KR20220033045A

KR20220033045A - 접근 검출 장치 및 전자장치

Info

Publication number: KR20220033045A
Application number: KR1020217030405A
Authority: KR
Inventors: 케 리; 밍 양; 단셍 첸
Original assignee: 선전 구딕스 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-03-15
Also published as: EP3992670A4; US20220077854A1; EP3992670A1; WO2022047789A1

Abstract

본 발명에 있어서 접근 검출 장치 및 전자장치를 제공하는 것에 의해 인체와 비인체가 전자장치에 접근하는 것을 용이하게 구별하려고 한다. 상기 접근 검출 장치는 전자장치에 사용되고, 제1 전극과, 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하는 검출 모듈을 포함한다. 상기 검출 모듈은 제1 전극과 제2 전극에 전기접속되고, 상기 상호 커패시턴스의 변화량에 의해 전자장치의 접근 정도를 확정한다. 인체가 전자장치에 접근할 때, 상호 커패시턴스의 변화량은 제1 변화량으로 되고, 비인체가 전자장치에 접근할 때, 상호 커패시턴스의 변화량은 제2 변화량으로 되고, 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

Description

접근 검출 장치 및 전자장치

본 발명의 실시예는 커패시턴스 검출 분야에 속하고, 보다 구체적으로는 본 발명은 접근 검출 장치 및 전자장치에 관한 것이다.

전자장치, 예를 들면 웨어러블 디바이스는 사용자에게 여러가지 편리성을 줄 수 있다. 지능화의 발전에 따라 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착했는가를 검출하는 것은 상용 기능으로 되고 있다. 종래 기술에 있어서, 웨어러블 디바이스에 검출 모듈이 설치된 것에 의해 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착했는가를 검출할 수 있다. 하지만 종래의 검출 방법은 땀 또는 비인체가 접근하는 것에 의한 영향을 쉽게 받는 결점을 가지고 있다. 전자장치에 물이 있을 때, 이 물에 의해 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착했다고 오판하고, 사용자의 사용 감각에 영향을 줄 우려가 있다.

따라서, 사용자가 전자장치에 접근된 것을 정확하게 검출할 수 있는 해결 대책을 검토하여야 하다.

본 발명의 실시예에 있어서 접근 검출 장치 및 전자장치를 제공하는 것에 의해 인체가 전자장치에 접근되는 것과 비인체가 전자장치에 접근되는 것을 용이하게 구별할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예의 제1 예시에 있어서 전자장치에 사용되는 접근 검출 장치를 제공한다. 상기 접근 검출 장치는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하는 검출 모듈을 포함하고, 상기 상호 커패시턴스의 변화량에 의해 상기 전자장치의 접근정도를 확정한다. 인체가 상기 전자장치에 접근할 때, 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제1 변화량이며, 비인체가 상기 전자장치에 접근할 때, 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제2 변화량이고, 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

상기 기술적 사항에 있어서, 상호 커패시턴스 검출 방법을 사용할 경우, 인체와 비인체가 접근하는 것에 의해 형성된 상호 커패시턴스의 변화량에 있어서 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다. 즉 인체와 비인체가 접근하는 것에 의해 형성된 두 상호 커패시턴스의 변화량의 변화 방향은 서로 반대된다. 예를 들면, 인체가 접근할 때 상호 커패시턴스는 감소되고, 비인체가 접근할 때 상호 커패시턴스는 증가되거나 또는 인체가 접근할 때 상호 커패시턴스는 증가되고, 비인체가 접근할 때 상호 커패시턴스는 감소된다. 이것에 의해 인체와 비인체를 구별하는 정확도를 향상시킬 수 있다. 검출 모듈은 상호 커패시턴스의 변화량이 증가되거나 또는 감소되는 것을 판단하는 것에 의해 인체가 전자장치에 접근하거나 또는 비인체가 전자장치에 접근하는 것을 정확하게 판단할 수 있다. 이것에 의해 인체와 비인체가 전자장치에 접근하는 것을 용이하게 인식하고, 오판율을 저감할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되거나 또는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 평행되게 설치되는 한편 상기 제1 전극은 상기 제2 전극의 상부에 설치되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극의 일부분과 상기 제1 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩된다.

외부 대상이 전자장치에 접근할 때, 인체가 접근하는 방향에서 제1 전극은 제2 전극을 차폐하지 않거나 또는 제2 전극의 일부분 만을 차폐하므로, 제1 전극과 제2 전극은 모두 외부 대상과 커패시턴스를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극의 중앙 구역에 설치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 포위하는 환상으로 형성된다.

제2 전극이 제1 전극을 포위하는 환상으로 형성된 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 커플링 길이를 증가시키고, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도되는 신호량을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 동심으로 설치된다.

제1 전극과 제2 전극이 동심으로 설치된 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 각 위치의 틈새를 같게 하고, 외부 대상이 여러 위치로부터 전자장치에 접근하여도 제1 전극과 제2 전극 사이의 신호의 유도량을 균등하게 할 수 있다. 즉 신호의 유도량을 일치하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극은 방형 구조로 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 포위하는 방형 환상 구조로 형성된다.

접근 검출 장치를 지지하는 기판은 통상 사각형으로 형성되므로, 전극을 사각형으로 설계하는 것에 의해 기판의 공간 이용율을 향상시킬 수 있다. 또한, 인체가 전자장치에 접근하는 접근 구역은 통상 사각형으로 형성되어 있으므로, 전극을 사각형으로 형성하는 것에 의해 인체가 접근할 때 상호 커패시턴스 신호에 주는 영향을 유효적으로 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈보다 크거나 또는 같다.

제2 전극의 폭을 두 전극 사이의 틈보다 크거나 또는 같게 하는 것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수로 될 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수로 될 때의 절대치의 차이를 작게 하고, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈은 L/6∼L/4이며, L은 상기 제1 전극의 장변의 길이이다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수로 될 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수로 될 때의 절대치의 차이를 작게 하고, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 전극의 폭이 0.2mm보다 크거나 또는 같은 것에 의해, 제2 전극과 인체 사이의 신호의 유도량을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 표면에 설치되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 기어 결합형 구조를 구비하도록 형성되고, 상기 제1 전극은 제1 기어형 구조를 포함하고, 상기 제2 전극은 제2 기어형 구조를 포함하고, 상기 제1 기어형 구조와 상기 제2 기어형 구조는 서로 결합된다.

제1 전극과 제2 전극이 기어 결합형 구조를 구비하는 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 커플링 길이를 증가시키고, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도되는 신호량을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 기어형 구조와 상기 제2 기어형 구조의 투스폭 (tooth width)은 같다.

제1 기어형 구조와 제2 기어형 구조의 투스폭이 같은 것에 의해 제1 전극과 제2 전극의 면적이 동일하게 되는 것을 확보하고, 제1 전극 및 제2 전극과 인체 사이에서 유도되는 신호량을 같게 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈은 q/3∼q/2이며, q는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 투스폭이다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수로 될 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수로 될 때의 절대치의 차이를 작게 하고, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 결합 구조의 수량은 2개 또는 3개이다.

제1 전극과 제2 전극의 결합 구조의 수량이 2개 또는 3개인 것에 의해, 제1 전극과 제2 전극의 투스폭이 소정치 이하로 되는 것을 피하고, 전극의 제조와 장착을 용이하게 실시할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접근 검출 장치는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되고, 상기 제3 전극은 상기 제1 전극의 하측에 설치되는 동시에 상기 제1 전극과 평행되게 설치된다.

제3 전극을 더 설치할 경우, 제3 전극은 제1 전극과 제2 전극 사이의 일부분의 전장선을 흡수할 수 있으므로, 인체와 비인체가 접근하는 것에 의해 형성된 두 상호 커패시턴스의 변화량이 서로 반대되게 하는 목적을 용이하게 실현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3 전극이 상기 제3 전극의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈이 이 방향에 투영된 투영의 적어도 일부분을 덮는다.

제3 전극의 투영이 제1 전극과 제2 전극 사이의 틈의 투영을 덮는 것에 의해 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3 전극의 변연이 상기 제1 전극의 변연과 상기 제2 전극이 형성한 형상의 변연에 정렬되는 것에 의해 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극의 실장을 쉽게 진행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 200μm보다 작거나 또는 같다. 이것에 의해 제3 전극과 제1 전극 사이의 거리가 소정치 이상으로 되는 것을 피하고, 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 100μm보다 작거나 또는 같다. 이것에 의해 제3 전극과 제1 전극 사이의 거리가 소정치 이상으로 되는 것을 피하고, 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접근 검출 장치는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 평행되게 설치되고, 상기 제3 전극과 상기 제2 전극은 한 표면 위에 설치된다.

