KR102020311B1 - 다채널 전극 근접 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법 및 그 단말기 - Google Patents

Abstract

프론트 케이스 및 리어 케이스를 구비하는 케이스; 상기 프론트 케이스와 상기 리어 케이스 사이에 배치되는 프레임; 상기 프레임의 상단 베젤 영역에 간격을 두고 배치되어 다수 채널로 분리된 전극으로 이루어진 다채널 전극 근접 센서; 및 상기 다채널 전극 근접 센서에 의해 각 채널별로 정전 용량값의 변화를 통해 근접하는 물체의 방향성을 계산하여 제스쳐 인식을 수행하는 제어부를 포함하는 이동 단말기가 제공된다.

Description

다채널 전극 근접 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법 및 그 단말기{METHOD AND TERMINAL FOR RECOGNIZING JESTURE USING MUTI-CHANNEL ELECTRODES APPROACH SENSOR }

본 발명은 다채널 전극 근접 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법 및 그 단말기에 관한 것으로, 단말기에 다채널 전극을 이용한 정전 센서를 설치하여 제스쳐를 인식할 수 있도록 하는 다채널 전극 근접 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법 및 그 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 음성, 문자, 영상, 이메일의 통신 기능 뿐 아니라 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 다기능 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.

한편, 정전방식의 근접 센서를 구현함에 있어 단채널의 전극을 사용함에 따라 근접 센서의 오동작을 방지하려면 지향성이 보장되어야 한다. 이동 단말기의 베젤이 점점 좁아져가는 현실에서 전극 주변에 그라운드 쉴딩을 하는 것은 공간적으로 더욱 어려워지고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 단채널 전극 구성의 단점을 보완하기 위해 다채널로 전극을 구성하여 X, Y축에서의 근접을 효과적으로 제어하여 오동작을 방지할 수 있는 다채널 전극 근접 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법 및 그 단말기를 제공하는데 있다.

본 발명의 일측면에 의하면, 프론트 케이스 및 리어 케이스를 구비하는 케이스; 상기 프론트 케이스와 상기 리어 케이스 사이에 배치되는 프레임; 상기 프레임의 상단 베젤 영역에 간격을 두고 배치되어 다수 채널로 분리된 전극으로 이루어진 다채널 전극 근접 센서; 및 상기 다채널 전극 근접 센서에 의해 각 채널별로 정전 용량값의 변화를 통해 근접하는 물체의 방향성을 계산하여 제스쳐 인식을 수행하는 제어부를 포함하는 이동 단말기가 제공된다.

상기 다채널 전극 근접 센서는, 중심 영역에 위치하는 중심 전극, 상기 중심 전극의 좌우 영역에 각각 하나 이상 배치된 전극들, 상기 중심 전극의 상하 영역에 각각 하나 이상 배치된 전극들을 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 다채널 전극 근접 센서에 의해 근접하는 물체의 방향성을 각 채널의 정전 용량값의 변화를 통해 계산하여 Z축으로의 접근과 X, Y축으로부터의 접근을 구분할 수 있다.

