KR101237604B1 - 자이로 센서 구동 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각속도에 대응하는 전압을 검출하는 검출 모듈; 각 축에 대응하는 구동 전압을 생성하는 위상 변환 모듈; 반전 전압을 생성하는 반전 모듈; 구동 전압과 반전 전압중에서 각축에 대하여 어느 하나를 선택하여 출력하는 스위치 모듈; 구동시에는 구동축의 구동 전압을 공급하고, 구동 정지시에는 반전 전압을 공급하는 구동 모듈; 및 구동시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 구동축의 구동 전압을 통과시키도록 하고, 구동 정지시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 각 축의 반전 전압을 통과시키도록 하는 제어부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

자이로 센서 구동 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DRIVING GYROSCOPE SENSOR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자이로 센서 구동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자이로 센서(Gyroscope Sensor)는 진동하는 물체의 코리올리력(Coriolis Force, Fc)을 이용해서 각속도를 측정하는 센서이다.
이때, 자이로 센서에서의 코리올리력은 하기 수학식 1과 같은 관계를 가진다.
[수학식 1]
Fc = 2mVΩ
여기서, Fc : 코리올리력, m : 질량, V : 속도, Ω : 각속도이다.
상기 수학식 1을 참조하면, 구동 신호로 자이로 센서를 진동시켜서 속도(V)를 발생시켜 코리올리력(Fc)을 측정한다. 이때, 구동에 의해 정해지는 속도(V)와 센싱되는 코리올리력(Fc)을 알면, 질량(m)을 이미 알고 있으므로, 자이로 센서의 각속도(Ω)를 계산할 수 있게 된다.
즉, 각속도(Ω)는 'Fc/2mV'로 표현되므로, 물체(m)를 일정한 속도(V)로 구동시키면서 코리올리력(Fc)을 측정하여 각속도(Ω)를 구할 수 있다.
특히, 코리올리력(Fc), 속도(V) 및 각속도(Ω)는, 상호간 수직방향의 벡터이다. 예를 들어 Z방향의 각속도(Ωz)를 구하기 위해서 X방향으로 속도(Vx)를 주고 Y방향의 코리올리력(Fc_y)을 측정할 수 있다. 또한 X와 Y방향의 각속도(Ωx, Ωy)를 측정하기 위해 Z방향으로 속도(Vz)를 주고 Y와 X방향의 코리올리력(Fc_y, Fc_x)을 측정할 수 있다.
즉, 여러 방향의 각속도를 측정하기 위해서, 진동하는 물체의 진동방향을 변경해 주어야 하고, 각속도의 측정 주파수 범위(bandwidth)를 높이기 위해 샘플링 레이트(sampling rate)를 높여야 한다.
예를 들어, 0~100Hz의 측정주파수 범위를 얻기 위해서 적어도 1초에 200회의 샘플링(sampling)이 이루어져야 한다.
일반적으로 자이로 센서는 일본특개2010-197062호나 국내특허10-0657424호에 개시되어 있는 바와 같이 높은 품질계수(Q)를 가진 물체를 진동시키므로 Z축으로 구동시켜 X, Y축의 각속도를 측정한 후, 물체의 움직임 방향을 전환하여 X축 방향으로 구동시켜 Z축을 측정하기 위해서는, 방향 전환을 위한 구동 정지시간이 필요하다.
그러나, 종래의 자이로 센서 구동 장치는, 구동중에 정지를 위한 특별한 기술적 수단을 구비하지 않으므로, 구동중에 정지까지의 시간이 오래 걸리고, 이로 인하여 안정화 시간(settling time)이 길어서 다축의 자이로 센서에 적용하기에 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 자이로 센서에서 센서의 움직임을 검출하여 검출된 센서의 움직임에 반대되는 역방향의 구동을 수행하여 구동 정지를 신속하게 수행하고, 다축 자이로 센서에서의 축변경을 신속하게 수행하며, 다축 센싱을 고속화할 수 있는 자이로 센서 구동 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 장치는, 자이로 센서의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 검출 모듈; 상기 검출 모듈에서 검출하여 출력하는 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응하는 구동 전압을 생성하는 위상 변환 모듈; 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응하는 반전 전압을 생성하는 반전 모듈; 스위칭 제어 신호에 따라 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압과 상기 반전 모듈에서 출력되는 반전 전압중에서 각축에 대하여 어느 하나를 선택하여 출력하는 스위치 모듈; 구동시에는 상기 스위치 모듈을 통과한 구동축의 구동 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하고, 구동 정지시에는 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 각 축의 구동 전극에 공급하는 구동 모듈; 및 구동시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 구동축의 구동 전압을 통과시키도록 하고, 구동 정지시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 각 축의 반전 전압을 통과시키도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 검출 모듈은, 자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축의 검출 전극을 통해 검출하는 제1 검출부; 자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 제2 축 검출 전극을 통해 검출하는 제2 검출부; 및 자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축 검출 전극과 상기 제2 축의 검출 전극을 통해 검출하는 제3 검출부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 검출부는, 상기 자이로 센서의 제1 축의 정의 검출 전극의 출력 전압을 입력받아 증폭하여 출력하는 제1 검출 증폭기; 상기 자이로 센서의 제1 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제2 검출 증폭기; 및 상기 제1 검출 증폭기의 출력 전압에서 상기 제2 검출 증폭기의 출력 전압을 감산하여 상기 자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제1 검출 감산기를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제2 검출부는, 상기 자이로 센서의 제2 축의 정의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제3 검출 증폭기; 상기 자이로 센서의 제2 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제4 