KR100887737B1 - Six degree of freedom - detection sensor - Google Patents

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KR100887737B1
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홍진광
장명기
정희영
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주식회사 엠투엠코리아
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Abstract

A six degree of freedom - detection sensor is provided to detect accurate position of an object through acceleration and angular velocity by installing a plurality of micro oscillators. A six degree of freedom - detection sensor is composed of an XYZ axial deflection person, a vibrator at each shaft, and a compensating circuit. The X,Y,Z vibrator detects the linear momentum at each axis, and the vibrator at the each axis detects angular velocity. The compensating circuit compensates for an error / deviation of the vibrator facing to the gravity direction. The micro-vibrator(100) is formed by an MEMS vibrator.

Description

6자유도 검출센서{ six degree of freedom - detection sensor.}Six degree of freedom-detection sensor.

본 발명은 6자유도 검출센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개의 미세진동자를 배열 구조를 이용하여 변위 측정을 위한 가속도, 각속도를 동시에 검출할 수 있는 6자유도 검출센서에 관한 것이다.The present invention relates to a six-degree of freedom detection sensor, and more particularly, to a six-degree of freedom detection sensor capable of simultaneously detecting acceleration and angular velocity for displacement measurement using a plurality of micro vibrators in an array structure.

MEMS 기술은 박막 증착, 식각 기술, 불순물 확산 및 주입 기술 등 반도체 소자 기술을 기반으로 하여 마이크로미터 단위의 정교한 형상을 갖는 소자를 제조하는 것이다.MEMS technology is based on the semiconductor device technology, such as thin film deposition, etching, impurity diffusion and implantation technology to manufacture devices having a fine shape in micrometers.

관성 센서는 MEMS 기술로 제작된 대표적인 센서로서 병진 운동을 측정하는 가속도 센서와 회전 운동을 측정하는 각속도 센서로 구성된다. 관성 센서는 유도/항법, 휴대용 기기, 캠코더, 3차원 입력 장치, 게임, 실시간 변위 측정, 진동 측정 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 적용 분야 및 수요는 폭발적으로 증가할 것으로 예측된다.The inertial sensor is a representative sensor made by MEMS technology and consists of an acceleration sensor measuring translational motion and an angular velocity sensor measuring rotational motion. Inertial sensors are applied in various fields such as induction / navigation, portable devices, camcorders, three-dimensional input devices, games, real-time displacement measurement, vibration measurement, etc. Applications and demand are expected to explode.

종래에는 1축 가속도 센서 및 1축 자이로 센서를 각각 개별 제작하여 1축 가 속도 센서로는 가속도만 측정하고 1축 자이로 센서로는 각속도만을 측정하였다. Conventionally, the 1-axis acceleration sensor and the 1-axis gyro sensor were manufactured separately, and only the acceleration was measured by the 1-axis acceleration sensor, and only the angular velocity was measured by the 1-axis gyro sensor.

또한, 지중의 변위를 측정하기 위하여 지중 변위센서를 별도로 구성하게 되는데 이는 매입방식으로 시공이 불편하며 민감한 지역에 가설할 경우에 오히려 위험요소로 작용하고 있었다.In addition, in order to measure the displacement of the ground, the ground displacement sensor is separately configured, which is inconvenient in construction by the embedding method and acts as a risk factor when constructing in a sensitive area.

한편, 6자 유도 측정을 위하여 고가의 수입 장비 혹은 상기한 1축 가속도 센서 및 1축 자이로 센서를 각각 축마다 구성하여 장치를 구성하여야 하는 이중의 비용 부담이 발생하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, there is a problem in that a double cost burden that requires the configuration of the device by configuring each of the expensive imported equipment or the 1-axis acceleration sensor and 1-axis gyro sensor for each axis for the six-way induction measurement.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above,

본 발명의 목적은 다수개의 미세진동자 배열 구조를 이용하여 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있도록 하는데 있다.An object of the present invention is to enable the detection of linear momentum (acceleration) and rotational momentum (angular velocity) for each of X, Y, and Z axes by using a plurality of micro-vibrator array structures. It is to enable the precision detection of degrees of freedom.

