KR20210107685A - 위상 관계 센싱 시스템 - Google Patents
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Abstract
사람이나 오브젝트에 시그널이 주입된다. 주입된 시그널은 터치 센서, 컨트롤러 또는 웨어러블로부터 전송되고 사용되는 시그널과 위상 관계를 갖는다. 주입된 시그널의 위상 관계는 터치 센서, 컨트롤러 또는 웨어러블의 수신기가 호버링 등의 터치 이벤트를 측정하고 결정하는 기능을 높이기 위해 사용된다.
Description
본 출원은 2018년 11월 27일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 62/771,871의 이익을 주장하며, 그 내용은 본원에 참조로 포함된다; 또한, 본 출원은 2018년 2월 26일자로 출원된 "위상 시프트 및 위상 시프트 지원 센싱"이라는 명칭의 미국특허번호 15/905,465의 일부로 연속되고, 이는 2017년 8월 2일자로 출원된 "주파수 도메인 센서에 대한 노이즈 완화"라는 명칭의 미국 가특허 출원 일련 번호 62/540,458 및 2017년 10월 13일자로 출원된 "고근접 최소 전송 센서 드라이버"라는 명칭의 미국 가특허 출원 일련 번호 62/572,005의 이익을 주장하고, 상기 모든 출원의 내용이 본원에 참조로 포함된다.
일반적으로, 본 발명의 시스템은 센서 분야에 관한 것이고, 특히 전송된 시그널의 위상 관계를 사용하는 센서에 관한 것이다.
본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 잇점은 첨부된 도면으로 설명될 때, 실시형태의 이하의 더욱 특정한 설명으로부터 명백해질 수 있으며, 그 참조 부호는 여러 도면에 대해 동일한 부분을 나타낸다. 상기 도면은 반드시 축척에 따른 것이 아니고, 대신에 기재된 실시형태의 원리를 설명할 때 강조된다.
도 1은 터치 검출에 사용되는 센서의 개략도이다.
도 2는 주입을 사용한 위상 시프트된 시스템의 다이어그램이다.
도 3은 주입을 사용한 위상 시프트된 시스템의 다른 다이어그램이다.
도 1은 터치 검출에 사용되는 센서의 개략도이다.
도 2는 주입을 사용한 위상 시프트된 시스템의 다이어그램이다.
도 3은 주입을 사용한 위상 시프트된 시스템의 다른 다이어그램이다.
각종 실시형태에서, 본 발명은 실제 세계, 인공 현실, 가상 현실 및 증강 현실 설정에 있어서 호버링, 접촉 및 압력에 민감한 시스템(예를 들면, 오브젝트, 패널 또는 키보드) 및 이들의 응용에 관한 것이다. 본 발명은 고속 멀티 터치를 사용한 모든 유형의 시스템에 일반적으로 적용되어 호버링, 접촉 및 압력을 검출하는 것이 당업자에 의해 이해될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 본 시스템 및 방법은 스마트 보드, 터치 패드, 스마트 패드 및 쌍방향 디스플레이를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는 패널 및 디스플레이 표면에 적용될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 용어, "터치", "터치한다", "터치 이벤트", "접촉", "접촉한다", "호버링" 또는 "호버링한다" 또는 기타 기술어는 키, 키 스위치, 사용자의 손가락, 스타일러스, 오브젝트 또는 신체 일부가 센서에 의해 검출되는, 시간의 기간 또는 이벤트를 설명하는데 사용될 수 있다. 일부 센서에 있어서, 검출은 사용자가 센서 또는 장치와 물리적으로 접촉할 때만 발생하여 구현된다. 일부 실시형태에 있어서, 일반적으로 "접촉"이라는 단어로 표시되는 경우, 이들 검출은 센서 또는 장치와의 물리적 접촉의 결과로 발생하여 구현된다. 다른 실시형태에 있어서, 경우에 따라서, 일반적으로 용어 "호버링"으로 언급되는 경우일 때, 센서는 터치 표면 위의 거리에서 호버링하거나 또는 센서 장치와 분리된 "터치(들)"을 검출할 수 있도록 조정될 수 있고, 전도성 또는 정전식 오브젝트, 예를 들면, 스타일러스 또는 펜이 표면과 실제 물리적으로 접촉하지 않음에도 불구하고 인식 가능한 변화를 일으킨다. 따라서, 센싱된 물리적 접촉에 의존함을 의미하는 본원에서의 언어의 사용은, 기재된 기술이 이러한 실시형태에만 적용되는 것을 의미하는 것으로 간주되어서는 안되고, 실제로, 본원에 설명된 것의 전부는 아니지만 거의 대부분이 "접촉" 및 "호버링"에 동일하게 적용되며 각각은 "터치"이다. 일반적으로, 본원에 사용될 때, 단어 "호버링"은 비접촉 터치 이벤트 또는 터치를 의미하고, 본원에서 용어 "호버링"이 사용될 때, 본원에서의 "터치"가 의도된 의미에 있어서의 "터치"의 한 유형이다. 따라서, 본원에서 사용될 때, 명사로서 사용되는 경우의 "터치 이벤트"라는 문구 및 단어 "터치"는 니어 터치(near touch) 및 니어 터치 이벤트 또는 센서를 사용하여 식별할 수 있는 임의의 다른 제스처를 포함한다. "압박"은 사용자 접촉(예를 들면, 손가락 또는 손으로 압박)에 의해 오브젝트 표면에 가해지는 단위 면적당 힘을 의미한다. "압박"의 양은 "접촉", 즉 "터치"의 측정과 동일하다. "터치"는 "호버링", "접촉", "압박" 또는 "그립"의 상태를 나타내는 반면에 일반적으로, "터치"의 결여는 센서에 의한 정확한 측정을 위한 임계값 미만의 시그널로 식별된다. 일 실시형태에 따르면, 터치 이벤트는 예를 들면, 대략 10밀리세컨즈 이하 또는 대략 1밀리세컨드 미만의 매우 낮은 레이턴시로 다운 스트림 계산의 프로세스에 검출, 처리 및 제공될 수 있다.
본원에서, 특히 청구범위 내에서 사용될 때, 제 1 및 제 2 등의 서수 용어는 그 자체가 순서, 시간 또는 고유성을 의미하는 것이 아니라, 청구된 하나의 구성을 다른 구성과 구별하기 위해 사용된다. 문맥이 의도하는 일부 사용에 있어서, 이들 용어는 제 1 및 제 2가 고유함을 의미할 수 있다. 예를 들면, 이벤트가 첫번째 발생하고 또 다른 이벤트가 두번째에 발생하는 경우, 첫번째가 두번째 이전, 두번째 이후 또는 두번째와 동시에 발생한다는 의미를 의도하지 않는다. 그러나 두번째가 첫번째 이후라는 추가 한정이 청구항에 나타내어진 경우, 그 문맥은 첫번째와 두번째를 고유한 시간으로 판독해야 한다. 마찬가지로, 이와 같이, 문맥이 지시하거나 허용하는 경우, 서수 용어는 2개의 식별된 청구항 구성이 동일한 특성을 갖거나 다른 특성을 가질 수 있도록 광범위하게 해석되는 것이 의도된다. 따라서, 예를 들면, 추가 한정이 없는 제 1 및 제 2 주파수는 동일한 주파수, 예를 들면 제 1 주파수가 10MHz이고 제 2 주파수가 10MHz일 수 있고; 또한, 상이한 주파수, 예를 들면, 제 1 주파수는 10Mhz이고 제 2 주파수는 11Mhz일 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 주파수가 서로에 대해 주파수 직교하는 것으로 추가 한정되는 경우, 문맥은 달리 지시할 수 있고, 이 경우, 이들은 동일한 주파수일 수 없다.
