KR102260386B1 - 감지장치 - Google Patents

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KR102260386B1
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Abstract

감지장치를 개시한다. 본 발명은 정전용량의 변화에 의해 대상체의 위치 이동에 따른 이동 거리를 정확하게 감지할 수 있다.

Description

감지장치{SENSING DEVICE}
본 발명은 감지장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 정전용량의 변화에 의해 대상체의 위치 이동에 따른 이동 거리를 검출하는 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 스트레인은 변형도 또는 변형률을 나타내는 용어로서, 어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에서 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 것으로서, 구조물이나 기계 요소의 해석을 다루는 분야에서 구조물이나 기계요소가 외부의 힘을 받아 변형이 발생할 때 사용하는 용어이다.
스트레인 게이지는 이러한 스트레인에 의하여 구조물이 변형되는 상태와 그 양을 측정하기 위하여 구조물의 표면에 부착하는 게이지로서, 구조물이 변형되는 양을 저항으로 변화하여 측정하는 전기식 스트레인 게이지와 변형되는 구조물의 거리변화를 기계적으로 측정하는 기계식 스트레인 게이지가 있다.
전기식 스트레인 게이지의 소자는 저항 변화가 큰 금속을 사용하는데, 저항 변화가 큰 금속을 사용하는 경우 절연체 위에 와이어 또는 포일 형태로 저항선을 만들어서 저항을 측정한다.
그러나 이러한 스트레인 게이지는 물체의 이동에 따른 변형량 또는 변형여부는 쉽게 감지할 수 있지만, 기구적인 오차로 인해 물체의 이동 거리를 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-1951353호(발명의 명칭: 위치 검출용 용량성 센서 디바이스를 위한 전극 디바이스)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정전용량의 변화에 의해 대상체의 위치 이동에 따른 이동 거리를 검출하는 감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 감지장치로서, 복수의 전극이 배치된 감지 전극; 및 상기 감지 전극 상에 이동 가능하게 설치한 레퍼런스 전극을 포함하고, 상기 감지 전극은 상기 레퍼런스 전극의 위치 이동에 따라 서로 다른 정전 용량이 측정되도록 상기 감지 전극의 길이방향으로 면적이 증가하거나 또는 감소되는 패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 레퍼런스 전극의 위치 이동에 따른 상기 감지 전극의 정전 용량을 측정하고, 상기 측정된 정전 용량에 기초하여 상기 레퍼런스 전극의 위치 이동에 따른 이동 거리 정보를 출력하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 감지 전극은 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극 중 적어도 하나는 전극의 길이 방향(L)을 따라 높이(W)가 증가하거나 또는 감소하는 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극은 삼각형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 감지 전극은 제2 감지 전극과 대향하는 대각선을 갖도록 직각 삼각형이 대칭으로 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 감지 전극은 길이방향의 중앙부에서 최소 높이가 되도록 직각 삼각형상이 대칭으로 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제2 감지 전극은 길이방향의 중앙부에서 최대 높이가 되도록 이등변 삼각형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레퍼런스 전극은 도전성 물질로 이루어지거나 또는 임의의 유전율을 갖는 액체 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부는 상기 제어부는 레퍼런스 전극을 임의의 제1 위치에 위치시킨 상태에서 감지 전극의 정전 용량값을 측정하고, 상기 래퍼런스 전극을 미리 설정된 거리 'a' 만큼 이동시킨 제2 위치에서 상기 감지 전극의 정전 용량값을 측정하여, 상기 제1 및 제2 위치에서 측정된 정전 용량값과 이동 거리의 상관 관계에 기초한 캘리브레이션(Calibration)을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부는 제1 위치에서 측정된 정전 용량값을 오프셋 값으로 설정하고, 상기 설정된 오프셋 값은 이동 거리 산출시 빼는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 정전용량의 변화에 의해 대상체의 위치 이동에 따른 이동 거리를 정확하게 감지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지장치를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 전극 패턴을 나타낸 예시도.
도 3은 도 1의 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도 4는 도 1의 실시 예에 따른 감지장치의 액체형 레퍼런스 전극을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감지장치를 나타낸 블록도.
도 6은 도 5의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 전극 패턴을 나타낸 예시도.
도 7은 도 5의 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지장치의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.