제3 전극과 제2 전극이 한 표면 위에 설치되는 것에 의해 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 100μm보다 작거나 또는 같은 것에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 신호의 유도량을 확보하고, 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 외부 대상 사이에는 제1 커패시턴스가 형성되고, 상기 제2 전극과 상기 외부 대상 사이에는 제2 커패시턴스가 형성되고, 시스템 접지단과 상기 외부 대상 사이에는 제3 커패시턴스가 형성된다. 상기 외부 대상은 상기 인체와 상기 비인체를 포함하고, 상기 제1 커패시턴스, 상기 제2 커패시턴스, 상기 제3 커패시턴스에 의해 상기 제1 변화량과 상기 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스는 상호 커패시턴스의 변화량에 영향을 주므로, 본 발명은 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스의 커패시턴스를 조절하는 것에 의해 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나를 정수로 하고, 다른 하나를 부수로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검출 모듈은 상기 제1 전극과 / 또는 상기 제2 전극의 셀프 커패시턴스의 변화량을 검출하는 것에도 사용되고, 상기 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 크면, 상기 외부 대상이 상기 전자장치에 접근했다고 판단하고, 상기 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 큰 것을 검출했을 경우, 상기 검출 모듈은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출한다.

본 발명은 셀프 커패시턴스 검출 방법과 상호 커패시턴스 검출 방법의 우세를 결합시키는 것에 의해 셀프 커패시턴스와 상호 커패시턴스가 일체로 결합된 검출 방법을 제공하는 것에 의해 인체가 전자장치를 접근하는 것을 검출하는 정확도를 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 있어서 전자장치를 제공한다. 이 전자장치는 본 발명의 제1 실시예의 제1 예시와 제2 예시에서 제공하는 접근 검출 장치를 포함한다.

본 발명의 효과는, 셀프 커패시턴스 검출 방법과 상호 커패시턴스 검출 방법의 우세를 결합시키는 것에 의해 셀프 커패시턴스와 상호 커패시턴스가 일체로 결합된 검출 방법을 제공하는 것에 의해 인체가 전자장치를 접근하는 것을 검출하는 정확도를 더 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 셀프 커패시턴스 검출 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 접근 검출 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어서 외부 대상이 접근할 때 접근 검출 장치가 형성한 커패시턴스를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서 외부 대상이 접근할 때 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 커패시턴스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 관한 “回”자형의 전극 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 관한 다른 “回”자형의 전극 구조를 나타내는 도면이다.
7은 본 발명의 실시예에 관한 “回”자형의 전극 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 관한 다른 “回”자형의 전극 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 기어 결합형의 전극 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 관한 다른 기어 결합형의 전극 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 셀프 커패시턴스 검출 과정에 있어서 전극과 시스템 접지단 사이에서 유도되는 전장선을 나타내는 도면이다.
도 12은 상호 커패시턴스 검출 과정에 있어서 제1 전극, 제2 전극 및 시스템 접지단 사이에서 유도되는 전장선을 나타내는 도면이다.

이하, 도면에 의해 본 발명의 실시예에 관한 기술적 사항을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 관한 전자장치는 인텔리전트 웨어러블 디바이스 (intelligent wearable devices), 스마트 펜 (smart pen), 게임 패드 또는 다른 정전 용량식 터치 제어 제품일 수 있다. 인텔리전트 웨어러블 디바이스는 헤드폰, 스마트 시계 (smart watch), 스마트 팔찌 (Smart bracelet) 등과 같은 웨어러블 디바이스일 수 있다.

이하, 헤드폰을 예로 하여 설명을 한다.

최근, 헤드폰이 무선화, 지능화의 방향으로 발전하고 있는 것에 의해 귀내 검출은 스마트 무선 헤드셋의 상용 기능으로 되고 있다. 귀내 검출 기능을 구비하고 있는 헤드폰은 사용자가 헤드폰을 장착하거나 또는 헤드폰을 귀에서 뽑는 것을 검출할 수 있고, 이것에 의해 헤드폰의 작동 상태를 변환시킬 수 있다. 예를 들면, 음악을 듣고 있을 때, 사용자가 헤드폰을 귀에서 뽑으면, 음악의 재생을 정지시키고, 사용자가 헤드폰을 다시 귀에 삽입하면, 음악을 다시 재생할 수 있다. 또한, 통화를 하고 있을 때, 사용자가 헤드폰을 귀에서 뽑으면, 통화 채널을 헤드폰으로부터 휴대폰 본체로 변화시킬 수 있다.

귀내 검출에 사용되는 센서는 주요하게 커패시턴스 센서와 광학 센서가 있다. 커패시턴스 센서를 사용할 경우, 구멍을 형성할 필요가 없으므로, 장치의 방진성과 방수성 등을 확보할 수 있고, 여러 분야에 사용할 수 있다. 하지만, 종래의 커패시턴스 검출 방법은 장치의 방진성과 방수성 등을 유효적으로 확보할 수 없는 결점을 가지고 있다.

종래의 장착 검출 (또는 접근 검출) 방법은 통상 셀프 커패시턴스 (self capacitance) 검출 방법을 사용한다. 즉 전극이 시스템 접지단에 대응하는 셀프 커패시턴스을 검출하고, 이 셀프 커패시턴스의 변화량에 의해 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착했는 가를 판단한다.

도 1의 실시예에 있어서, 전극 11은 셀프 커패시턴스 전극이고, 전극 11은 시스템 접지단 10에 대응하는 기초 커패시턴스 C₁₁을 구비하고, 외부 대상 12이 접근할 때, 2개의 커패시턴스 C12과 커패시턴스 C13을 더 인용한다. 커패시턴스 C₁₂은 외부 대상 12과 전극 11 사이의 커패시턴스이며, 커패시턴스 C₁₃은 외부 대상 12과 시스템 접지단 10 사이의 커패시턴스이다. 외부 대상 12이 접근할 때, 전극 11이 시스템 접지단 10에 대응하는 커패시턴스 총량이 증가되고, 커패시턴스의 증가량은 커패시턴스 C₁₂과 커패시턴스 C₁₃이 병렬 접속될 때의 커패시턴스와 비슷한다. 따라서, 셀프 커패시턴스 검출 모드에 있어서, 인체와 비인체의 상위점은 커패시턴스 C₁₂과 커패시턴스 C₁₃이 직렬 접속된 결과의 차이에 의해 결정된다.

셀프 커패시턴스 검출 방법에 있어서, 인체와 땀이 접근할 때, 전극 11이 시스템 접지단 10에 대응하는 커패시턴스 총량이 증가된다. 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착하는 차이점과 땀의 다양성과 불안정성에 의해, 인체와 땀에 의해 커패시턴스 총량이 증가된 것을 용이하게 검출할 수 없는 혼동 구역이 형성된다. 즉 검출된 커패시턴스 총량이 혼동 구역 내에 들어 있을 때, 커패시턴스 총량의 증량은 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착한 것에 의해 증가되거나 또는 남겨진 땀에 의해 증가된 것일 수 있다. 따라서, 다수의 경우 인체에 의한 커패시턴스 총량의 증량과 땀에 의한 커패시턴스 총량의 증량을 명확히 판단할 수 없고, 남겨진 땀을 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착했다고 오판할 우려가 있다.

이 때문에, 본 발명의 실시예에 있어서 접근 검출 장치를 제공한다. 인체와 비인체에 의한 상호 커패시턴스 (mutual capacitance) 신호의 변화량의 변화 방향이 반대되므로, 인체와 비인체가 각각 접근할 때의 상위점을 명확히 판단할 수 있다. 이것에 의해 인체가 전자장치에 접근할 때의 검출 결과의 정확도와 사용자의 사용 감각을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 실시예의 비인체는 여러가지 도체 매질, 예를 들면 땀일 수 있다. 사용자가 웨어러블 디바이스를 떼낼 때, 사용자의 땀이 웨어러블 디바이스에 남을 우려가 있다.

