電磁誘導方式によるオブジェクトの位置を測定するセンシング装置及びその制御方法
【課題】電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置を提供する。
【解決手段】電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部とを有する。
【解決手段】電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁誘導入力方式に基づくセンシング装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォン又は他のタッチスクリーンと関連した市場が急速に成長することにより、これと関連した研究も活発に進んでいる。スマートフォン又はタッチスクリーンと関連して特定の命令を入力するために、ユーザは、ユーザの身体の一部分又は電磁誘導(electromagnetic induction:EI)ペンをタッチスクリーンの特定の位置に指定する方式で特定の命令を入力するか又は特定のアイコンを指定することができる。
【0003】
ユーザの身体の一部分を通して接触する方式は、静電容量方式(capacitive touch screen technology)により実現されることができる。静電容量方式を採択するタッチスクリーンは、一般に、透明電極及び透明電極間のコンデンサを含む。ユーザは、身体の一部分をタッチスクリーンに接触することにより、これに従って変更されるコンデンサの静電容量に基づいてユーザの身体の一部分によるタッチをセンシングすることができる。
【0004】
しかしながら、静電容量方式は、ユーザが身体の一部を用いてタッチスクリーンに接触するのに相対的に広い接触面積により精密な入力を提供することが難しい。その一方、電磁誘導方式(EI)は、小さい接触面積でも動作させることができるという長所がある。
【0005】
EI方式は、印刷回路基板(Printed Circuit Board:PCB)に配置されたループコイルに電圧を印加することにより電磁場の発生を制御し、EIペンへの電磁場の伝達を制御する。ここで、EIペンは、コンデンサ及びループを含み、受信された電磁場を所定の周波数成分を有する電磁場にさらに放出することができる。
【0006】
EIペンから放出される電磁場は、PCBのループコイルに伝達され、これにより、EIペンに対応するタッチスクリーン上の位置が電磁場に基づいて判定されることができる。
【0007】
従来のEI方式では、電磁場をEIペンに印加するためにPCB上に配置されたすべてのループコイルを通してEIのための電流を流す。その結果、タッチスクリーンでの電力消費が増加する。特に、モバイル装置におけるように携帯バッテリーを使用する場合における増加した電力消費はバッテリー寿命を減少させ、これは、ユーザの便宜において深刻な問題をもたらすことがある。
【0008】
さらに、従来のEI方式では、EIペンから受信された電磁場の変化をセンシングするために制御されるPCB上のすべてのループコイルのそれぞれにより入力をセンシングするために要求される時間が増加するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、所定の時間期間の間にループ部に含まれた第1及び第2のサブループ部が電流の流れと電磁変化センシングとを交互に実行する電磁センシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【0011】
本発明の実施形態の他の態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法を提供する。上記電磁センシング装置の制御方法は、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップとを有することを特徴とする。
【0012】
本発明の実施形態のさらに他の態様によれば、電磁誘導方式に基づく電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、複数のループをそれぞれ含み、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、電流を受信するか又は電磁変化をセンシングする第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、第1の時間期間の間には、上記第1のサブループ部のうちの1つのループが電流を受信し、上記第2のサブループ部が上記電磁変化をセンシングするように制御し、第2の時間期間の間には、上記第2のサブループ部のうちの1つのループが上記電流を受信し、上記第1のサブループ部が上記電磁変化をセンシングするように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【0013】
本発明の実施形態のさらなる他の態様によれば、電磁誘導方式に基づいて複数のループをそれぞれ含み、オブジェクトの位置をセンシングする第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法は、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部をそれぞれ所定数のグループにグループ化することによりセンシング範囲を決定するステップと、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部を上記センシング範囲の単位でセンシング信号を測定するステップと、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部のうちで測定されたセンシング信号が最大であるそれぞれの最大信号ループ及びそれぞれの隣接ループからのセンシング信号に基づいて上記オブジェクトの位置を決定するステップと、上記最大信号ループの隣接ループで測定されたセンシング信号の大きさを比較するステップと、上記比較の結果に基づいて上記センシング範囲を再決定するステップとを有することを特徴とする。
【0014】
本発明の実施形態のさらに他の1つの態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する複数のループを含むループ部と、上記複数のループのうちで上記電磁変化をセンシングする少なくとも2つのループが同時に上記電磁変化センシングを実行するように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明の様々な実施形態に従って、電流がループ部の複数のループの中の少なくとも2つのループのみを通して流れるので電力消費を減少させることができ、また、駆動部のためのICのサイズを減少させることができる。
【0016】
また、外部からの電磁変化センシング過程において、センシングループを個々に使用せず複数のセンシングループをグループ単位でセンシングする。その結果、総センシング時間を減少させることができる。さらに、センシング動作に要求される時間が減少するに従ってセンシング回数を増加させることができ、これに従って信号対雑音比(SNR)を向上させることができる。
【0017】
さらに、センシング信号が高低抗センシングループにより劣化される場合に、同時測定を通して短縮された時間だけセンシング信号の測定回数を増加させることによりSNRを保持することができる。所定数のセンシング信号が同時に測定される場合に、測定回数の増加の代わりに駆動電圧を増加させることによりSNRを向上させることができる。また、送信部を電圧駆動方式で実現することにより回路を簡素化することができる。
【0018】
本発明の実施形態によるEIペンは、コンデンサ及びループを含むことができる。EIペンのチップに印加される圧力により静電容量又はインダクタンスの変化を発生させるので、EIペンから放出される電磁場の周波数を変化させる。したがって、センシング信号の周波数変化に基づいてペンチップに印加される圧力の変化を求めることができる。一方、センシング信号の周波数変化は、位相検出器で位相変化として検出することができる。ペンチップの圧力は、センシング信号の位相値をモニタリングすることにより計算することができる。
【0019】
本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、以下の添付図面が併用された後述の詳細な説明から、より一層明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態による電磁センシング装置を示す概念図である。
【図2A】本発明の一実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【図2B】本発明の他の実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【図2C】本発明の一実施形態による電磁センシング装置の実現例を説明するための概念図である。
【図3A】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図3B】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図3C】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図4】本発明の一実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【図6】本発明のもう1つの実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図面における同様な構成要素に対しては、他の図面に表示されても、同様な参照番号及び符号を付けてあることに注意されたい。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、関連した公知の機能や構成についての具体的な説明は、適宜省略する。
【0022】
図1は、本発明の一実施形態による電磁センシング装置を示す概念図である。
【0023】
図1を参照すると、電磁センシング装置は、第1のサブループ部111、第2のサブループ部112、及び制御部120を含む。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112を含むループの全体をループ部と呼ぶ。
【0024】
図1に示すように、第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112は、相互に直交する方向に配置される。一方、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112のそれぞれに含まれる複数のループが相互に離隔して配置されているが、この構成は、説明の容易性のためのものであるだけである。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112のそれぞれに含まれる複数のループは、本発明の実施形態に従ってペンの座標をより正確に検出するために相互に重なるように配置されてもよい。
