KR100319920B1 - 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관성체의 각속도를 검출하기 위한 각속도 센서(자이로스코프;Gyroscope 또는 자이로;Gyro) 중에서 특히 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프를 기재한다. 본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는 외부짐벌 내에 비대칭축으로 지탱되는 내부짐벌을 구비하여 두 짐벌이 측면으로 진동하는 중에 각속도가 인가될 경우 내부짐벌이 수직 방향의 코리올리력을 받도록 제작함으로써, 수평 진동의 가진과 수직 진동으로 측정하는 진동 분리형으로 형태가 간단하면서도 주파수 튜닝이 용이해서 자이로의 성능이 좋다.
Description
본 발명은 관성체의 각속도를 검출하기 위한 각속도 센서(자이로스코프;Gyroscope 또는 자이로;Gyro)에 관한 것으로, 특히 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프에 관한 것이다.
일반적으로 관성체의 각속도를 검출하기 위한 각속도 센서(자이로스코프;Gyroscope 또는 자이로;Gyro)는 오래전부터 미사일, 선박, 항공기 등에서 항법장치용 핵심 부품으로 널리 사용되어 왔다. 이러한 자이로스코프는다수의 복잡한 부품이 정밀 가공 및 조립 공정 등을 통하여 제작되므로 정밀한 성능을 얻을 수 있으나, 제작 비용이 많이 들고 부피가 커 일반 산업, 가정용으로 사용하기에는 부적합하다. 이 때문에 그 사용 범위가 제한되어 왔으나, 90년대 초 일본의 무라다(Murata)사나 토킨(Tokin)사가 압전재료를 이용한 저가의 소형 진동형 자이로스코프를 개발하면서 사용 범위가 자동차, 가전 제품, 멸티미디어 제품 등으로 확대되고 있는 실정이다.
그러나 이러한 압전 진동형 자이로스코프는 기존의 항공기나 군사용 자이로스코프에 비해서 가격이나 크기가 혁신적으로 낮아졌지만 정밀기계가공을 이용해서 제작해야 하기 때문에 그 크기나 가격에서 한계를 가지고 있다. 최근들어 자이로의 가격과 크기를 더욱더 낮추기 위해서 반도체 제작기술을 이용한 가공방식(MEMS; Micro ElectroMechanical System)으로 실리콘 진동형 자이로스코프를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 정전용량형 진동형 마이크로자이로의 동작원리를 설명하기 위한 도면들이다. 도시된 바와 같이, 관성체(1; 관성질량)이 가진수단에 의해서 x방향으로 진동하고 있다. 이 때 외부에서 y방향의 각속도가 인가되면 관성체(1)에는 각속도에 비례하는 코리올리스 힘이 z방향으로 작용하게 된다. 이 힘에 의해 관성체(1)는 z방향으로 진동하게 된다. 이 진동을 전극(2)과 관성체(1)사이의 정전용량 변화를 통해 측정함으로써 각속도를 측정하게 된다. 코리올리스 힘에 의한 z방향 변위는 다음 수학식 1과 같이 표시될 수 있다.
여기서, m은 관성체의 질량, ∂C/∂y는 가진 정전기력의 감도, Ω는 입력 각속도, ω는 가진 전압의 교류주파수, V는 가진 전압, Ky, Kz는 각각 가진방향과 측정방향의 강성, ry=ω/ωy, rz=ω/ωz(ωy, ωz는 각각 구조체의 가진방향 진동의 공진주파수와 측정방향 진동의 공진주파수), ξy,ξz는 각각 가진방향과 측정방향의 댐핑계수, Φy,Φz는 가진방향과 측정방향 진동의 위상차이다. 위의 식에서 알 수 있듯이 자이로스코프의 감도와 비례하는 z방향 변위는 ry와 rz가 1, 즉 ω=ωy=ωz이고, ξy,ξz가 최소일 때 그 값이 최대가 됨을 알 수 있다. 이러한 이유로 진동형 자이로스코프에서는 가진방향 진동의 공진주파수와 측정방향 진동의 공진주파수가 최대한 일치해야 하고 댐핑이 적어야 한다.
