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KR101540162B1 - 각속도 센서 - Google Patents

각속도 센서 Download PDF

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KR101540162B1
KR101540162B1 KR1020130160579A KR20130160579A KR101540162B1 KR 101540162 B1 KR101540162 B1 KR 101540162B1 KR 1020130160579 A KR1020130160579 A KR 1020130160579A KR 20130160579 A KR20130160579 A KR 20130160579A KR 101540162 B1 KR101540162 B1 KR 101540162B1
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 일실시예에 따른 각속도 센서는 질량체와, 상기 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임과, 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제1 가요부와, 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부와, 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고, 상기 제1 가요부는 상기 질량체의 이동에 따라 변위 발생되도록 연결되고, 상기 제2 가요부는 상기 질량체를 회전변위 가능하도록 상기 제1 프레임에 고정하고, 상기 제3 가요부는 상기 제1 프레임을 회전변위 가능하도록 제2 프레임에 고정하고, 서로 인접하고 대향되는 한 쌍으로 이루어진다.

Description

각속도 센서{Angular Velocity Sensor}
본 발명은 각속도 센서에 관한 것이다.
최근, 각속도 센서는 인공위성, 미사일, 무인 항공기 등의 군수용으로부터 에어백(Air Bag), ESC(Electronic Stability Control), 차량용 블랙박스(Black Box) 등 차량용, 캠코더의 손떨림 방지용, 핸드폰이나 게임기의 모션 센싱용, 네비게이션용 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
이러한 각속도 센서는 각속도를 측정하기 위해서, 일반적으로 멤브레인(Membrane) 등의 탄성 기판에 질량체를 접착시킨 구성을 채용하고 있다. 상기 구성을 통해서, 각속도 센서는 질량체에 인가되는 코리올리힘을 측정하여 각속도를 산출한다.
구체적으로, 각속도 센서를 이용하여 각속도를 측정하는 방식을 살펴보면 다음과 같다. 우선, 각속도는 코리올리힘(Coriolis Force) "F=2mΩ×v" 식에 의해 구할 수 있으며, 여기서 "F"는 질량체에 작용하는 코리올리힘, "m"은 질량체의 질량, "Ω"는 측정하고자 하는 각속도, "v"는 질량체의 운동속도이다. 이중, 질량체의 운동속도(v)와 질량체의 질량(m)은 이미 인지하고 있는 값이므로, 질량체에 작용하는 코리올리힘(F)을 감지하면 각속도(Ω)를 구할 수 있다.
한편, 종래기술에 따른 각속도 센서는 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 질량체를 구동시키거나 질량체의 변위를 감지하기 위해서 멤브레인(다이어프램)의 상부에 압전체가 구비된다. 이러한 각속도 센서로 각속도를 측정하기 위해서는 구동모드의 공진주파수와 감지모드의 공진주파수를 거의 일치시키는 것이 바람직하다. 하지만, 형상/응력/물성 등으로 인한 미세한 제작오차에 의해서 구동모드와 감지모드 사이에 간섭이 매우 크게 발생한다. 따라서, 각속도 신호보다 훨씬 큰 노이즈(Noise) 신호가 출력되므로, 각속도 신호의 회로증폭이 제한되어, 각속도 센서의 감도가 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 프레임을 2개 구비하여 질량체의 구동변위와 감지변위를 개별적으로 발생시키고, 특정 방향에 대해서만 질량체가 운동가능하도록 가요부를 형성함으로써, 구동모드와 감지모드 사이의 간섭을 제거하고, 제작오차에 따른 영향을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구동부측 가요부를 한 쌍의 가요부로 형성함에 따라 구동모드와 감지모드의 공진주파수의 차이의 산포가 발생되지 않아 감도 수율을 향상시킬 수 있는 각속도 센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서는 질량체와, 상기 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임과, 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제1 가요부와, 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부와, 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고, 상기 제1 가요부는 상기 질량체의 이동에 따라 변위 발생되도록 연결되고, 상기 제2 가요부는 상기 질량체를 회전변위 가능하도록 상기 제1 프레임에 고정하고, 상기 제3 가요부는 상기 제1 프레임을 회전변위 가능하도록 제2 프레임에 고정하고, 서로 인접하고 대향되는 한 쌍으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 Y축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고, 상기 제3 가요부는 X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부는 X축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고, 상기 제4 가요부는 Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 각속도 센서.