KR101487295B1 - 근전기장의 흡수에 의한 물체 탐지 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 근 전기장을 흡수함으로써 인체를 탐지하는 구조에 관한 것이다. 인체의 접근을 탐지하기 위한 여러가지 특히 용량성 방법이 존재하고 있다. 이러한 대부분의 방법들은 전극이 교류 전기장을 방출한 경우 인체 또는 인체의 일부가 접근할 때 주변 환경에 대한 교류 전기장의 분포가 변화하고, 이러한 변화는 적절한 전기 부품에 의해 탐지될 수 있다는 원리에 의해 동작한다. 본 발명에 의한 탐지 구조는, 관찰 영역 쪽으로 접근하거나 관찰 영역 안에 있는 특히 팔다리의 이동과 같은 대상물의 접근을 탐지하는데 사용되며, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서의 교류 전기장을 유도하는 송신 전극 장치와, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 전기장을 탐지하는 수신 전극 장치와, 상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이에 전개되는 전기장의 일부를 차단하는 차폐 전극 장치를 구비한다.
Figure R1020097013559
접근 탐지

Description

근전기장의 흡수에 의한 물체 탐지 구조{ARRANGEMENT FOR THE DETECTION OF BODY PARTS BY ABSORBING AN ELECTRIC NEAR FIELD}
본 발명은 근 전기장(electric near field)의 흡수(absorption)에 의해 물체를 탐지하는 구조에 관한 것이다.
인체가 특정 대상물에 접근하는 것을 탐지하기 위해서, 특히 용량성(capacitive) 방법 등과 같은 여러 가지 방법이 존재하고 있는데, 이러한 방법들은 일반적으로 전극이 인체 또는 인체의 일부분이 접근하는 경우 주위 환경에 대한 장 분포(field distribution)의 관점에서 변화하는 교류 전기장(electric alternating filed)을 방출하고 이러한 변화를 적절한 전기적 시스템에 의해 탐지한다는 원리에 기초하여 동작하는 것이다.
이러한 효과는 인체 접근시에 장 분포의 변화에 의하여 전극의 커패시티(capacity) 또한 변화한다는 것을 관찰할 수 있다는 점으로써 설명될 수 있다. 특히, 이러한 접근 센서(proximity sensor)가 외부에서 사용되는 경우, 예컨대 전극에서의 비나 눈으로 인한 대기 중의 습기 때문에 감도(sensitivity)의 관점에서 매우 큰 문제점이 있는데, 이는 유전체(dielectric)의 변화를 유발하고 따라서 커패시티에 변화를 일으키게 된다. 이는 탐지의 신뢰성에 심각한 문제점이다. 더욱이, 이러한 센서들은 센서 전극 주변의 금속 부품들로부터의 영향에 매우 민감한데, 이는 예컨대 차량의 문, 슬라이딩식 도어(door) 및 슬라이딩식 천장 등과 같이 금속 부품들이 움직이는 경우에서와 같이, 이러한 금속 부품들이 센서 전극의 커패시티를 실질적으로 변경시키기 때문이다. 따라서, 이는 때때로 매우 복잡한 차단 구조에 의해 방지되어야 한다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 센서 구조를 제공하는 것이며, 또한 대상물에 복잡한 구성 없이도 사용할 수 있고 특히 차량에 끼이는 것과 같은 위험성을 방지할 수 있는 센서 구조를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적은, 관찰 영역 쪽으로 또는 관찰 영역 안에서 특히 팔다리(limbs)의 이동과 같은 대상물의 접근 또는 존재를 탐지하는 탐지 구조로서, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서의 교류 전기장을 유도하는 송신 전극 장치; 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 전기장을 탐지하는 수신 전극 장치; 상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이에 형성되는 전기장의 일부를 차단하는 차폐(isolation) 전극 장치를 포함하는 대상물의 접근 또는 존재를 탐지하는 탐지 구조인 본 발명에 의하여 해결될 수 있다.
