KR20090020575A - 전자 유도에 의해 물체를 검출하는 물체 검출 장치 - Google Patents

전자 유도에 의해 물체를 검출하는 물체 검출 장치 Download PDF

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Abstract

도전체 또는 자성체로 제조된 물체의 형상 및 그 물체로부터의 거리를 검출할 수 있고, 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체로 제조된 물체의 지시 위치를 검출할 수 있는 물체 검출 장치가 제공된다. 물체 검출 장치는, 전자 유도를 이용하여 검출면 상에 배치되고 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 및 그 피측정 물체로부터의 거리를 측정한다. 물체 검출 장치는, 공통 평면에 평행하게 배치된 복수의 제 1 루프 배선들 (1) 의 제 1 루프 배선군, 공통 평면에 평행하게 배치된 복수의 제 2 루프 배선들 (2) 의 제 2 루프 배선군 및 그들 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서 (3) 를 포함한다. 제 2 루프 배선들 (2) 은, 제 1 루프 배선들 (1) 과 수직인 방향으로 개별적으로 배치된다. 물체 검출 장치는, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들을 전자 결합하기 위한 복수의 전자 결합 유닛들을 더 포함한다. 구동 유닛 (20) 은, 제 1 루프 배선군을 구동시키고, 검출 유닛 (30) 은, 제 2 루프 배선군으로부터 전자 결합 유닛들의 결합의 변화를 검출한다.
전자 유도, 자성체, 도전체, 검출면, 루프 배선군, 검출부, 스페이서

Description

전자 유도에 의해 물체를 검출하는 물체 검출 장치{OBJECT DETECTING DEVICE FOR DETECTING AN OBJECT BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION}
기술 분야
본 발명은, 물체를 검출하는 물체 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전자 유도 (electromagnetic induction) 를 이용하여 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 및 피측정 물체로부터의 거리를 측정하는 물체 검출 장치에 관한 것이다.
배경 기술
전자 유도를 이용하여 도전체 또는 자성체로 제조된 물체를 검출하는 종래의 기술로는, 예를 들어, 특허 문헌 1 에 개시된 기술이 있다. 이 기술은, 복수의 센스 코일들을 검출면 상에 2 차원적으로 배치하고, 도전체 또는 자성체로 제조된 위치 지시기의 위치를 각각의 센스 코일들에서의 인덕턴스들의 변화로부터 검출한다. 또한, 특허 문헌 2 에 개시된, 코일들 간에 쿠션재를 각각 갖는 복수의 센서부들을 매트릭스 형태로 배치하고 센서부에 대한 압력 분포를 전자 결합 정도의 변화로부터 검출하는 기술이 있다.
특허 문헌 1 : 일본공개특허공보 평10-198494호
특허 문헌 2 : 일본공개특허공보 제2005-156474호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 도전체 또는 자성체로 제조된 물체를 검출하는 종래의 물체 검출 장치에는 이하의 문제들이 있다. 즉, 특허 문헌 1 에 개시된 기술은, 도전체 또는 자성체로 제조된 물체만을 검출하려고 하기 때문에, 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체로 제조된 물체에 의해 지시된 위치를 검출할 수 없다. 또한, 이 기술에서는, 센스 코일들의 수와 동일한 수의 스위치들이 필요하기 때문에, 물체의 형상을 검출하기 위해서는 다수의 센스 코일들 및 스위치들을 제공할 필요가 있으므로, 비용이 고가가 된다.
또한, 특허 문헌 2 에 개시된 기술에서는, 도전체 또는 자성체로 제조된 물체가 센서 상에 배치되면, 유도 전류 또는 유도 전압이 압력에 의해 증가되어야 하지만, 도전체 또는 자성체의 영향으로 인해 유도 전류 또는 유도 전압은 감소 또는 증가된다. 따라서, 이 기술에 의해 측정될 수 있는 물체는 비-도전체 또는 비-자성체로 한정된다.
본 발명은, 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 도전체 또는 자성체로 제조된 물체의 형상 및 그 물체로부터의 거리를 저가로 안정적으로 검출할 수 있으며, 또한 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체로 제조된 물체의 지시 위치를 검출할 수 있는 물체 검출 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 양태에 의하면, 전자 유도를 이용하여 검출면 상에 배치된 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 또는 그 피측정 물체로부터의 거리를 검출하는 물체 검출 장치가 제공되는데, 이 물체 검출 장치는, 복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군; 복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 제 2 루프 배선군은 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 복수의 제 2 루프 배선들은 각각 복수의 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루프 배선군; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서; 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 교차점들에 위치된 코일 형상 부분들을 통하여 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군으로부터 전자 결합부들 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함한다.
제 1 루프 배선들의 각각의 코일 형상 부분은, 제 2 루프 배선들의 각각의 코일 형상 부분과 크기면에서 서로 다를 수도 있다.
물체 검출 장치는, 복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군; 복수의 직선 형상의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 제 2 루프 배선군은 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 복수의 제 2 루프 배선들은 복수의 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루 프 배선군; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서; 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 교차점들에 위치된 코일 형상 부분들을 통하여 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군으로부터 전자 결합부들 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함할 수도 있다.