【0025】
第1のサブループ部111内の複数のループは、x軸座標をセンシングするためにy軸方向に延長する。他方、第2のサブループ部112内の複数のループは、y軸座標をセンシングするためにx軸方向に延長する。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112内の複数のループのそれぞれは、電磁変化をセンシングし電流を受信する。
【0026】
上述したように、直交するループのセットとしての第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112の構成が単純な例示として提供される。したがって、電磁センシング装置のループは、本発明の実施形態に従って他の様々な方式で第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112に分割することができる。
【0027】
第1のサブループ部111は、制御部120から電流を受信し、この電流は、所定の第1の時間期間の間に第1のサブループ部111のループを通して流れる。第1のサブループ部111は、電流を用いて所定の電磁場を誘導し、この電磁場を装置の外部に放出する。ここで、所定の時間期間は、様々な状況に従って変更可能である。一方、本実施形態において、制御部120は、本発明の他の実施形態に従って各サブループ部に直接的に電流を印加するが、追加の電力供給を通してサブループ部への電力供給を制御することができる。
【0028】
ループ部に隣接したEIペンは、第1のサブループ部111から誘導された電磁場を受信し、誘導された電磁場を放出する。一方、本例がEIペンを言及しているが、電磁場の受信及び放出を行う他の装置は、本発明の実施形態に従って使用することができる。ここで、このような装置をオブジェクトと呼ぶ。
【0029】
一方、第2のサブループ部112のループは、第1の時間期間の間に電磁変化のセンシングを実行するように制御される。また、第2のサブループ部112のループは、EIペンから放出される電磁場の変化をセンシングする。EIペンが第1のサブループ部111から受信した電磁場をさらに放出することができるために、電磁場を変化させ、第2のサブループ部112は、このような電磁変化をセンシングする。第2のサブループ部112は、電磁変化をセンシングし、最大信号ループと呼ばれる信号ループによりセンシングされる最大センシング信号の大きさ及び最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号の大きさに基づいてEIペンのy軸座標を決定する。
【0030】
第2のサブループ部112は、最大信号ループ以外の他のループによりセンシングされるセンシング信号をすべて制御部120に出力し、制御部120は、複数のループからのセンシング信号に基づいてピークを判定する。したがって、EIペンのy軸座標をさらに正確に決定することができる。
【0031】
上述したように、第1の時間期間の間に、制御部120は、第1のサブループ部111が電流を受信し、第2のサブループ部112が電磁変化をセンシングするように制御する。
【0032】
第1の時間期間の後に、制御部120は、第2の時間期間の間に、第1のサブループ部111が電磁変化をセンシングするように制御し、第2のサブループ部112が電流を受信するように制御する。ここで、“第1の時間期間”及び“第2の時間期間”に対して、第1及び第2の用語は、交互する2つの時間期間を識別するように使用される。
【0033】
したがって、第2のサブループ部112の各ループは、電流を受信し、この電流を用いて電磁場を放出する。
【0034】
EIペンは、第2のサブループ部112の各ループから放出された電磁場を受信し、この受信した電磁場を放出する。
【0035】
第1のサブループ部111の各ループは、EIペンから放出された電磁場の変化をセンシングする。したがって、EIペンのX軸座標は、最大信号ループによりセンシングされる最大センシング信号の大きさ及び最大信号ループに隣接したループによりセンシングされるセンシング信号の大きさに基づいて決定される。
【0036】
第1のサブループ部111は、最大信号ループ以外の他のループによりセンシングされるセンシング信号のすべてを制御部120に出力し、制御部120は、複数のループからのセンシング信号に基づいてピークを判定し、したがって、EIペンのX軸座標を決定する。
【0037】
上述したように、第2の時間期間の間に、制御部120は、第2のサブループ部112が電流を受信するように制御し、第1のサブループ部111が電磁変化をセンシングするように制御する。この後に、制御部120は、第1の時間期間の間に設定された動作を反復する。
【0038】
すなわち、制御部120は、所定の間隔で第1のサブループ部111が電流受信(すなわち、電磁場の放出)と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。制御部120は、第1のサブループ部111の動作と反対に所定の間隔で第2のサブループ部112が電流受信と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。
【0039】
一方、第2の時間期間の間に、制御部120は、第2のサブループ部112のすべてのループを通して電流を流さず、第1の時間期間の間に最大センシング信号をセンシングした最大センシングループだけを通して電流を流すことができる。
【0040】
第1の時間期間と第2の時間期間との間の切り替えは、EIペンの変位にかかる時間に比べて相対的に短い時間で実行される。したがって、EIペンは、第1の時間期間の後にも第2のサブループ部112の最大信号ループの近傍に位置することができる。
【0041】
したがって、第2の時間期間の間に、第2のサブループ部112の最大信号ループのみを通して電流を流すとしても、EIペンは、十分な大きさを有する電磁場を受信し放出する。一方、従来の方式とは対照的に、すべてのループを通して電流を流さず、特定の1つのループのみを通して電流を流すことにより電力消費を格段に減少させることができる。
【0042】
上述したように、制御部120は、第2の時間期間の後に、第1の時間期間の間に設定された動作を反復する。特に、最初の第1の時間期間の間に第1のサブループ部111のすべてのループを通して電流を流すが、第1の時間期間の動作を反復する場合には、第2の時間期間の間に第1のサブループ部111で最大センシング信号をセンシングした最大信号ループのみを通して電流を流すことができる。上述したように、第2の時間期間から第1の時間期間に切り替えられる時間がEIペンの変位にかかる時間に比べて相対的に短い。第2の時間期間が経過した後にも、EIペンが第1のサブループ部111の最大信号ループの近傍に存在することができるので、EIペンは、第1の時間期間の間に第1のサブループ部111の最大信号ループのみを通して電流を流しても、十分な大きさを有する電磁場を受信することができる。
【0043】
以後の過程において、制御部120が第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112を通して電流を提供する場合に、制御部120は、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112で前の時間期間の最大信号ループのみを通して電流を流すように制御することができる。また、制御部120は、第1のサブループ部111と第2のサブループ部112とが交互に電磁変化をセンシングするように制御し、したがって、EIペンの時系列座標を決定する。
【0044】
一方、制御部120は、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112が電磁変化をセンシングするように制御する場合に、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112のループをグループ単位で電磁変化センシングを実行するように制御することができる。例えば、第1のサブループ部111が258個のループを含み、電磁変化センシングを実行するように制御される場合に、制御部120は、第1のサブループ部111のループを6個のグループにグループ化することができ、電磁変化をセンシングするように各クループを制御することができる。従来の方式では、ループ別に電磁変化をセンシングする。1つのループが電磁変化をセンシングするのにかかる時間がtである場合に、従来の動作は、全ループが電磁変化をセンシングするために258tを要求することができる。本発明によると、制御部120がグループ別、例えば、6つのグループのそれぞれを通して電磁変化センシングを制御することができ、その結果、短時間(すなわち、本例においては43t)に電磁変化をセンシングすることができ、したがって、短期間にわたって電磁変化センシングを実行することにより複数回の電磁変化センシングをさらに実行することができ、これにより、センシング信号のSNRを増加させることができる。
【0045】
図2Aは、本発明の一実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【0046】
図2を参照すると、電磁センシング装置は、ループ部210、スイッチ220、駆動部230、制御部240、及び信号処理部250を含む。
【0047】
ループ部210は、第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212を含む。第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212のそれぞれは、複数のループを含む。本発明の他の実施形態に従って他の配置が使用されてもよいが、第1のサブループ部211のループが第2のサブループ部212のループと直交するように配置される。
【0048】
スイッチ220は、制御部240の制御の下に、所定の時間期間の間に駆動部230から受信される電流を第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212に交互に出力する。
【0049】
スイッチ220は、第1の時間期間の間に、第1のサブループ部211にスイッチングすることにより第1のサブループ部211を通して電流を提供することができる。第2の時間期間の間に、スイッチ220は、第2のサブループ部212にスイッチングすることにより第2のサブループ部212を通して電流を提供することができる。
