KR101420534B1 - Angular Velocity Sensor - Google Patents
Angular Velocity Sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR101420534B1 KR101420534B1 KR1020120145481A KR20120145481A KR101420534B1 KR 101420534 B1 KR101420534 B1 KR 101420534B1 KR 1020120145481 A KR1020120145481 A KR 1020120145481A KR 20120145481 A KR20120145481 A KR 20120145481A KR 101420534 B1 KR101420534 B1 KR 101420534B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- frame
- flexible portion
- mass body
- axis direction
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/4802—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
- G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/02—Devices characterised by the use of mechanical means
- G01P3/12—Devices characterised by the use of mechanical means by making use of a system excited by impact
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예에 따른 각속도 센서는 제1 질량체와 제2 질량체와, 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 이격되도록 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임과, Y축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 각각 연결하는 제1 가요부와, X축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부와, 상기 제1 프레임과 이격되도록 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임과, X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부과, Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고, 상기 제1 프레임에는 관통된 슬릿이 형성된다.An angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention includes a first mass body and a second mass body, a first frame provided outside the first mass body and the second mass body so as to be separated from the first mass body and the second mass body, A first flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the Y-axis direction, and a second flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the X- A third flexible portion for connecting the first frame and the second frame in the X-axis direction, and a second flexible portion for connecting the first flexible portion and the second flexible portion in the Y-axis direction And a fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame. The first frame has a through-hole formed therein.
Description
본 발명은 각속도 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to an angular velocity sensor.
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.
In recent years, the angular velocity sensor has been widely used for motion sensing of mobile phones and game machines, such as air bag, ESC (Electronic Stability Control) and automobile black box (black box) from the military such as satellite, missile and unmanned airplane, , Navigation and so on.
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.
In order to measure the angular velocity, such an angular velocity sensor generally adopts a configuration in which a mass body is bonded to an elastic substrate such as a membrane. Through the above-described configuration, the angular velocity sensor calculates the angular velocity by measuring the Coriolis force applied to the mass body.
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.
Specifically, a method of measuring angular velocity using an angular velocity sensor will be described as follows. First, the angular velocity can be obtained by the Coriolis Force F = 2 mΩ × v where "F" is the Coriolis force acting on the mass, "m" is the mass of the mass, "Ω" And "v" is the speed of motion of the mass. Since the velocity (v) of the mass and the mass (m) of the mass are already known, the angular velocity (Ω) can be obtained by sensing the Coriolis force (F) acting on the mass.
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 저하되고, 구조적 특징에 따른 에어댐핑(air damping)이 발생하여 구동변위가 제한되는 문제점을 지니고 있다.
On the other hand, the angular velocity sensor according to the related art is provided with a piezoelectric body on a membrane (diaphragm) to drive a mass or to sense a displacement of a mass, as disclosed in the following prior art documents. In order to measure the angular velocity with such an angular velocity sensor, it is preferable that the resonance frequency of the drive mode and the resonance frequency of the detection mode are substantially matched. However, very small interference between the driving mode and the sensing mode occurs due to a minute manufacturing error due to shape, stress, and physical properties. Therefore, since a noise signal that is much larger than the angular velocity signal is output, the circuit amplification of the angular velocity signal is limited, the sensitivity of the angular velocity sensor is lowered, air damping is caused according to the structural characteristic, .
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 관점은 프레임을 복수개 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 구조적 특징으로 불가피하게 발생되는 에어댐핑을 최소화 함으로써 구동변위를 최대화하고 이를 통해 센싱효율을 증가시킬 수 있는 각속도 센서를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the conventional art, and it is an aspect of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic recording medium in which a plurality of frames are provided to individually generate a driving displacement and a sensing displacement, By eliminating the interference between the driving mode and the sensing mode, it is possible not only to reduce the influence of the manufacturing error but also to minimize the air damping which is unavoidably caused by the structural characteristic, thereby maximizing the driving displacement and increasing the sensing efficiency The angular velocity sensor being able to detect the angular velocity.
본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서는 제1 질량체와 제2 질량체와, 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 이격되도록 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임과, Y축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 각각 연결하는 제1 가요부와, X축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부와, 상기 제1 프레임과 이격되도록 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임과, X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부과, Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고, 상기 제1 프레임에는 관통된 슬릿이 형성된다.The angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention includes a first mass body and a second mass body, a first mass body and a second mass body disposed on the outer sides of the first mass body and the second mass body so as to be separated from the first mass body and the second mass body, A first flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the Y-axis direction, and a second flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the X- A third flexible portion for connecting the first frame and the second frame in the X-axis direction; and a second flexible portion for connecting the first flexible portion and the second flexible portion, And a fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame in the axial direction, wherein the slit is formed in the first frame.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 상기 슬릿은 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부에 대향되도록 형성될 수 있다.Further, the slit of the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention may be formed to face the fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 상기 슬릿은 X축방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 제1,2 질량체를 중심으로 상기 제1 프레임에 서로 대칭되도록 형성될 수 있다. Further, the slits of the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention may be formed to extend in the X-axis direction, and may be formed to be symmetrical with respect to the first frame about the first and second mass bodies.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체는 X축 방향을 기준으로 상기 제4 가요부의 양측에 배치되고, 상기 제1 프레임은 Z축 방향의 두께가 제2 프레임보다 작게 형성된다. Further, in the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the first mass body and the second mass body are disposed on both sides of the fourth flexible portion with respect to the X-axis direction, Is formed to be smaller than the thickness of the second frame.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 상기 제1 질량체 및 제2 질량체는 상기 2 가요부와 연결되는 연결부에 내측으로 단차지도록 파인 제1 단차부가 형성된다. The first mass member and the second mass member of the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention are formed with a first stepped portion that is stepped inwardly in a connecting portion connected to the flexible portion.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 상기 제1 질량체 및 제2 질량체는 상기 제1 가요부와 연결되는 연결부 측에 제2 단차부가 형성된다. In addition, the first mass body and the second mass body of the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention are formed with a second step portion on the side of the connection portion connected to the first flexible portion.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 프레임은 Z축 방향의 두께가 상기 제1 질량체 및 제2 질량체보다 작게 형성될 수 있다.In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the thickness of the first frame in the Z-axis direction may be smaller than that of the first mass body and the second mass body.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부는 X축 방향의 폭이 Z축 방향의 두께보다 크고, 상기 제2 가요부는 Z축 방향의 두께가 Y축 방향의 폭보다 크고, 상기 제3 가요부는 Y축 방향의 폭이 Z축 방향의 두께보다 크며, 상기 제4 가요부는 Z축 방향의 두께가 X축 방향의 폭보다 크게 형성될 수 있다.In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the width of the first flexible portion in the X-axis direction is greater than the thickness in the Z-axis direction, and the thickness of the second flexible portion in the Z- The width of the third flexible portion in the Y-axis direction is greater than the thickness in the Z-axis direction, and the thickness of the fourth flexible portion in the Z-axis direction may be larger than the width in the X-axis direction.