[go: up one dir, main page]

KR20190065017A - Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same - Google Patents

Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190065017A
KR20190065017A KR1020170164426A KR20170164426A KR20190065017A KR 20190065017 A KR20190065017 A KR 20190065017A KR 1020170164426 A KR1020170164426 A KR 1020170164426A KR 20170164426 A KR20170164426 A KR 20170164426A KR 20190065017 A KR20190065017 A KR 20190065017A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
sensing
electrode strips
point
strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020170164426A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102021583B1 (en
Inventor
김영로
이상열
정진성
Original Assignee
주식회사 지엔피컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지엔피컴퍼니 filed Critical 주식회사 지엔피컴퍼니
Priority to KR1020170164426A priority Critical patent/KR102021583B1/en
Publication of KR20190065017A publication Critical patent/KR20190065017A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102021583B1 publication Critical patent/KR102021583B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/241Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605Measuring capacitance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 물체 접근 감지 장치 및 이를 위한 센서 스트립에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 물체의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립은 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 센서 스트립부; 상기 센서 스트립부의 정전용량값의 변화를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 감지되는 정전용량값의 변화에 따른 전기적 신호를 이용하여 물체의 접근 여부를 판단하는 제어부;를 포함하며, 상기 물체 감지 구간의 일 지점에서 상기 각각의 전극 스트립 사이에 위상 차이를 갖는 상태에서 정전용량값의 변화를 감지하도록 구성된 물체 접근 감지 장치가 개시된다.
The present invention relates to an object proximity sensing apparatus and a sensor strip for the same.
According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising at least two electrode strips varying in capacitance value according to an approach of an object and branching from one power application point, wherein the two or more electrode strips extend parallel to each other in the longitudinal direction Wherein the sensor strips are formed such that the lengths of the two or more electrode strips from one point of the sensing section to the power application point are different from each other; A sensing unit sensing a change in capacitance value of the sensor strip unit; And a control unit for determining whether an object is approachable by using an electrical signal corresponding to a change in capacitance value sensed by the sensing unit, wherein a phase difference between each electrode strip at one point of the object sensing period An object proximity sensing device is disclosed that is configured to sense a change in capacitance value in the presence of an object.

Figure P1020170164426
Figure P1020170164426

Description

물체 접근 감지 장치 및 이를 위한 센서 스트립 {Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same}[0001] The present invention relates to an object proximity sensor, and more particularly,

본 발명은 물체 접근 감지 장치 및 이를 위한 센서 스트립에 관한 것으로서, 상세하게는 정전용량값의 변화에 기초하여 물체의 접근을 감지하되, 감지 면적을 넓히기 위해 복수의 전극 스트립을 평행하게 배치하면서 감지 구간의 일 지점에서 2 이상의 전극 스트립 사이에 위상 차이를 갖도록 함으로써 데드 포인트로 인한 감지 오류를 방지하고, 각각의 전극 스트립의 전계가 상호 중첩되어 감지 거리가 증가될 수 있도록 하는 물체 접근 감지 장치 및 이를 위한 센서 스트립에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an object proximity sensing device and a sensor strip for sensing proximity of an object based on a change in capacitance value, An object proximity sensing device for sensing errors due to a dead point by making a phase difference between two or more electrode strips at one point of the electrode strips and for enabling the sensing distance to be increased by superimposing the electric field of each electrode strip, Sensor strip.

일반적으로 물체 접근을 감지 장치는 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.Generally, the sensing device for object approach is divided into contact type and non-contact type. The contact type is a method to judge whether an object is approaching by detecting a change of an electrical load or a change of an air pressure caused by an object such as an obstacle, and a non-contact type is a method of changing a capacitance, a change of a magnetic field or an electric field To determine whether or not the obstacle is approachable.

종래의 일예에 따른 정전용량 방식 장애물 감지장치는 도 1의 개략 구성도에 예시된 바와 같이, 정전용량을 감지하는 정전용량 감지모듈(12), 정전용량 감지모듈(12)에서 출력된 신호를 이용하여 물체의 접근여부를 판단하는 제어모듈(18), 정전용량 감지모듈(12)의 출력신호를 제어모듈(18)로 전달하는 전송라인(20)을 포함한다.As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 1, the electrostatic capacitance type obstacle sensing apparatus according to a conventional example includes a capacitance sensing module 12 for sensing capacitance, a signal output from the capacitance sensing module 12, And a transmission line 20 for transmitting the output signal of the electrostatic capacity sensing module 12 to the control module 18. The control module 18 determines whether the object is approaching the object.

정전용량 감지모듈(12)은 예를 들어, 차량의 도어나 윈도우의 주변부를 따라 설치되는 센서 스트립(14)과 센서 스트립(14)의 단부에 결합되어 센서 스트립(14)의 정전용량을 감지하는 정전용량 감지회로(16)를 포함한다.The electrostatic capacity sensing module 12 may include a sensor strip 14 installed along the periphery of a door or window of the vehicle and a sensor strip 14 coupled to an end of the sensor strip 14 to sense the capacitance of the sensor strip 14. [ And capacitive sensing circuit 16.

센서 스트립(14)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(14)은 차량의 도어나 윈도우 주위 또는 슬라이딩 게이트, 엘리베이터 도어, 전동차 선로와 승강장 스크린도어 사이의 연단 등 다양한 대상체에 설치될 수 있다. 또한 예시된 센서 스트립(14)은 직선형태로 도시되어 있으나 필요에 따라 곡선형으로 굽혀서 설치되거나 바닥에 설치될 수도 있다.The sensor strip 14 is formed by inserting a thin band-shaped conductor (for example, a metal material) into an insulator made of a rubber material having a good flexibility, and the conductor is an electrode of a capacitor, The electrostatic capacity when an object exists is different from the electrostatic capacity when there is no object. The sensor strip 14 may be installed on a variety of objects such as a door or window of a vehicle, or a sliding gate, an elevator door, a bridge between a railway track and a platform screen door. Also, the illustrated sensor strips 14 are shown in a straight line, but they may be bent or installed in a curved shape if necessary.

제어모듈(18)은 예를 들어, 정전용량 감지회로(16)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(30)로 제어신호를 전송하여 도어의 동작을 중단시키거나 반대방향으로 동작시킨다.The control module 18 compares, for example, the output signal of the capacitance sensing circuit 16 with a preset reference value to determine whether or not the output signal exceeds the allowable range. At this time, if it is determined that the allowable range is exceeded, for example, the control signal is transmitted to the opening / closing module 30 that automatically turns on / off the door or window of the vehicle to stop the door or operate the door in the opposite direction.

정전용량 감지회로(16)에는 예를 들어, 센서 스트립(14)과 연결된 RF 발진기가 구비되며, RF 발진기의 발진 주파수는 회로 제작시에 결정되므로, 장애물이 없는 정상적인 상태에서는 정전용량 감지회로(16)의 출력신호는 일정한 주파수를 가진다.The capacitive sensing circuit 16 is provided with a RF oscillator connected to the sensor strip 14 and the oscillation frequency of the RF oscillator is determined at the time of circuit manufacture so that the capacitive sensing circuit 16 ) Has a constant frequency.

사람의 손이나 신체의 일부가 문이나 도어에 근접하는 경우, 센서 스트립(14)의 정전용량이 변화하게 되고, 센서 스트립(14)에 연결된 RF 발진기의 발진 주파수가 달라진다. 이렇게 RF 발진기의 발진 주파수가 달라짐에 따라, 정전용량 감지회로(16)의 출력신호가 허용 주파수범위를 벗어나면 제어모듈(18)은 장애물과 같은 물체의 접근이 있는 것으로 판단한다.The capacitance of the sensor strip 14 changes and the oscillation frequency of the RF oscillator connected to the sensor strip 14 changes when the human hand or a part of the body approaches the door or the door. When the output signal of the capacitance sensing circuit 16 is out of the allowable frequency range as the oscillation frequency of the RF oscillator changes, the control module 18 determines that there is an object such as an obstacle.

그런데 이러한 종래의 물체 접근 감지 장치는 물체나 장치 중 어느 하나가 이동하는 경우, 이동속도에 대비하여 물체를 감지하는 거리가 상대적으로 짧으므로 물체나 장치의 이동속도가 빠른 경우 물체가 장치와 상호 충돌할 수 있다는 문제점이 있었다.However, in the conventional object proximity sensing apparatus, when any one of the object and the apparatus moves, the distance for sensing the object in comparison with the moving speed is relatively short. Therefore, when the moving speed of the object or apparatus is fast, There is a problem that it can be done.

또한, 종래의 물체 접근 감지 장치는 물체가 접근하여도 이를 감지하지 못하는 지점(이하 '데드 포인트')이 센서 스트립에 주기적으로 나타나는 문제점이 있었다.In addition, the conventional object proximity sensing apparatus has a problem in that a point (hereinafter, referred to as 'dead point') at which an object can not be detected even when the object approaches it is periodically displayed on the sensor strip.

종래기술의 일예로서, 대한민국 등록특허 제10-0947559호 (2010.03.08 등록)에서는, 적어도 두 개의 RF 발진기를 사용하여 다수의 주파수를 일정주기에 따라 교번하여 발진하도록 하여 서로 다른 주파수의 조절에 따라 데드 포인트가 겹치지 않도록 하여 데드 포인트로 인한 감지불능 문제를 해결하는 구성을 제안한 바 있다.As an example of the prior art, Korean Patent Registration No. 10-0947559 (Registered Mar. 03, 2010) discloses a technique of oscillating a plurality of frequencies alternately at a predetermined period using at least two RF oscillators, And proposed a configuration for solving the problem of inability to detect due to a dead point by preventing the dead point from overlapping.