또한, 물체 검출 장치는, 복수의 직선 형상의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군; 복수의 직선 형상의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 제 2 루프 배선군은 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 복수의 제 2 루프 배선들은 각각 복수의 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루프 배선군; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서; 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 교차점들 근방에 위치된 복수의 도전성판들을 통하여 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들; 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고 그 접속된 루프 배선군으로부터 전자 결합부들 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함할 수도 있다.
도전성판들은, 인접한 제 1 루프 배선들 사이의 부분 근방이고, 동시에, 인 접한 제 2 루프 배선들 사이의 부분 근방인 부분들에 제공될 수도 있다.
도전성판들은, 제 1 루프 배선들의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 2 루프 배선들 사이의 근방 부분인 부분들에 제공될 수도 있고, 제 2 루프 배선들의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 1 루프 배선들 사이의 근방 부분인 부분들에 제공될 수도 있다.
도전성판들은, 그 도전성판들과 제 1 루프 배선군들 간의 거리 및 도전성판들과 제 2 루프 배선군들 간의 거리가 각각 일정하도록 고정될 수도 있다.
도전성판들은, 탄성체를 통하여 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군의 근방에 제공될 수도 있다. 이 경우에는, 도전성판들과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 도전성판들에 인가된 압력에 의해 변화된다.
도전성판들은 코일 형상으로 형성될 수도 있다.
피측정 물체 및 피측정 물체와 상이한 위치 지시기가 검출면 상에 배치되면, 검출기는, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이 감소되는 경우에는 피측정 물체의 형상을 검출하는 한편, 검출기는, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이 증가되는 경우에는 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출한다.
위치 지시기는, 특정 주파수에 동조하는 동조 회로를 가질 수도 있다. 이 경우에, 구동기는, 그 특정 주파수로 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방을 구동시킨다.
이 때, 피측정 물체, 동조 회로를 갖는 위치 지시기 및 동조 회로를 갖지 않는 위치 지시기가 검출면 상에 배치되면, 구동기는, 제 1 주파수 및 제 2 주파수로 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방을 구동시키고, 동조 회로는 제 2 주파수에 동조한다. 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방이 제 1 주파수로 구동되는 경우에 감소되면, 검출기는 피측정 물체의 형상을 검출할 수도 있다. 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방이 제 1 주파수로 구동되는 경우에 증가되면, 검출기는, 동조 회로를 갖지 않는 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출할 수도 있다. 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방이 제 2 주파수로 구동되는 경우에 획득된 출력 신호의 레벨이, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 중 타방이 제 1 주파수로 구동되는 경우에 획득된 출력 신호의 레벨보다 높다면, 검출기는, 동조 회로를 갖는 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출할 수도 있다.
발명의 효과
본 발명에 따른 물체 검출 장치는, 도전체 또는 자성체로 제조된 물체의 형상 및 그 물체로부터의 거리를 저가로 안정적으로 검출할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 물체 검출 장치는, 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체뿐만 아니라, 동조 회로를 포함하는 위치 지시기에 의해 지시된 위치도 검출하도록 구성될 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조로 설명할 것이다. 도 1 은, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 물체 검출 장치는, 그 검출면 (10) 상에, 복수의 제 1 루프 배선들 (1) 을 갖는 제 1 루프 배선군 및 복수의 제 2 루프 배선들 (2) 을 갖는 제 2 루프 배선군을 갖는다. 본 발명에 따른 물체 검출 장치는, 제 1 루프 배선들 (1) 에 접속되어 제 1 루프 배선군을 구동시키는 구동부 (20) 및 제 2 루프 배선들 (2) 에 접속되어 제 2 루프 배선군으로부터 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출부 (30) 를 더 포함한다. 도 1 에는, 구동부 (20) 가 제 1 루프 배선들 (1) 에 접속되고 검출부 (30) 가 제 2 루프 배선들 (2) 에 접속되어 있지만, 본 발명은 이런 구성으로 한정되지 않고, 구동부 (20) 가 제 2 루프 배선들 (2) 에 접속될 수도 있고 검출부 (30) 가 제 1 루프 배선들 (1) 에 접속될 수도 있다.
본 발명의 물체 검출 장치에서, 제 1 루프 배선들 (1) 및 제 2 루프 배선들 (2) 은 전자 결합부들을 제공하는 검출면 (10) 을 구성하며, 제 1 루프 배선들 (1) 은 고주파수에서 구동된다. 도전체로 제조된 피측정 물체가 검출면 상에 배치되면, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압이 작아진다는 결과와 함께, 피측정 물체의 영향 (차폐 효과) 으로 인해 전자 결합 정도가 감소된다. 한편, 자성체로 제조된 피측정 물체가 검출면 상에 배치되면, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압이 커진다는 결과와 함께, 전자 결합 정도가 증가된다. 본 발명의 물체 검출 장치는, 이런 현상을 이용하여 변화가 나타나는 전자 결합부들의 위치들을 검출하고, 이로써 피측정 물체의 형 상 및 그 피측정 물체로부터의 거리를 검출한다. 피측정 물체가 도전율이 일정하지 않은 도전체 또는 투자율이 일정하지 않은 자성체로 제조된 경우에는, 도전율 또는 투자율의 변화 분포도 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 물체 검출 장치에서, 제 1 루프 배선군은, 동일 평면에 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 루프 배선들 (1) 에 의해 구성된다. 제 2 루프 배선군은, 동일 평면에 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 2 루프 배선들 (2) 에 의해 구성된다. 제 2 루프 배선군은, 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 제 2 루프 배선들 (2) 은 제 1 루프 배선들 (1) 과 수직으로 배치된다. 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 간에는, 그들 간의 거리를 일정하게 유지하도록 소정의 스페이서가 형성된다. 즉, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군 간에는, 제 1 루프 배선군과 제 2 루프 배선군이 서로 접촉하지 않고 그들 간의 거리를 일정하게 유지하도록 절연체 (3) 가 배치된다. 절연체 (3) 는, 검출면 (10) 을 구성하는 부재와 일체일 수도 있고 별개일 수도 있다.