【0050】
駆動部230は、電流を生成し、この電流をスイッチ220に出力する。所定の電力を格納し所定の強度の電流を生成することができる様々な装置のいずれでも、本発明の実施形態による駆動部230として使用することができる。
【0051】
一方、スイッチ220は、制御部240の制御の下に、所定の時間期間の間に第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212を信号処理部250に交互にスイッチングする。したがって、第1のサブループ部211は、第2の時間期間の間には信号処理部250に接続され、第2のサブループ部212は、第1の時間期間の間には信号処理部250に接続される。信号処理部250は、第2の時間期間の間には第1のサブループ部211からセンシング信号を受信し、第1の時間期間の間には第2のサブループ部212からセンシング信号を受信する。上述したように、スイッチ220は、電磁変化をセンシングするサブループ部のループをグループ単位で信号処理部250にスイッチングする。
【0052】
信号処理部250は、受信されたセンシング信号を制御部240で処理することができる形態で処理する。
【0053】
制御部240は、信号処理部250を通してサブループ部211及び212のループから受信されたセンシング信号に基づいてEIペンの座標を決定する。制御部240は、マイクロプロセッサー、集積回路(IC)、中央処理部(CPU)、ミニコンピュータなどとして実現することができる。
【0054】
図2Bは、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【0055】
図2Bを参照すると、電磁センシング装置は、図2Aに示す電磁センシング装置とは対照的に信号処理部250を含まない。図2Aに示す電磁センシング装置がセンシング信号に対するアナログ信号処理を制御部から独立して実行する構成であれば、図2Bに示す電磁センシング装置内の制御部241でアナログ信号処理を実行する。
【0056】
図2Cは、本発明の実施形態による電磁センシング装置の実現例を説明する概念図である。
【0057】
図2Cを参照すると、制御部240は、印刷回路基板(PCB)上に配置されるICで実現することができる。一方、制御部240は、印刷回路基板上のCPU又は電磁センシング装置を含む携帯電話の制御チップに含まれることもある。制御部240は、コネクター部248を含むことができる。コネクター部248は、複数のチャネルに対する入力/出力信号の入力/出力を行うための信号送信器を含むことができる。コネクター部248は、例えば、ゴールドフィンガー(gold finger)の形態で構成することができる。しかしながら、コネクター部248の他の構成も、本発明の実施形態に従って使用されてよい。また、図2Cに示すゴールドフィンガーの個数は、単に例示に過ぎないだけである。
【0058】
ループ部290は、第1のサブループ部291及び第2のサブループ部292を含み、それぞれのサブループ部は、独立したチャネル、すなわち独立したコネクター293に接続されることができる。
【0059】
図3A、図3B、及び図3Cは、本発明の実施形態によるEIペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【0060】
図3A、図3B、及び図3Cにおいて、実線は、ループから放出される電磁場を示し、点線は、EIペンから放出される電磁場変化を示す。
【0061】
図3Aを参照すると、EIペンがループ部にアプローチする場合に、EIペンのX軸座標を決定するための第1のサブループ部を通して電流が流れる。一方、EIペンのy軸座標を決定するための第2のサブループ部が電磁変化をセンシングする。EIペンが最初にアプローチする場合に、第1のサブループ部のすべてのループX1、X2、及びX3を通して電流が流れ、その後に、EIペンは、第1のサブループ部から誘導された電磁場を受信し、受信された電磁場を放出する。第2のサブループ部のそれぞれのループY1、Y2、及びY3は、EIペンからの電磁変化をセンシングする。第2のサブループ部のループY1、Y2、及びY3は、予め定められた順序で電磁変化をセンシングする。上述したように、第2のサブループ部のループY1、Y2、及びY3は、所定数のグループにグループ化することができ、グループ単位で電磁変化をセンシングすることができる。電磁センシング装置は、それぞれのループの中で最大の大きさを有するセンシング信号で最大信号ループY2を決定する。
【0062】
図3Bを参照すると、第2のサブループ部を通して電流が流れる間に第1のサブループ部が電磁変化をセンシングする。一方、電磁センシング装置は、第2のサブループ部のうちで最大信号ループY2のみを通して電流を提供することができる。
【0063】
EIペンは、最大信号ループY2から誘導された電磁場を受信し、誘導された電磁場を出力する。第1のサブループ部のループX1、X2、及びX3は、EIペンからの電磁変化をセンシングし、電磁センシング装置は、第1のサブループ部のループX1、X2、及びX3のうちで最大信号ループX2を決定する。
【0064】
図3Cを参照すると、第1のサブループ部を通して電流が流れる間に第2のサブループ部が電磁変化をセンシングする。一方、電磁センシング装置は、第1のサブループ部の最大信号ループX2のみを通して電流を提供することができる。この後に、電磁センシング装置は、最大信号ループのみを通して電流を提供することによりEIペンの時系列座標を決定する。
【0065】
一方、EIペンの位置が変更される場合に、電磁センシング装置は、センシンググループを変更することにより電磁変化をセンシングする。例えば、現在の最大信号ループがY2である場合に、電磁センシング装置は、ループY1からのセンシング信号をループY3からのセンシング信号と比較する。ループY1からのセンシング信号がループY3からのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、センシンググループをループY1にシフトする。上述した動作は、X軸に対しても位置を決定するのに同一に適用することができ、このような動作は、EIペンからの電磁変化信号が検出されなくなるまで反復することができる。
【0066】
図4は、本発明の一実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。本実施形態において、図4に示す電磁センシング装置は、第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含み、第1のサブループ部及び第2のサブループ部は相互に直交するように配置することができる。
【0067】
図4を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS410において、第1のサブループ部を通して電流を提供し、第2のサブループ部が電磁変化をセンシングするように制御する。所定の時間期間の後に、電磁センシング装置は、ステップS420において、第2のサブループ部を通して電流を提供し、第1のサブループ部は、電磁変化をセンシングするように制御する。上述した動作は、ステップS430において、EIペンからの電磁変化がセンシングされなくなるまで反復する。言い換えれば、電磁センシング装置は、第1のサブループ部が電流受信と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。同時に、電磁センシング装置は、第2のサブループ部が所定の時間間隔で第1のサブループ部の動作とは反対に電磁変化センシングと電流受信とを交互に実行するように制御することができる。
【0068】
一方、第1及び第2のサブループ部のそれぞれは複数のループを含む。電磁変化センシングは、それぞれの第1及び第2のサブループ部の複数のループのうちの少なくとも2つが同時に電磁変化をセンシングする。すなわち、電磁センシング装置は、複数のループを個別的に電磁変化をセンシングせず、このループが所定のグループ単位で電磁変化をセンシングするように制御する。
【0069】
一方、電磁センシング装置内の第1のサブループ部及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含む。ステップS420におけるように、第2のサブループ部を通した電流の提供は、電磁変化センシングを実行する第2のサブループ部で最大センシング信号を有する第1の最大信号ループを決定するステップ及び所定の時間期間の後に第1の最大信号ループのみを通して電流を流すステップにより実行されることができる。
【0070】
ステップS420におけるように、電磁センシング装置の制御方法は、第2のサブループ部を通して電流を提供した後に、 第1のサブループ部を通してさらに電流を流し、第2のサブループ部が電磁変化をセンシングするように制御される。この場合に、第1のサブループ部を通してさらに電流を流すステップにおいて、所定の時間期間の間に第1の最大信号ループのみを通して電流を流し、第1の最大信号ループを含まない他のサブループ部で最大センシング信号を有する第2の最大センシングループを決定することができる。また、電磁センシング装置の制御方法は、第2の最大信号ループのみを通して電流を流す間に、所定の時間期間の間に電磁変化センシングを実行するサブループ部内の第1の最大信号ループを含むループの一部のみからセンシング信号を測定する。電磁センシング装置の制御方法は、第1の最大信号ループ、第2の最大信号ループ及びそれぞれの隣接ループからの信号を用いてセンシングポイントを決定する。
【0071】
図5は、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【0072】
図5を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS501において、第1のサブループ部を通して電流を提供する。同時に、電磁センシング装置は、ステップS502において、第2のサブループ部をセンシングループとして使用する。電磁センシング装置は、ステップS503において、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。所定の時間期間が満了すると、電磁センシング装置は、ステップS504において、第2のサブループ部のループのうちで最大センシング信号を有する第1の最大信号ループを決定する。電磁センシング装置は、ステップS505において、第1の最大信号ループのみを通して電流を提供し、ステップS506において、第1のサブループ部をセンシングループとして使用する。電磁センシング装置は、ステップS507において、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。所定の時間期間が満了すると、電磁センシング装置は、ステップS508において、第1のサブループ部のループのうちで最大センシング信号を有する第2の最大信号ループを決定する。電磁センシング装置は、ステップS509において、第2の最大信号ループのみを通して電流を提供し、ステップS510において、第2のサブループ部をセンシングループとして使用する。上述した動作は、ステップS511において、電磁変化がEIペンからセンシングされなくなるまで反復される。