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부는 X축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고, 상기 제2 가요부는 Y축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고, 상기 제3 가요부는 X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하고, 상기 제4 가요부는 Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이고, 상기 제1 가요부는 Y축 방향의 폭(w1)이 Z축 방향의 두께(t1)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 X축 방향으로 소정 두께를 갖고 Y축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이고, 상기 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제3 가요부는 Y축 방향으로 소정 두께를 갖고 X축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이고, 상기 제3 가요부는 Z축 방향의 두께(t3)가 Y축 방향의 폭(w3)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제4 가요부는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이고, 상기 제4 가요부는 X축 방향의 폭(w4)이 Z축 방향의 두께(t4)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제2 가요부에는 비틀림응력이 발생한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제4 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제3 가요부에는 비틀림응력이 발생한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 Z축 방향을 기준으로 상기 질량체의 무게중심보다 상측에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 Y축 방향을 기준으로 상기 질량체의 무게중심에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부 및 제2 가요부는 상기 질량체를 상기 제1 프레임에 각각 양측 또는 일측으로 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제3 가요부 및 상기 제4 가요부는 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 각각 양측 또는 일측으로 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부 또는 제2 가요부에는 상기 질량체의 변위를 감지하는 감지수단이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제3 가요부 또는 제4 가요부에는 상기 제1 프레임을 구동시키는 구동수단이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 구동수단은 상기 제1 프레임을 X축을 기준으로 회전하도록 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부 및 제3 가요부는 토션바(Torsion Bar) 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 프레임을 2개 구비하여 질량체의 구동변위와 감지변위를 개별적으로 발생시키고, 특정 방향에 대해서만 질량체가 운동가능하도록 가요부를 형성한다. 따라서, 구동모드와 감지모드 사이의 간섭을 제거하여 회로증폭비 상승으로 인한 감도 향상을 구현할 수 있고, 제작오차에 따른 영향을 저감시켜 수율을 향상시킬 수 있고, 구동부측 가요부를 한 쌍의 가요부로 형성함에 따라 구동모드와 감지모드의 공진주파수 차이의 산포가 발생되지 않아 감도 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 각속도 센서의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선에 따른 각속도 센서의 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 각속도 센서의 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 질량체 및 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 평면도.
도 6은 도 3에 도시된 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 단면도.
도 7a 및 도 7b는 도 3에 도시된 질량체가 제1 프레임에 대해서 제2 가요부가 연결된 축 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도.
도 8은 도 4에 도시된 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 단면도.
도 9a 및 도 9b는 도 4에 도시된 제1 프레임이 제2 프레임에 대해서 제4 가요부가 연결된 축을 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서가 각속도를 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 사용상태도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서를 개략적으로 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 각속도 센서의 원리 및 컨셉을 설명하기 위한 개략적인 그래프로서, 도 12의 (a)는 하나의 가요부에 대한 것이고, 도 12의 (b)는 한 쌍의 가요부에 대한 그래프.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 각속도 센서의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A'선에 따른 각속도 센서의 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 각속도 센서의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 각속도 센서(100)는 질량체(110), 제1 프레임(120), 제1 가요부(130), 제2 가요부(140), 제2 프레임(150), 제3 가요부(160) 및 제4 가요부(170)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 프레임(120)은 상기 질량체(110)와 이격되도록 질량체(110)의 외측에 구비되고, 상기 제1 가요부(130)는 상기 질량체(110)와 제1 프레임(120)을 연결하고, 상기 제2 가요부(140)는 상기 질량체(110)와 제1 프레임(120)을 연결하고, 상기 제2 프레임(150)은 상기 제1 프레임(120)과 이격되도록 제1 프레임(120)의 외측에 구비되고, 상기 제3 가요부(160)는 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하고, 상기 제4 가요부(170)는 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결한다.
