전극은 차량의 시트에 있다. 이러한 애플리케이션에서, 다수의 구동 전극은 동일한 터치 감지 전극 상의 다수의 시트에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 구동 전극은 장치와 상호 작용하는 서로 다른 사용자들을 구별하는데 사용될 수 있다. 이는 운전자 및 공동 운전자의 식별이 요구되는 자동차 애플리케이션에 특히 유용할 수 있다.
요약하면, 본 발명의 제1 실시예의 가장 기본적인 형태는 다음과 같다. 제1 실시예는 터치 및 근접 센서의 근접 감지 거리를 증가시키는 시스템이고, 시스템은 터치 및 근접 센서 시스템에 대한 하우징, 전원, 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성기, 구동 신호 생성기로부터 구동 신호를 수신하는 적어도 하나의 구동 전극, 적어도 하나의 감지 전극 - 적어도 하나의 감지 전극은 적어도 하나의 구동 전극으로부터의 구동 신호에 용량성으로 간접 커플링됨 - 적어도 하나의 감지 전극 상에서 용량성으로 커플링된 구동 신호를 수신하는 감지 회로, 및 적어도 하나의 구동 전극으로부터 구동 신호를 수신하는 검출 가능한 물체를 포함하고, 적어도 하나의 감지 전극은 검출 가능한 물체의 구동 전극을 검출하여, 구동 전극으로부터의 구동 신호를 간접적으로 검출하며, 검출 가능한 물체는 상기 검출 가능한 물체가 구동 신호를 수신하지 않은 경우보다 큰 거리에서 감지 회로에 의해 검출 가능하다.
유사하게, 제1 실시예의 방법은 동일한 시스템을 제공한 다음, 적어도 하나의 구동 전극의 구동 신호를 생성하고, 적어도 하나의 구동 전극으로부터 검출 가능한 물체로 구동 신호를 전달하며, 적어도 하나의 감지 전극에 대해 검출 가능한 물체의 구동 신호를 용량성으로 커플링시키고, 감지 회로를 사용하여 검출 가능한 물체를 검출하며, 검출 가능한 물체는 상기 검출 가능한 물체가 구동 신호를 수신하지 않은 경우보다 큰 거리에서 감지 회로에 의해 검출 가능하다.
단지 몇 가지 예시적인 실시예가 상세하게 설명되었으나, 통상의 기술자는 본 발명을 실질적으로 벗어나지 않고 예시적인 실시예에서 많은 변형이 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 모든 이러한 변형은 이하의 청구범위에서 정의된 바와 같이 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 출원인이, 청구범위가 관련 기능과 함께 '~ 하기 위한 수단'이라는 용어를 명시적으로 사용하는 경우를 제외하고, 본원의 임의의 청구범위의 임의의 제한에 대해 35 U.S.C. §112, 단락 6을 적용하지 않을 것이라는 것이 출원인의 명시적인 의도이다.

Claims (12)

  1. 터치 및 근접 센서의 근접 감지 거리를 증가시키는 시스템으로서, 상기 터치 및 근접 센서 시스템은,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템에 대한 하우징;
    전원;
    구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성기;
    상기 구동 신호 생성기로부터 상기 구동 신호를 수신하는 적어도 하나의 구동 전극;
    적어도 하나의 감지 전극 - 상기 적어도 하나의 감지 전극은 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터의 구동 신호에 용량성(capacitively)으로 간접 커플링됨 -;
    상기 적어도 하나의 감지 전극 상의 상기 용량성으로 커플링된 구동 신호를 수신하는 감지 회로; 및
    상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 구동 신호를 수신하는 검출 가능한 물체를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 감지 전극은 상기 검출 가능한 물체의 상기 구동 전극을 검출하여, 상기 구동 전극으로부터의 구동 신호를 간접적으로 검출하고,
    상기 검출 가능한 물체는 상기 검출 가능한 물체가 상기 구동 신호를 수신하지 않은 경우보다 큰 거리에서 상기 감지 회로에 의해 검출 가능한 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템은 상기 하우징의 외부에 배치된 적어도 하나의 터치 센서 패드를 더 포함하여 구성되며,
    상기 적어도 하나의 터치 센서 패드는 상기 적어도 하나의 감지 전극에 커플링되고,
    상기 적어도 하나의 터치 센서 패드는 상기 적어도 하나의 터치 센서 패드 상에서 검출 가능한 물체의 근접성과 상기 검출 가능한 물체의 접촉을 검출하는 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템은 상기 하우징의 외부의 구동 전극 도체를 더 포함하여 구성되며,
