KR20240008260A - 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 근접 센서 디바이스 및 방법 - Google Patents

안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 근접 센서 디바이스 및 방법 Download PDF

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이고르 크라베츠
올레크산드르 카르핀
발렌틴 솔롬코
다니알 타야리
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Abstract

무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나(502), 안테나(502)에서 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하도록 구성된 무선 주파수 전압 센서(503)- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직(507)의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성된 제어기(505)를 포함하는 근접 센서 디바이스(501)가 본 명세서에 개시된다. 또한, 근접 센서 디바이스(501)를 사용하여, 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하기 위한 대응하는 방법이 제안된다.

Description

안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 근접 센서 디바이스 및 방법{PROXIMITY SENSOR DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING A PROXIMITY OF BODY TISSUE RELATIVE TO AN ANTENNA}
본 개시내용의 실시예들은 안테나에 대한 신체 조직(body tissue)의 근접도를 결정하기 위한 근접 센서 디바이스에 관한 것이다. 안테나는 이동 전화 등과 같이 전자기 방사를 송신 및/또는 수신할 수 있는 전자 디바이스의 일부일 수 있다.
이동 전화들, 스마트폰들 등과 같은 무선 디바이스들은 인체 조직(human tissue)에 의해 흡수될 수 있는 무선 주파수(RF) 방사를 방출한다. 오늘날까지, RF 방사가 인체 조직, 따라서 인간 건강(human health)에 어떻게 영향을 미치는지는 여전히 완전히 밝혀지지 않았다. 그러나, 알려진 것은 인체 조직이 고주파수 안테나에 더 가까이 위치할수록 더 많은 유해한 방사가 흡수될 것이라는 사실이다.
그러나, 인체 조직에 의한 RF 방사선의 흡수를 비임계 수준(uncritical level)으로 유지하기 위해, 인체 조직에 의해 흡수되는 최대 RF 에너지를 제한하는 특정 정부 규제들(예를 들어, 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate) - SAR)이 존재한다. 이를 위해, 현대의 무선 디바이스들은 인체 조직이 무선 디바이스에 근접해 있는지, 즉, 무선 디바이스의 방사 필드 내에 있는지를 검출하기 위한 근접 센서가 장착(equip)될 수 있다.
예를 들어, 인체(human body)가 무선 디바이스의 송신 안테나에 가깝게 이동하고 있는 것이 검출될 때, 무선 디바이스는 규제들을 충족시키기 위해 송신된 RF 전력을 특정 비임계 수준으로 감소시킬 필요가 있다. 현재, 이러한 목적을 위한 종래의 근접 센서들(SAR 센서들)은 센서의 일부로서 이동 안테나들을 사용하는 용량성 감지 기술(capacitive sensing technology)을 주로 사용하고 있다.
용량성 센서들은 설치가 용이하고 저비용으로 널리 이용가능할 수 있다. 그러나, 그러한 용량성 센서들의 감도는 용량성 구조와 인체 사이의 거리가 증가함에 따라 감소한다. 그 결과, 무선 디바이스의 출력 전력은 일부 불필요한 양만큼 감소될 수 있고, 이는 무선 접속의 품질에 부정적인 영향을 미친다.
달리 말하면, 고품질 무선 접속들을 보장하기 위해 무선 디바이스를 그것의 최대 송신 전력에서 동작시키는 것이 종종 바람직하다. 그러나, 인체 조직이 무선 디바이스에 근접하면, 규제들(regulations)은 송신 전력을 감소시키도록 규정(stipulate)할 수 있다. 근접 센서의 감도가 낮으면, 센서가 무선 디바이스와 인체 조직 사이의 거리를 부정확하게 검출할 수 있는 일이 발생할 수 있다. 따라서, 센서가 인체 조직이 실제로보다 무선 디바이스에 더 가깝다고 가정하기 때문에 송신 전력이 너무 많이 감소될 수 있다. 커패시턴스 센서들과 관련하여, 그들의 감도는 인체의 거리가 증가함에 따라 저하될 수 있다. 이는, 무선 디바이스와 인체 사이의 거리가 클수록, 센서의 거리 측정들이 더 부정확해지게 될 수 있음을 의미한다.
따라서, 넓은 근접 범위에 걸쳐 높은 감도를 제공하는 방식으로 기존의 근접 센서들을 개선하고 그에 의해 근접 측정들을 개선하여 무선 디바이스의 송신 전력의 더 정확한 조절로 이어지는 것이 바람직할 것이다. 그에 따라, 본 명세서에 설명된 혁신적인 원리에 따른 근접 센서가 장착된 무선 디바이스는 무선 송신 품질 및 배터리 수명의 측면에서 더 효율적으로 동작할 수 있다.
이러한 목표들을 달성하기 위해, 첨부된 독립 청구항들에 따라 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 방법뿐만 아니라 근접 센서가 제안된다. 추가의 실시예들 및 유리한 양태들이 종속 청구항들에서 제안된다.
본 명세서에 설명된 혁신적인 근접 센서는 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나, 안테나에서 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하도록 구성된 무선 주파수 전압 센서- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 명세서에 설명된, 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 혁신적인 방법은 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나를 제공하는 단계, 안테나의 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하는 단계- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하는 단계를 포함한다.
추가 양태에 따르면, 컴퓨터 프로그램들이 제공되며, 여기서 컴퓨터 프로그램들 각각은 컴퓨터 또는 신호 프로세서 상에서 실행될 때 본 명세서에 설명된 방법을 구현하도록 구성되며, 따라서 전술한 방법은 컴퓨터 프로그램들 중 하나에 의해 구현된다.
