KR20180037492A - 하이브리드 방식의 압력 감지 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력 감지 매트에 관한 발명이다. 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트는, 터치 감지 영역과 무게 감지 영역을 포함하는 그라운드층, 상기 그라운드층의 아래 부분에 위치하며 상기 터치 감지 영역에 대응되게 위치되는 터치 관통 영역 및 상기 무게 감지 영역에 대응되게 위치되는 유전 영역을 포함하는 유전층 및 상기 유전층의 아래 부분에 위치하며, 상기 터치 감지 영역과 상기 무게 감지 영역에 외부로부터 압력이 전달되면 각각 터치 감지 신호 및 무게 감지 신호를 출력하는 시그널층 을 포함하되, 상기 터치 감지 신호는, 상기 압력의 존재 유무를 가리키는 신호를 포함하며, 상기 무게 감지 신호는, 상기 압력의 크기를 가리키는 신호를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 방식의 압력 감지 매트{ pressure sensing mat of a hybrid type}

본 발명은 하이브리드 방식의 압력 감지 매트에 관한 것이다.

스마트 전자 선반은 진열된 물건의 정보를 스마트 전자 선반에 구비된 디스플레이에 표시할 수 있다. 이를 위해서, 스마트 전자 선반은 선반 위에 물건이 진열되어 있는지 팔렸는지 여부를 확인하기 위한 센서 장치가 필요하다.

종래에는, MEMS(Micro Electro-Mechanical System) 센서를 어레이(array) 형태로 배치한 압력 감지 매트를 사용하여, 물건의 위치 및 물건의 존재 여부를 감지하였다.

그러나 MEMS 센서는 고가의 센서이며, 복수 개의 MEMS 센서를 사용한 압력 감지 매트는 비용이 비싸며, 복수 개의 MEMS 센서의 신호를 처리하기 위한 DSP(Digital Signal Process)의 크기가 커지는 문제점이 있다. 또한, MEMS 센서는 기계적 견고성이 제한적이기 때문에, 강하고 무거운 물건을 진열할 때 외부충격에 의해 센서 모듈이 손상될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 스마트 전자 선반이 대중화 되기 위하여는 저비용으로 선반에 진열된 물건을 감지할 수 있는 압력 감지 매트에 관한 기술에 대하여 관심이 높아지고 있다.

한국공개특허 제2014-0136089호

본 발명의 실시예는 스마트 전자 선반에 사용될 수 있는 하이브리드 방식의 압력 감지 매트를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트는, 터치 감지 영역과 무게 감지 영역을 포함하는 그라운드층, 상기 그라운드층의 아래 부분에 위치하며 상기 터치 감지 영역에 대응되게 위치되는 터치 관통 영역 및 상기 무게 감지 영역에 대응되게 위치되는 유전 영역을 포함하는 유전층 및 상기 유전층의 아래 부분에 위치하며, 상기 터치 감지 영역과 상기 무게 감지 영역에 외부로부터 압력이 전달되면 각각 터치 감지 신호 및 무게 감지 신호를 출력하는 시그널층 을 포함하되, 상기 터치 감지 신호는, 상기 압력의 존재 유무를 가리키는 신호를 포함하며, 상기 무게 감지 신호는, 상기 압력의 크기를 가리키는 신호를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 감지 매트는 터치 감지 영역과 무게 감지 영역을 포함함으로써, 가벼운 물건의 경우 존재 여부를 감지할 수 있고, 무거운 물건의 경우 물건의 무게까지 감지할 수 있는 하이브리드 방식의 압력 감지 매트를 제공할 수 있다.

한편으로, 상기 압력 감지 매트의 하부에 격벽 구조체가 구비됨으로써, 유전체와 전도성 섬유 사이에 발생하는 장력에 의한 센싱 감도 저하를 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트의 구성을 확대하여 표시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3에 도시된 압력 감지 매트의 A-A` 부분에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 무게 감지 영역에 물건이 위치한 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 터치 감지 영역에 물건이 위치한 경우를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 격벽 구조체가 더 포함된 유전층을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유전층과 다른 실시예에 따른 유전층의 압력에 따른 반응이 비교 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 무게 감지 영역과 터치 감지 영역의 출력 신호를 측정한 그래프이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른, 복수 개의 압력 감지 매트를 포함하는 스마트 전자 선반을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 실시예는 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)은 상부면에 통공 형상을 포함한다. 상기 통공 형상에서 시그널층이 직접적으로 외부로 노출된다. 압력 감지 매트(10) 위에 놓인 물건이 상기 통공 형상에 위치하면, 시그널층에 직접적으로 압력을 제공하게 됨으로써, 시그널층은 상기 물건의 존재를 가리키는 신호를 출력할 수 있다. 압력 감지 매트(10) 위에 놓인 물건이 상기 통공 형상 밖의 다른 상부면에 위치하면, 시그널층은 상기 물건의 무게를 가리키는 신호를 출력할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트(10)의 구성을 설명한다.