【0073】
図6は、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【0074】
図6を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS601において、EIペンの位置を検出する。EIペンの初期位置を検出する方法については詳細に説明したので、このような過程は、簡潔さのために省略する。
【0075】
電磁センシング装置は、ステップS602において、EIペンの位置に対応するループ(すなわち、第1の最大信号ループ及び第2の最大信号ループに隣接したループ)からセンシング信号を受信し、この受信されたセンシング信号を比較する
【0076】
電磁センシング装置は、ステップS603において、この比較の結果に基づいてセンシング範囲を変更する。例えば、第1のサブループ部の最大信号ループの左側に位置するループからのセンシング信号が第1のサブループ部の最大信号ループの右側に位置するループからのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、全体センシング範囲を左側にシフトすることができる。この後に、電磁センシング装置は、第2のサブループ部に対しても上述したような同一の動作を反復する。したがって、隣接ループからのセンシング信号が第2のサブループ部の最大信号ループからのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、信号強度がさらに大きいセンシング信号を有するループが位置する方向で全センシング範囲をシフトする。
【0077】
電磁センシング装置は、ステップS604において、変更されたセンシング範囲に基づいてEIペンの位置をさらに検出することができ、ステップS605において、電磁変化センシングが終了するまで、すなわちEIペンから電磁変化がセンシングされなくなるまで上述した手順を反復する。
【0078】
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
【符号の説明】
【0079】
111、112 サブループ部
120 制御部
210 ループ部
211、212、291、292 サブループ部
220 スイッチ
230 駆動部
240、241 制御部
248 コネクター部
250 信号処理部
290 ループ部
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁誘導入力方式に基づくセンシング装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォン又は他のタッチスクリーンと関連した市場が急速に成長することにより、これと関連した研究も活発に進んでいる。スマートフォン又はタッチスクリーンと関連して特定の命令を入力するために、ユーザは、ユーザの身体の一部分又は電磁誘導(electromagnetic induction:EI)ペンをタッチスクリーンの特定の位置に指定する方式で特定の命令を入力するか又は特定のアイコンを指定することができる。
【0003】
ユーザの身体の一部分を通して接触する方式は、静電容量方式(capacitive touch screen technology)により実現されることができる。静電容量方式を採択するタッチスクリーンは、一般に、透明電極及び透明電極間のコンデンサを含む。ユーザは、身体の一部分をタッチスクリーンに接触することにより、これに従って変更されるコンデンサの静電容量に基づいてユーザの身体の一部分によるタッチをセンシングすることができる。
【0004】
しかしながら、静電容量方式は、ユーザが身体の一部を用いてタッチスクリーンに接触するのに相対的に広い接触面積により精密な入力を提供することが難しい。その一方、電磁誘導方式(EI)は、小さい接触面積でも動作させることができるという長所がある。
【0005】
EI方式は、印刷回路基板(Printed Circuit Board:PCB)に配置されたループコイルに電圧を印加することにより電磁場の発生を制御し、EIペンへの電磁場の伝達を制御する。ここで、EIペンは、コンデンサ及びループを含み、受信された電磁場を所定の周波数成分を有する電磁場にさらに放出することができる。
【0006】
EIペンから放出される電磁場は、PCBのループコイルに伝達され、これにより、EIペンに対応するタッチスクリーン上の位置が電磁場に基づいて判定されることができる。
【0007】
従来のEI方式では、電磁場をEIペンに印加するためにPCB上に配置されたすべてのループコイルを通してEIのための電流を流す。その結果、タッチスクリーンでの電力消費が増加する。特に、モバイル装置におけるように携帯バッテリーを使用する場合における増加した電力消費はバッテリー寿命を減少させ、これは、ユーザの便宜において深刻な問題をもたらすことがある。
【0008】
さらに、従来のEI方式では、EIペンから受信された電磁場の変化をセンシングするために制御されるPCB上のすべてのループコイルのそれぞれにより入力をセンシングするために要求される時間が増加するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、所定の時間期間の間にループ部に含まれた第1及び第2のサブループ部が電流の流れと電磁変化センシングとを交互に実行する電磁センシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【0011】
本発明の実施形態の他の態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法を提供する。上記電磁センシング装置の制御方法は、所定の時間期間で上記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと、上記第2のサブループ部が上記所定の時間期間で上記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップとを有することを特徴とする。
【0012】
本発明の実施形態のさらに他の態様によれば、電磁誘導方式に基づく電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、複数のループをそれぞれ含み、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、電流を受信するか又は電磁変化をセンシングする第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、第1の時間期間の間には、上記第1のサブループ部のうちの1つのループが電流を受信し、上記第2のサブループ部が上記電磁変化をセンシングするように制御し、第2の時間期間の間には、上記第2のサブループ部のうちの1つのループが上記電流を受信し、上記第1のサブループ部が上記電磁変化をセンシングするように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【0013】
本発明の実施形態のさらなる他の態様によれば、電磁誘導方式に基づいて複数のループをそれぞれ含み、オブジェクトの位置をセンシングする第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法は、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部をそれぞれ所定数のグループにグループ化することによりセンシング範囲を決定するステップと、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部を上記センシング範囲の単位でセンシング信号を測定するステップと、上記第1のサブループ部及び上記第2のサブループ部のうちで測定されたセンシング信号が最大であるそれぞれの最大信号ループ及びそれぞれの隣接ループからのセンシング信号に基づいて上記オブジェクトの位置を決定するステップと、上記最大信号ループの隣接ループで測定されたセンシング信号の大きさを比較するステップと、上記比較の結果に基づいて上記センシング範囲を再決定するステップとを有することを特徴とする。
【0014】
本発明の実施形態のさらに他の1つの態様によれば、電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置を提供する。上記電磁センシング装置は、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する複数のループを含むループ部と、上記複数のループのうちで上記電磁変化をセンシングする少なくとも2つのループが同時に上記電磁変化センシングを実行するように制御する制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明の様々な実施形態に従って、電流がループ部の複数のループの中の少なくとも2つのループのみを通して流れるので電力消費を減少させることができ、また、駆動部のためのICのサイズを減少させることができる。
【0016】
また、外部からの電磁変化センシング過程において、センシングループを個々に使用せず複数のセンシングループをグループ単位でセンシングする。その結果、総センシング時間を減少させることができる。さらに、センシング動作に要求される時間が減少するに従ってセンシング回数を増加させることができ、これに従って信号対雑音比(SNR)を向上させることができる。
【0017】
さらに、センシング信号が高低抗センシングループにより劣化される場合に、同時測定を通して短縮された時間だけセンシング信号の測定回数を増加させることによりSNRを保持することができる。所定数のセンシング信号が同時に測定される場合に、測定回数の増加の代わりに駆動電圧を増加させることによりSNRを向上させることができる。また、送信部を電圧駆動方式で実現することにより回路を簡素化することができる。
【0018】
本発明の実施形態によるEIペンは、コンデンサ及びループを含むことができる。EIペンのチップに印加される圧力により静電容量又はインダクタンスの変化を発生させるので、EIペンから放出される電磁場の周波数を変化させる。したがって、センシング信号の周波数変化に基づいてペンチップに印加される圧力の変化を求めることができる。一方、センシング信号の周波数変化は、位相検出器で位相変化として検出することができる。ペンチップの圧力は、センシング信号の位相値をモニタリングすることにより計算することができる。