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체는 상기 제1 프레임에 대해서 X축을 기준으로 회전하고, 상기 제1 프레임은 상기 제2 프레임에 대해서 Y축을 기준으로 회전한다. In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the first mass body and the second mass body rotate about the X axis with respect to the first frame, and the first frame rotates with respect to the second frame Y axis.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제2 가요부에는 비틀림응력이 발생한다. In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, a bending stress is generated in the first flexible portion, and a torsional stress is generated in the second flexible portion.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제3 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제4 가요부에는 비틀림응력이 발생한다. In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, bending stress is generated in the third flexible portion, and a torsional stress is generated in the fourth flexible portion.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 Z축 방향을 기준으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 무게중심보다 상측에 구비될 수 있다. In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the second flexible portion may be provided above the center of gravity of the first mass body and the second mass body with respect to the Z-axis direction.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제2 가요부는 X축 방향을 기준으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 무게중심에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.In the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, the second flexible portion may be provided at a position corresponding to the center of gravity of the first mass body and the second mass body with respect to the X-axis direction.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제1 가요부에 구비되어 제1 질량체 및 제2 질량체의 변위를 감지하는 제1 감지수단을 더 포함하고, 상기 제1 감지수단은 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체가 X축을 기준으로 회전할 때 발생하는 변위를 감지할 수 있다.Further, in the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, it is preferable that the angular velocity sensor further comprises first sensing means provided in the first flexible portion for sensing displacement of the first mass body and the second mass body, Can detect a displacement occurring when the first mass body and the second mass body rotate about the X axis.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 제3 가요부에 구비되어 상기 제1 프레임을 구동시키는 제1 구동수단을 더 포함하고, 상기 제1 구동수단은 상기 제1 프레임을 Y축을 기준으로 회전하도록 구동시킨다. Further, in the angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention, it is preferable that the angular velocity sensor further includes first driving means provided in the third flexible portion for driving the first frame, To rotate about the Y axis.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, Y축 방향으로 상기 제1 프레임을 가로지르도록 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 구비된 제1 지지부를 더 포함하고, 상기 제1 지지부는 Z축 방향의 두께가 상기 제1 프레임과 같도록 형성될 수 있다.
The angular velocity sensor according to the first embodiment of the present invention may further include a first support portion provided between the first mass body and the second mass body so as to cross the first frame in the Y axis direction, The first support portion may be formed so that the thickness in the Z-axis direction is the same as that of the first frame.
본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서는 제1 질량체 및 제2 질량체와, 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 이격되도록 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임과, Y축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 각각 연결하는 제1 가요부와, X축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부와, 상기 제1 프레임과 이격되도록 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임과, 상기 제1 프레임은 Y축 방향으로 제2 프레임을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제2 프레임은 Y축 방향으로 제1 프레임을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제1 프레임의 연장부와 상기 제2 프레임의 연장부를 X축 방향으로 연결하는 제3 가요부와, Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고, 상기 제1 프레임에는 관통된 슬릿이 형성된 각속도 센서.The angular velocity sensor according to the second embodiment of the present invention includes a first mass body and a second mass body, and a first frame provided outside the first mass body and the second mass body so as to be separated from the first mass body and the second mass body, A first flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the Y-axis direction, and a second flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the X- A second frame provided on the outer side of the first frame so as to be spaced apart from the first frame, and an extension portion extending toward the second frame in the Y-axis direction is formed in the first frame, The second frame has a third flexible portion formed with an extension portion extending toward the first frame in the Y axis direction and connecting the extension portion of the first frame and the extension portion of the second frame in the X axis direction, The first frame and the phase And a fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame, wherein the slit is formed in the first frame.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 슬릿은 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부에 대향되도록 형성된다. In the angular velocity sensor according to the second embodiment of the present invention, the slit is formed to face the fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서에 있어서, 상기 슬릿은 X축방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 제1,2 질량체를 중심으로 상기 제1 프레임에 서로 대칭되도록 형성된다.
In the angular velocity sensor according to the second embodiment of the present invention, the slits are formed to extend in the X-axis direction, and are formed to be symmetrical with respect to the first frame about the first and second masses.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
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.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에 따르면, 프레임을 복수개 구비하여 질량체의 구동변위와 감지변위를 개별적으로 발생시키고, 특정 방향에 대해서만 질량체가 운동가능하도록 가요부를 형성함으로써, 구동모드와 감지모드 사이의 간섭을 제거하고, 제작오차에 따른 영향을 저감시킬 수 있고, 구조적 특징으로 불가피하게 발생되는 에어댐핑을 최소화 함으로써 구동변위를 최대화하고 이를 통해 센싱효율을 증가시킬 수 있는 각속도 센서를 얻을 수 있다.
According to the present invention, it is possible to eliminate the interference between the driving mode and the sensing mode by providing a plurality of frames, individually generating the driving displacement and the sensing displacement of the mass, and forming the flexible portion so that the mass can move only in a specific direction, It is possible to obtain an angular velocity sensor capable of reducing influence due to errors and minimizing air damping which is unavoidably caused by the structural characteristics, thereby maximizing the driving displacement and increasing the sensing efficiency.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 각속도 센서의 질량체를 도시한 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 각속도 센서의 평면도,
도 4는 도 1에 도시된 각속도 센서의 저면도,
도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 따른 각속도 센서의 단면도,
도 6은 도 3에 도시된 B-B'선에 따른 각속도 센서의 단면도,
도 7은 도 3에 도시된 제1,2 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 평면도,
도 8은 도 6에 도시된 제1,2 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 단면도,
도 9a 내지 도 9b는 도 6에 도시된 제2 질량체가 제1 프레임에 대해서 X축을 기준으로 회전하는 사용상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 10은 도 3에 도시된 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 평면도,
도 11은 도 5에 도시된 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 단면도,
도 12a 내지 도 13b는 도 5에 도시된 제1 프레임이 제2 프레임에 대해서 Y축을 기준으로 회전하는 사용상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 각속도 센서가 각속도를 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도,
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서의 평면도.1 is a perspective view of an angular velocity sensor according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view showing a mass body of the angular velocity sensor shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a plan view of the angular velocity sensor shown in FIG. 1,
FIG. 4 is a bottom view of the angular velocity sensor shown in FIG. 1;
5 is a cross-sectional view of the angular velocity sensor taken along the line A-A 'shown in FIG. 3,
FIG. 6 is a cross-sectional view of the angular velocity sensor taken along the line B-B 'shown in FIG. 3,
FIG. 7 is a plan view showing a possible movement direction of the first and second mass bodies shown in FIG. 3,
8 is a cross-sectional view showing a possible movement of the first and second mass bodies shown in Fig. 6,
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views schematically showing a state of use in which the second mass body shown in FIG. 6 is rotated about the X axis with respect to the first frame,
FIG. 10 is a plan view showing a possible movement direction of the first frame shown in FIG. 3,
Fig. 11 is a cross-sectional view showing a possible movement direction of the first frame shown in Fig. 5,
Figs. 12A to 13B are cross-sectional views schematically showing the use state in which the first frame shown in Fig. 5 is rotated about the Y-axis with respect to the second frame,
13 to 14 are sectional views schematically showing a process of measuring angular velocity by an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention,
15 is a plan view of an angular velocity sensor according to a second embodiment of the present invention.
