KR20030049313A - 수직 진동 질량체를 갖는 멤스 자이로스코프 - Google Patents

수직 진동 질량체를 갖는 멤스 자이로스코프 Download PDF

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Abstract

개시된 X형 멤스 자이로스코프는, 기판상에서 수직으로 이동가능한 제1질량체, 및 기판상에서 수평으로 이동가능한 제2질량체를 가지고 있다. 구동전극은 제1질량체와 동일 평면에 설치된다. 제1질량체가 수직으로 진동하면 제2질량체는 제1질량체와 함께 수직으로 진동된다. 제1질량체가 진동하는 동안 제1질량체 및 제2질량체의 운동방향에 모두 수직한 각속도가 인가되면, 제2질량체에 수평방향으로 코리올리힘이 가해져 제2질량체가 이동되고, 감지전극은 제2질량체의 수평방향상의 변위를 측정한다. 모든 전극 내의 이동전극과 고정전극은 동일평면상에 배치되며, 모든 구조물은 단일마스크에 의해 제작된다. 따라서, 이동전극과 고정전극 사이의 점착이 방지되며 제작 공정이 단순해진다.

Description

수직 진동 질량체를 갖는 멤스 자이로스코프 {MEMS gyroscpoe having inertial masses vibrating vertically on a substrate}
본 발명은 멤스 자이로스코프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판상에서 수직방향으로 진동하는 질량체를 구비한 멤스 자이로스코프에 관한 것이다.
MEMS(Micro electro mechanical systems)는 기계적, 전기적 부품들을 반도체 공정을 이용하여 구현하는 기술로서, 멤스 기술을 이용한 소자의 일 예가 각속도를 측정하는 자이로스코프이다. 자이로스코프는 소정의 속도로 이동하는 물체에 회전각속도가 가해질 경우에 발생하는 코리올리힘(Coriolis Force)을 측정하여 각속도를 측정한다. 이때 코리올리힘은 이동속도와 외력에 의한 회전각속도의 외적(cross product)에 비례한다.
자이로스코프가 코리올리힘을 발생시키고 또한 이를 감지하기 위해서는, 자이로스코프는 그 내부에서 진동을 하는 질량체를 구비하고 있다. 이하에서는, 자이로스코프 내의 질량체가 구동되는 방향을 '구동방향'이라 하고, 자이로스코프에회전각속도가 입력되는 방향을 '입력방향'이라 하며, 질량체에 발생되는 코리올리힘을 감지하는 방향을 '감지방향'이라 한다.
구동방향과 입력방향 및 감지방향은 공간상에서 상호 직교하는 방향으로 설정된다. 통상적으로, 멤스기술을 이용한 자이로스코프에서는, 기판의 판면에 평행하며 상호 직교하는 두 방향(이하에서는 이를 '수평방향'이라 한다.)과 기판의 판면에 수직인 한 방향(이하에서는 이를 '수직방향'이라 한다.)으로 구성된 세 방향으로 좌표축을 설정한다.
통상적으로 자이로스코프는 X형(또는 Y형) 자이로스코프와 Z형 자이로스코프로 나뉜다. X형 자이로스코프는 입력방향이 수평방향인 자이로스코프이다. X형 자이로스코프를 이용하여 수평방향으로 가해지는 각속도를 측정하기 위해서는, 구동방향 또는 감지방향 중 어느 하나는 수직방향으로 설정되어야 한다. 따라서, X형 자이로스코프는, 질량체를 수직으로 구동하는 구동전극을 구비하거나 혹은 질량체의 수직 변위를 감지하기 위한 감지전극을 구비하여야 한다.
멤스 기술을 이용한 자이로스코프에서는 구동전극과 감지전극은 물리적으로 동일한 구조를 가진다. 도 1은 수직방향의 구동전극 또는 수직방향의 감지전극을 도시한 도면이다.
기판(20)상에는 고정전극(stationary electrode)(11)이 형성되고, 고정전극(11)의 상부에는 이동전극(moving electrode)(13)이 배치된다. 이동전극(13)은 고정전극(11)에 대해 접근 및 이격이 가능하도록 기판(20)의 상부에 부상되어 있다.