본 출원은 터치 패널, 컨트롤러, 오브젝트, 인터페이스, 웨어러블 등과 같은 장치에서 구현하도록 설계된 센서의 다양한 실시형태를 고려한다. 상기 센서 구성은 주파수 직교 시그널링 기술과 병용되기에 적합하다(추가 논의에 대해서는 예를 들면, 미국특허번호 9,019,224 및 9,529,476 및 미국특허번호 9,811,214를 참조할 것, 이들 모두는 본원에 참조로 포함됨). 본원에서 논의된 센서 구성은 스캐닝 또는 시분할 기술 및/또는 코드 분할 기술을 포함하는 다른 시그널 기술과 병용될 수 있다. 또한, 본원에서 설명되고 예시된 센서는 시그널 주입(또는 시그널 인젝션이라도 함) 기술 및 장치와 관련하여 사용하기에 적합하다는 점에 유의해야 한다.
본원에 개시된 시스템 및 방법은 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM), 코드 분할 멀티플렉싱(CDM), 또는 FDM 및 CDM 방법을 모두 결합한 하이브리드 변조 기술 등을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 직교 시그널링에 기반한 멀티플렉싱 스킴을 사용하는 용량성 기반 센서와 같은 센서와 관련되고, 센서를 설계, 제조 및 사용하기 위한 원리를 포함한다. 본원에서 주파수에 대한 언급은 다른 직교 시그널 베이스를 언급할 수도 있다. 따라서, 본 출원은 출원인의 이전의 "저지연 터치 감지 장치"라는 명칭의 미국특허번호 9,019,224 및 "고속 멀치 터치 후 프로세싱"이라는 명칭의 미국특허번호 9,158,411을 참조로 본원에 포함한다. 이들 출원은 본원에 개시된 센서와 관련하여 사용될 수 있는 FDM, CDM 또는 FDM/CDM 하이브리드 터치 센서를 고려한다. 이러한 센서에서는 로우(row)로부터의 시그널이 컬럼(column)에 결합(증가)되거나 분리(감소)되고 그 결과가 해당 컬럼에 수신되면, 상호 작용이 센싱된다. 로우를 순차적으로 여기하고 컬럼에서 상기 여기 시그널의 커플링을 측정함으로써 커패시턴스 변화를 반영하는 히트 맵과 이에 따른 근접성을 생성할 수 있다.
또한, 본 출원은 미국특허번호 9,933,880; 9,019,224; 9,811,214; 9,804,721; 9,710,113; 및 9,158,411에 개시된 고속 멀티 터치 센서 및 다른 인터페이스에 사용되는 원리를 채용한다. 이들 특허 내의 설명, 개념 및 명명법에 익숙하다고 가정한다. 이들 특허 및 그 특허 내에 참조로 포함된 출원의 전체 개시가 본원에 참조로 포함된다. 또한, 본 출원은 미국특허출원 15/162,240; 15/690,234; 15/195,675; 15/200,642; 15/821,677; 15/904,953; 15/905,465; 15/943,221; 62/540,458, 62/575,005, 62/621,117, 62/619,656 및 PCT 공보 PCT/US2017/050547에 개시된 고속 멀티 터치 센서 및 다른 인터페이스에 사용되는 원리를 채용하고, 이들 특허 출원 내의 설명, 개념 및 명명법에 익숙하다고 가정한다. 이들 출원 및 그 출원 내에 참조로 포함된 출원의 전체 개시는 본원에 참조로 포함된다.
고속 멀티터치(FMT: fast multi-touch) 센서의 특정 원리가 상술의 특허 출원에 개시되어 있다. 복수의 수신 컨덕터(또는 안테나)에 부착된 수신기에 의해 수신된 정보 및 복수의 전송 컨덕터(또는 안테나)로 직교 시그널이 전송되고, 이어서, 시그널이 시그널 프로세서에 의해 분석되어 터치 이벤트를 식별한다. 본원에서, 용어 "컨덕터" 및 "안테나"는 상호 교환적으로 사용된다. 전송 컨덕터 및 수신 컨덕터는 예를 들면, 교차점이 노드를 형성하고, 수신된 시그널을 처리함으로써 이들 노드에서 상호작용이 검출되는 매트릭스를 포함하는, 다양한 구성으로 조직될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 직교 시그널이 주파수 직교인 경우, 상기 직교 주파수 사이의 간격 Δf는 적어도 측정 기간 T의 역수이고, 상기 측정 기간 T는 컬럼이 샘플링되는 기간과 같다. 따라서, 일 실시형태에서, 컬럼은 1킬로헤르츠의 주파수 간격(Δf)을 사용한 1밀리세컨드(T)에 대해 측정될 수 있다(즉, Δf=1/T).
일 실시형태에 있어서, 혼합 시그널 집적 회로(또는 다운스트림 컴포넌트 또는 소프트웨어)의 시그널 프로세서는 로우로 전송되는 각 주파수 직교 시그널을 나타내는 적어도 하나의 값을 결정하도록 적합화된다. 일 실시형태에 있어서, 혼합된 시그널 집적 회로(또는 다운스트림 컴포넌트 또는 소프트웨어)의 시그널 프로세서는 수신된 시그널에 대해 푸리에 변환을 수행한다. 일 실시형태에 있어서, 혼합된 시그널 집적 회로는 수신 시그널을 디지털화하도록 적합화된다. 일 실시형태에 있어서, 혼합된 시그널 집적 회로(또는 다운스트림 컴포넌트 또는 소프트웨어)는 수신된 시그널을 디지털화하고 디지털화된 정보에 대해 이산 푸리에 변환(DFT)을 수행하도록 적합화된다. 일 실시형태에 있어서, 혼합된 시그널 집적 회로(또는 다운스트림 컴포넌트 또는 소프트웨어)는 수신된 시그널을 디지털화하고, 상기 디지털화된 정보에 대해, 이산 푸리에 변화의 하나의 유형인 고속 푸리에 변화(FFT; Fast Fourier transform)을 수행하도록 적합화된다.