본 발명의 다른 목적은 국토 전역의 절토 사면 및 산사태 위험 지역의 실시간 변위, 진동 측정을 통한 사전 위험감지와 상태 측정 데이터를 6자유도 검출 센서를 이용하여 검출할 수 있도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to enable the detection of the preliminary risk detection and state measurement data through real-time displacement, vibration measurement of cut slopes and landslide danger areas throughout the country using six degrees of freedom sensors.

본 발명의 또 다른 목적은 보상회로부를 구성하여 정밀 검출 및 검출의 신뢰성을 높이기 위한 보상을 수행할 수 있도록 하는데 있다.Still another object of the present invention is to configure a compensation circuit unit so as to perform compensation for precision detection and detection reliability.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the problem to be solved by the present invention,

본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서는,Six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention,

물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하고, 물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 미세진동자를 배치하는 구조를 이용하여 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to detect the angular velocity of the object, two to four micro vibrators are arranged at 90 degree intervals from the center axis, and the micro vibrators are arranged on three axes of X, Y, and Z to detect the acceleration of the object. By using this method, the linear momentum (acceleration) and X, Y, and Z axis rotational moments (angular velocity) can be detected simultaneously on the X, Y, and Z axes so that the six degrees of freedom of the object can be precisely detected. .

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 6자유도 검출센서를 통해 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있는 효과를 제공하게 된다.Through the six degrees of freedom sensor according to the present invention having the above configuration and action, it is possible to simultaneously detect the linear momentum (acceleration) and the rotational momentum (angular velocity) for each of the X, Y, and Z axes. It provides the effect that can accurately detect the six degrees of freedom of the object.

또한, 종래에 여러 개의 센서들을 구성할 경우의 비용의 문제점을 하나의 센서를 통해 구성하여 해결할 수 있어 이에 따른 비용 절감의 효과를 제공하게 된다.In addition, it is possible to solve the problem of the cost of configuring a plurality of sensors in the prior art by configuring a single sensor to provide a cost reduction effect accordingly.

또한, 국토 전역의 절토 사면 및 산사태 위험 지역의 실시간 변위, 진동 측정을 통한 사전 위험감지와 상태 측정 데이터를 6자유도 검출 센서를 이용하여 검출할 수 있도록 함으로써, 다양한 변위 측정 센서로 활용할 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, by using the six degree of freedom sensor to detect the risk and state measurement data through real-time displacement and vibration measurement of cut slopes and landslide danger areas throughout the country, it can be used as various displacement measuring sensors. Will be provided.

또한, 보상회로부를 구성하여 정밀 검출 및 검출의 신뢰성을 높이기 위한 보상을 수행할 수 있게 된다.In addition, the compensation circuit unit may be configured to perform precision detection and compensation to increase the reliability of the detection.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서는,Six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,

다수 개의 미세진동자 배열 구조를 이용하여 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있게 되는데,Using multiple micro-vibrator array structures, it is possible to detect linear freedom (acceleration) on X, Y, and Z axes and rotational motion (angular velocity) by X, Y, and Z axes simultaneously to precisely detect the six degrees of freedom of an object. You can

이때, 상기 미세진동자 배열 구조는,At this time, the micro-vibrator array structure,

물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하고, 물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 미세진동자를 배치하는 구조인 것을 특징으로 한다.In order to detect the angular velocity of the object, two to four micro vibrators are arranged at 90 degree intervals from the center axis, and the micro vibrators are arranged on three axes of X, Y, and Z to detect the acceleration of the object. It is characterized by.

