(57)【要約】      （修正有）【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。【選択図】図２Ａ
2013065303.tif 000002
【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。
【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
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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