이러한 탐지 구조의 개선된 실시예들은 종속항들의 내용이다.
본 발명은 또한 이동가능한 구조가 통과하는 공간에서 특히 생물체와 같은 대상물의 존재를 탐지하기 위한 탐지 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 의한 탐지 구조에 의하여 차량의 해치백 도어(hatchback door)의 이동 범위 내에서 사람의 존재를 탐지할 수 있다.
본 발명에 의한 탐지 구조는, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서의 교류 전기장을 유도하는 송신 전극 장치; 및 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 전기장을 탐지하는 수신 전극 장치를 포함하며, 접근 상태에 대한 신호의 생성은 2개의 신호의 결합 관찰에 기초하여 이루어지는데, 여기에서 2개의 신호 중 제1 신호는 송신 시스템부에 대한 부하(load)와 관련되는 신호이고, 제2 신호는 송신 전극 장치에서의 장의 세기를 나타내는 신호인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성은 차폐 전극(isolating electrode)을 포함하는 전술한 바와 같은 구성과 독립적으로 사용될 수 있다.
차량의 해치백 도어의 이동 경로를 관찰하는데 이러한 기술을 사용함으로써, 송신 전극 장치는 해치백 도어의 몸체부에 직접 구현될 수 있다. 이러한 해치백 도어는 절연 구조(insulating structure)에 의해 차량 몸체에 연결되는 것이 바람직하다. 해치백 도어의 영역에 장착되는 전기를 소비하는 부품들 또한 자체의 접지 연결(earth connection)에 의하여 차량의 전기 시스템과 연결된다. 송신 전극 장치는 해치백 도어의 바닥부분 및 가장자리 부분을 따라 배치되는 U자형 띠(strip) 또는 유선 전극(wire electrode) 등과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 송신 전극 장치는 해치백 도어 내에 기타 수단에 의해 통합적으로 제공될 수도 있다. 송신 전극 장치는, 예컨대 뒷쪽 창문(rear window) 내에 특히 뒷쪽 창문 히터 시스템에 통합된 형태로 하는 것과 같이 구현할 수 있다
수신 전극 장치는 차량 몸체의 폐쇄 영역 또는 밀봉 가장자리(sealing edges)에 위치하는 것이 바람직하다.
제1 신호는 특히, 예컨대 송신 전극 장치로의 전류일 수 있으며, 특히 송신 전극 장치의 유입 전력(power intake), 전류와 전압 사이의 위상각(phase angle) 또는 송신기 시스템의 범위 내에서의 전류 및/또는 전압의 시간적 변동 특성일 수도 있다.
제2 신호는 수신 전극 장치 쪽으로 향하는 장의 세기(strength of the field)와 직접 관련되는 신호인 것이 바람직하다.
탐지 구조는 이와 반대로 구현될 수 있는데, 예컨대 해치백 도어 측 부품의 기능을 수신 전극 장치로 하고 차량 몸체 측의 전극 구조의 기능을 송신기로 구현할 수도 있다.
해치백 도어의 개방 및 폐쇄 동작에 대한 일정한 기준 정보(reference information)를 특히 기준 신호(reference signal)로서 형성할 수 있으며, 개방 또는 폐쇄 동작 중에 이러한 기준 신호로부터 이탈이 발생했는지를 확인할 수도 있다.
본 발명의 보다 상세한 구성 및 특징은 첨부 도면을 참조하여 이하에서의 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 장 흡수에 기초하여 접근 탐지가 이루어지는 본 발명에 의한 센서 시스템의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 센서 시스템의 기본 위치에서의 등가 회로도이다.
도 3은 장 내에서 인체가 존재하는 경우의 센서 시스템의 등가 회로도이다.
도 4a는 송신 전극을 구동하기 위한 LCR 회로를 구비하는 회로 구성도이다.
도 4b는 송신 전극을 구동하기 위한 변압기를 구비하는 회로 구성도이다.