한편, 다른 일실시예에 따른 6자유도 검출 센서는,On the other hand, the six degree of freedom detection sensor according to another embodiment,

X,Y,Z 3축에 각각 설치 구성되어 직선운동량(가속도) 검출하는 XYZ축진동자와;An XYZ oscillator configured to be installed on each of X, Y, and Z axes to detect linear momentum (acceleration);

X,Y,Z축 별에 각각 설치 구성되어 회전운동량(각속도) 검출하는 각축별진동자와;A vibrator for each axis configured to be installed on each of the X, Y, and Z axes to detect rotational momentum (angular velocity);

중력방향축(Z축)에서 수평이 되는 각속도 검출 이외의 X,Y축의 진동자 배열 구조상 중력 방향으로 향하는 진동자의 오,편차를 보상하기 위한 보상회로부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a compensation circuit unit for compensating for the misalignment of the vibrator in the direction of gravity due to the arrangement of the vibrators of the X and Y axes other than the angular velocity detection being horizontal on the gravity direction axis (Z axis).

이때, 상기 XYZ축진동자는,At this time, the XYZ axis oscillator,

물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 배치하는 것을 특징으로 한다.In order to detect the acceleration of the object it is characterized in that arranged on the three axes X, Y, Z.

이때, 상기 각축별진동자는,At this time, the oscillator for each axis,

물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하는 것을 특징으로 한다.In order to detect the angular velocity of the object, two to four micro-vibrators are arranged at intervals of 90 degrees with respect to the central axis.

이때, 상기 미세진동자는,At this time, the micro vibrator,

MEMS 진동자 혹은 NEMS 진동자인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the MEMS oscillator or NEMS oscillator.

이하, 본 발명에 의한 6자유도 검출센서의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the embodiment of the six degree of freedom detection sensor according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 각속도를 측정하기 위한 미세진동자를 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view schematically illustrating a micro vibrator for measuring the angular velocity of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 6자유도 검출센서는 각 축에 각속도를 측정하기 위한 축 별로 적어도 2 개에서 4개(Xa,Xb,Xc,Xd)까지의 미세진동자를 설치 구성하게 된다.As shown in FIG. 1, the six degrees of freedom detection sensor of the present invention is configured to install at least two to four microvibrators (Xa, Xb, Xc, Xd) for each axis for measuring the angular velocity on each axis. do.

각 미세진동자는 중심축을 기준으로 하여 90도 간격을 두고 배치되어 있으며, 동일한 회전 방향성을 가지고 배치되어야 한다.Each micro vibrator is arranged at 90 degree intervals from the central axis and should be arranged with the same direction of rotation.

본 발명에서 설명하고 있는 미세진동자는 MEMS 진동자 혹은 NEMS 진동자를 이용하게 되며, MEMS 진동자 혹은 NEMS 진동자의 구조 및 동작 원리는 당업자들에게는 널리 알려진 일반적인 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The micro vibrator described in the present invention uses a MEMS vibrator or an NEMS vibrator. Since the structure and operation principle of the MEMS vibrator or the NEMS vibrator are well known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 일반적인 가속도센서는 한 축에 대한 직선 운동량을 주파수 고저에 따른 변화로 중력 가속도를 측정하는 센서로서 예를 들어 X,Y,Z 3축에 대한 직선 운동량을 측정하기 위한 3축가속도센서가 있으며, 각속도(자이로)센서는 한 축에 대한 회전 운동량을 발생하는 진동 토크로 각도의 단위시간당 변화를 측정하는 센서이다.In addition, the general acceleration sensor is a sensor for measuring the acceleration of gravity by changing the linear momentum on one axis according to the frequency elevation. For example, there is a three-axis acceleration sensor for measuring the linear momentum on the three axes of X, Y, and Z. The angular velocity (gyro) sensor is a vibration torque that generates rotational momentum about one axis.

따라서, 물체의 가속도와 각속도를 측정하기 위해서는 종래에는 상기한 센서들을 각 축마다 설치 구성하게 되는데 이에 따른 비용이 상승하는 문제점과 이를 결합하기 위한 수단 및 측정하기 위한 수단등을 별도로 구성해야 하는 이중 비용 부담을 가중시켜 고가의 측정 장치로 널리 당업자들에게 활용될 수 없는 문제점을 가지고 있었다.Therefore, in order to measure the acceleration and the angular velocity of the object, the above-described sensors are conventionally installed on each axis, and the cost increases accordingly, and a double cost of separately configuring a means for combining and measuring means is required. There is a problem that can not be widely used by those skilled in the art as an expensive measuring device by increasing the burden.