상기와 같은 전극이 구동전극으로 사용되는 경우에는, 고정전극(11)과 이동전극(13) 사이에 가해지는 전압이 가변되며, 이에 따라 가변되는 정전력(electrostatic force)에 의해 이동전극(13)이 고정전극(11)에 대해 수직방향으로 진동하게 된다. 상기와 같은 전극이 감지전극으로 사용되는 경우에는, 고정전극(11)과 이동전극(13)간의 거리에 따라 변화되는 정전력을 감지하는 별도의 감지수단이 마련된다. 감지된 결과에 따라 이동전극(13)이 이동되는 위치가 산출될 수 있고, 이 위치에 기초하여 코리올리힘이 산출될 수 있다.
그런데, 상기와 같은 구조를 갖는 전극은, 이동전극(13)이 고정전극(11)의 상부에 적층된 구조를 가지고 있으므로, 그 제작이 매우 어렵다는 단점이 있다. 즉, 상기와 같은 전극을 제작하기 위해서는, 먼저 기판상에 고정전극(11)을 형성하는 공정을 수행한 후, 고정전극(11) 위에 희생층(Sacrificial Layer)을 증착시킨다. 그리고 나서, 희생층 위에 이동전극(13)을 형성하고 희생층을 제거한다. 이와 같이, 이동전극(13)의 상부에 부상된 고정전극(11)을 형성하기 위해 많은 수의 공정이 수행되어야 한다.
또한, 이동전극(13)의 수직방향상의 변위를 정밀하게 측정하기 위해서는 이동전극(13)과 고정전극(11) 사이의 간격이 좁아야 하므로, 이동전극(13)과 고정전극(11)간의 점착 현상이 발생할 수 있다는 문제점도 가지고 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 구동전극 또는 감지전극을 구비한 멤스 자이로스코프는, 그 제작에 많은 공정이 필요하고 또한 점착에 의한 오동작 가능성이 높다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 그 제작이 용이하고 오동작의 확률이 적은 X형 멤스 자이로스코프를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 멤스 자이로스코프에 채용된 전극을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제1실시예를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 제1스프링의 확대도,
도 4 및 도 5는 도 3의 제1스프링의 원상태와 비틀림변형된 상태를 각각 도시한 도면,
도 6은 도 2의 제2스프링의 확대사시도,
도 7은 도 2의 구동전극의 부분확대도,
도 8은 도 3의 A-A선에 따른 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제2실시예를 도시한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제3실시예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제4실시예를 도시한 도면, 그리고
도 12는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제5실시예를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 구동전극111 : 고정전극
111a : 고정벽111b : 고정부
112 : 이동전극112a : 이동벽
112b : 고정부120 : 수평감지전극
130 : 수직감지전극151 : 제1질량체
152 : 제2질량체161 : 제1스프링
162 : 제2스프링
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프는, 기판의 판면방향에 수직방향을 따라 상기 기판에 대해 상대이동가능한 제1질량체; 상기 기판상에 상기 제1질량체와 동일 평면에 설치되며, 상기 제1질량체를 상기 수직방향상으로 진동시키는 구동전극; 상기 판면방향에 평행한 방향 중 하나인 수평방향을 따라 상기 기판에 대해 상대이동가능하며, 상기 구동전극에 의해 상기 제1질량체가 진동하는 동안 각속도의 인가에 따라 발생한 코리올리힘에 의해 상기 수평방향으로 이동되는 제2질량체; 및 상기 제2질량체의 상기 수평방향상의 변위를 측정하는 감지전극;을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제2질량체는 상기 제1질량체에 대해 상기 수평방향상으로 상대이동가능하며, 이를 위하여, 멤스 자이로스코프는, 상기 제1질량체가 상기 수직방향상으로 이동가능하도록 상기 제1질량체를 상기 기판상에 고정하는 적어도 하나의 제1스프링; 및 상기 제2질량체가 상기 수평방향상으로 상기 제1질량체에 대해 상대이동 가능하도록 상기 제2질량체와 상기 제1질량체를 상호 고정하는 적어도 하나의 제2스프링;을 포함한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 멤스 자이로스코프는, 상기 제1질량체가 상기 제2질량체에 대해 상기 수직방향상으로 상대이동가능하고 상기 수평방향상으로는 상대고정되도록 상기 제1질량체와 상기 제2질량체를 상호 고정하는 적어도 하나의 제1스프링; 및 상기 제2질량체가 상기 수평방향상으로 상기 기판에 대해 상대이동가능하도록 상기 제2질량체를 상기 기판상에 고정시키는 적어도 하나의 제2스프링;을 포함한다.
