KR101943492B1 - Multi-channel capacitive pressure sensor - Google Patents

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KR101943492B1
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신항식
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전남대학교산학협력단
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    • G01L1/14Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/307Other macromolecular compounds

Abstract

본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서는 일체로 형성된 제1 도전층; 상기 제1 전도체 상에 배치된 일체로 형성된 유전층; 및 상기 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제1 도전층을 공유하는 다수의 제2 도전층을 포함하고, 상기 제2 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지할 수 있다.  A multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention includes: a first conductive layer formed integrally; An integrally formed dielectric layer disposed on the first conductor; And a plurality of second conductive layers sharing the first conductive layer separately disposed on the dielectric layer, and forming a channel by the number of the second conductive layers to sense the pressure.

Description

다채널 정전용량 압력 센서 { Multi-channel capacitive pressure sensor }[0001] The present invention relates to a multi-channel capacitive pressure sensor,

본 발명은 정전용량 압력 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 위치에서 가해진 압력의 크기를 감지함과 동시에 압력이 가해진 다양한 위치를 감지할 수 있는 다채널 정전용량 압력 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a capacitive pressure sensor, and more particularly, to a multi-channel capacitive pressure sensor capable of detecting a magnitude of a pressure applied at a specific position and sensing various positions where a pressure is applied.

근래에 정보기술(IT, Information Technology) 산업의 급속한 발달로 IT 제품을 소재로 한 융합 제품이 개발되고 있으며, 여러 기관들은 섬유 산업에서도 이러한 융합형 제품이 신규 수요를 창출하며 미래시장을 주도할 것으로 전망하고 있다.In recent years, convergence products based on IT products have been developed due to the rapid development of information technology (IT) industry, and various organizations are expected to lead the future market by creating new demand in the textile industry. .

IT 제품이 섬유 제품에 적용되면서 스마트 의류에 대한 관심이 높아지고 있다. 스마트 의료를 구현하기 위해서는 사용자의 터치 동작을 감지할 수 있는 압력 센서가 필요하다. 압력센서는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 에너지 변환장치로서 절대압 또는 게이지압을 측정하는데 이용되며, 압력을 감지하는 원리에 따라 로드셀, 압저항성 센서, 압전 센서 등 다양한 종류의 압력 센서가 이용될 수 있다. As IT products are applied to textile products, interest in smart clothing is increasing. In order to realize smart medical, a pressure sensor capable of sensing a user's touch operation is required. A pressure sensor is an energy conversion device that converts mechanical energy into electrical energy. It is used to measure absolute pressure or gauge pressure. Various pressure sensors such as load cell, pressure resistive sensor, and piezoelectric sensor are used according to the principle of sensing pressure. .

한편 이러한 압력 센서가 스마트 의류에 사용되기 위해서는 유연성이 담보되어야 한다. On the other hand, these pressure sensors must be flexible enough to be used in smart clothing.

예를 들어, 공개특허 제2007-7809호는 "직물형 터치 센서"를 개시하고 있다. 도 1을 참조하면, 선행문헌이 개시하는 센서는 제1 및 제2 외부 도전성 층(12, 14)과 이들 사이에 개재되는 제3 층(16)으로 구성되며, 제3 층은 압전 저항 재료(18)로 코팅된 비도전성 직물이다. 즉, 선행문헌은 주지된 압전 방식의 압력센서 구조를 이용하되, 도전층(12, 14)을 얇게 필름화하고, 이 필름화된 도전층 사이에 개재되는 압전 재료(18)를 직물을 매개로 필름화함으로써 유연성을 높인 것이다. 그러나 선행문헌에 개시된 압력센서는 고가의 압전재료가 포함되어야 하고 제조가 용이하지 않다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-7809 discloses a "fabric type touch sensor ". 1, the sensor disclosed in the prior art comprises first and second outer conductive layers 12 and 14 and a third layer 16 interposed therebetween, and the third layer is made of a piezoelectric resistive material 18). ≪ / RTI > That is, the prior art uses a well-known piezoelectric pressure sensor structure, in which the conductive layers 12 and 14 are made into a thin film, and the piezoelectric material 18 interposed between the filmed conductive layers is passed through the fabric The film is made more flexible. However, the pressure sensor disclosed in the prior art must include an expensive piezoelectric material and is not easy to manufacture.

또한, 로드셀 역시 경직된 형태이고 무겁기 때문에 스마트 의료에 적용되기에는 부적합하며, 필름 타입 센서는 땀의 투과 등의 문제로 인해 대면적 적용이 어렵고 가격이 비싸다는 단점이 있다. In addition, since the load cell is also rigid and heavy, it is not suitable for application to smart medical. Film type sensors have a disadvantage that it is difficult to apply large area due to sweat penetration and is expensive.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 스마트 의류에 적용할 수 있는 유연한 형태의 정전용량식 압력 센서를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flexible pressure sensor capable of being applied to smart clothes.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 특정 위치에서 가해지는 압력(힘)을 감지할 뿐만 아니라 다수의 위치에서 압력이 가해지는 경우에도 이를 감지할 수 있는 정전용량식 압력 센서를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a capacitive pressure sensor capable of detecting a pressure (force) applied at a specific position as well as detecting a pressure applied at a plurality of positions.