또한, 상기 제1 가요부(130) 또는 제2 가요부(140) 중에서 어느 하나에는 상기 질량체(110)를 회전변위 가능하도록 상기 제1 프레임(120)에 고정하고, 다른 하나는 상기 질량체(110)의 이동에 따라 변위가 발생되도록 연결되고, 상기 제3 가요부(160) 또는 제4 가요부(170) 중에서 어느 하나는 상기 제1 프레임(120)을 회전변위 가능하도록 제2 프레임(150)에 고정한다.
또한, 상기 제1 프레임(120)을 회전변위 가능하도록 제2 프레임(150)에 고정하는 상기 제3 가요부(160) 또는 제4 가요부(170)는 힌지로 형성될 수 있고, 힌지로 형성된 상기 제3 가요부(160) 또는 제4 가요부(170)는 서로 대향되는 한 쌍으로 이루어진다.
이에 더하여, 상기 제1 가요부(130) 또는 제2 가요부(140) 중에서 어느 하나에는 감지수단(130)이 형성될 수 있고, 상기 제3 가요부(160) 또는 제4 가요부(170) 중에서 어느 하나는 구동수단(190)이 형성될 수 있다.
그리고 도 1은 이에 대한 일실시예로 제1 가요부(130)에 감지수단(180)이 구비되고, 제4 가요부(170)에 구동수단(190)이 형성된 것을 도시한 것이다. 그리고 상기 감지수단(180) 및 구동수단(190)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 압저항 방식, 정전용량 방식, 광학 방식 등을 이용하도록 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 각 구성요소의 기능, 세부형상 및 유기적 결합에 대하여 보다 자세히 기술한다.
상기 질량체(110)는 관성력, 코리올리힘, 외력 등에 의해서 변위가 발생하는 것으로, 상기 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)에 의해 제1 프레임(120)에 연결되고, 상기 제1 프레임(120)에 의해 변위가능하도록 부유상태로 지지된다.
그리고 상기 질량체(110)는 코리올리힘이 작용할 때 제1 가요부(130)의 굽힘변위와 제2 가요부(140)의 비틀림 변위에 의해 제1 프레임(120)을 기준으로 회전변위가 발생한다. 이때, 상기 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 제 2가요부(140)가 연결된 축을 기준으로 회전하게 되는데, 이에 관련한 구체적인 내용은 후술하도록 한다. 한편, 상기 질량체(110)는 사각기둥 형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 모든 형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 프레임(120)은 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)를 지지하여 질량체(110)가 변위를 일으킬 수 있는 공간을 확보해주고, 질량체(110)가 변위를 일으킬 때 기준이 된다. 또한, 상기 제1 프레임(120)은 질량체(110)와 이격되도록 질량체(110)의 외측에 구비된다. 이때, 제1 프레임(120)은 중심에 사각기둥 형상의 공동(空洞)이 형성된 사각기둥 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 프레임(120)은 상기 제3 가요부(160)와 상기 제4 가요부(170)에 의해 상기 제2 프레임(150)에 연결된다. 그리고, 상기 제1 프레임(120)은 제4 가요부(170)에 형성된 구동수단(190)에 의해서 구동될 때, 상기 제3 가요부(160)의 비틀림과 제4 가요부(170)의 굽힘에 의해서 제2 프레임(150)에 연결된 상태로 변위가 발생한다.
이때, 상기 제1 프레임(120)은 상기 제2 프레임(150)에 대해서 제3 가요부(16)가 연결된 축 즉, X축을 기준으로 회전하게 되는데, 이에 관련한 구체적인 내용은 후술되는 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명한다.
다음으로, 상기 제1,2 가요부(130, 140)는 제1 프레임(120)을 기준으로 질량체(110)가 변위를 일으킬 수 있도록 제1 프레임(120)과 질량체(110)를 연결하는 역할을 한다. 그리고 전술한 바와 같이, 상기 제1 가요부(130) 또는 제2 가요부(140) 중에서 어느 하나는 상기 질량체(110)를 회전변위 가능하도록 상기 제1 프레임(120)에 고정하고, 다른 하나는 상기 질량체(110)의 이동에 따라 변위가 발생되도록 연결된다. 그리고 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서는 이에 대한 일실시예로서 제2 가요부(140)가 힌지 역할을 하도록 형성되고, 제1 가요부(10)는 굽힘변위가 발생되도록 형성된다.