본 발명에 따른 물체 검출 장치에 있어서, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 은 서로 전자 결합된다. 이하에, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전자 결합부들에 대한 보다 구체적인 구성이 설명될 것이다.
도 2 는, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전자 결합부의 구성을 설명하기 위한 검출면의 일부의 상부도이다. 도 2(a) 는, 각각의 배선들이 코일 형상으로 형성되는 예를 도시하고, 도 2(b) 는, 일 군의 배선들이 코일 형상으로 형성되고 타 군의 배선들이 직선 형상으로 형성되는 예를 도시하며, 도 2(c) 는, 일 군의 배선들이 직사각 형상으로 형성되고 타 군의 배선들이 직선 형상으로 형성되는 예를 도시한다. 본 발명에 따른 물체 검출 장치에서, 전자 결합부들은, 도 2(a) 에 도시된 것처럼, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 전자 결합되도록 형성될 수 있다. 도 2(a) 의 예에서, 제 1 루프 배선들 (1) 은, 소직경 (small-diameter) 코일을 구성하도록 아치 형상으로 형성되고, 그 위에 중첩하여, 제 1 루프 배선들 (1) 과 수직인 제 2 루프 배선들 (2) 이 대직경 (large-diameter) 코일을 구성하도록 아치 형상으로 형성된다. 이런 구성은, 전자 결합부들의 형성을 허용한다. 도 2(a) 의 예에서는, 제 1 루프 배선들 (1) 에 의해 형성된 코일 형상의 아치의 직경이 제 2 루프 배선들 (2) 에 의해 형성된 코일 형상의 아치의 직경보다 작지만, 본 발명은 이런 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 루프 배선들 (1) 에 의해 형성된 코일 형상의 아치의 직경은 제 2 루프 배선들 (2) 에 의해 형성된 코일 형상의 아치의 직경과 같을 수도 있다.
또한, 전자 결합부들은, 도 2(b) 에 도시된 것처럼, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 전자 결합되도록 형성될 수 있다. 도 2(b) 의 예에서, 제 2 루프 배선들 (2) 은, 코일을 형성하도록 아치 형상으로 형성되고, 제 2 루프 배선들 (2) 과 수직인 제 1 루프 배선들 (1) 은 직선 형상으로 형성된다. 또한, 이런 구성은, 전자 결합부들의 형성을 허용한다. 이 예에서는, 제 2 루프 배선들 (2) 이 아치 형상으로 형성되고 제 1 루프 배선들 (1) 이 직선 형상으로 형성되지만, 본 발명은 이런 구성으로 한정되지 않고, 제 2 루프 배선들 (2) 이 직선 형상으로 형성되고 제 1 루프 배선들 (1) 이 아치 형상으로 형성되는 구성을 채용할 수도 있다. 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 루프 배선들은, 그들이 전자 결합될 수 있는 코일들을 형성하는 한 사방 형상 또는 나선 형상과 같은 임의의 형상을 가질 수도 있다.
또한, 전자 결합부들은, 도 2(c) 에 도시된 것처럼, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되도록 형성될 수 있다. 도 2(c) 의 예에서, 제 2 루프 배선들 (2) 은, 코일을 구성하도록 직사각 형상으로 형성되고, 제 2 루프 배선들 (2) 과 수직인 제 1 루프 배선들 (1) 은 직선 형상으로 형성된다. 또한, 이런 구성은, 전자 결합부들의 형성을 허용한다. 이 예에서는, 제 2 루프 배선들 (2) 이 직사각 형상으로 형성되고 제 1 루프 배선들 (1) 이 직선 형상으로 형성되지만, 본 발명은 이런 구성으로 한정되지 않고, 제 2 루프 배선들 (2) 이 직선 형상으로 형성되고 제 1 루프 배선들 (1) 이 직사각 형상으로 형성되는 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 모두가 직사각 형상으로 형성되는 구성을 채용할 수도 있다.