(제1 실시 예)
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 전극 패턴을 나타낸 예시도이며, 도 3은 도 1의 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지장치(100)는 감지 전극(110)과, 레퍼런스 전극(120)과, 제어부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 감지 전극(110)은 상기 레퍼런스 전극(120)의 위치 이동에 따라 서로 다른 정전 용량이 측정되도록 상기 감지 전극(110)의 길이방향으로 면적이 증가하거나 또는 감소되는 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 감지 전극(110)은 일정 형상을 갖는 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)이 배치되고, 상기 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)이 고정되도록 지지하는 지지체(113)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 감지 전극(111)은 감지 전극(110)의 길이방향으로 일정 길이(L)를갖고, 폭방향으로 일정 높이(W)를 가지며, 상기 폭방향 높이는 길이방향에 대하여 점차 작아지는 직각 삼각형상의 패턴으로 구성된다.
상기 제2 감지 전극(112)은 감지 전극(110)의 길이방향으로 일정 길이(L)를 갖고, 폭방향으로 일정 높이(W)를 가지며, 상기 폭방향 높이는 길이방향에 대하여 점차 높아지는 직각 삼각형상의 패턴으로 구성된다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)은 직각 삼각형상의 대각선이 서로 대향하도록 배치된다.
즉, 상기 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)은 직각 삼각형이 서로 반대 방향으로 대칭의 형상으로 배치된다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)의 대각선 사이의 간격(s)은 전기적 절연을 제공할 수 있도록 일정 거리만큼 이격되어 설치된다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111)과, 제2 감지 전극(112)은 Cu, Al, Ag 등의 도전성 물질로 구성될 수 있고, 필요에 따라 ITO, SnO, ZnO 등의 투명한 도전성 물질로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111)은 제1 감지 전극 신호선(111a)을 통해 제어부(130)에 접속되고, 상기 제2 감지 전극(112)은 제2 감지 전극 신호선(112a)을 통해 제어부(130)에 접속된다.
또한, 상기 제1 감지 전극 신호선(111a)과 제2 감지 전극 신호선(112a)은 Cu, Al, Ag 등의 도전성 물질로 구성하여 제1 감지 전극(111)과 제2 감지 전극(112)의 정전 용량 변화를 쉽게 검출하여 제어부(130)에 전달할 수 있도록 한다.
상기 지지체(113)는 상기 감지 전극(110)을 고정하는 구성으로서, PCB 기판이나, 세라믹 등의 강성을 갖는 물질로 구성될 수 있고, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프타레이트), PI(폴리이미드), PC(폴리카보네이트) 등의 유연한 전기 절연성의 플라스틱 필름으로 구성될 수도 있다.
상기 레퍼런스 전극(120)은 감지 전극(110) 상에 이동 가능하게 설치되어 상기 감지 전극(110)의 정전 용량 변화를 유도하는 구성으로서, 바람직하게는 Cu, Al, Ag 등의 도전성 물질로 이루어진 판 형상의 전극이다.
상기 전극은 설명의 편의를 위해 판 형상의 전극에 GND(Ground) 전위를 인가하는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 일정 전위에 제한할 필요가 없음은 당연하다.
즉, 상기 레퍼런스 전극(120)은 GND 전극으로서, 상기 감지 전극(110) 상에서 이동하여 감지 전극(110)의 위치에 따라 정전 용량이 변화되도록 한다.
또한, 상기 레퍼런스 전극(120)은 레퍼런스 전극 신호선(120a)을 통해 제어부(130)에 접속된다.
한편, 상기 레퍼런스 전극(120)은 도전성 물질로 이루어진 판 형상의 전극이 아닌 임의의 유전율을 갖는 액체로 구성할 수도 있다.
즉, 도 4와 같이, 액체의 주입이 가능한 용기(140)의 외부면에 감지 전극(110)을 설치하고, 상기 감지 전극(110)이 설치된 용기(140)로 일정 크기의 유전율을 갖는 액체를 레퍼런스 전극(121)으로 동작하도록 주입함으로써, 상기 용기(140)로 주입된 액체량에 따른 높이 변화, 또는 상기 용기(140)로부터 배출된 액체량에 따른 높이 변화를 이용하여 상기 감지 전극(110)의 정전 용량이 변화되도록 구성할 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제어부(130)는 상기 레퍼런스 전극(120)의 위치에 따른 상기 감지 전극(110)의 정전 용량을 측정하고, 상기 측정된 정전 용량에 기초하여 상기 레퍼런스 전극(120)의 위치에 따른 이동 거리 정보를 출력한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 감지 전극(110)에 공급되는 신호 전압을 발생하고, 상기 감지 전극(110)의 정전 용량 변화와, 변화된 정전 용량값을 산출하여 이동 거리(또는 이동 길이) 정보로 변환하여 출력되도록 한다.
다음은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명한다.