본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서는 일체로 형성된 제1 도전층; 상기 제1 전도체 상에 배치된 일체로 형성된 유전층; 및 상기 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제1 도전층을 공유하는 다수의 제2 도전층을 포함하고, 상기 제2 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지할 수 있다. A multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention includes: a first conductive layer formed integrally; An integrally formed dielectric layer disposed on the first conductor; And a plurality of second conductive layers sharing the first conductive layer separately disposed on the dielectric layer, and forming a channel by the number of the second conductive layers to sense the pressure.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 제1 도전층에는 제1 전극이 연결되고, 상기 다수의 제2 도전층 각각에는 제2 전극이 연결될 수 있다. In the multi-channel capacitive pressure sensor according to the present invention, a first electrode may be connected to the first conductive layer, and a second electrode may be connected to each of the plurality of second conductive layers.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 다수의 제2 도전층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 제2 영역내에 포함된 도전층은 각 영역내에서 도선으로 순차적으로 연결될 수 있다. In the multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention, the plurality of second conductive layers include a first region and a second region, and a conductive layer included in the first region and the second region is formed in each region To the conductors.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 다수의 제2 도전층은 가로 방향의 도전층을 연결하는 제1 도선과 세로 방향의 도전층을 연결하는 제2 도선을 포함할 수 있다. In the multi-channel capacitive pressure sensor according to the present invention, the plurality of second conductive layers may include a first conductive line connecting the transverse conductive layers and a second conductive line connecting the longitudinal conductive layers .

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 제1 도선은 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지하고, 상기 제2 도선의 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 감지할 수 있다. In the multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention, the first conductor measures an output signal in the longitudinal direction to sense a change in capacitance in the longitudinal direction, measures an output signal of the second conductor, Can be detected.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서는 일체로 형성된 제1 도전층; 상기 제1 전도체 상에 배치된 일체로 형성된 제1 유전층; 상기 제1 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제1 도전층을 공유하는 다수의 제2 도전층; 상기 제2 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제2 유전층; 및 상기 제2 유전체상에 배치된 일체로 형성된 제3 도전층;을 포함하고, 상기 제2 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지할 수 있다. Also, a multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention includes: a first conductive layer formed integrally; An integrally formed first dielectric layer disposed on the first conductor; A plurality of second conductive layers sharing the first conductive layer disposed separately on the first dielectric layer; An integrally formed second dielectric layer disposed on the second conductive layer; And a third conductive layer integrally formed on the second dielectric layer, wherein a channel is formed by the number of the second conductive layers to sense the pressure.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 제1 도전층에는 제1 전극이 연결되고, 상기 다수의 제2 도전층 각각에는 제2 전극이 연결되고, 상기 제3 도전층에서는 제3 전극이 연결될 수 있다. In the multi-channel capacitive pressure sensor according to the present invention, the first electrode is connected to the first conductive layer, the second electrode is connected to each of the plurality of second conductive layers, Three electrodes can be connected.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 다수의 제2 도전층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 제2 영역내에 포함된 도전층은 각 영역내에서 도선으로 순차적으로 연결될 수 있다. In the multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention, the plurality of second conductive layers include a first region and a second region, and a conductive layer included in the first region and the second region is formed in each region To the conductors.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 다수의 제2 도전층은 가로 방향의 도전층을 연결하는 제1 도선과 세로 방향의 도전층을 연결하는 제2 도선을 포함할 수 있다. In the multi-channel capacitive pressure sensor according to the present invention, the plurality of second conductive layers may include a first conductive line connecting the transverse conductive layers and a second conductive line connecting the longitudinal conductive layers .

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서에서, 상기 제1 도선은 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지하고, 상기 제2 도선의 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 감지할 수 있다. In the multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention, the first conductor measures an output signal in the longitudinal direction to sense a change in capacitance in the longitudinal direction, measures an output signal of the second conductor, Can be detected.

또한, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 압력 센서는 일체로 형성된 제1 도전층; 상기 제1 전도체 상에 배치된 일체로 형성된 제1 유전층; 상기 제1 유전층상에 일체로 형성되어 배치된 제2 도전층; 상기 제2 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제2 유전층; 및 상기 제2 유전체상에 분리되어 배치된 상기 제2 도전층을 공유하는 다수의 제3 도전층;을 포함하고, 상기 제3 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지할 수 있다. Also, a multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to the present invention includes: a first conductive layer formed integrally; An integrally formed first dielectric layer disposed on the first conductor; A second conductive layer formed integrally on the first dielectric layer; An integrally formed second dielectric layer disposed on the second conductive layer; And a plurality of third conductive layers sharing the second conductive layer separately disposed on the second dielectric layer, wherein a channel is formed by the number of the third conductive layers to sense the pressure.

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본 발명의 실시예에 따르면, 유연한 정전용량 압력 센서를 구현할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a flexible capacitive pressure sensor can be realized.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 압력에 가해지는 위치 및 압력을 세기를 동시에 감지할 수 있다. Also, according to the embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously detect the position and the pressure applied to the pressure.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스마트 의류 및 여러 분야에 적용할 수 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, it is applicable to smart clothing and various fields.

예를 들어, 쿠션 내에 본 발명을 적용하면 위치별로 가해진 힘 특성을 측정 분석하여 총 않아 있는 시간 및 않은 자세 등을 분석할 수 있다. 또한, 깔창 내에 적용하면 보행 신호를 측정하고, 이에 따른 보행 특성(보소, 보행 주기등)을 측정할 수 있다. For example, when the present invention is applied to a cushion, it is possible to analyze the total force-free time and the unsteady state by measuring and analyzing the force characteristic applied to each position. In addition, it is possible to measure the gait signal and measure the gait characteristics (voice, gait cycle, etc.) when applied in the insole.

또한, 정전용량 센서를 양측에서 잡아당길 때 영률에 의해 전도층 사이의 거리가 변화하는 원리를 이용하여 스트레인을 측정하는 시스템에 활용 가능하며, 관절의 굽힘 및 호흡 측정에 활용될 수 있다. In addition, it can be applied to a system for measuring strain by using the principle that the distance between the conductive layers is changed by the Young's modulus when the capacitance sensor is pulled from both sides, and it can be utilized for the bending and breath measurement of the joints.

또한, 의복에 내장되어 구부러짐이나 힘 측정에 사용될 수 있다. 예를 들어 가슴부분에 둘러져서 호흡 등을 측정할 수 있으며 무릎이나 팔꿈치 등에서 구부러짐을 측정할 수 있고, 엉덩이 쪽에서 앉고 일어섬/앉은 자세 등을 측정할 수 있다. It can also be used in bending and force measurements embedded in garments. For example, you can measure your breathing around your chest, measure your bending at your knees or elbows, and measure your sitting, standing, and sitting at your hip.