상기 설명된 것처럼, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들은, 서로 전자 결합되도록 형성된다. 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되도록 아치 형상, 직선 형상 및 사방 형상과 같은 다양한 형상의 코일로 전자 결합부들 각각을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 전자 결합부들의 코일 크기는, 구동측의 루프 배선들과 검출측의 루프 배선들 간의 코일 크기와 동일할 수도 있다. 그러나, 다르게는, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 코일 크기가 서로 다를 수도 있다. 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 코일 크기가 서로 다르면, 검출 감도가 증가된다는 것이 본 발명자에 의한 실험에 의해 드러났다. 보다 상세하게는, 소정의 조건 하에서 수행된 본 발명자의 실험에 의하면, 피측정 물체가 검출면 상에 배치되었을 때, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 코일 크기를 동일하게 한 경우에는 약 20% 변화가 발생하였고, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 어느 일방의 코일 크기를 1/2 로 한 경우에는 약 60% 변화가 발생하였다. 이 결과로부터 명백한 것처럼, 검출 감도를 증가시키기 위해서는 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 코일 크기를 변화시키는 것이 바람직하다. 구동 코일로서 작은 코일 또는 큰 코일이 사용되더라도, 상기와 동일한 결과가 획득되었다.
또한, 본 발명에 따른 물체 검출 장치에서, 전자 결합부들은, 도 3 에 도시된 것처럼, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 간접적으로 전자 결합되도록 형성될 수 있다. 도 3 은, 제 1 루프 배선들 및 제 2 루프 배선들이 각각 직선 형상으로 형성되고, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되도록 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 사이의 중첩 부분의 근방에 도전성판들이 배치되는 예를 도시한다. 도 3(a) 는, 검출면의 일부의 상부도이고, 도 3(b) 는, 검출면의 일부의 사시 단면도이다. 도시된 것처럼, 전자 결합부들 각각은, 직선 형상으로 형성된 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 직교로 교차하는 각 부분의 근방에 도전성판 (4) 을 형성함으로써 제공된다. 직선 형상으로 직교 형성된 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 간에 전자 결합이 달성되지 않지만, 도전성판들 (4) 이 이와 같이 제공되 면, 와상 전류가 발생하여 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 간에 간접적인 전자 결합이 달성되게 된다. 도 3 에서는 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 직교로 교차하는 부분 위에 도전성판들 (4) 이 제공되지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 전자 결합이 달성되는 한 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들이 서로 직교로 교차하는 부분 아래에 도전성판들이 제공될 수도 있다. 또한, 도 3 에서는 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 직교로 교차하는 부분들을 커버하도록 도전성판들 (4) 이 제공되지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 위에서 봤을 때 배선들을 중첩시키지 않도록, 서로 교차하는 배선들에 의해 한정된 사각형 영역들 내부에 도전성판들 (4) 이 제공될 수도 있다. 이러한 경우에, 제 1 루프 배선들 (1) 또는 제 2 루프 배선들 (2) 의 위가 아닌 제 1 루프 배선들 (1) 또는 제 2 루프 배선들 (2) 과 동일 평면 상에 도전성판들 (4) 을 제공하는 것이 가능하다.
제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 이 서로 직교로 교차하는 부분의 근방 외에, 도전성판들 (4) 은, 이하의 패턴들로 제공될 수도 있다. 도 4 는, 본 발명에 따른 물체 검출 장치에서의 도전성판들의 배치의 변화를 설명하는 도면이다. 도 4(a) 는, 도전성판들 (4) 이 제 1 루프 배선군 내의 인접한 제 1 루프 배선들 (1) 사이의 부분 근방이고, 동시에, 제 2 루프 배선군 내의 인접한 제 2 루프 배선들 (2) 사이의 부분 근방인 부분들에 제공되는 예를 도시한다. 도 4(b) 는, 도 3 및 도 4(a) 에 도시된 구성들을 결합함으로써 획득된 배치예를 도시한 것으로, 여기서, 도전성판들 (4) 은, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선 들 (2) 이 서로 직교로 교차하는 부분 근방에 제공되고, 또한, 제 1 루프 배선군 내의 인접한 제 1 루프 배선들 (1) 사이의 부분 근방이고, 동시에, 제 2 루프 배선군 내의 인접한 제 2 루프 배선들 (2) 사이의 부분 근방인 부분들에 제공된다. 도 4(c) 는, 도전성판들 (4) 이 제 1 루프 배선들 (1) 의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 2 루프 배선들 (2) 사이의 근방 부분인 부분들에 제공되고, 또한, 제 2 루프 배선들 (2) 의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 1 루프 배선들 (1) 사이의 근방 부분인 부분들에 제공된다. 도전성판들의 이런 배치 패턴들로, 전자 결합부들이 형성될 수 있다. 도면을 위에서 봤을 때 도전성판들 (4) 이 배선들과 중첩하지 않도록 서로 직교로 교차하는 배선들에 의해 한정된 사각형 영역들 내부에 제공되지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 도전성판들 (4) 은, 도 3 에 도시된 것처럼, 위에서 봤을 때 배선들과 중첩하도록 하는 방식으로 제공된다.
검출면 상에 배치될 도전체 또는 자성체로 제조된 물체의 형상 및 그 물체로부터의 거리를 검출할 필요만이 있다면, 도전성판들 (4) 은, 그 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 각각 일정하도록 고정될 수도 있다. 도전성판들 (4) 은, 검출면 (10) 을 구성하는 절연체 (3) 에 매립될 수도 있고, 또는 보호 시트 등을 이용하여 노출로부터 보호될 수도 있다. 또한, 도면에서 도전성판들 (4) 이 사각 형상을 갖지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 도전성판들 (4) 은, 원형 형상, 또는 그 중심에 홀을 갖는 코일 형상으로 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 물체 검출 장치의 구체적인 검출 절차를 도 1 을 다시 한번 참조하여 설명할 것이다. 먼저, 제 1 루프 배선군이 구동부 (20) 에 의해 구동된다. 보다 상세하게는, 구동부 (20) 는, 고주파수 발진기 (21), 구동기 (22) 및 스위치 (23) 에 의해 주로 구성되며, 구동부 (20) 는, 각각의 제 1 루프 배선들에 순차적으로 접속되어, 제 1 루프 배선들 (1) 을 순차적으로 구동시킨다. 대안으로, 구동 주파수가 각각의 제 1 루프 배선에 대해 변화되고 제 1 루프 배선들이 단번에 구동되는 구성이 채택될 수도 있다.
