KR102260985B1 - 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서 - Google Patents

접촉식 및 비접촉식 겸용 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 근접하는 물체의 접촉 압력에 기초한 접촉식 감지 기능과 근접하는 물체에 의한 정전용량값의 변화에 기초하는 비접촉식 감지 기능이 하나의 센서에 함께 구비된 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서가 개시된다.

Description

접촉식 및 비접촉식 겸용 센서 {Combined type sensor with contact sensing and contactless sensing}
본 발명은 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서에 관한 것으로서, 근접하는 물체의 접촉 압력에 기초한 접촉식 감지 기능과 근접하는 물체에 의한 정전용량값의 변화에 기초하는 비접촉식 감지 기능이 하나의 센서에 함께 구비된 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서에 관한 것이다.
일반적으로 물체 접근을 감지하는 센서는 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분된다. 접촉식은 장애물과 같은 물체의 접촉으로 인해 발생하는 전기적 부하의 변화나 공압의 변화를 감지하여 물체의 접근 여부를 판단하는 방식이고, 비접촉식은 정전용량의 변화, 자기장 또는 전장(Electric Field)의 변화 등을 이용하여 장애물의 접근 여부를 판단하는 방식이다.
종래의 비접촉식 센서의 일예로 도 7의 센서는 정전용량 변화 감지방식의 센서로서 정전용량을 감지하는 정전용량 감지모듈(112), 정전용량 감지모듈(112)에서 출력된 신호를 이용하여 물체의 접근여부를 판단하는 제어모듈(118), 정전용량 감지모듈(112)의 출력신호를 제어모듈(118)로 전달하는 전송라인(120)을 포함한다.
정전용량 감지모듈(112)은 예를 들어, 차량의 도어나 윈도우의 주변부를 따라 설치되는 센서 스트립(114)과 센서 스트립(114)의 단부에 결합되어 센서 스트립(114)의 정전용량을 감지하는 정전용량 감지회로(116)를 포함한다.
센서 스트립(114)은 예를 들어, 유연성이 좋은 고무재질의 절연체 내부에 얇은 띠 형태의 전도체(예, 금속재)가 삽입된 것으로서, 상기 전도체가 커패시터(capacitor)의 전극역할을 하기 때문에 근처에 접근 물체가 있는 경우의 정전용량과 없는 경우의 정전용량이 서로 다르게 나타난다. 센서 스트립(114)은 차량의 도어나 윈도우 주위 또는 슬라이딩 게이트, 엘리베이터 도어 등 다양한 대상체에 설치될 수 있다. 또한 예시된 센서 스트립(114)은 직선형태로 도시되어 있으나 필요에 따라 곡선형으로 굽혀서 설치될 수도 있다.
제어모듈(118)은 예를 들어, 정전용량 감지회로(116)의 출력신호가 입력되면 미리 설정되어 있는 기준값과 비교하여 허용범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 역할을 한다. 이때 허용범위를 벗어난 것으로 판단되면 예를 들어, 차량의 도어나 윈도우를 자동으로 온/오프시키는 개폐모듈(130)로 제어신호를 전송하여 도어의 동작을 중단시키거나 반대방향으로 동작시킨다.
정전용량 감지회로(116)에는 예를 들어, 센서 스트립(114)과 연결된 RF 발진기가 구비되며, RF 발진기의 발진 주파수는 회로 제작시에 결정되므로, 장애물이 없는 정상적인 상태에서는 정전용량 감지회로(116)의 출력신호는 일정한 주파수를 가진다.
사람의 손이나 신체의 일부가 문이나 도어에 근접하는 경우, 센서 스트립(114)의 정전용량이 변화하게 되고, 센서 스트립(114)에 연결된 RF 발진기의 발진 주파수가 달라진다. 이렇게 RF 발진기의 발진 주파수가 달라짐에 따라, 정전용량 감지회로(116)의 출력신호가 허용 주파수범위를 벗어나면 제어모듈(118)은 장애물과 같은 물체의 접근이 있는 것으로 판단한다.
상기 도 7의 구성과 유사한 기본 원리로 동작하는 정전용량 감지 방식의 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0627922호 (2006.09.18), 대한민국 등록특허 제10-0947559호 (2010.03.08), 대한민국 등록특허 제10-1232742호 (2013.02.13) 등이 공지된 바 있다.