이를 위해, 상기 제1 가요부(130)는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이다. 즉, 상기 제1 가요부(130)는 Y축 방향의 폭(w1)이 Z축 방향의 두께(t1)보다 크게 형성된다.
또한, 상기 제1 가요부(130)에는 전술한 바와 같이 감지수단(180)이 형성된다. 즉, XY 평면을 기준으로 보았을 때, 상기 제1 가요부(130)는 제2 가요부(140)에 비하여 상대적으로 넓으므로, 상기 제1 가요부(130)에는 상기 질량체(110)의 변위를 감지하는 감지수단(180)이 구비된다.
다음으로, 상기 제2 가요부(140)는 X축 방향으로 소정 두께를 갖고 Y축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이다. 즉, 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크다.
또한, 상기 제2 가요부(140)는 토션바(Torsion Bar) 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)는 서로 직교방향으로 형성된다. 즉, 제1 가요부(130)는 X축 방향으로 질량체(110)와 제1 프레임(120)을 연결하고, 제2 가요부(140)는 Y축 방향으로 질량체(110)와 제1 프레임(120)을 연결한다. 이때, 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)는 각각 질량체(110)와 제1 프레임(120)을 양쪽에서 연결할 수 있다. 다만, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 가요부(230)와 제2 가요부(240)는 필요에 따라 각각 질량체(210)와 제1 프레임(220)을 일측으로만 연결되도록 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 제3 가요부(260) 및 상기 제4 가요부(270)는 상기 제1 프레임(220)을 상기 제2 프레임(250)에 각각 양측 또는 일측으로 연결할 수 있다.
한편 도 11은 도 2에 도시한 기술구성과 각각 대응되는 바 이에 대한 추가설명은 생략한다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가요부(130)는 Y축 방향의 폭(w1)이 Z축 방향의 두께(t1)보다 크고, 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크다. 상기한 바와 같은 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 상기 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해 특정한 방향으로만 운동이 가능하다.
도 5는 도 2에 도시된 질량체 및 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 단면도이다. 이를 참조하여 상기 질량체(110)의 운동가능한 방향에 대하여 보다 자세히 기술한다.
우선, 제2 가요부(140)의 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크므로, 상기 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한되는 반면, Y축을 기준으로 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다.
즉, 상기 제2 가요부(140)가 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 X축을 기준으로 회전할 때의 강성이 클수록, 상기 질량체(110)는 Y축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, X축을 기준으로 회전하는 것이 제한된다.
이와 유사하게, 제2 가요부(140)가 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Z축 방향으로 병진할 때의 강성이 클수록, 상기 질량체(110)는 Y축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
따라서, 제2 가요부(140)의 (X축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값이 증가할수록, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
도 2 및 도 3을 참고하여, 상기 제2 가요부(140)의 Z축 방향의 두께(t2), Y축 방향의 길이(L1) 및 X축 방향의 폭(w2)과 방향별 강성 사이의 관계를 정리하면 다음과 같다.
(1) 제2 가요부(140)의 X축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성 ∝ w2×t2 3/L1 3
(2) 제2 가요부(140)의 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 ∝ w2 3×t2/L1
상기 두 식에 따르면, 제2 가요부(140)의 (X축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 (t2/(w2L1))2 에 비례한다. 그런데, 본 실시예에 따른 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크므로 (t2/(w2L1))2 이 크고, 그에 따라 제2 가요부(140)의 (X축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 증가하게 된다. 이러한 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
한편, 제1 가요부(130)는 길이방향(X축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 질량체(110)가 제1 프레임(120)에 대해서 Z축을 기준으로 회전하거나 X축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다.
또한, 제2 가요부(140)는 길이방향(Y축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 질량체(110)가 제1 프레임(120)에 대해서 Y축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다.
결국, 상술한 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 회전할 수 있지만, X축 또는 Z축을 기준으로 회전하거나 Z축, Y축 또는 X축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 즉, 질량체(110)의 운동가능한 방향을 정리하면 하기 표와 같다.
질량체의 운동 방향(제1 프레임 기준) 가능 여부
X축을 기준으로 회전 제한
Y축을 기준으로 회전 가능
Z축을 기준으로 회전 제한
X축 방향의 병진 제한
Y축 방향의 병진 제한
Z축 방향의 병진 제한
이와 같이, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하는 것이 가능한 반면, 나머지 방향으로 운동하는 것이 제한되므로, 질량체(110)의 변위를 원하는 방향(Y축을 기준으로 회전)의 힘에 대해서만 발생하게 할 수 있다.
한편, 도 7a 내지 도 7b는 도 3에 도시된 질량체가 제1 프레임에 대해서 제2 가요부가 연결된 축을 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 질량체(110)가 제1 프레임(120)에 대해서 제2 가요부(140)가 연결된 축인 Y축을 회전축(R)으로 회전하므로, 상기 제1 가요부(130)에는 압축응력과 인장응력이 조합된 굽힘응력이 발생하고, 상기 제2 가요부(140)에는 Y축을 기준으로 비틀림응력이 발생한다. 이때, 질량체(110)에 토크(torque)를 발생시키기 위해서, 제2 가요부(140)는 Z축 방향을 기준으로 질량체(110)의 무게중심(C)보다 상측에 구비될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 질량체(110)가 Y축을 기준으로 정확히 회전되도록, 제2 가요부(140)는 Y축 방향을 기준으로 질량체(110)의 무게중심(C)에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
다음으로, 상기 제2 프레임(150)은 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)에 의해 상기 제1 프레임(120)에 연결되고, 상기 제1 프레임(120)이 변위를 일으킬 수 있는 공간을 확보해준다. 또한, 상기 제2 프레임(150)은 제1 프레임(120)과 이격되도록 제1 프레임(120)의 외측에 구비된다. 이때, 제2 프레임(150)은 중심에 사각기둥 형상의 공동(空洞)이 형성된 사각기둥 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 제3,4 가요부(160, 170)는 제2 프레임(150)을 기준으로 제1 프레임(120)이 변위를 일으킬 수 있도록 제2 프레임(150)과 제1 프레임(120)을 연결하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 가요부(160)와 상기 제4 가요부(170)는 서로 직교방향으로 형성될 수 있다. 즉, 제3 가요부(160)는 X축 방향으로 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하고, 제4 가요부(170)는 Y축 방향으로 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결한다. 이때, 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)는 각각 제1 프레임(120)와 제2 프레임(150)을 양쪽에서 연결할 수 있다. 다만, 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)는 필요에 따라 각각 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 한쪽에서만 연결할 수도 있다.
보다 구체적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제3 가요부(160)는 Y축 방향으로 소정 두께를 갖고 X축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이다. 또한, 상기 제3 가요부는 Z축 방향의 두께(t3)가 Y축 방향의 폭(w3)보다 크다.
또한, 상기 제3 가요부(160)은 도 1에 도시한 바와 같이, 서로 대향되는 한 쌍으로 이루어진다. 즉, 상기 한 쌍의 제3 가요부(160a, 160b)는 서로 동일한 형상을 갖고 소정간격으로 이격되도록 위치되고 상기 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결한다.
이하, 도 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서의 제3 가요부가 한 쌍으로 형성되는 원리 및 컨셉에 대하여 보다 자세히 기술한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 각속도 센서의 기술사상을 설명하기 위한 개략적인 그래프로서, 도 12의 (a)는 하나의 가요부에 대한 것이고, 도 12의 (b)는 한 쌍의 가요부에 대한 그래프이다.
보다 구체적으로, 프레임을 구비하여 회전 움직임을 공진모드로 사용하는 각속도센서는 제3 가요부인 구동측 힌지와 제2 가요부인 감지측 힌지의 전단강성이 각각 구동모드와 감지모드의 공진주파수를 결정한다.