그러나 두 개 이상의 RF 발진기를 사용하는 경우, 회로 구성이 복잡하고 고장의 확률이 높아지는 문제점이 있으며, 여러 개의 발진기를 사용하는 것만으로는 감지 거리를 증가하는 효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있다.However, when two or more RF oscillators are used, there is a problem in that the circuit configuration is complicated and the probability of failure increases, and there is a problem that the effect of increasing the detection distance can not be expected by using only a plurality of oscillators.

대한민국 등록특허 제10-0627922호 (2006.09.18 등록)Korean Registered Patent No. 10-0627922 (Registered on September 18, 2006) 대한민국 등록특허 제10-0947559호 (2010.03.08 등록)Korean Registered Patent No. 10-0947559 (Registered on March 3, 2010)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 정전용량값의 변화에 기초하여 물체의 접근을 감지하되, 감지 면적을 넓히기 위해 복수의 전극 스트립을 평행하게 배치하면서 감지 구간의 일 지점에서 2 이상의 전극 스트립 사이에 위상 차이를 갖도록 함으로써 데드 포인트로 인한 감지 오류를 방지하고, 각각의 전극 스트립의 전계가 상호 중첩되어 감지 거리가 증가될 수 있도록 하는 물체 접근 감지 장치 및 이를 위한 센서 스트립을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for sensing an approach of an object based on a change in capacitance value and arranging a plurality of electrode strips in parallel, The object proximity sensing device and the sensor strip are provided with a phase difference between the electrode strips so as to prevent a detection error due to a dead point and allow the electric field of each electrode strip to mutually overlap to increase the sensing distance For that purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 물체의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립은 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 센서 스트립부; 상기 센서 스트립부의 정전용량값의 변화를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 감지되는 정전용량값의 변화에 따른 전기적 신호를 이용하여 물체의 접근 여부를 판단하는 제어부;를 포함하며, 상기 물체 감지 구간의 일 지점에서 상기 각각의 전극 스트립 사이에 위상 차이를 갖는 상태에서 정전용량값의 변화를 감지하도록 구성된 물체 접근 감지 장치가 개시된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising at least two electrode strips, each of which has a variable capacitance value according to an approach of an object and branches from one power application point, Wherein the sensor strips are formed so that the lengths of the two or more electrode strips from one point of the sensing section to the power application point are different from each other; A sensing unit sensing a change in capacitance value of the sensor strip unit; And a control unit for determining whether an object is approachable by using an electrical signal corresponding to a change in capacitance value sensed by the sensing unit, wherein a phase difference between each electrode strip at one point of the object sensing period An object proximity sensing device is disclosed that is configured to sense a change in capacitance value in the presence of an object.

바람직하게, 상기 전극 스트립은 3 이상이 구비되며, 각각의 전극 스트립은 하나의 전원 인가 지점으로부터 순차적으로 분기되어 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the electrode strips include three or more electrode strips, and each electrode strip is sequentially branched from one power application point, and the lengths from one point of the sensing section to the power application point are different from each other .

바람직하게, 상기 전극 스트립은 3 이상이 구비되며, 각각의 전극 스트립은 하나의 전원 인가 지점으로부터 적어도 2 이상의 스트립이 동시에 분기되되, 상기 전원 인가 지점으로부터 상기 감지 구간의 시작 지점까지의 전극 스트립의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, at least two of the electrode strips are branched, and at least two strips are simultaneously branched from one power supply point, and the length of the electrode strip from the power supply point to the start point of the sensing section Are formed so as to have mutual differences.

바람직하게, 상기 전극 스트립 상호 간의 길이 차이는 하기의 수학식 1에 기초하여 얻어지는 최대 길이 차이보다 작은 것을 특징으로 한다.Preferably, the length difference between the electrode strips is smaller than the maximum length difference obtained based on the following formula (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(dmax : 최대 길이 차이[m], c: 빛의 속도[m/s], f: 센서 스트립부에 인가되는 전원 입력 주파수[Hz])(d max : Maximum length difference [m], c: Speed of light [m / s], f: Power input frequency applied to sensor strip [Hz]

바람직하게, 상기 센서 스트립부는, 상기 2 이상의 전극 스트립이 배치되어 형성된 제1 전극 스트립과, 상기 제1 전극 스트립과 상호 대향하는 상태로 미리 설정된 종방향 간격을 유지하도록 배치되며 상기 2 이상의 제1 전극 스트립을 모두 커버하는 대향 면적을 갖도록 설치되는 제2 전극 스트립을 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the sensor strip portion includes a first electrode strip formed by disposing the at least two electrode strips, and a second electrode strip disposed to maintain a predetermined longitudinal gap in a state of mutually opposing the first electrode strip, And a second electrode strip provided so as to have an opposite area covering all the strips.

바람직하게, 상기 제1 전극 스트립은 (+) 전극을 형성하고, 상기 제2 전극 스트립은 접지 또는 (-) 전극을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the first electrode strip forms a (+) electrode and the second electrode strip forms a ground or (-) electrode.

바람직하게, 상기 센싱부는, 상기 센서 스트립부에 연결되며, 상기 센서 스트립부의 정전용량값의 변화에 따라 발진 주파수가 가변하는 RF 발진기와, 상기 RF 발진기에 연결되며, 상기 정전용량값의 변화에 따라 상기 RF 발진기의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화되는 경우 상기 RF 발진기가 기준 발진 주파수를 유지하도록 제어하는 위상고정루프부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. Preferably, the sensing unit includes: a RF oscillator connected to the sensor strip unit, the oscillation frequency of which varies according to a change in capacitance value of the sensor strip unit; and a control unit connected to the RF oscillator, And a phase locking loop unit for controlling the RF oscillator to maintain a reference oscillation frequency when the oscillation frequency of the RF oscillator changes from a reference oscillation frequency.

바람직하게, 상기 정전용량값의 변화 감지는 상기 물체 감지 구간의 일 지점에서 각각의 전극 스트립에 의해 발생되는 전계가 상호 중첩된 상태에서 이뤄지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the detection of change in the capacitance value is performed in a state where electric fields generated by the respective electrode strips overlap each other at one point of the object detection period.

본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 물체의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립은 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 센서 스트립이 개시된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: at least two electrode strips varying in capacitance value according to an approach of an object and branching from a power application point, wherein the at least two electrode strips are parallel to each other along a longitudinal direction And the two or more electrode strips are formed such that lengths from one point of the sensing section to the power application point are different from each other.

이와 같은 본 발명은, 복수의 전극 스트립을 평행하게 배치함에 따라 감지 면적을 넓힐 수 있다는 장점이 있다.The present invention has the advantage that the sensing area can be widened by arranging a plurality of electrode strips in parallel.

특히, 본 발명은 위상제어를 위한 회로 소자 없이도 간단하게 각각의 전극 스트립 사이에 위상 차이가 발생할 수 있도록 하며, 이러한 위상 차이로 인해 전극 스트립의 데드 포인트로 인한 감지 오류 문제를 방지할 수 있다는 장점이 있다.Particularly, the present invention allows a phase difference to be generated between each electrode strip simply without a circuit element for phase control, and it is advantageous to prevent a detection error problem due to a dead point of the electrode strip due to such a phase difference have.

또한, 본 발명은 2 이상의 전극 스트립의 전계가 상호 중첩되도록 하여 물체 접근을 감지하는 거리가 증가하도록 하는 장점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that the electric field of two or more electrode strips are overlapped with each other, thereby increasing the distance for sensing an object approach.

도 1은 종래의 물체 접근 감지 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치의 제어회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 스트립의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트립부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치에 따른 센서 스트립부의 감지 상태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치에서 각각의 전극 스트립 사이의 전계 중첩 모식도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극 스트립의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트립의 사시도이다.
1 is a schematic block diagram of a conventional object proximity sensing apparatus.
2 is a block diagram of a control circuit of an object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of an electrode strip according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a sensor strip according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram for explaining a sensing state of a sensor strip according to an object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an electric field superposition scheme between electrode strips in an object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
7 is a schematic view of an electrode strip according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a sensor strip according to an embodiment of the present invention.

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.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.

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. The terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

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. When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between.

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. The singular expressions used in the present application include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises ", " comprising "," having ", and the like, are used to denote that there is an element described in the specification or a combination thereof, It is not excluded in advance.

본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치의 제어회로 구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 스트립의 모식도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트립부의 모식도이다.3 is a schematic diagram of an electrode strip according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic view of a sensor strip according to an embodiment of the present invention, FIG. It is a schematic diagram of wealth.

본 실시예의 물체 접근 감지 장치는, 감지 면적을 넓히기 위해 복수의 전극 스트립을 평행하게 배치한 구조를 갖는다.The object proximity sensing device of the present embodiment has a structure in which a plurality of electrode strips are arranged in parallel to widen the sensing area.