상기 다채널 전극 근접 센서는, 각 전극들의 감도와 베젤 영역의 공간 배치를 고려하여 전극의 개수, 크기, 배치가 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 베젤 영역에 간격을 두고 배치되어 다수 채널로 분리된 전극으로 이루어진 다채널 전극 근접 센서를 구비하는 이동 단말기의 제스쳐 인식 방법으로, 상기 다채널 전극 근접 센서에 의해 각 채널별로 정전 용량값의 변화를 수집하는 단계; 상기 수집된 정전 용량값에 기반하여 근접하는 물체의 방향성을 계산하여 제스쳐 인식을 수행하는 단계를 포함하는 다채널 전극을 이용한 정전 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면 근접하는 물체의 방향성을 다채널 전극 근접 센서를 구성하는 각 채널의 값을 통해 계산이 가능하다. 그라운드 없이 오동작을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다채널 전극 근접 센서에 의한 정전 용량 값 변화에 따라 Z축으로의 접근과 X, Y축으로부터의 접근을 알고리즘을 통해 구분해낼 수 있으므로 방향성(directivity)을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기에서 다채널 전극 근접 센서를 보여준다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 패드, 노트, 태블릿 PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이동 단말기(100)는 적어도 두 개의 통신 방식 또는 적어도 두 개의 사업자에 따른 통신망에 각각 접속하는 멀티 모드 휴대 단말기 및 적어도 두 개의 통신 방식 또는 적어도 두 개의 사업자에 따른 통신망에 동시에 접속하는 멀티 스탠바이 휴대 단말기를 포함할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 멀티 스탠바이 이동 단말기를 예로 설명하기로 한다. 멀티 스탠바이 이동 단말기는 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile telecommunication), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless broadband) 등을 비롯한 복수의 통신 방식에서 선택된 3 개의 통신망에 동시에 접속하거나, 대한민국의 경우, SKT, KTF, LGT 등을 비롯한 복수의 사업자에서 선택된 3 개의 통신망에 동시에 접속하는 휴대 단말기이다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기에서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다. 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 예를 들어 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(121)와 마이크(122)를 포함할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 예를 들어 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치를 포함할 수 있다. 사용자 입력부(130)는 복수의 식별 모듈중에서 임의의 식별 모듈을 선택하기 위한 선택 신호를 발생시키는 식별 모듈 선택 스위치를 포함할 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 센싱부(140)는 예를 들어 터치 센서(141), 근접 센서(142)를 포함할 수 있다. 터치 센서(141)는 터치 동작을 감지하는 센서이다. 예를 들어, 터치 센서(141)는 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서(141)는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조(이하 '터치 스크린'이라 함)를 이룰 수 있다. 터치 센서(141)는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서(141)는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서(141)에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

근접 센서(142)는 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서(141)는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

근접 센서(142)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치스크린이 정전식인 경우에는 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

"근접 터치(proximity touch)"는 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 포인터가 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 칭한다. "접촉 터치(contact touch)"는 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 칭한다. 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 포인터가 근접 터치될 때 포인터가 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

근접센서(142)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있다. 따라서, 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 메모리(160)는 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈(200)은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identity Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

인터페이스부(170)는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 크래들로부터의 전원이 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 전원은 이동 단말기(100)가 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기에서 다채널 전극을 이용한 정전 센서를 보여준다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)는 바(bar) 형태의 단말기 바디를 구현하고 있다. 그러나 본 발명은 바 형태의 이동 단말기에 한정되지 않고 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용가능하다.

이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(1)를 포함한다. 케이스(1)는 단말기 전방에 위치하는 프론트 케이스(Front case:10), 단말기의 후방에 위치하는 리어 케이스(Rear case:20)를 포함한다. 프론트 케이스(10) 및 리어 케이스(20) 사이에는 PCB 회로 등이 안착될 수 있는 프레임(40)이 배치될 수 있다. 프론트 케이스(10) 및 리어 케이스(20) 사이에 형성된 공간에는 각종 전자 부품들이 내장될 수 있다. 케이스 또는 프레임은 합성수지를 사출하여 형성되거나 스테인리스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질로 형성될 수도 있다.

프론트 케이스(10) 및 리어 케이스(20)가 형성하는 단말기 바디에는 윈도우 플레이트(51), 음향 출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(54, 58), 안테나(55), 마이크(56) 및 인터페이스(57) 등이 구비될 수 있다.

윈도우 플레이트(51)는 프론트 케이스(10)의 주면 대부분을 차지한다. 윈도우 플레이트(51)의 후방에는 디스플레이부(30)이 배치될 수 있다. 디스플레이 모듈(30)에서 출력되는 화상 신호가 외부로 노출될 수 있도록 프론트 케이스(10)에는 개방 형성된 노출부가 형성되고, 노출부의 전방에는 윈도우 플레이트(51)가, 노출부의 후방에는 디스플레이 모듈(30)이 위치될 수 있다.