그런데 상술한 종래의 물체 접근 감지 장치는 비접촉식 물체 감지 기능만을 제공하므로, 센서 설치 환경이나 목적에 따라 접촉식 물체 감지 기능이 필요한 경우 접촉식 센서를 새로이 설계하거나 센서 부착부의 구조를 새로이 설계해야 한다는 한계점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0627922호 (2006.09.18) 대한민국 등록특허 제10-0947559호 (2010.03.08) 대한민국 등록특허 제10-1232742호 (2013.02.13)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 근접하는 물체의 접촉 압력에 기초한 접촉식 감지 기능과 근접하는 물체에 의한 정전용량값의 변화에 기초하는 비접촉식 감지 기능이 하나의 센서에 함께 구비된 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 길이 방향을 따라 연장된 제1 도체; 상기 제1 도체를 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 제1 도전성 고무; 상기 제1 도체와 상호 대향하여 평행하게 배치된 상태로 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 도체의 하부에 미리 설정된 간격을 유지하도록 배치되는 제2 도체; 상기 제2 도체를 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 제2 도전성 고무; 및 상기 제1 도전성 고무와 상기 제2 도전성 고무 각각의 일부면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 도전성 고무와 상기 제2 도전성 고무 사이에 에어 갭을 형성하도록 구성된 절연 고무;를 포함하며, 외력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 절연 고무의 형상이 유지되어 상기 에어 갭을 통해 마주보는 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 비접촉 상태를 유지하며, 외력이 가해진 상태에서는 상기 절연 고무의 형상이 변형되어 상기 에어 갭을 통해 마주보는 상기 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 접촉 상태를 이루도록 구성된 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서가 개시된다.
바람직하게, 상기 제1 도전성 고무의 하부면에는 길이 방향을 따라 연장되어 돌출 형성된 제1 돌기부가 구비되며, 상기 제2 도전성 고무의 상부면에는 길이 방향을 따라 연장되어 돌출 형성된 제2 돌기부가 구비되며, 상기 제1 돌기부와 제2 돌기부의 접촉에 의해 상기 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 접촉 상태를 이루도록 구성된다.
바람직하게, 상기 절연고무는, 상기 제1 도전성 고무의 상부측면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 상부체와, 상기 제2 도전성 고무의 하부측면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 하부체와, 상기 상부체와 하부체의 좌측단 및 우측단을 각각 연결하는 좌측 측벽체 및 우측 측벽체를 구비하며, 상기 에어 갭은 상기 상부체와 하부체, 좌측 측벽체, 우측 측벽체가 둘러싼 공간에 의해 형성된다.
바람직하게, 상기 제1 도체는 미리 설정된 폭을 갖도록 형성되어, 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 절연고무의 하부 외측면이 그라운드 역할을 하는 외부 도전체의 표면에 위치한 상태에서 상기 제1 도체가 상기 외부 도전체의 표면과 서로 대향하여 정전용량을 갖는 커패시터의 기능을 제공하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속판으로 구성된다.
바람직하게, 상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속편조물로 구성된다.
바람직하게, 상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속 와이어로 구성된다.
이와 같은 본 발명은, 근접하는 물체에 대한 접촉식 감지 기능과 비접촉식 감지 기능을 하나의 센서로 제공할 수 있다는 장점이 있다.
특히 본 발명은 센서 설치 환경이나 목적에 따라 비접촉식 물체 감지 기능이 필요하거나 또는 접촉식 물체 감지 기능이 필요한 경우, 센서를 새로이 설계하거나 센서 부착부의 구조를 새로이 설계할 필요 없이, 하나의 센서로서 2가지 기능을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 비접촉식 센싱 동작을 설명하기 위한 단면 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 접촉식 센싱 동작을 설명하기 위한 단면 모식도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 비접촉식 센싱을 위한 회로 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 접촉식 센싱을 위한 회로 구성도,
도 6은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 단면 모식도,
도 7은 정전용량 변화를 이용하는 종래의 비접촉식 물체 감지장치의 일예를 나타낸 구성도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 사시도이다.