그러나, 본 발명에서 설명하고 있는 물체의 6자유도란 물체의 운동을 표현하는 단위요소로서 본 발명의 센서를 통해 움직이는 물체에 대해 정확한 변위 측정을 위해서 X,Y,Z 각 축의 직선 및 회전 운동량을 분석할 수 있게 된다.However, the six degrees of freedom of an object described in the present invention is a unit element expressing the motion of an object, and analyzes the linear and rotational momentum of each X, Y, and Z axis for accurate displacement measurement of the moving object through the sensor of the present invention. You can do it.

따라서, 본 발명의 미세진동자 배치를 통해 하나의 소형 센서로 6자유도 측정이 가능하며 MEMS 진동자의 활용에 따른 필요 전력소모를 획기적으로 줄이며 센서의 크기를 소형화할 수 있는 장점을 가지게 된다.Therefore, the six vibrators can be measured by one small sensor through the micro vibrator arrangement of the present invention, and the required power consumption due to the utilization of the MEMS oscillator can be drastically reduced and the size of the sensor can be reduced.

또한, 반도체 웨이퍼상에 미세진동자를 지정 위치에 가공하여 구성하게 되며, 상기 미세진동자의 가공 방식은 박막 증착, 식각 기술, 불순물 확산 및 주입 기술 등 반도체 소자 기술을 기반으로 하여 마이크로미터 단위의 정교한 형상을 갖는 소자를 가공하게 되는 것이다.In addition, the micro vibrator is processed on a semiconductor wafer at a predetermined position, and the micro vibrator processing method is based on semiconductor device technology such as thin film deposition, etching technology, impurity diffusion and implantation technology, and precise shape in micrometers. It is to process the device having a.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 가속도를 측정하기 위한 미세진동자의 배열 구조를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view for explaining an arrangement structure of the micro vibrator for measuring the acceleration of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, X,Y,Z 각 축 위에 미세진동자를 배치시키면 각 축에 대한 가속도값이 측정된다. 각 축은 상호 간에 간섭을 일으키지 않는 독립 변수로서 동작한다.As shown in FIG. 2, when the micro vibrator is disposed on each of the X, Y, and Z axes, acceleration values of the respective axes are measured. Each axis acts as an independent variable that does not interfere with each other.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 각속도를 측정하기 위한 미세진동자의 배열 구조를 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary view for explaining the arrangement structure of the micro vibrator for measuring the angular velocity of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

각 축에 대한 각속도를 측정하기 위하여 한 회전 방향으로 미세진동자를 배치시키게 되는데, 도 3에 도시한 바와 같이 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심 축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하게 된다.In order to measure the angular velocity with respect to each axis, the micro vibrator is arranged in one rotation direction. As shown in FIG. 3, two to four micro vibrators are arranged at intervals of 90 degrees from the center axis.

그리고, 각 축에 대한 각속도를 측정하기 위하여 한 회전 방향으로 미세진동자를 도 3과 같이 배치한 후 회전량을 측정하기 위해서 미세진동자의 출력값을 Va, Vb, Vc, Vd라고 할 때, 도 4의 좌측 도면과 같이 출력값이 출력된다.When the micro vibrators are arranged in one rotation direction as shown in FIG. 3 to measure the angular velocity with respect to each axis, and the output values of the micro vibrators are Va, Vb, Vc, and Vd in order to measure the rotation amount, FIG. The output value is output as shown in the left figure.

회전량의 변화를 선형적으로 측정하기 위해서는 Vb와 Vc를 반전시켜서 Va, Vd와 합산하면 도 5와 같이 출력되어 진다.In order to linearly measure the change in the rotation amount, if Vb and Vc are inverted and summed with Va and Vd, it is output as shown in FIG. 5.

