KR101679204B1 - 감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치 - Google Patents

감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치 Download PDF

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Abstract

본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 장치는 감지대상측에 설치되며, 적어도 하나의 센싱전극 및 쉴드전극을 구비하는 센싱부 및 적어도 하나의 센싱전극과 각각 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 감지 신호선과, 쉴드전극과 전기적으로 접속되는 쉴드 신호선을 포함하는 케이블을 포함하도록 구성될 수 있다.

Description

감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치{Apparatus for Transmission of Sensing Signal and Capacitive Sensor Apparatus Using The Same}
본 발명은 센서 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치에 관한 것이다.
정전용량 센서 장치는 전하의 축전 효과를 이용하여 물리량을 정량화하는 센서 장치로, 접촉식 및 비접촉식으로 구분할 수 있다.
비접촉식 정전용량 센서는 근접센서로 이용될 수 있으며, 물체의 존재 여부 판단, 연속 흐름, 적체 등의 감지 및 위치 제어 등 다양한 분야에 응용된다. 아울러, 접촉식 정전용량 센서는 터치 패널, 스위치, 키보드, 착좌 감지 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
이들 정전용량 센서 장치는 통상적으로 센싱부 및 센싱회로로 이루어질 수 있다. 그리고, 센싱 회로기판의 도전 패턴과 전기적으로 접속되도록 센싱부 즉, 센싱전극이 장착되어, 외부 물체가 접촉 또는 근접될 때 제공되는 정전용량의 변화를 센싱부에서 감지하여 센싱 회로에 제공하였다.
전자기기의 다양화에 따라 정전용량을 감지하는 센싱부의 모양도 다양화 되었으며, 필요에 의해 센싱부와 회로기판과의 거리가 멀어지는 경우도 발생한다. 이 때 정전용량 센서의 미세한 용량 변화를 센싱회로에 제대로 전달할 수 없는 경우가 발생한다. 특히 센싱 회로기판과 센싱부의 거리가 멀수록 센싱부의 정전용량 변화를 센싱회로에 그대로 전달하기에는 어려움이 있다.
본 기술의 실시예는 센싱부와 센싱회로 간의 거리가 멀어지더라도 센싱부의 정전용량 변화를 손실 없이 센싱회로에 전달할 수 있는 감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치를 제공할 수 있다.
본 기술의 실시예는 외부 환경에 내성이 강한 감지신호 전달 장치 및 이를 이용한 정전용량 센서 장치를 제공할 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 장치는 감지대상측에 설치되며, 적어도 하나의 센싱전극 및 쉴드전극을 구비하는 센싱부; 및 상기 적어도 하나의 센싱전극과 각각 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 감지 신호선과, 상기 쉴드전극과 전기적으로 접속되는 쉴드 신호선을 포함하는 케이블;을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 정전용량 센서 장치는 감지대상측에 설치되며, 적어도 하나의 센싱전극 및 쉴드전극을 구비하는 센싱부를 포함하도록 구성되는 감지신호 전달 장치; 및 상기 센싱부와 전기적으로 접속되는 센싱회로;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센싱전극과 상기 센싱회로 간에 각각 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 감지 신호선과, 상기 쉴드전극과 상기 센싱회로 간에 전기적으로 접속되는 쉴드 신호선을 포함하는 케이블;을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술에 의하면 센싱부와 센싱회로 간의 거리가 이격된 경우에도 정전용량 변화를 손실 없이 전달하여 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 차폐신호에 의해 센싱신호를 보호하여 전달할 수 있으므로 외부 환경에 내성이 강한 정전용량 센서 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 장치의 구성도이다.
도 2는 본 기술의 일 실시예에 의한 센싱부의 단면도이다.
도 3은 본 기술의 일 실시예에 의한 케이블의 구성도이다.
도 4는 본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 11은 본 기술의 실시예들에 따른 센싱부의 구성도이다.
도 12는 본 기술의 다른 실시예에 의한 케이블의 구성도이다.
도 13 내지 도 15는 본 기술의 다른 실시예에 의한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 기술의 일 실시예에 의한 정전용량 센서 장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 의한 감지신호 전달 장치(10)는 센싱부(110), 케이블(120) 및 커넥터(130)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 감지대상측에 설치되며 적어도 하나의 센싱전극을 포함할 수 있다.