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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각속도 센서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 각속도 센서의 질량체를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 각속도 센서의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 각속도 센서의 저면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 따른 각속도 센서의 단면도이다.
FIG. 1 is a perspective view of an angular velocity sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a mass body of the angular velocity sensor shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the angular velocity sensor shown in FIG. FIG. 4 is a bottom view of the angular velocity sensor shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view of the angular velocity sensor taken along the line A-A 'shown in FIG.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b), 제1 질량체(110a) 및 제2 질량체(110b)와 이격되도록 제1 질량체(110a) 및 제2 질량체(110b)의 외측에 구비된 제1 프레임(120), Y축 방향으로 제1 질량체(110a) 및 제2 질량체(110b)와 제1 프레임(120)을 각각 연결하는 제1 가요부(130), X축 방향으로 제1 질량체(110a) 및 제2 질량체(110b)와 제1 프레임(120)을 연결하는 제2 가요부(140), 제1 프레임(120)과 이격되도록 제1 프레임(120)의 외측에 구비된 제2 프레임(150), X축 방향으로 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하는 제3 가요부(160) 및 Y축 방향으로 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하는 제4 가요부(170)를 포함하고, 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)는 X축 방향을 기준으로 제4 가요부(170)의 양측에 배치된 것을 특징으로 한다.
1 to 5, the
상기 제1,2 질량체(110a, 110b)는 코리올리힘에 의해서 변위가 발생하는 것으로, 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)를 통해서 제1 프레임(120)에 연결되고, 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 코리올리힘이 작용할 때 제1 가요부(130)의 굽힘과 제2 가요부(140)의 비틀림에 의해서 제1 프레임(120)을 기준으로 변위가 발생한다. 이때, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전하게 되는데, 이에 관련한 구체적인 내용은 후술하도록 한다. The first and
또한, 상기 제1,2 질량체(110a, 110b)는 도 2에 보다 자세히 도시한 바와같이, 전체적으로 전체적으로 사각기둥의 형상이고, 내측으로 단차지도록 파인 제1 단차부(110a', 110b')와 제2 단차부(110a", 110b")가 형성된다.As shown in more detail in FIG. 2, the first and second
보다 구체적으로, 상기 제1 단차부(110a', 110b')는 제1,2 질량체(110a, 110b)가 각각 제2 가요부(140)와 연결되는 연결부에 형성되고, 이는 제2 가요부(140)의 길이를 연장시키고 이로인해 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위 및 검출감도를 증가시키기 위한 것이다. More specifically, the
또한, 상기 제2 단차부(110a", 110b")는 제1,2 질량체(110a, 110b)가 각각 제1 가요부(130)와 연결되는 연결부 측에 형성되고, 이는 질량체의 에어댐핑에 따른 감도저하를 방지하기 위한 것이다. The second stepped
아울러, 상기 제1 단차부(110a', 110b') 및 제2 단차부(110a", 110b")는 상기 제1,2 질량체(110a, 110b)의 일방 및 타방에 대하여 서로 대칭되도록 형성된다. In addition, the
한편, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 전술한 바와 같이, 전체적으로 사각기둥 형상으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 모든 형상으로 형성될 수 있다.
Meanwhile, although the first and second
또한, 상기 제1 프레임(120)은 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)를 지지하여 제1,2 질량체(110a, 110b)가 변위를 일으킬 수 있는 공간을 확보해주고, 제1,2 질량체(110a, 110b)가 변위를 일으킬 때 기준이 된다. The
여기서, 제1 프레임(120)은 제1,2 질량체(110a, 110b)와 이격되도록 제1,2 질량체(110a, 110b)의 외측에 구비된다. 이때, 제1 프레임(120)은 중심에 사각형의 공동(空洞)이 형성된 사각프레임 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
또한, 상기 제1 프레임(120)에는 관통된 슬릿(121)이 형성된다. 상기 슬릿(121)의 상기 제1 프레임(120)의 텐션(tension)을 억제하여 구동변위를 증가시켜 감도를 향상시키기 위한 것이다. 그리고 상기 슬릿(121)은 후술된 바와 같이, 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하는 제4 가요부(170)에 대향되도록 제1 프레임(120)에 형성될 수 있다. In addition, the
그리고 상기 슬릿(121)은 X축방향으로 연장되도록 형성된다. 그리고 상기 슬릿은 상기 제1,2 질량체(110a, 110b)를 중심으로 서로 대칭되도록 제1 프레임(120)에 형성된다. The
또한, 상기 제1 프레임(120)은 Z축 방향의 두께가 그의 외측에 구비된 제2 프레임(150) 및 상기 제1,2 질량체(110a, 110b) 보다 얇은 두께를 갖도록 형성되고, 이는 에어댐핑에 따라 감도가 저하되지 않도록 하기 위한 것이다. The
한편, 제1 프레임(120)은 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)를 통해서 제2 프레임(150)에 연결된다. 여기서, 제1 프레임(120)은 제1 구동수단(190)에 의해서 구동될 때 제3 가요부(160)의 굽힘과 제4 가요부(170)의 비틀림에 의해서 제2 프레임(150)을 기준으로 변위가 발생한다. 이때, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하게 되는데, 이에 관련한 구체적인 내용을 후술하도록 한다. 한편, 제1 프레임(120)의 구조적 안정성을 확보하기 위해서, Y축 방향으로 제1 프레임(120)을 가로지르도록 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)의 사이에 제1 지지부(125)가 구비될 수 있다. 또한 상기 제1 지지부는는 Z축 방향의 두께가 상기 제1 프레임과 같도록 형성될 수 있다.
Meanwhile, the
상기 제1,2 가요부(130, 140)는 제1 프레임(120)을 기준으로 제1,2 질량체(110a, 110b)가 변위가 일으킬 수 있도록 제1 프레임(120)과 제1,2 질량체(110a, 110b)를 연결하는 역할을 하는 것으로, 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)는 서로 수직으로 형성된다. 즉, 제1 가요부(130)는 Y축 방향으로 제1,2 질량체(110a, 110b)와 제1 프레임(120)을 각각 연결하고, 제2 가요부(140)는 X축 방향으로 제1,2 질량체(110a, 110b)와 제1 프레임(120)을 연결한다.