검출 증폭기; 및 상기 제3 검출 증폭기의 출력 전압에서 상기 제4 검출 증폭기의 출력 전압을 감산하여 상기 자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제2 검출 감산기를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제3 검출부는, 상기 자이로 센서의 제1 축의 정의 검출 전극의 출력 전압과, 제1 축의 부의 검출 전극의 출력 전압과, 제2 축의 정의 검출 전극의 출력 전압 및 제2 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 가산하여 상기 자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제1 검출 가산기를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 위상 변환 모듈은, 상기 제1 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제1 축 구동 전압을 생성하는 제1 위상 변환부; 상기 제2 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제2 축 구동 전압을 생성하는 제2 위상 변환부; 및 상기 제3 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제3 축 구동 전압을 생성하는 제3 위상 변환부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 반전 모듈은, 상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제1 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제1 반전부; 상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제2 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제2 반전부; 및 상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제3 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제3 반전부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 스위치 모듈은, 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제1 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제1 스위치부; 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제2 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제2 스위치부; 및 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제3 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제3 스위치부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 구동 모듈은, 구동시에는 상기 제1 및 제3 스위치부를 통과한 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동전극에 공급하고, 구동 정지시에는 제1 및 제3 스위치부를 통과한 반전 전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동 전극에 공급하는 제1 구동부; 및 구동시에는 상기 제2 및 제3 스위치부를 통과한 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동전극에 공급하고, 구동 정지시에는 제2 및 제3 스위치부를 통과한 반전 전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동 전극에 공급하는 제2 구동부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 구동부는, 상기 제1 축 스위치부에서 통과되는 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압과 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 각각 통과시키거나 가산하여 출력하는 제1 구동 가산기; 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 제1 축 스위치에서 통과되는 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압을 반전시켜 출력하거나, 제3 축 스위치부에서 통과된 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압에서 상기 제1 축 스위치부를 통과한 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압을 감산한 신호를 출력하는 제1 구동 감산기; 및 상기 제1 구동 가산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제1 축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고, 상기 제1 구동 감산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제1 축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공하는 제1 구동 증폭기를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제2 구동부는, 상기 제2 축 스위치부에서 통과되는 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압과 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 각각 통과시키거나 가산하여 출력하는 제2 구동 가산기; 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 제2 축 스위치부에서 통과되는 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압을 반전시켜 출력하거나, 제3 축 스위치부에서 통과된 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압에서 상기 제2 축 스위치부를 통과한 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압신호를 감산한 신호를 출력하는 제2 구동 감산기; 및 상기 제2 구동 가산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제2 축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고, 상기 제2 구동 감산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제2 축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공하는 제2 구동 증폭기를 포함한다.