이하에서, 본 개시내용의 실시예들을 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1a는 사용자의 손과 안테나 사이의 가변 거리의 개략적인 스케치를 도시하고,
도 1b는 사용자의 손과 안테나 사이의 가변 거리에 응답하는 커패시턴스 센서의 가변 커패시턴스의 예시적인 측정을 도시하고,
도 2는 용량성 SAR 센서의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 3은 용량성 SAR 센서의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 4는 인체의 존재시 용량성 SAR 센서의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 5a는 실시예에 따른 RF 전압 센서를 포함하는 근접 센서 디바이스의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 5b는 실시예에 따른 RF 전압 센서 및 송신기를 포함하는 근접 센서 디바이스의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 5c는 실시예에 따른 RF 전압 센서 및 선택적인 커패시턴스 센서를 포함하는 근접 센서 디바이스의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 6은 실시예에 따른 근접 센서 디바이스의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 7은 RF 전압 센서의 감도를 커패시턴스 센서의 감도와 비교하기 위한 그래프를 도시하고,
도 8은 실시예에 따른 근접 센서 디바이스의 추가의 개략적인 블록도를 도시하고,
도 9a는 실시예에 따른 근접 센서 디바이스가 장착된 무선 디바이스 및 사용자의 손의 시뮬레이션을 도시하고,
도 9b는 도 9a의 확대도를 도시하고,
도 9c는 실시예에 따른 근접 센서 디바이스가 장착된 무선 디바이스에 대한 가변 거리를 갖는 사용자의 손의 추가의 시뮬레이션을 도시하고,
도 9d는 3개의 상이한 급전 위치에서 측정되는 안테나의 상이한 RF 전압 분포들을 보여주는 3개의 그래프를 도시한다.
동일하거나 등가의 요소들, 또는 동일하거나 등가의 기능성을 갖는 요소들은 이하의 설명에서 동일하거나 등가의 참조 번호들로 표기된다.
블록도에 의해 묘사되고 상기의 블록도를 참조하여 설명되는 방법 단계들은 또한, 묘사된 및/또는 설명된 순서와 상이한 순서로 실행될 수 있다. 더욱이, 디바이스의 특정한 특징에 관한 방법 단계들은 상기 디바이스의 상기 특징으로 대체 가능할 수 있으며, 그 반대도 가능하다.
이하에서, 근접 센서들은 소위 SAR 센서들(SAR: Specific Absorption Rate)을 예시적으로 참조함으로써 설명될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 SAR 센서들에 대한 참조가 이루어지는 경우, 이들은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 다른 종류의 근접 센서들도 포함되며, 용어 SAR 센서에 의해 커버된다.
소개를 목적으로, 도 1a 및 도 1b는 용량성 근접 센서에 의해 신체 조직을 결정하는 일반적인 개념을 도시한다. 도 1a는 무선 디바이스(도시되지 않음)에 통합될 수 있는 안테나(101)에 근접해 있는 사용자의 손(100)의 개략적인 스케치를 도시한다. 추가로 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 안테나(101)는 사용자의 손(100)까지의 거리 'd'(참조 번호(102)를 참조)를 결정하기 위한 용량성 소자(capacitive element)로서 사용될 수 있다.
이러한 비-제한적인 예에서, 안테나(101)는 50mm의 길이 및 2mm의 폭을 포함하여, 전체 활성 방사 면적이 100mm2가 되게 할 수 있다. 안테나(101)(용량성 소자)에 대한 사용자의 손 사이의 가변 거리(102)로 인해, 안테나(101)의 커패시턴스는 변할 수 있다. 도 1b에서 알 수 있듯이, 커패시턴스 값들은 거리(102)의 함수로서 변한다. 예를 들어, 사용자의 손(100)이 안테나(102)(용량성 소자)로부터 단지 1mm 떨어져 있는 경우, 커패시턴스는 번호 103으로 참조되는 측정 값에 의해 표시된 바와 같이, 그의 가장 높은 값을 가졌다. 사용자의 손(100)이 안테나(102)(용량성 소자)로부터 2mm 떨어져 있는 경우, 커패시턴스는 번호 104로 참조되는 측정 값에 의해 표시된 바와 같이, 그것의 두 번째로 높은 값을 가졌다.
도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 커패시턴스는 사용자의 손(100)과 안테나(101)(용량성 소자) 사이의 거리(102)가 증가함에 따라 감소한다. 이러한 예시적인 스케일의 끝을 향하여, 즉 14mm 및 15mm의 거리(102)에서, 참조 번호들 105, 106으로 표시된 바와 같이, 측정된 커패시턴스가 상당히 감소하였다.
도 1b에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 2개의 연속적이거나 인접한 측정들 사이의 차동 커패시턴스는 거리(102)가 증가함에 따라 상당히 감소한다. 예를 들어, 1mm 및 2mm의 거리(102)에서의 제1 및 제2 측정 값들(103, 104) 사이의 차동 커패시턴스 ΔC1는 각각 14mm 및 15mm의 거리(102)에서의 최후(ultimate) 및 끝에서 두 번째(penultimate) 측정 값들(105, 106) 사이의 차동 커패시턴스 ΔC2보다 크다. 이것은 안테나(101)를 용량성 소자로서 사용하는 용량성 근접 센서의 감도가 거리(102)가 증가함에 따라 급격히 감소한다는 표시이다. 그 결과, 거리가 증가함에 따라 용량성 근접 센서의 분해능이 저하되어, 잘못된 거리 측정들로 이어질 수 있다.
도 2는, 스마트폰 등에서와 같이, 무선 통신 디바이스(200)에서 사용될 수 있는 용량성 근접 센서(201)(SAR 센서)의 예를 도시한다. 무선 통신 디바이스(200)는 RF 신호들을 송신 또는 수신하기 위한 하나 이상의 안테나(202, 203)를 포함할 수 있다.
안테나들(202, 203)은 무선 디바이스(200)의 PCB 접지 또는 임의의 다른 도전성 구조(204)와 같은 추가의 도전성 구조와 관련하여 용량성 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 참조 번호 205로 표시된 제1 커패시턴스 C1 및 참조 번호 206으로 표시된 제2 커패시턴스 C2를 도시한다.