The first and
한편, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 제1 가요부(130)는 X축 방향의 폭(w1)이 Z축 방향의 두께(t1)보다 크고, 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 Y축 방향의 폭(w2)보다 클 수 있다. 이러한 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)을 기준으로 특정한 방향으로로만 운동이 가능하다.3 to 5, the width (w 1 ) in the X axis direction of the first
도 7은 도 3에 도시된 제1,2 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 평면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 제1,2 질량체의 운동가능한 방향을 도시한 단면도로, 이를 참조하여 제1,2 질량체(110a, 110b)의 운동가능한 방향을 살펴보도록 한다.FIG. 7 is a plan view showing a possible movement direction of the first and second mass bodies shown in FIG. 3, and FIG. 8 is a sectional view showing possible directions of movement of the first and second mass bodies shown in FIG. Let us consider the possible directions of motion of the 1,2
우선, 제2 가요부(140)의 Z축 방향의 두께(t2)가 Y축 방향의 폭(w2)보다 크므로, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한되는 반면, X축을 기준으로 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다(도 8 참조).The first and second
구체적으로, 제2 가요부(140)가 X축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성이 클수록, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 X축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Y축을 기준으로 회전하는 것이 제한된다. 이와 유사하게, 제2 가요부(140)가 X축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Z축 방향으로 병진할 때의 강성이 클수록, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 X축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 따라서, 제2 가요부(140)의 (Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값이 증가할수록, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.Specifically, as the stiffness of the second
도 3 내지 도 5를 참고하여, 제2 가요부(140)의 Z축 방향의 두께(t2), X축 방향의 길이(L1) 및 Y축 방향의 폭(w2)과 방향별 강성 사이의 관계를 정리하면 다음과 같다.And FIG refer to 3 to 5, the second
(1) 제2 가요부(140)의 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성 ∝ w2×t2 3/L1 3 (1) Rigidity when rotating about the Y axis of the second
(2) 제2 가요부(140)의 X축을 기준으로 회전할 때의 강성 ∝ w2 3×t2/L1 (2) Rigidity when rotating about the X axis of the second
상기 두 식에 따르면, 제2 가요부(140)의 (Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 (t2/(w2L1))2 에 비례한다. 그런데, 본 실시예에 따른 제2 가요부(140)는 Z축 방향의 두께(t2)가 Y축 방향의 폭(w2)보다 크므로 (t2/(w2L1))2 이 크고, 그에 따라 제2 가요부(140)의 (Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(X축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 증가하게 된다. 이러한 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대하여 X축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, Y축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
According to the above two equations, the value of the second flexible portion 140 (the rigidity when rotating about the Y axis or the rigidity when translating in the Z axis direction) / (the rigidity when rotating about the X axis) t 2 / (w 2 L 1 )) 2 . However, the second flexible portion 140 (t 2 / (w 2 L 1)) is larger than the width (w 2) of the thickness (t 2), the Y-axis direction in the Z-axis direction. 2 according to this embodiment (The rigidity when rotating about the Y axis or the rigidity when translating in the Z axis direction) / (the rigidity when rotating about the X axis) value of the second
한편, 제1 가요부(130)는 길이방향(Y축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1,2 질량체(110a, 110b)가 제1 프레임(120)에 대해서 Z축을 기준으로 회전하거나 Y축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다(도 5 참조). 또한, 제2 가요부(140)는 길이방향(X축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1,2 질량체(110a, 110b)가 제1 프레임(120)에 대해서 X축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다(도 7 참조).
Since the first
결국, 상술한 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전할 수 있지만, Y축 또는 Z축을 기준으로 회전하거나 Z축, Y축 또는 X축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 즉, 제1,2 질량체(110a, 110b)의 운동가능한 방향을 정리하면 하기 표 1과 같다.The first and second
이와 같이, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전하는 것이 가능한 반면, 나머지 방향으로 운동하는 것이 제한되므로, 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위를 원하는 방향(X축을 기준으로 회전)의 힘에 대해서만 발생하게 할 수 있다.Since the first and second
한편, 도 9a 내지 도 9b는 도 6에 도시된 제2 질량체가 제1 프레임에 대해서 X축을 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도이다. 도 9a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2 질량체(110b)가 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 회전축(R1)으로 회전하므로, 제1 가요부(130)에는 압축응력과 인장응력이 조합된 굽힘응력이 발생하고, 제2 가요부(140)에는 X축을 기준으로 비틀림응력이 발생한다. 이때, 제2 질량체(110b)에 토크(torque)를 발생시키기 위해서, 제2 가요부(140)는 Z축 방향을 기준으로 제2 질량체(110b)의 무게중심(C2)보다 상측에 구비될 수 있다. 또한, 제2 질량체(110b)와 마찬가지로, 제1 질량체(110a)에 토크를 발생시키기 위해서, 제2 가요부(140)는 Z축 방향을 기준으로 제1 질량체(110a)의 무게중심(C1)보다 상측에 구비될 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1,2 질량체(110a, 110b)가 X축을 기준으로 정확히 회전되도록, 제2 가요부(140)는 X축 방향을 기준으로 제1 질량체(110a)의 무게중심(C1) 및 제2 질량체(110b)의 무게중심(C2)에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
9A to 9B are cross-sectional views illustrating a process in which the second mass body shown in FIG. 6 is rotated about the X axis with respect to the first frame. Since the second
상기 제2 프레임(150)은 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)를 지지하여 제1 프레임(120)이 변위를 일으킬 수 있는 공간을 확보해주고, 제1 프레임(120)이 변위를 일으킬 때 기준이 된다. 여기서, 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.
The
상기 제3,4 가요부(160, 170)는 제2 프레임(150)을 기준으로 제1 프레임(120)의 변위를 일으킬 수 있도록 제2 프레임(150)과 제1 프레임(120)을 연결하는 역할을 하는 것으로, 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)는 서로 수직으로 형성된다. 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.The third and fourth
한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 가요부(160)는 Y축 방향의 폭(w3)이 Z축 방향의 두께(t3)보다 크고, 제4 가요부(170)는 Z축 방향의 두께(t4)가 X축 방향의 폭(w4)보다 클 수 있다. 이러한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)을 기준으로 특정한 방향으로만 운동이 가능하다.3 to 6, the width (w 3 ) in the Y-axis direction of the third
도 10은 도 3에 도시된 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 평면도이며, 도 11은 도 5에 도시된 제1 프레임의 운동가능한 방향을 도시한 단면도로, 이를 참조하여 제1 프레임(120)의 운동가능한 방향을 살펴보도록 한다.FIG. 10 is a plan view showing a possible movement direction of the first frame shown in FIG. 3, and FIG. 11 is a sectional view showing a possible movement direction of the first frame shown in FIG. Let's look at the possible directions of motion.