본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치는, 물체(500)의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점(a)으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)을 포함하는 센서 스트립부(110), 상기 센서 스트립부(110)의 정전용량값의 변화를 감지하는 센싱부(100) 및 상기 센싱부(100)에서 감지되는 정전용량값의 변화에 따른 전기적 신호를 이용하여 물체(500)의 접근 여부를 판단하는 제어부(200)를 포함하여 이뤄진다.The object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes two or more electrode strips 110a, 110b, and 110c that are variable in capacitance value in accordance with the approach of the object 500 and branch from one power application point (a) A sensing unit 100 for sensing a change in the capacitance value of the sensor strip unit 110 and a sensor unit 110 for sensing a change in the capacitance value sensed by the sensing unit 100. [ And a control unit 200 for determining whether or not the object 500 is accessed using a signal.

일예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서 스트립부(110)에서, 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간(D)을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 전원 인가 지점(a)까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성된다.For example, as shown in FIG. 3, the two or more electrode strips 110a, 110b, and 110c in the sensor strip unit 110 include an object sensing section D extending in parallel to each other along the longitudinal direction And the two or more electrode strips 110a, 110b and 110c are formed such that the lengths from one point b of the sensing section D to the power application point a are different from each other.

상기 물체 감지 구간(D)은 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에서 물체 감지가 이뤄질 수 있는 구간을 나타내며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 물체 감지 구간(D)은 동일한 길이로 형성되는 것이 바람직하다.The object sensing interval D represents an interval during which object sensing can be performed in each of the electrode strips 110a, 110b and 110c and an object sensing interval D of each of the electrode strips 110a, 110b and 110c is It is preferable that they are formed to have the same length.

본 실시예에 있어서, '물체'는 안전 목적(예, 충돌방지)으로 접근 감지가 필요한 사람 또는 사물이 될 수 있다.In the present embodiment, an 'object' may be a person or object that needs to be approached for safety purposes (eg, avoiding collision).

상기 센서 스트립부(110)는, 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)이 각각 미리 설정된 횡방향 간격(d1, d2)을 유지한 상태로 배치되도록 하는 바디부(112)를 포함하여 이뤄진다.The sensor strip part 110 is formed in a state where the two or more electrode strips 110a, 110b and 110c and the two or more electrode strips 110a, 110b and 110c are maintained in predetermined horizontal intervals d1 and d2, As shown in FIG.

상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 폭(w1, w2, w3)은 동일한 임피던스를 갖도록 각각 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The widths w1, w2, and w3 of the electrode strips 110a, 110b, and 110c are preferably equal to each other so as to have the same impedance.

상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은, 예를 들어, 띠 형상의 도전성 소재로 이뤄지며, 자세한 설명은 후술한다.The electrode strips 110a, 110b and 110c are made of, for example, a strip-shaped conductive material, and a detailed description will be given later.

상기 미리 설정된 횡방향 간격(d1, d2)은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 의해 형성되는 전계가 상호 중첩될 수 있도록 하는 거리이며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 전원 인가 지점(a)까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 하는데 기여한다.The predetermined transverse spacings d1 and d2 are distances that allow the electric fields formed by the respective electrode strips 110a, 110b and 110c to overlap with each other. The widths of the electrode strips 110a, 110b and 110c The length from one point (b) to the power application point (a) of the sensing section (D) contributes to mutual differences.

상기 횡방향 간격(d1, d2)은 각각의 전극 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 폭(w1, w2, w3)에 따라 간격이 적절히 조절될 수도 있다.The spacing d1 and d2 may be appropriately adjusted according to the widths w1, w2 and w3 of the electrode strips 110a, 110b and 110c.

예를 들어, 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 폭(w1, w2, w3)이 모두 5cm인 평판 스트립 구조로 이뤄지고, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 간의 간격(d1, d2)이 각각 2cm, 3cm가 되도록 배치(형성)될 수 있다. 이러한 전극 스트립의 배치 및 후술하는 위상 차이에 의해, 폭이 20cm인 하나의 평판 스트립과 유사한 감지 면적을 제공하면서도 하나의 평판 스트립으로 구성된 경우에 비해 데드 포인트로 인한 감지 오류를 방지하는 효과를 얻을 수 있으며, 각각의 전극 스트립 사이의 전계 중첩으로 인한 증가된 물체 접근 감지 거리를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.For example, the widths w1, w2 and w3 of the respective electrode strips 110a, 110b and 110c are in a flat strip structure of 5 cm, , and d2 are 2 cm and 3 cm, respectively. The arrangement of such electrode strips and the phase difference described below can provide an effect of preventing a detection error due to a dead point compared with the case of constituting one flat strip with a sensing area similar to that of a single flat strip having a width of 20 cm And an effect of providing an increased object approaching distance due to electric field overlap between the respective electrode strips can be obtained.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 간의 간격(d1, d2)이 서로 다른 값을 갖는 것으로 표현하였으나, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 간의 간격(d1, d2)이 서로 동일한 값을 가질 수도 있다.In the present embodiment, for convenience of description, the distances d1 and d2 between the electrode strips 110a, 110b and 110c have different values. However, the interval between the electrode strips 110a, 110b and 110c (d1, d2) may have the same value.

상기 바디부(112)는 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 대향하여 설치되는 도체(예, 도체 스트립)와의 사이에 전계 형성이 가능하도록 하는 간격을 제공할 수 있으며, 상기 센서 스트립부(110)의 프레임 역할을 한다.The body portion 112 is spaced apart from the electrode strips 110a, 110b and 110c by a gap between the electrode strips 110a, 110b and 110c and a conductor (e.g., a conductor strip) And functions as a frame of the sensor strip unit 110. [0035]

상기 바디부(112)는 유전체의 성질을 가지면서 소정의 강도와 탄성을 갖는 합성수지재 또는 합성고무재로 형성될 수 있다.The body part 112 may be formed of a synthetic resin material or a synthetic rubber material having a predetermined dielectric property and elasticity.

일예로, 상기 센서 스트립부(110)는, 상기 2 이상의 전극 스트립이 배치되어 형성된 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과, 상기 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과 상호 대향하는 상태로 미리 설정된 종방향 간격(c)을 유지하도록 배치되며 상기 2 이상의 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)을 모두 커버하는 대향 면적을 갖도록 설치되는 제2 전극 스트립(110')을 포함하여 이뤄진다.For example, the sensor strip portion 110 includes first electrode strips 110a, 110b, and 110c formed by disposing the at least two electrode strips 110a, 110b, and 110c, and first and second electrode strips 110a, , A second electrode strip (110 ') disposed to maintain a predetermined longitudinal spacing (c) in a state of being in contact with the first electrode strips (110a, 110b, 110c) It is done.

예를 들어, 상기 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 (+) 전극을 형성하고, 상기 제2 전극 스트립(110')은 접지 또는 (-) 전극을 형성하도록 구성되며, 상기 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과 제2 전극 스트립(110')이 이루는 전기장에 기초하여 정전용량 센싱을 위한 전기장이 형성된다.For example, the first electrode strips 110a, 110b and 110c form a positive electrode and the second electrode strip 110 'is configured to form a ground or negative electrode, An electric field for capacitance sensing is formed based on the electric field formed by the electrode strips 110a, 110b, and 110c and the second electrode strip 110 '.

상기 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 및 제2 전극 스트립(110')은 금속판 또는 금속 편조물과 같은 도전성 소재를 스트립과 유사한 판재 형태로 가공한 것으로 이해될 수 있다. 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c, 110')의 실제 구현 형상은 바람직하게는 판상으로 이뤄지지만, 정전용량 센싱을 하기 위한 전기장을 형성할 수 있는 구성과 크기, 위치를 갖는다면, 반드시 도시된 형태의 판상의 형상으로 형성될 필요는 없다.The first electrode strips 110a, 110b, and 110c and the second electrode strip 110 'may be understood to be formed by processing a conductive material, such as a metal plate or a metal plate, in the form of a plate similar to a strip. The actual implementation of each of the electrode strips 110a, 110b, 110c, 110 'is preferably in the form of a plate, but if it has a configuration, size, and position capable of forming an electric field for capacitive sensing, It is not necessary to be formed into a plate-like shape of the illustrated form.

본 실시예에 따른 물체 접근 감지 장치는, 상기 물체 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 위상 차이를 갖는 상태에서 정전용량값의 변화를 감지하도록 구성된다.The object proximity sensing apparatus according to the present embodiment is characterized in that a change in capacitance value in a state having a phase difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c at one point b of the object sensing interval D, .

일예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 3 이상이 구비되며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 하나의 전원 인가 지점(a)으로부터 적어도 2 이상의 스트립이 동시에 분기되되, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 시작 지점까지의 전극 스트립의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성된다.For example, as shown in FIG. 3, at least three electrode strips 110a, 110b, and 110c are provided, and each of the electrode strips 110a, 110b, Two or more strips are formed at the same time so that the lengths of the electrode strips from the power application point (a) to the start point of the sensing section (D) are different from each other.

예를 들어, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 시작 지점까지의 도면 부호 110a의 전극 스트립의 길이는 a-b1의 최단 거리, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 시작 지점까지의 도면 부호 110b의 전극 스트립의 길이는 a-b2의 최단 거리, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 시작 지점까지의 도면 부호 110c의 전극 스트립의 길이는 a-b3의 최단 거리를 의미하며, 각각의 길이가 상호 차이를 갖게 된다.For example, the length of the electrode strip 110a from the power applying point (a) to the start point of the sensing section (D) is the shortest distance of a-b1, the distance from the power applying point The length of the electrode strip 110b to the start point of the sensing electrode D is the shortest distance of a-b2 and the length of the electrode strip 110c from the power applying point a to the start point of the sensing period D The length means the shortest distance of a-b3, and each length has a mutual difference.