반복되지만, DFT는 본질적으로 샘플링 기간(예를 들면, 통합 주기) 동안 취해진 디지털 샘플(예를 들면, 윈도우)의 시퀀스를 처리한다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 결과적으로 중앙 주파수가 아닌 시그널(즉, 통합 주기의 역수의 정수배가 아님)(역수는 최소 주파수 간격을 규정함))은 비교적 매우 적지만, 작은 값을 다른 DFT 빈으로 기여하는 의도하지 않은 결과를 가질 수 있다. 따라서, 본원에 사용된 용어, 직교는 그러한 작은 기여에 의해 "위배"되지 않는다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 본원에서 주파수 직교라는 용어를 사용할 시, DFT 빈에 대한 하나의 시그널의 실질적으로 모든 기여가 다른 시그널의 실질적인 모든 기여와는 다른 DFT 빈으로 만들어지면, 두개의 시그널은 주파수 직교로 간주된다.
일 실시형태에서, 수신된 시그널은 적어도 1MHz에서 샘플링된다. 일 실시형태에서, 수신된 시그널은 적어도 2MHz에서 샘플링된다. 일 실시형태에서, 수신된 시그널은 4MHz에서 샘플링된다. 일 실시형태에서, 수신된 시그널은 4.096Mhz에서 샘플링된다. 일 실시형태에서, 수신된 시그널은 4MHz 이상에서 샘플링된다.
예를 들면, kHz 샘플링을 달성하기 위해, 4.096MHz에서 4096의 샘플이 취해질 수 있다. 이러한 실시형태에서, 통합 주기는 1밀리세컨드이고, 이는 주파수 간격이 통합 주기의 역수보다 크거나 같아야한다는 제약에 따라 1KHz의 최소 주파수 간격을 제공한다.(예를 들면, 4MHz에서 4096개의 샘플을 취하면 1밀리세컨드보다 약간 더 긴 통합 주기가 생성되고, kHz 샘플링을 달성하지 못하고, 976.5625Hz의 최소 주파수 간격이 얻어진다는 것이 본 발명의 당업자에게 명백할 것이다.) 일 실시형태에서, 상기 주파수 간격은 통합 주기의 역수와 동일하다. 이러한 실시형태에서, 주파수 직교 시그널 범위의 최대 주파수는 2MHz 미만이어야 한다. 이러한 실시형태에서, 주파수 직교 시그널 범위의 실제 최대 주파수는 샘플링 비율의 약 40% 또는 약 1.6MHz 미만이어야 한다. 일 실시형태에서, DFT(FFT일 수 있음)는 디지털화된 수신 시그널을 정보의 빈으로 변환하는데 사용되며, 전송 안테나(130)에 의해 전송될 수 있는, 전송된 주파수 직교 시그널의 주파수를 각각 반영한다. 일 실시형태에서, 2048빈은 1KHz~약 2MHz의 주파수에 대응한다. 본 발명의 당업자에게는 이들 실시예가 단지 예시적이라는 것이 명백할 것이다. 시스템의 필요 및 상술의 제약 조건에 따라서, 샘플링 비율을 높이거나 낮출 수 있으며, 통합 주기를 조정하고, 주파수 범위를 조정하는 등을 할 수 있다.
일 실시형태에서, DFT(FFT일 수 있음) 출력은 전송되는 각각의 주파수 직교 시그널에 대한 빈을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 각 DFT(FFT일 수 있음) 빈은 동상(I) 및 직교(Q) 컴포넌트를 포함한다. 일 실시형태에서, I 및 Q 컴포넌트의 제곱합은 해당 빈에 대한 시그널 강도에 대응하는 측정으로서 사용된다. 일 실시형태에서, I 및 Q 컴포넌트의 제곱합의 제곱근은 해당 빈에 대한 시그널 강도에 대응하는 측정으로서 사용된다. 빈에 대한 시그널 강도에 대응하는 측정법이 생체 인식 활동과 관련된 측정으로서 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 당업자들에게 명백할 것이다. 즉, 소정 빈의 시그널 강도에 대응하는 측정은 일부 활동의 결과로서 변경될 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 고속 멀티 터치 센서(100)의 특정 원리를 나타낸다. 전송기(200)는 시그널 생성기(2020)에 의해 발생된 상이한 시그널을 패널(400)의 각각의 로우 컨덕터(201)로 전송한다. 상기 시그널은 "직교", 즉 서로 분리 가능하고 구별되도록 설계된다. 수신기(300)가 각각의 컬럼 컨덕터(301)에 부착되고, 시그널 프로세서(302)에 작동 가능하게 연결된다. 상기 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)는 시그널을 전송 및/또는 수신할 수 있는 컨덕터/안테나이다. 상기 수신기(300)는 다른 시그널 및/또는 노이즈를 포함하거나 포함하지 않고 전송된 시그널 중 임의의 시그널 또는 이들의 임의의 조합을 수신하고 측정, 예를 들면, 해당 컬럼 컨덕터(301)에 존재하는 직교 전송 시그널의 각각에 대한 양을 개별적으로 결정하도록 설계된다. 상기 터치 패널(400)은 직교 시그널이 전파될 수 있는 일련의 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)(모두 도시되지 않음)를 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)는 터치 이벤트가 로우 컨덕터(201) 중 적어도 하나와 컬럼 컨덕터(301) 중 적어도 하나 사이의 커플링 변화를 야기할 수 있도록 배열된다. 일 실시형태에서, 터치 이벤트는 컬럼 컨덕터(301)에서 검출되는 로우 컨덕터(201) 상에 전송되는 시그널의 양(예를 들면, 크기)의 변경을 야기할 수 있다. 일 실시형태에서, 터치 이벤트는 컬럼 컨덕터(301)에서 검출된 로우 컨덕터(201)로 전송되는 시그널의 위상의 변경을 야기할 수 있다. 궁극적으로 상기 센서(100)는 커플링의 변경으로 인해 터치 이벤트를 검출하기 때문에, 특정 실시형태, 터치에 의한 터치 관련 커플링에 야기되는 변경 유형에 대한 명백할 수 있는 이유를 제외하고는, 특별히 중요하지 않다. 상술한 바와 같이, 터치 또는 터치 이벤트는 물리적 터칭을 요구하기보다는 커플링된 시그널에 영향을 미치는 이벤트이다. 일 실시형태에서, 상기 터치 또는 터치 이벤트는 물리적 터칭을 요구하기보다는 반복 가능하거나 예측 가능한 방식으로 커플링된 시그널에 영향을 미치는 이벤트이다.