도 5의 Voffset은 중력값과 같은 배경 bias에 의한 기본 전압이며, 보상이 가능하게 된다.Voffset of FIG. 5 is a basic voltage due to a background bias such as a gravity value, and compensation is possible.

본 발명의 다른 일실시예에 따라 중력방향축(Z축)에서 수평이 되는 각속도 검출 이외의 X,Y축의 진동자 배열 구조상 중력 방향으로 향하는 진동자의 오,편차를 보상하기 위한 보상회로부를 포함하여 구성할 수 있게 된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, a compensating circuit unit for compensating for a misalignment of a vibrator in the direction of gravity due to the arrangement of the vibrators of the X and Y axes other than the angular velocity detection that is horizontal in the gravity direction axis (Z axis) is configured. You can do it.

상기한 보상회로부를 회로로 구성하면 도6과 같다.6, the compensation circuit unit is configured as a circuit.

즉, Vout = Va + (-Vb) + (-Vc) + Vd로 출력되며 이 전압은 각속도 변화에 선형적으로 출력되므로 이를 측정하면 회전 운동량(각속도)이 측정된다.That is, Vout = Va + (-Vb) + (-Vc) + Vd, and this voltage is output linearly with the change in angular velocity. Therefore, the rotational momentum (angular velocity) is measured by measuring it.

본 발명의 6자유도 검출센서는 도 7에 도시한 바와 같이, 물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자(100)를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하고, 물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 미세진동자를 배치하는 구조를 가지게 되는데, 각속도를 측정하기 위한 미세진동자가 축별로 4개씩 구성되면 각속도 측정을 위한 미세진동자는 총 12개, 가속도 측정을 위한 미세진동자는 3개가 필요하므로 총 15개의 미세진동자가 필요하게 되며, 만약, 각속 도를 측정하기 위한 미세진동자가 축별로 2개씩 구성되면 각속도 측정을 위한 미세진동자는 총 6개, 가속도 측정을 위한 미세진동자는 3개가 필요하므로 총 9개의 미세진동자가 필요하게 된다.As shown in FIG. 7, the six degrees of freedom detection sensor of the present invention is arranged at intervals of 90 degrees with respect to a central axis of two to four micro vibrators 100 for each axis to detect an angular velocity of an object. In order to detect acceleration, it has a structure that arranges micro vibrator on 3 axes of X, Y, Z. When 4 micro vibrators for angular velocity are configured for each axis, 12 micro vibrators for angular velocity measurement are measured. Since 15 micro vibrators are needed for the total, 15 micro vibrators are needed. If 2 micro vibrators for angular velocity are configured for each axis, 6 micro vibrators for angular velocity measurement are performed. Since three micro vibrators are needed, a total of nine micro vibrators are required.

그러나, 바람직하게는 각속도를 측정하기 위한 미세진동자가 축별로 4개씩 구성하게 된다.However, preferably, four micro vibrators for measuring the angular velocity are configured for each axis.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above may understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the invention. do.

본 발명인 6자유도 검출센서를 통해 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있는 효과를 제공하게 되어 가속도 및 각속도를 측정하는 감지 분야에 널리 유용하게 활용될 것이다.The six degrees of freedom detection sensor of the present invention enables the simultaneous detection of linear momentum (acceleration) on the X, Y, and Z axes and the rotational momentum (angular velocity) on each of the X, Y, and Z axes to simultaneously detect the six degrees of freedom of the object. It will be able to be used in the field of sensing measuring acceleration and angular velocity.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 각속도를 측정하기 위한 미세진동자를 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view schematically illustrating a micro vibrator for measuring the angular velocity of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 가속도를 측정하기 위한 미세진동자의 배열 구조를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view for explaining an arrangement structure of the micro vibrator for measuring the acceleration of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 각속도를 측정하기 위한 미세진동자의 배열 구조를 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary view for explaining the arrangement structure of the micro vibrator for measuring the angular velocity of the six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 물체가 회전시 각속도를 측정하기 위한 미세진동자에서 측정되는 전압 및 비회전시 미세진동자에서 측정되는 전압을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a voltage measured in a micro vibrator for measuring an angular velocity when an object rotates and a voltage measured in a micro vibrator during non-rotation.