한편, 본 발명의 방법은, (A) 검출 모듈이 자이로 센서의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 해당하는 축의 검출 전극을 통해 검출하는 단계; (B) 위상 변환 모듈이 상기 검출 모듈에서 검출된 각 축의 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응되는 구동 전압을 생성하는 단계; (C) 반전 모듈이 상기 위상 변환 모듈의 각 축에 대응되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계; (D) 제어부가 스위치 모듈과 구동 모듈을 제어하여 구동시에 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압중에서 구동축에 해당하는 구동전압을 상기 자이로 센서에 제공하는 단계; 및 (E) 상기 제어부가 스위치 모듈과 구동 모듈을 제어하여 구동정지시에 상기 반전 모듈에서 출력되는 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (A) 단계는, (A-1) 상기 검출 모듈을 구성하는 제1 검출부가 자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축의 검출 전극을 통해 검출하는 단계; (A-2) 상기 검출 모듈을 구성하는 제2 검출부가 자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 제2 축 검출 전극을 통해 검출하는 단계; 및 (A-3) 상기 검출 모듈을 구성하는 제3 검출부가 자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 및 제2 검출 전극을 통해 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (B) 단계는, (B-1) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제1 위상 변환부가 상기 제1 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제1 축 구동 전압을 생성하는 단계; (B-2) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제2 위상 변환부가 상기 제2 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제2 축 구동 전압을 생성하는 단계; 및 (B-3) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제3 위상 변환부가 상기 제3 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제3 축 구동 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (C) 단계는, (C-1) 상기 반전 모듈을 구성하는 제1 반전부가 상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제1 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계; (C-2) 상기 반전 모듈을 구성하는 제2 반전부가 상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제2 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계; 및 (C-3) 상기 반전 모듈을 구성하는 제3 반전부가 상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제3 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (D) 단계는, (D-1) 상기 제어부가 구동시에 구동축의 구동전압을 통과시키도록 상기 스위치 모듈에 스위칭 제어 신호를 출력하는 단계; (D-2) 상기 스위치 모듈은 스위칭 제어 신호에 따라 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 통과시키는 단계; 및 (D-3) 상기 구동 모듈은 상기 스위치 모듈을 통과한 구동축의 구동 전압을 상기 자이로 센서의 구동전극에 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (E) 단계는, (E-1) 상기 제어부가 구동정지시에 반전 전압을 통과시키도록 상기 스위치 모듈에 스위칭 제어 신호를 출력하는 단계; (E-2) 상기 스위치 모듈이 상기 반전 모듈에서 출력되는 각 축의 반전 전압을 통과시키는 단계; 및 (E-3) 상기 구동 모듈이 상기 스위치 모듈을 통과한 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하는 단계를 포함한다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 의하면, 자이로 센서에서 구동중에 센서의 움직임을 검출하여 검출된 센서의 움직임에 반대되는 역방향의 구동을 수행하여 구동 정지를 신속하게 수행할 수 있고, 다축 자이로 센서에서의 축변경을 신속하게 수행할 수 있으며, 또한 다축 센싱을 고속화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 자이로 센서를 이용하여 다축 센싱하는 경우에, 정지시간을 최소화하여 높은 측정 주파수 범위를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서 구동 장치의 블록도.
도 2a는 종래 기술에 따른 발진 특성을 보이는 도면이고, 도 2b는 본 발명의 발진 특성을 보이는 도면.
도 3은 도 1의 검출부의 상세 블록도.
도 4는 도 1의 제1 구동부와 제2 구동부의 상세 블록도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서 구동 방법의 흐름도.
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, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서 구동 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서 구동 장치는, 검출 모듈(20), 위상 변환 모듈(30), 반전 모듈(40), 스위치 모듈(50), 구동 모듈(60) 및 제어부(70)를 포함한다.
여기에서, 상기 검출 모듈(20)은 자이로 센서(10)의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하며, X축 검출부(21), Y축 검출부(22) 및 Z축 검출부(23)를 포함한다.
그리고, 위상 변환 모듈(30)은 검출 모듈(20)에서 검출하여 출력하는 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응하는 구동 전압을 생성하며, X축 위상 변환부(31), Y축 위상 변환부(32) 및 Z축 위상 변환부(33)를 포함한다.
상기 반전 모듈(40)은 위상 변환 모듈(30)에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응하는 반전 전압을 생성하며, X축 반전부(41), Y축 반전부(42) 및 Z축 반전부(43)를 포함한다.
또한, 상기 스위치 모듈(50)은 스위칭 제어 신호에 따라 위상 변환 모듈(30)에서 출력되는 구동 전압과 반전 모듈(40)에서 출력되는 반전 전압중에서 각축에 대하여 어느 하나를 선택하여 출력하며, X축 스위치부(51), Y축 스위치부(52) 및 Z축 스위치부(53)를 포함한다.
그리고, 구동 모듈(60)은 구동시에는 스위치 모듈(50)을 통과한 구동축의 구동 전압을 자이로 센서의 구동 전극에 공급하고, 구동 정지시에는 각 축의 반전 전압을 자이로 센서의 각 축의 구동 전극에 공급하며, 제1 구동부(61) 및 제2 구동부(62)를 포함한다.
이와 같은 구성에서 상기 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 X축 검출부(21)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 각속도에 대응되는 X축 전압을 X축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다. 여기에서, X축상에 배치된 정의 검출 전극에서의 출력 전압을 Sx1이라고 하며, X축상에 배치된 부의 검출 전극에서의 출력 전압을 Sx2라고 하면, 상기 X축 검출부(21)가 검출하여 출력하는 X축 전압 Mx는 Sx1- Sx2가 된다.
그리고, 상기 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 Y축 검출부(22)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 각속도에 대응되는 Y축 전압을 Y축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다. 여기에서, Y축상에 배치된 정의 검출 전극에서의 출력 전압을 Sy1이라고 하며, Y축상에 배치된 부의 검출 전극에서의 출력 전압을 Sy2라고 하면, 상기 Y축 검출부(22)가 검출하여 출력하는 Y축 전압 My는 Sy1- Sy2가 된다.