케이블(120)은 센싱부(110)와 커넥터(130) 간을 전기적으로 연결하며, 예를 들어 동축 케이블로 구성할 수 있다.
커넥터(130)는 감지신호 전달 장치(10)를 센싱회로에 전기적으로 연결하기 위한 접속부일 수 있다.
센싱부(110)와 센싱회로가 이격 설치되고 케이블(120)을 통해 연결됨에 따라, 센싱부(110)에 포함된 적어도 하나의 센싱전극의 감지신호를 센싱회로로 전달할 때 센싱전극 주변의 기생 성분에 의해 감지신호가 누설되거나 간섭신호가 개입될 수 있다. 따라서, 본 기술의 일 실시예에 의한 센싱부(110)는 센싱전극에 더하여 쉴드전극을 포함하도록 구성할 수 있다.
도 2는 본 기술의 일 실시예에 의한 센싱부의 단면도이다.
도 2에 도시한 것과 같이, 센싱부(110-1)는 기판(111), 기판(111)의 일면에 형성되는 센싱전극(113) 및 기판(111)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115)을 포함할 수 있다. 즉, 본 기술의 일 실시예에서, 센싱전극(113)은 타면이 쉴드전극(115)에 의해 차폐되어 있으며, 쉴드전극(115)이 차폐하고 있지 않은 일면을 감지대상측에 설치하여, 센싱 방향이 감지 대상쪽으로만 향하도록 할 수 있다.
센싱전극(113)은 케이블(120) 내의 감지 신호선을 통해 센싱회로로부터 기준신호를 전달받으며, 정전용량 변화에 따른 감지신호를 센싱회로로 제공할 수 있다. 기준신호는 삼각파, 톱니파 등과 같은 형태의 주파수나 전압 신호일 수 있다.
쉴드전극(115)은 케이블(120) 내의 쉴드 신호선에 연결되며, 센싱전극(113)의 감지신호가 케이블(120)을 통해 센싱회로로 전달될 때, 감지신호의 누설을 방지한다.
감지 신호선 및 쉴드 신호선을 포함하는 케이블(120)은 예를 들어 도 3과 같이 동축 케이블로 구성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 케이블(120-1)은 속심부(121), 속심부(121) 외주를 감싸도록 형성되는 절연층(123), 절연층(123) 외주를 감싸도록 형성되는 겉심부(125) 및 겉심부(123) 외주를 감싸도록 형성되는 외피(127)를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 속심부(121)는 센싱전극(113)과 연결되는 감지 신호선일 수 있고, 겉심부(125)는 쉴드전극(115)과 연결되는 쉴드 신호선일 수 있다.
케이블(120-1)의 일단은 센싱부(110)에 접속되고, 타단은 센싱회로에 접속되어, 센싱전극(113) 및 쉴드전극(115)에 인가된 신호가 케이블(120-1)을 통해 센싱회로로 전달될 수 있다.
특히, 쉴드전극(115) 및 겉심부(125, 쉴드 신호선)을 통해 전달되는 쉴드 신호는 감지신호와 동일한 위상 또는 전압을 가지며 외부 자극에 반응하지 않는다. 또한, 속심부(121, 감지 신호선)를 겉심부(125, 쉴드 신호선)가 감싸고 있는 형태로 감지신호가 전달된다.
즉, 감지신호와 동일한 신호를 전달하는 겉심부(125)에 의해 케이블(120-1) 내의 기생 캐패시터 양단에 동일한 신호가 형성되어 기생성준에 의한 감지신호 누설을 방지할 수 있다.
도 4는 본 기술의 일 실시예에 의한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 기판(111)의 일면에 형성되는 센싱전극(113)에 감지 신호선(141)이 연결되고, 기판(111)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115)에 쉴드 신호선(143)이 연결될 수 있다. 감지 신호선(141)과 쉴드 신호선(143)은 예를 들어 도 3에 도시한 케이블(120-1)의 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.