도 1을 계속 참조하면, 일 실시형태에서, 일반적으로 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301) 모두에 근접한 터치 이벤트의 결과는 컬럼 컨덕터(301) 상에 검출되면 로우 컨덕터에 전송되는 시그널의 변경을 야기한다. 일 실시형태에서, 커플링의 변경은 컬럼 컨덕터(301)에 대한 연속 측정을 비교함으로써 검출될 수 있다. 일 실시형태에서, 커플링의 변경은 로우 컨덕트(201) 상에 전송된 시그널의 특성을 컬럼 컨덕터(301) 상에 이루어진 측정과 비교함으로써 검출될 수 있다. 일 실시형태에서, 커플링의 변경은 컬럼 컨덕터(301)에 대한 연속적인 측정을 비교하고 로우 컨덕터(201) 상에 전송된 시그널의 공지의 특성을 컬럼 컨덕터(301)에 대해 이루어진 측정과 비교함으로써 측정될 수 있다. 더욱 일반적으로, 터치 이벤트는 컬럼 컨덕터(301) 상의 시그널의 측정을 야기하고 이에 대응한다. 로우 컨덕터(201) 상의 시그널이 직교하기 때문에, 복수의 로우 시그널이 컬럼 컨덕터(301)에 커플링되고 수신기(300)에 의해 구별될 수 있다. 마찬가지로, 각 로우 컨덕터(201) 상의 시그널은 복수의 컬럼 컨덕터(301)에 커플링될 수 있다. 소정 로우 컨덕터(201)에 커플링된 각각의 컬럼 컨덕터(301)에 대해(또한, 터치가 로우와 컬럼 컨덕터들 사이의 커플링에 어떻게 영향을 미치는지에 상관없이), 컬럼 컨덕터(301)에 대해 측정된 시그널은 어떤 로우 컨덕터(201)가 해당 컬럼 컨덕터(301)와 동시에 터칭하는지를 나타낼 수 있는 정보를 포함한다. 일반적으로, 수신된 각 시그널의 크기 또는 위상 시프트는 해당 시그널을 전달하는 컬럼 컨덕터(301)와 로우 컨덕터(201) 사이의 커플링의 정도와 관련이 있으므로 터칭 오브젝트와 표면의 거리, 터치에 의해 커버링된 표면의 면적 및/또는 터치의 압박을 나타낼 수 있다.
터치 장치의 다양한 구현에서, 로우 컨덕터(201) 및/또는 컬럼 컨덕터(301)와 터치의 다른 오브젝트 또는 손가락 사이에 보호 배리어가 있을 수 있으므로 로우 컨덕터(201) 및/또는 컬럼 컨덕터(301)와의 물리적 접촉은 가능성이 없거나 불가능하다. 또한, 일반적으로, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301) 자체는 서로 물리적으로 접촉하는 것이 아니라 시그널이 그 사이에 커플링되도록 근방에 위치되고, 그 커플링은 터치에 따라 변경된다. 일반적으로 로우-컬럼 커플링은 이들 사이의 실제 접촉이나 터치의 다른 오브젝트 또는 손가락의 실제 접촉이 아니라, 손가락(또는 다른 오브젝트)를 근접시키는 효과에 의해 발생하고, 상기 근접은 커플링의 변경을 야기하고, 상기 효과는 본원에서 터치로서 언급된다.
일 실시형태에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)의 배향은 물리적 프로세스의 결과로서 변경될 수 있고, 서로에 대한 로우 컨덕터(201) 및/또는 컬럼 컨덕터(301)의 배향(예를 들면, 이동)의 변경은 커플링의 변경을 야기할 수 있다. 일 실시형태에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)의 배향은 물리적 프로세스의 결과로서 변경될 수 있고, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301) 사이의 배향의 범위는 옴 접촉을 포함하므로 범위 내의 일부 배향에 있어서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적 접촉될 수 있는 반면에, 상기 범위 내의 다른 배향에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적 접촉되지 않고, 그들의 커플링이 변경될 수 있다. 일 실시형태에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적으로 접촉하지 않는 경우, 이들의 커플링은 서로 더 가깝게 또는 더 멀리 이동한 결과로 변경될 수 있다. 일 실시형태에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적으로 접촉하지 않는 경우, 접지의 결과로 그들의 커플링이 변경될 수 있다. 일 실시형태에서, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적으로 접촉하지 않는 경우, 그들의 커플링은 커플링된 필드 내에서 번역된 물질의 결과로 변경될 수 있다. 일 실시형태에서, 로우 컨턱터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)가 물리적으로 접촉하지 않는 경우, 그들의 커플링은 로우 컨덕터(201) 또는 컬럼 컨덕터(301), 또는 상기 로우 또는 컬럼과 관련된 안테나의 변화하는 형태의 결과로서 변경될 수 있다.
로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)의 성질은 임의이고 특정 배향은 가변적이다. 실제로, 로우 컨덕터 및 컬럼 컨덕터라는 용어는, 정사각형 그리드를 의미하는 것이 아니라 시그널이 전송되는 컨덕터 세트(로우 컨덕터) 및 시그널이 커플링될 수 있는 컨덕터 세트(컬럼 컨덕터)를 의미한다. 시그널이 로우 컨덕터로 전송되고 컬럼 컨덕터 자체에서 수신된다는 개념은 임의이고, 시그널은 용이하게 임의의 컬럼으로 지정된 컨덕터 상으로 전송되고 임의의 로우 컨덕터로 명명된 컨덕터 상으로 수신되거나, 모두 임의로 다른 이름으로 명명될 수 있다. 또한, 로우 컨덕터 및 컬럼 컨덕터가 그리드로 있어야 할 필요는 없다. 터치 이벤트가 로우-컬럼 커플링에 영향을 미치는 한, 다른 형상도 가능하다. 예를 들면, "로우"는 동심원일 수 있고, "컬럼"은 중심으로부터 방사되는 스포크일 수 있다. 또한, "로우"나 "컬럼"은 모두 임의의 기하학적 또는 공간적 패턴을 따를 필요가 없고, 따라서, 예를 들면, 키보드 상의 키는 로우과 컬럼을 형성(그들의 상대 위치와 관련되거나 관련되지 않음)하기 위해 임의로 연결될 수 있다. 또한, 컨덕터 또는 안테나의 물리적 구조는 로우 컨턱터(예를 들면, ITO로 제조된 로우 등의 단순한 컨덕팅 와이어보다 더욱 명백한 형태를 가짐)에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 안테나 또는 컨덕터는 원형 또는 직사각형이거나, 실질적으로 임의의 형태 또는 변경되는 형태를 가질 수 있다. 로우로서 사용되는 안테나(또는 컨덕터)는 하나 이상의 컨덕터 또는 컬럼으로서 기능하는 하나 이상의 다른 안테나에 근접하여 배향될 수 있다. 즉, 일 실시형태에서, 안테나는 시그널 전송에 사용될 수 있고, 시그널을 수신하는데 사용되는 하나 이상의 다른 안테나 또는 하나 이상의 컨덕터에 근접하여 배향될 수 있다. 터치는 시그널 전송에 사용되는 안테나와 시그널 수신에 사용되는 시그널 간의 커플링을 변경할 수 있다.
2개 유형의 시그널 전파 채널만 있을 필요는 없다: 로우 컨덕터와 컬럼 컨덕터 대신에, 일 실시형태에 있어서, 채널 "A", "B" 및 "C"가 제공될 수 있으며, 여기서 "A"에 전송되는 시그널은 "B" 및 "C"에서 수신될 수 있거나, 또는 일 실시형태에서 "A" 및 "B"에 전송된 시그널은 "C"에서 수신될 수 있다. 또한, 시그널 전파 채널이 경우에 따라서는, 전송기를 지원하고, 경우에 따라서는, 수신기를 지원하는 기능을 대체할 수 있는 것이 가능하다. 또한, 전송된 시그널이 수신된 시그널과 직교하고 따라서 분리 가능하다면, 시그널 전파 채널이 전송기와 수신기를 동시에 지원할 수 있다는 것도 고려된다. 단지 "로우"와 "컬럼"이 아닌 3개 이상의 유형의 안테나 또는 컨덕터를 사용해도 된다. 다수의 대안적인 실시형태가 가능하여 본 발명을 고려한 후에 당업자에게 명백해질 수 있다.