또한, 상기 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 Z축 검출부(23)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 각속도에 대응되는 Z축 전압을 X축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극 그리고 Y축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다. 여기에서, 상기 Z축 검출부(23)가 검출하여 출력하는 Z축 전압을 Mz라 하면, Mz은 Sx1+Sx2+Sy1+Sy2가 된다.
다음으로, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 X 축 위상 변환부(31)는 상기 X축 검출부(21)에서 출력되는 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 X축 구동 전압(Dx)을 생성하여 출력한다.
그리고, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 Y축 위상 변환부(32)는 상기 Y축 검출부(22)에서 출력되는 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 Y축 구동 전압(Dy)을 생성하여 출력한다.
또한, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 Z축 위상 변환부(33)는 상기 Z축 검출부(23)로부터의 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 Z축 구동 전압(Dz)을 생성하여 출력한다.
한편, 상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 X축 반전부(41)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 X축 위상 변환부(31)로부터의 출력되는 X축 구동 전압을 반전시켜 X축 반전 전압(-Dx)을 생성하여 출력한다.
상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 Y축 반전부(42)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 Y축 위상 변환부(32)로부터의 출력되는 Y축 구동 전압을 반전시켜 Y축 반전 전압(-Dy)을 생성하여 출력한다.
그리고, 상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 Z축 반전부(43)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 Z축 위상 변환부(33)로부터의 Z축 검출 전압을 반전시켜 Z축 반전 전압(-Dz)을 생성하여 출력한다.
이와 같이 상기 위상 변환 모듈(30)에서 구동 전압을 생성하고 상기 반전 모듈(40)에서 반전 전압을 생성하면 스위치 모듈(50)에서는 제어부(70)의 제어에 의해 구동 전압 또는 반전 전압을 선택하여 통과시킨다.
즉, 상기 스위치 모듈(50)을 구성하는 상기 X축 스위치부(51)는 제어부(70)의 제어에 의해 구동시에는 상기 X축 위상 변환부(31)에서 출력되는 X축 구동 전압을 통과시키고, 구동 정지시에는 상기 X축 반전부(41)에서 출력되는 X축 반전 전압을 통과시킨다.
그리고, 상기 스위치 모듈(50)을 구성하는 상기 Y축 스위치부(52)는 제어부(70)의 제어에 의해 구동시에는 상기 Y축 위상 변환부(32)에서 출력되는 Y축 구동 전압을 통과시키고, 구동 정지시에는 상기 Y축 반전부(42)에서 출력되는 Y축 반전 전압을 통과시킨다.
상기 스위치 모듈(50)을 구성하는 상기 Z축 스위치부(53)는 제어부(70)의 제어에 의해 구동시에는 상기 Z축 위상 변환부(33)에서 출력되는 Z축 구동 전압을 통과시키고, 구동 정지시에는 상기 Z축 반전부(43)에서 출력되는 Z축 반전 전압을 통과시킨다.
한편, 상기 구동 모듈(60)을 구성하는 상기 제1 구동부(61)는 상기 자이로 센서(10)를 X축 방향으로 구동시키거나 구동 정지시키기 위하여 상기 X축 스위치부(51)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고(X축 방향으로 구동시키는 경우에는 X축 구동전압을 정의 구동 전극에 제공하고, X축 방향의 구동에 대하여 구동 정지시키기 위하여는 X축 반전 전압을 정의 구동전극에 제공함), 상기 X축 스위치부(51)에서 통과된 신호를 반전시켜 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공한다(X축 방향으로 구동시키는 경우에는 X축 구동 전압을 반전시킨 X축 반전 구동 전압을 부의 구동 전극에 제공하고, X축 방향으로 구동 정지시키기 위하여 X축 반전 전압을 재반전시킨 X축 재반전 전압을 부의 구동전극에 제공함).
또한, 상기 제1 구동부(60)는 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키거나 구동 정지시키기 위하여 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공한다.
즉, 상기 제1 구동부(61)는 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키는 경우에는 Z축 구동 전압을 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공하고, Z축 방향으로 구동 정지시키기 위하여 Z축 반전 전압을 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공한다.
이와 같이 상기 제1 구동부(61)가 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키기 위하여는 동시에 제2 구동부(62)가 상기 자이로 센서(10)의 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 Y축 상에 배치된 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 동시에 제공하여야 한다(구동 정지시에도 동일하게 적용된다).