본 실시예의 센서(ST)는 차량의 도어나 윈도우 주위 또는 슬라이딩 게이트, 엘리베이터 도어 등 다양한 대상체에 길이 방향(D1)을 따라 연장된 형태로 부착 설치될 수 있다.
본 실시예의 설명에 있어서, 길이 방향(D1)은 반드시 직선의 길이 방향을 의미하는 것은 아니며 곡선형상의 일부분, 다각형상의 변 등 다양한 공지의 기하학적 형상에 있어서 부분/전체적으로 길게 연장된 형태를 갖는 부분의 길이 방향을 의미할 수 있다.
일예로, 본 실시예의 센서(ST)는 압출 등의 방법으로 직선 형태로 제작되어 직선 형태로 설치되거나 또는 필요에 따라 곡선형으로 굽혀서 설치될 수 있다. 다른예로, 본 실시예의 센서(ST)는 공지의 몰드를 이용하여 곡선 또는 미리 설정된 도형의 형태로 제작되어 설치될 수도 있다. 다른예로, 본 실시예의 센서(ST)는 전원 연결부, 소형 PCB 기판을 내설하기 위해 부분적으로 돌출된 형상을 포함할 수도 있다.
본 실시예의 센서(ST)는, 길이 방향(D1)을 따라 연장된 제1 도체(40)와, 상기 제1 도체(40)를 감싼 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장된 제1 도전성 고무(20)를 포함한다.
상기 제1 도체(40)는 미리 설정된 폭(W)을 갖도록 형성되어, 본 실시예의 센서(ST)가 정전용량 방식의 비접촉식 센서로 사용되는 경우 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공한다.
또한, 본 실시예의 센서(ST)는, 상기 제1 도체(40)와 상호 대향하여 평행하게 배치된 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장되며 상기 제1 도체(40)의 하부(D)에 미리 설정된 간격을 유지하도록 배치되는 제2 도체(50)와, 상기 제2 도체(50)를 감싼 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장된 제2 도전성 고무(30)를 포함한다.
일예로, 상기 제1 도체(40) 및 제2 도체(50) 중 적어도 어느 하나는 금속판으로 구성된다. 다른예로, 상기 제1 도체(40) 및 제2 도체(50) 중 적어도 어느 하나는 금속편조물로 구성된다. 다른예로, 상기 제1 도체(40) 및 제2 도체(50) 중 적어도 어느 하나는 금속 와이어로 구성된다.
예를 들어, 상기 제1 도체(40)는 금속판, 금속편조물 및 금속 와이어 중의 어느 하나로 구성되고, 상기 제2 도체(50)는 금속판, 금속편조물 및 금속 와이어 중의 어느 하나로 구성될 수 있다.
금속판 또는 면적을 갖는 금속편조물은 편평한 면에 부착되어 사용되기에 적합하고, 특히 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공하는데 적합하다.
와이어 또는 금속편조물은 곡면에 부착되어 사용되기에 적합하고, 유연한 형상 변화가 가능하므로 3차원적 곡면 변화를 갖는 다양한 센서 부착면에 대응하여 도체의 설치가 용이하게 이뤄지도록 한다. 와이어 또는 금속편조물의 경우도 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공할 수 있다. 도 6에서 제2 도체(50)는 금속 와이어로 구성된 예를 나타내며, 와이어의 개수는 센싱 목적에 따라 변경 가능하다. 금속편조물은 도 6의 제1 도체(40)와 같이 면적을 갖는 형태로 제작될 수도 있고, 도 6의 제2 도체(50)와 같이 와이어와 유사한 단면 형태로 제작될 수도 있다. 금속편조물을 사용하는 경우 3차원적 형상 변화에 적합하다.
또한, 본 실시예의 센서(ST)는, 상기 제1 도전성 고무(20)와 상기 제2 도전성 고무(30) 각각의 일부면을 감싼 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장되고, 상기 제1 도전성 고무(20)와 상기 제2 도전성 고무(30) 사이에 에어 갭(60)을 형성하도록 구성된 절연 고무(10)를 포함한다.
바람직하게, 상기 절연 고무(10)는, 상기 제1 도전성 고무(20)의 상부측면을 감싼 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장된 상부체(10a)와, 상기 제2 도전성 고무(30)의 하부측면을 감싼 상태로 길이 방향(D1)을 따라 연장된 하부체(10d)와, 상기 상부체(10a)와 하부체(10d)의 좌측단 및 우측단을 각각 연결하는 좌측 측벽체(10b) 및 우측 측벽체(10c)를 구비한다.