도 4는 무선 디바이스(100) 근처의 인체(human body)(207) 또는 인체 조직(human body tissue)의 일부를 도시한다. 전술한 커패시턴스들(C1(205) 및 C2(206))은 이제 각각 인체(207)가 무선 디바이스(200)에 더 가깝게 그리고 그로부터 더 멀리 이동하는 것에 응답하여 약간 변할 것이다.
놀랍게도, 본 명세서에 설명된 혁신적인 개념의 저자들은, 안테나들(202, 203)에서의 무선 주파수(RF) 전압 분포가 또한 인체(207)와 무선 디바이스(200) 사이의 가변 거리에 응답하여 변한다는 것을 발견하였다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 혁신적인 원리에 따른 근접 센서 디바이스(501)의 제1 실시예를 도시한다. 근접 센서 디바이스(501)는 실질적으로 전술한 SAR 센서(201)에 대응할 수 있고, 또한 무선 디바이스(도시되지 않음) 내부에 탑재(mount)될 수 있다. 그러나, 본 혁신적인 개념의 근접 센서 디바이스(501)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이, 용량성 감지 원리를 사용하지 않을 수 있다. 대신에, 근접 센서 디바이스(501)는 사용자의 신체 조직(예를 들어, 손, 머리, 귀 등)에 대한 거리/근접도를 결정하기 위해 적어도 하나의 안테나(502)의 RF 전압 분포를 이용할 수 있다.
따라서, 근접 센서 디바이스(501)는 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위해 상기 적어도 하나의 안테나(502)에 접속될 수 있다. 근접 센서 디바이스(501)는 안테나(502)에서 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하도록 구성되는 무선 주파수 전압 센서(503)를 추가로 포함할 수 있다. 안테나(502)에서의 무선 주파수 전압 분포는 전술된 커패시턴스와 유사하게, 신체 조직(507)의 존재시에 변한다. 그에 따라, 안테나(502)에서의 RF 전압 분포는 신체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 근접도 또는 거리에 따라 변한다.
근접 센서 디바이스(501)는 제어기(505)를 추가로 포함할 수 있다. 제어기(505)는 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 거리/근접도를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어기(505)는 안테나(502)에서의 측정된 RF 전압 분포에만 기초하여 신체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 정확한 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 더 구체적으로, 제어기(505)는 안테나(502)에서 RF 전압 분포를 측정하고 RF 전압 분포의 획득된 측정 값들을 신체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 거리로서 해석하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 제어기(505)는, 예를 들어, 밀리미터, 예를 들어, 1mm, 2mm, 3mm 등의 측면에서 수량화가능 거리 값(quantifiable distance value)을 결정할 수 있다. 다시 말해, 제1 측정된 RF 전압 분포 값 URF1(예를 들어, 75V)은 제1 거리 값 d1(예를 들어, 1mm)에 대응할 수 있는 한편, 상이한 제2 측정된 RF 전압 분포 값 URF2(예를 들어, 79V)은 상이한 제2 거리 값 d2(예를 들어, 10mm)에 대응할 수 있다.
도 5b는 근접 센서 디바이스(501)가 안테나(502)에 공급될 송신 전력을 생성하기 위한 송신기(506)를 추가로 포함하는 추가의 실시예를 도시한다. 제어기(505)는 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 결정된 근접도에 따라 송신기(506)의 송신 전력을 조정하도록 구성될 수 있다. 이것은 SAR(Specific Absorption Rate)과 같은 규제 제한들(regulatory restrictions)을 충족시키는데 유용할 수 있다. 제어기(505)는 이러한 규제 제한들을 충족시키도록 송신 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(505)는 송신 전력이 너무 높다면, 즉, 송신 전력이 각자의 규제 제한에 의해 규정되는 임계 값 초과이면, 송신 전력을 감소시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(505)는 송신 전력이 너무 낮으면, 즉, 송신 전력이 각자의 규제 제한에 의해 규정되는 임계 값 미만이면, 송신 전력을 증가시킬 수 있다.
위에서 언급된 임계치는 신체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 상이한 근접도들/거리들에서 상이할 수 있다. 신체 조직(507)이 안테나(502)로부터 더 멀리 떨어져 있을수록, 제어기(505)에 의해 송신 전력을 더 높게 조정할 수 있다. 예를 들어, 신체 조직(507)이 안테나(502)에 대해 제1 근접도/거리(예를 들어, 10mm)를 갖는다면, 제어기(505)는 송신 전력을 제1 값(예를 들어, 100mW)으로 조정할 수 있다. 신체 조직(507)이 안테나(502)에 대해 더 짧은 제2 근접도/거리(예를 들어, 5mm)를 갖는다면, 제어기(505)는 송신 전력을 더 낮은 제2 값(예를 들어, 75mW)으로 조정할 수 있다.
그에 따라, 제어기(505)는 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 상이한 근접도들/거리들에서 상이한 송신 전력들을 제공하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 2가지 경우가 발생할 수 있다:
특정 근접도/거리에서 제공된 송신 전력이 송신 전력 임계치를 초과하면, 제어기(505)는 송신 전력을 상기 송신 전력 임계치 이하인 미리 결정된 값으로 감소시키도록 구성될 수 있다.
결국, 상기 특정 근접도/거리에서 제공되는 송신 전력이 송신 전력 임계치 미만인 경우, 제어기(505)는 송신 전력을 송신 전력 임계치 이하인 상기 미리 결정된 값으로 증가시키도록 구성된다.
제어기(505)는 각자의 근접도/거리에서 각자의 송신 전력 임계치에 정확히 대응하는 미리 결정된 값으로 송신 전력을 조정하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 규제 제한들이 충족되는 동안 송신 전력은 항상 그의 최적으로 동작될 수 있다.