또한, 요가나 스포츠 활동에 쓰이는 매트에 본 발명을 적용하여 자세의 인식이나 교정에 활용 가능하다. In addition, the present invention can be applied to a mat used for yoga and sports activities, and can be used for recognition and correction of posture.

또한, 전기용량성 센서를 띠 형식으로 제작하고 매트 위에 위치시켜 사람이 누웠을 때 호흡, 심장박동 등에 의해 발생되는 기계적 움직임을 측정할 수 있다. In addition, a capacitive sensor can be manufactured in a band form and placed on a mat to measure mechanical movements caused by respiration, heartbeat, etc. when a person is lying down.

도 1은 종래 기술에 따른 압력센서를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다채널 정전용량 압력 센서를 도시한 것이다.
도 3는 본 발명의 실시예 사용되는 전도성 섬유를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 압력 센서에서 채널수를 확장한 예를 도시한 것이다.
도 5는 다수의 제2 전도층을 분할한 예를 도시한 것이다.
도 6은 다수의 전도층이 서로 교차 연결되도록 한 예를 도시한 것이다.
도 7은 차동형 정전용량 센서의 예를 도시한 것이다.
도 8은 도7의 단면도 및 등가회로를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예로, 차동형 다채널 정전용량 압력 센서를 도시한 것이다.
도 10은 는 본 발명의 다른 일 실시예로, 도 9의 변형예를 도시한 것이다.
1 shows a pressure sensor according to the prior art.
FIG. 2 illustrates a multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 illustrates the conductive fibers used in embodiments of the present invention.
FIG. 4 shows an example in which the number of channels is increased in the pressure sensor of FIG. 2. FIG.
Fig. 5 shows an example in which a plurality of second conductive layers are divided.
6 shows an example in which a plurality of conductive layers are cross-connected with each other.
Fig. 7 shows an example of a differential capacitance sensor.
Fig. 8 shows a cross-sectional view of Fig. 7 and an equivalent circuit.
FIG. 9 shows a differential multi-channel capacitive pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows another modification of the embodiment of FIG. 9 according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

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 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that 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, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 정전용량 압력 센서를 나타낸 분해 사시도이다. 2 is an exploded perspective view illustrating a multi-channel electrostatic capacity pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 다채널 정전용량 압력 센서는 제1 도전층(100), 유전층(200), 및 다수의 제2 도전층(300)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the multi-channel capacitive pressure sensor includes a first conductive layer 100, a dielectric layer 200, and a plurality of second conductive layers 300.

상기 제1 도전층(100)은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 제1 도전층을 통해 제1 전압이 인가될 수 있다. 상기 제1 도전층(100)에 전압이 인가되면 도전층(100)은 대전판으로서의 기능을 한다. 상기 제1 도전층은 일체로 형성되어 있으며 플렉서블 소재가 적용될 수 있다. 예를 들어, 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 주석, 아연 및 이들의 합금 등과 같은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 유연성을 확보하기 위해 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리스타일렌 및 에폭시 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상이 경화된 물질을 포함할 수 있다. 또한, 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 나노 와이어 또는 탄소나노튜브(CNT)와 같은 나노 합성체를 사용하는 경우 흑색으로 구성할 수도 있으며, 나노 파우더의 함량제어를 통해 전기전도도를 확보하면서 색과 반사율 제어가 가능한 장점이 있다. The first conductive layer 100 may be formed of a conductive material, and a first voltage may be applied through the first conductive layer. When a voltage is applied to the first conductive layer 100, the conductive layer 100 functions as a charging plate. The first conductive layer is integrally formed with a flexible material. For example, a conductive material such as copper, aluminum, gold, silver, nickel, tin, zinc, and alloys thereof. In order to ensure flexibility, one or more selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polyethylene, polystyrene, and epoxy resin may be cured. It may also include nanowires, photosensitive nanowire films, carbon nanotubes (CNTs), graphenes, conductive polymers, or mixtures thereof. When a nanocomposite such as a nanowire or a carbon nanotube (CNT) is used, the nanocomposite may be made of black, and the color and reflectance can be controlled while securing the electric conductivity by controlling the content of the nano powder.

한편, 전도성 섬유는 전도선 실(thread)의 형태로 스마트 의류 등의 배선에 사용되거나 원단 형태로 전자파 차폐에 사용된다. 전도성 섬유는 폴리에스터 등의 일반적인 섬유에 니켈이나 구리 등의 전도성 물질을 코팅하여 제작되므로 전기가 통하는 전도성 특성을 가지게 된다. 따라서 직조된 전도성 섬유는 대전판과 같은 역할을 수행할 수 있어 정전용량성 센서 제작에 활용될 수 있다. 일반적으로 전도성 섬유는 도 3과 같은 구조를 가진다. 즉, 중앙의 폴리에스터르를 니켈(Ni)막, 구리(Cu)막, 니켈(Ni)막, 금(Au)막이 순차적으로 감싸는 구조일 수 있다. Conductive fibers, on the other hand, are used in the wiring of smart clothing in the form of conductive wire threads or in the form of a fabric to shield electromagnetic waves. Conductive fibers are produced by coating a conductive material such as nickel or copper on a general fiber such as a polyester, so that the conductive material has electric conductivity. Therefore, the woven conductive fiber can serve as a charging plate and can be used to fabricate a capacitive sensor. Generally, the conductive fiber has a structure as shown in Fig. That is, the structure may be such that a central polyester is sequentially wrapped around a nickel (Ni) film, a copper (Cu) film, a nickel (Ni) film, and a gold (Au) film.