이때, 감지 구간(D)의 어느 일 지점(b)에서는, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이로 인해, 후술하는 RF 발진기(152)에 의해 상기 센서 스트립부(110)에 인가되는 교류 전원에 대해 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 위상 차이를 갖게 된다.At a certain point b of the sensing section D, due to the difference in length between the electrode strips 110a, 110b, and 110c, the sensor strip section 110 is separated by the RF oscillator 152, 110b, and 110c with respect to the alternating current power applied to the electrode strips 110a, 110b, and 110c.

상기 감지 구간(D)은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)이 동일한 길이로 형성되므로, 상기 감지 구간(D)의 타 지점(부호 미도시)에서도 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 동일한 위상 차이가 발생하게 되며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 위상 차이가 감지 구간(D) 전체에서 발생된다.Since the electrode strips 110a, 110b and 110c are formed to have the same length in the sensing section D, the electrode strips 110a, 110b and 110c , And a phase difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c is generated in the entire sensing period D, as shown in FIG.

상기 감지 구간(D)의 일 지점(b) 또는 타 지점(부호 미도시)은 상기 센서 스트립부(110)에서 물체의 접근을 감지하는 각각의 위치를 나타내며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 해당 위치에서 물체(500)의 감지가 이뤄질 수 있다.One point (b) or another point (not shown) of the sensing section D indicates the position of sensing the approach of the object in the sensor strip section 110. Each electrode strip 110a, 110b, The object 500 can be sensed at the corresponding position of the object 110c.

즉, 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에서 어느 하나의 전극 스트립의 한 점과, 상기 어느 하나의 전극 스트립의 한 점에서 가장 가까운 위치의 또다른 전극 스트립의 한 점을 직선으로 연결하는 지점으로 이해될 수 있으며, 예를 들어, 상기 감지 구간(D)에서 나란히 배치된 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 길이 방향에 수직인 방향으로 선형으로 형성되는 감지 지점으로 이해될 수 있다.That is, one point b of the sensing period D is a point of one of the electrode strips 110a, 110b, and 110c and a point of one of the electrode strips nearest to the one of the electrode strips 110a, May be understood as a point connecting a point of another electrode strip of the electrode strips 110a, 110b, and 110c linearly in the longitudinal direction of each of the electrode strips 110a, 110b, and 110c arranged in the sensing period D. For example, In a direction perpendicular to the X-direction.

일예로, 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이는 하기의 수학식 1에 기초하여 얻어지는 최대 길이 차이보다 작게 이뤄진다.For example, the length difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c is smaller than the maximum length difference obtained based on the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

(dmax: 최대 길이 차이[m], c: 빛의 속도[m/s], f: 센서 스트립부(110)에 인가되는 전원 입력 주파수[Hz])(d max : maximum length difference [m], c: speed of light [m / s], f: power supply input frequency [Hz] applied to sensor strip section 110)

상기 전원 입력 주파수는 후술하는 RF 발진기(152)의 발진 주파수로 이해될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.The power supply input frequency can be understood as an oscillation frequency of an RF oscillator 152, which will be described later in detail.

예를 들어, 상기 센서 스트립부(110)에 인가되는 전원 입력 주파수가 1㎓인 경우, 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 최대 길이 차이 dmax는 빛의 속도(3×108 m/s)를 2×109 Hz로 나눈 0.15m(15cm)가 된다.For example, when the power supply input frequency applied to the sensor strip unit 110 is 1 GHz, the maximum length difference d max between the electrode strips 110a, 110b, and 110c is 3 x 10 8 m / s) divided by 2 x 10 < 9 > Hz and 0.15 m (15 cm).

상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이를 15cm 이하로 구성하는 경우, 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 위상 차이는 한 파장 이내에서 형성되므로 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간에 한 파장을 지나 동일한 위상 값을 갖게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극 스트립의 길이가 불필요하게 길어지거나 복잡하게 구성되는 것을 방지하므로 센서 스트립부(110)의 크기(예, 면적)를 최소화하여 구성할 수 있다.When the difference in length between the electrode strips 110a, 110b and 110c is less than 15 cm, the phase difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c is within a wavelength, 110c to have the same phase value after passing through one wavelength can be prevented. In addition, since the length of the electrode strip is prevented from becoming unnecessarily long or complicated, the size (e.g., area) of the sensor strip 110 can be minimized.

물체(500)가 상기 센서 스트립부(110)에 접근하게 되면, 상기 각각의 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)과 제2 전극 스트립(110')이 형성하는 정전용량값에 변화가 발생되며, 이러한 변화의 여부 또는 그 정도를 센싱부(100)에서 센싱하게 되며, 제어부(200)에서 물체(500)의 존재(접근) 여부를 감지하게 된다.When the object 500 approaches the sensor strip portion 110, a change occurs in capacitance values formed by the first electrode strips 110a, 110b, and 110c and the second electrode strip 110 ' The sensing unit 100 senses whether or not the change is detected, and the control unit 200 detects whether the object 500 is present.

일예로, 상기 센싱부(100)는, 상기 센서 스트립부(110)에 연결되며, 상기 센서 스트립부(110)의 정전용량값의 변화에 따라 발진 주파수가 가변하는 RF 발진기와, 상기 RF 발진기에 연결되며, 상기 정전용량값의 변화에 따라 상기 RF 발진기의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화되는 경우 상기 RF 발진기가 기준 발진 주파수를 유지하도록 제어하는 위상고정루프부(Phase Locked Loop portion)를 포함하여 구성된다.For example, the sensing unit 100 may include a RF oscillator, which is connected to the sensor strip unit 110 and whose oscillation frequency varies according to a change in capacitance value of the sensor strip unit 110, And a phase locked loop portion for controlling the RF oscillator to maintain the reference oscillation frequency when the oscillation frequency of the RF oscillator changes from the reference oscillation frequency in accordance with the change of the capacitance value .

상기 제어부(200)는, 상기 위상고정루프부에 연결되며, 상기 RF 발진기(152)가 기준 발진 주파수를 유지하도록 상기 위상고정루프부가 제어하는 동안 상기 위상고정루프부로부터 수신하는 전기적 신호를 이용하여 물체(500)의 근접 여부를 판단하는 MCU(250; Micro Controller Unit)를 포함하여 이루어진다. The control unit 200 is connected to the phase locked loop unit and uses an electrical signal received from the phase locked loop unit while the phase locked loop unit controls the RF oscillator 152 to maintain the reference oscillation frequency And an MCU 250 (Micro Controller Unit) for determining whether the object 500 is in close proximity.

일예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극 스트립(110')은 접지 상태를 이루고 제1 전극 스트립(110a, 110b, 110c)이 RF 발진기(152)에 연결된 형태를 이룰 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the second electrode strip 110 'may be in a grounded state and the first electrode strips 110 a, 110 b, and 110 c may be connected to the RF oscillator 152.

이때, 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이에 의해 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 위상 차이가 발생된 상태에서 물체(500)의 접근에 의해 정전용량값이 변화된다.At this time, due to the difference in length between the electrode strips 110a, 110b and 110c, phase differences are generated between the electrode strips 110a, 110b and 110c, The value is changed.

본 실시예에서는, 상기 센서 스트립부(110)의 정전용량에 변화가 발생되면 이에 대응하는 신호를 출력하는 RF 발진기(152)와 위상고정루프부로 이루어지는 정전용량 감지회로가 구성된다.In this embodiment, when a change occurs in the capacitance of the sensor strip unit 110, a capacitive sensing circuit including a RF oscillator 152 for outputting a corresponding signal and a phase locked loop unit is configured.

상기 정전용량 감지회로는 MCU(250)와 전기적으로 연결되고 위상고정루프부의 출력신호를 전달받아 물체(500)의 근접 여부를 판단한다. The capacitance sensing circuit is electrically connected to the MCU 250 and receives an output signal of the phase locked loop unit to determine whether the object 500 is in proximity to the object.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치에 따른 센서 스트립부의 감지 상태를 설명하기 위한 모식도이다. 설명 편의상 도 5에서는 2개의 전극 스트립만 예시한다.5 is a schematic diagram for explaining a sensing state of a sensor strip according to an object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention. For simplicity, only two electrode strips are illustrated in Fig.

상기 RF 발진기(152)는 센서 스트립부(110)에 연결되어, 발진 주파수에 따른 교류 전원 파형이 센서 스트립부(110)에 인가될 수 있도록 구성된다.The RF oscillator 152 is connected to the sensor strip unit 110 so that the AC power waveform according to the oscillation frequency can be applied to the sensor strip unit 110.

예를 들어, 상기 RF 발진기(152)에서 발진되는 주파수가 1㎓인 경우, 대략 2m 길이 이내로 형성되는 단일 전극 스트립으로 이뤄지는 센서 스트립부(110)에는 대략 15cm의 간격으로 데드 포인트가 나타나게 된다.For example, when the frequency generated by the RF oscillator 152 is 1 GHz, a dead point appears at intervals of about 15 cm in the sensor strip portion 110 formed of a single electrode strip formed within a length of about 2 m.

본 실시예에서는 상기 센서 스트립부(110)가 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)으로 이뤄지며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이에 따른 위상 차이가 발생하도록 구성된다.In this embodiment, the sensor strip portion 110 is formed of two or more electrode strips 110a, 110b, and 110c, and a phase difference is generated according to a length difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c .