제어부(130)는 레퍼런스 전극(120)을 임의의 제1 위치, 예를 들면, 제1 감지 전극(111) 및 제2 감지 전극(112)의 시작점인 '0' 또는 레퍼런스 전극(120)을 움직이지 않은 상태로 임의의 위치 'x'에 위치시킨 상태에서 감지 전극(110)의 정전 용량 값들(P01, P02)을 측정한다. 여기서 'P01'은 제1 감지 전극(111)의 정전 용량 값이고, 'P02'는 제2 감지 전극(112)의 정전 용량 값이다.
상기 제1 위치에서 측정된 정전 용량 값은 오프셋 값으로 설정하고, 상기 설정된 오프셋 값은 이동 거리 산출시 빼서 불필요한 캐패시턴스의 제거를 통한 정확한 측정이 이루어질 수 있도록 한다.
이후, 상기 제어부(130)는 래퍼런스 전극(120)을 사용자가 알고 있는 미리 설정된 거리 'a' 만큼 이동시킨 제2 위치에서 감지 전극(110)의 정전 용량 값들(Pa1, Pa2)을 측정한다.
상기 제어부(130)는 상기 제1 위치에서 측정된 정전 용량 값들(P01, P02) 및 제2 위치에서 측정된 정전 용량 값들(Pa1, Pa2)과 사용자가 알고 있는 이동 거리 'a'와의 상관 관계에 따른 상관 계수를 산출하고, 상기 산출된 계수에 기초하여 정전 용량 값에 따른 이동 거리의 캘리브레이션(Calibration)을 수행한다.
상기 캘리브레이션 과정을 더욱 구체적으로 설명하면, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 레퍼런스 전극(120)과, 제1 감지 전극(111)이 겹치는 면적은 다음의 수식과 같다.
Figure 112019041793446-pat00001
또한, 레퍼런스 전극(120)과 제2 감지 전극(112)이 겹치는 면적은 다음의 수식과 같다.
Figure 112019041793446-pat00002
상기 수식들의 합과 차이의 비율은 다음과 같이 구할 수 있다.
Figure 112019041793446-pat00003
겹치는 면적은 정전 용량 값과 비례하므로, 측정된 'Pa1'과, 'Pa2'로 대체하면, 다음과 같다.
Figure 112019041793446-pat00004
여기서, 'L'값을 산출하는 것이 캘리브레이션이다.
상기 캘리브레이션으로 제조상 공차가 많은 길이(L)를 제품마다 구함으로써, 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 캘리브레이션을 수행한 다음, 상기 제어부(130)는 측정하고자 하는 위치 'b'로 레퍼런스 전극(120)이 이동하면, 상기 레퍼런스 전극(120)에 의해 감지 전극(110)의 정전 용량(또는 변화량) 즉, 제1 감지 전극(111)의 길이(L)와 높이(W)에 대한 면적 변화를 통해 측정되는 정전 용량(또는 변화량)과, 제2 감지 전극(112)의 길이(L)와 높이(W)에 대한 면적 변화를 통해 측정되는 정전 용량(또는 변화량)의 총합을 'b' 위치에서의 정전 용량 값들(Pb1, Pb2)로 측정한다.
상기 제어부(130)는 상기 측정된 정전 용량 값들(Pb1, Pb2)에 캘리브레이션에서 산출된 상관 계수를 반영하여 레퍼런스 전극(120)이 기준위치(예를 들면, 제1 위치)로부터 이동한 거리를 산출한다.
상기한 실시 예에서는 아는 거리를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 것으로 설명하였지만, 감지 전극의 거리를 알고 있는 경우에는 상기 캘리브레이션 과정을 생략할 수도 있다.
(제2 실시 예)
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감지장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 도 4의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 전극 패턴을 나타낸 예시도이며, 도 6은 도 4의 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
제2 실시 예에 따른 감지장치(100')는 감지 전극(110')과, 레퍼런스 전극(120')과, 제어부(130')를 포함하여 구성된다.
상기 제2 실시 예에 따른 감지 전극(110')은 상기 감지 전극(110')의 중앙부에 위치한 레퍼런스 전극(120')의 좌/우 위치 이동에 따라 서로 다른 정전 용량이 측정되도록 상기 감지 전극(110')의 길이방향으로 면적이 증가하거나 또는 감소하는 패턴이 형성된다.
또한, 상기 감지 전극(110')은 일정 형상을 갖는 제1 감지 전극(111', 111'a) 및 제2 감지 전극(112')이 배치되고, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)과 제2 감지 전극(112')이 고정되도록 지지하는 지지체(113')를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)과 제2 감지 전극(112')은 전기적인 절연이 제공될 수 있도록 일정 거리 이격되어 설치된다.