상기 유전층(200)은 다양한 유전층을 사용하여 제작할 수 있다. 예를 들어, PDMS(Sylgard184; 유전상수 3), 폴리이미드(Polyimide; 유전상수 3.4), 누실(EPM2490; 유전상수 3.4), 아세트산(유전상수 6.2), 아세톤(유전상수 20.7), 에탄올(유전상수 24.3), 메탄올(유전상수 33.1), 피리딘(유전상수 1.12), 물(유전상수 80.4) 등과 같이 유전 물질을 사용할 수 있다. 또한, 유전층으로는 공기층이 사용될수 도 있다. The dielectric layer 200 may be fabricated using various dielectric layers. (Dielectric constant 3), Polyimide (Dielectric constant 3.4), Anisil (EPM 2490; Dielectric constant 3.4), Acetic acid (Dielectric constant 6.2), Acetone (Dielectric constant 20.7), Ethanol 24.3), methanol (dielectric constant 33.1), pyridine (dielectric constant 1.12), water (dielectric constant 80.4), and the like. An air layer may also be used as the dielectric layer.

상기 제2 도전층(300)의 다수의 도전층이 분리되어 하나의 도전층이 형성된다. A plurality of conductive layers of the second conductive layer 300 are separated to form one conductive layer.

즉, 제1 도전층(100)에 제1 전극(미도시)이 연결되고, 다수의 제2 도전층(300) 각각에 제2 전극(미도시)이 연결되어 전압이 인가되면, 제2 도전층(300) 각각은 하부의 제1 도전층(100)을 공유하면서 다수의 커패시터를 형성한다. That is, when a first electrode (not shown) is connected to the first conductive layer 100 and a second electrode (not shown) is connected to each of the plurality of second conductive layers 300, Each of the layers 300 forms a plurality of capacitors while sharing the underlying first conductive layer 100.

도 2와 같이 제2 도전층(300)의 4개 형성되어 있는 경우, 4개의 제2 도전층(300)은 하나의 제1 도전층(100)을 공유하면서 4개의 커패시터를 형성한다. 본 발명에서는 각각의 커패시터를 채널이라는 명칭과 혼용하여 사용한다. 즉, 도 2는 4채널 정전용량 압력 센서를 나타낸 것이다. When four second conductive layers 300 are formed as shown in FIG. 2, the four second conductive layers 300 form four capacitors while sharing one first conductive layer 100. In the present invention, each of the capacitors is used in combination with the name of the channel. That is, FIG. 2 shows a four-channel capacitive pressure sensor.

상기 도전층의 면적 및 채널의 수는 확장 가능하다. 도 4는 채널별 도전층의 크기가 작아지고 채널의 수가 증가한 경우를 나타낸 것이다. 채널별 도전층의 크기가 작아진다는 의미는 제2 도전층의 면적이 좁아진다는 의미이다. The area of the conductive layer and the number of channels are expandable. FIG. 4 shows a case where the size of the conductive layer for each channel is reduced and the number of channels is increased. The smaller the size of the conductive layer for each channel means that the area of the second conductive layer is narrowed.

상기와 같은 구조에 의하면, 다수의 커패시터(채널) 중 어느 하나에 압력이 가해지면 정전용량이 변하게 되므로 이를 감지하여, 어느 부분에 어느 만큼의 압력이 가해졌는지 감지할 수 있다. According to the above structure, when a pressure is applied to any one of the plurality of capacitors (channels), the capacitance changes, so that it is possible to sense the pressure applied to which part.

이하에서는 압력을 감지하는 원리를 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the principle of sensing the pressure will be described in more detail.

정전용량은 두 전도체가 서로 다른 극으로 대전될 때 양극판에 축적될 수 있는 전하의 양을 의미한다. 정전용량은 마주보는 정전용량은 마주하는 도전층의 면적 및 거리, 도전층 사이 물질의 유전율(permitivity)에 따라 달라지게 되며 일반적으로 도전층의 면적에 비례하고 도전층 사이의 거리에 반비례 하는 특성을 가진다. Capacitance refers to the amount of charge that can be accumulated in the bipolar plate when the two conductors are charged to different poles. The capacitance of a capacitor depends on the area and distance of the facing conductive layer and the permittivity of the material between the conductive layers, and is generally proportional to the area of the conductive layer and inversely proportional to the distance between the conductive layers I have.

정전용량 C는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. The electrostatic capacitance C can be expressed by Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112016129651599-pat00001
Figure 112016129651599-pat00001

상기 수학식 1에서, A는 마주하는 도전층의 단면적, x는 두 도전층 사이의 거리,

Figure 112016129651599-pat00002
는 진공상태의 유전율,
Figure 112016129651599-pat00003
은 상대 유전율을 의미한다.In the above equation (1), A is the cross-sectional area of the facing conductive layer, x is the distance between the two conductive layers,
Figure 112016129651599-pat00002
Is a dielectric constant in a vacuum state,
Figure 112016129651599-pat00003
Refers to the relative dielectric constant.

즉, 두 도전층의 면적이 변하거나 도전층 사이의 거리가 변하면 정전용량이 변하게 된다. That is, when the area of the two conductive layers changes or the distance between the conductive layers changes, the capacitance changes.

예를 들어, 마주보는 두 도전층 중 어느 하나가 수평 이동하게 되면 면적 A가 변하게 되므로 정전용량이 변하게 되고, 두 도전층 사이에의 유전층이 이동을 해도 정전용량은 변하게 된다. 그리고 고정된 두 도전층 사이에 고정되지 않은 도전층을 배치하고 가운데 배치된 도전층과 양측 도전층 각각의 정전용량을 계산하여 정전용량을 계산할 수도 있다. For example, when one of the two opposing conductive layers is horizontally moved, the area A is changed, so that the capacitance is changed. Even if the dielectric layer moves between the two conductive layers, the capacitance is changed. The electrostatic capacity can also be calculated by disposing a non-fixed conductive layer between the two fixed conductive layers and calculating the electrostatic capacitances of the conductive layers disposed on both sides and the both conductive layers.

한편, 상기 다수의 채널 중 일부 채널은 필요에 따라 서로 연결되도록 형성할 수 있다. Meanwhile, some channels among the plurality of channels may be connected to each other as needed.