상기 에어 갭(60)은 상기 상부체(10a)와 하부체(10d), 좌측 측벽체(10b), 우측 측벽체(10c)가 둘러싼 공간에 의해 형성된다.
바람직하게, 상기 제1 도전성 고무(20)의 하부면에는 길이 방향(D1)을 따라 연장되어 돌출 형성된 제1 돌기부(22)가 구비되며, 상기 제2 도전성 고무(30)의 상부면에는 길이 방향(D1)을 따라 연장되어 돌출 형성된 제2 돌기부(32)가 구비된다.
본 실시예의 센서(ST)가 접촉식 센서로 이용되는 경우, 상기 제1 도전성 고무(20)의 하부면과 상기 제2 도전성 고무(30)의 상부면이 면대면으로 접촉하여 접촉식 감지를 할 수도 있지만, 더욱 바람직하게는 상기 제1 돌기부(22) 및 제2 돌기부(32)가 전기적 접점의 기능을 제공할 수 있다. 상기 제1 돌기부(22) 및 제2 돌기부(32)는 돌기 높이의 설정에 따라 상하 간의 접촉 거리를 적절하게 조절하는 기능과, 전기적 접촉을 명확하게 인식하는 기능을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 비접촉식 센싱 동작을 설명하기 위한 단면 모식도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 비접촉식 센싱을 위한 회로 구성도이다.
도 2 및 도 4는 본 실시예의 센서(ST)가 비접촉식 센서로 사용되는 경우를 예시한다.
상기 제1 도체(40)는 미리 설정된 폭(W)을 갖도록 형성되어, 본 실시예의 센서(ST)가 정전용량 방식의 비접촉식 센서로 사용되는 경우 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공한다.
이 경우, 상기 절연 고무(10)의 하부 외측면이 그라운드(GND) 역할을 하는 외부 도전체(2)의 표면에 위치한 상태에서 상기 제1 도체(40)가 상기 외부 도전체(2)의 표면과 서로 대향하여 정전용량을 갖는 커패시터의 기능을 제공하게 된다. 즉, 상기 제1 도체(40)에 전원이 인가되면 상기 제1 도체(40)와 그라운드(GND) 역할을 하는 외부 도전체(2)가 서로 대향하여 정전용량을 갖는 하나의 커패시터를 이루게 된다. 그라운드(GND) 역할을 하는 외부 도전체(2)의 예로는 자동차의 금속제 판넬 등이 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
일예로, 본 실시예의 센서(ST)는 도 4와 같은 제어회로(300)를 통해 물체의 근접을 감지할 수 있다.
도 4의 제어회로(300)는 노터치 신호 발생부(110)와 터치 신호 발생부(120)를 구비하며, 이들 신호 발생부를 통해 발생한 전기적 신호는 터치/노터치 겸용 입력부(130)를 통해 입력된다.
도 4의 실시예는 비접촉식 감지가 이뤄지는 경우이므로, 커패시터의 (+) 극판 기능을 제공하는 상기 제1 도체(40)가 전기적으로 노터치 신호 발생부(110)에 연결된다.
일예로, 노터치 신호 발생부(110)는 제1 도체(40)와 연결된 RF 발진기를 구비하며, RF 발진기의 발진 주파수는 회로 제작시에 결정되므로, 근접하는 물체가 없는 정상적인 상태에서는 노터치 신호 발생부(110)의 출력신호는 일정한 주파수를 가진다.
사람의 손이나 신체의 일부와 같은 물체가 본 실시예의 센서(ST)에 근접하는 경우, 제1 도체(40)의 정전용량이 변화하게 되고, 제1 도체(40)에 연결된 RF 발진기의 발진 주파수가 달라진다. 이렇게 RF 발진기의 발진 주파수가 달라짐에 따라, 노터치 신호 발생부(110)의 출력신호가 허용 주파수범위를 벗어나면 노터치 신호 발생부(110)의 출력신호를 수신하는 메인 콘트롤러(190)는 장애물과 같은 물체의 접근이 있는 것으로 판단하고 표시부(200)를 통해 사용자에게 알람을 표시하거나 모터와 같은 액츄에이터(미도시)를 동작시킬 수 있다.
