• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.246-250
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• 2003

In this study, two new types of micro-grippers in which micro-fingers are actuated by piezoelectric multi-layer benders and stacks are introduced for the manipulation of micrometer-sized objects. First, we constructed a 3-chopstick-mechanism tungsten gripper, which is composed of three chopsticks: two are designed to grip micro-objects, and tile third is used to help grasp and release the objects through overcoming especially electrostatic force among some surface effects including electrostatic, van der Waals forces and surface tension. Second, a 2-chopstick-mechanism silicon micro-gripper that uses an integrated force sensor to control the gripping force was developed. The micro-gripper is composed of a piezoelectric multilayer bender for actuating the gripper fingers, silicon fingertips fabricated by use of silicon-based micromachining, and supplementary supports. The micro-gripper is referred to as a hybrid-type micro-gripper because it is composed of two main components; micro-fingertips fabricated using micromachining technology to integrate a very sensitive force sensor for measuring the gripping force, and piezoelectric gripper finger actuators that are capable of large gripping forces and moving strokes. The gripping force signal was found to have a sensitivity of 667 N/V. To the design of each of components of both of the grippers. a systematic design approach was applied, which made it possible to establish the functional requirements and design parameters of the micro-grippers. The micro-grippers were installed on a manual manipulator to assess its performance in tasks such as moving micro-objects from one position to a desired position. The experiment showed that the micro-grippers function effectively.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.446-449
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• 1995

In this paper, the accurate end position control method of ultraprecision machine tool post using piezoelectric material as an micro positonong devics is presented. This method employs the classical PID feedback and uses an additional notch filter which eliminates the resonance characteristics of controlled plant. And the simple predictor is added to make use of the future value of desired input for better tracking performance. To show the feasibilty of proposed method, the PC-based experimental apparacy can be obtained. Using method, Al specimen of diameter 100mm was cut under practical machining condition to test the practicability of proposed method.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.387-388
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• 2009

바이오포토닉스는 생물학과 포토닉스의 융합학문으로 특히, 최근 바이오이미징기술, 광바이오센서, 광조절 및 바이오칩의 광학센서시스템 및 광학집게 개발등에 큰 관심을 받고 있고 다양한 융합연구를 창출하고 있다. 미세기전시스템(MEMS: Microelectromechancial system)은 센서나 구동기를 초소형화 하기 위해 매우 유용한 기술로서 지난 10여년간 광통신분야에서 미세광학소자 및 집적광통신 반도체소자개발에 응용되어왔다. 최근 이러한 MEMS 기술을 이용하여 고감도 바이오센서나 고분해능, 실시간 바이오 이미징시스템을 초소형하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 바이오포토닉스 응용을 위한 광학소자의 초소형화 기술의 장점과 응용가능분야에 관해 소개하고자 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.822-829
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• 2000

본 논문에서는 무선광열에서 잡음광의 영향을 소거하는 동시에, 신호광원의 미세한 정렬변동에 의하여 빔의 진행방향이 이동할 경우 발생하는 출력전압의 변동을 막기 위한 자동정렬형 차동검출기를 개발하여 소개한다. 이 구조에서는 신호빔과 수직한 포토다이오드 배열을 사용하여 빔의 중심위치를 감지하고, x축과 y축에 해당하는 모토를 구동한다. 포토다이오드배열은 자신의 위치가 항상 신호빔의 중심에 오도록 자동적으로 조절하는 동시에 차동검출방식으로 잡음광의 영향을 소거하는 기능을 가지므로 무선광연결에서 매우 유용하게 쓸수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.126-129
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• 2018

기존 자율주행자동차의 영상 센서 시스템이 표지판에 약간의 부착물만 붙어도 인식이 되지 않는 점을 고려해 Semi-Passive RFID(Radio-Frequency Identification)기술을 이용한다. 각 표지판마다 소스코드를 설정한 후 RFID 태그를 부착하고 자동차의 룸미러 뒤쪽 중앙에 RFID 리더기를 부착해 원거리에서 태그와 리더기의 작용을 통해 영상 센서 시스템의 취약점을 보완해 오류를 줄인다. 태그의 건전지를 대체하여 M24LR16E칩을 적용한다. 이 칩은 기존에 낭비되는 전파와 폐열, 움직임에 따라 발생하는 동작 에너지의 미세한 에너지를 모아 메모리칩을 구동한다. 또한 GPS를 이용한 위치정보 획득 및 지리적 변화의 낮은 정확도를 보완해 도시 인프라에 부착된 RFID를 제안하여 이를 이용한 위치정보 획득과 처리방안의 문제점도 해결한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.665-666
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• 2006

In precision laser microfabrication, focusing is essential to acquire good machining precision and uniform machining quality. If it does not perform, laser machining cannot be realized. So, confocal scanning method with high depth resolution is used for focus detection technique. This paper is concerned with a procedure for design, analysis and performance test of an autofocus fine actuating stage, which is composed of flexure-hinge type lever mechanism and piezoelectric actuator. Through series of analytical design, the stage is simplified as a rigid bodies(lever and main body) and springs(flexure hinges). The simplified model was applied to determine the dimension of flexure hinges and lever. After structural analysis confirmed design requirement, an actual stage was made and verified through an experiment on the static and dynamic characteristics(maximum stroke and 1st natural frequency). The fabricated stage was satisfied with the design requirement.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1198-1201
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• 2005