다음으로, 상기 구동 모듈(60)을 구성하는 상기 제2 구동부(62)는 상기 자이로 센서(10)를 Y축 방향으로 구동시키거나 구동 정지시키기 위하여 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 Y축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고(Y축 방향으로 구동시키는 경우에는 Y축 구동전압을 정의 구동 전극에 제공하고, Y축 방향으로 구동 정지시키기 위하여 Y축 반전 전압을 정의 구동전극에 제공함), 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과된 신호를 반전시켜 자이로 센서(10)의 Y축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공한다(Y축 방향으로 구동시키는 경우에는 Y축 구동 전압을 반전시킨 Y축 반전 구동 전압을 부의 구동 전극에 제공하고, Y축 방향으로 구동 정지시키기 위하여 Y축 반전 전압을 재반전시킨 Y축 재반전 전압을 부의 구동전극에 제공함).
또한, 상기 제2 구동부(62)는 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키거나 구동 정지시키기 위하여 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 Y축 상에 배치된 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공한다.
즉, 상기 제2 구동부(62)는 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키는 경우에는 Z축 구동전압을 Y축 상에 배치된 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공하고, Z축 방향으로 구동 정지시키기 위하여 Z축 반전 전압을 Y축 상에 배치된 정의 구동전극과 부의 구동 전극에 제공한다.
이와 같이 상기 제2 구동부(62)가 상기 자이로 센서(10)를 Z축 방향으로 구동시키기 위해서는 위에서 설명한 바와 같이 동시에 제1 구동부(61)가 상기 자이로(10)의 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과된 신호를 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 제공하여야 한다(구동 정지시에도 동일하게 적용된다).
한편, 제어부(70)는 상기 스위치 모듈(50)을 스위칭 제어 신호로 제어하여 상기 자이로 센서(10)의 구동시에는 구동 전압이 통과되도록 하고, 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지시에는 반전 전압이 통과되도록 한다.
즉, 상기 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)를 X축으로 구동하기 위해서는 상기 X축 스위치부(51)를 스위칭 제어 신호로 제어하여 상기 X축 구동 전압이 상기 제1 구동부(61)로 통과되도록 하고, 구동 정지시에는 상기 스위치 모듈(50)을 스위칭 제어 신호로 제어하여 반전 전압이 상기 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과되도록 한다.
그리고, 상기 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)를 Y축으로 구동하기 위해서는 상기 Y축 스위치부(52)를 스위칭 제어 신호로 제어하여 상기 Y축 구동 전압이 상기 제2 구동부(62)로 통과되도록 하고, 구동 정지시에는 상기 스위치 모듈(50)을 스위칭 제어 신호로 제어하여 반전 전압이 상기 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과되도록 한다.
또한, 상기 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)를 Z축으로 구동하기 위하여 상기 Z축 스위치부(53)를 스위칭 제어 신호로 제어하여 상기 Z축 구동 전압이 상기 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과되도록 하고, 구동 정지시에는 상기 스위치 모듈(50)을 스위칭 제어 신호로 제어하여 반전 전압이 상기 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과되도록 한다.
이제, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 자이로 센서 구동 장치의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 자이로 센서(10)는 3축 이상의 다축의 각속도를 측정하기 위해서는 적어도 2축 방향으로의 구동이 필요하다.
그리고, 그 동작은 일예로, 'X축 구동(Z축 각속도 측정)-정지-Z축 구동(Y축 각속도, X축 각속도 측정)-정지'를 한주기로 하여 반복적인 동작을 할 수 있다.
이를 위해 제어부(70)는 상기 제1 스위치부(51)를 제어하여 상기 자이로 센서(10)의 X축상에 배치된 X축 정의 구동 전극에 X축 구동 전압을 공급하고, X축 부의 구동 전극에 X축 반전 구동 전압을 제공하여 진동을 발생시키고, 이 진동과 코리올리력에 의해서 상기 자이로 센서(10)는 발생되는 변형에 상응하는 각속도에 대응하는 전압을 X축 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 출력한다.
그러면, 상기 X축 검출부(21)는 상기 자이로 센서(10)의 X축 검출 전극에서 출력되는 전압을 검출하여, 이 검출 전압(Mx)을 X축 위상 변환부(31)에 제공한다.
한편, 상기 X축 위상 변환부(31)는 발진 위상조건을 만족하기 위해, 상기 X축 검출부(21)로부터의 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 구동 전압(Dx)을 생성한다.
이때, 제어부(70)는 상기 X축 스위치부(51)를 제어하여 상기 X축 위상 변환부(31)에서 생성된 구동 전압을 제1 구동부(61)로 통과시킨다.
이처럼 상기 X축 스위치부(51)를 통하여 X축 위상 변환부(31)에서 생성된 구동 전압이 제1 구동부(61)에 제공되면, 상기 제1 구동부(61)는 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극에 X축 구동 전압을 공급하고, 부의 구동 전극에 X축 구동 전압을 반전시킨 X축 반전 구동 전압을 제공하여 상기 자이로 센서(10)가 진동을 계속하도록 한다(이때, Y축 검출부를 통하여 Y축 방향의 코리올리력을 측정하여 Z방향의 각속도(Ωz)를 측정한다).