상기 제1 감지 전극(111', 111'a)은 제2 감지 전극(112')의 경사면 방향에 대향하여 배치되고, 제1 감지 전극(111'a)의 길이방향을 따라 높이가 감소하는 부분과, 제1 감지 전극(111')의 높이가 증가하는 부분을 갖는 패턴으로 구성된다.
즉, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)은 제2 감지 전극(112')의 경사면과 대향한 경사면을 형성하고, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)의 길이방향 중앙부(L/2)에서 최소 높이가 되며, 상기 길이방향 중앙부(L/2)에서 대칭으로 배치된 직각 삼각형상으로 이루어진다.
본 실시 예에서는 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)이 하나의 전극으로 이루어진 것을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 2개의 직각 삼각형상을 갖는 제1 감지 전극(111', 111'a)을 길이방향 중앙부(L/2)에서 분리하여 배치할 수도 있다.
상기 제2 감지 전극(112') 제2 감지 전극(112')의 길이방향을 따라 높이(W)가 증가하는 부분과, 상기 높이(W)가 감소하는 부분을 갖는 패턴으로 구성되고, 바람직하게는 상기 제2 감지 전극(112')은 길이방향의 중앙부(L/2)에서 최대 높이를 갖는 이등변 삼각형상으로 이루어진다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)과, 제2 감지 전극(112')은 Cu, Al, Ag 등의 도전성 물질로 구성될 수 있고, 필요에 따라 ITO, SnO, ZnO 등의 투명한 도전성 물질로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)은 제1 감지 전극 신호선을 통해 제어부(130')에 접속되고, 상기 제2 감지 전극(112')은 제2 감지 전극 신호선을 통해 제어부(130')에 접속될 수 있다.
상기 지지체(113')는 PCB 기판이나, 세라믹 등의 강성을 갖는 물질로 구성될 수 있고, PET, PEN, PI, PC 등의 유연한 전기 절연성의 플라스틱 필름으로 구성될 수도 있다.
상기 레퍼런스 전극(120')은 감지 전극(110') 상에 이동 가능하게 설치되고, 상기 레퍼런스 전극(120')의 위치에 따라 상기 감지 전극(110')의 정전 용량 변화를 유도하는 구성으로서, Cu, Al, Ag 등의 도전성 물질로 이루어진 판 형상의 전극으로서, GND 전극으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 레퍼런스 전극(120')은 감지 전극(110')의 일측 또는 중앙부(L/2)에 위치하여 상기 레퍼런스 전극(120')의 이동에 따른 거리 측정에 사용할 수 있다.
상기 제어부(130')는 상기 레퍼런스 전극(120')의 위치에 따른 상기 감지 전극(110')의 정전 용량을 측정하고, 상기 측정된 정전 용량에 기초하여 상기 레퍼런스 전극(120')의 위치에 따른 이동 거리 정보를 출력한다.
또한, 상기 제어부(130')는 상기 감지 전극(110')에 공급되는 신호 전압을 발생하고, 상기 감지 전극(110')의 정전 용량 변화와, 변화된 정전 용량 값을 산출하여 이동 거리(또는 이동 길이) 정보로 변환하여 출력되도록 한다.
다음은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 감지장치의 동작과정을 설명한다.
제어부(130')는 레퍼런스 전극(120')을 임의의 제1 위치, 예를 들면, 제2 감지 전극(112')의 시작점인 '0'에 위치시키거나, 레퍼런스 전극(120')을 움직이지 않은 상태로 제1 감지 전극(111', 111'a) 및 제2 감지 전극(112') 상의 임의의 위치에 위치시키거나, 또는 제1 감지 전극(111', 111'a) 및 제2 감지 전극(112') 상의 중앙부(L/2)에 위치시킨 상태에서 감지 전극(110')의 정전 용량 값들(P01, P02)을측정한다.
상기 제1 위치에서 측정된 정전 용량값은 오프셋 값으로 설정하고, 상기 설정된 오프셋 값은 이동 거리 산출시 빼서 불필요한 캐패시턴스의 제거를 통한 정확한 측정이 이루어질 수 있도록 한다.
이후, 상기 제어부(130')는 래퍼런스 전극(120')을 사용자가 알고 있는 미리 설정된 거리 'a' 만큼 이동시킨 제2 위치에서 감지 전극(110')의 정전 용량 값들(Pa1, Pa2)을 측정하여 상기 정전 용량 값들(Pa1, Pa2)과 사용자가 알고 있는 이동 거리 'a'와의 상관 관계에 따른 상관 계수를 산출하고, 상기 산출된 계수에 기초하여 정전 용량값에 따른 이동 거리의 캘리브레이션을 수행한다.