윈도우 플레이트(51)는 사용자가 디스플레이 모듈(30)에 의해 표시된 화상 신호를 확인할 수 있도록 투명하게 형성된다. 윈도우 플레이트(51)는 디스플레이 모듈(30)의 전방에서 디스플레이 모듈(30)이 외부로부터 충격을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 디스플레이 모듈(30) 및 윈도우 플레이트(51)를 도 1에 도시된 디스플레이부(151)라고 할 수 있다.

디스플레이 모듈(30)은 프론트 케이스(10) 및 프레임(40) 사이에 배치될 수 있다. 단말기의 실시 형태에 따라 단말기(100)에 프레임(40)이 별도로 구비되지 않는 경우에는, 디스플레이 모듈(30)은 프론트 케이스(10) 및 리어 케이스(20) 사이에 위치될 수 있다. 어떠한 경우든, 디스플레이 모듈(30)은 프론트 케이스(10)의 배면에 위치되고, 윈도우 플레이트(51)는 프론트 케이스(10)의 전면에 위치된다.

프레임(40)의 상단 베젤 영역에는 다채널 전극으로 이루어진 다채널 근접 센서(142)가 구비된다.

다채널 전극 근접 센서(142)는 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기(100)의 내부 영역 또는 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있다.

다채널 전극 근접 센서(142)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치스크린이 정전식인 경우에는 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 포인터의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다.

다채널 전극 근접 센서(142)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

다채널 전극 근접 센서(142)는 다채널의 전극들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 다채널 전극 근접 센서(142)는 제1 전극(71), 제2 전극(72), 제3 전극(73), 제4 전극(74), 제5 전극(75), 제6 전극(76), 제7 전극(77)을 포함할 수 있다.

다채널 전극 근접 센서(142)는 제4 전극(74)을 중심으로 좌측으로 제1 전극(71)과 제2 전극(72)을 구비하고, 우측으로 제4 전극(74)과 제5 전극(75)을 구비할 수 있다. 다채널 전극 근접 센서(142)는 제4 전극(74)을 중심으로 상측에 제6 전극(76)을 구비하고, 하측에 제7 전극(77)을 구비할 수 있다.

다채널 전극 근접 센서(142)는 다채널 전극으로 구성되어 있기 때문에 물체의 접근 방향에 따라 각 전극의 정전 용량 변화량이 다르다

예를 들어, 사용자의 손이 이동 단말기(100)의 오른쪽으로부터 접근시에는 제7 전극(77)의 변화량이 가장 크게 되고, Z축 즉 화면의 직각 방향에서 물체 접근시에는 제4 전극(74)의 정전 용량 변화량이 가장 크게 된다.

이와 같이 전극별 정전 용량의 변화량 차이를 확인하여 어느 방향에서 물체가 근접하고 있는지를 판단 가능하므로 상하좌우로 움직이는 것에 대한 인지가 가능하다.

다채널 전극 근접 센서(142)의 전극 개수 및 크기는 전극의 감도 성능을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 다채널 전극 근접 센서(142)는 각 전극들의 크기와 개수를 많이 분리할수록 방향성에 대한 많은 정보를 획득할 수 있다. 한편, 각 전극은 물체의 접근을 통해 발생되는 정전 용량의 변화치가 채널값을 출력할 수 있는 최소 정전 용량 변화를 발생시킬 수 있는 크기 이상으로 설정되어야 한다. 각 전극간의 거리 및 배치는 베젤 영역의 면적에 따라 적절하게 결정될 수 있다.

예를 들어, 다채널 전극 근접 센서(142)는 중심에 가장 큰 크기의 중심 전극을 구비하고, x,y축 방향 감지를 위한 전극들을 중심 전극의 좌우에 1개 이상씩 구비할 수 있다. 다채널 전극 근접 센서(142)는 이러한 구조를 기본으로 하여 베젤 영역의 여유분과 상황에 맞춰서 설계될 수 있다.