【0019】
本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、以下の添付図面が併用された後述の詳細な説明から、より一層明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態による電磁センシング装置を示す概念図である。
【図2A】本発明の一実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【図2B】本発明の他の実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【図2C】本発明の一実施形態による電磁センシング装置の実現例を説明するための概念図である。
【図3A】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図3B】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図3C】本発明の実施形態による電磁誘導(EI)ペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【図4】本発明の一実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【図6】本発明のもう1つの実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図面における同様な構成要素に対しては、他の図面に表示されても、同様な参照番号及び符号を付けてあることに注意されたい。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、関連した公知の機能や構成についての具体的な説明は、適宜省略する。
【0022】
図1は、本発明の一実施形態による電磁センシング装置を示す概念図である。
【0023】
図1を参照すると、電磁センシング装置は、第1のサブループ部111、第2のサブループ部112、及び制御部120を含む。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112を含むループの全体をループ部と呼ぶ。
【0024】
図1に示すように、第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112は、相互に直交する方向に配置される。一方、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112のそれぞれに含まれる複数のループが相互に離隔して配置されているが、この構成は、説明の容易性のためのものであるだけである。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112のそれぞれに含まれる複数のループは、本発明の実施形態に従ってペンの座標をより正確に検出するために相互に重なるように配置されてもよい。
【0025】
第1のサブループ部111内の複数のループは、x軸座標をセンシングするためにy軸方向に延長する。他方、第2のサブループ部112内の複数のループは、y軸座標をセンシングするためにx軸方向に延長する。第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112内の複数のループのそれぞれは、電磁変化をセンシングし電流を受信する。
【0026】
上述したように、直交するループのセットとしての第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112の構成が単純な例示として提供される。したがって、電磁センシング装置のループは、本発明の実施形態に従って他の様々な方式で第1のサブループ部111及び第2のサブループ部112に分割することができる。
【0027】
第1のサブループ部111は、制御部120から電流を受信し、この電流は、所定の第1の時間期間の間に第1のサブループ部111のループを通して流れる。第1のサブループ部111は、電流を用いて所定の電磁場を誘導し、この電磁場を装置の外部に放出する。ここで、所定の時間期間は、様々な状況に従って変更可能である。一方、本実施形態において、制御部120は、本発明の他の実施形態に従って各サブループ部に直接的に電流を印加するが、追加の電力供給を通してサブループ部への電力供給を制御することができる。
【0028】
ループ部に隣接したEIペンは、第1のサブループ部111から誘導された電磁場を受信し、誘導された電磁場を放出する。一方、本例がEIペンを言及しているが、電磁場の受信及び放出を行う他の装置は、本発明の実施形態に従って使用することができる。ここで、このような装置をオブジェクトと呼ぶ。
【0029】
一方、第2のサブループ部112のループは、第1の時間期間の間に電磁変化のセンシングを実行するように制御される。また、第2のサブループ部112のループは、EIペンから放出される電磁場の変化をセンシングする。EIペンが第1のサブループ部111から受信した電磁場をさらに放出することができるために、電磁場を変化させ、第2のサブループ部112は、このような電磁変化をセンシングする。第2のサブループ部112は、電磁変化をセンシングし、最大信号ループと呼ばれる信号ループによりセンシングされる最大センシング信号の大きさ及び最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号の大きさに基づいてEIペンのy軸座標を決定する。
【0030】
第2のサブループ部112は、最大信号ループ以外の他のループによりセンシングされるセンシング信号をすべて制御部120に出力し、制御部120は、複数のループからのセンシング信号に基づいてピークを判定する。したがって、EIペンのy軸座標をさらに正確に決定することができる。
【0031】
上述したように、第1の時間期間の間に、制御部120は、第1のサブループ部111が電流を受信し、第2のサブループ部112が電磁変化をセンシングするように制御する。
【0032】
第1の時間期間の後に、制御部120は、第2の時間期間の間に、第1のサブループ部111が電磁変化をセンシングするように制御し、第2のサブループ部112が電流を受信するように制御する。ここで、“第1の時間期間”及び“第2の時間期間”に対して、第1及び第2の用語は、交互する2つの時間期間を識別するように使用される。
【0033】
したがって、第2のサブループ部112の各ループは、電流を受信し、この電流を用いて電磁場を放出する。
【0034】
EIペンは、第2のサブループ部112の各ループから放出された電磁場を受信し、この受信した電磁場を放出する。
【0035】
第1のサブループ部111の各ループは、EIペンから放出された電磁場の変化をセンシングする。したがって、EIペンのX軸座標は、最大信号ループによりセンシングされる最大センシング信号の大きさ及び最大信号ループに隣接したループによりセンシングされるセンシング信号の大きさに基づいて決定される。
【0036】
第1のサブループ部111は、最大信号ループ以外の他のループによりセンシングされるセンシング信号のすべてを制御部120に出力し、制御部120は、複数のループからのセンシング信号に基づいてピークを判定し、したがって、EIペンのX軸座標を決定する。
【0037】
上述したように、第2の時間期間の間に、制御部120は、第2のサブループ部112が電流を受信するように制御し、第1のサブループ部111が電磁変化をセンシングするように制御する。この後に、制御部120は、第1の時間期間の間に設定された動作を反復する。
【0038】
すなわち、制御部120は、所定の間隔で第1のサブループ部111が電流受信(すなわち、電磁場の放出)と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。制御部120は、第1のサブループ部111の動作と反対に所定の間隔で第2のサブループ部112が電流受信と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。
【0039】
一方、第2の時間期間の間に、制御部120は、第2のサブループ部112のすべてのループを通して電流を流さず、第1の時間期間の間に最大センシング信号をセンシングした最大センシングループだけを通して電流を流すことができる。
【0040】
第1の時間期間と第2の時間期間との間の切り替えは、EIペンの変位にかかる時間に比べて相対的に短い時間で実行される。したがって、EIペンは、第1の時間期間の後にも第2のサブループ部112の最大信号ループの近傍に位置することができる。
【0041】
したがって、第2の時間期間の間に、第2のサブループ部112の最大信号ループのみを通して電流を流すとしても、EIペンは、十分な大きさを有する電磁場を受信し放出する。一方、従来の方式とは対照的に、すべてのループを通して電流を流さず、特定の1つのループのみを通して電流を流すことにより電力消費を格段に減少させることができる。
【0042】
上述したように、制御部120は、第2の時間期間の後に、第1の時間期間の間に設定された動作を反復する。特に、最初の第1の時間期間の間に第1のサブループ部111のすべてのループを通して電流を流すが、第1の時間期間の動作を反復する場合には、第2の時間期間の間に第1のサブループ部111で最大センシング信号をセンシングした最大信号ループのみを通して電流を流すことができる。上述したように、第2の時間期間から第1の時間期間に切り替えられる時間がEIペンの変位にかかる時間に比べて相対的に短い。第2の時間期間が経過した後にも、EIペンが第1のサブループ部111の最大信号ループの近傍に存在することができるので、EIペンは、第1の時間期間の間に第1のサブループ部111の最大信号ループのみを通して電流を流しても、十分な大きさを有する電磁場を受信することができる。
【0043】
以後の過程において、制御部120が第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112を通して電流を提供する場合に、制御部120は、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112で前の時間期間の最大信号ループのみを通して電流を流すように制御することができる。また、制御部120は、第1のサブループ部111と第2のサブループ部112とが交互に電磁変化をセンシングするように制御し、したがって、EIペンの時系列座標を決定する。
【0044】