도 5는 물체가 회전시 각속도를 측정한 미세진동자에서 측정되는 전압들을 합산한 전압을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating voltages obtained by summing voltages measured in a micro vibrator measuring an angular velocity when an object rotates.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 보상회로를 나타낸 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a compensation circuit of a six degree of freedom detection sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 6자유도 검출센서의 전체 사시도이다.7 is an overall perspective view of a six degree of freedom detection sensor according to an embodiment of the present invention.

* 도면 부호의 간단한 설명 *Brief description of the reference numbers

100 : 미세진동자100: fine oscillator

Claims (7)

다수 개의 미세진동자 배열 구조를 이용하여 X,Y,Z 3축에 대한 직선운동량(가속도) 검출과 X,Y,Z 축별 회전운동량(각속도) 검출을 동시에 가능하게 하여 물체의 6자유도를 정밀 검출할 수 있도록 하는 6자유도 검출 센서.Using multiple micro-vibrator array structures, it is possible to detect linear freedom (acceleration) on X, Y, and Z axes and rotational motion (angular velocity) by X, Y, and Z axes simultaneously to precisely detect the six degrees of freedom of an object. 6 degree of freedom detection sensor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세진동자 배열 구조는,The micro vibrator array structure, 물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하고, 물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 미세진동자를 배치하는 구조인 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.In order to detect the angular velocity of the object, two to four micro vibrators are arranged at 90 degree intervals from the center axis, and the micro vibrators are arranged on three axes of X, Y, and Z to detect the acceleration of the object. Six degree of freedom detection sensor, characterized in that. X,Y,Z 3축에 각각 설치 구성되어 직선운동량(가속도) 검출하는 XYZ축진동자와;An XYZ oscillator configured to be installed on each of X, Y, and Z axes to detect linear momentum (acceleration); X,Y,Z축 별에 각각 설치 구성되어 회전운동량(각속도) 검출하는 각축별진동자와;A vibrator for each axis configured to be installed on each of the X, Y, and Z axes to detect rotational momentum (angular velocity); 중력방향축(Z축)에서 수평이 되는 각속도 검출 이외의 X,Y축의 진동자 배열 구조상 중력 방향으로 향하는 진동자의 오,편차를 보상하기 위한 보상회로부;를 포 함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.A compensation circuit unit for compensating for misalignment and deviation of the vibrator in the direction of gravity due to the arrangement of the vibrators of the X and Y axes other than the angular velocity detection that is horizontal on the gravity direction axis (Z axis). Road detection sensor. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 XYZ축진동자는,The XYZ axis oscillator, 물체의 가속도를 검출하기 위하여 X,Y,Z 3축 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.A six degree of freedom detection sensor, characterized in that arranged on the three axes X, Y, Z to detect the acceleration of the object. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 각축별진동자는,The oscillator for each axis, 물체의 각속도를 검출하기 위하여 축 별로 2 ~ 4개의 미세진동자를 중심축을 기준으로 90도 간격을 두고 배치하는 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.6-degree of freedom detection sensor, characterized in that for placing the two to four micro-vibrators at intervals of 90 degrees from the center axis to detect the angular velocity of the object. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세진동자는,The micro vibrator, MEMS 진동자 혹은 NEMS 진동자인 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.A six degree of freedom detection sensor, characterized in that the MEMS oscillator or NEMS oscillator. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 미세진동자는,The micro vibrator, MEMS 진동자 혹은 NEMS 진동자인 것을 특징으로 하는 6자유도 검출 센서.A six degree of freedom detection sensor, characterized in that the MEMS oscillator or NEMS oscillator.
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