본 발명의 실시예의 접근 검출 장치를 전자장치에 사용할 수 있다. 상기 접근 검출 장치는 제1 전극, 제2 전극 및 검출 모듈을 포함하고, 상기 검출 모듈이 제1 전극과 제2 전극에 전기 접속되는 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하고, 상호 커패시턴스의 변화량에 의해 전자장치의 접근 정도를 확정한다. 인체가 상기 전자장치에 접근할 경우, 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제1 변화량이며, 비인체가 상기 전자장치에 접근할 경우, 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제2 변화량이다. 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

제1 전극과 제2 전극을 한 평면 위에 설치하거나 또는 제1 전극과 제2 전극을 평행되게 설치하는 동시에 상기 제1 전극을 상기 제2 전극의 상측에 설치할 수 있다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극의 일부분과 상기 제1 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직되는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩될 수 있다.

외부 대상이 인체와 비인체일 때 두 상호 커패시턴스의 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다. 인체와 비인체에 의한 상호 커패시턴스의 변화량의 변화 방향은 반대되므로, 인체와 비인체의 상위점을 명확히 판단할 수 있다. 검출 모듈은 상호 커패시턴스의 변화량이 정수되거나 또는 부수로 되는 것을 판단하는 것에 의해 인체가 장치에 접근하거나 또는 비인체가 장치에 접근하는 것을 정확하게 판단할 수 있다. 이것에 의해 인체가 장치에 접근하는 것을 용이하게 인식하고, 오판율을 저감할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 헤드폰을 정확하게 장착했는 가를, 사용자가 터치 펜을 손에 잡았는 가를, 사용자가 게임 패드를 잡았는 가를 정확하게 판단할 수 있다. 이럴 경우, 전자장치는 인체가 전자장치에 접근된 정도에 의해 소정된 조작을 하고, 사용자의 사용 감각을 개선할 수 있다.

설명을 간단하게 하기 위하여, 아래에서 인체와 비인체를 일괄하여 외부 대상이라고 한다.

상기 제1 전극과 외부 대상 사이에는 제1 커패시턴스가 형성되고, 상기 제2 전극과 외부 대상 사이에는 제2 커패시턴스가 형성되고, 시스템 접지단과 상기 외부 대상 사이에는 제3 커패시턴스가 형성된다. 상기 외부 대상은 상기 인체와 상기 비인체를 포함하고, 상기 제1 커패시턴스, 상기 제2 커패시턴스, 상기 제3 커패시턴스에 의해 상기 제1 변화량과 상기 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스는 상호 커패시턴스의 변화량에 큰 영향을 주므로, 본 발명의 실시예에 있어서 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스의 커패시턴스를 조절하는 것에 의해 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나를 정수로 하고, 다른 하나를 부수로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 외부 대상이 인체일 때, 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스에 의해 제1 변화량을 정수로 하고, 외부 대상이 비인체일 때, 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스에 의해 제2 변화량을 부수로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 외부 대상이 인체일 때, 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스에 의해 제1 변화량을 부수로 하고, 외부 대상이 비인체일 때, 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스에 의해 제2 변화량을 정수로 할 수 있다.

본 발명의 실시예의 비인체는 도체이며, 이 도체는 액체 예를 들면 땀일 수 있다.

본 발명의 실시예에 관한 접근 검출 장치를 접촉 검출 장치라고 할 수도 있다. 외부 대상이 전자장치와 접촉할 때 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스가 변할 수 있다. 외부 대상이 전자장치에 접근하였지만, 전자장치와 접촉되지 않았을 때도 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스가 변할 수 있다.

이하, 도 2∼도 4에 의해 본 발명의 실시예의 사항을 상세하게 설명한다.

도 2는 외부 대상이 접근되지 않았을 때, 제1 전극 21과 제2 전극 22 사이의 유도 상황을 나타내는 도면이고, 도 3은 외부 대상이 접근될 때 제1 전극 21, 제2 전극 22, 외부 대상 23 및 시스템 접지단 20 사이의 유도 상황을 나타내는 도면이고, 도 4은 외부 대상이 접근될 때 커패시턴스가 두 전극 사이에 형성한 이퀴벌런트 커패시턴스 (equivalent capacitance)를 나타내는 도면이다.

상기 접근 검출 장치 200는 제1 전극 21, 제2 전극 22 및 검출 모듈 211을 포함한다. 검출 모듈 211은 제1 전극 21과 제2 전극 22 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하고, 이 상호 커패시턴스의 변화량에 의해 인체가 전자장치에 접근했는 가를 판단한다.

검출 모듈은 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출할 수 있다. 예를 들면 외부 대상이 전자장치에 접근할 때, 먼저 검출된 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스를 기초 커패시턴스로 한다. 그후의 접근 검출 과정에 있어서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 제1 상호 커패시턴스를 검출하고, 처리 장치는 제1 상호 커패시턴스와 기초 커패시턴스 사이의 차이값을 산출하는 동시에 이 차이값을 상호 커패시턴스의 변화량으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 최초 상호 커패시턴스의 감소량과 제1 전극과 제2 전극 사이의 이퀴벌런트 커패시턴스는 하기 식, 즉 이퀴벌런트 커패시턴스 (인체) < 최초 상호 커패시턴스의 감소량 < 이퀴벌런트 커패시턴스 (비인체), 또는 이퀴벌런트 커패시턴스 (비인체) < 최초 상호 커패시턴스의 감소량 < 이퀴벌런트 커패시턴스 (인체)을 충족시킨다. 인체와 비인체가 전자장치에 접근할 때 형성된 두 상호 커패시턴스의 변화량에 있어서 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다. 즉 인체가 전자장치에 접근할 때 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스와 비인체가 전자장치에 접근할 때 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스는 최초 상호 커패시턴스의 감소량의 양측에 위치하므로, 인체와 비인체가 전자장치에 접근할 때 형성된 두 상호 커패시턴스의 변화량에 있어서 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

이퀴벌런트 커패시턴스와 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스가 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성한 커패시턴스를 같은 커패시턴스로 간주할 수 있다. 상기 이퀴벌런트 커패시턴스가 없을 때 최초 상호 커패시턴스의 감소량을 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스로 간주할 수 있다. 이퀴벌런트 커패시턴스 (인체)는 인체가 전자장치에 접근할 때 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스가 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성한 이퀴벌런트 커패시턴스를 나타내고, 이퀴벌런트 커패시턴스 (비인체)는 비인체가 전자장치에 접근할 때 제1 커패시턴스, 제2 커패시턴스 및 제3 커패시턴스가 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성한 이퀴벌런트 커패시턴스를 가리킨다.

제1 전극과 제2 전극 사이의 실제의 상호 커패시턴스의 변화량은 이퀴벌런트 커패시턴스와 최초 상호 커패시턴스의 감소량의 차이값이다. 이퀴벌런트 커패시턴스가 최초 상호 커패시턴스의 감소량보다 작을 때 이퀴벌런트 커패시턴스와 최초 상호 커패시턴스의 감소량의 차이값은 제로보다 작고, 이퀴벌런트 커패시턴스가 최초 상호 커패시턴스의 감소량보다 클 때 이퀴벌런트 커패시턴스와 최초 상호 커패시턴스의 감소량의 차이값은 제로보다 크다. 인체가 접근할 때 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 (즉 상기 이퀴벌런트 커패시턴스 (인체))와 비인체가 접근할 때 형성되는 이퀴벌런트 커패시턴스 (즉 상기 이퀴벌런트 커패시턴스 (비인체))가 최초 상호 커패시턴스의 감소량의 양측에 위치할 때 제1 전극과 제2 전극 사이의 실제의 상호 커패시턴스의 변화량에 있어서 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다. 이것에 의해 인체와 비인체를 구별하는 정확율을 향상시킬 수 있다.