즉, 폭 w, 두께 t, 길이 L, shear modulus G인 힌지의 비틀림강성은 w≪t 일 때, K=G*t*(w^3)/(3L)로 표현될 수 있다. 그리고 높은 감도를 위해 강성을 낮추고자 힌지의 폭(w)이 작게 설계될 수 있다. 그리고, 상기 힌지의 폭(w)이 작으면 힌지의 전단강성이 식각 공정(DRIE sidewall angle) 산포에 민감해지는 문제가 발생된다.
그리고, 각속도의 감도는 Δf (=fd-fs)에 반비례하므로, 감도 수율을 높이기 위해서는 Δf 산포를 작게 해야 한다. 여기서, 구동측 공진주파수(fd)와 감지측 공진주파수(fs)는 각각 √(Kd/Id)와 √(Ks/Is)에 비례(I는 공진시스템의 질량관성모멘트)한다.
여기서 통상 Id가 Is보다 크기 때문에, Δf 매칭을 위해 Kd가 Ks보다 커야 하고, 구동측 힌지의 폭(wd)이 감지측 힌지의 폭(ws)보다 크게 설계된다.
즉, 식각 공정으로 구동부 힌지와 감지부 힌지를 같이 형성하면 측면각(sidewall angle) 산포가 구동측 힌지의 폭(wd)과 감지측 힌지의 폭(ws)를 서로 비슷한 양으로 변화시킨다. 그러면 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, Ks 및 fs는 Kd 및 fd보다 공정 산포에 민감하게 변화한다. 따라서 Δf가 공정 산포에 대해 둔감하려면 fd의 민감도를 높여 fs의 민감도와 유사하게 균형을 맞추는 것이 필요하다.
이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서는 구동힌지인 제3 가요부(160)를 한 쌍의 가요부(160a, 160b)로 형성시킴에 따라 구동힌지에 캐비티(cavity)가 형성된 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따라 도 12 (b)에 도시한 바와 같이, 소정의 식각공정 산포가 fd와 fs를 동일한 양으로 변화시키고, 최종적으로 Δf인 공진주파수 차이의 산포가 발생하지 않는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 제2 가요부(140) 및 제3 가요부(160)는 토션바(Torsion Bar) 형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제4 가요부(170)는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이다. 즉, 상기 제4 가요부(170)는 X축 방향의 폭(w4)이 Z축 방향의 두께(t4)보다 크다. 이러한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)을 기준으로 특정한 방향으로만 운동이 가능하다.
이하, 도 5 및 도 8을 참조하여 제1 프레임(120)의 운동가능한 방향을 살펴보도록 한다.
우선, 제3 가요부(160)의 Z축 방향의 두께(t3)가 Y축 방향의 폭(w3)보다 크므로, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한되는 반면, X축을 기준으로 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다.
구체적으로, 제3 가요부(160)가 X축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성이 클수록, 제1 프레임(120)은 X축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Y축을 기준으로 회전하는 것이 제한된다. 이와 유사하게, 제3 가요부(160)가 X축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Z축 방향으로 병진할 때의 강성이 클수록, 제1 프레임(120)은 X축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 따라서, 제3 가요부(160)의 (Y축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값이 증가할수록, 제2 프레임(150)은 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
도 2 내지 도 4를 참고하여, 제3 가요부(160)의 Z축 방향의 두께(t3), X축 방향의 길이(L2) 및 Y축 방향의 폭(w3)과 방향별 강성 사이의 관계를 정리하면 다음과 같다.
(1) 제3 가요부(160)의 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성 ∝ w3×t3 3/L2 3
(2) 제3 가요부(160)의 X축을 기준으로 회전할 때의 강성 ∝ w3 3×t3/L2
상기 두 식에 따르면, 제3 가요부(160)의 (Y축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 (t3/(w3L2))2 에 비례한다. 그런데, 본 실시예에 따른 제3 가요부(160)는 Z축 방향의 두께(t3)가 Y축 방향의 폭(w3)보다 크므로 (t3/(w3L2))2이 크고, 그에 따라 제3 가요부(160)의 (Y축을 기준을 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 증가하게 된다. 이러한 제3 가요부(160)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
한편, 제4 가요부(170)는 길이방향(Y축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 Z축을 기준으로 회전하거나 Y축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다(도 9 참조). 또한, 제3 가요부(160)는 길이방향(X축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 X축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다.