제 2 루프 배선들 (2) 은, 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 간의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출부 (30) 에 접속된다. 검출부 (30) 는, 스위치 (31), 증폭기 (32), 동기 검출부 (33) 및 A/D 변환부 (34) 에 의해 주로 구성된다. 검출부 (30) 는, 제 2 루프 배선들 (2) 에 순차적으로 접속되어, 제 2 루프 배선들로부터 유도 전류 또는 유도 전압을 순차적으로 검출한다. 발진기 (21) 로부터의 출력에도 접속되는 동기 검출부 (33) 는, 발진기 (21) 로부터의 출력을 제 2 루프 배선들의 각각으로부터의 출력과 곱하고, 그 결과를 시간 적분한다. 각각의 제 2 루프 배선들에 대해 검출 회로들을 개별적으로 제공함으로써 또는 주파수 필터 회로를 조합하여 사용함으로써, 유도 전류 또는 유도 전압이 모든 검출 코일들로부터 단번에 검출될 수도 있다는 구성이 채택될 수도 있다.
구동부 (20) 및 검출부 (30) 는, DSP 등과 같은 마이크로컴퓨터 (40) 에 의해 제어되며, 원하는 출력을 획득할 수 있도록 구성된다. 상세하게는, 구동부 (20) 는, 먼저, 제 1 루프 배선들 중 첫번째 배선에 접속되고, 검출부 (30) 는, 제 2 루프 배선들에 순차적으로 접속되어, 이런 루틴에서의 출력 신호들을 측정한다. 그 후, 구동부 (20) 는, 제 1 루프 배선들 중 두번째 배선에 접속되고, 검출부 (30) 는, 제 2 루프 배선들에 순차적으로 접속되어 이 루틴에서의 출력 신호들을 측정한다. 상기 절차를 반복함으로써, 제 1 루프 배선들과 제 2 루프 배선들 간의 교차점들의 XY-좌표에 대응하는 검출면 (10) 상의 모든 부분들에서의 출력 신호들이 측정될 수 있다. 검출부 (30) 가 제 2 루프 배선들 중 첫번째 배선에 접속되고 구동부 (20) 가 제 1 루프 배선들에 순차적으로 접속되어 이 루틴에서의 출력 신호들을 측정하는 절차가 채택될 수도 있다. 구동부 및 검출부의 구성은 도 1 에 도시된 예로 한정되지 않고, 구동부 및 검출부는, 구동부가 제 1 루프 배선들을 구동시킬 수 있고 검출부가 제 2 루프 배선들로부터 유도 전류 또는 유도 전압을 검출할 수 있는 한 임의의 구성을 가질 수도 있다.
도전체가 검출면 (10) 상에 배치되면, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압이 감소된다는 결과와 함께, 그 도전체에 의해 커버되는 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 간의 교차점들에 대응하는 부분들 각각에서의 전자 결합 정도가 감소된다. 그 후, 출력이 감소된 XY-좌표가 플롯된다. 그 결과, 검출면 상에 배치된 도전체의 형상이 검출될 수 있다. 검출면을 접촉시키는 측 상의 도전체의 표면이 평탄하지 않고 울퉁불퉁한 경우에, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압의 감소 정도가 변화한다. 이것은, 출력의 크기로부터 도전체와 검출면 간의 거리의 검출을 허용한다. 그 결과, 출력의 변화 분포로부터 도전체의 표면 상태를 검출하는 것이 가 능하다. 도전율이 일정하지 않은 도전체가 검출면 상에 배치되는 경우에, 도전율의 변화 분포가 출력의 변화 분포로부터 검출될 수 있다.