도 2∼도 4의 실시예에 있어서, 전극 21과 전극 22은 제1 전극과 제2 전극이다. 외부 대상이 접근하지 않았을 때, 전극 21과 전극 22 사이에는 기초 커패시턴스 C_{2_0}가 형성된다. 외부 대상 23이 접근할 때, 외부 대상 23이 도체인 것에 의해 기초 커패시턴스 C_{2_0} 내의 일부분 전하가 시스템 접지단 20에 유입되므로, 기초 커패시턴스 C_{2_0}가 저하되는 것에 의해 커패시턴스 C_{2_1}가 형성된다. 즉 C_{2_1} = C_{2_0} - ΔＣ이다. 이 식에 있어서, ΔＣ은 최초 상호 커패시턴스의 감소량이지만 이것은 실제의 감소량을 나타내는 것은 아니다. 이상적인 상황에 있어서, 상기 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ만을 검출하면 외부 대상이 전자장치에 접근하였는 가를 판단할 수 있다. 외부 대상 23이 접근할 때, 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}을 인용하고, 이 3개의 커패시턴스는 제1 전극 21과 제2 전극 22사이에 이퀴벌런트 커패시턴스를 형성한다. 이 이퀴벌런트 커패시턴스는 실제로 검출한 상호 커패시턴스의 변화량에 영향을 준다. 도 4에 표시된 바와 같이, 상기 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}가 존재할 때, 실제로 검출한 두 전극 사이의 상호 커패시턴스는 커패시턴스 C_{2_1}와 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}가 병렬로 접속될 때의 커패시턴스와 같다. 즉 실제로 검출한 상호 커패시턴스는 (C_{2_0} - ΔＣ + C_{2_5})이다. 제1 커패시턴스 C_{2_2}는 외부 대상 23과 전극 21사이의 커패시턴스이며, 제2 커패시턴스 C_{2_3}는 외부 대상 23과 전극 22 사이의 커패시턴스이며, 제3 커패시턴스 C_{2_4}는 외부 대상 23과 시스템 접지단 20 사이의 커패시턴스이다.

C_{2_0}은 기초 커패시턴스이므로, 실제로 검출한 전극 21과 전극 22사이의 상호 커패시턴스의 변화량은 (C_{2_5} - ΔＣ)이다.

본 발명의 실시예에 있어서, 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ과 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 수치를 조절하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(비인체)}로 하거나 또는 C_{2_5(비인체)} < ΔＣ < C_{2_5(인체)}로 하는 것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량 중의 하나를 정수로 하고, 다른 하나를 부수로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 외부 대상 23은 인체이거나 또는 전기 전도성을 가지고 있는 임의의 비인체이고, 이 비인체는 예를 들면 땀일 수 있다. 인체 또는 땀이 도체일 때 이들은 모두 전극 21과 전극 22 사이의 상호 커패시턴스에 영향을 준다. 본 발명은 제1 전극과 제2 전극의 파라미터를 설정하는 것에 의해 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}의 커패시턴스를 변화시킨다. 외부 대상 23이 인체일 때, 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}를 조절하는 것에 의해 제1 변화량을 부수/정수로 하고, 외부 대상 23이 비인체일 때, 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}를 조절하는 것에 의해 제2 변화량을 정수/부수로 한다. 하나가 정수이고, 다른 하나가 부수인 변화량의 차이에 의해 전자장치의 장착 상태를 정확하게 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 클 때 이 변화량을 정수라고 하고, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 작을 때 이 변화량을 부수라고 한다. 다른 실시예에 있어서, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 클 때 이 변화량을 부수라고 하고, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 작을 때 이 변화량을 정수라고 할 수도 있다. 이하, 첫번째 경우를 예로 하여 설명한다.

이하, 비인체가 땀인 것을 예로 하여 설명한다. 인체와 땀의 전기 전도성이 상이하므로, 땀에 의해 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 통상, 인체에 의해 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}보다 크다. 본 발명의 실시예에 있어서, 조건 C2_{_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 충족시킬 때, 인체와 땀에 의해 형성된 두 상호 커패시턴스의 변화량 (C_{2_5} - ΔＣ)에 있어서 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 된다.

이럴 경우, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 크면 인체가 전자장치에 접근했다고 판단하고, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 작으면 인체가 전자장치에 접근하지 않았다고 판단할 수 있다.

검출 모듈이 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 크거나 또는 제로보다 작은 가를 검출하는 것에 의해, 인체가 전자장치에 접근하거나 또는 비인체가 전자장치에 접근했다고 판단할 수 있다. 이것에 의해 장착 상태를 정확하게 검출하고, 오판율을 저감할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}을 조절하는 것에 의해 적어도 하나의 커패시턴스가 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 충족하도록 할 수 있다. 예를 들면 인체가 전자장치에 접근하는 것에 의해 형성된 제3 커패시턴스 C_{2_4}와 땀이 전자장치에 접근하는 것에 의해 형성된 제3 커패시턴스 C_{2_4}를 조절하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ <C_{2_5(땀)}을 충족시키거나 또는, 인체가 전자장치에 접근하는 것에 의해 형성된 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3}와 땀이 전자장치에 접근하는 것에 의해 형성된 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3}를 조절하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ <C_{2_5(땀)}을 충족시킬 수 있다.

이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 수치는 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3} 및 제3 커패시턴스 C_{2_4}의 수치에 관련되며, 식 C_{2_5} = f (C_{2_2}, C_{2_3}, C_{2_4})로 이것을 나타낼 수 있다. 이 식에 있어서 f는 함수관계를 나타내는 것이다. 테스트 결과에 의하면, 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 제3 커패시턴스 C_{2_4}가 증가되는 것에 의해 증가되고, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}가 감소되는 것에 의해 감소되다. 제3 커패시턴스 C_{2_4}가 무한으로 클 (외부 대상 23이 접지되는 상태에 상당) 때, 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 0으로 감소되고, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3} 중의 임의의 하나가 0에 접근할 때 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}도 0에 접근한다.

인체와 땀에 의해 형성된 제3 커패시턴스 C_{2_4}는 서로 상이하다. 통상 C_{2_4(인체)} > C_{2_4(땀)}이므로 인체와 땀에 의해 형성된 제3 커패시턴스 C_{2_4}는 서로 상이하다. 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}와 제3 커패시턴스 C_{2_4}가 반비례하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < C_{2_5(땀)}으로 될 수 있다. 인체와 땀에 의해 형성된 제3 커패시턴스 C_{2_4}의 수치를 조절하는 것에 의해 조건 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 충족시킬 수 있다. 인체와 땀에 의해 형성된 상호 커패시턴스의 변화량 (C_{2_5} - ΔＣ) 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 되는 것에 의해 인체와 땀을 구분하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 제3 커패시턴스 C_{2_4}에 관련될 뿐만 아니라, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}의 종합에도 관련된다. 즉 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 제1 커패시턴스 C_{2_2} 및 제2 커패시턴스 C_{2_3}의 종합과 정비례한다. 통상, 전자장치의 구조가 확정되면 인체 및 땀과 지면 사이의 제3 커패시턴스 C_{2_4}가 확정되었다고 간주할 수 있다. 즉 제3 커패시턴스 C_{2_4}는 확정 값이며,

라고 가정한다.

인체, 땀과 전자장치의 접촉 면적의 사이즈와 형상이 같을 때, 즉 인체가 전자장치에 접근할 때와 땀이 전자장치에 접근할 때 형성된 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}가 같을 때, 인체와 땀에 의해 형성된 두 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5} 사이의 비례는

이다. 이 식에 있어서 g는 함수관계를 나타내는 것이다. k가 확정된 전제하에서, m는 (C_{2_2} + C_{2_3})이 감소되는 것에 의해 증가되고, (C_{2_2} + C_{2_3})이 증가되는 것에 의해 감소된다. (C_{2_2} + C_{2_3})이 0에 접근할 때 m는 k에 접근한다. (C_{2_2} + C_{2_3})가 무한으로 커질 때 m는 1에 접근한다. 1 < m < k다.

m값이 크면 클 수록, 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 차이가 커지므로, 인체와 땀을 용이하게 구별할 수 있지만, m값이 작으면 작을 수록, 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 차이가 작게 되므로, 인체와 땀을 용이하게 구별할 수 없다. 상술한 바와 같이, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}를 감소시키는 것에 의해 m값을 증가시킬 수 있다. 즉 인체와 땀에 의해 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 차이를 증대시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}를 감소시키는 것에 의해 인체와 땀이 접근하는 것에 의해 형성된 상호 커패시턴스의 변화량이 서로 반대되게 하는 목적을 실현할 수 있다.

제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}를 감소시키면 커패시턴스 C_{2_1}도 작아진다. 즉 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ이 증가되므로, 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(인체)}와 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(땀)}은 모두 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ보다 작게 된다. 하기에 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 커패시턴스 C_{2_2}와 제2 커패시턴스 C_{2_3}를 감소시키는 한편 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ의 변화를 고려하여야 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3}와 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ을 변화시키는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 획득할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 있어서, 전극 21과 전극 22의 파라미터를 변화시키는 것에 의해 제1 커패시턴스 C_{2_2}, 제2 커패시턴스 C_{2_3}와 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ을 변화시킬 수 있다.