상기 캘리브레이션을 수행한 다음, 상기 제어부(130')는 측정하고자 하는 위치 'b''로 레퍼런스 전극(120')이 이동하면, 상기 레퍼런스 전극(120')에 의해 감지 전극(110')의 정전 용량(또는 변화량) 즉, 제1 감지 전극(111', 111'a)의 길이(L)와 높이(W)에 대한 면적 변화를 통해 측정되는 정전 용량(또는 변화량)과, 제2 감지 전극(112')의 길이(L)와 높이(W)에 대한 면적 변화를 통해 측정되는 정전 용량(또는 변화량)의 총합을 'b'' 위치에서의 정전 용량 값들(Pb1, Pb2)로 측정한다.
상기 제어부(130')는 상기 측정된 정전 용량 값들(Pb1, Pb2)에 캘리브레이션에서 산출된 상관 계수를 반영하여 기준 위치(예를 들면, 제1 위치)로부터 레퍼런스 전극(120')이 이동한 거리를 산출한다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100, 100' 감지장치
110, 110' : 감지 전극
111, 111', 111'a : 제1 감지 전극
111a : 제1 감지 전극 신호선
112, 112', 112'a : 제2 감지 전극
112a : 제2 감지 전극 신호선
113,113' : 지지체
120,120' : 레퍼런스 전극
120a : 레퍼런스 전극 신호선
130, 130' : 제어부

Claims (11)

  1. 제1 감지 전극(111', 111'a) 및 제2 감지 전극(112')이 배치되되, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)은 제2 감지 전극(112')의 경사면 양측 방향에 대향하여 좌/우 대칭으로 배치되고, 상기 제1 감지 전극(111', 111'a)의 중앙부(L/2)를 중심으로 일측으로 상기 제1 감지 전극(111'a)의 길이방향(L)을 따라 높이(W)가 감소하는 부분과, 타측으로 상기 제1 감지 전극(111')의 길이방향(L)을 따라 높이(W)가 증가하는 부분을 갖는 패턴을 형성한 감지 전극(110'); 및
    상기 감지 전극(110') 상의 중앙부((L/2)에서 양쪽 중 어느 하나의 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 감지 전극(110')의 일측 또는 타측으로 이동함에 따른 정전 용량 변화를 출력하는 레퍼런스 전극(120'); 및
    상기 레퍼런스 전극(120')의 위치 이동에 따른 상기 감지 전극(110')의 정전 용량을 측정하고, 상기 측정된 정전 용량에 기초하여 상기 레퍼런스 전극(120')의 위치 이동에 따른 이동 거리 정보를 출력하는 제어부(130');를 포함하되,
    상기 제어부(130')는 레퍼런스 전극(120')을 임의의 제1 위치(0)에 위치시킨 상태에서 감지 전극(110')의 정전 용량값(P0)을 측정하여 오프셋 값으로 설정하고, 상기 래퍼런스 전극(120')을 미리 설정된 거리 'a' 만큼 이동시킨 제2 위치에서 상기 감지 전극(110')의 정전 용량값(Pa)을 측정하며, 상기 제1 및 제2 위치에서 측정된 정전 용량값(P0, Pa)과 이동 거리 'a'와의 상관 관계에 따른 상관 계수를 산출하고, 상기 산출된 계수에 기초하여 정전 용량값에 따른 이동 거리의 캘리브레이션(Calibration)을 수행하며, 상기 캘리브레이션을 통해 산출된 상관 계수와 상기 오프셋 값을 반영하여 상기 레퍼런스 전극(120')이 이동한 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 감지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극(111', 111'a) 및 제2 감지 전극(112')은 삼각형상인 것을 특징으로 하는 감지장치.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극(111', 111'a)은 길이방향의 중앙부(L/2)에서 최소 높이가 되도록 직각 삼각형상이 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 감지장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 감지 전극(112')은 길이방향의 중앙부에서 최대 높이가 되도록 이등변 삼각형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 감지장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 전극(120')은 도전성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 감지장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 전극(121)은 외부면에 감지 전극(110)이 설치된 용기(140)로 주입되는 액체량의 높이 변화, 또는 상기 용기(140)로부터 배출되는 액체량의 높이 변화에 기반하여 정전 용량이 변화되도록 임의의 유전율을 갖는 액체로 이루어진 것을 특징으로 하는 감지장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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