예를 들어, 도 5의 (a)는 어느 하나의 전극 스트립의 데드 포인트의 위치를 예시하고, 도 5의 (b)는 상기 어느 하나의 전극 스트립과 길이 차이에 따른 위상 차이가 발생하는 또다른 하나의 전극 스트립의 데드 포인트의 위치를 예시한다.For example, FIG. 5A illustrates the position of a dead point of one of the electrode strips, and FIG. 5B illustrates another example where a phase difference is generated according to a difference in length between any one of the electrode strips The position of the dead point of one electrode strip is illustrated.

본 실시예에 따른 물체 접근 감지 장치는, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 간의 위상 차이로 인해 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 별로 서로 다른 위치에 데드 포인트가 형성됨에 따라 상기 감지 구간(D)의 어느 일 지점(b)에서도 데드 포인트가 형성되지 않는 전극 스트립이 항상 존재하므로, 상기 센서 스트립부(110)에 형성된 감지 구간(D)에서 물체의 접근 감지시 데드 포인트로 인한 특정 위치에서의 물체 감지 오류 문제가 발생하지 않게 된다.Since the dead point is formed at different positions for each of the electrode strips 110a, 110b, and 110c due to the phase difference between the electrode strips 110a, 110b, and 110c according to the present embodiment, Since there is always an electrode strip at which a dead point is not formed at any one point b of the sensing section D, it is possible to prevent a dead point from being detected when sensing an object in the sensing section D formed in the sensor strip section 110 An object detection error problem at a specific position will not occur.

일예로, 상기 RF 발진기(152)는 전압으로 주파수를 조정할 수 있는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)가 바람직하나, 본 발명에 있어 그 종류를 한정하는 것은 아니다.For example, the RF oscillator 152 is preferably a VCO (Voltage Controlled Oscillator) capable of adjusting a frequency by a voltage, but the present invention is not limited thereto.

상기 위상고정루프부는 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 수행한다. 즉, 상기 위상고정루프부는 설정된 기준 발진 주파수와 센서 스트립부(110)의 정전용량값의 변화에 따른 발진 주파수와의 차이를 자동적으로 보정(補正)할 수 있도록 구성된 주파수 제어회로(制御回路)이다. The phase locked loop unit maintains the oscillation frequency of the RF oscillator 152 constant. That is, the phase locked loop unit is a frequency control circuit (control circuit) configured to automatically correct (correct) the difference between the set reference oscillation frequency and the oscillation frequency according to the change of the capacitance value of the sensor strip unit 110 .

즉, 정전용량값의 변화에 따라 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화되는 경우 상기 RF 발진기(152)가 설정된 기준 발진 주파수를 항상 유지하도록 조절하는 회로가 PLL이다. That is, when the oscillation frequency of the RF oscillator 152 changes from the reference oscillation frequency according to the change of the capacitance value, the PLL controls the RF oscillator 152 to maintain the set reference oscillation frequency at all times.

상기 MCU(250)는 상기 위상고정루프부에 연결되어 상기 정전용량값의 변화에 따른 RF 발진기(152)의 발진 주파수 값의 변화에 근거하여 물체(500)의 근접 여부를 판단하게 되는데, 이를 위해 MCU(250)에는 RF 발진기(152)의 기준 발진 주파수 값이 미리 설정될 수 있다.The MCU 250 is connected to the phase locked loop unit and determines whether the object 500 is close to the object based on a change in the oscillation frequency value of the RF oscillator 152 according to the change of the capacitance value. The reference oscillation frequency value of the RF oscillator 152 may be preset in the MCU 250.

즉, 물체(500)의 근접에 따라 센서 스트립부(110)에서 정전용량값이 변화하는 경우에, RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화하게 되고, 이에 따라 위상고정루프부에서는 RF 발진기(152)에 인가되는 전압을 제어하여 주파수의 변화를 상쇄하여 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 일정하게 유지하게 된다. 본 실시예의 설명에 있어서, RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수를 유지하도록 설정된 전압을 '주파수 설정용 전압'으로 이해할 수 있으며, RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화할 때 이를 상쇄하기 위해 인가되는 전압을 '주파수 조정용 전압'으로 이해할 수 있다. That is, when the capacitance value changes in the sensor strip portion 110 according to the proximity of the object 500, the oscillation frequency of the RF oscillator 152 changes from the reference oscillation frequency, The voltage applied to the RF oscillator 152 is controlled to cancel the change of the frequency, thereby maintaining the oscillation frequency of the RF oscillator 152 constant. In the description of the present embodiment, a voltage set so that the oscillation frequency of the RF oscillator 152 maintains the reference oscillation frequency can be understood as a 'frequency setting voltage', and the oscillation frequency of the RF oscillator 152 is changed from the reference oscillation frequency The voltage applied to cancel it can be understood as a 'frequency adjustment voltage'.

RF 발진기(152)의 발진 주파수 제어를 위한 주파수 조정용 전압값은 전기적 신호의 형태로 ADC(Analog-to-Digital Converter, 251)를 거쳐 MCU(250)로 전송되며, 입력된 전기적 신호값이 MCU(250)에 미리 설정된 전기적 신호 기준값의 허용범위를 초과하는 경우에는 물체(500)가 센서 스트립부(110)에 근접하였음을 판단하게 된다.The frequency adjustment voltage value for controlling the oscillation frequency of the RF oscillator 152 is transmitted to the MCU 250 through an ADC (Analog-to-Digital Converter) 251 in the form of an electrical signal, 250, it is determined that the object 500 is close to the sensor strip unit 110. In this case,

한편, 상기 MCU(250)는 제어 설정 입출력을 위한 입력부(162) 및 전원 공급을 위한 전원부(163)와 전송라인(253)을 통해 연결되며, 인터페이스(264)를 통해 액추에이터 모듈(170) 및 경보부(180)와 연결된다. 일예로, 인터페이스(264)는 공지의 RS232 방식의 인터페이스를 포함하여 액추에이터 모듈(170) 및 경보부(180)에 사용 가능한 다양한 인터페이스가 적용될 수 있다.The MCU 250 is connected to an input unit 162 for control setting input and output and a power supply unit 163 for power supply through a transmission line 253 and is connected to the actuator module 170 and the alarm unit 170 via an interface 264. [ (Not shown). For example, the interface 264 includes a known RS232 interface, and various interfaces available to the actuator module 170 and the alarm unit 180 may be applied.

상기 MCU(250)는 위상고정루프부에서 출력되는 전기적 신호(예, 주파수 조정용 전압값)를 감지하여 물체(500)의 근접 여부를 판단하고 물체 감지를 알리는 경보 신호를 생성한다. The MCU 250 detects an electrical signal (for example, a voltage value for frequency adjustment) output from the phase locked loop unit to determine whether the object 500 is close to the object 500, and generates an alarm signal indicating object detection.

또한, 상기 MCU(250)에 연결된 입력부(162)는 사용자가 조작신호나 리셋(reset) 신호 등을 입력하는 부분이며, 전원부(163)는 센서 스트립부(110), RF 발진기(152), 위상고정루프부 및 MCU(250)로 구동전원을 공급하는 역할을 수행하는 것으로서 예를 들어 DC 5V의 직류전원을 제공한다.The power supply unit 163 includes a sensor strip unit 110, an RF oscillator 152, a phase detector 153, and a phase detector 154. The input unit 162 is connected to the MCU 250, A fixed loop unit, and a DC power source of, for example, DC 5V.

본 실시예의 위상고정루프부에 대하여 보다 상세하게 설명한다. The phase locked loop unit of this embodiment will be described in more detail.

본 실시예의 위상고정루프부는, 일단이 RF 발진기(152)에 연결되는 가변용량 다이오드(141)와, 위상고정루프IC(142)와, 위상고정루프IC(142)와 가변용량 다이오드(141)를 연결하는 주파수 조정용 신호선(143)과, 주파수 검출용 커패시터(144)를 포함한다. 미설명 부호 147은 위상고정루프IC(142)에 레퍼런스 주파수를 제공하는 오실레이터이다. 본 실시예의 경우, 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 지속적으로 감지하기 위한 주파수감지수단으로서 주파수 검출용 커패시터(144)가 사용된다. 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 위상고정루프IC(142)로 전달할 수 있다면, 상기 주파수감지수단은 예시된 주파수 검출용 커패시터(144) 이외에도 다른 공지의 요소가 사용될 수 있음은 물론이다. The phase locked loop section of this embodiment includes a variable capacitance diode 141 whose one end is connected to the RF oscillator 152, a phase locked loop IC 142, a phase locked loop IC 142 and a variable capacitance diode 141 A frequency adjustment signal line 143 to be connected, and a frequency detection capacitor 144. Reference numeral 147 is an oscillator that provides a reference frequency to the phase locked loop IC 142. In this embodiment, a frequency detection capacitor 144 is used as frequency detection means for continuously sensing the oscillation frequency of the RF oscillator 152. [ If the oscillation frequency of the RF oscillator 152 can be transmitted to the phase locked loop IC 142, it is needless to say that the frequency detecting means may include other known elements in addition to the exemplified frequency detecting capacitor 144.

상기 가변용량 다이오드(141)는 인가되는 전압에 따라 정전용량이 가변하는 성질을 가지며, 일단이 주파수 조정용 신호선(143)에 연결되는 한편 타단은 접지된다. The variable capacitance diode 141 has a property of varying capacitance according to the applied voltage and has one end connected to the frequency adjusting signal line 143 and the other end grounded.

물체(500)의 근접 없이 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수를 유지하고 있는 상태에서는, 기준 발진 주파수에 대응하는 주파수설정용 전압이 설정값을 유지한다. In a state in which the oscillation frequency of the RF oscillator 152 maintains the reference oscillation frequency without the proximity of the object 500, the frequency setting voltage corresponding to the reference oscillation frequency maintains the set value.

물체(500)의 근접에 의해 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 벗어나려고 하는 경우, 상기 가변용량 다이오드(141)에 주파수 조정용 전압을 인가하거나 인가 중인 주파수 조정용 전압을 적절하게 변경하여 기준 발진 주파수가 유지되도록 한다. When the oscillation frequency of the RF oscillator 152 tends to deviate from the reference oscillation frequency due to the proximity of the object 500, the voltage for frequency adjustment is applied to the variable capacitance diode 141 or the voltage for frequency adjustment during application is appropriately changed So that the reference oscillation frequency is maintained.

주파수 조정용 전압을 인가 또는 변경한다는 것은, 기준 발진 주파수를 발진시키기 위해 가변용량 다이오드(141)에 당초 인가되었던 주파수설정용 전압에 더해, 주파수 조정용 전압을 + 또는 - 의 조건으로 더욱 인가한다는 것으로 이해될 수 있다. 또 다른 관점에서 주파수설정용 전압을 대신하여 기준 발진 주파수를 적응적으로 유지하기 위한 주파수 조정용 전압을 인가한다는 관점으로 이해될 수도 있다. It is understood that applying or changing the voltage for frequency adjustment further applies the voltage for frequency adjustment in addition to the frequency setting voltage originally applied to the variable capacitance diode 141 to oscillate the reference oscillation frequency under the condition of + or - . It may be understood from the viewpoint of applying a frequency adjustment voltage for adaptively maintaining the reference oscillation frequency in place of the frequency setting voltage from another viewpoint.

RF 발진기(152)와 위상고정루프IC(142)는 가변용량 다이오드(141)에 대하여 병렬로 연결된다. The RF oscillator 152 and the phase locked loop IC 142 are connected in parallel to the variable capacitance diode 141.

위상고정루프IC(142)는 상기 MCU(250)에 의해 제어되며, 주파수 검출용 커패시터(144)를 통해 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 지속적으로 감지하며, 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화되는 경우 주파수 조정용 신호선(143)을 통해 상기 가변용량 다이오드(141)에 주파수 조정용 전압을 공급하여 상기 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 상기 기준 발진 주파수를 유지하도록 제어한다. The phase locked loop IC 142 is controlled by the MCU 250 and continuously detects the oscillation frequency of the RF oscillator 152 through a frequency detection capacitor 144, The frequency adjustment voltage is supplied to the variable capacitance diode 141 through the frequency adjustment signal line 143 to control the oscillation frequency of the RF oscillator 152 to maintain the reference oscillation frequency when the frequency is changed from the reference oscillation frequency .

상기 제어에 있어서, 상기 위상고정루프부로부터 MCU(250)가 수신하는 전기적 신호는, 상기 위상고정루프IC(142)에서 상기 가변용량 다이오드(141)에 공급하기 위해 출력되는 주파수 조정용 전압이 이용된다. In this control, an electric signal received by the MCU 250 from the phase locked loop unit is used as a frequency adjusting voltage to be supplied from the phase locked loop IC 142 to the variable capacitance diode 141 .

바람직하게, 상기 주파수 조정용 신호선(143)에는 RF 발진기(152)에 대한 입력 전압에서 불필요한 신호를 필터링해주는 루프필터(145)가 설치될 수 있다.A loop filter 145 may be provided on the frequency adjusting signal line 143 to filter an unnecessary signal from an input voltage to the RF oscillator 152.

이와 같은 구성에 의해, 예를 들어, 물체의 감지 실행 모드에서 위상고정루프부의 위상고정루프 IC(142)를 이용하여 RF 발진기(152)의 발진 주파수를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다. With this configuration, for example, the oscillation frequency of the RF oscillator 152 can be kept constant by using the phase locked loop IC 142 in the phase locked loop section in the object detection mode.

즉, 물체(500)가 센서 스트립부(110) 주변에 위치하여 센서 스트립부(110)의 정전용량이 변화하면 RF 발진기(152)의 발진 주파수가 변화하기 때문에, 이때 위상고정루프IC(142)에서 가변용량 다이오드(141)에 인가하는 주파수 조정용 전압을 적절히 변화시킴으로써 발진 주파수를 일정하게 유지시킨다.That is, since the oscillation frequency of the RF oscillator 152 changes when the object 500 is positioned around the sensor strip 110 and the capacitance of the sensor strip 110 changes, The oscillation frequency is kept constant by appropriately changing the voltage for frequency adjustment to be applied to the variable capacitance diode 141 in FIG.

본 실시예에서는, MCU(250)가 위상고정루프부의 위상고정루프IC(142)의 구동을 제어하는 한편, 루프필터(145)에 연결되는 주파수 조정용 신호선(143)을 통해 주파수 조정용 전압의 변화를 감지한다. 그리고 MCU(250)가 감지된 전압값을 토대로 물체(500)의 근접 여부를 판단한다. In this embodiment, the MCU 250 controls the driving of the phase locked loop IC 142 in the phase locked loop section, while the change in the frequency adjusting voltage is controlled via the frequency adjusting signal line 143 connected to the loop filter 145 Detection. Then, the MCU 250 determines whether the object 500 is in close proximity based on the sensed voltage value.

일예로, MCU(250)에 의해 물체(500)가 센서 스트립부(110)에 근접하는 것으로 판단되면, MCU(250)는 경보부(180)를 제어하여 물체 감지를 알리는 경보 신호를 생성한다.For example, when it is determined by the MCU 250 that the object 500 is close to the sensor strip unit 110, the MCU 250 controls the alarm unit 180 to generate an alarm signal indicating the object detection.

상기 MCU(250)는 물체 감지 여부에 따라 자동차의 윈도우나 도어를 자동으로 여닫는 액추에이터 모듈의 동작 여부를 제어할 수도 있다. The MCU 250 may control whether an actuator module that automatically opens or closes a window or a door of an automobile according to whether an object is sensed or not.

상기 MCU(250)는 주파수 조정용 전압의 변화를 기준신호로 기억하고, 물체(500)가 있는지 여부의 판단 등의 기능을 위한 소프트웨어를 탑재하거나 해당 알고리즘을 구현하는 하드웨어적 구성으로 구현될 수 있다. 또한, 제어 기능의 분담을 위해 2 이상의 MCU가 분산 처리를 실행할 수도 있다.The MCU 250 may be implemented with a hardware configuration that stores a change in the voltage for frequency adjustment as a reference signal and mounts software for a function such as determining whether the object 500 exists or implements the algorithm. Further, two or more MCUs may execute the distributed processing to share control functions.

한편, 상기 정전용량값의 변화 감지는, 상기 물체 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 의해 발생되는 전계가 상호 중첩된 상태에서 이뤄진다.The detection of the change of the capacitance value is performed in a state where electric fields generated by the electrode strips 110a, 110b, and 110c are overlapped with each other at one point b of the object sensing period D.

이때, 감지 구간(D)의 어느 일 지점(b)에서는 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 위상 차이에 따라, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에서 발생되는 전계의 중첩이 발생된다.At one point b of the sensing period D, the electric fields generated by the respective electrode strips 110a, 110b, and 110c are superposed on each other according to the phase difference between the electrode strips 110a, 110b, Lt; / RTI >

상기 감지 구간(D)은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)이 동일한 길이로 형성되므로, 상기 감지 구간(D)의 타 지점(부호 미도시)에서도 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 위상 차이가 발생하게 되며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에서 발생되는 전계의 상호 중첩이 감지 구간(D) 전체에서 이뤄지게 된다.Since the electrode strips 110a, 110b and 110c are formed to have the same length in the sensing section D, the electrode strips 110a, 110b and 110c And the mutual overlap of the electric fields generated in the respective electrode strips 110a, 110b, and 110c is performed in the entire sensing region D as shown in FIG.

상기 감지 구간(D)의 일 지점(b) 또는 타 지점(부호 미도시)은 상기 센서 스트립부(110)에서 물체의 접근을 감지하는 각각의 위치를 나타내며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 해당 위치에서 물체(500)의 감지를 위한 전계 중첩 효과가 발생한다.One point (b) or another point (not shown) of the sensing section D indicates the position of sensing the approach of the object in the sensor strip section 110. Each electrode strip 110a, 110b, The electric field superposition effect for sensing the object 500 occurs at the corresponding position of the object 500a.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 물체 접근 감지 장치에서 각각의 전극 스트립 사이의 전계 중첩 모식도이다.FIG. 6 is an electric field superposition scheme between electrode strips in an object proximity sensing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.

2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)이 상호 길이 차이를 갖도록 형성, 배치되고, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 미리 설정된 위상 차이가 발생되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 전계 중첩이 이뤄지고, 센서 스트립부(110)를 통해 물체(500)의 접근을 감지할 수 있는 감지 거리가 증가하게 된다.When two or more electrode strips 110a, 110b and 110c are formed and arranged so as to have mutual length differences and a predetermined phase difference is generated between the electrode strips 110a, 110b and 110c, as shown in FIG. 6 The electric field is superposed between the electrode strips 110a, 110b and 110c and the detection distance for sensing the approach of the object 500 through the sensor strip portion 110 is increased.

도 6의 (a) 내지 (c)는 발진 주파수의 주기에 따른 전계의 범위 변화를 간략하게 나타낸 것으로, 중첩된 전계의 최대 거리(범위)가 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 의한 각각의 전계의 거리(범위)에 비해 증가되었음을 알 수 있다.Figs. 6A to 6C are simplified views showing changes in the electric field range according to the oscillation frequency period. The maximum distance (range) of the superimposed electric field is set by each of the electrode strips 110a, 110b and 110c (Range) of each electric field.

예를 들어, 도 6의 (a)에서 좌측의 전극 스트립(110a)이 이루는 전계 a1이 가장 크고, 중간의 전극 스트립(110b)이 이루는 전계 b1, 우측의 전극 스트립(110c)이 이루는 전계 c1 순으로 크기가 작아지며, 이를 합성한 전계 a1+b1+c1은 각각의 전계를 포함하면서 중첩된 부분에서 더욱 증가된 전계를 보여준다.For example, the electric field a1 formed by the electrode strip 110a on the left side in FIG. 6 (a) is the largest, the electric field b1 formed by the middle electrode strip 110b, and the electric field c1 formed by the right electrode strip 110c And the combined electric field a1 + b1 + c1 shows the electric field further increased in the overlapping portion including each electric field.

이러한 전계의 크기의 차이는, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 인가되는 파형이 정현파인 경우, 동일한 파형에서도 위상 차이에 따라 진폭의 차이가 발생하는 것을 통해 이해될 수 있다. The difference in the magnitude of the electric field can be understood from the fact that when the waveform applied to each of the electrode strips 110a, 110b, and 110c is a sinusoidal wave, a difference in amplitude occurs according to a phase difference even in the same waveform.

도 6은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 의해 발생되는 전계의 중첩에 관한 이해를 돕기 위해 작성된 모식도로서, 각각의 전계의 표현이 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)에 의해 생성되는 전계의 형태를 한정하는 것은 아니다.FIG. 6 is a schematic diagram created to help understand the overlap of the electric field generated by each of the electrode strips 110a, 110b, and 110c. The representation of each electric field is shown by the respective electrode strips 110a, 110b, and 110c It does not limit the shape of the generated electric field.

한편, 상기 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 상호 길이 차이를 형성하기 위한 분기 위치가 서로 다르게 구성될 수도 있다.Meanwhile, the electrode strips 110a, 110b, and 110c may have different branch positions for forming a difference in length.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극 스트립의 모식도이다.7 is a schematic view of an electrode strip according to another embodiment of the present invention.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 3 이상이 구비되며, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 하나의 전원 인가 지점(a)으로부터 순차적으로 분기되어 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 전원 인가 지점(a)까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성된다.For example, as shown in FIG. 7, three or more electrode strips 110a, 110b, and 110c may be provided, and each of the electrode strips 110a, 110b, (B) of the sensing section (D) are different from each other in length from the power supply point (a) to the power supply point (a).

예를 들어, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)까지의 도면 부호 110a의 전극 스트립의 길이는 a-b1의 최단 거리, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)까지의 도면 부호 110b의 전극 스트립의 길이는 a-b2의 최단 거리, 상기 전원 인가 지점(a)으로부터 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)까지의 도면 부호 110c의 전극 스트립의 길이는 a-b3의 최단 거리를 의미하며, 각각의 길이가 상호 차이를 갖게 된다.For example, the length of the electrode strip 110a from the power applying point (a) to one point (b) of the sensing section (D) is the shortest distance of a-b1, The length of the electrode strip 110b to a point b of the sensing period D is determined by the shortest distance a-b2, the shortest distance from the power application point a to one point b of the sensing region D, The length of the electrode strip 110c is the shortest distance of a-b3, and the lengths of the electrode strips are different from each other.

상기 각각의 실시예에 따른 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간의 길이 차이 구성은, 별도의 위상 변화를 위한 소자(예, 커패시터, 인덕터 등)를 사용하지 않고도 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 상호 간에 위상 차이가 발생하여 데드 포인트로 인한 감지 오류를 방지하는 효과를 얻을 수 있다. The length difference structure between the electrode strips 110a, 110b, and 110c according to the respective embodiments may be different from that of the electrode strips 110a and 110b without using a separate element (e.g., a capacitor, an inductor, And 110c, respectively, so that a detection error due to a dead point can be prevented.

따라서, 위상 변화 소자를 사용하기 어려운 전원 입력 주파수가 수 ㎓ 이상의 고주파인 경우에도 데드 포인트로 인한 감지 오류를 방지하는 한편, 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)의 전계 중첩에 따른 감지 거리 확장이 가능하게 된다. Therefore, it is possible to prevent a detection error due to a dead point even when the power input frequency which is difficult to use the phase change element is a high frequency of several GHz or more, and to increase the detection distance due to the electric field superposition of the electrode strips 110a, 110b and 110c Lt; / RTI >

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트립의 사시도이다.8 is a perspective view of a sensor strip according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 센서 스트립은, 물체(500)의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점(a)으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간(D)을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립(110a, 110b, 110c)은 상기 감지 구간(D)의 일 지점(b)에서 상기 전원 인가 지점(a)까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성된다.The sensor strip according to an embodiment of the present invention includes two or more electrode strips 110a, 110b, and 110c that are variable in capacitance value according to the approach of the object 500 and branch from one power application point (a) Wherein the at least two electrode strips (110a, 110b, 110c) form an object sensing section (D) extending parallel to each other along the longitudinal direction, and the at least two electrode strips (110a, 110b, 110c) The lengths from one point b to the power application point a of the sensing section D are formed to have mutual differences.

상기 센서 스트립은 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c, 110')이 유전체 내부에 종방향 간격(c)을 두고 배치되도록 구성되며, 전술한 실시예에 따른 센서 스트립부(110)와 유사한 형태로 이해될 수 있으므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.The sensor strips are configured such that each of the electrode strips 110a, 110b, 110c, and 110 'is disposed within the dielectric with a longitudinal spacing c. In a similar manner to the sensor strip 110 according to the above- And therefore, detailed description will be omitted.

상기 센서 스트립은 물체(500)와 이동체(예, 차량의 이동식 발판) 사이에 상호 충돌을 방지하기 위한 안전시스템 등에 물체 접근 감지 장치의 구성요소로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 이동체의 이동 방향 측에 상기 센서 스트립이 설치되도록 구성되고, 상기 센서 스트립에 물체(500)가 근접한 것으로 제어부가 판단한 경우, 안전관리 신호를 생성하여 상기 물체(500)와 상기 이동체가 상호 충돌하는 것을 방지할 수 있다.The sensor strip may be applied as a component of an object proximity sensing device, such as a safety system, to prevent mutual collision between the object 500 and a moving object (e.g., a movable platform of a vehicle). For example, when the control unit determines that the sensor strip is disposed close to the moving direction of the moving object, and the control unit determines that the object 500 is close to the sensor strip, a safety management signal is generated, Can be prevented from colliding with each other.

이때, 상기 센서 스트립에 구비된 각각의 전극 스트립(110a, 110b, 110c) 사이에 거리 차이에 따른 위상 차이가 발생하여 데드 포인트가 서로 겹치지 않고, 전계의 중첩으로 인해 물체의 감지 거리가 증가된다.At this time, phase differences are generated between the electrode strips 110a, 110b, and 110c provided on the sensor strips depending on the distance difference, so that the dead points do not overlap with each other and the detection distance of the object is increased due to the overlap of the electric field.

따라서, 물체(500)의 접근을 먼 거리에서 신속하고 정확하게 감지할 수 있으므로, 상기 이동체에 센서 스트립이 구비되어 이동체와 함께 이동하더라도 물체(500)와 이동체가 충돌하는 것을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, since the approach of the object 500 can be detected quickly and accurately from a long distance, the sensor strip can be provided on the moving object to prevent the object 500 from colliding with the moving object even when moving along with the moving object.

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.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.