압력 감지 매트(10)는 그라운드층(100), 유전층(200), 시그널층(300) 및 PCB 연결부(400)를 포함할 수 있다. 그라운드층(100)의 상부에는 감지 대상이 되는 물건이 위치한다. 유전층(200)은 그라운드층(100)과 시그널층(300)의 사이에 위치한다. 시그널층(300)은 유전층(200)의 아래에 위치하며 상기 물건의 대한 터치 감지 신호 또는 무게 감지 신호를 출력할 수 있다. PCB 연결부(400)는 상기 출력된 터치 감지 신호 또는 무게 감지 신호를 제공 받을 수 있다.

시그널층(300)은 유전층(200)의 어느 한 일면에 전사되고, 그라운드층(100)은 유전층(200)의 유전층(200)의 상기 일면과 반대되는 타면에 전사될 수 있다. 설명의 편의상 이하에서, 그라운드층(100)은 유전층(200)의 상부면에 전사되고, 시그널층(300)은 유전층(200)의 하부면에 전사된다고 가정하고 설명한다.

그라운드층(100)은 Cu, Ni 또는 Ag 중에서 어느 하나를 포함하는 금속 물질이 도금된 섬유 재질 시트를 포함할 수 있다. 그라운드층(100)은 상기 금속 물질을 패턴(pattern)화하여 유전층(200)의 상부면에 전사된 박막층일 수 있다.

유전층(200)은, 탄성을 갖는 물질로 된 기판일 수 있다. 상기 탄성을 가진 물질은, 예를 들어 포론(PORON)일 수 있지만, 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다. 상기 포론은 탄성을 가진 고밀도 폴리우레탄 발포폼이다. 유전층(200)에 포함된 상기 포론 재질의 기판상에 유전체가 패터닝(patterning)화 될 수 있다. 상기 유전체는, 예를 들어서 폼(form) 유전체일 수 있지만, 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.

유전층(200)은 탄성을 가지기 때문에, 외부의 압력에 의해서 변형이 될 수 있으며, 상기 외부의 압력이 사라지면 다시 원 상태로 복원될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유전층(200)은 소정의 두께를 가지는 직사각형의 기판 형상일 수 있다. 상기 외부 압력에 의해서, 유전층(200)의 두께는 감소될 수 있다.

시그널층(300)은 Cu, Ni 또는 Ag 중에서 어느 하나를 포함하는 금속 물질이 도금된 섬유 재질 시트를 포함할 수 있다. 시그널층(300)은 상기 금속 물질을 패턴(pattern)화하여 유전층(200)의 하부면 전사된 박막층일 수 있다.

그라운드층(100)은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 무게 감지 영역(160)을 포함할 수 있다.

터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)은 그라운드층(100)의 상부면과 하부면을 관통하는 통공 형상을 포함할 수 있다. 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)의 내부에 위치하는 물건은 직접 시그널층(300)에 접촉될 수 있고, 이 때 시그널층(300)은 압력 감지 매트(10) 상에 존재하는 물건의 유무를 가리키는 터치 감지 신호를 출력할 수 있다.

무게 감지 영역(160)은 그라운드층(100)에서 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)을 제외한 영역일 수 있다. 무게 감지 영역(160) 위에 물건이 위치하면, 상기 물건의 무게에 의해서 유전층(200)에 압력이 제공되고, 이에 따라 시그널층(300)은 상기 물건의 무게를 가리키는 무게 감지 신호를 출력할 수 있다. 무게 감지 신호를 출력하는 것은 이하의 시그널층(300)에 대한 설명에서 자세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)는 상부에 위치하는 물건의 존재 유무 또는 무게를 가리키는 신호를 출력할 수 있는, 하이브리드(hybrid) 형 압력 감지 매트일 수 있다.