모바일 폰의 경우에는 실장 면적이 매우 제한적이나 테이블 PC의 경우에는 전극 실장 면적이 넓어지므로 근접 거리를 늘릴 수 있는 마진이 크므로 더 유용할 수 있다.

제어부(180)는 다채널 전극 근접 센서(142)에 의해 각 채널별로 정전 용량값의 변화를 수집하고, 수집된 정전 용량값에 기반하여 근접하는 물체의 방향성을 계산하여 제스쳐 인식을 수행할 수 있다.

제어부(180)는 다채널 전극 근접 센서(142)에 근접하는 물체의 방향성을 각 채널의 센서 값을 통해 계산이 가능하다. 다채널 전극 근접 센서(142)를 이용하기 때문에 그라운드 없이 오동작을 효과적으로 방지할 수 있다.

제어부(180)는 다채널 전극 근접 센서(142)에 의해 각 채널별로 획득된 정전 용량 변화값에 따라 Z축으로의 접근과 X, Y축으로부터의 접근을 알고리즘을 통해 구분해낼 수 있으므로 방향성(directivity)을 확보할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 프론트 케이스 및 리어 케이스를 구비하는 케이스;
   상기 프론트 케이스와 상기 리어 케이스 사이에 배치되는 프레임;
   상기 프레임의 상단 베젤 영역에 간격을 두고 배치되어 다수 채널로 분리된 전극으로 이루어진 다채널 전극 근접 센서; 및
   상기 다채널 전극 근접 센서를 구성하는 각 채널에 대하여 정전 용량값의 변화량을 측정하고, 상기 각 채널에 대한 상기 정전 용량값의 변화량을 이용하여 근접하는 물체의 위치, 방향 및 거리를 계산하고, 상기 계산된 위치, 방향 및 거리를 이용하여 제스쳐 인식을 수행하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 각 채널들에 대한 상기 정전 용량값의 변화량 사이의 차이를 계산하여 상기 근접하는 물체의 위치, 방향 및 거리를 계산하는 이동 단말기.
2. 제1항에 있어서, 상기 다채널 전극 근접 센서는
   중심 영역에 위치하는 중심 전극, 상기 중심 전극의 좌우 영역에 각각 하나 이상 배치된 전극들, 상기 중심 전극의 상하 영역에 각각 하나 이상 배치된 전극들을 포함하는 이동 단말기.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 다채널 전극 근접 센서에 의해 근접하는 물체의 방향성을 각 채널의 정전 용량값의 변화를 통해 계산하여 Z축으로의 접근과 X, Y축으로부터의 접근을 구분하는 이동 단말기.
4. 제1 항에 있어서, 상기 다채널 전극 근접 센서는,
   각 전극들의 감도와 베젤 영역의 공간 배치를 고려하여 전극의 개수, 크기, 배치가 결정되는 이동 단말기.
5. 베젤 영역에 간격을 두고 배치되어 다수 채널로 분리된 전극으로 이루어진 다채널 전극 근접 센서를 구비하는 이동 단말기의 제스쳐 인식 방법으로,
   상기 다채널 전극 근접 센서를 구성하는 각 채널에 대한 정전 용량값의 변화량을 측정하는 단계;
   상기 각 채널에 대한 상기 정전 용량값의 변화량을 이용하여 근접하는 물체의 위치, 방향 및 거리를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 위치, 방향 및 거리를 이용하여 제스쳐 인식을 수행하는 단계
   를 포함하고,
   상기 물체의 위치, 방향 및 거리를 계산하는 단계는
   상기 각 채널들에 대한 상기 정전 용량값의 변화량 사이의 차이를 계산하여 상기 근접하는 물체의 위치, 방향 및 거리를 계산하는 다채널 전극을 이용한 정전 센서를 이용한 제스쳐 인식 방법.

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