여기서, 상기 구동전극과 상기 감지전극은 콤구조를 가지며, 또한 구동전극과 감지전극은 각각 상기 제1질량체와 동일평면상에 배치된 고정전극과 이동전극을 가진다. 고정전극은, 상기 기판상에 기립되며 상호 평행하게 형성된 복수의 고정벽을 가진다. 이동전극은 각각의 상기 고정벽들 사이에 각각 배치되며 상기 고정벽의 상기 기판으로부터의 높이에 비해 작은 높이를 갖는 복수의 이동벽을 가진다. 상기 고정전극은 상기 기판상에 고정되며, 상기 이동전극은 제1질량체에 고정된다.
본 발명에 따르면, 모든 전극 내의 이동전극과 고정전극이 기판상의 동일한 평면에 배치된다. 따라서, 단일의 마스크만을 가지고도 모든 부품을 형성할 수 있으므로 그 제작 공정이 단순해진다.
또한, 이동전극과 고정전극간의 간격을 좁게 하는 경우에도 이들간의 점착이 잘 발생하지 않게 되므로, 정밀한 제어가 가능한 자이로스코프를 제작할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는, 전술한 종래 기술에 대한 설명과 마찬가지로, 자이로스코프 내의 질량체가 구동되는 방향을 '구동방향'이라 하고, 자이로스코프에 각속도가 입력되는 방향을 '입력방향'이라 하며, 질량체에 발생되는 코리올리힘을 감지하는 방향을 '감지방향'이라 한다. 또한, 기판의 판면 방향에 수직인 방향을 '수직방향'이라 하고 기판의 판면에 평행한 방향을 '수평방향'이라 한다. 이때, 수평방향 중 도면상의 좌우방향을 'X방향'이라 하고, 도면상의 상하방향을 'Y방향'이라 하며, 수직방향과 'Z방향'은 동일한 의미로 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 바람직한 제1실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 멤스 자이로스코프는, 기판(도시되지 않음)상에 배치되는 제1질량체(151)와 제2질량체(152), 제1질량체(151)를 구동하는 구동전극(110), 제2질량체(152)의 수평방향상의 변위를 감지하는 수평감지전극(120), 제1질량체(151)의 수직방향상의 변위를 감지하는 수직감지전극(130), 및 제1질량체(151)와 제2질량체(152)를 각각 지지하는 복수의 제1스프링(161)과 복수의 제2스프링(162)를 가지고 있다.
제1질량체(151)는 사각틀 형상을 가지며, 기판상에서 요동가능하도록 부상되어 있다. 제1질량체(151)의 각 측면은 제1스프링(161)에 의해 기판상에 고정되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1스프링(161)은 비틀림이 발생하는 2개의 판스프링(161a)과 이들을 상호 연결하는 연결부(161b) 및 판스프링(161a) 중 하나를 기판에 고정시키기 위한 고정부(161c)로 구성되어 있다. 도 4 및 도 5는 각각 도 3의 제1스프링(161)의 원상태와 비틀림변형된 상태를 각각 도시한 도면이다. 판스프링(161a, 161b)의 비틀림변형에 의하여, 제1질량체(151)는 기판에 대해 수직방향으로 상대이동 가능하다.
제2질량체(152)는 제1질량체(151)보다 작은 크기의 사각틀 형상을 가지며, 또한 기판상에서 요동가능하도록 부상되어 있다. 제2질량체(152)는 제1질량체(151)의 내측 공간에 배치된다. 제2질량체(152)는 제2스프링(162)에 의해 제1질량체(151)에 고정되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2스프링(162)은 Y방향으로 벤딩되는 판스프링의 형태를 가지며, 이에 따라 제2질량체(152)는 제1질량체(151)에 대해 Y방향으로 상대이동 가능하도록 제2스프링(162)에 의해 지지된다.
구동전극(110)은 제1질량체(151)의 Y방향상의 측방에 각각 설치되며, 기판상에서 제1질량체(151)와 동일 평면에 배치된다. 구동전극(110)은 콤(Comb)구조에 의해 상호 결합된 고정전극(111)과 이동전극(112)으로 구성되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 고정전극(111)은 기판상에 고정된 고정부(111b) 및 고정부(111b)와 일체로 형성된 판상의 고정벽(111a)을 가지고 있다. 고정벽(111a)은 기판상에 기립되도록 배치되며, 또한 상호 평행하게 배치된다. 이동전극(112)은 제1질량체(151)에 고정된 고정부(112b) 및 고정부(112b)와 일체로 형성된 판상의 이동벽(112a)을 가지고 있다. 각각의 이동벽(112a)은 각각의 고정벽(111a)들 사이의 공간에 배치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이동벽(112a)의 높이는 고정벽(111a)의 기판으로부터의 높이에 비해 작으며, 이동벽(112a)의 하단부는 기판으로부터 소정의 높이로 이격되어 있다. 이에 따라 이동전극(112)은 기판상에서 수직방향으로 요동가능하게 된다.