마찬가지로 각 전송 매체에서 하나의 시그널만 전송될 필요는 없다. 일 실시형태에서, 다수의 직교 시그널이 각 로우 컨덕터에 전송된다. 일 실시형태에서, 다수의 직교 시그널이 각 전송 안테나로 전송된다.
상술한 바와 같이, 도 1을 참조하면, 일 실시형태에서, 터치 패널인 상기 패널(400)은 시그널이 전파될 수 있는 일련의 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 상기 로우 컨덕터(201) 및 상기 컬럼 컨덕터(301)는 시그널을 터칭하지 않는 경우는, 시그널을 터칭하는 경우와 다르게 커플링되도록 배향된다. 이들 사이에 커플링된 시그널의 변화는 터치가 더 많은(즉, 더 가깝거나 확실한) 터치와 더 적은 터치(즉, 더 멀거나 부드러움) 간의 구별, 터치가 없어도 구별을 가능하게 하는 그라데이션으로서 측정되도록, 일반적으로 터치에 비례하거나 반비례(선형적으로 비례할 필요가 없음)할 수 있다.
수신기(300)가 각각의 컬럼 컨덕터(301)에 부착되고, 시그널 프로세서(302)가 작동 가능하게 연결되어 있다. 상기 수신기(300)는 컬럼 컨덕터(301)에 존재하는, 직교 시그널, 또는 직교 시그널의 임의의 조합을 포함한, 시그널을 수신하도록 설계되어 임의의 노이즈 또는 다른 시그널이 존재한다. 일반적으로, 상기 수신기는 컬럼 컨덕터(301)에 존재하는 시그널의 프레임을 수신하고 시그널을 제공하는 컬럼을 식별하도록 설계된다. 통합 주기 또는 샘플링 주기 동안 시그널의 프레임이 수신된다. 일 실시형태에서, 상기 수신기 데이터와 연관된 시그널 프로세서(302)는 시그널의 프레임이 캡처링된 시간 동안에 해당 컬럼 컨덕터(301)에 존재하는 직교 전송 시그널의 각각의 양과 연관된 측정을 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 컬럼 컨덕터(301)와 접촉하는 로우 컨덕터(201)를 식별하는 것 외에도, 상기 수신기는 터치에 관한 추가(예를 들면, 정성적) 정보를 제공할 수 있다. 일반적으로, 터치 이벤트는 컬럼 컨덕터(301)에 수신된 시그널에 대응(또는 역대응)할 수 있다. 각각의 컬럼 컨덕터(301)에 대해, 수신된 상이한 시그널은 대응하는 로우 컨덕터(201) 중 어느 것이 해당 컬럼(301)과 동시에 접촉하고 있는지를 나타낸다. 일 실시형태에서, 대응하는 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301) 사이의 커플링 양은 예를 들면, 터치에 의해 커버되는 표면의 면적, 터치의 압력 등을 나타낼 수 있다. 일 실시형태에서, 대응하는 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301) 간의 시간에 따른 커플링의 변화는 2개의 교차점에서의 터치의 변경을 나타낸다.
일 실시형태에서, 혼합 시그널 집적 회로는 시그널 생성기, 전송기, 수신기 및 시그널 프로세서를 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 혼합 시그널 집적 회로는 하나 이상의 시그널을 생성하고 시그널을 전송 안테나로 전송하도록 적합화된다. 일 실시형태에서, 상기 혼합 시그널 집적 회로는 복수의 주파수-직교 시그널을 생성하고, 복수의 주파수-직교 시그널을 전송 안테나로 전송하도록 적합화된다. 일 실시형태에서, 혼합 시그널 집적 회로는 복수의 주파수-직교 시그널을 생성하고 복수의 주파수-직교 시그널 중 하나 이상을 복수의 로우 각각에 전송하도록 적합화된다. 일 실시형태에서, 주파수-직교 시그널의 범위는 DC로부터 약 2.5GHz까지이다. 일 실시형태에서, 주파수-직교 시그널의 범위는 DC로부터 약 1.6MHz까지이다. 일 실시형태에서, 주파수-직교 시그널의 범위는 50KHz∼200KHz이다. 주파수-직교 시그널 사이의 주파수 간격은 통합 기간(즉, 샘플링 기간)의 역수보다 크거나 같아야 한다.
터치 패널(400)을 다룰 때, 시그널 및 결과적으로 터치 이벤트의 검출을 제어하는 다수의 인자가 작용한다. 로우 컨덕터(201)와 컬럼 컨덕터(301) 사이의 크로스토크는 터치 이벤트를 결정하는 역할을 한다. 또한, 상기 터치 패널(400)의 임의의 영역에서의 커플링 크기 및 위상은 터치 이벤트를 결정하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 로우 컨덕터(201) 및 컬럼 컨덕터(301)에 사용되는 컨덕터의 성질은 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 로우 컨덕터(201)와 다른 로우 컨덕터(201) 사이의 근거리 필드에서의 상호 커패시턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 상기 로우 컨덕터(201)와 다른 컬럼 컨덕터(301) 사이의 상호 커패시턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 상기 컬럼 컨덕터(301)와 다른 컬럼 컨덕터(301) 사이의 상호 커패시턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 상기 로우 컨덕터(201)와 다른 로우 컨덕터(201) 사이의 근거리 필드에서의 상호 인덕턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 상기 로우 컨덕터(201)와 다른 컬럼 컨덕터(301) 사이의 상호 인덕턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 컬럼 컨덕터(301)와 다른 컬럼 컨덕터(301) 사이의 상호 인덕턴스는 터치 이벤트의 결정에 영향을 미칠 수 있다. 로우 컨덕터(201)와 컬럼 컨덕터(301) 사이, 그 위 및 근처의 물질의 유전성 및 투과성 특성은 터치 이벤트의 결정에 추가적으로 영향을 미칠 수 있다.
상기 시그널 프로세서(302)는 수신된 시그널을 분석하고 크로스토크/커플링의 작은 변화를 검출할 수 있다. 각각의 센싱된 로우/컬럼 커플링에서, 구동 주파수 또는 주파수의 절대 크기보다 큰 것은 시그널 프로세서(302)에 의해 검출 및 분석될 수 있다. 구동 주파수 또는 주파수의 수신 시그널의 실제 성분은 시그널 프로세서(302)에 의해 검출되고 분석될 수 있다. 구동된 주파수 또는 주파수의 수신된 시그널의 허수 성분은 프로세서(302)에 의해 검출되고 분석될 수 있다. 구동된 주파수 또는 결합된 시그널의 주파수의 실수 및 허수 성분에 대한 위상 관계는 각 OFD 분리 가능 주파수에 대해 증가, 감소 또는 동일하게 유지될 수 있다. 이러한 변화는 시그널 프로세서(302)에 의해 검출 및 분석될 수 있다.