결국, 상술한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전할 수 있지만, Y축 또는 Z축을 기준으로 회전하거나 Z축, Y축 또는 X축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 즉, 제1 프레임(120)의 운동가능한 방향을 정리하면 하기 표와 같다.
제1 프레임의 운동 방향(제2 프레임 기준) 가능 여부
X축을 기준으로 회전 가능
Y축을 기준으로 회전 제한
Z축을 기준으로 회전 제한
X축 방향의 병진 제한
Y축 방향의 병진 제한
Z축 방향의 병진 제한
이와 같이, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전하는 것이 가능한 반면, 나머지 방향으로 운동하는 것이 제한되므로, 제1 프레임(120)의 변위를 원하는 방향(X축을 기준으로 회전)의 힘에 대해서만 발생하게 할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 4에 도시된 제1 프레임이 제2 프레임에 대해서 제4 가요부가 연결된 축을 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전하므로, 제3 가요부(160)에는 X축을 기준으로 비틀림응력이 발생하고, 제4 가요부(170)에는 압축응력과 인장응력이 조합된 굽힘응력이 발생한다.
또한, 상기 구동수단(190)은 제3 가요부(160) 및 제4 가요부에 선택적으로 형성될 수 있고, 전술된 바와 같이, 일 실시예로서 제3 가요부(160)의 일면에 형성된다. 즉, 또한, XY 평면을 기준으로 보았을 때, 제3 가요부(160)는 제4 가요부(170)에 비하여 상대적으로 넓으므로, 제3 가요부(160)에는 내부 프레임(120)을 구동시키는 구동수단(190)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 구동수단(190)은 상기 내부 프레임(120)을 X축을 기준으로 회전하도록 구동시키기 위한 것으로, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 정전용량 방식 등을 이용하도록 형성할 수 있다.
한편, 상술한 구조적 특성을 이용하여, 본 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 각속도를 측정할 수 있다. 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서가 각속도를 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 사용상태도이다. 이를 참조하여 각속도를 측정하는 과정에 대하여 자세히 기술한다.
우선, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 구동수단(190)을 이용하여 제1 프레임(120)을 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전시킨다(구동모드). 이때 질량체(110)는 제1 프레임(120)과 함께 X축을 기준으로 회전되면서 진동하고, 진동에 따라 질량체(110)에는 Y축 방향으로 속도(VY)가 발생한다. 또한, Z축을 기준으로 하는 각속도(ΩZ)가 질량체(110)에 인가되면, X축 방향으로 코리올리힘(FX)이 발생한다.
이러한 코리올리힘(FX)에 의해서, 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와 같이, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하면서 변위가 발생하고, 감지수단(180)이 질량체(110)의 변위를 감지한다(감지모드). 질량체(110)의 변위를 감지함으로써, 코리올리힘(FX)을 산출할 수 있고, 상기 코리올리힘(FX)을 통해서 Z축을 기준으로 하는 각속도(ΩZ)를 측정할 수 있다.
한편, 상술한 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로만 회전할 수 있다. 따라서, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 구동수단(190)을 이용하여 제1 프레임(120)을 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전시키더라도, 질량체(110)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전되지 않는다.
또한, 상술한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로만 회전할 수 있다. 따라서, 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와 같이, 상기 감지수단(180)을 이용하여 질량체(110)의 변위를 감지할 때 X축 방향의 코리올리힘(FX)이 작용하더라도, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하지 않고, 질량체(110)만 제1 프레임(120)에 대해서 Y축 방향으로 회전한다.
