• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.80-85
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• 2009

본 논문에서는 저항과 클록 주파수 변동에 의한 문제를 효과적으로 감소시킬 수 있는 풀 디지털 정전용량 방식의 터치키를 제안한다. 제안된 방식은 측정하고자 하는 정전용량 두 개와 두 정전용량 사이의 저항으로 구성되어 있으며, 각 정전용량과 저항의 지연을 각각 측정한 후 두 지연의 비를 구한다. 양자화 오차를 무시할 경우 두 지연의 비는 측정하고자 하는 두 정전용량의 비로 표시되어 저항 값과 클럭 주파수와 무관하다. 실험결과에서도 제안된 방법이 저항과 클록주파수에 의한 변동을 효과적으로 줄일 있음을 보였으며, 제안된 방법의 정전용량 해상도가 1.04[pF]여서 터치키로 사용될 수 있음을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.841-842
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• 2011

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.39-41
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• 2003

본 논문은 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 개발을 목적으로 압력센서를 무전원/무선 표면탄성파 센서를 이용하여 측정할 수 있는 방법을 연구한 것이다. Touch mode 방식의 압력센서의 경우 Touch down 되었을 때 정전용량은 큰 변화를 가지며 이후 압력의 증가에 대해 선형적으로 증가한다는 것을 이론적인 계산을 통해서 확인하였다. 또한 이와 같은 특성은 표면탄성파 센서의 응답 주파수의 변화를 통해 측정이 가능하다는 이론적인 모델링을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.356-361
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• 2018

고온에서 이용 가능한 수소 센서에 관해 연구하였다. 센서는 $Pd/Ta_2O_5/SiC$으로 구성된 MOS 구조로 제작되었으며, $Ta_2O_5$ 박막은 급속 열 산화법(RTO)법으로 형성하였다. 본 연구에서는 3가지 다른 패턴의 팔라듐(Pd) 전극으로 만든 센서를 제작하여, Pd 전극의 형태가 응답 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과, 센서는 Pd 전극의 채워진 면적이 클수록, 정전용량의 응답특성이 개선됨을 확인하였다.

• 전기의세계
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• 제43권9호
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• pp.9-16
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• 1994

본 고에서는 미세 가공기술의 실제적인 응용 예로써 일본 동북대학의 연구 내용을 간략히 소개하고자 한다. 동북대학은 미세 가공기술을 이용하여 미세 구조물의 제작 뿐 아니라 센서 및 주변회로의 집적에 의한 미세 시스템의 연구에 많은 힘을 기울이고 있으며 특히 모든 연구의 최대 목표가 철저하게 실제 응용이 가능한 시스템의 개발에 있으므로 이곳에서의 연구 내용을 전반적으로 살펴보는 것은 국내 연구에서의 방향설정 및 참고 자료로서 도움이 될 수 있으리라 판단된다. 동북대학에서의 미세 가공기술 관련 연구는 매우 방대하고 다소 산만한 느낌도 있으나 전체적으로 1. 가속도 센서를 중심으로 한 집적화 용량형 센서의 개발, 2. 고감도 센서의 개발, 3. 마이크로 액튜에이터의 제작, 4. 입체적 미세 가공기술의 개발 등으로 분류할 수 있다. 이중에서 비교적 연구 성과가 나타나고 있는 대표적인 몇가지 예에 대해서 개략적으로 살펴보도록 하겠다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.228-233
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• 2024

근래의 코로나 시대로 인해 접촉에 의한 감염을 방지하기 위해 다양한 방법들을 강구하고 있다. 그중 생활 속에서 많은 접촉이 일어나고 있는 엘리베이터에서의 감염 방지를 위해 비접촉 버튼을 개발하였다. 본 연구에서는 능동 차폐(active shield) 방식의 정전용량(capacitance) 센서를 이용하여 손가락이 접근했을 때의 커패시턴스 변화를 감지한다. 정전 전력 소모(static power consumption)가 없으며, 아날로그 멀티플렉서를 사용하여 일정 시간마다 돌아가면서 버튼을 센싱 하는 방식을 사용하여 상대적으로 가격이 비싼 센서칩을 하나만 사용하였다. 엘리베이터 버튼뿐만 아니라 터치 버튼, 자동문 등 일상에서 많은 사람들이 접촉하는 버튼을 높은 비용 추가 없이 대체 가능하다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.495-499
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• 2010

본 연구에서는 대량 생산 가능한 센서 전극의 생화학 센서 전극 개발을 위하여 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 복합재료화 공정에 의하여 필름과 나노웹 형태의 벌크 재료로 제작한 후, 이들 전극의 넓은 표면적과 뛰어난 화학적 흡착성을 이용하여 화학적 검출 대상에 노출이 되었을 때 이들로 인한 센싱 특성을 연구하였다. CNT 기반 벌크 전극으로 제작하기 위하여 Nafion을 기저재료로 하는 필름과 PAN 기반의 나노 파이버를 전기방사법에 의하여 제작을 한 후 이들 전극의 화학적 영향에 의한 전기적인 특성 변화 실험을 위하여 버퍼 용액의 정전용량에 대한 전기적 임피던스 요소 값인 저항과 정전용량의 변화를 LCR 계측기로 측정하였다. 생화학센서용 전극으로서 CNT벌크전극의 임피던스 변화 형태가 복합소재 전극의 기저재료에 따라 달리 나타났으며 일정량의 버퍼용액 투여 후에는 변화가 없는 포화 상태의 응답을 보였으며 특히, 정전용량이 저항에 비하여 상대적으로 급격하게 큰 변화를 보여 높은 감도 특성을 지니고 있음이 조사되었다. 이들의 전기적인 특성변화는 버퍼 용액의 화학적 성분들이 전극에 흡수 된 후에 CNT에 흡착이 되어 이들의 전기적인 특성을 변화 시키는 것으로 추론된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.864-870
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• 2010

수술이나 외상 등으로 동맥이나 정맥 속으로 공기가 유입되어 사망을 초래 할 수도 있는 공기 색전증을 신속하고 효율적으로 진단하기 위해 정전용량형 센서를 이용한 공기 감지 장치를 제안하였다. Tygon 튜브에 전극을 형성하여 전기적으로 커패시터를 구성하고, 튜브 내 유전체의 유전상수가 각각 다른 점을 이용하여 정전용량의 변화를 감지함과 동시에 공기의 유무를 검출한다. 변화된 정전용량의 값을 신호처리 회로를 통하여 주파수로 변환하고, 주파수 차이에 따른 공기유입 여부를 자동으로 알려주는 LabVIEW 모니터링 시스템을 구현하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.21-29
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• 2016

본 연구에서는 유연하고 투명한 특성을 지닌 유연 투명 정전용량형 압력 센서를 제안하여 기존의 X, Y 좌표 위치 인식이 가능할 뿐만 아니라 3차원 인식이 가능한 터치스크린을 제작하였다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 상부 기판, 압력 감지층, 하부 기판의 3 중 구조로 구성되어 있다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름이 상부 및 하부 기판으로 사용되었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 터치 면적은 5인치이며, 전기적 신호를 인가하기 위한 11개의 driving line과 정전용량의 변화를 감지하기 위한 19개의 sensing line으로 구성되었다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름 및 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 또한 기계적 유연성을 평가하기 위하여 굽힘 시험을 수행하였다. 제작된 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름은 평균 투과율 91.1%, 평균 탁도 1.35%로서 매우 우수한 광학 특성을 나타내었고, 평균 면저항은 $44.1{\Omega}/square$이었다. 굽힘 시험 결과 은나노와이어 전도성고분자 필름은 곡률 반경 3 mm까지 저항의 변화가 거의 없어 매우 우수한 유연성을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한 200,000회의 반복 굽힘 피로 시험 결과, 저항의 증가는 매우 미미하여, 유연 내구성이 매우 우수함을 알 수 있었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 평균 투과율은 84.1%, 탁도는 3.56%이었다. 또한, 직경 2 mm의 팁으로 눌렀을 경우, 누르는 압력에 따라 센서가 잘 작동함을 알 수 있었으며, 이를 통하여 멀티 터치 및 멀티 포스 터치가 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 제작한 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 유저인터페이스, 사용자 경험이 강조되고 있는 현재 상황에서 새로운 인터페이스의 터치스크린 패널에 대한 발전 가능성을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.107-114
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• 2012

본 논문에서는 인간의 가장 기본적이며 기초적인 운동인 걸음걸이로부터 검출할 수 있는 걸음 수 및 보행분석을 위해 전도성 섬유를 이용한 전기용량성 압력 센서를 깔창형태로 개발하였다. 개발된 깔창 형태의 센서는 보행시의 압력을 측정하여 보행신호를 검출하고, 검출된 신호를 이용하여 걸음 수 및 자세에 따른 압력 분포를 관찰하였다. 개발된 센서의 성능 검증을 위하여 국제규격의 표준분동을 사용하여 0 kg에서 100 kg 까지 10 kg씩 증가하여 무게에 따른 압력변화를 관찰하였으며, 그 결과 압력에 따라 비선형적인 특성을 가지고 캐패시턴스 값이 증가함을 보였다. 자세에 따른 압력변화 실험과 보행 횟수 검출비교를 위한 실험에서는 건강한 성인남성 다섯 명을 대상으로 4가지의 서로 다른 자세로 있을 때의 압력 변화를 관찰하였고, 보행 횟수 검출을 위해서는 시속 1 km/h와 4 km/h의 두 가지 걸음속도에서 3분 동안 걷게 하여 보행신호를 검출하였다. 상용 만보계 및 관찰자의 수계로 도출된 보수를 비교하였다. 기존의 상용 만보계는 저속(1 km/h)으로 걸었을 때 보수가 잘 측정되지 않은 반면 개발된 센서는 저속에서도 관찰자 수계대비 정확한 보수를 도출 할 수 있었다(상용 만보계 대비 평균 98.06 %의 인식률). 또한 자세에 따라 압력 값을 토대로 사용자의 자세를 모니터링 할 수 있음을 보였다. 본 연구는 향후 스마트폰과 무선 연동하는 스마트 보행관리 시스템을 개발하기 위한 기초연구이다.