커플링을 위한 수신된 시그널 컴포넌트의 검출 가능한 변화가 전체 센서(100)에 대한 모든 고유한 센싱된 로우/컬럼 커플링에 대해 반복된다. 이어서, 임의의 2개 이상의 센싱된 로우/컬럼 커플링, 임의의 영역 또는 근방의 영역 사이의 센싱된 로우/컬럼 커플링 및/또는 임의의 2개 이상의 이들 영역 사이에서의 수학적 비교가 이루어질 수 있다.
하나의 센싱된 로우/컬럼 커플링에 대한 정보 공간은 매우 조밀하기 때문에, 다른 고유하고 별개의 센싱된 로우 컬럼 커플링 또는 영역에 대한 하나의 센싱된 로우/컬럼 커플링 또는 영역 사이의 정보 공간의 순열은 상당히 크다. 소정의 센싱된 로우/컬럼 커플링에서 하나 이상의 시그널 속성을 설정하는 인자 관계에서의 임의의 변화가 감지될 수 있다.
상술한 바와 같이 컨덕터 간의 상호 작용의 검출로 인한 터치 센서 상의 터치 이벤트의 검출 이외에, 또한, 사람이나 전도성 오브젝트에 시그널을 주입할 수 있고 주입된 시그널은 주입된 사람이나 오브젝트에 근접한 센서에 영향을 줄 수 있는 것이 확인되고 있다. 본원에 참조로 포함된 "주입 범위 센서를 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국특허출원 일련 번호 16/193,476에 있어서, 센서로부터 주입된 오프젝트의 거리를 측정하는 방법 및 시스템이 논의되어 있다. 이 출원에 있어서, 보디부(body part)나 오브젝트에 시그널이 주입되고 센서에 대해 이동했다. 주입된 보디부나 오브젝트의 움직임을 통해, 상기 시스템은 수신된 시그널에 기초한 측정을 결정하고, 상기 센서로부터 신체 일부 또는 오브젝트의 위치를 결정할 수 있었다.
시그널이 주입된 사람 또는 오브젝트의 위치를 결정하는 것과 관련하여 상기 문헌으로부터 얻은 인사이트를 바탕으로, 또한 주입의 사용을 분석하였다. 시그널이 주입된 사람이나 오브젝트는 센서 및 상기 센서 상의 수신기가 감지하고 측정하는 것에 영향을 미칠 수 있다. 일 실시형태에서, 주입된 시그널은 터치 센서에 의해 사용되는(예를 들면, 가로 질러 전송되는) 다른 시그널에 대해 직교하는 주파수이다. 일 실시형태에서 주입된 시그널은 터치 패널 상에서 전송되는 다른 시그널과 동일한 주파수이다. 일 실시형태에서, 주입된 시그널은 센상 상의 다른 시그널과 동일한 주파수를 갖지만, 동일한 주파수를 갖는 시그널에 대해 미리 결정된 위상 관계를 갖는다.
또한, 추가적인 정보가 특정 전송 시그널의 위상 관계에 기초하여 시스템으로부터 얻어질 수 있다는 것이 결정되었다. 임의의 전송된 시그널의 위상 관계는 수신기에 전송된 시그널의 수신에 영향을 미칠 수 있다. 전송된 시그널의 수신은 터치 패널 또는 다른 센서 등의 시스템 상에서 측정되고 결정되는 것에 영향을 미칠 수 있다. 터치 패널 상에 주입된 시그널의 측정을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 또한, 전송되는 주입된 시그널의 위상 관계를 사용하여 임의의 시나리오에 있어서 호버링 등의 터치 이벤트를 검출하거나 바람직하게 결정하기 위해서 주입된 시그널의 위상 특성을 사용할 수 있다. 특히, 터치 패널 상에 전송되는 시그널에 대한 주입 된 시그널의 위상 관계가 사용되어 호버링 등의 터치 이벤트의 검출에 영향을 미칠수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주입된 시그널과 터치 패널 상에 전송되는 시그널의 위상 관계는, 터치 패널의 호버링 검출을 증가시킬 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주입된 시그널과 터치 센서 상에 전송되는 시그널의 위상 관계가 사용되어 예를 들면, 보디부의 위치를 결정하기 위한 바람직한 히트 맵을 개발할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주입된 시그널과 터치 패널 상에 전송되는 시그널의 위상 관계가 사용되어 보디부의 위치를 결정할 때 시그널 대 노이즈비를 개선할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 터치 센싱 시스템은 적어도 2개의 안테나 또는 컨덕터로 구성된 센서를 갖도록 구성되며, 하나는 전송에 사용되고 다른 하나는 수신에 사용된다. 더 많은 안테나 또는 컨덕터가 추가되어 해상도 및/또는 감도를 증가시킬 수 있다. TX 시그널 생성 회로는 컨덕터 또는 안테나에 작동 가능하게 연결되는 시그널을 생성하도록 구성되어 상기 시그널을 전송한다. 또한, 동일한 시그널은 변경된 시그널을 출력하는 위상 변경 회로에 커플링되고, 상기 변경된 시그널은 소스 시그널과 위상각(예를 들면, 90도 또는 180도)이 다르다. 변경된 위상 시그널은 센서에 근접하여 보디에 작동 가능하게 커플링된다(예를 들면, 시그널 주입기가 보디와 작동 가능하게 연결된다). RX 및 처리 회로는 시그널을 전송하는데 사용된 컨덕터 또는 안테나가 전송하는 기간 동안 다른 컨덕터 또는 안테나(즉, 시그널을 전송하는데 사용되는 것이 아님) 상에 입사하는 시그널을 수신하도록 구성된다. 상기 수신된 시그널은 예를 들면, 상술한 바와 같이 처리되어 그 기간 동안 전송된 시그널에 대응하는 하나 이상의 측정을 행한다. 동시 수신 및 전송은 예를 들면, 100Hz, 500Hz, 1MHz에서의 적용 적합하도록 반복된다. 일 실시형태에 있어서, 상술한 신규 구성은 히트 맵 변형을 증가시킨다. 일 실시형태에서, 상술한 신규 구성은 센서의 시그널 레벨을 증가시킨다. 일 실시형태에서, 상술한 신규 구성은 수신된 시그널에서 시그널 대 노이즈비를 증가시킨다. 상기 위상각은 미리 결정될 수 있고(예를 들면, 90도 또는 180도), 한 번 또는 경우에 따라 조정될 수 있거나, 연속적으로(예를 들면, 피드백 루프에서) 조정되어 목적의 터치로부터 얻어지는 히트 맵 변형을 증가시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 시스템에 있어서 터치 이벤트를 측정하고 결정하는 시스템의 능력에 영향을 미치기 위해서, 전송된 시그널의 위상 시프팅을 채용하는 시스템의 실시형태를 도시한다. 도 2는 주입된 시그널의 위상 관계가 센서(20) 상에 전송되는 시그널에 대해 180도 위상차인 실시형태를 도시한다. 시그널 생성기(21)는 제 1 시그널을 생성하고 제 1 시그널을 센서(20)로 전송한다. 동일한 시그널(즉, 동일한 주파수 시그널)이 180도 위상 시프트되어 손(22)에 주입된다. 손(22)에 센서 상의 제 1 시그널로부터 180도 위상 시프트된 시그널이 주입되면, 센서(20)가 활성화되어 센서(20)의 표면으로부터 더 멀리 떨어진 거리에서 손(22)의 존재를 측정할 수 있다. 일 실시형태에서, 동일한 시그널 생성기는 미리 결정된 위상 관계로 양 시그널을 생성한다. 일 실시형태에서, 생성되고 센서로 전송되는 시그널 및 생성되고 손에 주입된 시그널은 서로 다른 시그널 생성기에 의해 생성되며, 여기서 각각의 시그널 생성기는 생성된 서로의 시그널의 위상 관계를 인지한다.