수평감지전극(120)은 제2질량체(152)의 내측 공간에 설치되어 있다. 수평감지전극(120)은, 구동전극(110)과 마찬가지로, 콤구조에 의해 상호 결합된 고정전극(121)과 이동전극(122)을 가지고 있다. 고정전극(121)은 기판상에 고정되며, 이동전극(122)은 제2질량체(152)에 고정된다.
수직감지전극(130)은 제1질량체(151)의 X방향상의 측방에 각각 설치된다. 수직감지전극(130)도 콤구조에 의해 상호 결합된 고정전극(131)과 이동전극(132)으로 구성되어 있다. 고정전극(131)은 기판상에 고정되며, 이동전극(132)은 제1질량체에 고정된다. 수직감지전극(130)은 구동전극(110)과 마찬가지로, 도 3 및 도 4와 같은 구조를 가진다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 동작을 설명한다.
구동전극(110)에 시간에 따라 변화하는 전압이 인가되면, 구동전극(110)에 의해 발생되는 정전력에 의해 제1질량체(151)가 Z방향으로 진동한다. 이때, 제2질량체(152)가 제2스프링(162)에 의해 Z방향으로 제1질량체(151)에 대해 상대고정되어 있으므로, 제2질량체(152)는 제1질량체(151)와 함께 Z방향으로 진동하게 된다.
수직감지전극(130)은 제1질량체(151)의 Z방향상의 변위를 측정하며, 측정된 값은 도시되지 않은 제어기에 제공된다. 제어기는 수직감지전극(130)의 측정치를 토대로 제1질량체(151)가 Z방향상으로 효과적으로 진동할 수 있도록 구동전극(110)에 공급되는 전계를 제어한다.
제1질량체(151)와 제2질량체(152)가 진동하는 동안 제1질량체(151)에 X방향으로 각속도가 인가되면, 제2질량체(152)는 제2스프링(162)에 의해 제1질량체(151)와 함께 X방향으로 이동된다. 이때, 제2질량체(152)에는 Y방향으로의 코이올리힘(Coriolis Force)이 가해져 제2질량체(152)가 Y방향으로 이동된다. 이에 따라 수평감지전극(120) 내의 고정전극(121)과 이동전극(122)간의 거리가 변화되며, 이와 같은 거리의 변화에 따라 수평감지전극(120)의 정전용량의 변화가 발생한다. 도시되지 않은 제어기는 수평감지전극(120)의 정전용량의 변화를 이용하여 코리올리힘을 산출하며, 이에 따라 X방향으로 가해지는 외력에 의한 각속도 또는 각가속도를 산출할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1질량체(151)의 Z방향상의 진동이 제1질량체(151)와 동일 평면상에 형성된 고정전극(111)과 이동전극(112)을 갖는 구동전극(110)에 의해 제어된다. 따라서, 구동전극(110)이 제1질량체(151)와 제2질량체(152) 등과 같은 타 부분의 제작 공정 수행시 동일한 공정 내에서 함꼐 제작될 수 있다. 따라서, 자이로스코프 내의 전 구조들이 하나의 마스크를 이용하여 제작될 수 있으므로, 자이로스코프의 제작 공정이 단순하게 된다.
또한, 고정전극(111)과 이동전극(112)이 동일 평면상에 배치되므로, 이들간의 간격을 좁게 만드는 것이 용이하게 된다. 따라서, 제1질량체(151)의 구동이나 제2질량체(152)의 변위 감지가 정밀하게 제어될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제2실시예를 도시한 도면이다. 이하의 실시예들에 대한 설명에서 도 1에 도시된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여 인용하며, 그의 상세한 설명은 생략된다.
본 실시예에서, 제1질량체(151), 제2질량체(152), 구동전극(110), 수평감지전극(120), 수직감지전극(130), 및 제2스프링(162)의 구성은 도 2에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서 제1스프링(161a)의 구성이 도 2의 실시예와 상이하다.