도 5는 여러 채널을 전기적으로 연결한 예를 나타낸 것으로, 도 5의 (a)는 채널 영역을 두 개의 영역으로 구분한 예를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 채널 영역을 4개의 영역으로 구분한 예를 나타낸 것이다. 5A and 5B illustrate an example in which channels are electrically connected to each other. FIG. 5A illustrates an example in which a channel region is divided into two regions, and FIG. 5B illustrates an example in which a channel region is divided into four regions .

도 5를 참조하면, 도 5의 (a)에 도시된 제1 영역(310) 및 제 2영역(320) 내에 존재하는 다수의 제2 도전층(300)은 도선을 통해 서로 순차적으로 연결되어 다수의 커패시터가 병렬로 연결된 것과 같은 효과가 나타난다. 즉, 다수의 제2 도전층이 연결된 영역은 연결된 모든 도전층의 면적에 대항하는 전기용량을 가지는 하나의 큰 커패시터로 볼 수 있다. Referring to FIG. 5, the plurality of second conductive layers 300 existing in the first region 310 and the second region 320 shown in FIG. 5 (a) are sequentially connected to each other through conductors, Of the capacitors are connected in parallel. That is, the region where the plurality of second conductive layers are connected can be regarded as one large capacitor having a capacitance against the area of all connected conductive layers.

마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시된 제3영역(330) 내지 제 6영역(360) 내에 존재하는 제2 도전층 역시 전기적으로 연결되어 4개의 큰 커패시터를 형성하는 것으로 볼 수 있다. Similarly, the second conductive layer in the third to sixth regions 330 to 360 shown in FIG. 5B may also be electrically connected to form four large capacitors.

도 5와 같이 다수의 도전층을 순차적으로 연결하게 되면 넓은 영역 중 하나만 터치되어도 이를 감지할 수 있으며, 터치되거나 눌린 도전층의 개수에 비례하여 캐패시턴스의 값이 증가하므로 여기서부터 가해진 힘의 세기 및 면적을 추정할 수 있다. If a plurality of conductive layers are sequentially connected as shown in FIG. 5, even if only one of the wide areas is touched, the capacitance can be sensed and the capacitance increases in proportion to the number of touched or pressed conductive layers. Therefore, Can be estimated.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 다수의 제2 도전층(300)이 가로방향 및 세로 방향으로 상호 연결되어 있는 예를 나타낸 것이다. 6 shows another embodiment of the present invention, in which a plurality of second conductive layers 300 are interconnected in the horizontal and vertical directions.

즉, 제1 도선(L1)은 가로 방향의 도전층을 연결하고, 제2 도선(L2)는 세로 방향의 도전층을 연결한다. That is, the first conductive line L1 connects the conductive layers in the lateral direction, and the second conductive line L2 connects the conductive layers in the vertical direction.

도 6에서와 같이 제2 도전층을 서로 교차하도록 연결하게 되면, 가로 방향의 정전용량 변화를 수직층 출력단에서 측정하고, 세로 방향의 정전용량 변화를 수평층 출력단에서 측정한 후, 이들을 조합하여 압력이 가해진 위치 및 압력의 세기 정도를 측정할 수 있다. 즉, 제1 도선(L1)의 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지할 수 있고, 제2 도선(L2)의 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 측정할 수 있다. When the second conductive layers are connected to each other as shown in FIG. 6, the change in capacitance in the horizontal direction is measured at the output of the vertical layer, the change in capacitance in the vertical direction is measured at the output of the horizontal layer, It is possible to measure the magnitude of the applied position and pressure. That is, the output signal of the first conductor L1 can be measured to sense the change in the capacitance in the longitudinal direction, and the change in the capacitance in the transverse direction can be measured by measuring the output signal of the second conductor L2.

지금까지 압력이 가해진 위치 및 압력의 세기를 측정하는 방법에 대해 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예로 차동형 정전용량 방식에 대해 살펴보기로 한다. So far, we have discussed how to measure the pressure and the position and pressure of the pressure. Hereinafter, a differential capacitance method will be described as another embodiment of the present invention.

이상의 센서 구조에서 응력(σ)은 아래 수학식 2와 같이 구해질 수 있다.In the above sensor structure, the stress () can be obtained by the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112016129651599-pat00004
Figure 112016129651599-pat00004

상기 수학식에서, σ는 응력, F는 가해준 힘, A는 면적을 의미한다. In the above equation,? Denotes stress, F denotes a force applied, and A denotes an area.

또한 응력은 수학식 3과 같이 변형률(ζ)과 탄성계수(E)의 곱으로 표현가능하며, 변형률은 수학식 4와 같이 정의된다. Also, the stress can be expressed by the product of the strain (?) And the elastic modulus (E) as shown in Equation (3), and the strain is defined as shown in Equation (4).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112016129651599-pat00005
Figure 112016129651599-pat00005

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112016129651599-pat00006
Figure 112016129651599-pat00006

상기 수학식 2 내지 4를 조합하면 아래 수학식 5를 도출할 수 있다. Combining Equations (2) to (4), the following Equation (5) can be derived.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112016129651599-pat00007
Figure 112016129651599-pat00007

상기 수학식 4 및 5에서, x0는 도전층 사이의 초기 거리(부도체 사이의 거리), x는 변형 후의 거리를 의미한다. In the above equations (4) and (5), x0 denotes the initial distance between the conductive layers (distance between the non-conductive portions), and x denotes the distance after deformation.

결과적으로 수학식 5로부터 수학식 6을 유도할 수 있으며 수학식 6은 가해준 전체 힘(F)과 전도층 사이의 거리 변화 (x-x0)가 선형관계를 만족함을 보여준다. 전도층 사이의 거리변화 △x 는 수학식1에서의 전도층 사이의 거리를 의미하므로 두 전도층 사이의 정전용량 변화를 유발할 수 있으며, 이는 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.As a result, Equation 6 can be derived from Equation (5), and Equation (6) shows that the total force (F) applied and the change in distance (x-x0) between the conductive layers satisfy a linear relationship. The change in distance between the conductive layers Δx means the distance between the conductive layers in Equation (1), so that a change in capacitance between the two conductive layers can be induced, which can be expressed by Equation (7).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112016129651599-pat00008
Figure 112016129651599-pat00008

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112016129651599-pat00009
Figure 112016129651599-pat00009

상기 수학식 7에서, 힘에 따라 정전용량이 변화하며 변화율은 역의 관계를 가짐을 알 수 있다.In Equation (7), it can be seen that the capacitance changes according to the force and the rate of change has an inverse relationship.