전극 21과 전극 22의 파라미터는 전극 21과 전극 22 사이의 커플링 길이 (coupling length), 틈, 거리, 전극의 면적 중의 적어도 하나일 수 있다.

제1 전극과 제2 전극을 한 평면 위에 설치하거나 또는 제1 전극과 제2 전극을 평행되게 설치하는 동시에 제1 전극을 제2 전극의 상측에 설치할 수 있다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극의 일부분과 상기 제1 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩될 수 있다. 이럴 경우, 외부 대상이 전자장치에 접근할 때 인체가 접근하는 방향에 있어서 제1 전극은 제2 전극을 차폐하지 않거나 또는 제2 전극의 일부분 만을 차폐하므로, 제1 전극과 제2 전극은 모두 외부 대상과 커패시턴스를 형성할 수 있는다.

제1 전극은 제2 전극 위에 설치된다. 제2 전극과 비교하여 보면, 제1 전극은 외부 대상에 더 접근한 위치에 위치하여 있다. 즉 제1 전극과 외부 대상 사이의 거리는 제2 전극과 외부 대상 사이의 거리보다 작다.

상기 제2 전극의 일부분과 상기 제1 전극이 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영이 서로 중첩된다고 하는 것은, 상측의 제1 전극이 하측의 제2 전극을 완전히 차폐하지 않았고, 제1 전극과 제2 전극은 모두 외부 대상과 커패시턴스를 형성할 수 있는 것을 의미한다.

바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 한 평면 위에 설치되거나 또는 제1 전극과 제2 전극은 평행되게 설치되는 동시에 제1 전극과 제2 전극은 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않도록 설치된다. 이럴 경우, 외부 대상이 전자장치에 접근할 때, 제1 전극은 제2 전극은 모두 인체와 대면하고, 한 전극이 다른 한 전극에 차폐되지 않으므로, 제1 전극과 인체 사이에 형성된 커패시턴스와 제2 전극과 인체 사이에 형성된 커패시턴스를 용이하게 제어할 수 있다.

더 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 한 평면 위에 설치된다. 이럴 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스가 커지므로, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

제1 전극과 제2 전극이 평행되게 설치될 때, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도된 신호량을 확보하기 위하여, 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리를 소정값 이상으로 해서는 안된다. 본 실시예에 있어서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 거리는 100μm보다 작다. 도 8의 실시예에 있어서, 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 거리 h는 100μm보다 작다.

이하, 도 5∼도 10에 의해 제1 전극과 제2 전극의 구조를 상세하게 설명한다.

제1 전극과 제2 전극 사이의 접속선 (coupling line)의 형상은 비직선 예를 들면 환상, 방형파 형상 또는 곡선 등일 수 있다. 이럴 경우, 공간이 한정되어도 제1 전극과 제2 전극 사이의 커플링 길이 (coupling length)을 증가시키고, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도된 신호량을 증가시킬 수 있다.

도 5과 도 6의 실시예에 있어서, 제1 전극 51과 제2 전극 51의 형상을 환상으로 형성할 수 있다. 즉 제2 전극 51이 제1 전극 51을 포위하는 형상으로 형성할 수 있다.

접속선이 직선으로 설계된 것과 비교하여 보면, 접속선이 환상으로 형성된 것에 의해 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 커플링 길이를 증가시키고, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도된 신호량을 증가시킬 수 있다.

제1 전극은 제2 전극의 중앙 구역에 설치되고, 제2 전극은 제1 전극을 포위하는 환상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제2 전극이 제1 전극을 포위하도록 설치되었다고 하는 것은 제1 전극과 제2 전극이 한 표면 위에 설치되는 한편 제2 전극이 제1 전극을 포위하도록 설치된 것을 의미하거나 또는 제1 전극과 제2 전극이 평행되는 두 표면에 설치되는 한편 제2 전극이 제1 전극을 포위하도록 설치되는 것을 의미한다. 제1 전극과 제2 전극이 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영에 있어서, 제2 전극의 투영은 제1 전극의 투영을 포위하도록 설치된다.

바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 동심으로 설치된다. 제1 전극과 제2 전극이 동심으로 설치된 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 각 위치의 틈을 동일하게 하고, 외부 대상이 여러 위치로부터 전자장치에 접근하여도 제1 전극과 제2 전극 사이의 신호의 유도량을 균일하게 할 수 있다. 즉, 외부 대상으로부터 전자장치까지의 거리가 일치하지만 외부 대상이 여러 위치에 위치하여 있을 경우도, 제1 전극과 제2 전극 사이의 신호의 유도량이 일치하게 되는 것을 확보할 수 있다.

도 5과 도 6에 표시된 바와 같이, 제1 전극은 방형으로 형성되고, 제2 전극은 제1 전극을 포위하도록 형성되는 동시에 제2 전극과 동심으로 설치된 방형 환상 구조를 구비한다. 다른 실시예에 있어서, 제1 전극은 원형 형상으로 형성되고, 제2 전극은 제1 전극을 포위하도록 형성되는 동시에 제2 전극과 동심으로 설치된 원형 형상을 가질 수 있다. 제1 전극과 제2 전극은 다른 형상으로 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 제1 전극 51은 방형 구조로 형성된다. 도 6에 표시된 바와 같이, 제1 전극 51의 사이즈는 L × W이며, L ≥ W이다.

접근 검출 장치를 지지하는 기판은 통상 사각형으로 형성된다. 전극은 통상 기판 위에 설치되고, 이 기판이 사각형으로 형성되었으므로 전극을 사각형으로 설계하는 것에 의해 기판의 공간 이용율을 향상시킬 수 있다. 또한, 인체가 전자장치에 접근하는 접근 구역은 통상 사각형으로 형성되어 있으므로, 전극을 사각형으로 설치하는 것에 의해 인체가 접근할 때 상호 커패시턴스 신호에 주는 영향을 유효적으로 검출할 수 있다.

제2 전극의 폭은 제1 전극과 제2 전극 사이의 틈보다 크거나 또는 같다. 도 6에 표시된 바와 같이, 제2 전극의 폭e ≥ 제1 전극과 제2 전극 사이의 틈d 이다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수로 될 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수로 될 때의 절대치의 차이를 작게 할 수 있다. 즉 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ은 통상 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(인체)}와 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(땀)} 사이의 중간값이므로, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

전자장치의 틈의 사이즈가 한정되어 있으므로, 제2 전극의 폭 e을 e ≥ 0.2mm으로 하는 것에 의해 제2 전극과 인체 사이에서 유도된 신호량을 확보할 수 있다.

제1 전극과 제2 전극 사이의 틈을 소정값 이상으로 해서는 안된다. 도 6의 실시예에 있어서, 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 틈 d은 L/6 ∼ L/4인 것이 바람직하다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수로 될 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수로 될 때의 절대치의 차이를 작게 할 수 있다. 즉 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ은 통상 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(인체)}와 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(땀)} 사이의 중간값이므로, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

제1 전극 51과 제2 전극 52이 “回”자형으로 형성된 것에 의해 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 커플링 길이를 증가시킬 수 있다. 이 커플링 길이는 제1 전극 51의 원주와 같다. 이것에 의해 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 유도 커패시턴스의 신호량을 증가시키고, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

제1 전극과 제2 전극 사이에는 틈이 형성되고, 각 위치의 틈의 사이즈는 서로 비슷하다. 즉 도 5에 표시된 바와 같이 d1 = d2이다. 이럴 경우, 외부 대상이 여러 위치로부터 전자장치에 접근하여도 제1 전극과 제2 전극 사이의 신호의 유도량을 균일하게 하고, 외부 대상이 여러 위치로부터 전자장치에 접근하여도 외부 대상이 전자장치에 접근하거나 또는 접근하지 않는 것을 정확하게 검출할 수 있다.