도 5는 사람의 사지가 차량 해치백 도어에 끼이는 것을 방지하기 위한 응용예를 나타낸 도면이다.
도 6은 각각의 회로 구성을 통해 감지될 수 있는 송신기측의 특성과 수신기측의 특성이 평가 결과 생성시에 통합 고려된 탐지 회로 장치로서, 접근 상태의 존재에 대한 정보를 제공하는 회로 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 구성은 본 발명에 의한 회로 구성의 기본 동작 모드를 설명하기 위한 단순화된 결합 관계를 나타낸 것이다. 여기에 도시된 단면도의 구성은 각각의 응용 사례에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 마루부(ridge)은 둥근 형태로 할 수도 있다. 다만, 요망되는 효과를 달성하기 위해서는 일반적으로 마루부의 높이(h)가 낮을수록 전극 거리(d)는 멀어져야 한다는 원리가 적용된다.
본 발명에 의한 구성은 2개의 전극(ET, ER)을 구비하는데, 그 중 하나의 전극(ET)은 송신기(transmitter)에 의해 구동되고 다른 하나의 전극(ER)은 수신기(receiver)에 연결된다. 전극(ET)과 함께 송신기는 전극(ET) 주변 인근에 근 장 분포(near field distribution)를 발생시키는 주파수를 갖는 교류 전기장(alternating electric field)을 생성한다. 양 전극은 송신기에 의해 생성되는 장의 일부만이 수신 전극에 도달하여 수신 전극에 연결된 수신기에 의해 신호로서 출력되도록 도전성 금속체(conductive body of metal) 또는 도전성 고무(conductive rubber)에 의해 서로 차폐되어 있다. 송신 전극(transmitter electrode)에 의해 생성되는 수신 전극(receiver electrode)에서의 장(field)의 비율(proportion)은 전극들의 기하구조(geometry)에 의해 결정되는데, 특히 양 전극 간의 거리(d)와 양 전극 사이의 도전성 재료의 마루부의 높이(h)에 따라 결정된다. 이러한 기하구조의 파라미터의 선택과 도전성 기판 재료의 구체적인 형태는 각각의 특정 응용 분야에 따라 다르다.
이러한 구성의 인체의 접근을 탐지하는 센서 기능은 장으로 들어오는 인체는 수신 전극에서 장(field)의 일부를 흡수한다는 점에 기초하는데, 이는 인체는 도전성(conductive)이며 지면에 대해 커패시티(capacity, Cg)를 가진다는 사실에 기인하며, 이에 의하여 수신 전극에서 장 선 밀도(field line density)가 감소되고 따라서 수신기에서 출력되는 신호의 진폭(signal amplitude)을 감소시키게 된다. 일반적인 상태에서 수신 전극에서 장 선 밀도가 낮을수록 인체의 접근을 탐지하는 구 성은 보다 민감하게 된다. 그러나, 일반적인 상태에서의 이러한 구성의 신호 진폭 또한 작아지게 된다. 따라서, 실제적인 응용 예에 있어서 이러한 시스템은 신뢰성 있게 동작할 수 있으며 충분한 감도를 가질 정도로 충분한 신호 진폭값 범위 사이에서 구체적인 응용 예에 따라 동작하도록 설정된다.