센싱회로에서 생성되는 기준신호는 버퍼부(145)의 정(+) 입력단자를 통해 입력되고, 쉴드 신호선(143)을 통해 쉴드전극(115)으로 제공될 수 있다.
센싱전극(113)의 감지신호는 감지 신호선(141)을 통해 센싱회로 측으로 전달될 수 있다.
아울러, 쉴드전극(115)의 쉴드신호는 쉴드 신호선(143)을 통해 버퍼부(145)의 부(-) 입력단자로 입력될 수 있다.
따라서, 감지 신호선(141) 및 이와 절연되는 쉴드 신호선(143)이 항상 동일한 위상 또는 전압을 가질 수 있다.
도 5 내지 도 11은 본 기술의 실시예들에 따른 센싱부의 구성도이다.
먼저, 도 5에는 사각형으로 구현된 센싱부(110-2)를 도시하였다. 도 5에 도시한 센싱부(110-2)는 기판(111-1), 기판(111-1)의 일면에 형성되는 센싱전극(113-1), 및 기판(111-1)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115-1)을 포함할 수 있다.
도 6에는 원형으로 구현된 센싱부(110-3)를 도시하였으며, 마찬가지로 기판(111-2), 기판(111-2)의 일면에 형성되는 센싱전극(113-2), 및 기판(111-2)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115-2)을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6에는 사각형 또는 원형의 센싱부(110-2, 110-3)를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 센싱부를 구성할 수 있음은 물론이다.
또한, 이러한 센싱부는 케이스에 의해 패키징될 수 있으며, 이를 도 7a 및 7b에 도시하였다.
도 7a를 참조하면, 센싱부(110-4)는 기판(111-3), 기판(111-3)의 일면에 형성되는 센싱전극(113-3), 기판(111-3)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115-3)을 포함하고, 하부 케이스(117) 및 상부 케이스(119)에 의해 패키징될 수 있다.
도 7a는 하부 케이스(117) 측을 통해 센싱하는 경우를 도시한다.
도 7b에는 패키징 완료 후의 센싱부(110-4)를 도시하였다.
즉, 일 실시예에서 센싱부(110)는 패키징되지 않은 상태로 감지대상측에 설치되거나, 패키징된 상태로 감지대상측에 설치될 수 있다. 또한, 센싱부(110)를 설치할 때에는 센싱전극(113)이 감지대상측을 향하도록 하여 감지 정확도를 높일 수 있다.
어떤 형태로 구현되는지, 센싱전극(113)의 일면은 정전용량 변화를 감지하고, 타면은 쉴드전극(115)에 의해 차폐된다. 따라서, 쉴드전극(115)에 의해 차폐된 센싱전극(113)의 타면측에서는 센싱이 이루어지지 않을 뿐 아니라, 타면측에서의 변화에 영향을 받지할 수 있으며, 센싱전극(113)의 센싱 방향을 감지 대상쪽으로만 향하도록 할 수 있어 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 연성 기판을 이용하여 구현한 센싱부(110-5)를 나타낸다.
연성 기판(111-4)은 예를 들어, 연성 회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)일 수 있으며 경성 인쇄회로기판(PCB)과 달리 구부러지는 특성을 갖는다.
따라서, 연성 기판(111-4)의 일면 및 타면에 각각 센싱전극(113-4)과 쉴드전극(115-4)을 형성하면 곡면으로 이루어진 감지대상측에 센싱부(110-5)를 부착할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
도 9는 예를 들어 수조(150)에 센싱부(110-5)를 부착한 상태를 나타낸다. 센싱부(110-5)를 연성 기판(111-4)을 이용하여 구현하였으므로 외측면이 곡면으로 이루어진 수조에도 센싱부(110-5)를 무리없이 부착할 수 있음을 알 수 있다.
도 10은 보조 쉴드전극을 구비하는 센싱부(110-6)의 일 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 센싱부(110-6)는 기판(111-5), 기판(111-5)의 일면에 형성되는 센싱전극(113-5), 기판(111-5)의 타면에 형성되는 쉴드전극(115-5) 및 센싱전극(113-5)과 절연되며 센싱전극(113-5)의 외주를 감싸도록 형성되는 보조 쉴드전극(121)을 포함할 수 있다.