제어기(505)는 송신 전력을 송신 전력 임계치 미만인 0% 내지 20%의 미리 결정된 값으로 조정하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 송신 전력은 여전히 양호한 동작점을 가질 수 있고 규제 제한들이 충족된다. 예를 들어, 송신 전력 임계치가 100mW이면, 제어기(505)는 송신 전력을 80mW 내지 100mW로 조정할 수 있다.
그에 따라, 제어기(505)는 예를 들어, 특정 SAR 값을 충족시키기 위해 송신 전력을 동적으로 조정할 수 있다. 예를 들어, Xmm의 거리/근접도에서, (SAR에 따라) 전력 'X'로 송신하도록 허용된다. 송신기(506)가 전력 Y>X로 송신하는 것을 근접 센서 디바이스(501)가 검출하면, 제어기(505)는 최대 허용 전력에 도달할 때까지 송신 전력을 감소시킬 수 있다. 송신기(506)가 전력 Y<X로 송신하는 것을 근접 센서 디바이스(501)가 검출하면, 제어기(505)는 최대 허용 전력에 도달할 때까지 송신 전력을 증가시킬 수 있다.
도 5c는 근접 센서 디바이스(501)가 일부 추가 선택적인 컴포넌트들을 포함할 수 있는 추가의 실시예를 도시한다. 선택적인 컴포넌트들 또는 소자들은 파선들로 도시된다. 예를 들어, 전술한 제어기(505), 안테나(502) 및 RF 전압 센서(503) 이외에, 근접 센서 디바이스(501)는 선택적으로 하나 이상의 I/O 포트(508)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 근접 센서 디바이스(501)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 위에서 논의된 바와 같은 용량성 센서(201)와 유사한 커패시턴스 센서(509)를 선택적으로 포함할 수 있다.
제어기(505)는 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter)(ADC), 예를 들어 RF 전압 센서(503) 및/또는 용량성 센서(509)의 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리, 및 예를 들어 전술한 바와 같이 신체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 근접도/거리의 함수로서 송신 전력을 제어하기 위한 제어 기능들과 같은 상이한 기능들을 제공할 수 있다. 제어기(505)의 이러한 특징들은 본 명세서에서 논의된 각각의 그리고 모든 실시예에 대해 유지된다.
도 6은 커패시턴스 센서(509)가 안테나 접지 구조(510)에 접속될 수 있는 추가의 실시예를 도시한다. 그에 따라, 근접 센서 디바이스(501)는 안테나(502)와 안테나 접지 구조(510) 사이의 가변 커패시턴스를 결정하기 위한 커패시턴스 센서(509)를 포함할 수 있으며, 여기서 커패시턴스는 신체 조직(507)의 존재시에 변한다(도 5a를 참조). 제어기(505)는 결정된 커패시턴스에 기초하여 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 6은 안테나(502)를 갖는 제안된 근접 센서 디바이스(501)를 구현하는 방법의 예이다. 선택적인 용량성 센서(509)는 안테나(502)에 그리고 선택적으로 추가의 도전성 구조들, 예를 들어, 예시적으로 묘사된 안테나 접지 구조(510)에 접속될 수 있다. 근접 센서 디바이스(501)는 통신을 위한 고주파수 RF 신호들을 감지를 위한 저주파수 신호들로부터 분리(decouple)하기 위해 여기에서 사용될 수 있는 선택적인 SMD 컴포넌트들(511, 512)을 추가로 포함할 수 있다. RF 전압 센서(503)는 안테나(502)에 그리고 잠재적으로 시스템 접지(510)에도 접속될 수 있다. RF 전압 센서(503)에 접속된 선택적인 SMD 소자(512)는 고주파수 통신 신호들에 대한 RF 전압 센서(503)의 영향을 최소화하는데 사용될 수 있다.
그에 따라, 무선 주파수 전압 센서(503)는 안테나(502)에 갈바닉 결합될 수 있고, 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(512)(예를 들어, SMD 소자)는 안테나(502)와 무선 주파수 전압 센서(503) 사이에 접속될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(512)는 고주파수 무선파들에 대한 무선 주파수 전압 센서(503)의 영향을 최소화하기 위한 것이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 선택적인 커패시턴스 센서(509)는 안테나(502) 및 안테나 접지 구조(510)에 갈바닉 결합될 수 있고, 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(511)(예를 들어, SMD 소자)는 안테나(502)와 커패시턴스 센서(509) 사이에 접속될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(511)는 고주파수 무선파들로부터 저주파수 커패시턴스 측정 신호들을 분리하기 위한 것이다.
전술한 바와 같이, 선택적인 커패시턴스 센서(509)는 RF 전압 센서(503)에 추가하여 제공될 수 있다. 그에 따라, 근접 센서 디바이스(501)는 RF 전압 센서(503) 및 선택적인 커패시턴스 센서(509) 중 적어도 하나에 기초하여, 또는 RF 전압 센서(503) 및 커패시턴스 센서(509) 둘 다에 기초하여 인체 조직(507)과 안테나(502) 사이의 근접도/거리를 결정할 수 있다.
그에 따라, 제어기(505)는 무선 주파수 전압 센서(503)로부터 도출된 제1 출력에 기초하여 그리고 커패시턴스 센서(509)로부터 도출된 제2 출력에 기초하여 근접도/거리를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 7은 RF 전압 센서(503)를 선택적인 커패시턴스 센서(509)와 조합하는 여러 장점들 중 하나를 개략적으로 도시한다. 그래프들(701, 702)은 RF 전압 센서(503)의 상대 감도(그래프(701) 참조) 및 커패시턴스 센서(509)의 상대 감도(그래프(702) 참조)를 묘사하며, 둘 다 예시적으로 GSM 주파수 대역들에서 동작하는 이동 전화에 대한 것이다.
y축은 상대 감도를 도시하고, x축은 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도/거리를 도시한다. 거리가 0에서 d1로 증가함에 따라, RF 전압 센서(503)의 감도가 d1에서 d2로 증가하는 동안 커패시턴스 센서(509)의 감도는 감소한다(그래프(702)). d2에서, RF 전압 센서(503)의 감도는 감소하기 시작한다. 알 수 있는 바와 같이, RF 전압 센서(503) 및 커패시턴스 센서(509)를 갖는 제안된 근접 센서 디바이스는 인체 조직(507)의 검출 범위를 d1에서 d2로 증가시킬 수 있다.