제1스프링(161a)은 사각틀 형상의 제1질량체(151)의 각 모서리에 설치되어 있다. 제1스프링(161a)은 도 2의 제1스프링(161)과 마찬가지로 제1질량체(151)가 기판에 대해 Z방향으로 상대이동가능하도록 제1질량체(151)를 지지한다. 이러한 구성을 갖는 도 9의 멤스 자이로스코프의 동작은 도 2에서와 동일하다.
본 실시예에서와 같이 제1스프링(161a)이 제1질량체(151)의 각 모서리를 지지하게 함에 따라, 도 2의 구조에서 발생할 수 있는, 제1질량체가 수평방향으로 회전하는 공진모드의 발생을 억제할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제3실시예를 도시한 도면이다.
본 실시예에서, 제1질량체(151), 제2질량체(152), 구동전극(110), 수평감지전극(120), 및 수직감지전극(130)의 구성은 도 2에 도시된 실시예와 동일하다. 본 실시예에서 제1스프링(261)과 제2스프링(262)의 구성이 도 2의 실시예와 상이하다.
제1스프링(261)은 제1질량체(151)와 제2질량체(152)를 상호 상대고정시킨다. 이때, 제1스프링(261)에 의해, 제1질량체(151)는 제2질량체(152)에 대해 Z방향상으로 상대이동가능하고, 수평방향상으로는 상대고정된다.
제2스프링(262)은 제2질량체(152)를 기판상에 고정시킨다. 이때, 제2스프링(262)에 의해, 제2질량체(152)는 Y방향향상으로 기판에 대해 상대이동가능하도록 기판상에 고정된다.
구동전극(110)에 의해 제1질량체(151)가 Z방향으로 진동할 때, 제2질량체(152)가 제2스프링(162)에 의해 Z방향상으로 기판에 고정되어 있으므로, 제2질량체(152)는 Z방향으로 진동하지 않는다. 제1질량체(151)가 진동하는 동안 제1질량체(151)에 X방향으로 각속도가 인가되면, 제1질량체(151)는 Y방향으로 발생되는 코리올리힘에 의해 Y방향을 이동된다. 이때, 제1질량체(151)와 제2질량체(152)가 제1스프링(261)에 의해 Y방향으로 상대고정되어 있으므로, 제2질량체(152)는 제1질량체(151)와 함께 Y방향으로 이동된다. 이에 따라 수평감지전극(120)에는 정전용량의 변화가 발생하게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제4실시예를 도시한 도면이다.
본 실시예에서 자이로스코프 내의 각 부분의 구성과 동작은 실질적으로 도 10에 도시된 실시예에서와 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 제1질량체(351)가 제2질량체(352)의 내측 공간에 배치되어 있다. 이에 따라 제1질량체(351)를 Z방향으로 구동하는 구동전극(310)이 제1질량체(351)의 내측 공간에 배치되고, 제2질량체(352)의 Y방향상의 변위를 감지하는 수평감지전극(320)이 제2질량체(352)의 외측면에 배치된다.
제1스프링(361)과 제2스프링(362)의 구성도 실질적으로 도 6의 실시예에서와 동일하다. 즉, 제1스프링(361)은 제1질량체(351)가 제2질량체(352)에 대해 Z방향상으로 상대이동가능하도록 제1질량체(351)와 제2질량체(352)를 상호 상대고정시키고, 제2스프링(362)은 제2질량체(352)가 Y방향향상으로 기판에 대해 상대이동가능하도록 제2질량체(352)를 기판상에 고정시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 자이로스코프의 동작은, 전술한 도 10의 실시예와 동일하다. 즉, 구동전극(310)에 의해 제1질량체(351)가 Z방향으로 진동하는 동안 제1질량체(351)에 X방향으로 각속도가 인가되면, 제2질량체(352)가 제1질량체(351)와 함께 Y방향으로 이동되고, 이를 수평감지전극(320)이 감지한다.
도 12는 본 발명에 따른 멤스 자이로스코프의 제5실시예를 도시한 도면이다. 본 실시예에서, 제1스프링(361a)을 제외한 다른 부분의 구성은 도 11에 도시된 실시예와 동일하다.
제1스프링(361a)은 사각틀 형상의 제1질량체(351)의 각 외측 모서리와 사각틀 형상의 제2질량체(352)의 각 내측 모서리를 연결한다. 제1스프링(361a)은 도 11의 제1스프링(361)과 마찬가지로 제1질량체(351)와 제2질량체(352)가 Z방향으로 상대이동가능하도록 이들을 상호 연결한다. 이러한 구성을 갖는 도 12의 멤스 자이로스코프의 동작은 도 11에서와 동일하다.