그러나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 구조에서는 외부 각속도가 인가되면 지지빔(3)이 가진과 측정방향 진동을 동시에 받는다. 이러한 구조에서는 가진방향과 측정방향 진동의 공진주파수가 일치하게 되면 두 진동이 서로 간섭을 받게되어서 진동이 불안정해지므로 두 방향의 공진주파수의 차이를 약 5%정도 두게된다. 따라서, 성능에 한계가 있다. 또한 주파수 튜닝시 전극(4)에 전압을 인가하여 측정방향의 공진주파수를 가진 방향의 공진주파수와 일치시키는데, 이 때 가해준 전압에 의해 관성체(1)는 바닥쪽으로 처지게 된다. 이러한 처짐에 의해 측정 방향쪽으로의 진동이 불안정해진다. 특히 두 공진주파수의 차가 심해서 전압을 많이 가할 경우 관성체(1)의 처짐이 매우 커져 측정 방향 진동이 불안정해지는 원인이 된다.
또한, 단순 지지빔을 가진 경우 가진방향과 측정방향의 강성는 각각 다음과 수학식 2와 같이 표시된다.
여기서, E는 탄성계수, L은 지지빔의 길이, b는 지지빔의 폭, h는 지지빔의 두께를 각각 나타낸다.
위의 수학식 2에서 알 수 있듯이 측정방향 공진주파수가 두께에 대해 3승에 비례하므로 공정오차에 의해서 두께가 변하게 되면 가진방향과 측정방향의 공진주파수의 비의 변화는 크게 된다. 예를 들어 폭이 2μm이고 두께가 6μm에서 7μm로 변하게 되면 두 공진주파수의 차이는 16%가 되게 된다. 일반적으로 반도체 제작 공정에서 빔의 폭은 원하는 폭으로 쉽게 만들수 있으나 두꺼운 박막의 두께는 제어가 용이하지 않다. 따라서 공정 오차에 의해서 주파수 변화가 심하게 된다. 또한 높은 주파수 범위를 갖기 위해서는 관성체를 포스 밸런싱을 해야 하는데 이를 위해서는 윗면에도 전극이 설치되어야 하므로 구조가 복잡해진다. 이러한 단점에 비해서 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 형태의 자이로스코프는 구조가 간단하고 지면에 평행한 각속도를 측정할 수 있어 2축 측정용 자이로스코프 제작이 용이하다는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 형태의 자이로스코프의 단점을 보완하기 위해서 현재 주로 이용되고 있는 방법은 구조적으로 두 방향의 진동을 완전히 분리하고, 부가적인 방법으로 한 방향의 공진주파수를 두 번째 공진주파수와 일치시키는 방법이 사용되고 있다. 이러한 진동 분리형 자이로스코프의 대표적인 예(US 5,408,877)가 짐벌형 자이로스코프로 불려지는 도 2에 도시된 바와 같은 자이로스코프이다. 이 자이로스코프에서는 관성질량 위에 배열된 전극(11)을 통해서 내부짐벌(12)과 관성질량(13)을 Y축을 중심으로 회전 진동시킨다. 이 진동은 전극(14)을 통해서 모니터링된다. 이 때 외부짐벌(15)은 진동하지 않는 상태이다. 외부에서 z방향으로 각속도가 인가되면 내부짐벌(12), 관성질량(13), 외부짐벌(15)은 x축을 중심으로 회전진동한다. 이 진동을 바닥에 설치되어 있는 전극(16)을 통해서 측정하게된다. 또한 전극(17)을 통해서 외부짐벌(15)을 영점으로 포스 밸런싱하고 주파수를 튜닝하게 된다.
이 자이로스코프는 비틀림 지지빔(18,19)을 통해 가진과 측정방향 진동이 분리되어 있어 두 방향 진동이 상호 영향을 받지 않으므로 전극(17)에 전압을 가해서 측정 방향 공진주파수를 가진 방향 공진주파수와 매우 근접하게 일치시킬 수 있다. 또한 외부 비틀림 지지빔(19)의 z방향 강성이 매우 크고, 전극이 좌우 대칭으로 배치되어 있으므로 주파수 튜닝시 전압이 인가되도 외부짐벌(15)의 처짐이 없다. 또한 가진과 측정방향 공진주파수의 비가 두께에 무관하고, 하부에 설치된 전극 만으로도 외부짐벌(15)을 포스 밸런싱할 수 있다는 장점이 있다.