전자장치의 구조가 결정되면, 상호 커패시턴스의 총 사이즈도 결정된다. 예를 들면 헤드폰의 사이즈와 내부공간은 작으므로, 전극을 설치하는 공간도 제한되어 있다. 예를 들면 도 5의 전극 52의 외부 윤곽은 확정되어 있다. 이럴 경우, 틈 54을 증가시키면 전극 51의 면적이 작아이고, 외부 대상이 접근하는 것에 의해 제2 커패시턴스 C_{2_3}가 감소된다. 상술한 바와 같이, 제2 커패시턴스 C_{2_3}가 감소될 때, 외부 대상이 접근하는 것에 의해 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 증가되고, m값도 증가된다. 즉 인체와 땀에 의해 형성된 두 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 차이가 증가되므로, 인체와 땀이 접근하는 것을 용이하게 구분할 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 전극 51과 제2 전극 52사이의 틈 54을 조절하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ <C_{2_5(땀)}로 할 수 있다.

상기 실시예에 있어서 제1 전극과 제2 전극을 “回”자형으로 설계해 왔지만, 다른 실시예에 있어서 제1 전극과 제2 전극을 기어 결합형 구조로 설계할 수도 있다. 제1 전극과 제2 전극을 기어 결합형 구조로 설계하는 것에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 커플링 길이를 증가시키고, 제1 전극과 제2 전극 사이에서 유도된 신호량을 증가시킬 수 있다. 도 9과 도 10은 커플링의 형상이 방형파 형상인 것을 나타내는 도면이다.

제1 전극은 제1 기어형 구조를 포함하고, 제2 전극은 제2 기어형 구조를 포함하고, 제1 기어형 구조와 제2 기어형 구조는 서로 결합된다.

제1 기어형 구조와 제2 기어형 구조의 투스폭은 같을 수 있다. 이럴 경우, 제1 전극 및 제2 전극과 인체 사이에서 유도된 신호량이 같아질 수 있다.

도 10에 표시된 바와 같이, 제1 전극과 제2 전극 사이의 틈은 q/3∼q/2이며, q는 제1 전극과 제2 전극 사이의 투스폭이다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수일 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수일 때의 절대치의 차이를 작게 할 수 있다. 즉 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ은 통상 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(인체)}와 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(땀)} 사이의 중간값이므로, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 전극과 제2 전극의 결합 구조의 수량, 투스폭 q, 기어 거리 p, 두 전극 사이의 틈 d 등을 조절하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}로 할 수 있다.

공간이 작을 경우, 전극의 결합 구조의 수량이 많으면 많을 수록, 투스폭이 작아지므로, 제1 전극과 제2 전극을 용이하게 가공하거나 또는 설치할 수 없다. 본 실시예의 전극 결합 구조의 수량은 5개 이하이다. 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극의 결합 구조의 수량은 2개 또는 3개일 수 있다.

도 9은 제1 전극 61과 제2 전극 62이 3개의 결합 구조를 포함하는 것을 나타내는 도면이며, 도 10은 제1 전극 61과 제2 전극 62이 두 결합 구조를 포함하는 것을 나타내는 도면이다.

도 9의 실시예에 있어서, 전자장치의 구조를 고정시키면 전극 61과 전극 62의 총 사이즈 즉 전극 61의 외부 윤곽의 사이즈가 결정된다. 상술한 바와 같이, 전극 61과 전극 62과의 사이의 틈을 증가시키면 전극 62의 면적이 저하되고, 외부 대상이 전극에 접근하면 외부 대상과 전극 62 사이의 커패시턴스 즉 제2 커패시턴스 C_{2_3}가 저하되므로, 인체와 땀이 전자장치에 접근할 때 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스의 차이를 증가시킬 수 있다.

바람직하게는, 제1 기어형 구조와 제2 기어형 구조의 투스폭은 같다. 두 기어형 구조의 투스폭이 같은 것에 의해 제1 전극과 제2 전극의 면적을 같게 하고, 제1 전극 및 제2 전극과 인체 사이에서 유도된 신호량을 같게 할 수 있다.

바람직하게는, 도 10의 실시예에 있어서, 제1 전극 61과 제2 전극 62 사이의 틈 d은 q/3∼q/2이며, q는 제1 전극과 제2 전극 사이의 투스폭이다. 이것에 의해 상호 커패시턴스의 변화량이 정수일 때의 절대치와 상호 커패시턴스의 변화량이 부수일 때의 절대치의 차이를 작게 하고, 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

결합 구조의 수량을 증가시키는 것에 의해 제1 전극 61과 제2 전극 62 사이의 커플링 길이를 증가시키고, 제1 전극 61과 제2 전극 62 사이에서 유도된 신호량을 증가시킬 수 있다. 전자장치의 구조를 결정한 후 결합 구조의 수량을 증가시키면 기어형 구조의 투스폭이 감소되므로, 전극의 제조와 장착을 용이하게 실시할 수 없다. 결합 구조의 수량과 기어형 구조의 투스폭은 실제의 수요에 의해 적당히 조절할 수 있다.

도 9과 도 10의 실시예에 있어서, 제1 전극 61과 제2 전극 62을 한 평면 위에 설치해 왔지만, 다른 실시예에 있어서, 제1 전극 61과 제2 전극 62을 평행되게 설치하는 동시에 제1 전극 61을 제2 전극 62의 상측에 설치할 수도 있다. 제1 전극 61과 제2 전극 62이 제1 전극 61의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않거나 또는 제2 전극 62의 일부분과 제1 전극 61이 제1 전극 61의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩될 수 있다. 이럴 경우, 상측의 제1 전극 61이 하측의 제2 전극 62을 차폐하지 않거나 또는 제2 전극 62의 일부분 만을 차폐하므로, 제1 전극 61과 제2 전극 62은 모두 외부 대상과 커패시턴스를 형성하고, 제1 전극 61 및 제2 전극 62과 외부 대상 사이의 신호의 유도량을 확보할 수 있다.

제1 전극과 제2 전극 사이의 틈을 증가시킬 경우, 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ도 감소되고, 도 5의 틈 54을 증가시킬 때, 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ의 감소 속도는 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}의 감소 속도보다 작으므로, 인체와 땀이 접근할 때 형성된 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5}는 모두 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ보다 작아진다. 이 때문에, 본 발명의 실시예에 있어서 하기 기술적 사항을 제공하는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 확보할 수 있다.

예를 들면, 상기 접근 검출 장치는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 제3 전극은 제1 전극의 하측에 설치되는 동시에 제1 전극과 평행되는 평면 내에 설치된다.

제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 일부분의 전장선 (Electric field lines)을 흡수하는 것에 의해, 인체와 땀이 접근하는 것에 의해 형성된 상호 커패시턴스의 변화량이 반대되게 하는 목적을 실현할 수 있다.

상기 제3 전극은 접지되거나 또는 픽스트 수준 (Fixed level)에 접속되거나 또는 지면과 간격을 두도록 설치될 수 있다. 바람직하게는, 제3 전극은 접지되거나 또는 픽스트 수준에 접속된다. 이럴 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 전장선은 제3 전극에 의해 지면 또는 픽스트 수준으로 흐를 수 있다. 제3 전극이 지면과 간격을 두도록 설치되는 것은 제3 전극이 임의의 수준에도 접속되지 않는 것을 의미한다. 이럴 경우, 제3 전극은 전자장치의 다른 부품과 한 콘덴서 구조를 형성한다. 이 콘덴서 구조는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 준다.

본 실시예에 있어서, 제3 전극이 제3 전극의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 제1 전극과 제2 전극이 이 방향에 투영된 투영을 덮거나 또는 제3 전극이 제3 전극의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 제1 전극과 제2 전극 사이의 틈이 이 방향에 투영된 투영의 적어도 일부분을 덮는다. 이것에 의해 제3 전극이 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ에 주는 영향을 증가시킬 수 있다.

도 6의 실시예에 있어서, 제1 전극은 전극 51이며, 제2 전극은 전극 52이며, 제3 전극은 전극 53이다. 전극 51과 전극 52사이의 상호 커패시턴스를 검출할 때, 전극 51과 전극 52사이의 일부분 전장선이 전극 53에 흡수되므로, 전극 53을 증가시키는 것에 의해 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ이 틈 54의 증가에 의해 감소되는 속도를 유효적으로 증가시킬 수 있다. 즉 틈 54이 크면 클 수록, 전극 53에 흡수되는 전장선이 증가되므로, C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 용이하게 실현할 수 있다.