이후에, 일정 시간이 되어 상기 자이로 센서(10)의 진동축을 전환할 필요가 있어 현재 진동하고 있는 자이로 센서(10)의 진동을 효과적으로 정지시키기 위해서는 진동하고 있는 방향에 대하여 역방향의 구동 전압을 제공한다.
하지만, 이와 같이 자이로 센서(10)의 진동하고 있는 방향에 대하여 역방향의 구동 전압만을 제공하는 경우에는 진동하고 있는 축방향 이외의 타축 방향의 진동을 제거하지 못해 자이로 센서(10)의 정지시간을 지연시킨다.
왜냐하면, 일반적으로 다축으로 구동하는 자이로 센서(10)의 경우에 자이로 센서(10)의 비대칭성 혹은 외부의 힘에 의해 구동하는 방향외에 타축 방향으로 진동이 발생하기 때문에 이러한 타축 방향의 진동을 제거하지 못하면 자이로 센서(10)의 정지시간을 지연된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 자이로 센서(10)의 진동에서 구동축 이외의 타축의 진동에 대하여 반대되는 역방향의 구동 전압을 제공하여 효과적으로 진동을 정지시킨다.
이를 위하여 제어부(70)는 상기 스위치 모듈(50)을 제어하여 반전 모듈(40)에서 반전된 반전 전압을 통과시킨다.
그러면 상기 제1 구동부(61)는 제어부(70)의 제어에 의해 상기 X축 스위치부(51)와 Z축 스위치부(53)가 X축 반전부(41)와 Z축 반전부(43)에서 반전된 X축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 통과시키면 상기 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극에 X축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 제공하고, 상기 자이로 센서(10)의 X축 부의 구동 전극에 X축 재반전 전압(=X축 구동 전압)과 Z축 반전 전압을 제공한다.
또한, 상기 제2 구동부(62)는 제어부(70)의 제어에 의해 상기 Y축 스위치부(52)와 Z축 스위치부(53)가 Y축 반전부(42)와 Z축 반전부(43)에서 반전된 Y축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 통과시키면 상기 제2 구동부(62)는 상기 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극에 Y축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 제공하고, 상기 자이로 센서(10)의 Y축 부의 구동 전극에 Y축 재반전 전압(=Y축 구동 전압)과 Z축 반전 전압을 제공한다.
이와 같이 상기 자이로 센서(10)에 구동중인 X축 방향의 진동에 대하여 역방향의 구동 전압이 입력되고, X축 방향 이외의 타축인 Y축과 Z축에 대하여 동일하게 역방향의 구동 전압이 입력되면 구동하는 방향의 진동뿐만 아니라 타축의 진동을 효과적으로 제거하여 자이로 센서(10)의 정지시간을 단축시킨다.
한편, 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지후에 일정 시간이 지나 상기 자이로 센서(10)를 Z축방향으로 진동시키기를 원하는 경우에 상기 Z축 스위치부(53)를 제어하여 상기 Z축 위상 변환부(33)에서 생성된 구동 전압을 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과시킨다.
이처럼 상기 Z축 스위치부(53)를 통하여 Z축 위상 변환부(33)에서 생성된 구동 전압이 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)에 제공되면, 상기 제1 구동부(61)는 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극와 부의 구동 전극에 Z축 구동 전압을 각각 공급하고, 상기 제2 구동부(62)도 또한 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 Z축 구동 전압을 공급하여 상기 자이로 센서(10)가 Z축 방향으로 진동하도록 한다(이때, Y 축 검출부를 통하여 Y축 방향의 코리올리력을 측정하여 X방향의 각속도를 측정할 수 있고, X 축 검출부를 통하여 X축 방향의 코리올리력을 측정하여 Y방향의 각속도를 측정할 수 있다)
이후에, 일정 시간이 되어 상기 자이로 센서(10)의 진동축을 전환할 필요가 있을 때, 현재 진동하고 있는 자이로 센서(10)의 진동을 효과적으로 정지시키기 위하여 진동하고 있는 축방향과 그외 타축의 진동에 대하여 역방향의 구동 전압을 제공할 필요가 있다.
이와 같은 동작은 상기 자이로 센서(10)의 X축 방향으로의 진동시에 이를 정지시키기 위하여 수행된 동작과 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
물론, 상기 제어부(70)는 Y 축 구동이 필요한 경우에 상기 Y축 스위치부(52)를 제어하여 상기 Y축 위상 변환부(32)에서 생성된 구동 전압을 제2 구동부(62)로 통과시킨다.