상기와 같은 제2실시예 내지 제5실시예에서도, 제1실시예와 마찬가지로, 모든 전극은 기판상의 동일한 평면 내에 형성된다.
본 발명에 따르면, 기판상의 모든 이동전극과 고정전극이 동일한 평면에 배치되어 있는, 수직방향으로 진동하는 질량체를 구비한 자이로스코프가 제공된다. 따라서, 단일의 마스크만을 가지고도 모든 부품을 형성할 수 있으므로 그 제작 공정이 단순해지고, 또한, 이동전극과 고정전극 사이의 간격을 점착 현상의 발생 없이 좁게 형성할 수 있게 된다. 이에 따라 X형 자이로스코프의 제작이 용이하고, 또한 제작된 X형 자이로스코프가 오동작할 우려가 적어진다.
본 발명에 의한 X형 멤스 자이로스코프를 수직축 방향으로 90도 회전하여 X형 자이로스코프와 동일 평면상에 직각 배치하면 Y형 자이로스코프라 되며, 이로써 동일한 방식에 의한 2축 자이로스코프를 동일 기판에 동일 마스크를 사용하여 제작할 수 있게 되고, 동일한 감도, 동일한 신호처리부, 및 동일 칩(Chip) 크기를 가지는 등의 장점을 지닌 2축 자이로스코프를 제작할 수 있게 된다. 더 나아가서는, 본 발명에 의한 X형 자이로스코프의 감지방식과 동일한 감지방식을 사용하는 Z형 자이로스코프를 함께 배치하면, 동일 기판의 평면상에 하나의 마스크로써 3축 자이로스코프를 쉽게 제작할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (8)

  1. 기판의 판면방향에 수직방향을 따라 상기 기판에 대해 상대이동가능한 제1질량체;
    상기 기판상에 상기 제1질량체와 동일 평면에 설치되며, 상기 제1질량체를 상기 수직방향상으로 진동시키는 구동전극;
    상기 판면방향에 평행한 방향 중 하나인 수평방향을 따라 상기 기판에 대해 상대이동가능하며, 상기 구동전극에 의해 상기 제1질량체가 진동하는 동안 각속도의 인가에 따라 발생한 코리올리힘에 의해 상기 수평방향으로 이동되는 제2질량체; 및
    상기 제2질량체의 상기 수평방향상의 변위를 측정하는 감지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2질량체는 상기 제1질량체에 대해 상기 수평방향상으로 상대이동가능한 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1질량체가 상기 수직방향상으로 이동가능하도록 상기 제1질량체를 상기 기판상에 고정하는 적어도 하나의 제1스프링; 및
    상기 제2질량체가 상기 수평방향상으로 상기 제1질량체에 대해 상대이동 가능하도록 상기 제2질량체와 상기 제1질량체를 상호 고정하는 적어도 하나의 제2스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1질량체가 상기 제2질량체에 대해 상기 수직방향상으로 상대이동가능하고 상기 수평방향상으로는 상대고정되도록 상기 제1질량체와 상기 제2질량체를 상호 고정하는 적어도 하나의 제1스프링; 및
    상기 제2질량체가 상기 수평방향상으로 상기 기판에 대해 상대이동가능하도록 상기 제2질량체를 상기 기판상에 고정시키는 적어도 하나의 제2스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동전극 및 상기 감지전극은 콤구조를 갖는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동전극은,
    상기 기판상에 기립되며 상호 평행하게 형성된 복수의 고정벽을 구비하며, 상기 기판상에 고정된 고정전극; 및
    각각의 상기 고정벽들 사이에 각각 배치되며 상기 고정벽의 상기 기판으로부터의 높이에 비해 작은 높이를 갖는 복수의 이동벽을 구비하며, 상기 제1질량체에 고정된 이동전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 구동전극에 의해 이동되는 상기 제1질량체의 상기 수직방향상의 변위를 감지하는 수직감지전극;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 수직감지전극은,
    상기 기판상에 기립되며 상호 평행하게 형성된 복수의 고정벽을 구비하며, 상기 기판상에 고정된 고정전극; 및
    각각의 상기 고정벽들 사이에 각각 배치되며 상기 고정벽의 상기 기판으로부터의 높이에 비해 작은 높이를 갖는 복수의 이동벽을 구비하며, 상기 제1질량체에 고정된 이동전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 자이로스코프.
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