반면에 자이로스코프의 형태가 매우 복잡한 3차원 형태이므로 만들기가 어렵고, 측정축이 z방향이므로 한 웨이퍼 상에 2개를 90도로 배치해서 2축 측정용 자이로 제작하기가 불가능하며, 가진 변위를 크게하기 위해서 전극(11)과 내부짐벌(12) 사이의 간격이 커야 하므로 큰 정전력을 얻기 위해서는 고전압을 가해야 하는 단점이 있다.
진동분리형 자이로스코프의 두 번째 형태는 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 이 자이로스코프('New Designs of Micromachined Vibrating Rate Gyroscope with Decoupled Oscillation Modes', Transducers‘97)는 빗살 구조(comb structure)(20)에 의해서 전체 관성질량(21)이 지지빔(22)에 의해서 x방향으로 진동하게 된다. 이 때 내부 빗살 구조(23)도 같이 진동하게 된다. z방향으로 각속도가 인가되면 내부 빗살 구조(23) y방향으로 진동하게 되어 각속도를 측정할 수 있다.
이러한 형태의 자이로스코프도 진동이 분리되어 있고, 주파수 튜닝시 전압이 대칭적으로 가해지므로 내부 관성질량이 한쪽으로 처지지 않고, 두 방향의 공진주파수의 비가 두께에 의존하지 않고, 포스밸런싱을 하기가 용이하다는 장점이 있는 반면에, 복잡한 3차원 형상은 아니지만 내부에 간격이 좁은 빗살 구조를 다수 포함하고 있는 구조를 가지고 있으므로 공정 수율이 나쁘고, 입력 각속도가 z축이므로 2축 자이로 제작이 불가능하고, 그 두께가 두껍지 않으면 고성능 자이로스코프의 제작이 용이하지 않다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안한 것으로, 가진진동과 측정진동이 분리되어 주파수 튜닝이 용이하도록 외부 짐벌 내에 비대칭 내부 비틀림 짐벌(gimbal)을 구비함으로써, 측면으로 구동되고 지면에 수직한 방향으로 측정하면서 z축 측정이 용이하며, 두 공진주파수의 두께에 대한 의존성이 적어 두 공진주파수의 비가 공정 오차에 의한 두께의 변화에 덜 민감하며, 한 면에 설치된 전극만으로 포스 밸런싱(Force Balancing)이 가능하며, 두 주파수를 일치시키기 위해서 전압을 인가할때 관성질량의 처짐이 적어 진동이 안정적인 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 정전용량형 진동형 마이크로자이로의 동작원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 진동 분리형(짐벌형) 자이로스코프의 개략적 사시도,
도 3은 종래의 진동분리형 자이로스코프의 또 다른 형태를 보여주는 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프의 평면도,
도 5는 도 4의 짐벌형 자이로스코프에서 외부짐벌과 내부짐벌의 결합관계를 설명하기 위한 도면,
그리고 도 6a 및 도 6b는 도 4의 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프을 이용하여 2축 자이로스코프를 구성하는 방식을 설명하기 위한 평면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 관성체(관성질량) 2. 전극
3. 지지빔 4. 전극
11. 전극 12. 내부짐벌
13. 관성질량 14. 전극
15. 외부짐벌 16. 전극
17. 전극 18. 비틀림 지지빔
19. 외부 비틀림 지지빔 20. 빗살 구조(comb structure)
21. 관성질량 22. 지지빔
23. 내부 빗살 구조 30. 외부 짐벌
31. 내부 짐벌 32. 구부러짐 지지빔
33. 비틀림 지지빔 34. 포스밸런싱용 전극