도 7은 차동 정전용량 센서의 구조를 나타낸 것이고, 도 8은 도 7의 단면도 및 등가회로이다. Fig. 7 shows a structure of a differential capacitance sensor, and Fig. 8 is a cross-sectional view and an equivalent circuit of Fig.

차동 정전용량 센서는 3개의 전도층(70, 72, 74) 사이에 2개의 유전층(71, 72)가 배치되는 구조이다. 유전층(71, 73)의 두께가 각각 d1, d2이고, 유전율이 ε1, ε2 이면, 정전용량 C1, C2는 아래 수학식 8 및 수학식 9와 같다. The differential capacitance sensor is a structure in which two dielectric layers 71 and 72 are disposed between three conductive layers 70, 72, and 74. When the thicknesses of the dielectric layers 71 and 73 are d1 and d2, respectively, and the dielectric constants are? 1 and? 2, the capacitances C1 and C2 are expressed by the following equations (8) and (9).

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112016129651599-pat00010
Figure 112016129651599-pat00010

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112016129651599-pat00011
Figure 112016129651599-pat00011

두 전도층 사이의 차동용량성 ΔC는 수학식 10과 같이 도출된다. 이는 다른 두께를 가지는 두 종류의 다른 매질이 사용되었을 때 초기 정전용량의 차이가 된다.The differential capacitances [Delta] C between the two conductive layers are derived as shown in equation (10). This is the difference in initial capacitance when two different media with different thicknesses are used.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112016129651599-pat00012
Figure 112016129651599-pat00012

만약 센서에 힘이 가해져 δ만큼의 두께 변화가 발생되었고 각 유전층별 두께 변화가 δ1, δ2라고 한다면, 변화된 정전용량 C1', C2'는 수학식 11 및 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.If a force is applied to the sensor to change the thickness by?, And the thickness variation of each dielectric layer is? 1,? 2, the changed capacitances C1 'and C2' can be expressed by Equations (11) and (12).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112016129651599-pat00013
Figure 112016129651599-pat00013

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112016129651599-pat00014
Figure 112016129651599-pat00014

그리고 이 때 차동용량은 수학식 13과 같다. 초기상태의 차동용량과 변화 이후 차동용량의 비율은 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.The differential capacitance at this time is expressed by Equation (13). The ratio of the differential capacity in the initial state to the differential capacity after the change can be expressed by Equation (14).

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112016129651599-pat00015
Figure 112016129651599-pat00015

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure 112016129651599-pat00016
Figure 112016129651599-pat00016

두 유전층(71, 73)이 같은 물질이라고 가정하면, ε1= ε2 이므로, 수학식 14는 수학식 15와 같이 정리될 수 있다. 압축후의 두께 d-?를 D라고 하면 수학식 15는 수학식 16과 같이 정리될 수 있다. Assuming that the two dielectric layers 71 and 73 are the same material, since? 1 =? 2, Equation (14) can be summarized as Equation (15). If the thickness d-? After compression is denoted by D, Equation (15) can be summarized as Equation (16).

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure 112016129651599-pat00017
Figure 112016129651599-pat00017

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure 112016129651599-pat00018
Figure 112016129651599-pat00018

상기 수학식 15에서, S는 압축비(d/D)를 의미하며 이에 따라 정전용량 변화비는 절연체의 두께 비율 (d/D)로 정의될 수 있으므로 미세한 두께의 차이에 의해 가해진 힘을 관찰할 수 있다. In Equation (15), S denotes the compression ratio (d / D), and the capacitance change ratio can be defined by the thickness ratio (d / D) of the insulator. Therefore, have.

이 때, 힘이 가해지기 전, 후의 정전용량 변화를 관찰하면 각각 수학식 17, 수학식 18과 같다. 여기서 변화의 차이를 구하게 되면 수학식 19와 같으며 이는 정전용량 변화의 차이가 절연체 두께의 역의 차이에 비례함을 보여준다.At this time, when observing changes in capacitance before and after the application of the force, Equation 17 and Equation 18 are obtained. Here, the difference of the change is found as shown in Equation 19, which shows that the difference in the capacitance change is proportional to the difference in the inverse of the thickness of the insulator.

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure 112016129651599-pat00019
Figure 112016129651599-pat00019

[수학식 18]&Quot; (18) "

Figure 112016129651599-pat00020
Figure 112016129651599-pat00020

[수학식 19]&Quot; (19) "

Figure 112016129651599-pat00021
Figure 112016129651599-pat00021

상기 수학식 14에서 두 절연체의 종류가 다르고 초기 두께와 변화 후 두께가 거의 같다고 가정하면

Figure 112016129651599-pat00022
와 같고, 이에 따라 수학식 14는 수학식 20과 같이 정의될 수 있으며 변화율은 항상 1이 되어 힘의 변화를 관찰하기 어렵게 된다.Assuming that the type of the two insulators is different in Equation (14) and the initial thickness and the thickness after the change are almost the same
Figure 112016129651599-pat00022
Equation (14) can be defined as Equation (20), and the rate of change is always 1, making it difficult to observe a change in force.