도 3은 위상 관계 시스템에 사용되는 센서(30)의 실시형태를 나타낸다. 상기 센서(30)는 적어도 하나의 수신 안테나(31)(또는 컨덕터) 및 적어도 하나의 전송 안테나(32)(또는 컨덕터)를 갖는다. 수신 안테나(31)에 시그널 수신기(35)가 작동 가능하게 연결된다. 상기 전송 안테나(32)에 시그널 생성기(34)가 작동 가능하게 연결된다. 상기 시그널 생성기(34) 및 시그널 수신기(35)는 시그널 프로세서(36)에 작동 가능하게 연결되거나 통합된다. 주입 안테나(37)(또는 전극)는 본체부(33)에 작동 가능하게 연결된다. 상기 시그널 생성기(34)는 제 1 위상을 갖는 시그널을 생성한다. 제 1 위상을 갖는 생성된 시그널은 전송 안테나(32)로 전송된다. 동일한 시그널(예를 들면, 동일한 주파수 시그널)은 전송 안테나(32)에 전송되고, 주입 안테나(37)에 전송되는 시그널로부터 180도 위상 시프트된다. 주입 안테나(37)는 위상 시프트된 시그널을 보디부(33)에 주입한다. 상기 예에서 형성된 위상 관계는 센서(30) 근처에서 발생하는 상호 작용을 측정하는 센서(30)의 능력을 추가적으로 수정한다. 예를 들면, 센서(30) 근처로 이동하는 오브젝트 또는 보디부가 보디부(33)에 주입된 위상 시프트된 시그널의 존재로 인해 센서에 의해 더욱 명확하게 식별, 즉 센싱될 수 있다. 보디부(33)에 주입된 180도 위상 시프트된 시그널의 존재는 시그널 강도를 증가시켜 노이즈에 대한 시그널의 양을 증가시킨다. 이것은 제 1 위상에서 전송된 시그널의 측정을 결정하는 수신 안테나(31)의 능력에 영향을 미친다. 일 실시형태에서, 동일한 시그널 생성기는 미리 결정된 위상 관계로 양 시그널을 생성한다. 일 실시형태에서, 생성되고 센서로 전송되는 시그널 및 생성되고 손에 주입된 시그널은 서로 다른 시그널 생성기에 의해 생성되며, 여기서 각각의 시그널 생성기는 생성된 서로의 시그널의 위상 관계를 인지한다.
일 실시형태에서, 주입된 시그널의 위상 관계는 터치 패널 상에 전송되는 시그널에 대해 90도 역위상이다. 일 실시형태에서, 주입된 시그널과 전송된 시그널 사이의 위상 관계는 90도 또는 180도 이외의 관계에 있다. 일 실시형태에 있어서, 상기 위상 관계는 45도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 135도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 30도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 60도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 120도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 150도이다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 10도 미만이다. 일 실시형태에서 상기 위상 관계는 공지의 비율로 변경될 수 있고, 예를 들면, 하나의 프레임에 있어서 위상 관계는 90도일 수 있고, 다른 프레임에 있어서, 상기 위상 관계는 180도일 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 90도와 180도 사이에서 교대로 나타난다. 일 실시형태에서, 상기 위상 관계는 연속적인 비율로 변경된다.
터치 패널에 더하여, 시그널을 전송 및 수신할 수있는 컨덕터 또는 안테나로 커버되거나 레이어드된 다른 오브젝트 및 아이템을 가질 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러가 컨덕터 또는 안테나로 커버될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주입 컨덕터(전극)는 컨트롤러 상에 추가적으로 위치할 수 있다. 주입 컨덕터(전극)는 컨트롤러의 사용자에게 시그널을 주입하도록 적합화된다. 일 실시형태에서, 주입 컨덕터는 컨트롤러 이외의 오브젝터에 위치한다. 예를 들면, 주입 컨덕터는 사용자가 착용하고 있는 웨어러블 또는 주얼리 일부에 위치할 수 있다. 주입 컨덕터가 컨트롤러와 분리된 오브젝트 또는 컨덕터를 갖는 다른 오브젝트에 위치하면, 상기 주입 컨덕터는 추가적으로 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결되어 컨덕터 상에 생성되고 전송된 시그널에 대해 미리 결정된 위상 관계로 시그널을 생성할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 생성되어 센서로 전송되는 시그널 및 생성되어 손에 주입되는 시그널은 상이한 시그널 생성기에 의해 발생되며, 여기서 각각의 시그널 생성기는 생성된 서로의 시그널의 공지된 위상 관계를 갖는다.
일 실시형태에 있어서, 시그널은 컨트롤러로부터 전송되거나 복수의 전송기 중 하나 이상으로부터 착용 가능하다. 180도 위상이 시프팅된 동일한 시그널이 보디부에 주입된다. 상술한 것 등의 다른 위상 관계가 사용될 수도 있다. 보디부의 상호 작용 또는 보디부의 이동은 전송된 시그널과 상호 작용할 수 있다. 수신기는 전송된 시그널을 수신하고 수신된 시그널을 측정한다. 전송된 시그널과 측정된 수신 시그널과의 상호 작용은 시스템에 의해 사용되어 보디부의 움직임, 제스처 또는 위치를 결정하는데 사용할 수 있는 히트 맵을 생성한다. 주입된 위상 시프트된 시그널의 존재는, 수신기가 전송기로부터 전송된 시그널을 측정하고 위상 관계를 갖는 주입된 시그널이 없는 경우보다 더 우수한 해상도를 지닌 히트 맵을 생성 할 수 있게 한다.
일 실시형태에 있어서, 발의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에서, 발의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에서, 다리의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에서, 손의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 손의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 손의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 손의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 손의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 팔의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 팔의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 머리의 움직임은 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다. 일 실시형태에 있어서, 머리의 자세는 주입된 위상 관계 시스템에 의해 결정된다.