유전층(200)은 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)과 유전 영역(260)을 포함할 수 있다.

터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)은 그라운드층(100)의 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 대응되게 위치할 수 있다. 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)은 유전층의 상부면과 하부면을 관통하는 통공 형상을 포함할 수 있다. 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 포함된 통공 형상에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 상하로 겹치게 배치되며, 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)은 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)의 내부에 포함되도록 위치될 수 있다.

터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 상에 위치한 상기 물건은 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)을 관통하여 시그널층(300)에 직접 접촉될 수 있다.

도 2에는 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)이 원형 형상이지만, 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.

유전 영역(260)은 유전층(200)에서 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)을 제외한 영역일 수 있다. 유전 영역(260)은 탄성을 가진 유전체를 포함할 수 있다. 유전 영역(260)은 그라운드층(100)의 무게 감지 영역(160)에 대응되기 위치할 수 있다. 무게 감지 영역(160) 상에 위치한 물건의 무게에 위한 압력이 유전 영역(260)에 전달되면, 유전 영역(260)은 두께가 줄어들 수 있다.

시그널층(300)은 금속 물질이 도금된 일정한 면적을 가진 전극 영역(310, 320)을 포함할 수 있다. 전극 영역(310, 320)은 일정한 패턴을 가지고 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 전극 영역(310, 320)은 사각 형상일 일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

시그널층(300)의 전극 영역(310, 320)은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)을 관통한 물건이 접촉될 수 있다. 전극 영역(310, 320)에는 상기 물건의 접촉에 의해서 전기 신호가 발생할 수 있다. 시그널층(300)은 상기 발생된 전기 신호를 터치 감지 신호로 출력할 수 있다. 상기 터치 감지 신호는 상기 물건의 존재 유무를 가리키는 전기 신호를 포함할 수 있다.

압력 감지 매트(10)는 무게 감지 영역(160), 유전 영역(260) 및 전극 영역(310, 320)으로 적층된 부분은 일정한 커패시턴스(capacitance)를 가지는 커패시터(capacitor)로 기능할 수 있다.

일반적인 커패시터의 커패시턴스와 상기 커패시터의 상하단에 작용하는 전압의 관계는 다음과 같다.

Q : 커패시터의 충전 전하량

V : 커패시터의 양단 사이의 전압차

C : 커패시터의 커패시턴스

A : 커패시터의 양단의 대향 면적

d : 커패시터의 양단 사이의 거리

ε : 커패시터의 양단 사이에 위치하는 유전체의 유전율

위 관계식을 참조하면, 무게 감지 영역(160)과 전극 영역(310, 320) 사이에 위치한 유전 영역(260)에 의해서, 무게 감지 영역(160)과 전극 영역(310, 320)사이에 일정한 전하가 충전되어 있는 경우, 상기 물건의 무게에 의해서 유전 영역(260)의 두께 d 가 변하게 되면, 무게 감지 영역(160)과 전극 영역(310, 320) 사이의 전압차 V가 변하게 된다. 시그널층(300)은 유전 영역(260)의 두께 변화로 인한 전압차의 변동에 따른 전기 신호인 무게 감지 신호를 출력할 수 있다. 상기 무게 감지 신호는 상기 물건의 무게를 가리킬 수 있다.

또는, 무게 감지 영역(160)과 전극 영역(310, 320) 사이에 일정한 전압차 V가 유지되는 경우, 유전 영역(260)의 두께 d가 변하게 되면, 커패시턴스가 변동되고, 충전된 전하가 이동하게 됨으로, 전극 영역(310, 320)으로 전류가 흐르게 된다. 시그널층(300)은 상기 전류의 흐름에 따른 전기 신호인 무게 감지 신호를 출력할 수 있다. 상기 무게 감지 신호는 물건의 무게를 가리킬 수 있다.

PCB 연결부(400)는 시그널층(300)에 연결될 수 있다. PCB 연결부(400)는 내부에 전기 전도가 가능한 회로 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 회로 패턴은 시그널 층의 전극 영역(310, 320)에 전기적으로 연결될 수 있다.