다른 관점에서, 노터치 신호 발생부(110)는 도 7을 통해 예시된 정전용량 변화 감지방식의 센서에 포함된 정전용량 감지회로에 상응하는 요소로서, 다수 자료를 통해 동일한 기능을 제공하는 구성들이 공지된 바 있으므로 상세 설명은 생략한다.
노터치 신호 발생부(110)에서 메인 콘트롤러(190)로 전송되는 전기 신호는 신호의 노이즈 제거와 A/D 변환 등을 위해 센싱 신호 수신부(140), 노이즈 필터(150), 신호 처리부(160) 등을 통과할 수 있다.
메인 콘트롤러(190)는 메모리(170)에 저장된 제어 프로그램에 의해 동작하며, 메모리(170)에는 알람 표시 여부를 판단하기 위한 기준치(임계치)가 설정되어 저장될 수 있다.
도 4의 제어회로(300)는, 노터치 신호 발생부(110)를 통해 본 실시예의 센서(ST)가 연결되어 비접촉식으로 물체를 감지하는 사용예이므로, 터치 신호 발생부(120)에는 센서(ST)가 연결되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 접촉식 센싱 동작을 설명하기 위한 단면 모식도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서의 접촉식 센싱을 위한 회로 구성도이다.
도 3 및 도 5는 본 실시예의 센서(ST)가 접촉식 센서로 사용되는 경우를 예시한다.
본 실시예의 센서(ST)는, 외력(P)이 가해지지 않은 상태(도 3의 (a))에서는 상기 절연 고무(10)의 형상이 유지되어 상기 에어 갭(60)을 통해 마주보는 제1 도전성 고무(20)의 하부면과 상기 제2 도전성 고무(30)의 상부면이 비접촉 상태를 유지한다.
한편, 외력(P)이 가해진 상태(도 3의 (b))에서는 상기 절연 고무(10)의 형상이 변형되어 상기 에어 갭(60)을 통해 마주보는 상기 제1 도전성 고무(20)의 하부면과 상기 제2 도전성 고무(30)의 상부면이 접촉 상태를 이루게 된다.
상기 제1 도전성 고무(20) 및 상기 제2 도전성 고무(30)에 상기 제1 돌기부(22)와 제2 돌기부(32)가 형성된 경우, 상기 제1 돌기부(22)와 제2 돌기부(32)의 접촉에 의해 상기 제1 도전성 고무(20)의 하부면과 상기 제2 도전성 고무(30)의 상부면이 접촉 상태를 이루게 된다.
상기 제1 도전성 고무(20) 및 상기 제2 도전성 고무(30)는 모두 도전성 소재이므로 전기 신호가 전달될 수 있으며, 내부에 제1 도체(40) 및 제2 도체(50)가 내설되어 있으므로 전기 신호의 전송이 원활하게 이뤄질 수 있다. 즉, 접촉 감지를 위한 전기 도통은 제1 도전성 고무(20)와 상기 제2 도전성 고무(30)의 접촉에 의해 이뤄지고, 전기 신호의 전송은 도전성 고무보다 전송 성능이 더욱 좋은 금속재의 도체 스트립을 통해 이뤄지게 된다. 미설명 부호 M은 센서 설치면이다.
일예로, 본 실시예의 센서(ST)는 도 5와 같은 제어회로(300)를 통해 물체의 근접을 감지할 수 있다.
도 5의 제어회로(300)는 도 4의 회로와 동일하게 구성되며, 다만 본 실시예의 센서(ST)가 접촉식 센서로 사용되는 경우이므로 (+) 전극 역할을 하는 제1 도전성 고무(20)와 (-) 전극 역할을 하는 상기 제2 도전성 고무(30)가 각각 터치 신호 발생부(120)에 연결된다. 터치 신호 발생부(120)를 통해 발생한 전기적 신호는 터치/노터치 겸용 입력부(130)를 통해 입력된다. 터치 신호 발생부(120)와의 연결은 도전성 고무가 직접 연결되거나 도체 스트립을 통해 연결될 수도 있다.