센싱전극(113-5)의 일면은 감지대상측에 설치되는 감지면이며, 그 타면은 쉴드전극(115-5)에 의해 차폐된다. 또한, 센싱전극(113-5)의 둘레면은 보조 쉴드전극(121)에 의해 차폐된다. 따라서, 감지신호의 누설 및 노이즈의 개입을 보다 효율적으로 방지할 수 있으며, 센싱전극(113-5)의 센싱 방향을 감지 대상쪽으로만 향하도록 할 수 있다.
도 11은 연성 기판(111-6) 및 보조 쉴드전극(121-1)을 구비한 센싱부(110-7)를 나타낸다. 센싱전극(113-6)은 연성 기판(111-6)의 일면에 형성되고, 센싱전극(113-6)의 둘레면은 보조 쉴드전극(121-1)에 의해 차폐된다. 또한, 쉴드전극(115-6)은 연성 기판(111-6)의 타면에 형성된다.
최근 정전용량 센서 장치의 감도를 향상시키기 위해 다채널 정전용량 센서 장치가 이용된다. 다채널 정전용량 센서를 위한 센싱부는 복수의 센싱전극과 쉴드전극을 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 센싱부를 센싱회로와 전기적으로 연결하는 케이블은 복수의 감지 신호선 및 쉴드 신호선을 포함할 수 있다.
도 12는 다채널 정전용량 센서 장치에서 센싱부와 센싱회로를 연결하는 케이블(120-2)의 일 예를 나타낸다.
도 12에 도시한 것과 같이, 케이블(120-2)은 복수의 속심부(121a, 121b), 각 속심부(121a, 121b)의 외주를 감싸는 절연층(123a, 123b), 절연층(123a, 123b) 외주를 감싸도록 형성되는 겉심부(125) 및 겉심부(123) 외주를 감싸도록 형성되는 외피(127)를 포함하도록 구성될 수 있다.
속심부(121a, 121b)는 감지 신호선일 수 있으며, 각각의 센싱전극과 전기적으로 접속된다. 겉심부(125)는 쉴드 신호선일 수 있으며 쉴드전극과 전기적으로 접속된다.
도 12에는 2채널 정전용량 센서 장치를 위한 케이블(120-2)을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 채널의 수에 대응하는 속심부를 구비하는 동축 케이블을 이용할 수 있음은 물론이다.
다채널 정전용량 센서 장치에서 센싱전극 간의 간섭을 최소화하기 위해, 각 채널(센싱전극)은 순차적으로 동작해야 한다. 또한, 동작 중인 채널은 쉴드 신호와 연동되어야 한다.
2채널 정전용량 센서 장치를 예로 들어 감지신호 전달 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 13 내지 도 15는 본 기술의 다른 실시예에 의한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 제1채널로는 센싱회로에서 생성되는 제1기준신호가 인가되고, 제2채널로는 센싱회로에서 생성되는 제2기준신호가 인가된다. 제1기준신호 및 제2기준신호는 버퍼부(147)의 정(+) 입력단자에 선택적으로 공급된다.
제1센싱전극의 제1감지신호는 제1감지 신호선(141-1)을 통해 센싱회로 측으로 전달되고, 제2센싱전극의 제2감지신호는 제2감지 신호선(141-2)을 통해 센싱회로로 전달될 수 있다.
각 센싱전극이 독립적으로 동작함에 따라, 제1감지 신호선(141-1) 및 제2감지 신호선(141-2)은 제1스위치(S11) 및 제2스위치(S12)에 의해 선택적으로 센싱회로와 접속될 수 있다. 또한, 제1기준신호 및 제2기준신호는 제3스위치(S13) 및 제4스위치(S14)에 의해 선택적으로 버퍼부(147)에 제공될 수 있다.
쉴드전극과 연결되는 쉴드 신호선(143)은 버퍼부(145)의 부(-) 입력단자로 입력될 수 있다. 아울러, 동작 중인 센싱전극과 쉴드전극이 연동되도록 하기 위하여, 각 감지 신호선(141-1, 141-2)과 쉴드 신호선(143) 간에 제5 및 제6스위치(S15, S16)를 연결한다. 그리고 동작 중인 센싱전극의 감지 신호선과 쉴드 신호선(143)은 절연시키고, 미동작 중인 센싱전극의 감지 신호선과 쉴드 신호선(143)을 전기적으로 연결하여 연동하도록 한다.