자성체가 검출면 (10) 상에 배치되면, 제 1 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압이 증가된다는 결과와 함께, 그 자성체에 의해 커버되는 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 간의 교차점들에 대응하는 부분들 각각에서의 전자 결합 정도가 증가된다. 그 후, 출력이 증가된 XY-좌표가 플롯된다. 그 결과, 검출면 상에 배치된 자성체의 형상이 검출될 수 있다. 검출면을 접촉시키는 측 상의 자성체의 표면이 평탄하지 않고 울퉁불퉁한 경우에, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압의 증가 정도가 변화한다. 이것은, 출력의 크기로부터 도전체와 검출면 간의 거리의 검출을 허용한다. 그 결과, 출력의 변화 분포로부터 도전체의 표면 상태를 검출하는 것이 가능하다. 투자율이 일정하지 않은 자성체가 검출면 상에 배치되는 경우에, 투자율의 변화 분포가 출력의 변화 분포로부터 검출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태를 도 5 를 참조로 설명할 것이다. 도 3 에 도시된 도전성판들은, 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 각각 일정하도록 고정된다. 한편, 도 5 에 도시된 실시형태는, 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 변화되는 구성을 갖는다. 도 5 에 도시된 것처럼, 제 1 루프 배선들 (1) 및 제 2 루프 배선들 (2) 에는, 절연체 (3) 가 제공되고, 절연체 (3) 와 도전성판들 (4) 사이에는 탄성체 (5) 가 제공된다. 도전성판들 (4) 에 압력이 인가되면, 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 변화된다. 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 변화되면, 제 2 루프 배선들로부터의 출력 신호가 변화된다. 더 상세하게는, 도전성판들 (4) 과 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 도전성판들 (4) 과 제 2 루프 배선군 간의 거리가 작아진다면, 제 2 루프 배선들로부터 측정된 유도 전류 또는 유도 전압이 증가되도록 전자 결합 정도가 증가된다. 도 5 에 도시된 본 발명의 물체 검출 장치는, 이런 현상을 이용하여 도전체 또는 자성체의 형상 및 도전체 또는 자성체로부터의 거리를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 결합부의 정도가 압력이 인가되는 지시 위치에 따라 변화하는 위치를 검출할 수 있다.
본 실시형태에 따른 물체 검출 장치의 구체적인 검출 절차를 설명할 것이다. 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체로 제조된 물체가 위치 지시기로서 검출면 (10) 상에 배치되는 경우에, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 증가되는 결과와 함께, 도전성판들 (4) 은 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 에 가까워져, 지시 위치에서의 전자 결합 정도가 증가된다. 유사하게, 도전체가 검출면 (10) 상에 배치되는 경우에, 도전성판들 (4) 은, 그 웨이트 (weight) 에 의해 제 1 루프 배선들 (1) 과 제 2 루프 배선들 (2) 에 가까워져, 전자 결합 정도가 증가된다. 그러나, 도전체에 의해 야기된 차폐 효과가 더 강해져, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 감소된다. 따라서, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 감소되면, 검출부 (30) 는, 검출 면 (10) 상에 배치된 물체가 도전체인 것을 결정하고 그 도전체의 형상 및 그 도전체로부터의 거리를 검출한다. 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 증가되면, 검출부 (30) 는, 검출면 (10) 상에 배치된 물체가 위치 지시기인 것을 결정하고 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출한다. 자성체가 검출면 (10) 상에 배치되는 경우에, 비-도전체/비-자성체의 경우에서처럼 출력 신호의 레벨이 증가된다. 그러나, 자성체에 의해 야기된 증가의 정도가 지시기로부터의 압력에 의해 야기된 증가의 정도보다 크고, 또는 자성체의 경우에 출력 신호의 레벨이 증가되는 영역이 손가락의 경우에서보다 넓기 때문에 위치 지시기와 자성체 간을 구별하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 물체 검출 장치에서, 손가락 이외의 위치 지시기로서, 특정 주파수에 동조하는 동조 회로를 갖는 위치 지시기를 이용하는 것이 가능하다. 이 경우에, 구동부 (20) 는, 동조 회로와 동조하는 특정 주파수로 제 1 루프 배선들을 구동시킨다. 동조 회로를 갖는 위치 지시기가 검출면 (10) 상에 배치되면, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 증가되도록 지시 위치에서의 전자 결합 정도가 증가된다. 이것은, 검출부 (30) 가, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 감소될 때 검출면 (10) 상에 배치된 물체가 도전체인 것을 결정하여, 도전체의 형상 및 그 도전체로부터의 거리를 검출하게 하고, 또한, 제 2 루프 배선들 (2) 로부터의 출력 신호의 레벨이 증가될 때 검출면 (10) 상에 배치된 물체가 위치 지시기인 것을 결정하여, 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하게 한다. 이 경우에, 위치 지시기가 동조 회로를 갖는 한 카드 타 입, 패드 타입과 같은 다양한 타입의 위치 지시기가 이용될 수 있다.
또한, 제 1 루프 배선들 (1) 이 동조 주파수 및 다른 주파수로 순차적으로 구동된다면, 도전체 또는 자성체의 형상 및 도전체 또는 자성체로부터의 거리를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 동조 회로를 갖는 위치 지시기와 동조 회로를 갖지 않는 위치 지시기를 구별하여 검출할 수 있다. 도 6 을 참조로, 동조 회로를 갖는 피측정 물체, 동조 회로를 갖지 않는 피측정 물체 및 도전체 또는 자성체를 구별하여 검출하는 기술을 설명할 것이다. 도 6 은, 다양한 피측정 물체들을 측정하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명에 따른 물체 검출 장치가 제 1 주파수 fA 및 제 2 주파수 fB 로 제 1 루프 배선군을 구동시킬 수 있다는 것을 전제로 가정한다. 또한, 동조 회로를 갖는 위치 지시기가 제 2 주파수 fB 에 동조한다는 것을 가정한다.