PCB 연결부(400)는 시그널층(300)에서 출력되는 상기 터치 감지 신호 및 상기 무게 감지 신호를 제공받을 수 있다. 도 2에는 도시되어 있지 않지만, PCB 연결부(400)는 외부의 PCB와 연결되어, 상기 제공 받은 터치 감지 신호 및 무게 감지 신호를 상기 PCB에 전달할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 압력 감지 매트의 구성을 확대하여 표시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)는 위에서 아래로 그라운드층(100), 유전층(200) 및 시그널층(300)이 순서대로 적층되어 있을 수 있다. 상기 적층 구조는, 유전층(200)의 상부면에 그라운드층(100)이 전사되고, 유전층(200)의 하부면에 시그널층(300)이 전사되면서 형성될 수 있다.

그라운드층(100)의 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)은 유전층(200)의 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)과 관통 부분을 공유할 수 있다. 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)은 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)과 중심축을 공유하도록 대응되게 배치될 수 있다. 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)이 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)에 포함될 수 있도록, 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)의 관통 부분 면적이 터치 관통 영역의 관통 부분 면적보다 같거나 작을 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3에 도시된 압력 감지 매트의 A-A` 부분에 대한 단면도이다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)의 단면을 설명한다.

도 4에 도시된 압력 감지 매트(10)의 A-A`부분의 단면을 참조하면, 터치 감지 영역(110, 130)의 관통 부분에 의해서 시그널층(300)의 상부면이 외부에 노출될 수 있다.

무게 감지 영역(160)은, 유전층(200)의 유전 영역의 상부에 위치할 수 있다. 무게 감지 영역(160)에 가해지는 외부의 압력은, 유전층(200)에 전달되어 유전층(200)의 유전 영역의 두께를 변화시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 무게 감지 영역에 물건이 위치한 경우를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하여, 무게 감지 영역(160)의 상부에 물건이 위치한 경우를 자세하게 설명한다.

무게 감지 영역(160)의 상부에 물건(20)이 위치하면, 물건(20)의 무게에 의해서 소정의 압력이 무게 감지 영역(160)에 가해지게 된다. 상기 압력은 그라운드층(100)의 무게 감지 영역(160)을 통해서 유전층(200)의 유전 영역(260)에 전달될 수 있다.

유전층(200)의 탄력성이 있는 유전체를 포함할 수 있다. 유전 영역(260)은 상기 압력이 전달되면, 탄력성이 의해서 두께가 줄어들게 된다. 도 5의 아래부분에 도시된 것과 같이, 유전 영역(260)의 두께는 상기 압력이 전달되기 전에는 D 일 수 있고, 상기 압력이 전달되면 d1만큼 줄어들어 (D-d1)의 값이 될 수 있다.

유전 영역(260)의 두께가 줄어들게 되면, 그라운드층(100)과 시그널층(300) 사이의 커패시턴스가 증가하게 된다. 이에 따라서, 시그널층(300)에는 상기 커패시턴스의 변화에 따른 전기 신호가 발생할 수 있다. 시그널층(300)은 상기 발생된 전기신호를 포함하는 무게 감지 신호를 출력할 수 있다.

도 5에 도시된 것은 무게 감지 영역(160)의 상부에 물건이 위치한 경우를 나타내는 예시이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 터치 감지 영역에 물건이 위치한 경우를 나타내는 도면이다. 도 6를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 매트(10)의 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 물건이 위치한 경우를 자세하게 설명한다.

터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)은 관통 부분을 공유하기 때문에, 물건(20)은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)과 터치 관통 영역(210, 220, 230, 240)을 지나서 시그널층(300)의 상부면에 접촉할 수 있다.

시그널층(300)에는 상기 접촉에 의해서 전기 신호가 발생될 수 있다. 시그널층(300)은 상기 전기 신호를 포함하는 터치 감지 신호를 출력할 수 있다.

도 6에 도시된 것은 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 물건이 위치한 경우를 나타내는 예시이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 격벽 구조체가 더 포함된 유전층을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 격벽 구조체가 더 포함된 유전층(500)을 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 유전층(500)은, 유전 영역(560)에 적어도 하나 이상의 격벽 구조체(610, 620, 630)를 더 포함할 수 있다.

일반적으로, 전자 섬유 기반의 압력 센서는 접착된 유전체와 전도성 섬유 사이에 표면 장력이 발생하여, 유전체의 변형이 감소하고 이에 따라 커패시턴스의 변화량이 감소하게 됨으로써, 압력 센서의 센싱(sensing) 감도가 저하될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유전층(500)은 유전체와 전도성 섬유 사이의 표면 장력을 완화하기 위하여, 격벽 구조체(610, 620, 630)를 더 포함할 수 있다.

격벽 구조체(610, 620, 630)는 유전층(500)의 폭 방향 또는 길이 방향과 평행하도록 유전층(500) 내부의 바닥면에 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다. 격벽 구조체(610, 620, 630)는 복수의 터치 관통 영역(510, 520, 530, 540)의 사이에 배치될 수 있다.

격벽 구조체(610, 620, 630)의 폭(w)은 1 [cm] 내지 3 [cm] 일 수 있다. 격벽 구조체(610, 620, 630)의 높이는 유전층(200)의 높이의 10 [%] 내지 50[%] 일 수 있다. 격벽 구조체(610, 620, 630)는 유전층(200)의 내부에 8 [cm] 간격으로 배치될 수 있다. 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유전층과 다른 실시예에 따른 유전층의 압력에 따른 반응이 비교 도시된 도면이다. 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 유전층(200)과 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전층(500)의 압력에 따른 반응을 비교 설명한다.

도 8의 위 부분에 도시된 것과 같이, 유전층(200)에 압력이 가해지면 d1 만큼 두께가 감소할 수 있다.

도 8의 아래 부분에 도시된 것과 갈이, 유전층(500)에 압력이 가해지면 d1 만큼 두께가 감소할 수 있다. d1은 d2보다 큰 값이다. 따라서, 유전층(500)의 격벽 구조체(610, 620)을 더 포함함으로써, 같은 압력이 가해질 때 두께의 변화가 더 적을 수 있다.

도 8에 도시된 것과 같이, 격벽 구조체(610, 620)을 포함한 유전층(500)은 유전체의 장력에 의한 커패시턴스 변위 현상에 관하여 유전층(200)에 비해서 더 유리한 효과가 있다. 압력에 따른 상기 유전체의 변위량을 적게 함으로써, 커패시턴스 변위 현상을 지연시키거나 완화시킬 수 있기 때문이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 무게 감지 영역과 터치 감지 영역의 출력 신호를 측정한 그래프이다.

도 9의 그래프는, 터치 감지 영역(110, 120, 130, 140)에 물건이 위치하였을 때 시그널층(300)에서 출력되는 터치 감지 신호(a)와, 무게 감지 영역(160)에 물건이 위치하였을 때 시그널층(300)에서 출력되는 무게 감지 신호(b)를 나타내는, 실험 결과이다.

도 9를 참조하면, 상기 터치 감지 신호는 압력 감지 매트(10)상에 물건에 존재하는지 여부만을 나타내는 신호이기 때문에, 상기 물건의 무게를 가리키는 무게 감지 신호에 비해서 작은 신호값을 가질 수 있다.

도 10에 도시된 그래프는 예시에 불과하여, 이에 한정되지 않는다.

도 10는 본 발명의 실시예에 따른, 복수 개의 압력 감지 매트를 포함하는 스마트 전자 선반을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 전자 선반은, 복수의 압력 감지 매트(10)와 PCB 연결부를 포함할 수 있다. 복수의 압력 감지 매트(10)를 일정하게 배치함으로써, 넓은 면적의 스마트 전자 선반을 구현할 수 있다. 복수의 압력 감지 매트(10)에서 출력되는 터치 감지 신호와 무게 감지 신호는 상기 PCB 연결부에 제공될 수 있다. 상기 PCB 연결부는, 상기 제공 받은 터치 감지 신호와 무게 감지 신호를 외부의 PCB에 전달할 수 있다.

위와 같이, 압력 감지 매트(10)는 터치와 무게를 감지할 수 있는 하이브리드 매트이고, 상기 스마트 전자 선반은 복수의 압력 감지 매트(10)를 포함함으로써, 상기 스마트 전자 선반 위에 놓여지는 물건의 존재 유무 또는 무게를 감지할 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력 감지 매트(400)은 차등적인 유전체 적층 구조와 격벽 구조체를 포함함으로써, 유전체와 전도성 섬유 사이의 장력에 따른 센싱 감도 저하를 완화시킬 수 있고, 차별적인 센싱 감도를 가진 영역을 압력 감지 매트(400) 내에 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 압력 감지 매트
100 : 그라운드층
200, 500 : 유전층
300 : 시그널층
400 : PCB 연결부

Claims (11)