一方、制御部120は、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112が電磁変化をセンシングするように制御する場合に、第1のサブループ部111又は第2のサブループ部112のループをグループ単位で電磁変化センシングを実行するように制御することができる。例えば、第1のサブループ部111が258個のループを含み、電磁変化センシングを実行するように制御される場合に、制御部120は、第1のサブループ部111のループを6個のグループにグループ化することができ、電磁変化をセンシングするように各クループを制御することができる。従来の方式では、ループ別に電磁変化をセンシングする。1つのループが電磁変化をセンシングするのにかかる時間がtである場合に、従来の動作は、全ループが電磁変化をセンシングするために258tを要求することができる。本発明によると、制御部120がグループ別、例えば、6つのグループのそれぞれを通して電磁変化センシングを制御することができ、その結果、短時間(すなわち、本例においては43t)に電磁変化をセンシングすることができ、したがって、短期間にわたって電磁変化センシングを実行することにより複数回の電磁変化センシングをさらに実行することができ、これにより、センシング信号のSNRを増加させることができる。
【0045】
図2Aは、本発明の一実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【0046】
図2を参照すると、電磁センシング装置は、ループ部210、スイッチ220、駆動部230、制御部240、及び信号処理部250を含む。
【0047】
ループ部210は、第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212を含む。第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212のそれぞれは、複数のループを含む。本発明の他の実施形態に従って他の配置が使用されてもよいが、第1のサブループ部211のループが第2のサブループ部212のループと直交するように配置される。
【0048】
スイッチ220は、制御部240の制御の下に、所定の時間期間の間に駆動部230から受信される電流を第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212に交互に出力する。
【0049】
スイッチ220は、第1の時間期間の間に、第1のサブループ部211にスイッチングすることにより第1のサブループ部211を通して電流を提供することができる。第2の時間期間の間に、スイッチ220は、第2のサブループ部212にスイッチングすることにより第2のサブループ部212を通して電流を提供することができる。
【0050】
駆動部230は、電流を生成し、この電流をスイッチ220に出力する。所定の電力を格納し所定の強度の電流を生成することができる様々な装置のいずれでも、本発明の実施形態による駆動部230として使用することができる。
【0051】
一方、スイッチ220は、制御部240の制御の下に、所定の時間期間の間に第1のサブループ部211及び第2のサブループ部212を信号処理部250に交互にスイッチングする。したがって、第1のサブループ部211は、第2の時間期間の間には信号処理部250に接続され、第2のサブループ部212は、第1の時間期間の間には信号処理部250に接続される。信号処理部250は、第2の時間期間の間には第1のサブループ部211からセンシング信号を受信し、第1の時間期間の間には第2のサブループ部212からセンシング信号を受信する。上述したように、スイッチ220は、電磁変化をセンシングするサブループ部のループをグループ単位で信号処理部250にスイッチングする。
【0052】
信号処理部250は、受信されたセンシング信号を制御部240で処理することができる形態で処理する。
【0053】
制御部240は、信号処理部250を通してサブループ部211及び212のループから受信されたセンシング信号に基づいてEIペンの座標を決定する。制御部240は、マイクロプロセッサー、集積回路(IC)、中央処理部(CPU)、ミニコンピュータなどとして実現することができる。
【0054】
図2Bは、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置の構成を示すブロック図である。
【0055】
図2Bを参照すると、電磁センシング装置は、図2Aに示す電磁センシング装置とは対照的に信号処理部250を含まない。図2Aに示す電磁センシング装置がセンシング信号に対するアナログ信号処理を制御部から独立して実行する構成であれば、図2Bに示す電磁センシング装置内の制御部241でアナログ信号処理を実行する。
【0056】
図2Cは、本発明の実施形態による電磁センシング装置の実現例を説明する概念図である。
【0057】
図2Cを参照すると、制御部240は、印刷回路基板(PCB)上に配置されるICで実現することができる。一方、制御部240は、印刷回路基板上のCPU又は電磁センシング装置を含む携帯電話の制御チップに含まれることもある。制御部240は、コネクター部248を含むことができる。コネクター部248は、複数のチャネルに対する入力/出力信号の入力/出力を行うための信号送信器を含むことができる。コネクター部248は、例えば、ゴールドフィンガー(gold finger)の形態で構成することができる。しかしながら、コネクター部248の他の構成も、本発明の実施形態に従って使用されてよい。また、図2Cに示すゴールドフィンガーの個数は、単に例示に過ぎないだけである。
【0058】
ループ部290は、第1のサブループ部291及び第2のサブループ部292を含み、それぞれのサブループ部は、独立したチャネル、すなわち独立したコネクター293に接続されることができる。
【0059】
図3A、図3B、及び図3Cは、本発明の実施形態によるEIペンの座標を検出する方法を説明するための概念図である。
【0060】
図3A、図3B、及び図3Cにおいて、実線は、ループから放出される電磁場を示し、点線は、EIペンから放出される電磁場変化を示す。
【0061】
図3Aを参照すると、EIペンがループ部にアプローチする場合に、EIペンのX軸座標を決定するための第1のサブループ部を通して電流が流れる。一方、EIペンのy軸座標を決定するための第2のサブループ部が電磁変化をセンシングする。EIペンが最初にアプローチする場合に、第1のサブループ部のすべてのループX1、X2、及びX3を通して電流が流れ、その後に、EIペンは、第1のサブループ部から誘導された電磁場を受信し、受信された電磁場を放出する。第2のサブループ部のそれぞれのループY1、Y2、及びY3は、EIペンからの電磁変化をセンシングする。第2のサブループ部のループY1、Y2、及びY3は、予め定められた順序で電磁変化をセンシングする。上述したように、第2のサブループ部のループY1、Y2、及びY3は、所定数のグループにグループ化することができ、グループ単位で電磁変化をセンシングすることができる。電磁センシング装置は、それぞれのループの中で最大の大きさを有するセンシング信号で最大信号ループY2を決定する。
【0062】
図3Bを参照すると、第2のサブループ部を通して電流が流れる間に第1のサブループ部が電磁変化をセンシングする。一方、電磁センシング装置は、第2のサブループ部のうちで最大信号ループY2のみを通して電流を提供することができる。
【0063】
EIペンは、最大信号ループY2から誘導された電磁場を受信し、誘導された電磁場を出力する。第1のサブループ部のループX1、X2、及びX3は、EIペンからの電磁変化をセンシングし、電磁センシング装置は、第1のサブループ部のループX1、X2、及びX3のうちで最大信号ループX2を決定する。
【0064】
図3Cを参照すると、第1のサブループ部を通して電流が流れる間に第2のサブループ部が電磁変化をセンシングする。一方、電磁センシング装置は、第1のサブループ部の最大信号ループX2のみを通して電流を提供することができる。この後に、電磁センシング装置は、最大信号ループのみを通して電流を提供することによりEIペンの時系列座標を決定する。
【0065】
一方、EIペンの位置が変更される場合に、電磁センシング装置は、センシンググループを変更することにより電磁変化をセンシングする。例えば、現在の最大信号ループがY2である場合に、電磁センシング装置は、ループY1からのセンシング信号をループY3からのセンシング信号と比較する。ループY1からのセンシング信号がループY3からのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、センシンググループをループY1にシフトする。上述した動作は、X軸に対しても位置を決定するのに同一に適用することができ、このような動作は、EIペンからの電磁変化信号が検出されなくなるまで反復することができる。
【0066】
図4は、本発明の一実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。本実施形態において、図4に示す電磁センシング装置は、第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含み、第1のサブループ部及び第2のサブループ部は相互に直交するように配置することができる。
【0067】
図4を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS410において、第1のサブループ部を通して電流を提供し、第2のサブループ部が電磁変化をセンシングするように制御する。所定の時間期間の後に、電磁センシング装置は、ステップS420において、第2のサブループ部を通して電流を提供し、第1のサブループ部は、電磁変化をセンシングするように制御する。上述した動作は、ステップS430において、EIペンからの電磁変化がセンシングされなくなるまで反復する。言い換えれば、電磁センシング装置は、第1のサブループ部が電流受信と電磁変化センシングとを交互に実行するように制御する。同時に、電磁センシング装置は、第2のサブループ部が所定の時間間隔で第1のサブループ部の動作とは反対に電磁変化センシングと電流受信とを交互に実行するように制御することができる。
【0068】
一方、第1及び第2のサブループ部のそれぞれは複数のループを含む。電磁変化センシングは、それぞれの第1及び第2のサブループ部の複数のループのうちの少なくとも2つが同時に電磁変化をセンシングする。すなわち、電磁センシング装置は、複数のループを個別的に電磁変化をセンシングせず、このループが所定のグループ単位で電磁変化をセンシングするように制御する。
【0069】
一方、電磁センシング装置内の第1のサブループ部及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含む。ステップS420におけるように、第2のサブループ部を通した電流の提供は、電磁変化センシングを実行する第2のサブループ部で最大センシング信号を有する第1の最大信号ループを決定するステップ及び所定の時間期間の後に第1の最大信号ループのみを通して電流を流すステップにより実行されることができる。