[수학식 20]&Quot; (20) "

Figure 112016129651599-pat00023
Figure 112016129651599-pat00023

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차동형 다채널 정전용량 압력 센서를 나타낸 것이다. 9 shows a differential type multi-channel capacitive pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 차동형 다채널 정전용량 센서는 제1 전도층(910), 상기 제1 전도층 상에 배치된 제1 유전층(920), 상기 제1 유전층 상에 배치된 다수의 제2 전도층(930), 상기 제2 전도층 상에 배치된 제2 유전층(940) 및 상기 제2 유전층 상에 배치된 제3 전도층(950)을 포함한다. 도면에서 제2 유전층(940)이 마치 제2 전도층(930)의 상부 공간에 떨어져서 형성된 것처럼 도시되어 있으나, 이는 서로 분리되어 다수 형성되어 있는 제2 전도층(920)이 표시되도록 하기 위한 것으로, 실제 제2 유전층(940)이 제2 전도층(930)과 떨어져 형성되는 것은 아니다. 9, the differential multi-channel capacitive sensor includes a first conductive layer 910, a first dielectric layer 920 disposed on the first conductive layer, a plurality of second conductive layers 920 disposed on the first dielectric layer, Layer 930, a second dielectric layer 940 disposed on the second conductive layer, and a third conductive layer 950 disposed on the second dielectric layer. Although the second dielectric layer 940 is illustrated as being formed in an upper space of the second conductive layer 930, the second dielectric layer 940 is formed to separate a plurality of the second conductive layers 920 from each other, Actually, the second dielectric layer 940 is not formed apart from the second conductive layer 930.

상기 제1 전도층(910)은 일체로 형성된 하나의 전도층이고, 다수의 제2 전도층(920)은 각각 분리되어 형성된 전도층이다. 제3 전도층(950)은 제1 전도층과 마찬가지로 일체로 형성된 하나의 전도층이다. The first conductive layer 910 is an integral conductive layer and the plurality of second conductive layers 920 are separated conductive layers. The third conductive layer 950 is one conductive layer integrally formed with the first conductive layer.

제1 전도층(910) 및 제3 전도층(950)은 도 1에서 살펴본 제1 전도층(100)과 실질적으로 동일한 구성이고, 제2 전도층은 도 1에서 살펴본 제2 전도층(300)과 실질적으로 동일한 구성이라고 하고 있다. 즉, 제2 전도층(930)은 다수의 전도층이 분리되어 배치되어 있다. The first conductive layer 910 and the third conductive layer 950 have substantially the same structure as the first conductive layer 100 shown in FIG. 1, and the second conductive layer has the same structure as the second conductive layer 300 shown in FIG. As shown in FIG. That is, the second conductive layer 930 has a plurality of conductive layers separated from each other.

상기와 같은 구성에 의해 제1 전도층(910)에 제1 전극을 연결하고, 제2 전도층(930)에 제2 전극을 연결하고, 제3 전도층(950)에 제3 전극을 연결한 후, 전압을 인가하면, 다수의 제2 전도층(930)은 제1 전도층(910) 및 제3 전도층(930)을 공유하여 커패시터를 형성하게 된다. The first electrode is connected to the first conductive layer 910, the second electrode is connected to the second conductive layer 930, and the third electrode is connected to the third conductive layer 950 After the voltage is applied, the plurality of second conductive layers 930 share the first conductive layer 910 and the third conductive layer 930 to form a capacitor.

상기 제1 전도층(910), 제2 전도층(930) 및 제3 전도층(950)은 전도성 섬유로 형성될 수 있다. The first conductive layer 910, the second conductive layer 930, and the third conductive layer 950 may be formed of conductive fibers.

도시하지는 않았지만, 도 9에 도시된 차동형 다채널 정전용량 센서도 앞서 도 5에서 살펴본 바와 마찬가지로 다수의 전도층(930) 영역을 분할한 뒤, 동일 영역 내에 배치된 전도층끼리 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 도 6에서 살펴본 바와 같이 전도층(930) 상호가 교차하도록 연결할 수 있다. Although not shown, the differential multi-channel capacitive sensor shown in FIG. 9 can also electrically connect conductive layers disposed in the same region after dividing a plurality of conductive layers 930, as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 6, the conductive layers 930 may be connected to each other so as to cross each other.

도 10은 본 발명의 다른 일실시예를 나타낸 것으로 도 9의 차동형 다채널 정전용량 압력 센서를 변형한 것이다. FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, which is a modification of the differential type multi-channel electrostatic capacity pressure sensor of FIG.

도 10을 참조하면, 차동형 다채널 정전용량 센서는 제1 전도층(910), 상기 제1 전도층 상에 배치된 제1 유전층(920), 상기 제1 유전층 상에 배치된 제2 전도층(930), 상기 제2 전도층 상에 배치된 제2 유전층(940) 및 상기 제2 유전층 상에 배치된 다수의 제3 전도층(950)을 포함한다. 10, a differential multi-channel capacitive sensor includes a first conductive layer 910, a first dielectric layer 920 disposed on the first conductive layer, a second conductive layer (not shown) disposed on the first dielectric layer, 930), a second dielectric layer 940 disposed on the second conductive layer, and a plurality of third conductive layers 950 disposed on the second dielectric layer.

도 9와 비교하면, 도 9에서는 중간층인 제2 전도층(930)이 분리된 다수의 층으로 구성되나, 도 10의 실시예에서는 제3 전도층(950)이 분리된 다수의 층으로 구성된다. 도시하지는 않았지만, 제1 전도층(910)이 분리된 다수의 층으로 구성될 수도 있다. 9, the second conductive layer 930, which is an intermediate layer, is composed of a plurality of separated layers. In the embodiment of FIG. 10, the third conductive layer 950 is composed of a plurality of separated layers . Although not shown, the first conductive layer 910 may be composed of a plurality of separated layers.

이상, 다채널 정전용량 센서의 구조 및 동작에 대해 살펴보았다. The structure and operation of the multi-channel capacitive sensor have been described above.

