근접 검출기 document_id A220623042080

오늘날, 목표물체가 기준표면 또는 기준물체의 부근에 있는지를 결정하기 위한 몇가지 공지된 방법이 있다. 근접도 검출은 산업에서 중요하며, 특히 자동차 및 항공 시스템에서 중요하다. 근접 검출기에 의하여 상기 시스템들은 예를 들면 이러한 근접 검출기에 설치된 밸브의 상태(열림, 닫힘)를 측정하기 위하여 기준물체에 대한 상대적인 위치와 상태를 리포트할 수 있다. 자동 또는 자율 시스템에 있어서는, 상기 시스템들은 속도 또는 속력 방향을 변화시킴으로써 근접 검출기 또는 다른 센서의 상태에 스스로 반응할 수 있으며, 대체적으로 상기 시스템의 상태에 따른 일련의 다른 동작을 수행할 수도 있다. 일반적으로 근접 검출기는 상기 목표물체 및 상기 기준물체가 서로 근접해 있는지를 결정하기 위하여 상기 두 물체 사이의 물리적 접촉에 대한 요구사항이 전혀 없다. 또한 몇몇 경우에는, 상기 검출기 시스템과 상기 두 물체의 하나 이상과의 사이에서의 물리적 접촉에 대한 요구사항이 전혀 없고 따라서 근접도 검출은 원격 감지(remote sensing)로 얻어진다는 것이 결정적이다. 또한 상기 두 물체 상의 장비는 전기 또는 다른 에너지를 필요로 하지 않는다는 것도 결정적일 수 있다. 나아가, 상기 장비는 저중량을 가짐이 결정적일 수 있다. 게다가, 상기 장비는 제조하기에 간단하고 비싸지 않다는 것도 결정적이 될 수 있다. 많은 경우에 있어서, 상기 장비가 관리를 요하지 않는다는 것은 중요할 수 있다. 나아가 상기 장비나 측정방법은 예를 들어 전기 또는 자기장을 방해함으로써 상기 목표물체 또는 환경에 대한 영향을 주지 않는다는 것은 종종 중요하다. 의료 장비의 사용에 있어서, 상기 장비는 환자를 해쳐서는 안된다는 엄격한 요구가 있을 것이다. 본 발명은 상기한 모든 목적을 만족시킨다. 많은 다른 근접 검출기 원리들이 예를 들면 초음파 전파 거리 측정 등(US 614950, DE3235028, US 5144593), 가시광선 또는 비가시광선으로 삼각측량(WO 9219984), 광학적 미분위상 측정(US 4752799), 광섬유센서(US 6498654), 레이저에 기초한 원리(DE 2448898), 자기 원리(US 6127821, US 2003173957) 등에 기초하여 공지되어 있다. US 5,200,604는 광학 스칼펠 장치(optical scalpel device)에 있어서 탐침을 위한 광학 근접 검출기를 개시한다. 상기 근접 검출기는 광원, 빛을 출력구멍으로 이끌어 내는 광 안내자(light conductor) 및 상기 출력구멍 근처의 구멍으로 광 안내자를 통해 빛을 수신하는 빛검출기로 구성된다. 그 목적은 절단될 조직과 접촉하기 전에 레이저 스칼펠의 활성화를 회피하기 위한 것이다. US 4,991,509는 물체와 기준표면 사이의 간격을 측정하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 상기 근접 검출기는 광원, 빛을 출력구멍으로 이끌어 내는 광 안내자 및 상기 출력구멍 근처의 구멍으로 기준표면에 대한 근접도는 반사된 광도(light intensity)로부터 계산된다. 광 안내자를 통해 빛을 수신하는 빛검출기로 구성된다. 상기 두개의 구멍은 방사된 빛원뿔이 입력구멍을 통해 상기 빛검출기에 의해 붙잡힌 시야를 더 크거나 더 작은 정도로 중첩하도록 서로 일정한 거리를 두고 이격된다. 기준표면에 대한 근접도는 반사된 광도로부터 계산된다. 상기 두 특허 US 5,200,604 및 US 4,991,509는 상기 광원의 상기 빛원뿔 및 상기 빛검출기의 시야가 상기 기준물체 상의 공통 크기 또는 공통 면적을 커버하고, 상기 목표물체 및 상기 기준표면 사이의 간격에 따라 달라지도록 상기 광원과 검출기가 일정한 상호 간격을 가지며, 그럼으로써 달라지는 후방 산란 광도(back-scattered light intensity)를 나타내는 원리에 의하여 근접도 검출을 개시한다. 본 발명과는 대조적으로, 이러한 특허들은 상기 근접도 검출을 형성하는 연관된 초점거리를 갖는 렌즈나 만곡 거울을 포함하지 않는다. 상기 특허들은 상기 광원의 빛원뿔 및 상기 빛검출기의 시야가 일치하지 않는 어떠한 장치도 개시하지 않는다; 반대로 지정된 측면 간격이 상기 빛원뿔 및 상기 빛검출기가 상기 기준표면에 대한 거리에 따라 달라지며 이러한 변화가능한 중첩 구역이 상기 빛검출기에서 측정될 수 있는 변하는 후방 산란 광도를 허용하는 부분적으로 중첩하는 커버리지 영역을 갖도록 상기 두 구멍 사이에 요구된다. 따라서 상기 두 특허에서의 필요조건은 상기 장치가 적절히 작동하도록 하기 위한 입력구멍과 출력구멍 사이의 측면 거리이나, 본 발명은 입력구멍과 출력구멍이 측면 거리로 분리되어야 하는 요구사항을 포함하지 않는다.