【0070】
ステップS420におけるように、電磁センシング装置の制御方法は、第2のサブループ部を通して電流を提供した後に、 第1のサブループ部を通してさらに電流を流し、第2のサブループ部が電磁変化をセンシングするように制御される。この場合に、第1のサブループ部を通してさらに電流を流すステップにおいて、所定の時間期間の間に第1の最大信号ループのみを通して電流を流し、第1の最大信号ループを含まない他のサブループ部で最大センシング信号を有する第2の最大センシングループを決定することができる。また、電磁センシング装置の制御方法は、第2の最大信号ループのみを通して電流を流す間に、所定の時間期間の間に電磁変化センシングを実行するサブループ部内の第1の最大信号ループを含むループの一部のみからセンシング信号を測定する。電磁センシング装置の制御方法は、第1の最大信号ループ、第2の最大信号ループ及びそれぞれの隣接ループからの信号を用いてセンシングポイントを決定する。
【0071】
図5は、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【0072】
図5を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS501において、第1のサブループ部を通して電流を提供する。同時に、電磁センシング装置は、ステップS502において、第2のサブループ部をセンシングループとして使用する。電磁センシング装置は、ステップS503において、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。所定の時間期間が満了すると、電磁センシング装置は、ステップS504において、第2のサブループ部のループのうちで最大センシング信号を有する第1の最大信号ループを決定する。電磁センシング装置は、ステップS505において、第1の最大信号ループのみを通して電流を提供し、ステップS506において、第1のサブループ部をセンシングループとして使用する。電磁センシング装置は、ステップS507において、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。所定の時間期間が満了すると、電磁センシング装置は、ステップS508において、第1のサブループ部のループのうちで最大センシング信号を有する第2の最大信号ループを決定する。電磁センシング装置は、ステップS509において、第2の最大信号ループのみを通して電流を提供し、ステップS510において、第2のサブループ部をセンシングループとして使用する。上述した動作は、ステップS511において、電磁変化がEIペンからセンシングされなくなるまで反復される。
【0073】
図6は、本発明の他の実施形態による電磁センシング装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【0074】
図6を参照すると、電磁センシング装置は、ステップS601において、EIペンの位置を検出する。EIペンの初期位置を検出する方法については詳細に説明したので、このような過程は、簡潔さのために省略する。
【0075】
電磁センシング装置は、ステップS602において、EIペンの位置に対応するループ(すなわち、第1の最大信号ループ及び第2の最大信号ループに隣接したループ)からセンシング信号を受信し、この受信されたセンシング信号を比較する
【0076】
電磁センシング装置は、ステップS603において、この比較の結果に基づいてセンシング範囲を変更する。例えば、第1のサブループ部の最大信号ループの左側に位置するループからのセンシング信号が第1のサブループ部の最大信号ループの右側に位置するループからのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、全体センシング範囲を左側にシフトすることができる。この後に、電磁センシング装置は、第2のサブループ部に対しても上述したような同一の動作を反復する。したがって、隣接ループからのセンシング信号が第2のサブループ部の最大信号ループからのセンシング信号より大きい場合には、電磁センシング装置は、信号強度がさらに大きいセンシング信号を有するループが位置する方向で全センシング範囲をシフトする。
【0077】
電磁センシング装置は、ステップS604において、変更されたセンシング範囲に基づいてEIペンの位置をさらに検出することができ、ステップS605において、電磁変化センシングが終了するまで、すなわちEIペンから電磁変化がセンシングされなくなるまで上述した手順を反復する。
【0078】
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
【符号の説明】
【0079】
111、112 サブループ部
120 制御部
210 ループ部
211、212、291、292 サブループ部
220 スイッチ
230 駆動部
240、241 制御部
248 コネクター部
250 信号処理部
290 ループ部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置であって、
電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、
所定の時間期間で前記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、前記第2のサブループ部が前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部と
を有することを特徴とする電磁センシング装置。
【請求項2】
前記第1及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記制御部は、電磁変化をセンシングする第1及び第2のサブループのそれぞれで前記複数のループのうちの少なくとも2つが前記電磁変化をセンシングするように制御することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項3】
前記電流を前記ループ部に印加する駆動部と、
前記制御部の制御の下に前記駆動部から受信される前記電流を前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部に交互に出力するスイッチとをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項4】
前記ループ部によりセンシングされた前記電磁変化により誘導されたセンシング信号を処理する信号処理部をさらに有し、
前記制御部は、前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部を前記所定の時間期間の間に前記信号処理部と交互に接続するように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項3に記載の電磁センシング装置。
【請求項5】
前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記制御部は、電磁変化センシングを実行するように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つでセンシング信号の大きさが最大である第1の最大信号ループを決定し、前記所定の時間期間の後に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記所定の時間期間の間に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供し、前記第1の最大信号ループを含まない前記第1及び前記第2のサブループ部のうちの他の1つでセンシング信号の大きさが最大である第2の最大信号ループを決定することを特徴とする請求項5に記載の電磁センシング装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記所定の時間期間で前記第2の最大信号ループを通して前記電流を流す間に、電磁センシングを実行するサブループ部の前記第1の最大信号ループを含む少なくとも2つのループからセンシング信号を測定することを特徴とする請求項6に記載の電磁センシング装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記第1及び前記第2の最大信号ループ及び前記第1及び前記第2の最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号に基づいて前記オブジェクトの位置に対応するセンシングポイントを判定することを特徴とする請求項6に記載の電磁センシング装置。
【請求項9】
電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法であって、
所定の時間期間で前記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと、
前記第2のサブループ部が前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと
を有することを特徴とする電磁センシング装置の制御方法。
【請求項10】
前記第1及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記電磁変化のセンシングは、電磁変化をセンシングするように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つで前記複数のループのうちの少なくとも2つが同時に前記電磁変化をセンシングすることを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項11】
センシングされた前記電磁変化により誘導されたセンシング信号を処理するステップをさらに有することを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項12】
前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、
前記第2のサブループ部により電流を受信するステップは、
電磁変化センシングを実行するように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つでセンシング信号の大きさが最大である第1の最大信号ループを決定するステップと、