우선, 제4 가요부(170)의 Z축 방향의 두께(t4)가 X축 방향의 폭(w4)보다 크므로, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한되는 반면, Y축을 기준으로 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다(도 11 참조).First, the fourth thickness in the Z-axis direction of the flexible portion (170), (t 4) is greater than the width (w 4) of the X-axis direction, the
구체적으로, 제4 가요부(170)가 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 X축을 기준으로 회전할 때의 강성이 클수록, 제1 프레임(120)은 Y축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, X축을 기준으로 회전하는 것이 제한된다. 이와 유사하게, 제4 가요부(170)가 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성에 비해서 Z축 방향으로 병진할 때의 강성이 클수록, 제1 프레임(120)은 Y축을 기준으로 자유롭게 회전할 수 있는 반면, Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 따라서, 제4 가요부(170)의 (X축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값이 증가할수록, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 자유롭게 회전하는 반면, X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.Specifically, as the stiffness of the fourth
도 3 내지 도 6를 참고하여, 제4 가요부(170)의 Z축 방향의 두께(t4), Y축 방향의 길이(L2) 및 X축 방향의 폭(w4)과 방향별 강성 사이의 관계를 정리하면 다음과 같다.3 to 6, the thickness t 4 , the length L 2 in the Y-axis direction and the width w 4 in the X-axis direction of the fourth
(1) 제4 가요부(170)의 X축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성 ∝ w4×t4 3/L2 3 (1) Rigidity when rotating about the X axis of the fourth
(2) 제4 가요부(170)의 Y축을 기준으로 회전할 때의 강성 ∝ w4 3×t4/L2 (2) Rigidity when rotating about the Y axis of the fourth
상기 두 식에 따르면, 제4 가요부(170)의 (X축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 (t4/(w4L2))2 에 비례한다. 그런데, 본 실시예에 따른 제4 가요부(170)는 Z축 방향의 두께(t4)가 X축 방향의 폭(w4)보다 크므로 (t4/(w4L2))2이 크고, 그에 따라 제4 가요부(170)의 (X축을 기준으로 회전할 때의 강성 또는 Z축 방향으로 병진할 때의 강성)/(Y축을 기준으로 회전할 때의 강성) 값은 증가하게 된다. 이러한 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하는 반면, X축을 기준으로 회전하거나 Z축 방향으로 병진하는 것이 제한된다.
According to the above two equations, the value of the fourth flexible portion 170 (the rigidity when rotating about the X axis or the rigidity when translating in the Z axis direction) / (the rigidity when rotating about the Y axis) t 4 / (w 4 L 2 )) 2 . By the way, the fourth
한편, 제3 가요부(160)는 길이방향(X축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 Z축을 기준으로 회전하거나 X축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다(도 8 참조). 또한, 제4 가요부(170)는 길이방향(Y축 방향)의 강성이 상대적으로 매우 높으므로, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 Y축 방향으로 병진하는 것을 제한할 수 있다(도 10 참조).
Since the rigidity of the third
결국, 상술한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전할 수 있지만, X축 또는 Z축을 기준으로 회전하거나 Z축, Y축 또는 X축 방향으로 병진하는 것이 제한된다. 즉, 제1 프레임(120)의 운동가능한 방향을 정리하면 하기 표 2와 같다.As a result, due to the characteristics of the third
이와 같이, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하는 것이 가능한 반면, 나머지 방향으로 운동하는 것이 제한되므로, 제1 프레임(120)의 변위를 원하는 방향(Y축을 기준으로 회전)의 힘에 대해서만 발생하게 할 수 있다.Since the
한편, 도 12a 내지 도 12b는 도 5에 도시된 제1 프레임이 제2 프레임에 대해서 Y축을 기준으로 회전하는 과정을 도시한 단면도이다. 도 12a 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(120)이 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하므로, 제3 가요부(160)에는 압축응력과 인장응력이 조합된 굽힘응력이 발생하고, 제4 가요부(170)에는 Y축을 기준으로 비틀림응력이 발생한다.
12A to 12B are cross-sectional views illustrating a process in which the first frame shown in FIG. 5 is rotated about the Y axis with respect to the second frame. 12A and 12B, since the
추가적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, XY 평면을 기준으로 보았을 때, 제1 가요부(130)는 상대적으로 넓은 반면, 제2 가요부(140)는 상대적으로 좁으므로, 제1 가요부(130)에는 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위를 감지하는 제1 감지수단(180)이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 감지수단(180)은 X축을 기준으로 회전하는 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위를 감지할 수 있다. 이때, 제1 감지수단(180)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 압저항 방식, 정전용량 방식, 광학 방식 등을 이용하여 형성할 수 있다.3, the first
또한, XY 평면을 기준으로 보았을 때, 제3 가요부(160)는 상대적으로 넓은 반면, 제4 가요부(170)는 상대적으로 좁으므로, 제3 가요부(160)에는 제1 프레임(120)을 구동시키는 제1 구동수단(190)이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 구동수단(190)은 제1 프레임(120)을 Y축을 기준으로 회전하도록 구동시킬 수 있다. 이때, 제1 구동수단(190)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 정전용량 방식 등을 이용하여 형성할 수 있다.Since the third
추가적으로, 제4 가요부(170)의 상부에는 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하도록 제1 멤브레인(175)이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 멤브레인(175)의 폭은 제4 가요부(170)의 폭(w4)보다 크다. 즉, 제1 멤브레인(175)은 판상으로 형성될 수 있고, 도 3과 같이 단면으로 보았을 때 제4 가요부(170)와 수직으로 만나 "T"자형을 이룰 수 있다. 이때, 제1 멤브레인(175)은 제1 감지수단(180)으로부터 연장된 배선(미도시)이 통과하는 영역을 제공할 수 있다.
In addition, a
한편, 상술한 구조적 특성을 이용하여, 본 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 각속도를 측정할 수 있다. 도 11 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 각속도 센서가 각속도를 측정하는 과정을 도시한 단면도로, 이를 참조하여 각속도를 측정하는 과정을 살펴보도록 한다.