본 발명에서와 같이 정전용량 센서를 다채널로 구성하면, 압력이 가해지는 위치 및 압력의 정도를 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 도전층을 전도성 섬유와 같은 플렉서블한 소재를 사용하게 되면 스마트 의류나 신발 등에 적용할 수도 있다. As in the present invention, when the electrostatic capacitance sensor is constituted by a plurality of channels, it is possible to accurately detect the position and pressure of the pressure applied. If the conductive layer is made of a flexible material such as conductive fibers, it can be applied to smart clothes, shoes, and the like.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 위급신호 송출기
20 : 네트워크 카메라
30 : 보호자 단말기
40 : 관리서버
10: Emergency signal transmitter
20: Network Camera
30: Protector terminal
40: management server

Claims (11)

일체로 형성된 제1 도전층;
상기 제1 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 유전층; 및
상기 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제1 도전층을 공유하는 다수의 제2 도전층을 포함하고,
상기 제2 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지하고,
상기 다수의 제2 도전층은 가로 방향의 도전층을 연결하는 제1 도선과 세로 방향의 도전층을 연결하는 제2 도선을 포함하되,
상기 제1 도선은 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지하고,
상기 제2 도선은 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 감지하는 다채널 정전용량 압력 센서.
A first conductive layer formed integrally;
An integrally formed dielectric layer disposed on the first conductive layer; And
And a plurality of second conductive layers sharing the first conductive layer separately disposed on the dielectric layer,
Forming a channel by the number of the second conductive layers to sense the pressure,
Wherein the plurality of second conductive layers include a first conductive line connecting the lateral conductive layers and a second conductive line connecting the longitudinal conductive layers,
The first conductor measures an output signal to sense a longitudinal capacitance change,
Wherein the second conductor measures an output signal to sense a change in capacitance in the transverse direction.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전층에는 제1 전극이 연결되고,
상기 다수의 제2 도전층 각각에는 제2 전극이 연결된 다채널 정전용량 압력 센서.
The method according to claim 1,
A first electrode is connected to the first conductive layer,
And a second electrode is connected to each of the plurality of second conductive layers.
제1항에 있어서,
상기 다수의 제2 도전층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역 및 제2 영역내에 포함된 도전층은 각 영역내에서 도선으로 순차적으로 연결된 다채널 정전용량 압력 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of second conductive layers comprise a first region and a second region,
Wherein the conductive layers included in the first region and the second region are sequentially connected to conductors within the respective regions.
삭제delete 삭제delete 일체로 형성된 제1 도전층;
상기 제1 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제1 유전층;
상기 제1 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제1 도전층을 공유하는 다수의 제2 도전층;
상기 제2 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제2 유전층; 및
상기 제2 유전층상에 배치된 일체로 형성된 제3 도전층;을 포함하고,
상기 제2 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지하고,
상기 다수의 제2 도전층은 가로 방향의 도전층을 연결하는 제1 도선과 세로 방향의 도전층을 연결하는 제2 도선을 포함하되,
상기 제1 도선은 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지하고,
상기 제2 도선은 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 감지하는 다채널 정전용량 압력 센서.
A first conductive layer formed integrally;
An integrally formed first dielectric layer disposed on the first conductive layer;
A plurality of second conductive layers sharing the first conductive layer disposed separately on the first dielectric layer;
An integrally formed second dielectric layer disposed on the second conductive layer; And
And a third conductive layer formed integrally on the second dielectric layer,
Forming a channel by the number of the second conductive layers to sense the pressure,
Wherein the plurality of second conductive layers include a first conductive line connecting the lateral conductive layers and a second conductive line connecting the longitudinal conductive layers,
The first conductor measures an output signal to sense a longitudinal capacitance change,
Wherein the second conductor measures an output signal to sense a change in capacitance in the transverse direction.
제6항에 있어서,
상기 제1 도전층에는 제1 전극이 연결되고,
상기 다수의 제2 도전층 각각에는 제2 전극이 연결되고, 상기 제3 도전층에서는 제3 전극이 연결된 다채널 정전용량 압력 센서.
The method according to claim 6,
A first electrode is connected to the first conductive layer,
Channel capacitive pressure sensor in which a second electrode is connected to each of the plurality of second conductive layers, and a third electrode is connected to the third conductive layer.
제6항에 있어서,
상기 다수의 제2 도전층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역 및 제2 영역내에 포함된 도전층은 각 영역내에서 도선으로 순차적으로 연결된 다채널 정전용량 압력 센서.
The method according to claim 6,
Wherein the plurality of second conductive layers comprise a first region and a second region,
Wherein the conductive layers included in the first region and the second region are sequentially connected to conductors within the respective regions.
삭제delete 삭제delete 일체로 형성된 제1 도전층;
상기 제1 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제1 유전층;
상기 제1 유전층상에 일체로 형성되어 배치된 제2 도전층;
상기 제2 도전층 상에 배치된 일체로 형성된 제2 유전층; 및
상기 제2 유전층상에 분리되어 배치된 상기 제2 도전층을 공유하는 다수의 제3 도전층;을 포함하고,
상기 제3 도전층의 수만큼 채널을 형성하여 압력을 감지하고,
상기 다수의 제3 도전층은 가로 방향의 도전층을 연결하는 제1 도선과 세로 방향의 도전층을 연결하는 제2 도선을 포함하되,
상기 제1 도선은 출력신호를 측정하여 세로 방향의 정전용량 변화를 감지하고,
상기 제2 도선은 출력신호를 측정하여 가로 방향의 정전용량 변화를 감지하는 다채널 정전용량 압력 센서.

A first conductive layer formed integrally;
An integrally formed first dielectric layer disposed on the first conductive layer;
A second conductive layer formed integrally on the first dielectric layer;
An integrally formed second dielectric layer disposed on the second conductive layer; And
And a plurality of third conductive layers sharing the second conductive layer disposed separately on the second dielectric layer,
Forming a channel by the number of the third conductive layers to sense the pressure,
Wherein the plurality of third conductive layers include a first conductive line connecting the lateral conductive layers and a second conductive line connecting the longitudinal conductive layers,
The first conductor measures an output signal to sense a longitudinal capacitance change,
Wherein the second conductor measures an output signal to sense a change in capacitance in the transverse direction.

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