前記所定の時間期間の後に、前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供するステップとを有することを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項13】
前記第2のサブループ部を通して電流を提供した後に、前記第1の最大信号ループを通してさらに電流を提供し、前記第2のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御するステップをさらに有し、
前記第1の最大信号ループを通してさらに電流を提供するステップは、前記所定の時間期間の間に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供し、前記第1の最大信号ループを含まない前記第1及び前記第2のサブループ部のうちの他の1つでセンシング信号の大きさが最大である第2の最大信号ループを決定することを特徴とする請求項12に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項14】
前記制御部は、前記第1及び前記第2の最大信号ループ及び前記第1及び前記第2の最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号に基づいて前記オブジェクトの位置に対応するセンシングポイントを判定することを特徴とする請求項13に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項15】
電磁誘導方式に基づく電磁センシング装置であって、
複数のループをそれぞれ含み、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、
第1の時間期間の間には、前記第1のサブループ部のうちの1つのループが電流を受信し、前記第2のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御し、第2の時間期間の間には、前記第2のサブループ部のうちの1つのループが前記電流を受信し、前記第1のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御する制御部と
を有することを特徴とする電磁センシング装置。
【請求項1】
電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する電磁センシング装置であって、
電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、
所定の時間期間で前記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御し、前記第2のサブループ部が前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御する制御部と
を有することを特徴とする電磁センシング装置。
【請求項2】
前記第1及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記制御部は、電磁変化をセンシングする第1及び第2のサブループのそれぞれで前記複数のループのうちの少なくとも2つが前記電磁変化をセンシングするように制御することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項3】
前記電流を前記ループ部に印加する駆動部と、
前記制御部の制御の下に前記駆動部から受信される前記電流を前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部に交互に出力するスイッチとをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項4】
前記ループ部によりセンシングされた前記電磁変化により誘導されたセンシング信号を処理する信号処理部をさらに有し、
前記制御部は、前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部を前記所定の時間期間の間に前記信号処理部と交互に接続するように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項3に記載の電磁センシング装置。
【請求項5】
前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記制御部は、電磁変化センシングを実行するように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つでセンシング信号の大きさが最大である第1の最大信号ループを決定し、前記所定の時間期間の後に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供することを特徴とする請求項1に記載の電磁センシング装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記所定の時間期間の間に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供し、前記第1の最大信号ループを含まない前記第1及び前記第2のサブループ部のうちの他の1つでセンシング信号の大きさが最大である第2の最大信号ループを決定することを特徴とする請求項5に記載の電磁センシング装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記所定の時間期間で前記第2の最大信号ループを通して前記電流を流す間に、電磁センシングを実行するサブループ部の前記第1の最大信号ループを含む少なくとも2つのループからセンシング信号を測定することを特徴とする請求項6に記載の電磁センシング装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記第1及び前記第2の最大信号ループ及び前記第1及び前記第2の最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号に基づいて前記オブジェクトの位置に対応するセンシングポイントを判定することを特徴とする請求項6に記載の電磁センシング装置。
【請求項9】
電磁誘導方式に基づいてオブジェクトの位置を測定する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含む電磁センシング装置の制御方法であって、
所定の時間期間で前記第1のサブループ部が電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと、
前記第2のサブループ部が前記所定の時間期間で前記第1のサブループ部の動作とは反対に電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行するように制御するステップと
を有することを特徴とする電磁センシング装置の制御方法。
【請求項10】
前記第1及び第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、前記電磁変化のセンシングは、電磁変化をセンシングするように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つで前記複数のループのうちの少なくとも2つが同時に前記電磁変化をセンシングすることを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項11】
センシングされた前記電磁変化により誘導されたセンシング信号を処理するステップをさらに有することを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項12】
前記第1のサブループ部及び前記第2のサブループ部のそれぞれは、複数のループを含み、
前記第2のサブループ部により電流を受信するステップは、
電磁変化センシングを実行するように設定された前記第1及び第2のサブループ部のうちの1つでセンシング信号の大きさが最大である第1の最大信号ループを決定するステップと、
前記所定の時間期間の後に、前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供するステップとを有することを特徴とする請求項9に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項13】
前記第2のサブループ部を通して電流を提供した後に、前記第1の最大信号ループを通してさらに電流を提供し、前記第2のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御するステップをさらに有し、
前記第1の最大信号ループを通してさらに電流を提供するステップは、前記所定の時間期間の間に前記第1の最大信号ループのみを通して前記電流を提供し、前記第1の最大信号ループを含まない前記第1及び前記第2のサブループ部のうちの他の1つでセンシング信号の大きさが最大である第2の最大信号ループを決定することを特徴とする請求項12に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項14】
前記制御部は、前記第1及び前記第2の最大信号ループ及び前記第1及び前記第2の最大信号ループに隣接したループからのセンシング信号に基づいて前記オブジェクトの位置に対応するセンシングポイントを判定することを特徴とする請求項13に記載の電磁センシング装置の制御方法。
【請求項15】
電磁誘導方式に基づく電磁センシング装置であって、
複数のループをそれぞれ含み、電流の受信と電磁変化のセンシングとを交互に実行する第1のサブループ部及び第2のサブループ部を含むループ部と、
第1の時間期間の間には、前記第1のサブループ部のうちの1つのループが電流を受信し、前記第2のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御し、第2の時間期間の間には、前記第2のサブループ部のうちの1つのループが前記電流を受信し、前記第1のサブループ部が前記電磁変化をセンシングするように制御する制御部と
を有することを特徴とする電磁センシング装置。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【公開番号】特開2013−65303(P2013−65303A)
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−204245(P2012−204245)
【出願日】平成24年9月18日(2012.9.18)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年9月18日(2012.9.18)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]