On the other hand, the
우선, 도 13a 내지 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 구동수단(190)을 이용하여 제1 프레임(120)을 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전시킨다(구동모드). 여기서. 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)과 함께 Y축을 기준으로 회전되면서 진동하고, 진동에 따라 제1,2 질량체(110a, 110b)에는 변위가 발생한다. 구체적으로, 제1 질량체(110a)에 +X축 방향과 -Z축 방향으로 변위(+X, -Z)가 발생하는 동시에, 제2 질량체(110b)에 +X축 방향과 +Z축 방향으로 변위(+X, +Z)가 발생하다가(도 13a 참조), 이후 제1 질량체(110a)에 -X축 방향과 +Z축 방향으로 변위(-X, +Z)가 발생하는 동시에, 제2 질량체(110b)에 -X축 방향과 -Z축 방향으로 변위(-X, -Z)가 발생한다(도 13b 참조). 이때, X축 또는 Z축을 기준으로 회전하는 각속도가 제1,2 질량체(110a, 110b)에 인가되면, 코리올리힘이 발생한다.First, as shown in FIGS. 13A to 13B, the
이러한 코리올리힘에 의해서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전하면서 변위가 발생하고, 제1 감지수단(180)이 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위를 감지한다(감지모드).14, the first and second
구체적으로, 도 14a 내지 도 14b에 도시된 바와 같이, X축을 기준으로 회전하는 각속도가 제1,2 질량체(110a, 110b)에 인가되면, 제1 질량체(110a)에 코리올리힘이 -Y축 방향으로 발생하다가 +Y축 방향으로 발생하고, 제2 질량체(110b)에 코리올리힘이 +Y축 방향으로 발생하다가 -Y축 방향으로 발생한다. 따라서, 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)는 서로 반대 방향으로 X축을 기준으로 회전하게 되고, 제1 감지수단(180)이 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)의 변위를 감지함으로써, 코리올리힘을 산출할 수 있고, 이러한 코리올리힘을 통해서 X축을 기준으로 회전하는 각속도를 측정할 수 있다. 이때, 제1 질량체(110a)에 연결된 2개의 제1 가요부(130, 제1 감지수단(180))에서 각각 발생하는 신호를 SY1 및 SY2로 정의하고, 제2 질량체(110b)에 연결된 2개의 제1 가요부(130, 제1 감지수단(180))에서 각각 발생하는 신호를 SY3 및 SY4로 정의한다면, X축을 기준으로 회전하는 각속도는 (SY1-SY2)-(SY3-SY4)로부터 산출할 수 있다. 이와 같이, 반대 방향으로 회전하는 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b) 사이의 신호를 차동출력하므로, 가속도 잡음을 상쇄시킬 수 있는 장점이 있다.14A and 14B, when the angular velocity rotating about the X axis is applied to the first and
또한, 도 14c 내지 도 14d에 도시된 바와 같이, Z축을 기준으로 회전하는 각속도가 제1,2 질량체(110a, 110b)에 인가되면, 제1 질량체(110a)에 코리올리힘이 -Y축 방향으로 발생하다가 +Y축 방향으로 발생하고, 제2 질량체(110b)에 코리올리힘이 -Y축 방향으로 발생하다가 +Y축 방향으로 발생한다. 따라서, 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)는 동일 방향으로 X축을 기준으로 회전하게 되고, 제1 감지수단(180)이 제1 질량체(110a)와 제2 질량체(110b)의 변위를 감지함으로써, 코리올리힘을 산출할 수 있고, 이러한 코리올리힘을 통해서 Z축을 기준으로 회전하는 각속도를 측정할 수 있다. 이때, 제1 질량체(110a)에 연결된 2개의 제1 가요부(130, 제1 감지수단(180))에서 각각 발생하는 신호를 SY1 및 SY2로 정의하고, 제2 질량체(110b)에 연결된 2개의 제1 가요부(130, 제1 감지수단(180))에서 각각 발생하는 신호를 SY3 및 SY4로 정의한다면, Z축을 기준으로 회전하는 각속도는 (SY1-SY2)+(SY3-SY4)로부터 산출할 수 있다.
14C to 14D, when the angular velocity rotating about the Z axis is applied to the first and second
*결국, 본 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 제1 감지수단(180)을 통해서 X축 또는 Z축을 기준으로 회전하는 각속도를 측정할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 X축 또는 Z축을 포함하는 2축 각속도를 측정할 수 있는 것이다.
The
한편, 상술한 제1 가요부(130)와 제2 가요부(140)의 특성으로 인하여, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로만 회전할 수 있다. 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 구동수단(190)을 이용하여 제1 프레임(120)을 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로 회전시키더라도, 제1,2 질량체(110a, 110b)는 제1 프레임(120)에 대해서 Y축을 기준으로 회전되지 않는다. 또한, 상술한 제3 가요부(160)와 제4 가요부(170)의 특성으로 인하여, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 Y축을 기준으로만 회전할 수 있다. Due to the characteristics of the first
따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 감지수단(180)을 이용하여 제1,2 질량체(110a, 110b)의 변위를 감지할 때, Y축 방향의 코리올리힘이 작용하더라도, 제1 프레임(120)은 제2 프레임(150)에 대해서 X축을 기준으로 회전하지 않고, 제1,2 질량체(110a, 110b)만 제1 프레임(120)에 대해서 X축을 기준으로 회전한다. 14, when the displacement of the first and second
이와 같이, 본 실시예에 따른 각속도 센서(100)는 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 구비하여 제1,2 질량체(110a, 110b)의 구동변위와 감지변위를 개별적으로 발생시키고, 특정방향에 대해서만 제1,2 질량체(110a, 110b)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.
As described above, the
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각속도 센서의 평면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 제2 실시예에 따른 각속도 센서(200)는 제1 질량체(210a)와 제2 질량체(210b), 제1 질량체(210a) 및 제2 질량체(210b)와 이격되도록 제1 질량체(110a) 및 제2 질량체(210b)의 외측에 구비된 제1 프레임(220), Y축 방향으로 제1 질량체(210a) 및 제2 질량체(210b)와 제1 프레임(220)을 각각 연결하는 제1 가요부(230), X축 방향으로 제1 질량체(210a) 및 제2 질량체(210b)와 제1 프레임(220)을 연결하는 제2 가요부(240), 제1 프레임(220)과 이격되도록 제1 프레임(220)의 외측에 구비된 제2 프레임(250), X축 방향으로 제1 프레임(220)과 제2 프레임(250)을 연결하는 제3 가요부(260) 및 Y축 방향으로 제1 프레임(220)과 제2 프레임(250)을 연결하는 제4 가요부(270)를 포함하고, 제1 질량체(210a)와 제2 질량체(210b)는 X축 방향을 기준으로 제4 가요부(270)의 양측에 배치된 것을 특징으로 한다.15 is a plan view of an angular velocity sensor according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
또한, 상기 제1,2 질량체(210a, 210b)는 코리올리힘에 의해서 변위가 발생하는 것으로, 제1 가요부(230)와 제2 가요부(240)를 통해서 제1 프레임(120)에 연결되고, 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1,2 질량체(210a, 210b)는 코리올리힘이 작용할 때 제1 가요부(230)의 굽힘과 제2 가요부(240)의 비틀림에 의해서 제1 프레임(220)을 기준으로 변위가 발생한다. 이때, 제1,2 질량체(210a, 210b)는 제1 프레임(220)에 대해서 X축을 기준으로 회전된다. The first and second
또한, 상기 제1 프레임(220)은 제1 가요부(230)와 제2 가요부(240)를 지지하여 제1,2 질량체(210a, 210b)가 변위를 일으킬 수 있는 공간을 확보해주고, 제1,2 질량체(210a, 210b)가 변위를 일으킬 때 기준이 된다. The
여기서, 제1 프레임(220)은 제1,2 질량체(210a, 210b)와 이격되도록 제1,2 질량체(210a, 210b)의 외측에 구비된다. 이때, 제1 프레임(220)은 중심에 사각형의 공동(空洞)이 형성된 사각프레임 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
또한, 상기 제1 프레임(220)에는 슬릿(221)이 형성된다. 상기 슬릿(221)의 상기 제1 프레임(220)의 텐션(tension)을 억제하여 구동변위를 증가시켜 감도를 향상시키기 위한 것이다. 그리고 상기 슬릿(221)은 제1 프레임(120)과 제2 프레임(150)을 연결하는 제4 가요부(270)에 대향되도록 제1 프레임(120)에 형성될 수 있다.In addition, a
그리고 상기 슬릿(221)은 X축방향으로 연장되도록 형성된다. 그리고 상기 슬릿(221)은 상기 제1,2 질량체(210a, 210b)를 중심으로 서로 대칭되도록 제1 프레임(220)에 형성된다. The
한편, 상기 제1 프레임(220)은 Y축 방향으로 제2 프레임(250)을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제2 프레임(250)은 Y축 방향으로 제1 프레임을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제1 프레임의 연장부와 상기 제2 프레임의 연장부는 제3 가요부(260)에 의해 X축 방향으로 연결된다. The
또한, 제4 가요부(270)에 의해 Y축 방향으로 상기 제1 프레임(220)과 상기 제2 프레임(250)이 연결된다. The