35. 가진판 36. 가진판
37. 감지전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는, 기판; 상기 기판 상부에 제1방향으로 진동하도록 상기 기판으로부터 소정의 간격으로 이격되게 형성된 외부 짐벌; 상기 외부 짐벌의 내부에 상기 기판의 평면에 나란한 제1방향과 교차하며, 상기 기판의 평면에 수직인 제2방향으로의 진동하도록 형성된 내부 짐벌; 상기 기판 및 외부 짐벌에 결합되어 상기 외부짐벌이 상기 기판 상부에 형성된 현수 구조물로서 유지되도록 하면서 상기 제1방향 진동이 가능하도록 구부러짐 탄성을 갖는 구부러짐 지지빔; 상기 외부짐벌 및 내부짐벌에 결합되어 상기 내부짐벌의 비대칭축 역할을 하면서 상기 내부짐벌이 상기 제2방향으로 진동 가능하도록 비틀림 탄성을 갖는 비틀림 지지빔; 상기 외부짐벌 양측의 상기 기판 상에 고정되어 상기 외부짐벌의 빗살 구조물에 대응하는 빗살 구조물을 가지고 상기 외부짐벌 및 내부 짐벌을 상기 제1방향으로 가진시키는 가진판; 상기 내부짐벌 하부의 상기 기판 상면에 형성되어 상기 내부짐벌이 상기 기판으로부터 이격된 간격을 원점으로 제어하는 포스밸런싱용 전극; 및 상기 내부짐벌 하부의 상기 기판 상면에 형성되어 상기 내부짐벌의 상기 제2방향 운동을 감지하는 감지전극;을
구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 외부짐벌 양측의 가진판 중 일측 가진판에 상기 외부짐벌 및 내부짐벌의 가진동작을 모니터링할 수 있는 회로가 더 구비된 것이 바람직하며, 상기 포스밸런싱용 전극은 상기 비틀림 지지빔을 중심으로 대칭되게 형성되고, 상기 감지전극은 상기 비틀림 지지빔을 중심으로 대칭되게 형성된 상기 포스밸런싱용 전극의 외측 비대칭면 상에 형성된 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는 간단한 구조와 2축 측정용 자이로의 제작이 용이하다는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 자이로스코프의 장점과 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 자이로스코프의 장점인 진동 분리형 구조를 택함으로써 두 형태의 자이로스코프의 장점 만을 가질 수 있는 구조를 갖는다. 그 구체적인 구성은 도 4에 도시된 바와 같으며, MEMS 기술을 이용하여 제작된다. 이러한 구조의 자이로스코프는 특히 가진진동과 측정진동이 분리되어 있어 주파수 튜닝이 용이하고, 측면으로 구동되고 지면에 수직한 방향으로 측정하면서 z축 측정이 용이하다. 또한, 두 공진주파수의두께에 대한 의존성이 적으므로 두 공진주파수의 비가 공정오차에 의한 두께의 변화에 덜 민감하며, 한 면에 설치된 전극만 가지고 포스 밸런싱(Force Balancing)이 가능하며, 두 주파수를 일치시키기 위해서 전압을 인가할 때 관성질량의 처짐이 적어 진동이 안정적인 자이로스코프이다. 이러한 장점들을 갖는 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는 다음과 같이 구성된다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(미도시)이 구비되고, 이 기판(미도시) 상부에 지면과 수평 방향 즉 기판의 평면에 대해 나란한 방향(제1방향)으로 진동하도록 기판으로부터 소정의 간격으로 이격되게 외부 짐벌(30)이 구비된다. 이 외부짐벌(30)은 내부가 비어있는 사각형 구조이며 그 양 외측에는 가진을 위한 빗살 구조물이 형성된다. 이 외부 짐벌(30)의 내부에는 지면과 수직 방향 즉 기판의 평면에 대해 수직인 방향(제2방향)으로 진동하도록 내부 짐벌(31)이 구비된다. 이 내부짐벌(31)은 실제 관성 각속도를 측정하기 위한 현수 구조물로서, 도 4 및 도5에 도시된 바와 같이, 비대칭축이 되는 비틀림 지지빔(33)에 의해 외부짐벌(30)과 결합되어 있다. 이 비틀림 지지빔(33)은 내부짐벌(31)이 지면과 수직하는 방향으로 진동할 수 있도록 적절한 비틀림 탄성을 갖는다. 비틀림 지지빔(33)에 의해 결합된 내부짐벌(31)과 외부짐벌(30)은 앞서 설명한 바와 같이 지면과 수평방향으로 진동할 수 있도록 외부 짐벌(30)을 기판(미도시)에 결합하는 구부러짐 지지빔(32)가 구비된다. 구부러짐 지지빔(32)은 외부짐벌(30)이 기판 상부에 형성된 현수 구조물로서 유지되도록 하면서 지면과 수평방향으로 진동할 수 있도록 하는 구부러짐 탄성을 갖는다. 이러한 수평 방향으로의 진동을 정전기력을 이용하여 가능하게 하는 가진판(35, 36)이 구비된다. 가진판(35, 36)은 외부짐벌(30) 양측의 기판 상에 고정되며, 외부짐벌의 빗살 구조물에 대응하는 빗살 구조물을 가지고 외부짐벌(30) 및 내부 짐벌(31)을 수평 방향으로 가진시키게 된다. 이 들 두 가진판(35, 36) 중 일측 가진판(36)에 외부짐벌(30) 및 내부짐벌(31)의 가진동작을 모니터링할 수 있는 회로를 구비하는 것이 바람직하다. 내부짐벌(31) 하부의 기판 상면에는 포스밸런싱용 전극(34)이 형성되는데, 이는 내부짐벌(31)이 진동에 의해 기판으로부터 이격되는 경우 기판으로부터 일정한 간격으로 이격된 원점으로 되돌아오도록 제어하게 된다. 이 포스밸런싱용 전극(34)은 비틀림 지지빔(33)을 중심으로 대칭되게 형성된다. 이와 같이 함으로써, 포스 밸런스를 위한 힘이 측정하고자하는 수직 방향의 운동에 영향을 미치지 않게되기 때문이다. 그리고, 내부짐벌(31) 하부의 기판 상면에는 포스밸런싱용 전극(34) 뿐 만 아니라 감지전극(37)도 형성된다. 이 감지전극(37)은 내부짐벌(31)이 지면과 수직 방향(제2방향)으로 진동을 감지하게 된다. 이 감지전극(37)은 비틀림 지지빔(33)을 중심으로 대칭되게 형성된 포스밸런싱용 전극(34)의 외측 비대칭면 상에 형성된다.
이와 같이, 관성질량은 외부짐벌(30)과 내부짐벌(31)로 구성되어, 정전기력에 의해서 외부짐벌(30)과 내부짐벌(31)이 지지빔(32)의 구부러짐에 의해서 진동하게 된다. 측정 진동은 내부짐벌(31)이 지지빔(33)의 비틀림에 의해 상하로 회전 진동하게 된다. 따라서 가진과 측정 진동이 구부러짐 지지빔(32)과 비틀림 지지빔(33)에 의해서 분리되어 있으므로 주파수 튜닝이 용이하다. 또한, 측정원리가 지면과 내부짐벌(31)의 정전용량 변화를 측정하는 것이기 때문에 구조가 간단하고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 배열을 통해 2축 측정용 자이로의 제작이용이하다.
또한 구부러짐 지지빔(32)의 강성과 비틀림 지지빔(33)의 강성은 각각 다음 수학식과 같다.
[수학식]
위의 수학식에서 알 수 있듯이 구부러짐 지지빔의 강성과 비틀림 지지빔의 강성의 비는 두께에 덜 민감하다. 예를 들어 빔폭이 2μm이고 두께가 6μm에서 7μm로 변하더라도 공진주파수 비의 변화는 1.3% 정도에 지나지 않는다. 따라서 두꺼운 박막의 두께에 대한 의존성이 매우 미미하다.
또한 내부짐벌(31)의 비틀림 지지빔(33)의 z방향 강성은 회전방향의 강성에 비해 매우 크고, 전극(34)이 좌우 대칭으로 배열되어 있어 주파수 튜닝을 위해서 전극(34)에 전압을 인가하더라도 내부 짐벌(31)의 처짐은 매우 미미하다. 그리고 내부 짐벌(31)의 지지축을 비대칭으로 함으로서 바닥에 설치되어 있는 전극(34) 만 가지고도 내부짐벌(31)을 영점으로 포스밸런싱이 가능하다.
이러한 구성의 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는 다음과 같이 동작한다.
빗살 구조(35)에 교류와 직류전압을 인가하면 외부짐벌(30)과 내부짐벌(31)는 x방향으로 진동하게 된다. 이 때 교류전압의 주파수를 측정방향 공진주파수와일치시켜 그 변위를 최대로 한다. 가진진동은 빗살 구조(36)에 의해서 모니터링되어 항상 공진점에서 진동하게끔 교류전압의 주파수를 변화시킨다. 외부에서 y방향으로 각속도가 인가되면 외부짐벌(30)과 내부짐벌(31)은 z방향으로 코리올리스 힘을 받게된다. 외부짐벌(30)의 지지빔의 z방향 강성은 크므로 내부짐벌(31)만 z방향으로 가진 공진주파수로 회전 진동하게 된다. 이 때 가진 방향의 공진주파수를 측정방향의 공진주파수와 일치시키기 위해서 전극(34)에 직류전압을 인가해서 측정방향의 공진주파수를 가진 방향의 공진주파수와 일치시킨다. z방향의 진동은 전극(37)과 내부짐벌(31)의 정전용량 변화로 측정된다. 또한 측정진동은 전극(34)을 통해서 영점으로 포스 밸런싱된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프는 측면으로 구동하고 수직으로 측정하는 진동 분리형으로 제작함으로써 형태를 간단하게 하면서도 주파수 튜닝이 용이해서 자이로의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 지면에 평행한 각속도를 측정하므로 2축 측정용 자이로스코프로의 제작이 용이하며, 한 평면에 설치된 전극 만으로도 포스 밸런싱이 가능하다. 또한 정전력에 의한 주파수 튜닝시 관성질량의 처짐에 의한 진동체가 불안정하게 진동하는 것도 방지 할 수 있다.
Claims (4)
- 기판;상기 기판 상부에 기판의 평면에 대해 평행한 제1방향으로 진동하도록 상기 기판으로부터 소정의 간격으로 이격되게 형성된 외부 짐벌;상기 외부 짐벌의 내부에 상기 제1방향과 교차하며 기판의 평면에 수직인 제2방향으로의 진동하도록 형성된 내부 짐벌;상기 기판 및 외부 짐벌에 결합되어 상기 외부짐벌이 상기 기판 상부에 형성된 현수 구조물로서 유지되도록 하면서 상기 제1방향 진동이 가능하도록 구부러짐 탄성을 갖는 구부러짐 지지빔;상기 외부짐벌 및 내부짐벌에 결합되어 상기 내부짐벌의 비대칭축 역할을 하면서 상기 내부짐벌이 상기 제2방향으로 진동 가능하도록 비틀림 탄성을 갖는 비틀림 지지빔;상기 외부짐벌 양측의 상기 기판 상에 고정되어 상기 외부짐벌의 빗살 구조물에 대응하는 빗살 구조물을 가지고 상기 외부짐벌 및 내부 짐벌을 상기 제1방향으로 가진시키는 가진판;상기 내부짐벌 하부의 상기 기판 상면에 형성되어 상기 내부짐벌이 상기 기판으로부터 이격된 간격을 원점으로 제어하는 포스밸런싱용 전극; 및상기 내부짐벌 하부의 상기 기판 상면에 형성되어 상기 내부짐벌의 상기 제2방향 운동을 감지하는 감지전극;을구비한 것을 특징으로 하는 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 외부짐벌 양측의 가진판 중 일측 가진판에 상기 외부짐벌 및 내부짐벌의 가진동작을 모니터링할 수 있는 회로가 더 구비된 것을 특징으로 하는 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 포스밸런싱용 전극은 상기 비틀림 지지빔을 중심으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 감지전극은 상기 비틀림 지지빔을 중심으로 대칭되게 형성된 상기 포스밸런싱용 전극의 외측 비대칭면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프.
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