쉴드신호는 버퍼부(147)에서 출력되는 기준신호이므로, 외부 환경과 상관없이 동작 중인 센싱전극의 감지신호와 위상 또는 전압이 동일하게 된다.
도 14에는 제1채널을 통한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제1센싱전극을 동작시키기 위해 제1스위치(S11)를 온(ON)시킨다. 또한, 쉴드신호를 제공하기 위해 제3스위치(S13)와 제6스위치(S16)를 온시켜 제2채널과 연동되도록 한다.
제1센싱전극의 감지신호는 감지 신호선(141-1)을 통해 센싱회로로 제공되며, 이 때 감지신호와 위상 또는 전압이 동일한 쉴드신호에 의해 감지신호가 차폐되므로, 외부 환경과 상관 없이 감지신호를 안전하게 전달할 수 있다.
도 15에는 제2채널을 통한 감지신호 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제2스위치(S12)를 온시켜 제2센싱전극의 감지신호가 센싱회로로 전달되도록 한다. 아울러, 제4스위치(S14) 및 제5스위치(S15)를 온시켜 제1채널과 쉴드신호가 연동되도록 한다.
제2감지 신호선(141-2)을 통해 센싱회로로 전달되는 신호를 제외한 나머지 신호선들은 쉴드신호가 인가되므로 감지신호의 누설을 방지할 수 있다.
도 16은 본 기술의 일 실시예에 의한 정전용량 센서 장치의 구성도이다.
정전용량 센서 장치(20)는 감지신호 전달장치(210) 및 센싱회로(220)를 포함할 수 있다.
감지신호 전달장치(210)는 센싱부(211), 케이블(213) 및 커넥터(215)를 포함할 수 있다. 센싱부(211)는 앞서 설명한 도 5 내지 도 11의 센싱부 중 어느 하나를 이용하여 구성하거나, 다채널 정전용량 센서 장치의 경우 복수의 센싱전극을 포함하도록 구성할 수 있다. 케이블(213)은 도 3 또는 도 12에 도시한 케이블 중에서 선택될 수 있다. 커넥터(215)는 감지신호 전달장치(210)를 센싱회로(220)에 전기적으로 연결하기 위한 접속부일 수 있다.
센싱회로(220)는 공지의 정전용량 센서 IC일 수 있다.
예를 들어, 센싱회로(220)는 주파수 발생부, 주파수 카운터, 기준주파수 제공부, 주파수 변환 연산부, 출력 기준값 제공부, 출력 비교부 및 출력부를 포함할 수 있다.
이러한 정전용량 센서 장치(20)에서, 감지신호 전달 장치(210)의 센싱부(211)에 의해 정전용량 변화가 유기되면, 센싱회로(220)의 주파수 발생부에 의해 정전용량에 따라 가변되는 주파수가 발생될 수 있다. 주파수 발생부에서 발생된 주파수는 주파수 카운터를 통해 주파수 변화 연산부로 제공되고, 주파수 변화 연산부는 주파수 카운터의 출력과 기준 주파수 제공부에서 제공되는 기준 주파수를 비교할 수 있다. 출력 비교부는 주파수 변화 연산부의 연산 결과와 출력 기준값 제공부에서 제공되는 출력 기준값을 비교하며, 조건이 충족되면 출력부를 통해 출력 신호가 발생될 수 있다.
센싱회로(220)의 구성과 동작은 이에 한정되는 것은 아니며, 정전용량 변화에 따라 센싱 결과를 출력하는 구성이라면 어느 것이든 채택 가능함은 물론이다.