이처럼 상기 Y축 스위치부(52)를 통하여 Y축 위상 변환부(32)에서 생성된 구동 전압이 제2 구동부(62)에 제공되면, 상기 제2 구동부(62)는 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극에 Y축 구동 전압을 공급하고, 부의 구동 전극에 Y축 구동 전압을 반전시킨 Y축 반전 구동 전압을 제공하여 상기 자이로 센서(10)가 Y축 방향으로 진동하도록 한다.
이후에, 일정 시간이 되어 상기 자이로 센서(10)의 진동축을 전환할 필요가 있을 때, 현재 진동하고 있는 자이로 센서(10)의 진동을 효과적으로 정지시키기 위하여 진동하고 있는 축방향과 그외 타축에 대하여 역방향의 구동 전압을 제공한다.
이와 같은 동작은 상기 자이로 센서(10)의 X축 방향으로의 진동시에 이를 정지시키기 위하여 수행된 동작과 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 2a를 참조하면, 역방향 정지를 이용하지 않을 경우에는 구동정지 제어시점에서 실제 구동 정지 시점까지 걸리는 제동시간이 대략 15ms 정도로 길다. 따라서, 이와 같은 경우에는 다축 자이로 센서에서의 축변경을 위한 제동시간이 길기 때문에 측정 시간이 길어지는 문제점이 있다.
이에 반해, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 반전부에서 제공되는 반전전압을 이용하는 역방향 정지를 사용하는 경우에는 구동정지 제어시점에서 실제 구동 정지 시점까지 걸리는 제동시간이 대략 1.5ms 정도로 상대적으로 상당히 짧다. 따라서, 이와 같은 본 발명에 의하면 다축 자이로 센서에서의 축변경을 위한 제동시간이 짧기 때문에 측정 시간이 상대적으로 훨씬 신속하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에서, 역방향 구동을 이용해서 자이로 센서의 자가 발진(self-oscillation)을 멈출 경우에 역방향 구동을 하지 않을 경우보다 빠르게 자기 발진(self-oscillation)이 정지될 수 있다. 예를 들면, 반전구동을 이용하기 이전에는 정지시간이 15ms이였다면, 본 발명과 같이 반전구동을 이용하는 경우에는 정지시간을 1.5ms 이내로 단축할 수 있다.
이러한 본 발명의 자이로 센서 구동장치는, 다축 자이로 센서에 대해 다축으로 측정할 경우에, 자이로 센서의 구동방향을 임의대로 바꾸기 용이하고, 더 빠르게 샘플링을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
도 3은 도 1의 검출부의 상세 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 X축 검출부(21)는 제1 검출 증폭기(21-1), 제2 검출 증폭기(21-2), 제1 검출 감산기(21-3)를 포함하고 있고, 상기 Y축 검출부(22)는 제3 검출 증폭기(22-1), 제4 검출 증폭기(22-2) 및 제2 검출 감산기(22-3)를 포함하고 있으며, 상기 Z축 검출부(23)는 제1 검출 가산기(23-1)를 포함하고 있다.
상기 X축 검출부(21)에 있어서 상기 제1 검출 증폭기(21-1)는 X축상에 배치된 X축 정의 검출 전극에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력하고, 제2 검출 증폭기(21-2)는 X축 상에 배치된 X축 부의 검출 전극에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력한다.
그러면, 상기 제1 검출 감산기(21-3)는 상기 제1 검출 증폭기(21-1)에서 출력되는 X축 정의 검출 전극의 출력 전압 Sx1에서 상기 제2 검출 증폭기(21-2)에서 출력되는 X축 부의 검출 전극의 출력 전압 Sx2를 감산하여 산출한 검출 전압 Mx를 출력한다.
다음으로 상기 Y축 검출부(22)에 있어서 상기 제3 검출 증폭기(22-1)는 Y축상에 배치된 Y축 정의 검출 전극에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력하고, 제4 증폭기(22-2)는 Y축 상에 배치된 Y축 부의 검출 전극에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력한다.
그러면, 상기 제2 검출 감산기(22-3)는 상기 제3 검출 증폭기(22-1)에서 출력되는 Y축 정의 검출 전극의 출력 전압 Sy1에서 상기 제4 검출 증폭기(22-2)에서 출력되는 Y축 부의검출 전극의 출력 전압 Sy2를 감산하여 산출한 검출 전압 My를 출력한다.
한편, 상기 Z축 검출부(23)에 있어서 상기 제1 검출 가산기(23-1)는 상기 제1 검출 증폭기(21-1)에서 출력되는 X축 정의 검출 전극의 출력 전압 Sx1와 상기 제2 검출 증폭기(21-2)에서 출력되는 X축 부의 검출 전극의 출력 전압 Sx2와, 상기 제3 검출 증폭기(22-1)에서 출력되는 Y축 정의 검출 전극의 출력 전압 Sy1와 상기 제4 검출 증폭기(22-2)에서 출력되는 Y축 부의 검출 전극의 출력 전압 Sy2와 가산하여 산출한 검출 전압 Mz를 출력한다.