본 발명에 의한 구성과 종래의 용량성 센서(capacitive sensor)와의 가장 중요한 차이점은, 송신 전극과 수신 전극의 기능이 분리되어 있으며 양 전극 사이의 유도장(field induction)이 전술한 바와 같은 센서 효과가 달성되도록 구성되어 있다는 점에 있다. 수신 전극을 분리하는 것에 의해, 수신 전극에 연결되는 수신기의 입력 임피던스(input impedance)를 후술하는 바와 같이 구성함으로써 전극들 주변 인근의 습기 및 금속 부품들로 인한 악영향을 대부분 제거할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 센서 구조의 동작 모드를 보다 상세하게 설명한다. 송신 전극과 수신 전극 사이의 유도장(field induction)는 유도 커패시티(induction capacity, Ck0)로 나타내는데, 이는 전달임피던스 증폭기(transimpedance amplifier)의 출력에서의 신호 진폭(signal amplitude)을 결정하게 된다. 이러한 개방 증폭 회로(open-circuit amplfication, -V)를 갖는 증폭기의 특징은 입력에서 가상 임피던스(virtual impedance)가 Ze=R/V로 나타난다는 것인데, 이는 V가 충분히 큰 경우 입력 임피던스가 매우 낮다는 것을 의미한다. 일반적으로 R=50 kOhm이고 V=1000에서 Ze=500 Ohm 근처의 값을 가진다. 따라서 입력 임피던스가 R/V와 병렬로 배치된 커패시티에 의해 크게 변경되지는 않으므로, 습기 또는 금속 부품으로 인한 전극 입력에서의 용량성 변화(capacitive change)는 실제로는 무시할 수 있다(이에 비하여 종래의 고저항 증폭기 입력에서의 용량성 접근 센서는 주변 환경의 영향의 측면에서 전술한 바와 같은 문제점을 가지고 동작한다). 전달 임피던스 증폭기의 출력에 진폭 측정(amplitude measurement)을 위한 추가 단(stage)이 추가 연결되어 수신되는 교류 전압으로부터 직류 전압을 얻는데, 이는 마이크로컨트롤러의 A/D 컨버터에 의해 추가적으로 처리될 수 있다. 유도 커패시티(induction capacity)에 비례하는 이러한 직류 전압을 얻기 위하여 다이오드를 갖는 피크값 탐지기(peak value detector) 또는 동기 복조기(synchronous demodulator)를 사용할 수 있는데, 이들은 송신기로부터 90°변위된 주파수-등가 캐리어 신호(frequency-equivalent carrier signal)로 동작한다. 90°위상 변위는 용량성 유도(capacitive induction)로 인하여 전달임피던스 증폭기의 출력 전압 또한 송신기에 의한 전압 출력에 대해 90°위상 변위를 갖기 때문에 필요하다.
인체가 장(field) 안으로 들어 오면, 유도 커패시티(induction capacity)는 앞에서 설명한 바와 같은 흡수 효과(absorption effect)로 인하여 Ck<Ck0의 값으로 감소하고, 전달임피던스 증폭기의 출력에서의 전압 신호 출력은 Ck에 비례하여 떨어진다. 인체의 접지 커패시티(ground capacity, Cg)와 증폭기의 낮은 입력 임피던스로 인하여 전극들 사이의 다른 모든 유효 커패시티(effective capacity, C1 및 C2)(도 3 참조)는 신호 진폭에 무시할 수 있는 정도의 영향만을 주게 된다. 중요한 효과는 수신 전극에서 낮은 장 선 밀도(field line density)로 인한 유도 커패시티(induction capacity)의 감소이다. 양 전극에서 물로 인한 영향은 커패시티(C1 및 C2)의 증가를 야기할 수 있지만 전술한 바와 같이 무시할 수 있는 정도이다. 전극들 사이의 직접적인 물 접촉만이 유도 커패시티를 증가시키게 된다. 그러나, 이는 적절한 거리(d), 마루부 높이(h)를 선택하고 적절하게 전극을 차폐함으로써 피할 수 있다. 센서의 가장 적절한 구성은 각각의 응용 예에서 실제의 설치 환경에 따라 다르다.
도 4는 마이크로컨트롤러로부터의 송신 전극의 제어를 위한 2가지 예를 나타낸 것이다. 도 4a에 도시한 첫번째 예는, 직렬 공진 회로(serial resonance circuit)를 사용한 것으로서, 여기에서 전극 커패시티(CT)는 전체 커패시티 부분을 나타낸다. 추가 커패시티 및 유도기(inductivity)와 함께, 상기 회로는 보통 100~200kHz 범위의 캐리어 주파수(carrier frequency) 송신기(transmitter)로 전환된다. 따라서, 송신 전극에서 생성되는 전압은 20~30V 근방의 값이다. 도 4b는 마이크로컨트롤러에 의해 공급되는 캐리어 전압(carrier voltage)을 보다 높은 전극 전압으로 변환하는 변압기(transformer)를 갖는 제어 시스템을 나타낸 것이다. 전극 커패서티(CT)에 의해 병렬 공진 회로(parallel)가 변압기의 2번째 단에 있는데, 병렬 공진 회로의 공진 주파수는 2번째 단의 유도기를 적절히 선택함으로써 사용되는 캐리어 주파수로 전환될 수 있다. 도 4a에 나타낸 구성과 비교하여 이러한 예의 장점은, 예컨대 송신 전극으로부터 지표면까지의 다양한 거리에 기인하여 전 극 커패시티에서 변화가 발생하는 경우, 전극 전압은 도 4a의 경우에 비해 보다 덜 변한다는 것이다. 다만, 이를 위해서는 변압기 때문에 보다 많은 비용이 드는 설계가 필요하다. 어떠한 예를 사용할 것인가는 특정 사용예에 따라 다르다.
도 5는 본 발명의 구체적인 적용예로서 센서 시스템이 차량의 해치백 도어 안전 시스템(hatchback door security system)에 적용된 경우를 나타낸 것이다. 2개의 전극이 해치의 가장 자리를 따라 배치되고 좌측 및 우측으로 분리되어 있다. 이러한 구성은 해치백 도어의 폐쇄 동작이 끝날 때에서의 움직임이 송신 전극과 수신 전극 사이의 유도 커패시티(induction capacity)에 대해 갖는 영향이 반대쪽의 전극에 의해 다른 신호에 대한 기준 신호로서 각각 공급되는 신호에 의해 제거될 수 있다는 장점을 갖는다. 이들 신호의 상호 작용에 의하여, 해치백 도어의 위치에 대한 추가 정보는 필요하지 않다.
전술한 구성은 또한 좌측 및 우측에 대한 동일 또는 유사한 간섭(interference)이 대부분 보상된다는 것을 의미한다. 이러한 시스템의 특징은 복수개의 송신 전극이 각 측면에 사용되어, 대응하는 수신 전극에서의 유도(induction)가 감소되고 각각의 유도 커패시티(induction capacity)는 가장자리를 따라 연속 배치된 송신 전극을 통한 유도의 경우보다 작다는 것이다. 이는 장 안으로 들어오는 인체에 대한 시스템의 감도를 증가시키고 또한 수신기에서의 신호 변동을 효과적으로 감소시키고 따라서 오버드라이브(overdrive)를 피할 수 있게 한다. 송신 전극은 전송 신호(send signal)와 함께 멀티플렉서(multiplexer)를 통해 연속적으로 구동되는 것이 바람직한데 이는 탐지 이벤트가 관찰부에 우선 순위를 가지고 할당될 수 있다는 것을 의미한다.
도 6은 전술한 바와 같은 구성과는 독립적인 형태인, 본 발명에 의한 또 다른 예에 의한 탐지 구조를 나타낸 것으로서, 특히 관찰 영역에서 생물체와 같은 대상물을 신뢰성 있게 탐지할 수 있는 탐지 구조를 나타낸 것이다. 본 발명에 의한 이러한 탐지 구조는, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 교류 전기장을 유도하는 송신 전극 장치와, 관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 전기장을 탐지하는 수신 전극 장치를 구비하며, 접근 상태에 대한 신호의 생성은 2개의 신호를 결합 관찰하는 것에 기초하여 이루어지는데, 여기에서 사용되는 제1 신호는 송신 시스템부에 대한 부하(load)와 관련되는 신호이고 제2 신호는 송신 전극 장치에서의 장의 세기를 나타내는 신호이다.
이러한 기술을 차량의 해치백 도어의 움직임의 경로를 관찰하는데 사용함으로써, 송신 전극 장치는 해치백 도어 몸체에 의해 직접 구현될 수 있다.
이러한 해치백 도어는 절연 구조(insulating structure)에 의해 차량 몸체에 연결되는 것이 바람직하다. 해치백 도어 영역 내에 장착되는 전기를 소비하는 부품 또한 자체의 접지 연결 구조(earth connection)에 의해 차량의 전기 시스템과 연결된다. 송신 전극 장치는 다른 구조의 형태를 가질 수 있는데, 예컨대 해치백 도어의 바닥부와 측면 가장자리를 따라 배치되는 u자형 띠(strip) 또는 전선 전극(wire electrode) 형태일 수 있다. 또한, 송신 전극 장치는 기타 다른 수단에 의하여 해치백 도어에 통합 제공될 수도 있다. 송신 전극 장치를 뒷쪽 창문(rear window) 내에 특히 뒷쪽 창문 히터 시스템에 통합된 형태로 하는 것과 같이 구현할 수도 있다.
수신 전극 장치는 차량 몸체의 폐쇄 영역(closing) 또는 밀봉된 가장 자리 영역(sealing edges)에 위치하는 것이 바람직하다.
제1 신호는 예컨대 송신 전극 장치로의 전류일 수 있으며, 특히 송신 전극 장치의 유입 전력(power intake), 전류와 전압 사이의 위상각 또는 송신기 시스템의 범위 내에서의 전류 및/또는 전압의 시간적 변동 특성일 수도 있다.
제2 신호는 수신 전극 장치 쪽으로 향하는 장의 세기와 직접 관련되는 신호인 것이 바람직하다.
한편, 탐지 구조는 이와 반대로 구현될 수 있는데, 예컨대 해치백 도어 측 부품의 기능을 수신 전극 장치로서 하고 차량 몸체 측의 전극 구조의 기능을 송신기로 구현할 수 있다.
해치백 도어의 개방 및 폐쇄 동작에 대한 일정한 기준 정보(reference information)를 특히 기준 신호(reference signal)로서 형성할 수 있으며, 개방 또는 폐쇄 동작 중에 이러한 기준 신호로부터 이탈이 발생했는지를 확인할 수도 있다.

Claims (27)

  1. 관찰 영역 쪽으로 또는 관찰 영역 안에서 팔다리(limb)의 이동과 같은 대상물의 접근 또는 존재를 탐지하는 탐지 장치로서,
    관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서의 교류 전기장을 유도하는 송신 전극 장치;
    관찰 영역 또는 그 주변 영역 내에서 전기장을 탐지하는 수신 전극 장치; 및
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이에 전개되는 전기장의 일부를 차단하는 접지된 차폐 전극 장치
    를 포함하고,
    상기 차폐 전극 장치는, 상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이의 공간을 따라 연장되는 마루부(ridge section)를 구비하고,
    상기 마루부의 높이는, 상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이의 거리가 멀어질수록 상기 마루부의 높이가 낮아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 대상물의 접근 또는 존재를 탐지하는 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 전극 장치는 금속 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 전극 장치는 도전성 합성재(conductive synthetic material)로서, 엘라스토머재(elastomer material)로 된 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치는 와이어 형태의 전극 구조(wire-like electrode structure)로 구현되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치는 서로에 대해 동일한 거리에 있는 전극 장치로서 배치되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치는 송신 전극 장치와 수신 전극 장치의 관찰 영역을 대향하는 후면 위의 아래쪽을 지나가는 바닥부(bottom section)를 구비하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 전극 장치는 T-프로파일 단면(T-profile cross section)을 갖는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치는 밀봉 유닛(sealing unit)에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 전극 장치는 중심점 전극(center point electrode)을 형성하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    수신 전극 장치에서의 신호 탐지는 전달임피던스 회로를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전달임피던스 회로는 수신 전극 장치에서의 입력 임피던스가 작아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    송신기 회로에 의해 송신 전극 장치에 전압이 인가되고, 상기 인가된 전압은 상기 송신 전극 장치와 함께 송신 전극 장치의 주변 영역에서 근 장 분포(near field distribution)를 일으키는 소정 주파수를 갖는 교류 전기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치는, 송신 전극 장치에 의해 생성되는 장의 일부분만이 수신 전극 장치에 도달하여 수신 전극 장치에 연결된 수신기에 의해 신호로서 출력되도록, 도전성 금속 재료 또는 도전성 고무에 의해 서로 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치의 기능은 분리되어 있으며 상기 송신 전극 장치와 수신 전극 장치 사이에서의 장 유도(field induction)의 특성에 기초하여 이벤트가 탐지되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치, 수신 전극 장치 및 접지된 차폐 전극 장치는 띠(strip) 또는 길고 평평한 구조로 