즉, 제1 프레임(220)은 제3 가요부(260)와 제4 가요부(270)를 통해서 제2 프레임(250)에 연결된다. 여기서, 제1 프레임(220)은 후술되는 제1 구동수단(290)에 의해서 구동될 때 제3 가요부(260)의 굽힘과 제4 가요부(170)의 비틀림에 의해서 제2 프레임(250)을 기준으로 변위가 발생한다. 이때, 제1 프레임(220)은 제2 프레임(250)에 대해서 Y축을 기준으로 회전하게 된다. 한편, 제1 프레임(220)의 구조적 안정성을 확보하기 위해서, Y축 방향으로 제1 프레임(220)을 가로지르도록 제1 질량체(210a)와 제2 질량체(210b)의 사이에 지지부가 구비될 수 있다. That is, the
또한, 상기 제1,2 가요부(230, 240)는 제1 프레임(220)을 기준으로 제1,2 질량체(210a, 210b)가 변위가 일으킬 수 있도록 제1 프레임(220)과 제1,2 질량체(210a, 210b)를 연결하는 역할을 하는 것으로, 제1 가요부(230)와 제2 가요부(240)는 서로 수직으로 형성된다. 즉, 제1 가요부(230)는 Y축 방향으로 제1,2 질량체(210a, 210b)와 제1 프레임(120)을 각각 연결하고, 제2 가요부(240)는 X축 방향으로 제1,2 질량체(110a, 110b)와 제1 프레임(220)을 연결한다.The first and second
또한, 제1 가요부(230)에는 제1,2 질량체(210a, 210b)의 변위를 감지하는 감지수단(290)이 구비될 수 있다. 상기 감지수단(290)은 X축을 기준으로 회전하는 제1,2 질량체(210a, 210b)의 변위를 감지할 수 있다. 이때, 상기 감지수단(280)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 압저항 방식, 정전용량 방식, 광학 방식 등을 이용하여 형성할 수 있다.The first
또한, XY 평면을 기준으로 보았을 때, 제3 가요부(260)는 상대적으로 넓은 반면, 제4 가요부(270)는 상대적으로 좁으므로, 제3 가요부(260)에는 제1 프레임(220)을 구동시키는 구동수단(280)이 구비될 수 있다. 여기서, 구동수단(280)은 제1 프레임(220)을 Y축을 기준으로 회전하도록 구동시킬 수 있다. 이때, 제1 구동수단(280)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압전 방식, 정전용량 방식 등을 이용하여 형성할 수 있다.
Since the third
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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible. In particular, although the present invention has been described with reference to the "X-axis "," Y-axis ", and "Z-axis ", this is merely defined for convenience of description and is not limited to the scope of the present invention.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 각속도 센서 110a: 제1 질량체
110b: 제2 질량체
110a', 110b' : 제1 단차부
110a", 110b" : 제2 단차부
120: 제1 프레임
125: 제1 지지부 130: 제1 가요부
140: 제2 가요부 150: 제2 프레임
160: 제3 가요부 170: 제4 가요부
175: 제1 멤브레인 180: 제1 감지수단
190: 제1 구동수단
C1: 제1 질량체의 무게중심
C2: 제2 질량체의 무게중심 t1: 제1 가요부의 두께
w1: 제1 가요부의 폭 t2: 제2 가요부의 두께
w2: 제2 가요부의 폭 L1: 제2 가요부의 길이
R1: 제1,2 질량체의 회전축 t3: 제3 가요부의 두께
w3: 제3 가요부의 폭 t4: 제4 가요부의 두께
w4: 제4 가요부의 폭 L2: 제4 가요부의 길이100:
110b: second mass
110a ', 110b': a first step
110a ", 110b ": a second step
120: first frame
125: first support part 130: first flexible part
140: second flexible portion 150: second frame
160: Third song part 170: Fourth song part
175: first membrane 180: first sensing means
190: first driving means
C 1 : the center of gravity of the first mass
C 2 : center of gravity of the second mass t 1 : thickness of the first flexible portion
w 1 : width of the first flexible portion t 2 : thickness of the second flexible portion
w 2 : width of the second flexible portion L 1 : length of the second flexible portion
R 1 : rotation axis of the first and second masses t 3 : thickness of the third flexible portion
w 3 : width of the third flexible portion t 4 : thickness of the fourth flexible portion
w 4 : width of the fourth flexible portion L 2 : length of the fourth flexible portion
Claims (19)
상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 이격되도록 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임;
Y축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 각각 연결하는 제1 가요부;
X축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부;
상기 제1 프레임과 이격되도록 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임;
X축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제3 가요부; 및
Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고,
상기 제1 프레임에는 관통된 슬릿이 형성된 각속도 센서.
A first mass and a second mass;
A first frame provided outside the first mass body and the second mass body so as to be spaced apart from the first mass body and the second mass body;
A first flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the Y axis direction;
A second flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the X-axis direction;
A second frame disposed outside the first frame to be spaced apart from the first frame;
A third flexible portion connecting the first frame and the second frame in the X-axis direction; And
And a fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame in the Y-axis direction,
And a slit penetrating through the first frame is formed.
상기 슬릿은 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부에 대향되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the slit is formed to face the fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame.
상기 슬릿은 X축방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 제1,2 질량체를 중심으로 상기 제1 프레임에 서로 대칭되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the slit is formed to extend in the X-axis direction, and is formed to be symmetrical with respect to the first frame around the first and second masses.
상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체는 X축 방향을 기준으로 상기 제4 가요부의 양측에 배치되고, 상기 제1 프레임은 Z축 방향의 두께가 제2 프레임보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first mass body and the second mass body are disposed on both sides of the fourth flexible portion with respect to the X axis direction, and the thickness of the first frame in the Z axis direction is smaller than that of the second frame.
상기 제1 질량체 및 제2 질량체는
상기 2 가요부와 연결되는 연결부에 내측으로 단차지도록 파인 제1 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
The first mass body and the second mass body
And a first stepped portion formed to be stepped inward is formed in a connecting portion connected to the second flexible portion.
상기 제1 질량체 및 제2 질량체는
상기 제1 가요부와 연결되는 연결부 측에 제2 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
The first mass body and the second mass body
And a second stepped portion is formed on a side of the connection portion connected to the first flexible portion.
상기 제1 프레임은 Z축 방향의 두께가 상기 제1 질량체 및 제2 질량체보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first frame has a thickness in the Z-axis direction smaller than that of the first mass body and the second mass body.