그러나, 제안된 근접 센서 디바이스(501)가 RF 전압 센서(503)만을 포함할 수 있더라도, 인체 조직(507)의 검출 범위(0 내지 d2)는 커패시턴스 센서(509)만의 검출 범위(0 내지 d1)에 비해 여전히 더 클 수 있다.
다시 말해, 커패시턴스 센서(509)는 제1 근접 범위 내에서 신체 조직(507)의 근접도/거리를 결정하도록 구성될 수 있고, 무선 주파수 전압 센서(503)는 상이한 제2 근접 범위 내에서 신체 조직(507)의 근접도/거리를 결정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제2 근접 범위의 종료 값(d2)은 제1 근접 범위의 종료 값(d1)보다 클 수 있다.
예를 들어, 제1 근접 범위는 0mm 내지 20mm의 범위를 포함할 수 있고, 제2 근접 범위는 10mm 내지 30mm의 범위를 포함할 수 있다. 그에 따라, 커패시턴스 센서(509)는 제1 근접 범위, 예를 들어, 0mm 내지 20mm 내에서 양호한 감도를 포함할 수 있고, RF 전압 센서(503)는 제2 근접 범위, 예를 들어, 10mm 내지 30mm 내에서 양호한 감도를 포함할 수 있다.
위에서 논의된 실시예에 따르면, 제안된 근접 센서 디바이스(501)는 커패시턴스 센서(509)와 조합하여 RF 전압 센서(503)를 동작시킬 수 있다. 위의 이동 전화 예의 시뮬레이션들 및 분석에 따르면, 1GHz 미만의 더 낮은 주파수 대역들의 경우, RF 전압 분포는 25mm 내지 10mm 사이의 거리 범위 내에서 인체 근접도에 매우 민감하고, 여기서, 커패시턴스 센서(509)는 그 대신에, 매우 낮은 감도만을 갖는다. 그 결과, 2개의 위에서 언급된 타입의 센서들(503, 509)을 포함하는 시스템을 구현함으로써, 감지 범위는 15mm 내지 0mm(커패시턴스 센서(509) 단독)로부터 25mm 내지 0mm(커패시턴스 센서(509) 및 RF 전압 센서(503))로 확장될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나(502)는 1GHz 이하의 동작 주파수들에 대해 설계될 수 있는데, 그 이유는 서브-1GHz 범위가 유리하기 때문이고 RF 전압 분포가 이 범위에서 매우 민감하기 때문이다.
추가의 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 이 실시예는 도 6을 참조하여 위에서 논의된 것과 유사하다. 추가적으로, 도 8의 실시예는 튜닝가능한 안테나(502) 및 안테나 튜닝 디바이스(515), 예를 들어, 안테나 튜닝 스위치를 포함한다. 안테나 튜닝 디바이스(515)는 제어기(505)에 접속될 수 있다. 제어기(505)는 안테나(502)를 상이한 동작 주파수들로 튜닝(예를 들어, 디튜닝(de-tuning)/재튜닝(re-tuning)하기 위해 안테나 튜닝 디바이스(515)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 안테나 튜닝 디바이스(515)는 안테나(502)를 1GHz 이하의 동작 주파수들로 튜닝하도록 구성될 수 있다.
안테나 튜닝 디바이스(515)는 수동 전기 컴포넌트들(513, 514)(예를 들어, SMD 컴포넌트들)을 통해 안테나(502)에 결합될 수 있다. 그들의 목적은 안테나(502)의 동작 주파수들을 튜닝하기 위한 것이다.
일부 실시예들에서, 무선 주파수 전압 센서(503) 및 커패시턴스 센서(509)는 둘 다 하나의 공통 다이 상에 탑재될 수 있는 것으로 고려된다. RF 전압 센서(503)는 다이오드들, 트랜지스터들 등을 사용하는 수동 및 능동 소자들로 설계될 수 있다. 제안된 근접 센서 디바이스(501)는 단일 칩 IC 또는 하나보다 많은 IC를 포함하는 모듈에 의해 또는 개별 소자들을 갖는 PCB에서 실현될 수 있다. 제안된 근접 센서 디바이스(501)는 무선 디바이스에서 구현되고 무선 디바이스의 안테나들에 접속될 수 있다.
요약하면, 본 명세서에 설명된 혁신적인 개념은 RF 전압 검출기(503) 및 선택적으로 추가적인 용량성 센서(509)를 갖는 근접 감지 시스템(501)(예를 들어, SAR 센서 시스템)을 제공한다. 센서 시스템(501)은 센서 시스템(501)의 범위 또는 정확도를 확장하기 위해 용량성 센서(509) 및 RF 전압 검출기(503)와 활용되는 통합 안테나 튜닝 스위치들(510)을 포함할 수 있다. 제안된 개념은 센서들의 감도를 개선할 것이다.
도 9a 내지 도 9c는 위에서 논의된 제안된 근접 센서 디바이스(501)의 무선 디바이스(900), 예를 들어 스마트폰으로의 가능한 통합을 도시한다. 도 9a 내지 도 9c는 무선 디바이스(900)에 근접시에 (인체 조직에 대한 예로서) 사용자의 손(507)의 시뮬레이션에 의한 시뮬레이션 테스트 셋업을 도시한다.