먼저, 제 1 루프 배선들 (1) 은, 제 1 주파수 fA 로 구동되고, 그 때의 출력 신호 Aij 가 제 2 루프 배선들 (2) 로부터 획득된다 (단계 100). "i" 및 "j" 는, 각각의 신호가 획득되는 XY-좌표를 나타낸다. 그 후, 검출면 상에 아무 것도 배치되지 않은 상태를 표시하는 기준 출력 신호에 대해 출력 신호 Aij 가 증가되는지 감소되는지를 결정한다 (단계 101). 출력 신호 Aij 가 감소되는 경우에, 도전체가 검출면 상에 배치되고 출력 신호가 차폐 효과에 의해 감소되는 것이 결정되고, 도전체의 형상 및 그 도전체로부터의 거리가 검출된다 (단계 102). 단계 101 에서 출력 신호 Aij 가 증가되는 경우에, 제 1 루프 배선들 (1) 은 제 2 주파수 fB 로 구동되어, 그 때의 출력 신호 Bij 를 획득한다 (단계 103). 그 후, 출력 신호 Bij 의 레벨이 출력 신호 Aij 의 레벨보다 높은지 여부를 검출한다 (단계 104). 출력 신호 Bij 의 레벨이 출력 신호 Aij 의 레벨보다 높지 않은 (같은) 경우에, 손가락과 같은 비-도전체/비-자성체로 제조된 위치 지시기가 검출면 상에 배치되고 도전성판들 (4) 이 압력에 의해 제 1 루프 배선들 및 제 2 루프 배선들에 가까워져 출력 신호를 증가시키는 것이 결정되고, 비-도전체에 의해 지시된 위치가 검출된다 (단계 105). 단계 104 에서, 출력 신호 Bij 의 레벨이 출력 신호 Aij 의 레벨보다 높은 경우에, 동조 회로를 갖는 위치 지시기가 검출면 상에 배치되고, 그에 따라 출력 신호의 레벨이 증가되는 것이 결정되고, 동조 회로를 갖는 위치 지시기에 의해 지시된 위치가 검출된다 (단계 106). 루프 배선들 모두에 대해 상기 단계들을 반복함으로써, 다양한 물체들을 구별하여 검출하는 것이 가능하다.
부가적으로, 이하의 구성을 채용할 수도 있다. 즉, 제 1 루프 배선군은, 제 1 주파수 fA 및 제 2 주파수 fB 로 사전 구동되고, 각각의 출력 결과가 저장된다. 그 후, 출력 신호 Bij 의 레벨이 출력 신호 Aij 의 레벨보다 높은 경우에, 동조 회로를 갖는 위치 지시기가 검출되며; 출력 신호 Aij 의 레벨이 증가되는 경우에, 손가락과 같은 비-도전체로 제조된 위치 지시기가 검출되며; 출력 신호 Aij 의 레벨이 감소되는 경우에, 도전체의 형상 및 그 도전체로부터의 거리가 검출된다.
또한, 다른 동조 회로를 갖는 위치 지시기가 다른 동조 회로와 동조하는 주파수로 제 1 루프 배선들을 구동시키는데 사용된다면, 더 많은 수의 위치 지시기들을 구별하여 검출하는 것이 가능하다. 주파수가 가변된다면, 주파수가 높아질수록 와상 전류가 증가되어, 엄밀히 말해, 검출면 상에 배치된 물체에는 변화가 없더라도, 출력 신호의 레벨에서 변화가 나타난다. 주파수 변화로 인한 출력 신호의 레벨의 변화를 보상하기 위하여, 보상 회로가 제공될 수도 있고, 또는 소정의 임계값보다 작은 변화는 무시될 수도 있다.
본 발명에 따른 물체 검출 장치의 구성은, 상기 예시로 도시된 예로 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형을 행할 수도 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 는, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전자 결합부의 구성을 설명하기 위한 검출면의 일부의 상부도로; 도 2(a) 는, 각각의 배선들이 코일 형상으로 형성되는 예를 도시하고, 도 2(b) 는, 일 군의 배선들이 코일 형상으로 형성되고 타 군의 배선들이 직선 형상으로 형성되는 예를 도시하며, 도 2(c) 는, 일 군의 배선들이 직사각형 형상으로 형성되고 타 군의 배선들이 직선 형상으로 형성되는 예를 도시한다.
도 3 은, 본 발명에 따른 물체 검출 장치의 전자 결합부의 다른 구성을 설명 하기 위한 도면으로; 도 3(a) 는, 검출면의 일부의 상부도이고, 도 3(b) 는, 검출면의 일부의 사시 단면도이다.
도 4 는, 본 발명에 따른 물체 검출 장치에서의 도전성판들의 배치의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 본 발명에 따른 물체 검출 장치에서의 도전성판들의 다른 구성예를 설명하기 위한 검출면의 일부의 사시 단면도이다.
도 6 은, 다양한 피측정 물체를 측정하기 위한 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
부호의 설명
1 : 제 1 루프 배선 2 : 제 2 루프 배선
3 : 절연체 4 : 도전성판
5 : 탄성체 10 : 검출면
20 : 구동부 21 : 발진기
22 : 구동기 23 : 스위치
30 : 검출부 31 : 스위치
32 : 증폭기 33 : 동기 검출부
34 : A/D 변환부 40 : 마이크로컴퓨터

Claims (12)

  1. 전자 유도 (electromagnetic induction) 를 이용하여 검출면 상에 배치된 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 또는 상기 피측정 물체로부터의 거리를 검출하는 물체 검출 장치로서,
    복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군;
    복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 상기 제 2 루프 배선군은 상기 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 상기 복수의 제 2 루프 배선들은 각각 상기 복수의 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루프 배선군;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서;
    상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들 간의 교차점들에 위치된 상기 코일 형상 부분들을 통하여 상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군으로부터 상기 전자 결합부들의 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함하는, 물체 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 루프 배선들의 각각의 상기 코일 형상 부분은, 상기 제 2 루프 배선들의 각각의 상기 코일 형상 부분과 크기면에서 서로 다른, 물체 검출 장치.