이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 각속도 센서(100)는 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 구비하여 질량체(110)의 구동변위와 감지변위를 개별적으로 발생시키고, 특정 방향에 대해서만 질량체(110)와 제1 프레임(120)이 운동가능하도록 제1,2,3,4 가요부(130, 140, 160, 170)를 형성한다. 따라서, 구동모드와 감지모드 사이의 간섭을 제거하여 회로증폭비 상승으로 인한 감도 향상을 구현할 수 있고, 제작오차에 따른 영향을 저감시켜 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 특히, 본 발명은 "X축", "Y축" 및 "Z축"을 기준으로 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위하여 정의한 것에 불과하므로, 본 발명의 권리범위에 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 각속도 센서 110: 질량체
120: 제1 프레임 130: 제1 가요부
140: 제2 가요부 150: 제2 프레임
160, 160a, 160b: 제3 가요부
170: 제4 가요부
180: 감지수단 190: 구동수단
200 : 각속도 센서 210 : 질량체
220 : 제1 프레임 230 : 제1 가요부
240 : 제2 가요부 260 : 제3 가요부
270 : 제4 가요부
C: 질량체의 무게중심 t1: 제1 가요부의 두께
w1: 제1 가요부의 폭 t2: 제2 가요부의 두께
L1: 제2 가요부의 길이 w2: 제2 가요부의 폭
R: 회전축 t3: 제3 가요부의 두께
w3: 제3 가요부의 폭 L2: 제3 가요부의 길이
t4: 제4 가요부의 두께 w4: 제4 가요부의 폭

Claims (18)

  1. 질량체;
    상기 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임;
    상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제1 가요부;
    상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부;
    상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임;
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부; 및
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고,
    상기 제1 가요부는 상기 질량체의 이동에 따라 변위 발생되도록 연결되고
    상기 제2 가요부는 상기 질량체를 회전변위 가능하도록 상기 제1 프레임에 고정하고,
    상기 제3 가요부는 상기 제1 프레임을 회전변위 가능하도록 제2 프레임에 고정하고, 일측 제3 가요부와 타측 제3 가요부를 포함하고, 상기 일측 제3 가요부와 타측 제3 가요부는 상기 질량체의 무게중심을 기준으로 양측에 대향되도록 배치되고, 동일한 형상을 갖고, 서로 인접한 한 쌍으로 이루어진 각속도 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 가요부는 Y축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고,
    상기 제3 가요부는 X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결한 각속도 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가요부는 X축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고,
    상기 제4 가요부는 Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 각속도 센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가요부는 X축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고,
    상기 제2 가요부는 Y축 방향으로 상기 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하고,
    상기 제3 가요부는 X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하고,
    상기 제4 가요부는 Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결한 각속도 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 가요부는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이고, 상기 제1 가요부는 Y축 방향의 폭(w1)이 Z축 방향의 두께(t1)보다 크게 형성되는 각속도 센서.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 가요부는 X축 방향으로 소정 두께를 갖고 Y축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이고, 상기 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 X축 방향의 폭(w2)보다 크게 형성되는 각속도 센서.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 가요부는 Y축 방향으로 소정 두께를 갖고 X축 및 Z축에 의해 면이 형성된 힌지이고, 상기 제3 가요부는 Z축 방향의 두께(t3)가 Y축 방향의 폭(w3)보다 크게 형성되는 각속도 센서.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제4 가요부는 Z축 방향으로 소정두께를 갖고, X축 및 Y축에 의해 형성된 면으로 이루어진 빔이고, 상기 제4 가요부는 X축 방향의 폭(w4)이 Z축 방향의 두께(t4)보다 크게 형성되는 각속도 센서.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제2 가요부에는 비틀림응력이 발생하는 각속도 센서.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제4 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제3 가요부에는 비틀림응력이 발생하는 각속도 센서.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 가요부는 Z축 방향을 기준으로 상기 질량체의 무게중심보다 상측에 구비된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 가요부는 Y축 방향을 기준으로 상기 질량체의 무게중심에 대응되는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가요부 및 제2 가요부는 상기 질량체를 상기 제1 프레임에 각각 양측 또는 일측으로 연결하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 가요부 및 상기 제4 가요부는 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 각각 양측 또는 일측으로 연결하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가요부 또는 제2 가요부에는 상기 질량체의 변위를 감지하는 감지수단이 구비된 각속도 센서.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 가요부 또는 제4 가요부에는 상기 제1 프레임을 구동시키는 구동수단이 구비된 각속도 센서.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 구동수단은 상기 제1 프레임을 X축을 기준으로 회전하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 가요부 및 제3 가요부는 토션바(Torsion Bar) 형상으로 형성되는 각속도 센서.
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