무선 디바이스(900)는 이 비-제한적인 예에서 역 F-안테나(IFA)로서 제공되는 안테나(503)를 포함할 수 있다. 도 9b에서 알 수 있는 바와 같이, IFA(502)는 접지 핀(910)을 포함할 수 있다. RF 전압 분포는 3개의 상이한 예시적인 급전 위치에서, 즉 접지 핀(910) 옆의 제1 급전 위치(911)에서, 접지 핀(910)으로부터 더 멀리 떨어진 제2 급전 위치(912)에서, 그리고 접지 핀(910)으로부터 훨씬 더 멀리 떨어진 제3 급전 위치(912)에서 시뮬레이션되었다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 안테나(502)와 사용자의 손(507) 사이의 근접도/거리 d는 시뮬레이션에서 변하였다. 시뮬레이션 동안, RF 전압 분포는 상이한 안테나 위치들에서 그리고 무선 디바이스(900)와 사용자의 손(507) 사이의 가변 거리들에 의해 분석되었다.
도 9d는 상이한 급전 위치들에서 관찰된 RF 전압 분포들을 정성적으로 도시한다. 이 비-제한적인 예에서, 안테나(502)는 900MHz에서 33dBm 입력 전력으로 동작되었다. y축은 y축을 따라(하부로부터 상부로) 값들이 증가함에 따라 안테나(502)에서 측정된 RF 전압의 진폭을 나타낸다. x-축은 사용자의 손(507)과 무선 디바이스(900) 사이의 거리 d를 도시한다. x축은 최대 거리의 좌측에서 시작하는 반면, 거리 값들은 x축을 따라 우측으로 더 멀리 이동할 때 감소(즉, 거리 d에 대한 값들을 좌측에서 우측으로 감소)한다는 점에 유의한다.
그래프 901은 제1 급전 위치(911)(도 9b)에서의 안테나(502)의 RF 전압 분포를 도시한다. 그래프 902는 제2 급전 위치(912)(도 9b)에서의 안테나(502)의 RF 전압 분포를 도시한다. 그래프 901은 제3 급전 위치(913)(도 9b)에서의 안테나(502)의 RF 전압 분포를 도시한다. 각각의 그래프 901, 902, 903의 곡선 형상들은 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 진폭은 급전 위치(911, 912, 913)에 따라 변한다.
이러한 시뮬레이션 결과들은 예를 들어, 이동 통신의 경우에, 상이한 주파수 대역들에서, 예를 들어 900MHz 대역 및 1800MHz 대역에서 각각 안테나 매칭을 최적화하는데 사용될 수 있다.
이들 시뮬레이션에 의해, 사용자의 신체 부분(507)의 근접도가 RF 전압 분포 센서(503)로 측정될 수 있는 안테나(502)의 RF 전압 분포에 영향을 미칠 수 있다는 것이 입증될 수 있다. 그에 따라, RF 전압 센서(503)는 특정 송신 전력 규제들이 충족되는지를 모니터링하기 위한 근접 센서로서 사용될 수 있다. 예를 들어, RF 전압 센서(503)는 본 명세서에 설명된 혁신적인 개념에 따라 SAR 센서로서 사용될 수 있다.
또한, 시뮬레이션 결과들에 의해, 송신기(506) 및 안테나(502)의 송신 출력 전력은 각각 용량성 센서만을 사용하는 종래의 근접 센서 시스템들에 비해 상당히 증가될 수 있다는 것이 입증될 수 있다. 도 7을 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 근접 검출 범위는 제안된 RF 전압 센서(503)를 사용할 때 증가될 수 있다.
특히, 용량성 센서(509)의 근접 검출 범위가 종료될 때에는, 송신기(506)가 더 높은 출력 전력을 제공하도록 허용될 수 있더라도, 송신기(506)는 SAR 규제들이 충족되는 것을 보장하기 위해 송신 출력 전력을 여전히 감소시킬 수 있다. 이것은 송신기(506)가 너무 낮은 에너지로 송신하여 열악한 무선 성능을 야기하는 경우를 초래할 수 있다.
제안된 RF 전압 센서(503)는 용량성 센서(509)보다 더 큰 근접 검출 범위를 갖는데, 즉, RF 전압 센서(503)는 사용자의 손(507)의 더 큰 근접도/거리를 검출할 수 있다. 그에 따라, 사용자의 손(507)이 무선 디바이스(900)로부터 더 멀리 떨어져 있더라도, 송신 전력은 더 정확하게 제어될 수 있다. 따라서, 송신 전력은 최대 허용 값까지 증가될 수 있다. 위의 시뮬레이션들에 따르면 이것은 20mm의 거리에서 약 +0.5dB 및 심지어 25mm의 거리에서 약 +1.0dB의 (용량성 센서에 비해) 송신 전력 개선을 초래했다.
제안된 혁신적인 개념은 또한 본 명세서에서 설명한 바와 같이 근접 센서 디바이스(501)를 포함하는 무선 통신 디바이스(900)에 관한 것이다.
또한, 제안된 혁신적인 개념은 또한 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나(502)를 제공하는 단계, 안테나(502)의 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하는 단계- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직(507)의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 설명된 혁신적인 디바이스들 및 방법들은 또한 다음의 실시예들에 의해 구현될 수 있다:
제1 실시예에 따르면, 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나, 안테나에서 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하도록 구성된 무선 주파수 전압 센서- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는 근접 센서 디바이스가 제공될 수 있다.
제1 실시예와 조합될 수 있는 제2 실시예에 따르면, 제어기는 결정된 근접도를 정량화하여 신체 조직과 안테나 사이의 거리를 나타내는 거리 측정 값을 획득하도록 구성될 수 있다.
제1 및 제2 실시예들 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제2 실시예에 따르면, 근접 센서 디바이스는 안테나에 공급될 송신 전력을 생성하기 위한 송신기를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 제어기는 안테나에 대한 신체 조직의 결정된 근접도에 따라 송신기의 송신 전력을 조정하도록 구성될 수 있다.
제3 실시예와 조합될 수 있는 제4 실시예에 따르면, 제어기는 상이한 근접도들에서 상이한 송신 전력들을 제공하도록 구성될 수 있으며, 여기서 특정 근접도에서 제공된 송신 전력이 송신 전력 임계치를 초과하면, 제어기는 송신 전력을 미리 결정된 값으로 감소시키도록 구성될 수 있고, 여기서 상기 특정 근접도에서 제공된 송신 전력이 송신 전력 임계치 미만이면, 제어기는 송신 전력을 상기 미리 결정된 값으로 증가시키도록 구성될 수 있다.
이전 실시예들 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제5 실시예에 따르면, 근접 센서 디바이스는 안테나와 안테나 접지 구조 사이의 가변 용량을 결정하기 위한 커패시턴스 센서를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 커패시턴스는 신체 조직의 존재시에 변하며, 제어기는 결정된 커패시턴스에 기초하여 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하도록 구성될 수 있다.
제5 실시예와 조합될 수 있는 제6 실시예에 따르면, 제어기는 무선 주파수 전압 센서로부터 도출된 제1 출력에 기초하여 그리고 커패시턴스 센서로부터 도출된 제2 출력에 기초하여 근접도를 결정하도록 구성될 수 있다.
제5 및 제6 실시예 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제7 실시예에 따르면, 커패시턴스 센서는 제1 근접 범위 내에서 신체 조직의 근접도를 결정하도록 구성될 수 있고, 무선 주파수 전압 센서는 상이한 제2 근접 범위 내에서 신체 조직의 근접도를 결정하도록 구성될 수 있다.
제7 실시예와 조합될 수 있는 제8 실시예에 따르면, 제1 근접 범위는 0mm 내지 20mm의 범위를 포함할 수 있고, 제2 근접 범위는 10mm 내지 30mm의 범위를 포함할 수 있다.
제5 내지 제8 실시예 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제9 실시예에 따르면, 무선 주파수 전압 센서 및 커패시턴스 센서는 둘 다 하나의 공통 다이 상에 탑재될 수 있다.
이전 실시예들 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제10 실시예에 따르면, 안테나는 1GHz 이하의 동작 주파수들을 위해 설계될 수 있다.
제1 내지 제9 실시예 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제11 실시예에 따르면, 안테나는 튜닝가능한 안테나일 수 있고, 근접 센서 디바이스는 안테나를 상이한 동작 주파수로 튜닝하기 위한 안테나 튜닝 디바이스를 추가로 포함할 수 있다.
제11 실시예와 조합될 수 있는 제12 실시예에 따르면, 안테나 튜닝 디바이스는 안테나를 1GHz 이하의 동작 주파수들로 튜닝하도록 구성될 수 있다.
이전 실시예들 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제13 실시예에 따르면, 무선 주파수 전압 센서는 안테나에 갈바닉 결합될 수 있고, 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(예를 들어, SMD 소자)는 안테나와 무선 주파수 전압 센서 사이에 접속될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트는 고주파수 무선파들에 대한 무선 주파수 전압 센서의 영향을 최소화하기 위한 것이다.
이전 실시예들 중 적어도 하나와 조합될 수 있는 제14 실시예에 따르면, 커패시턴스 센서는 안테나 및 안테나 접지 구조에 갈바닉 결합될 수 있고, 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트(예를 들어, SMD 소자)는 안테나와 커패시턴스 센서 사이에 접속될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 수동 전기 컴포넌트는 고주파수 무선파들로부터 저주파수 커패시턴스 측정 신호들을 분리하기 위한 것이다.
제15 실시예에 따르면, 이전 실시예들 중 하나에 따른 근접 센서 디바이스를 포함하는 무선 통신 디바이스가 제안된다.
제16 실시예에 따르면, 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하기 위한 방법이 제안되는데, 이 방법은 무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나를 제공하는 단계, 안테나의 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하는 단계- 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직의 존재시에 변함 -, 및 결정된 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 안테나에 대한 신체 조직의 근접도를 결정하는 단계를 포함한다.
제17 실시예에 따르면, 컴퓨터 상에서 실행될 때, 위에서 언급된 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 디지털 저장 매체를 제공하는 것이 제안된다.
일부 양태들이 장치의 맥락에서 설명되었지만, 이들 양태는 또한 대응하는 방법의 설명을 표현한다는 것은 명백하며, 여기서 블록 또는 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 맥락에서 설명된 양태들은 또한 대응하는 장치의 대응하는 블록 또는 아이템 또는 특징의 설명을 표현한다.
방법 단계들의 일부 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램가능 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이를 사용하여) 실행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가장 중요한 방법 단계들 중 하나 이상이 그러한 장치에 의해 실행될 수 있다.
특정 구현 요건들에 따라, 실시예들은 하드웨어로 또는 소프트웨어로 또는 적어도 부분적으로 하드웨어로 또는 적어도 부분적으로 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은, 각자의 방법이 수행되도록 프로그램가능 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는), 전자적으로 판독가능한 제어 신호들이 저장된 디지털 저장 매체, 예를 들어, 플로피 디스크, DVD, 블루-레이, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 디지털 저장 매체는 컴퓨터 판독가능할 수 있다.
일부 실시예들은, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나가 수행되도록 프로그램가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는, 전자적으로 판독가능한 제어 신호들을 갖는 데이터 캐리어를 포함한다.
일반적으로, 실시예들은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있고, 프로그램 코드는, 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 방법들 중 하나를 수행하도록 동작한다. 프로그램 코드는, 예를 들어, 머신 판독가능 캐리어 상에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 머신 판독가능 캐리어 상에 저장되는, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
다시 말해, 따라서, 제안된 방법의 실시예는, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
따라서, 제안된 방법들의 추가의 실시예는 본 명세서에서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 (데이터 캐리어에 기록된) 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터 판독가능 매체)이다. 데이터 캐리어, 디지털 저장 매체, 또는 기록된 매체는 전형적으로 유형적(tangible)이고/거나 비-일시적이다.
따라서, 제안된 방법의 추가의 실시예는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 표현하는 데이터 스트림 또는 신호들의 시퀀스이다. 데이터 스트림 또는 신호들의 시퀀스는, 예를 들어, 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어, 인터넷을 통해 이송되도록 구성될 수 있다.