  3. 전자 유도 (electromagnetic induction) 를 이용하여 검출면 상에 배치된 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 또는 상기 피측정 물체로부터의 거리를 검출하는 물체 검출 장치로서,
    복수의 코일 형상 부분들을 각각 갖는 복수의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군;
    복수의 직선 형상의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 상기 제 2 루프 배선군은 상기 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 상기 복수의 제 2 루프 배선들은 각각 상기 복수의 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루프 배선군;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서;
    상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들 간의 교차점들에 위치된 상기 코일 형상 부분들을 통하여 상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군으로부터 상기 전자 결합부들의 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함하는, 물체 검출 장치.
  4. 전자 유도 (electromagnetic induction) 를 이용하여 검출면 상에 배치된 도전체 또는 자성체로 제조된 피측정 물체의 형상 또는 상기 피측정 물체로부터의 거리를 검출하는 물체 검출 장치로서,
    복수의 직선 형상의 제 1 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 1 루프 배선군;
    복수의 직선 형상의 제 2 루프 배선들이 동일 평면 상에 서로 평행하게 배치되는 제 2 루프 배선군으로서, 상기 제 2 루프 배선군은 상기 제 1 루프 배선군과 평행하게 배치되고, 상기 제 2 루프 배선들은 상기 제 1 루프 배선들과 수직으로 배치되는, 상기 제 2 루프 배선군;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 간의 거리를 일정하게 유지하는 스페이서;
    상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들 간의 교차점들 근방에 위치된 복수의 도전성판들을 통하여 상기 제 1 루프 배선들과 상기 제 2 루프 배선들이 서로 전자 결합되는 복수의 전자 결합부들;
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군을 구동시키는 구동기; 및
    상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방에 접속되고, 상기 접속된 루프 배선군으로부터 상기 전자 결합부들의 각각에서의 전자 결합 정도의 변화를 검출하는 검출기를 포함하는, 물체 검출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성판들은, 인접한 제 1 루프 배선들 사이의 부분 근방이고, 동시에, 인접한 제 2 루프 배선들 사이의 부분 근방인 부분들에 제공되는, 물체 검출 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성판들은, 상기 제 1 루프 배선들의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 2 루프 배선들 사이의 근방 부분인 부분들에 제공되고, 상기 제 2 루프 배선들의 근방 부분이고, 동시에, 인접한 제 1 루프 배선들 사이의 근방 부분인 부분들에 제공되는, 물체 검출 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성판들은, 상기 복수의 도전성판들과 상기 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 상기 복수의 도전성판들과 상기 제 2 루프 배선군 간의 거리가 각 각 일정하도록 고정되는, 물체 검출 장치.
  8. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성판들은, 탄성체를 통하여 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군의 근방에 제공되며, 상기 복수의 도전성판들과 상기 제 1 루프 배선군 간의 거리 및 상기 복수의 도전성판들과 상기 제 2 루프 배선군 간의 거리가 상기 복수의 도전성판들에 인가된 압력에 의해 변화되는, 물체 검출 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성판들은 코일 형상으로 형성되는, 물체 검출 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피측정 물체 및 상기 피측정 물체와 상이한 위치 지시기가 상기 검출면 상에 배치되면, 상기 검출기는, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이 감소되는 경우에 상기 피측정 물체의 형상을 검출하는 한편, 상기 검출기는, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 검출 신호의 레벨이 증가되는 경우에 상기 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하는, 물체 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 위치 지시기는, 특정 주파수에 동조하는 동조 회로를 가지며, 상기 구동기는, 상기 특정 주파수로 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방을 구동시키는, 물체 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피측정 물체, 상기 동조 회로를 갖는 위치 지시기 및 상기 동조 회로를 갖지 않는 위치 지시기가 상기 검출면 상에 배치되면,
    상기 구동기는, 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수로 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방을 구동시키고,
    상기 동조 회로는 상기 제 2 주파수에 동조하며,
    상기 검출기는, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방이 상기 제 1 주파수로 구동되는 경우에 감소되면, 상기 피측정 물체의 형상을 검출하고,
    상기 검출기는, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 일방으로부터의 출력 신호의 레벨이, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방이 상기 제 1 주파수로 구동되는 경우에 증가되면, 상기 동조 회로를 갖지 않는 상기 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하며,
    상기 검출기는, 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방이 상기 제 2 주파수로 구동되는 경우에 획득된 출력 신호의 레벨이 상기 제 1 루프 배선군과 상기 제 2 루프 배선군 중 타방이 상기 제 1 주파수로 구동되는 경우에 획득된 출력 신호의 레벨보다 높다면, 상기 동조 회로를 갖는 상기 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하는, 물체 검출 장치.
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