A new foxtail actuator driven by V-shape beam deflection using electrostatic force has been designed, fabricated and characterized for nano-resolution manipulators. The proposed foxtail mechanism was implemented using a pair of electrostatic actuators and a pair of holding actuators, which was analyzed based on the electromechanically coupled motion of voltage - displacement relation. The proposed actuator was fabricated onto Silicon-on-Insulator (SOI) wafer and its stepping characteristics were measured by micro optical interferometer consisting of integrated micromirror and optical fiber. The fabricated foxtail microactuator was successfully operated from 1nm to 76nm, and the magnitude of step displacement was controllable up from 26nm/cycles to 53nm/cycle by changing the voltage.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권3호
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• pp.520-528
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• 2001

This paper investigates a resonant microaccelerometer that measures acceleration using a built-in micromechanical resonator, whose resonant frequency is changed by the acceleration-induced axial force. A set of design equations for the resonant microaccelerometer has been developed, including analytic formulae for resonant frequency, sensitivity, nonlinearity and maximum stress. On this basis, the sizes of the accelerometer are designed for the sensitivity of 10$^3$Hz/g in the detection range of 5g, while satisfying the conditions for the maximum nonlinearity of 5%, the minimum shock endurance of 100g and the size constraints placed by microfabrication process. A set of the resonant accelerometers has been fabricated by the combined use of bulk-micromachining and surface-micromachining techniques. From a static test of the cantilever beam resonant accelerometer, a frequency shift of 860Hz has been measured for the proof-mass deflection of 4.3${\pm}$0.5$\mu\textrm{m}$; thereby resulting in the detection sensitivity of 1.10${\times}$10$^3$Hz/g. Uncertainty analysis of the resonant frequency output has been performed to identify important issues involved in the design, fabrication and testing of the resonant accelerometer.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권2호
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• pp.132-139
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• 2000

This paper reports a novel micromachining process based on UV-LIGA process and (110) silicon anisotropic etching for fabrication of a high-aspect-ratio comb actuator. The comb electrodes are fabricated by (110) SILICON comb structure considering the etch-rate-ratio between (110) and (111) planes and lateral etch rate of a beam-type structure. The fabricated structure was$ 400\mum \; thick\; and\; 18\mum$ wide comb electrodes separated by $7\mim$ so that the height-gap ratio was about 57. Also considering resonant frequency of the comb actuator and the frequency-matching between sensing and driving mode for gyroscope application, we designed the number, width, height and length of the spring structures. Electroplated gold springs on both sides of the seismic mass were $15\mum\; wide,\; 14\mum\; thick\; and \; 500\mum$ long. The fabricated comb actuator had resonant frequency ay 1430Hz, which was calculated to be 1441Hz. The proposed fabrication process can be applicable to the fabrication of a high-aspect-ratio comb actuator for a large displacement actuator and precision sensors. Moreover, this combined process enables to fabricate a more complex structure which cannot be fabricate only by surface or bulk micromachining.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제16권3호
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• pp.65-72
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• 2020

본 연구에서는 초미세먼지 주의보가 발효된 2019년 3월 4일~7일까지 약 80시간 동안 국내 지식산업센터 사무실 내 실내 미세먼지와 초미세먼지 농도를 측정하였다. 측정이 이루어지는 동안 공기청정기와 환기장치의 구동에 의한 영향을 확인하였고, 초미세먼지 주의보 날의 실내와 실외의 입자 크기분포를 분석하였다. 사무실의 테라스 쪽 이중 창문과 복도쪽 입구 출입문을 모두 닫은 밀폐 조건에서 실외 대비 실내의 초미세먼지 농도비는 약 40% 정도를 유지했다. 초미세먼지 주의보의 시기에 중성능급 필터가 장착된 환기장치의 풍량을 1단이나 2단으로 운전한 경우에도 외기 대비 실내 초미세먼지 농도는 환기하지 않고 밀폐만 했을 때의 조건과 비슷했다. 환기장치를 구동하지 않고, 문을 닫아둔 조건에서 공기청정기를 가동하면 실내 초미세먼지 농도를 초미세먼지 주의보 시에도 대기 초미세먼지 농도대비 약 20% 수준으로 감소시킬 수 있었지만, 환기장치의 풍량을 증가시켜 가동하면, 상대적으로 환기를 통해 미세먼지를 공급하는 공기량이 증가하여, 공기청정기의 효과가 감소하였고, 실내외 농도비를 약 36%로 유지하는 것을 확인하였다. 사무실 내 실내 부유 먼지의 크기분포의 분석 결과 1 ㎛ 보다 큰 입자의 농도는 매우 낮았다. 대기의 입자 크기분포는 1 ㎛ 이하의 입자의 봉우리와 1~10 ㎛ 입자의 봉우리의 두 부분으로 나타나는데 비해, 실내 입자의 크기분포에서는 1~10 ㎛ 입자의 봉우리가 사라지고 1 ㎛ 이하의 입자의 봉우리만 남는 형태로 상대적으로 큰 입자의 농도가 미미했다. 사무실의 밀폐가 초미세먼지 농도의 감소에 효과가 있었지만, 대부분은 1 ㎛ 보다 큰 입자가 제거되었고, 인체에 더 영향을 미치는 1 ㎛ 이하의 입자는 실내로 쉽게 침투하였다. 결국 밀폐된 사무실 실내에서 공기청정기의 사용은 1 ㎛ 이하의 인체에 더 해로운 크기의 입자를 제거하는데 큰 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 단지 80시간의 짧은 시간의 실증 데이터를 분석한 결과이지만, 초미세먼지 주의보가 1년 중 1주일 이내로 발생하는 한정된 기간에 발생한다는 점에서 측정 및 분석 데이터가 중요한 의미를 갖는다고 생각된다. 또한 실내 초미세먼지 농도에 영향을 미치는 다양한 변수들을 고려하여 측정 계획을 작성하여 실증 측정이 이루어졌기 때문에 비교적 신뢰성 있는 분석데이터를 제시할 수 있었다.