일예로, 터치 신호 발생부(120)는 (+) 전극 역할을 하는 제1 도전성 고무(20)와 (-) 전극 역할을 하는 상기 제2 도전성 고무(30)가 외력(P)에 의해 접촉 시에는 전기적으로 온(ON) 신호를 발생시키며, 외력(P)이 없거나 제거된 상태에서는 (+) 전극 역할을 하는 제1 도전성 고무(20)와 (-) 전극 역할을 하는 상기 제2 도전성 고무(30)가 접촉이 해제되어 전기적으로 오프(OFF) 신호를 발생시킨다.
터치 신호 발생부(120)에는 이러한 온/오프 신호 발생을 위한 회로가 포함되며, 이러한 온/오프 신호 발생을 위한 회로는 다수 자료를 통해 공지된 바 있으므로 상세 설명은 생략한다.
터치 신호 발생부(120)에서 메인 콘트롤러(190)로 전송되는 신호는 신호의 노이즈 제거와 A/D 변환 등을 위해 센싱 신호 수신부(140), 노이즈 필터(150), 신호 처리부(160) 등을 통과할 수 있다.
메인 콘트롤러(190)는 메모리(170)에 저장된 제어 프로그램에 의해 동작하며, 메모리(170)에는 알람 표시 여부를 판단하기 위한 임계치가 설정되어 저장될 수 있다.
도 5의 제어회로(300)는 터치 신호 발생부(120)를 통해 본 실시예의 센서(ST)가 연결되어 접촉식으로 물체를 감지하는 사용예이므로, 노터치 신호 발생부(110)에는 센서(ST)가 연결되지 않는다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
10: 절연 고무
20: 제1 도전성 고무
22: 제1 돌기부
30: 제2 도전성 고무
32: 제2 돌기부
40: 제1 도체
50: 제2 도체
60: 에어 갭

Claims (8)

  1. 길이 방향을 따라 연장되며, 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공 가능한 제1 도체;
    상기 제1 도체를 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 제1 도전성 고무;
    상기 제1 도체와 상호 대향하여 평행하게 배치된 상태로 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 도체의 하부에 미리 설정된 간격을 유지하도록 배치되는 제2 도체;
    상기 제2 도체를 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 제2 도전성 고무; 및
    상기 제1 도전성 고무와 상기 제2 도전성 고무 각각의 일부면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 도전성 고무와 상기 제2 도전성 고무 사이에 에어 갭을 형성하도록 구성된 절연 고무;를 포함하며,
    외력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 절연 고무의 형상이 유지되어 상기 에어 갭을 통해 마주보는 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 비접촉 상태를 유지하며,
    외력이 가해진 상태에서는 상기 절연 고무의 형상이 변형되어 상기 에어 갭을 통해 마주보는 상기 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 접촉 상태를 이루도록 구성된 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전성 고무의 하부면에는 길이 방향을 따라 연장되어 돌출 형성된 제1 돌기부가 구비되며,
    상기 제2 도전성 고무의 상부면에는 길이 방향을 따라 연장되어 돌출 형성된 제2 돌기부가 구비되며,
    상기 제1 돌기부와 제2 돌기부의 접촉에 의해 상기 제1 도전성 고무의 하부면과 상기 제2 도전성 고무의 상부면이 접촉 상태를 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연고무는,
    상기 제1 도전성 고무의 상부측면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 상부체와,
    상기 제2 도전성 고무의 하부측면을 감싼 상태로 길이 방향을 따라 연장된 하부체와,
    상기 상부체와 하부체의 좌측단 및 우측단을 각각 연결하는 좌측 측벽체 및 우측 측벽체를 구비하며,
    상기 에어 갭은 상기 상부체와 하부체, 좌측 측벽체, 우측 측벽체가 둘러싼 공간에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도체는 미리 설정된 폭을 갖도록 형성되어, 정전용량을 갖는 커패시터의 극판 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연고무의 하부 외측면이 그라운드 역할을 하는 외부 도전체의 표면에 위치한 상태에서 상기 제1 도체가 상기 외부 도전체의 표면과 서로 대향하여 정전용량을 갖는 커패시터의 기능을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속편조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도체 및 제2 도체 중 적어도 어느 하나는 금속 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉식 및 비접촉식 겸용 센서.
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