제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선에 영향을 주는 것을 확보하기 위하여, 제3 전극과 제1 전극, 제2 전극 사이의 거리를 소정값 이상으로 해서는 안된다. 예를 들면 상기 거리를 200μm보다 작게 하거나 또는 같게 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 거리를 100μm보다 작게 하거나 또는 같게 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 도 7에 표시된 바와 같이, 제1 전극 51과 제2 전극 52은 한 평면 위에 설치되거나 또는, 제3 전극 53은 제1 전극 51의 하측에 설치되는 한편 제3 전극 53이 제3 전극 53의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영이, 제1 전극 51과 제2 전극 52사이의 틈이 이 방향에 투영된 투영의 적어도 일부분을 덮도록 설치될 수 있다. 이것에 의해 제3 전극이 제1 전극과 제2 전극 사이의 전장선을 흡수하는 것을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제3 전극 53이 제3 전극 53의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 제1 전극 51과 제2 전극 52을 완전히 덮고, 제3 전극 53의 변연은 제2 전극 52의 변연에 정렬될 수 있다. 이것에 의해 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극의 실장을 쉽게 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제1 전극과 제2 전극은 평행되게 설치되고, 제2 전극은 제1 전극을 포위하는 환상으로 형성되고, 제2 전극은 제1 전극의 하측에 설치될 수 있다. 이럴 경우, 제3 전극과 제2 전극을 한 표면 위에 설치할 수 있다.

도 8에 표시된 바와 같이, 제1 전극 51과 제2 전극 52은 평행되게 설치되고, 제2 전극 52은 제1 전극 51을 포위하는 환상으로 형성되고, 제1 전극 51과 제2 전극 52은 제1 전극 51의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않는다. 제1 전극 51과 제2 전극 52사이의 거리가 100μm보다 작은 것에 의해 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이에서 유도된 신호량을 확보할 수 있다.

제3 전극 53과 제2 전극 52은 한 표면 위에 설치될 수 있다. 이 구조에 있어서, 제3 전극 53에 의해 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ이 틈 54의 증가에 의해 감소되는 속도를 유효적으로 증가시키고, C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 용이하게 실현할 수 있다.

바람직하게는, 제3 전극 53은 제2 전극 52의 중앙 구역에 설치되고, 제3 전극 53과 제2 전극 52은 동심으로 설치될 수 있다. 이것에 의해 제3 전극 53이 제1 전극 51과 제2 전극 52 사이의 여러 위치의 전장선에 주는 영향을 균등하게 할 수 있다.

도 9과 도 10에 표시된 기어 결합형 구조의 전극에 있어서, 이 기어 결합형 구조에 제3 전극을 증가시키는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 용이하게 실현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극을 기판에 설치할 수 있다. 이 기판은 프린트 회로 기판 (printed circuit board, PCB) 또는 유연성 인쇄 회로 (flexible printed circuit, FPC)일 수 있다. 도 7과 도 8에 표시된 바와 같이, 제1 전극 51, 제2 전극 52 및 제3 전극 53을 기판 55 위에 설치할 수 있다. 기판 55이 PCB일 경우 전극을 기판의 상부에 설치할 수 있다.

상호 커패시턴스에 의해 인체와 땀을 구별하는 용이성을 향상시키려고 할 때, 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ을 감소시키는 것에 의해 C_{2_5(인체)} < ΔＣ < C_{2_5(땀)}을 실현할 수 있다. 셀프 커패시턴스 검출 방법과 비교해 보면, 상호 커패시턴스 검출 방법은 신호량의 크기의 면에 있어서 결점을 가지고 있다. 예를 들면 최초 상호 커패시턴스의 감소량 ΔＣ과 이퀴벌런트 커패시턴스 C_{2_5(인체)}이 접근할 때 즉 인체가 전자장치에 접근할 때, 제1 전극과 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량은 감소되는 동시에 제로에 접근할 수 있다. 이 때 외부 대상이 전자장치에 접근하지 않지만 인체가 전자장치에 접근할 수 있다.

이 때문에 본 발명의 실시예에 있어서, 셀프 커패시턴스 검출 방법과 상호 커패시턴스 검출 방법의 우세를 결합시키는 것에 의해 셀프 커패시턴스와 상호 커패시턴스가 일체에 결합된 검출 방법을 제공한다. 이것에 의해 인체가 전자장치를 접근하는 것을 검출하는 정확도를 더 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 셀프 커패시턴스 검출 방법에 의해 셀프 커패시턴스의 변화량이 한계값에 도달했는 가를 판단한 후, 상호 커패시턴스 검출 방법에 의해 상호 커패시턴스의 변화량은 인체가 접근하는 것에 의해 변화된 것인 가를 판단한다.

구체적으로, 먼저 전극의 셀프 커패시턴스의 변화량을 검출하고, 전극의 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값에 달하면, 외부 대상이 전자장치에 접근했다고 판단한다. 그후 전극의 상호 커패시턴스의 변화량을 더 검출하는 것에 의해 상기 외부 대상이 인체이거나 또는 비인체라고 판단한다.

전극의 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 작으면, 전자장치에 접근한 외부 대상이 없다고 판단할 수 있으므로, 전극의 상호 커패시턴스의 변화량을 더 검출할 필요가 없다.

인체와 땀의 실시예에 있어서, 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 크고 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 크면, 인체가 전자장치에 접근했다고 판단할 수 있다. 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 크고 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 작으면, 인체가 전자장치에 접근하지 않았다고 판단할 수 있다.

셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 클 경우, 상호 커패시턴스의 변화량이 제로보다 크지만 상호 커패시턴스의 변화량이 무한으로 작으면, 인체가 전자장치에 접근했다고 직접 판단할 수 있다. 이것에 의해 인체가 전자장치에 접근하는 것을 검출하는 검출 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 전극과 제2 전극의 구조를 변화시키지 않아도 좋다. 셀프 커패시턴스 검출을 하는 과정에 있어서, 제1 전극의 셀프 커패시턴스 만을 검출하거나 또는 제2 전극의 셀프 커패시턴스 만을 검출하거나 또는 제1 전극과 제2 전극을 전체로서 이 셀프 커패시턴스 총량을 검출한 후, 이 셀프 커패시턴스의 변화량에 의해 접촉된 외부 대상이 있는 가를 판단할 수 있다.

셀프 커패시턴스 검출을 할 때 충분한 신호량을 확보하기 위하여, 전극의 면적을 3 mm2보다 크게 하거나 또는 같게 할 수 있다. 예를 들면 제1 전극의 셀프 커패시턴스를 검출할 때 제1 전극의 면적을 3 mm2보다 크게 하거나 또는 같게 할 수 있다.

본 발명의 장착 검출 장치는 온도가 장착 검출 결과에 주는 영향을 저감할 수도 있다.

도 11은 종래의 셀프 커패시턴스 검출 장치를 나타내는 도면이다. 이 도면에 있어서, 91은 셀프 커패시턴스 전극이고, 92은 시스템 접지단이다. 시스템 접지단 92은 FPC/PCB 위의 시스템 접지단, 전자장치 중의 배터리/안테나 및 메인 보드 위의 시스템 접지단으로 구성된다. 셀프 커패시턴스 전극 91과 시스템 접지단 92 사이의 전장선 (도 11안의 점선부분)은 주로 유도체 (dielectric) 93 내에 분포되고, 유도체 93는 폴리이미드 (polyimide, PI), FR4 또는 접착제 등일 수 있다. 이 유도체의 유전 상수 (dielectric constant)는 온도의 변화에 의해 변화되고, 셀프 커패시턴스 전극 91과 시스템 접지단 92 사이의 셀프 커패시턴스도의 온도 변화에 의해 변화되므로, 온도 드리프트 (Temperature drift)가 발생할 우려가 있다.

도 12은 본 발명의 실시예에 관한 셀프 커패시턴스 검출 장치를 나타내는 도면이다. 이 도면에 있어서, 전극 101과 전극 102은 상호 커패시턴스 전극이고, 전극 103은 시스템 접지단이고, 전극 101과 전극 102은 기판 104에 설치되고, 상기 기판 104은 FPC 또는 PCB일 수 있다. 전극 101과 전극 102을 기판 104의 상층에 설치하는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 전극 101과 전극 102 사이의 전장선의 일부분이 공기 중에 분포되는 것에 의해, 두 전극 사이의 상호 커패시턴스가 유도체의 유전 상수에 의한 영향을 받는 것을 저감할 수 있다. 공기의 온도 드리프트가 무한으로 작으므로, 두 전극 사이의 상호 커패시턴스가 온도에 의한 영향을 받는 정도는 셀프 커패시턴스 검출 장치보다 작고, 상호 커패시턴스에 의해 온도 드리프트를 유효적으로 억제할 수 있다.