추가의 실시예는, 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하도록 구성 또는 적응되는 처리 수단, 예를 들어, 컴퓨터, 또는 프로그램가능 로직 디바이스를 포함한다.
추가의 실시예는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
추가의 실시예는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 수신기에 (예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로) 이송하도록 구성된 장치 또는 시스템을 포함한다. 수신기는 예를 들어, 컴퓨터, 이동 디바이스, 메모리 디바이스 등일 수 있다. 장치 또는 시스템은 예를 들어, 컴퓨터 프로그램을 수신기에 이송하기 위한 파일 서버를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로그램가능 로직 디바이스(예를 들어, 필드 프로그램가능 게이트 어레이)는 본 명세서에 설명된 방법들의 기능성들 중 일부 또는 전부를 수행하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 필드 프로그램가능 게이트 어레이는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 임의의 하드웨어 장치에 의해 바람직하게 수행된다.
본 명세서에 설명되는 장치는 하드웨어 장치를 사용하여, 또는 컴퓨터를 사용하여, 또는 하드웨어 장치와 컴퓨터의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명되는 방법들은 하드웨어 장치를 사용하여, 또는 컴퓨터를 사용하여, 또는 하드웨어 장치와 컴퓨터의 조합을 사용하여 수행될 수 있다.
본 개시내용이 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 그 설명은 제한적인 의미로 해석되는 것으로 의도하지 않는다. 예시적인 실시예들의 다양한 수정들 및 조합들뿐만 아니라, 본 개시내용의 다른 실시예들도 설명을 참조하면 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서 첨부된 청구범위는 임의의 이러한 수정들 또는 실시예들을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 근접 센서 디바이스(501)로서,
    무선 주파수 파들(radio frequency waves)을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나(502),
    상기 안테나(502)에서 가변 무선 주파수 전압 분포(variable radio frequency voltage distribution)를 결정하도록 구성된 무선 주파수 전압 센서(503)- 상기 무선 주파수 전압 분포는 신체 조직(507)의 존재시에 변함 -, 및
    결정된 상기 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 상기 안테나(502)에 대한 상기 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성된 제어기(505)를 포함하는 근접 센서 디바이스(501).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기(505)는 결정된 상기 근접도를 정량화하여 상기 신체 조직(507)과 상기 안테나(502) 사이의 거리를 나타내는 거리 측정 값을 획득하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 안테나(502)에 공급될 송신 전력을 생성하기 위한 송신기(506)를 추가로 포함하고,
    상기 제어기(505)는 상기 안테나(502)에 대한 상기 신체 조직(507)의 결정된 근접도에 따라 상기 송신기(506)의 송신 전력을 조정하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기(505)는 상이한 근접도들에서 상이한 송신 전력들을 제공하도록 구성되고,
    특정 근접도에서 제공된 송신 전력이 송신 전력 임계치를 초과하면, 상기 제어기(505)는 상기 송신 전력을 미리 결정된 값으로 감소시키도록 구성되고,
    상기 특정 근접도에서 제공된 송신 전력이 상기 송신 전력 임계치 미만인 경우, 상기 제어기(505)는 상기 송신 전력을 상기 미리 결정된 값으로 증가시키도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나(502)와 안테나 접지 구조(510) 사이의 가변 커패시턴스를 결정하기 위한 커패시턴스 센서(509)를 추가로 포함하고, 상기 커패시턴스는 신체 조직(507)의 존재시에 변하고,
    상기 제어기(505)는 결정된 상기 커패시턴스에 기초하여 상기 안테나(502)에 대한 상기 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기(505)는 상기 무선 주파수 전압 센서(503)로부터 도출된 제1 출력 및 상기 커패시턴스 센서(509)로부터 도출된 제2 출력에 기초하여 상기 근접도를 결정하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 커패시턴스 센서(509)는 제1 근접 범위 내에서 상기 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성되고,
    상기 무선 주파수 전압 센서(503)는 상이한 제2 근접 범위 내에서 상기 신체 조직(507)의 근접도를 결정하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 근접 범위는 0mm 내지 20mm의 범위를 포함하고,
    상기 제2 근접 범위는 10mm 내지 30mm의 범위를 포함하는 근접 센서 디바이스(501).
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 전압 센서(503) 및 상기 커패시턴스 센서(509)는 둘 다 하나의 공통 다이 상에 탑재되는(mounted) 근접 센서 디바이스(501).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나(502)는 1GHz 이하의 동작 주파수들을 위해 설계되는 근접 센서 디바이스(501).
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나(502)는 튜닝가능한 안테나이고,
    상기 근접 센서 디바이스(501)는 상기 안테나(502)를 상이한 동작 주파수들로 튜닝하기 위한 안테나 튜닝 디바이스(510)를 추가로 포함하는 근접 센서 디바이스(501).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 튜닝 디바이스(510)는 상기 안테나(502)를 1GHz 이하의 동작 주파수들로 튜닝하도록 구성되는 근접 센서 디바이스(501).
  13. 무선 통신 디바이스(900)로서, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 근접 센서 디바이스(501)를 포함하는 무선 통신 디바이스(900).
  14. 안테나(502)에 대한 신체 조직(507)의 근접도를 결정하기 위한 방법으로서,
    무선 주파수 파들을 송신 및/또는 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나(502)를 제공하는 단계,
    상기 안테나(502)의 가변 무선 주파수 전압 분포를 결정하는 단계- 상기 무선 주파수 전압 분포는 상기 신체 조직(507)의 존재시에 변함 -, 및
    결정된 상기 무선 주파수 전압 분포에 기초하여 상기 안테나(502)에 대한 상기 신체 조직(507)의 근접도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 디지털 저장 매체로서, 상기 프로그램은, 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제14항에 따른 방법을 수행하기 위한 것인 컴퓨터 판독가능 디지털 저장 매체.
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