상기 제1 가요부는 X축 방향의 폭이 Z축 방향의 두께보다 크고,
상기 제2 가요부는 Z축 방향의 두께가 Y축 방향의 폭보다 크고,
상기 제3 가요부는 Y축 방향의 폭이 Z축 방향의 두께보다 크며,
상기 제4 가요부는 Z축 방향의 두께가 X축 방향의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
The width of the first flexible portion in the X-axis direction is larger than the thickness in the Z-axis direction,
Wherein the second flexible portion has a thickness in the Z-axis direction greater than a width in the Y-
The width of the third flexible portion in the Y-axis direction is larger than the thickness in the Z-axis direction,
And the thickness of the fourth flexible portion in the Z-axis direction is greater than the width in the X-axis direction.
상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체는 상기 제1 프레임에 대해서 X축을 기준으로 회전되고, 상기 제1 프레임은 상기 제2 프레임에 대해서 Y축을 기준으로 회전되는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first mass body and the second mass body are rotated with respect to the first frame with respect to the X axis, and the first frame is rotated with respect to the Y axis with respect to the second frame.
상기 제1 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제2 가요부에는 비틀림응력이 발생하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein a bending stress is generated in the first flexible portion, and a torsional stress is generated in the second flexible portion.
상기 제3 가요부에는 굽힘응력이 발생하고, 상기 제4 가요부에는 비틀림응력이 발생하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method of claim 7,
Wherein a bending stress is generated in the third flexible portion, and a torsional stress is generated in the fourth flexible portion.
상기 제2 가요부는 Z축 방향을 기준으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 무게중심보다 상측에 구비된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the second flexible portion is provided above the center of gravity of the first mass body and the second mass body with respect to the Z axis direction.
상기 제2 가요부는 X축 방향을 기준으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 무게중심에 대응되는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the second flexible portion is provided at a position corresponding to the center of gravity of the first mass body and the second mass body with respect to the X axis direction.
상기 제1 가요부에 구비되어 제1 질량체 및 제2 질량체의 변위를 감지하는 제1 감지수단;
을 더 포함하고,
상기 제1 감지수단은 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체가 X축을 기준으로 회전할 때 발생하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method of claim 7,
First sensing means provided in the first flexible portion for sensing a displacement of the first mass body and the second mass body;
Further comprising:
Wherein the first sensing means senses a displacement occurring when the first mass and the second mass rotate about the X axis.
상기 제3 가요부에 구비되어 상기 제1 프레임을 구동시키는 제1 구동수단;
을 더 포함하고,
상기 제1 구동수단은 상기 제1 프레임을 Y축을 기준으로 회전하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method of claim 7,
First driving means provided in the third flexible portion to drive the first frame;
Further comprising:
Wherein the first driving means drives the first frame to rotate about the Y axis.
Y축 방향으로 상기 제1 프레임을 가로지르도록 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 구비된 제1 지지부를 더 포함하고, 상기 제1 지지부는 Z축 방향의 두께가 상기 제1 프레임과 같은 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
The method according to claim 1,
And a first support portion provided between the first mass body and the second mass body so as to cross the first frame in the Y axis direction, wherein the first support portion has a thickness in the Z- And an angular velocity sensor.
상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 이격되도록 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체의 외측에 구비된 제1 프레임;
Y축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 각각 연결하는 제1 가요부;
X축 방향으로 상기 제1 질량체 및 상기 제2 질량체와 상기 제1 프레임을 연결하는 제2 가요부;
상기 제1 프레임과 이격되도록 상기 제1 프레임의 외측에 구비된 제2 프레임;
상기 제1 프레임은 Y축 방향으로 제2 프레임을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제2 프레임은 Y축 방향으로 제1 프레임을 향해 연장된 연장부가 형성되고, 상기 제1 프레임의 연장부와 상기 제2 프레임의 연장부를 X축 방향으로 연결하는 제3 가요부; 및
Y축 방향으로 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부를 포함하고,
상기 제1 프레임에는 관통된 슬릿이 형성된 각속도 센서.
A first mass and a second mass;
A first frame provided outside the first mass body and the second mass body so as to be spaced apart from the first mass body and the second mass body;
A first flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the Y axis direction;
A second flexible portion connecting the first mass body and the second mass body to the first frame in the X-axis direction;
A second frame disposed outside the first frame to be spaced apart from the first frame;
The first frame is formed with an extension extending toward the second frame in the Y-axis direction, the second frame is formed with an extension extending toward the first frame in the Y-axis direction, A third flexible portion connecting the extended portion of the second frame in the X-axis direction; And
And a fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame in the Y-axis direction,
And a slit penetrating through the first frame is formed.
상기 슬릿은 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하는 제4 가요부에 대향되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
18. The method of claim 17,
Wherein the slit is formed to face the fourth flexible portion connecting the first frame and the second frame.
상기 슬릿은 X축방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 제1,2 질량체를 중심으로 상기 제1 프레임에 서로 대칭되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각속도 센서. 18. The method of claim 17,
Wherein the slit is formed to extend in the X-axis direction, and is formed to be symmetrical with respect to the first frame around the first and second masses.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120145481A KR101420534B1 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Angular Velocity Sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120145481A KR101420534B1 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Angular Velocity Sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140076917A KR20140076917A (en) | 2014-06-23 |
| KR101420534B1 true KR101420534B1 (en) | 2014-07-16 |
Family
ID=51129043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120145481A KR101420534B1 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Angular Velocity Sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101420534B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101516112B1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-04-29 | 삼성전기주식회사 | MEMS sensor |
| KR101659207B1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-09-22 | 삼성전기주식회사 | Angular Velocity Sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110011625A (en) * | 2008-04-16 | 2011-02-08 | 브이티아이 테크놀로지스 오와이 | Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity |
| JP2012047537A (en) | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Denso Corp | Angular velocity sensor |
-
2012
- 2012-12-13 KR KR1020120145481A patent/KR101420534B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110011625A (en) * | 2008-04-16 | 2011-02-08 | 브이티아이 테크놀로지스 오와이 | Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity |
| JP2012047537A (en) | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Denso Corp | Angular velocity sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140076917A (en) | 2014-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101366990B1 (en) | Angular velocity sensor | |
| KR101388814B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| KR101299731B1 (en) | Angular velocity sensor | |
| KR101531093B1 (en) | Acceleration Sensor and Angular Velocity Sensor | |
| US20140116136A1 (en) | Microelectromechanical structure with enhanced rejection of acceleration noise | |
| KR101454122B1 (en) | Sensing Module and Angular Velocity Sensor having the same | |
| KR101461332B1 (en) | Sensing Module and Angular Velocity Sensor having the same | |
| JP7028293B2 (en) | Low noise multi-axis MEMS accelerometer | |
| KR101565684B1 (en) | Detector module for MEMS Sensor and MEMS Sensor having the same | |
| KR101420534B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| KR101521702B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| KR101516076B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| KR101299729B1 (en) | Sensor | |
| KR101540154B1 (en) | Angular Velocity Sensor and Manufacturing Method of the same | |
| JP2014215294A (en) | MEMS element | |
| KR101540162B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| JP2012112819A (en) | Vibration gyro | |
| KR102070229B1 (en) | Angular Velocity Sensor | |
| KR101299730B1 (en) | Sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |