일반기술

엔코더형 전기적 용량센서

본 발명은 엔코더형 전기적 용량센서에 관한 것으로, 특히 본 발명의 용량센서는 고정 물체에 형성되며 적어도 두 개 이상의 패턴을 갖는 고정 요소와, 고정 요소에 대해 소정 간격을 두고 오버랩되도록 이동 물체에 형성되며 적어도 두 개 이상의 패턴을 갖는 이동 요소와, 고정 물체 또는 이동 물체에 공급되는 교류 전원과, 고정 물체의 요소들과 이동 물체의 요소들의 상대적 평행 이동에 따라 변화하는 전기적 용량 변화를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 변위 감지부와, 변위 감지부에서 감지된 변위 신호를 신호 처리하고 이를 디지털 신호로 변환하는 신호 처리부와, 신호 처리부에서 출력된 디지털 신호를 보정하고 고정 요소에 대한 이동 요소의 총 변위량을 계산하여 출력하는 마이크로 프로세서를 구비한다.본 발명은 면적 변화 방식의 용량형 센서에 엔코더의 기본 원리를 적용하여 넓은 범위의 변위측정이 가능하고 고정 물체 및 이동 물체에 각각 반복되는 미세 패턴(요철 굴곡 또는 구멍들)을 통해 측정된 용량 합으로 공간 변환 방식의 미세 변위 측정이 가능하다. 고정 물체의 패턴들을 다수 개로 분리할 경우 2차원의 변위 측정이 가능하므로 나노 스케일의 변위 및 밀리미터 스케일의 넓은 영역의 1차원 또는 2차원 변위 측정이 모두 가능한 용량 센서를 구현할 수 있어 원자 현미경이나 나노 포지셔너 및 기타 나노 액츄에이터의 센서로 유용하게 사용할 수 있다. 한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.