주의 받고 싶은 것은, 본 발명의 실시예와 특허청구의 범위에서 사용해 온 용어는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이지만, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.

예를 들면, 특별한 설명이 없는 한, 본 발명의 실시예와 특허청구의 범위에 있어서 사용해 온 “하나”, “상기”, “상술” 및 “해당”이라고 하는 용어는 복수개의 부품이 포함된 것을 의미할 수도 있다.

이 기술분야의 기술자가 알다시피, 본 발명의 실시예 중의 각 유닛과 계산 방법 중의 스텝은 하드웨어 전자장치 또는 컴퓨터 소프트웨어와 하드웨어 전자장치의 결합에 의해 실시될 수 있다. 상기 기능이 하드웨어에 의해 실시되거나 또는 소프트웨어에 의해 실시되는 것은 기술적 사항의 응용 분야와 설계의 조건에 의해 결정된다. 이 기술분야의 기술자는 응용의 분야가 다른 것에 의해 다른 방법을 사용하는 것에 의해 본 발명의 기능을 실시할 수 있고, 이것은 본 발명의 특허청구의 범위가 결정지은 범위 내에서 실시되는 것이다.

상기 기능이 소프트웨어 유닛 형식으로 존재하고, 독립하는 제품으로서 판매하거나 또는 사용할 때, 이 소프트웨어 유닛은 컴퓨터의 판독이 가능한 매체에 기억될 수 있다. 본 발명의 기술적 사항의 본질, 종래 기술에 상대하여 발명의 효과를 획득할 수 있는 특별 기술적 특징 또는 상기 기술적 사항의 일부분은 소프트웨어 유닛의 형식으로 존재할 수 있다. 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 한 기억 매체에 기억되고, 이 컴퓨터 소프트웨어 제품에 포함되는 복수의 지령에 의해 컴퓨터 (예를 들면 PC, 서버 또는 네트워크 장치 등)은 본 발명의 각 실시예에 관한 상기 방법의 모두 또는 일부분의 스텝을 실시할 수 있다. 상기 기억 매체는, USB 디스크, 휴대용 하드 드라이브 (portable hard drive), ROM (read-only memory), RAM (random access memory), 디스크 또는 광디스크 등과 같은 프로그램 코드를 기억할 수 있는 여러가지 매체일 수 있다.

이 기술분야의 기술자가 알다시피, 본 발명의 설명을 간단하게 하기 위하여, 상기 실시예의 시스템, 장치 및 유닛이 구체적인 작동 과정은 상기 방법실시예의 설명을 참조할 수 있으므로 여기에서 다시 설명하지 않는다.

이 기술분야의 기술자가 알다시피, 본 발명의 복수 실시예가 공개한 전자장치, 시스템 및 방법은 다른 실시 방법에 의해 실시될 수 있다.

예를 들면, 상기 장치의 실시예 중의 유닛/모듈/조직을 구분할 때, 로직 기능에 의해 이것들을 구분할 수 있지만, 다른 구분 방법에 의해 이것들을 구분할 수도 있다. 예를 들면 복수의 유닛 또는 모듈을 다른 시스템에 결합 또는 집적시키거나 또는 일부분의 특징을 생략하거나 또는 실시하지 않을 수 있다.

예를 들면, 분리/표시 부품으로하여 설명해 온 유닛/모듈/조직은 기계적으로 분리된 것이거나 또는 분리되지 않는 일체이며, 이것들은 한 위치에 설치되거나 또는 복수의 네트워크 유닛에 각각 설치될 수 있다. 실제의 응용에 있어서, 본 발명의 일부분 유닛/모듈/조직을 선택하는 것에 의해 본 발명을 실시할 수 있다.

주의 받고 싶은 것은, 위에서 설명하거나 또는 검토해 온 접속은 직접 접속되거나 또는 인터페이스에 의해 통신 가능하게 접속되는 것을 가리킬 수 있다. 장치 또는 유닛 사이의 간접적인 연결 또는 통신 가능한 연결은 전기적인 접속, 구조적인 연결 또는 다른 연결일 수 있다.

위에서, 본 발명이 구체적인 실시예를 상술해 왔지만, 상기 실시예는 본 발명의 예시에밖에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 상기 실시예의 구성에만 한정되는 것은 아니다. 이 기술분야의 기술자는 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에 있어서 설계의 변경, 대체, 개량 등을 할 수 있고, 이러한 것들이 있어도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다. 본 발명이 보호하려고 하는 범위는 특허청구의 범위가 결정지은 것을 기준으로 한다.

Claims

전자장치에 사용되는 접근 검출 장치이며, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하는 검출 모듈을 포함하고, 상기 상호 커패시턴스의 변화량에 의해 상기 전자장치의 접근정도를 확정하고, 인체가 상기 전자장치에 접근할 때 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제1 변화량으로 되고, 비인체가 상기 전자장치에 접근할 때 상기 상호 커패시턴스의 변화량은 제2 변화량으로 되고, 제1 변화량과 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되거나 또는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 평행되게 설치되는 동시에 상기 제1 전극은 상기 제2 전극의 상측에 설치되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극의 일부분과 상기 제1 전극이 상기 제1 전극의 표면에 수직하는 표면에 투영된 투영은 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극의 중앙 구역에 설치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 포위하는 환상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 동심으로 설치되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 전극은 방형구조로 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 포위하는 방형 환상 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈보다 크거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈은 L/6 ∼ L/4이며, L는 상기 제1 전극의 장변의 길이인 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 3 항 내지 제 7 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 제2 전극의 폭은 0.2mm보다 크거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 표면 내에 설치되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 기어 결합형 구조를 구비하도록 형성되고, 상기 제1 전극은 제1 기어형 구조를 포함하고, 상기 제2 전극은 제2 기어형 구조를 포함하고, 상기 제1 기어형 구조와 상기 제2 기어형 구조는 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 기어형 구조와 상기 제2 기어형 구조의 투스폭은 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈은 q/3∼q/2이며, q는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 투스폭인 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 결합 구조의 수량은 2개 또는 3개인 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 2 항 내지 제 12 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 접근 검출 장치는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 한 평면 위에 설치되고, 상기 제3 전극은 상기 제1 전극의 하측에 설치되는 동시에 상기 제1 전극과 평행되게 설치되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제3 전극이 상기 제3 전극의 표면에 수직하는 방향에 투영된 투영은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 틈이 이 방향에 투영된 투영의 적어도 일부분을 덮는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제3 전극의 변연은 상기 제1 전극의 변연과 상기 제2 전극이 형성한 형상의 변연에 정렬되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 13 항 내지 제 15 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 200μm보다 작거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 13 항 내지 제 16 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 100μm보다 작거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 접근 검출 장치는 제3 전극을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 평행되게 설치되고, 상기 제3 전극과 상기 제2 전극은 한 표면 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제3 전극과 상기 제1 전극 사이의 거리는 100μm보다 작거나 또는 같은 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 1 항 내지 제 19 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 제1 전극과 외부 대상 사이에는 제1 커패시턴스가 형성되고, 상기 제2 전극과 상기 외부 대상 사이에는 제2 커패시턴스가 형성되고, 시스템 접지단와 상기 외부 대상 사이에는 제3 커패시턴스가 형성되고, 상기 외부 대상은 상기 인체와 상기 비인체를 포함하고, 상기 제1 커패시턴스, 상기 제2 커패시턴스, 상기 제3 커패시턴스에 의해 상기 제1 변화량과 상기 제2 변화량 중의 하나는 정수로 되고, 다른 하나는 부수로 되는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 1 항 내지 제 20 항 중의 임의의 한항에 있어서,
상기 검출 모듈은 상기 제1 전극과 / 또는 상기 제2 전극의 셀프 커패시턴스의 변화량을 검출하는 것에도 사용되고, 상기 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 크면, 상기 외부 대상이 상기 전자장치에 접근했다고 판단하고, 상기 셀프 커패시턴스의 변화량이 미리 설정 한계값보다 큰 것이 검출되었을 때, 상기 검출 모듈은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화량을 검출하는 것을 특징으로 하는 접근 검출 장치.
제 1 항 내지 제 21 항 중의 임의의 한항에 기재된 접근 검출 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.