컨트롤러, 웨어러블 및 터치 패널 외에도, 주입된 위상 관계 시스템이 차량에 사용될 수 있다. 차량에 있어서, 차량의 컴포넌트는 전송기와 수신기가 내장되거나 그 상에 배치된다. 차량의 또 다른 컴포넌트가 접촉할 수 있고 차량과 상호 작용하는 사람에게 위상 이동 시그널을 주입하도록 적합화되는 주입 전극 또는 컨덕터를 갖는다. 위상 시프트된 시그널은 전송기로부터 전송되는 시그널에 대한 위상 관계를 갖는다. 일 실시형태에 있어서, 다른 것에 대한 하나의 시그널의 위상 관계는 180도이다. 상술한 것 등의 다른 위상 관계도 사용될 수도 있다.
차량 기반 위상 관계 시스템은 차량과의 다양한 상호 작용의 검출 및 결정을 개선하는데 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 카시트가 송신기 및 수신기가 내장되어 있을 수 있다. 사람은 상기 시트로부터 전송되는 시그널에 대해 위상 관계를 갖는 시그널을 주입할 수 있는 주입 전극을 가지고 있거나 상호 작용할 수 있다. 사람의 어프로치 및 위치는 위상 관계 시스템에 의해 양호하게 결정될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 스티어링 휠이 운전자 손의 위치를 결정하도록 위상 관계 시스템을 사용한다. 일 실시형태에 있어서, 대시보드 컨트롤 시스템은 대시보드 컨트롤 시스템의 컨트롤과 관련하여 사용자의 손을 양호하게 결정하도록 위상 관계 시스템을 사용한다. 일 실시형태에 있어서, 승객 컨트롤 시스템은 승객 컨트롤 시스템과 관련하여 사용자의 손을 양호하게 결정하도록 위상 관계 시스템을 사용한다. 일 실시형태에 있어서, 키팝(key fob)이 차량의 전송기와 동기화되는 시그널 생성기를 갖는다. 상기 키팝은, 문 손잡이, 트렁크 등과의 상호 작용을 바람직하게 구별하도록 키팝을 들고 있는 사람에게 시그널을 주입할 수 있다.
상술된 주입 베이스 시스템에 추가하여, 또한, 전송된 시그널에 대해 위상 관계를 갖는 시그널을 생성할 수 있고, 그 자체가 동기화되어 동일한 이점을 제공하는 오브젝트를 가질 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 스타일러스는 터치 패널상에 전송되는 시그널에 대해 위상 관계를 갖는 시그널을 생성할 수 있다. 일 실시형태에서, 볼 또는 다른 게임 피스가 환경 내에서 전송기에 의해 전송된 시그널에 대해 위상 관계를 갖는 시그널을 생성할 수 있다.
본 발명의 양태는 위상 관계 시스템이다. 상기 위상 관계 시스템은 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 1 안테나; 수신기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 2 안테나; 상기 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 주입 전극; 및 수신 시그널의 측정을 처리하고 결정하도록 적합화된 시그널 프로세서를 포함하고, 상기 시그널 생성기는 복수의 시그널을 생성하도록 적합화되고, 상기 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 1 위상을 갖는 것으로 생성되고, 상기 복수의 제 2 안테나는 복수의 시그널 중 적어도 하나를 수신하도록 적합화되고, 상기 주입 전극은 상기 제 1 위상을 갖는 복수의 시그널 중 적어도 하나에 대해 미리 결정된 위상 관계에 있는 제 2 위상을 갖는 시그널을 전송하도록 적합화되고, 상기 제 1 위상과 상기 제 2 위상은 상이하다.
본 발명의 다른 양태는 터치 이벤트를 결정하기 위한 방법이다. 상기 방법은 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 1 안테나에 복수의 시그널을 생성하는 단계; 수신기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 2 안테나 중 적어도 하나에 복수의 시그널 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 상기 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 주입 전극을 통해 주입 시그널을 전송하는 단계; 및 터치 이벤트를 결정하기 위해 수신된 시그널의 측정을 처리하고 결정하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 1 위상을 갖는 것으로 생성되고, 상기 주입 시그널은 제 1 위상을 갖는 생성된 복수의 시그널 중 적어도 하나에 대해 미리 결정된 위상 관계에 있는 제 2 위상을 갖고, 상기 제 1 위상과 상기 제 2 위상은 상이하다.
본 발명이 그 바람직한 실시형태를 참조하여 특별히 도시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 형태 및 상세에 대한 다양한 변경이 특허청구범위 내에서 이루어질 수 있음을 이해할 수 있다.
Claims (18)
- 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 1 안테나;
수신기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 2 안테나;
상기 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 주입 전극; 및
수신된 시그널의 측정을 처리하고 결정하도록 적합화된 시그널 프로세서를 포함하는 위상 관계 시스템으로서:
상기 시그널 생성기는 복수의 시그널을 생성하도록 적합화되고, 상기 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 1 위상을 갖는 것으로 생성되고;
상기 복수의 제 2 안테나는 복수의 시그널 중 적어도 하나를 수신하도록 적합화되고;
상기 주입 전극은 제 1 위상을 갖는 복수의 시그널 중 적어도 하나에 대해 미리 결정된 위상 관계에 있는 제 2 위상을 갖는 시그널을 전송하도록 적합화되고, 제 1 위상과 제 2 위상은 상이하고, 상기 주입 전극은 보디부에 작동 가능하게 연결되도록 적합화되고, 주입 시그널은 보디부로 전송되는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상은 제 2 위상과 180도 상이한, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상은 제 2 위상과 90도 상이한, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상을 갖는 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 2 위상을 갖는 시그널과 동일한 주파수를 갖는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 호버링의 검출에 영향을 미치도록 적합화되는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 더 우수한 시그널 대 노이즈비를 제공하도록 적합화되는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 터치 이벤트의 검출에 영향을 미치도록 적합화되는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 주기적으로 변경되는, 위상 관계 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 연속적으로 변경되는, 위상 관계 시스템. - 시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 1 안테나에 복수의 시그널을 생성하는 단계;
수신기에 작동 가능하게 연결된 복수의 제 2 안테나 중 적어도 하나에 복수의 시그널 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
시그널 생성기에 작동 가능하게 연결된 주입 전극을 통해 주입 시그널을 전송하는 단계; 및
터치 이벤트를 결정하기 위해 수신된 시그널의 측정을 처리하고 결정하는 단계를 포함하는 터치 이벤트를 결정하는 방법으로서:
상기 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 1 위상을 갖는 것으로 생성되고,
상기 주입 시그널은 제 1 위상을 갖는 것으로 생성된 복수의 시그널 중 적어도 하나에 대해 미리 결정된 위상 관계에 있는 제 2 위상을 갖고, 제 1 위상과 제 2 위상은 상이하고, 상기 주입 전극은 보디부에 작동 가능하게 연결되도록 적합화되고, 주입 시그널은 보디부로 전송되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상은 제 2 위상과 180도 상이한, 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상은 제 2 위상과 90도 상이한, 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 1 위상을 갖는 상기 복수의 시그널 중 적어도 하나는 제 2 위상을 갖는 시그널과 동일한 주파수를 갖는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 호버링의 검출에 영향을 미치는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 더 우수한 시그널 대 노이즈비를 제공하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 터치 이벤트의 검출에 영향을 미치는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 주기적으로 변경되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 위상 관계는 연속적으로 변경되는, 방법.
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