1. 터치 감지 영역과 무게 감지 영역을 포함하는 그라운드층;
   상기 그라운드층의 아래 부분에 위치하며 상기 터치 감지 영역에 대응되게 위치되는 터치 관통 영역 및 상기 무게 감지 영역에 대응되게 위치되는 유전 영역을 포함하는 유전층; 및
   상기 유전층의 아래 부분에 위치하며, 상기 터치 감지 영역과 상기 무게 감지 영역에 외부로부터 압력이 전달되면 각각 터치 감지 신호 및 무게 감지 신호를 출력하는 시그널층; 을 포함하되,
   상기 터치 감지 신호는, 상기 압력의 존재 유무를 가리키는 신호를 포함하며,
   상기 무게 감지 신호는, 상기 압력의 크기를 가리키는 신호를 포함하는,
   압력 감지 매트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터치 감지 영역은,
   상기 그라운드층의 상부와 하부를 관통하는 통공 형상을 포함하며,
   상기 터치 관통 영역은,
   상기 터치 감지 영역에 포함된 통공 형상에 대응되는 위치에 형성되며 상기 유전층의 상부와 하부를 관통하는 통공 형상을 포함하는,
   압력 감지 매트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 터치 관통 영역은,
   상기 터지 감지 영역과 상하로 겹치게 배치되며, 상기 터치 감지 영역이 상기 겹치는 경우 내부에 포함하도록 위치되는,
   압력 감지 매트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 터치 감지 신호는,
   상기 터지 감지 영역과 상기 터치 관통 영역을 관통하여 상기 압력이 직접 상기 시그널층에 전달될 때 출력되는,
   압력 감지 매트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 무게 감지 신호는,
   상기 무게 감지 영역에 제공되는 압력에 의해서 상기 유전 영역의 두께가 변함에 따라 변경될 때 출력되는,
   압력 감지 매트.
6. 제5항에 있어서,
   상기 무게 감지 신호는,
   상기 유전 영역의 두께 변화에 따라 상기 그라운드층과 상기 시그널층 사이의 커패시턴의 변화에 의해 발생되는,
   압력 감지 매트.
7. 제1항에 있어서,
   상기 유전층은,
   상기 유전 영역에 상기 유전층의 폭 방향 또는 길이 방향과 평행하도록 상기 유전층 내부의 바닥면에 배치되는 적어도 하나 이상의 격벽 구조체;를 더 포함하는,
   압력 감지 매트.
8. 제7항에 있어서,
   상기 유전층은,
   복수의 터치 관통 영역을 포함하며,
   상기 격벽 구조체는,
   상기 복수의 터치 관통 영역의 사이에 배치되는,
   압력 감지 매트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 시그널층에 연결되며, 상기 시그널층에서 출력되는 상기 무게 감지 신호 및 상기 터치 감지 신호가 전달되는 PCB 연결부;를 더 포함하는,
   압력 감지 매트.
10. 그라운드층, 상기 그라운드층 아래에 위치하는 유전층 및 상기 유전층의 아래에 위치하는 시그널층을 포함하는 적어도 하나 이상의 압력 감지 매트; 및
    상기 하나 이상의 압력 감지 매트에 포함된 시그널층에서 출력되는 무게 감지 신호 및 터치 감지 신호가 전달되는 PCB 연결부; 를 포함하되,
    상기 그라운드층은,
    무게 감지 영역과, 상기 그라운드층의 상부와 하부를 관통하는 통공 형상의 터치 감지 영역을 포함하며,
    상기 유전층은,
    상기 터치 감지 영역에 대응되는 위치에 형성되고 상기 유전층의 상부와 하부를 관통하는 통공 형상을 터치 관통 영역을 포함하고,
    상기 무게 감지 신호는,
    상기 무게 감지 영역에 제공된 압력의 크기를 가리키는 신호를 포함하며,
    상기 터치 감지 신호는,
    상기 터치 감지 영역에 제공된 압력의 존재 유무를 가리키는 신호를 포함하는,
    스마트 전자 선반.
11. 제10항에 있어서,
    상기 유전층은,
    하나 이상의 터치 관통 영역을 포함하고,
    상기 유전층의 폭 방향 또는 길이 방향과 평행하도록 상기 유전층 내부의 바닥면에 배치되는 적어도 하나 이상의 격벽 구조체;를 더 포함하되,
    상기 격벽 구조체는,
    상기 하나 이상의 터치 관통 영역의 사이에 사전에 정해진 일정한 간격으로 배치되는,
    스마트 전자 선반.

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