    상기 구동 전극 도체는 상기 검출 가능한 물체와 직접 접촉하여, 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템은 상기 하우징에 배치된 적어도 하나의 터치 스크린을 더 포함하여 구성되며,
    상기 터치 스크린은 사용자에게 시각적 피드백을 제공하고,
    상기 터치 스크린은 상기 터치 스크린 상의 상기 검출 가능한 물체의 존재와 이동을 검출할 수 있는 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템은 상기 하우징 외부의 구동 전극 도체를 더 포함하여 구성되며,
    상기 구동 전극 도체는 상기 검출 가능한 물체와 직접 접촉하지 않으나, 대신 상기 검출 가능한 물체와 용량성으로 커플링되어, 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템은 상기 하우징의 내부의 구동 전극 도체를 더 포함하여 구성되며,
    상기 구동 전극 도체는 상기 검출 가능한 물체와 직접 접촉하지 않으나, 대신 상기 검출 가능한 물체와 용량성으로 커플링되어, 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 시스템.
  7. 터치 및 근접 센서의 근접 감지 거리를 증가시키는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 터치 및 근접 센서 시스템에 대한 하우징을 제공하는 단계, 전원을 제공하는 단계, 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성기를 제공하는 단계, 상기 구동 신호를 수신하는 적어도 하나의 구동 전극을 제공하는 단계, 적어도 하나의 감지 전극을 제공하는 단계 - 상기 적어도 하나의 감지 전극은 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터의 구동 신호에 용량성으로 간접 커플링됨 -, 상기 적어도 하나의 감지 전극 상의 상기 용량성으로 커플링된 구동 신호를 수신하는 감지 회로를 제공하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 구동 신호를 수신하는 검출 가능한 물체를 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 구동 전극 상에 상기 구동 신호를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 단계;
    상기 적어도 하나의 감지 전극에 상기 검출 가능한 물체의 구동 신호를 용량성으로 커플링하는 단계; 및
    상기 감지 회로를 사용하여 상기 검출 가능한 물체를 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 검출 가능한 물체는 상기 검출 가능한 물체가 상기 구동 신호를 수신하지 않은 경우보다 큰 거리에서 상기 감지 회로에 의해 검출 가능한 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 하우징의 외부에 적어도 하나의 터치 센서 패드를 배치하는 단계;
    상기 적어도 하나의 감지 전극에 상기 적어도 하나의 터치 센서 패드를 커플링시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 터치 센서 패드 상에서 상기 검출 가능한 물체의 근접성과 상기 검출 가능한 물체의 접촉을 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 하우징의 외부에 구동 전극 도체를 배치하는 단계;
    상기 적어도 하나의 구동 전극에 상기 구동 전극 도체를 커플링시키는 단계;
    상기 검출 가능한 물체와 상기 구동 전극 도체를 직접 접촉시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 하우징에 적어도 하나의 터치 스크린을 배치하는 단계;
    상기 터치 스크린 상의 상기 검출 가능한 물체의 존재와 이동을 검출하는 단계; 및
    상기 터치 스크린을 사용하여 사용자에게 시각적 피드백을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 하우징의 외부에 구동 전극 도체를 배치하는 단계;
    상기 적어도 하나의 구동 전극에 상기 구동 전극 도체를 커플링시키는 단계; 및
    상기 검출 가능한 물체에 상기 구동 신호를 용량성으로 커플링시킴으로써, 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 하우징의 내부에 구동 전극 도체를 배치하는 단계;
    상기 적어도 하나의 구동 전극에 상기 구동 전극 도체를 커플링시키는 단계; 및
    상기 검출 가능한 물체에 상기 구동 신호를 용량성으로 커플링시킴으로써, 상기 적어도 하나의 구동 전극으로부터 상기 검출 가능한 물체로 상기 구동 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
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