구현된 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치, 수신 전극 장치 및 접지된 차폐 전극 장치는 도전성 합성재(conductive synthetic material)로서, 엘라스토머재(elastomer material)로 된 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치 또는 수신 전극 장치는 복수개의 전극부(electrode sections)로 나누어지고 나누어진 복수개의 전극부는 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 송신 전극 장치, 수신 전극 장치 및 접지된 차폐 전극 장치는 멀티플렉서에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    접근 탐지 과정의 영역 할당은 상기 나누어진 복수개의 전극부들에 의해 탐지되는 신호들에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
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  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009109389A2 (de) * 2008-03-05 2009-09-11 Ident Technology Ag Schutzvorrichtung, insbesondere für haushaltsgeräte
CN102804114B (zh) * 2009-06-24 2019-04-16 微晶片科技德国有限责任公司 用于显示装置的电极装置
JP5681206B2 (ja) * 2009-12-18 2015-03-04 オーチス エレベータ カンパニーＯｔｉｓ Ｅｌｅｖａｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ 静電容量センサによる乗客コンベヤに関連する人の検知
SE535106C2 (sv) * 2010-07-09 2012-04-17 Lars Aake Wern En allmänt användbar kapacitiv sensor
DE102011010620B4 (de) * 2011-02-08 2014-07-17 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verfahren zum Messen einer Kapazität
DE102012106927A1 (de) * 2012-07-30 2014-01-30 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt Verfahren zur Funktionsprüfung eines Einklemmschutzsystems und Diagnoseeinrichtung
DE102012107115A1 (de) * 2012-08-02 2014-02-06 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems und Einklemmschutzsystem
DE102012107116A1 (de) 2012-08-02 2014-02-06 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verfahren zur Steuerung einer Verstellbewegung eines Fahrzeugschließelements mit Kollisionsvermeidung für einen Schlossbereich und Einklemmschutzsystem
US9757054B2 (en) 2013-08-30 2017-09-12 Elwha Llc Systems and methods for warning of a protruding body part of a wheelchair occupant
DE102013014824A1 (de) * 2013-09-10 2015-03-12 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Kapazitiver Sensor für ein Fahrzeug
DE102015002128A1 (de) 2015-02-19 2016-08-25 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Kapazitiver Näherungssensor für ein Kraftfahrzeug, Kollisionsschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem kapazitiven Näherungssensor
JP2019190843A (ja) * 2018-04-18 2019-10-31 アイシン精機株式会社 静電容量センサ及び車両用操作入力検出装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000052657A1 (en) * 1999-03-05 2000-09-08 Automotive Systems Laboratory, Inc. Proximity sensor
US6859141B1 (en) 1999-12-08 2005-02-22 Nortel Networks Limited Electric field proximity detector for floating and grounded targets

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2460057B2 (de) * 1974-12-19 1977-02-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schaltanordnung mit einem streufeldkondensator
JPS5260158A (en) * 1975-11-12 1977-05-18 Sanki Denshi Kk Approaching body detector
JPS5818102A (ja) * 1981-07-24 1983-02-02 Nippon Steel Corp 容量式変位計
JPS62180715A (ja) 1986-02-05 1987-08-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 汚泥掻き寄せ装置