100: 센싱부 110: 센서 스트립부
110a, 110b, 110c: 제1 전극 스트립 110': 제2 전극 스트립
200: 제어부 500: 물체
100: sensing part 110: sensor strip part
110a, 110b, 110c: first electrode strip 110 ': second electrode strip
200: control unit 500: object

Claims (9)

물체의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립은 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 센서 스트립부;
상기 센서 스트립부의 정전용량값의 변화를 감지하는 센싱부; 및
상기 센싱부에서 감지되는 정전용량값의 변화에 따른 전기적 신호를 이용하여 물체의 접근 여부를 판단하는 제어부;를 포함하며,
상기 물체 감지 구간의 일 지점에서 상기 각각의 전극 스트립 사이에 위상 차이를 갖는 상태에서 정전용량값의 변화를 감지하도록 구성된 물체 접근 감지 장치.
Wherein the at least two electrode strips form an object sensing section extending in parallel to each other along the longitudinal direction of the electrode strips, Wherein the at least two electrode strips have different lengths from one point of the sensing section to the power application point;
A sensing unit sensing a change in capacitance value of the sensor strip unit; And
And a controller for determining whether the object is accessed using an electrical signal corresponding to a change in the capacitance value sensed by the sensing unit,
And detects a change in capacitance value in a state of having a phase difference between the electrode strips at one point of the object detection interval.
제1항에 있어서,
상기 전극 스트립은 3 이상이 구비되며,
각각의 전극 스트립은 하나의 전원 인가 지점으로부터 순차적으로 분기되어 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
The method according to claim 1,
The electrode strip may have three or more electrode strips,
Wherein each of the electrode strips is formed in such a manner that the lengths from one point of the sensing section to the power applying point are different from each other by branching sequentially from one power applying point.
제1항에 있어서,
상기 전극 스트립은 3 이상이 구비되며,
각각의 전극 스트립은 하나의 전원 인가 지점으로부터 적어도 2 이상의 스트립이 동시에 분기되되, 상기 전원 인가 지점으로부터 상기 감지 구간의 시작 지점까지의 전극 스트립의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
The method according to claim 1,
The electrode strip may have three or more electrode strips,
Wherein each of the electrode strips is formed such that at least two strips are branched at the same time from one power supply point and the lengths of the electrode strips from the power supply point to the start point of the sensing interval are different from each other, Sensing device.
제1항에 있어서,
상기 전극 스트립 상호 간의 길이 차이는 하기의 수학식 1에 기초하여 얻어지는 최대 길이 차이보다 작은 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
[수학식 1]
Figure pat00003

(dmax : 최대 길이 차이[m], c: 빛의 속도[m/s], f: 센서 스트립부에 인가되는 전원 입력 주파수[Hz])
The method according to claim 1,
Wherein a length difference between the electrode strips is smaller than a maximum length difference obtained based on the following equation (1).
[Equation 1]
Figure pat00003

(d max : Maximum length difference [m], c: Speed of light [m / s], f: Power input frequency applied to sensor strip [Hz]
제1항에 있어서,
상기 센서 스트립부는,
상기 2 이상의 전극 스트립이 배치되어 형성된 제1 전극 스트립과, 상기 제1 전극 스트립과 상호 대향하는 상태로 미리 설정된 종방향 간격을 유지하도록 배치되며 상기 2 이상의 제1 전극 스트립을 모두 커버하는 대향 면적을 갖도록 설치되는 제2 전극 스트립을 포함하는 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
The method according to claim 1,
The sensor strip portion includes:
A first electrode strip formed with at least two electrode strips disposed thereon, and a second electrode strip disposed opposite to the first electrode strip in a direction perpendicular to the first electrode strip, And a second electrode strip provided so as to hold the object.
제5항에 있어서,
상기 제1 전극 스트립은 (+) 전극을 형성하고, 상기 제2 전극 스트립은 접지 또는 (-) 전극을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first electrode strip forms a positive electrode and the second electrode strip forms a ground or negative electrode.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 센서 스트립부에 연결되며, 상기 센서 스트립부의 정전용량값의 변화에 따라 발진 주파수가 가변하는 RF 발진기와,
상기 RF 발진기에 연결되며, 상기 정전용량값의 변화에 따라 상기 RF 발진기의 발진 주파수가 기준 발진 주파수로부터 변화되는 경우 상기 RF 발진기가 기준 발진 주파수를 유지하도록 제어하는 위상고정루프부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
The method according to claim 1,
The sensing unit includes:
An RF oscillator connected to the sensor strip portion and varying an oscillation frequency according to a change in capacitance value of the sensor strip portion;
And a phase locked loop unit connected to the RF oscillator and controlling the RF oscillator to maintain a reference oscillation frequency when the oscillation frequency of the RF oscillator changes from a reference oscillation frequency in accordance with a change in the capacitance value The object proximity sensor.
제1항에 있어서,
상기 정전용량값의 변화 감지는 상기 물체 감지 구간의 일 지점에서 각각의 전극 스트립에 의해 발생되는 전계가 상호 중첩된 상태에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 물체 접근 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensing of the change in the capacitance value is performed in a state where electric fields generated by the respective electrode strips are superimposed on each other at one point of the object sensing period.
물체의 접근에 따라 정전용량값이 가변하며, 하나의 전원 인가 지점으로부터 분기되는 2 이상의 전극 스트립을 포함하되, 상기 2 이상의 전극 스트립은 길이 방향을 따라 상호 평행하게 연장 배치된 물체 감지 구간을 형성하고, 상기 2 이상의 전극 스트립은 상기 감지 구간의 일 지점에서 상기 전원 인가 지점까지의 길이가 상호 차이를 갖도록 형성되는 센서 스트립.
Wherein the at least two electrode strips form an object sensing section extending in parallel to each other along the longitudinal direction of the electrode strips, And the two or more electrode strips are formed such that the lengths from one point of the sensing section to the power application point are different from each other.
KR1020170164426A 2017-12-01 2017-12-01 Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same Expired - Fee Related KR102021583B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170164426A KR102021583B1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170164426A KR102021583B1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190065017A true KR20190065017A (en) 2019-06-11
KR102021583B1 KR102021583B1 (en) 2019-09-16

Family

ID=66847068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170164426A Expired - Fee Related KR102021583B1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102021583B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220010916A (en) 2020-07-20 2022-01-27 주식회사 지엔피컴퍼니 non-contacting serial point or line sensing module and method of Object

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102325726B1 (en) * 2020-02-27 2021-11-12 주식회사 카프마이크로 Sensing apparatus for close object using detection of changes in electric field and sensor unit for the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100627922B1 (en) 2001-10-17 2006-09-25 델피 테크놀로지스 인코포레이티드 Method and apparatus for detecting capacitance change of capacitive access sensor
KR100947559B1 (en) 2007-12-17 2010-03-12 조승원 Obstacle Detection System Using Phase Locked Loop and Its Detection Method
KR20100117631A (en) * 2008-01-29 2010-11-03 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Oled illumination device with integrated proximity sensor
KR20130115460A (en) * 2012-04-12 2013-10-22 (주)삼원에스티 Computing method for touch point of touch panel sensor and the touch panel sensor
KR20150005187A (en) * 2013-07-05 2015-01-14 주식회사 만도 Frequency modulated continuous wave radar detecting device, and method thereof for detecting a material object using a continuous wave
KR101660005B1 (en) * 2015-10-15 2016-09-26 주식회사 지엔피컴퍼니 Sensing Apparatus for Approach of Object

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100627922B1 (en) 2001-10-17 2006-09-25 델피 테크놀로지스 인코포레이티드 Method and apparatus for detecting capacitance change of capacitive access sensor
KR100947559B1 (en) 2007-12-17 2010-03-12 조승원 Obstacle Detection System Using Phase Locked Loop and Its Detection Method
KR20100117631A (en) * 2008-01-29 2010-11-03 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Oled illumination device with integrated proximity sensor
KR20130115460A (en) * 2012-04-12 2013-10-22 (주)삼원에스티 Computing method for touch point of touch panel sensor and the touch panel sensor
KR20150005187A (en) * 2013-07-05 2015-01-14 주식회사 만도 Frequency modulated continuous wave radar detecting device, and method thereof for detecting a material object using a continuous wave
KR101660005B1 (en) * 2015-10-15 2016-09-26 주식회사 지엔피컴퍼니 Sensing Apparatus for Approach of Object

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220010916A (en) 2020-07-20 2022-01-27 주식회사 지엔피컴퍼니 non-contacting serial point or line sensing module and method of Object

Also Published As

Publication number Publication date
KR102021583B1 (en) 2019-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102004518B1 (en) Sensing apparatus for approach of object and collision prevention safety system using the same
KR100947559B1 (en) Obstacle Detection System Using Phase Locked Loop and Its Detection Method
KR101746122B1 (en) Sensing Apparatus for Approach of Object
US7821275B2 (en) Anti-pinch sensor
US9726775B2 (en) Capacitive sensing device
US9561768B2 (en) Capacitive sensing device
KR102311180B1 (en) Excrements detection device and reader for diaper
JP5506390B2 (en) Device for the detection of a part of the body by absorption of a near electric field
EP3131778B1 (en) Object detection system and method for detecting foreign objects in an inductive power transfer system
US8339147B2 (en) Arrangement for producing an electric field and sensor device including same
KR20190065017A (en) Sensing apparatus for approach of object and Sensor strip for the same
JP5055172B2 (en) Capacitive proximity sensor
CN101636908A (en) Arrangement for the detection of body parts by absorbing an electric near field
WO2016194358A1 (en) Skin resistance measuring device
JP4307248B2 (en) Capacitive measurement system
KR101232742B1 (en) Non-contact type obstacle detection device comprising prescaler and obstacle detection method thereof
KR102325726B1 (en) Sensing apparatus for close object using detection of changes in electric field and sensor unit for the same
KR20210109142A (en) Sensing apparatus for object for vehicle and sensor strip for the same
KR101660005B1 (en) Sensing Apparatus for Approach of Object
KR101959427B1 (en) Safety system for subway platform
KR102001199B1 (en) Weatherstrip with the function of object approach sensing and sensing apparatus for approach of object using the same
KR20210109143A (en) Sensing apparatus for object for vehicle and sensor strip for the same
KR20160002640A (en) Sensing Apparatus for Approach of Object
JP6819951B2 (en) Wireless power transfer system
KR101581751B1 (en) Sensing Apparatus for Approach of Object

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20240907

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20240907