센싱회로(220)와 센싱부(211) 간의 거리가 멀리 이격되고, 케이블(213)에 의해 센싱회로(220)와 센싱부(211)를 연결하는 경우, 센싱부(211)의 감지신호가 쉴드신호에 의해 보호되어 센싱회로(220)로 전달되므로, 외부 환경에 영향을 받지 않고 감시신호를 전달할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 감지신호 전달 장치
110 : 센싱부
120 : 케이블
130 : 커넥터
111 : 기판
113 : 센싱전극
115 : 쉴드전극
120 : 정전용량 센서 장치

Claims (20)

  1. 감지대상측에 설치되며, 복수의 센싱전극 및 쉴드전극을 구비하는 센싱부; 및
    상기 복수의 센싱전극 각각과 전기적으로 접속되는 복수의 감지 신호선과, 상기 쉴드전극과 전기적으로 접속되는 쉴드 신호선을 포함하는 케이블;을 포함하며,
    어느 하나의 센싱전극이 동작할 때 상기 쉴드전극은 미동작하는 센싱전극에 접속된 감지 신호선에 접속되도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블은, 상기 복수의 감지 신호선으로 구성되는 속심부;
    상기 속심부의 외주를 감싸는 절연층;
    상기 절연층의 외주를 감싸며 상기 쉴드 신호선으로 구성되는 겉심부; 및
    상기 겉심부의 외주를 감싸는 외피;
    를 포함하도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블은 상기 복수의 감지 신호선을 속심부로 포함하고, 상기 쉴드 신호선을 겉심부로 포함하는 동축 케이블로 구성되는 감지신호 전달 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는, 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되는 상기 복수의 센싱전극; 및
    상기 기판의 타면에 형성되는 상기 쉴드전극;
    을 포함하도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는, 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되는 상기 복수의 센싱전극;
    상기 기판의 타면에 형성되는 쉴드전극; 및
    상기 복수의 센싱전극 각각과 절연되며, 상기 복수의 센싱전극 각각의 둘레면을 감싸도록 형성되는 보조 쉴드전극;
    을 포함하도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 연성 기판으로 구성되는 감지신호 전달 장치.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 센싱부는 케이스에 의해 패키징되도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드 신호선에는 센싱회로로부터 제공되는 기준신호가 인가되도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드 신호선에는 상기 감지 신호선에 인가되는 신호와 위상 또는 전압이 동일한 신호가 인가되도록 구성되는 감지신호 전달 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 감지대상측에 설치되며, 복수의 센싱전극 및 쉴드전극을 구비하는 센싱부를 포함하도록 구성되는 감지신호 전달 장치; 및
    상기 센싱부와 전기적으로 접속되는 센싱회로;를 포함하고,
    상기 복수의 센싱전극 각각과 상기 센싱회로 간에 전기적으로 접속되는 복수의 감지 신호선과, 상기 쉴드전극과 상기 센싱회로 간에 전기적으로 접속되는 쉴드 신호선을 포함하는 케이블;을 포함하고,
    어느 하나의 센싱전극이 동작할 때 상기 쉴드전극은 미동작하는 센싱전극에 접속된 감지 신호선에 접속되도록 구성되는 정전용량 센서 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 케이블은 상기 복수의 감지 신호선을 속심부로 포함하고, 상기 쉴드 신호선을 겉심부로 포함하는 동축 케이블로 구성되는 정전용량 센서 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 센싱부는, 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되는 상기 복수의 센싱전극; 및
    상기 기판의 타면에 형성되는 상기 쉴드전극;
    을 포함하도록 구성되는 정전용량 센서 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 센싱부는, 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되는 상기 복수의 센싱전극;
    상기 기판의 타면에 형성되는 쉴드전극; 및
    상기 복수의 센싱전극 각각과 절연되며, 상기 복수의 센싱전극 각각의 둘레면을 감싸도록 형성되는 보조 쉴드전극;
    을 포함하도록 구성되는 정전용량 센서 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 연성 기판으로 구성되는 정전용량 센서 장치.
  17. 제 14 항 또는 제 15 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 센싱부는 케이스에 의해 패키징되도록 구성되는 정전용량 센서 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 쉴드 신호선에는 상기 감지 신호선에 인가되는 신호와 위상 또는 전압이 동일한 신호가 인가되도록 구성되는 정전용량 센서 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002157671A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd センシングシステム
WO2011080308A1 (en) * 2009-12-31 2011-07-07 Mapper Lithography Ip B.V. Capacitive sensing system

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