JPS6336246Y2 (ko) * 1987-04-23 1988-09-27
AT393040B (de) * 1988-03-03 1991-07-25 Setec Messgeraete Gmbh Kapazitiver naeherungsgeber
DE4006119A1 (de) * 1990-02-27 1991-08-29 Ines Gmbh Kapazitives wegaufnehmersystem
JP2644072B2 (ja) * 1990-09-14 1997-08-25 松下電工株式会社 ノンタッチスイッチ
US5166679A (en) * 1991-06-06 1992-11-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics & Space Administration Driven shielding capacitive proximity sensor
US5933288A (en) * 1994-10-31 1999-08-03 Geo Labs, Inc. Proximity switch system for electronic equipment
WO1997031238A1 (en) 1996-02-23 1997-08-28 Massachusetts Institute Of Technology Displacement-current method and apparatus for resolving presence, orientation and activity in a defined space
US5729604A (en) * 1996-03-14 1998-03-17 Northern Telecom Limited Safety switch for communication device
JP3077751B2 (ja) 1997-04-11 2000-08-14 花王株式会社 詰め替え袋
JP2000048694A (ja) * 1998-07-27 2000-02-18 Omron Corp 静電容量形近接センサ
JP2000335363A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Fujikura Ltd 乗員姿勢検出装置
US6445294B1 (en) * 1999-07-15 2002-09-03 Automotive Systems Laboratory, Inc. Proximity sensor
JP4408530B2 (ja) * 2000-05-29 2010-02-03 株式会社日立メディコ 医用診断装置の障害物検出システム
JP2002022404A (ja) * 2000-07-13 2002-01-23 S G:Kk センサ装置
US6724324B1 (en) * 2000-08-21 2004-04-20 Delphi Technologies, Inc. Capacitive proximity sensor
JP2002147117A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Sensatec Co Ltd 自動ドア
JP3077751U (ja) * 2000-11-16 2001-05-29 三ツ星ベルト株式会社 可撓性線状センサ
US7436299B2 (en) * 2001-03-02 2008-10-14 Elesys North America Inc. Vehicle occupant detection using relative impedance measurements
JP2002340700A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電センサ
US6700393B2 (en) * 2001-10-17 2004-03-02 Delphi Technologies, Inc. Capacitive sensor assembly for use in a non-contact obstacle detection system
US6696948B2 (en) * 2001-11-02 2004-02-24 Elesys North America, Inc. Wet seat protection for air bag control occupant detection
JP4387795B2 (ja) * 2001-12-07 2009-12-24 アイデックス・エーエスエー 湿潤及び乾燥指上の測定用センサ
DE10220725C1 (de) 2002-05-07 2003-04-03 Metzeler Automotive Profile Vorrichtung zum Erkennen eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich eines bewegbaren Schließelements eines Kraftfahrzeugs
JP4578980B2 (ja) 2002-12-25 2010-11-10 株式会社エーシーティー・エルエスアイ 静電容量検出型近接センサ
GB2404443B (en) * 2003-07-28 2007-08-01 Automotive Electronics Ltd Ab Capacitive sensor
JP4161873B2 (ja) * 2003-10-28 2008-10-08 沖電気工業株式会社 静電容量型距離センサ
JP3956369B2 (ja) * 2004-02-16 2007-08-08 本田技研工業株式会社 静電容量型センサ
JP4265983B2 (ja) * 2004-02-26 2009-05-20 株式会社エーシーティー・エルエスアイ 自動ドア制御システムの障害物検知装置
JP2006162374A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Aisin Seiki Co Ltd 静電容量式物体検知センサ及び物体検知方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000052657A1 (en) * 1999-03-05 2000-09-08 Automotive Systems Laboratory, Inc. Proximity sensor
US6859141B1 (en) 1999-12-08 2005-02-22 Nortel Networks Limited Electric field proximity detector for floating and grounded targets

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