In Chapter 1, a touch system sensing passive stylus with pen pressure is implemented, which replace costly electro magnetic resonance (EMR) system with existing capacitive touch system for finger touch. The proposed system detects the location of stylus based on mutual-cap sensing, with finger, and senses pen pressure using well-defined process and sensor with designed resonant passive stylus pen. For mutual-cap sensing, to measure even small signal-cap for stylus, a multiple driving and sensing scheme is proposed with modified Hadamard matrix, resulting in highly increased dynamic range and SNR. In the proposed process for pen pressure sensing, the resonant frequency of passive resonant stylus is measured by high resolution frequency sensor, to achieve fine pen pressure sensing. The measured SNR for stylus location is 49 dB with $1mm \box$, and 6-bit resolution is achieved for pen pressure sensing.
In Chapter 2, The IPTS for mobile robots which has the single wire layer of easily fabricable power floor structure and the evenly displaced multi pick-up structure for receiving uniform power is proposed. Due to its simple structure, a wide area power floor of $3.52 m^2 (1.6 m \times 2.2 m)$ could be fabricated as a proto type. Three pick-ups with evenly displaced angle and space are adopted considering the limited bottom area of the free moving mobile robot. The size and position of each pick-up are appropriately selected for the given sub winding size of the power floor and magnetic pole arrangement. Experiments for the prototype show that the proposed multi pick-up structure lowers the spatial output power variation and that enough output power of 10 W can be obtained for the mobile robots.
제 1장 에서는 수동 스타일러스의 필압 센싱이 가능한 터치 시스템이 기존의 고비용 EMR 시스템을 대체하기 위한 목적으로 제안되었다. EMR 시스템에서 높은 비용을 발생시키는 센서보드를 기존의 정전용량 터치 패널로 통합시켜, 하나의 정전용량 패널로 수동 스타일러스의 필압과 기존 손가락 터치를 모두 센싱이 가능하도록 구성되었다. 정전 용량에 터치된 스타일러스 또는 손가락의 위치 정보는 기존 mutual cap 센싱 방식을 통해 센싱을 한다. 얇은 두께의 스타일러스가 터치되더라도 높은 SNR을 얻기 위해 8개의 터치패널의 구동 전극이 수정된 Hadamard 행렬에 따라 구동되어 높은 신호대 잡음비 및 측정범위를 가지면서 Mutual cap 센싱이 되도록 구현되었다. 수동 공진 스타일러스는 인가된 필압에 따라 스타일러스 내부 공진 탱크의 공진 주파수가 변하게 되는데 이 주파수를 센싱하는 일종의 주파수 센서에 의해 필압이 검출되게 된다. 1mm 두께의 물체가 터치된 경우 측정된 신호대 잡음비는 49dB 이다.
제 2장에서는 한 겹의 권선으로 구성된 파워 플로워와 임의의 위치에서도 집전이 가능한 다중 픽업구조를 가진 로봇을 위한 2차원 자기유도 전력 전달 시스템이 제안 되었다. 제안된 파워 플로워는 간단한 구조를 가지기 때문에 넓은 면적에 쉽게 적용이 가능하고 제작 방법 또한 간단하다. 로봇 바닥 면적을 고려한 3개의 픽업이 일정한 간격과 회전각으로 배치되어 로봇의 자유로운 움직임에도 파워 플로워로부터 원활하게 전력전달이 가능하도록 구성되어 있다. 각 픽업의 사이즈는 파워 플로워의 서브 와인딩의 사이즈와 자기장 극성의 배치 따라 최적의 파워를 받을 수 있도록 설계 되었다. 실험을 통해 제안된 다중 픽업 구조가 로봇의 위치에 따른 전력전달 변화가 작아지고, 로봇에 필요한 파워를 충분히 공급 가능한 것을 확인 하였다.