도 4는 도 1의 제1 구동부와 제2 구동부의 상세 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 구동부(61)는 제1 구동 가산기(61-1), 제1 구동 감산기(61-2) 및 제1 구동 증폭기(61-3)를 포함하고 있고, 제2 구동부(62)는 제2 구동 가산기(62-1), 제2 구동 감산기(62-2) 및 제2 구동 증폭기(62-3)를 포함하고 있다.
상기 제1 구동부(61)의 상기 제1 구동 가산기(61-1)는 X 축 스위치부(51)와 Z 축 스위치부(53)에 연결되어 있다. 여기에서, X 축 스위치부(51)는 제어부(70)의 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 X 축 위상 변환부(31)에서 출력되는 구동 전압을 통과시키거나 X 축 반전부(41)에서 출력되는 반전 전압을 통과시킨다.
또한, Z 축 스위치부(53)는 제어부(70)의 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 Z 축 위상 변환부(33)에서 출력되는 구동전압을 통과시키거나 Z 축 반전부(41)에서 출력되는 반전 전압을 통과시킨다.
이에 따라 상기 제1 구동부(61)의 상기 제1 구동 가산기(61-1)는 상기 X축 스위치부(51)에서 통과되는 X축 구동 전압 또는 X축 반전 전압과 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 각각 통과시키거나 가산하여 출력한다.
그리고, 상기 제1 구동 감산기(61-2)는 + 단자에 Z 축 스위치부(53)가 연결되어 있고, -단자에 X 축 스위치부(51)가 연결되어 있다.
이에 따라, 상기 제1 구동 감산기(61-2)는 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압신호를 통과시키거나, 상기 X축 스위치부(51)에서 통과되는 X축 구동 전압 또는 X축 반전 전압을 반전시켜 출력하거나, Z축 스위치부(53)에서 통과된 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압에 상기 X축 스위치부(52)를 통과한 X축 구동 전압 또는 X축 반전 전압을 감산한 신호를 출력한다.
여기에서, 상기 제1 구동 감산기(61-2)가 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압에 상기 X축 스위치부(51)에서 통과되는 X축 구동 전압 또는 X축 반전 전압을 감산한 신호를 출력하는 것은, 실질적으로 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 통과시키고, 상기 X축 스위치부(51)에서 통과되는 X축 구동 전압 또는 X축 반전 전압을 반전시켜 반전된 X축 반전 구동 전압 또는 X축 재반전 전압을 출력하는 것과 동일하다.
상기 제1 구동 증폭기(61-3)는 상기 제1 구동 가산기(61-1)에서 출력되는 전압(X축 구동 전압, X축 반전 전압, Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압)을 증폭하여 상기 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고, 상기 제1 구동 감산기(61-2)에서 출력되는 전압(X축 반전 구동 전압, X축 재반전 전압, Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압)을 증폭하여 상기 자이로 센서(10)의 X축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공한다.
다음으로, 상기 제2 구동부(62)의 상기 제2 구동 가산기(62-1)는 Y 축 스위치부(52)와 Z 축 스위치부(53)에 연결되어 있다. 여기에서, Y 축 스위치부(52)는 제어부(70)의 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 Y 축 위상 변환부(32)에서 출력되는 구동 전압을 통과시키거나 Y 축 반전부(42)에서 출력되는 반전 전압을 통과시킨다.
이에 따라, 상기 제2 구동부(62)의 상기 제2 구동 가산기(62-1)는 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과되는 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 각각 통과시키거나, 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과되는 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압에 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 가산하여 출력한다.
그리고, 상기 제2 구동 감산기(62-2)는 + 단자에 Z 축 스위치부(53)가 연결되어 있고, -단자에 Y 축 스위치부(52)가 연결되어 있다.
이에 따라, 상기 제2 구동 감산기(62-2)는 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과되는 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압을 각각 반전시켜 출력하거나, Z축 스위치부(53)에서 통과된 축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압에서 상기 Y축 스위치부(52)를 통과한 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압을 감산한 신호를 출력한다.
여기에서, 상기 제2 구동 감산기(62-2)가 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압에서 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과되는 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압을 감산한 신호를 출력하는 것은, 실질적으로 상기 Z축 스위치부(53)에서 통과되는 Z축 구동 전압 또는 Z축 반전 전압을 통과시키고, 상기 Y축 스위치부(52)에서 통과되는 Y축 구동 전압 또는 Y축 반전 전압을 반전시켜 반전된 Y축 반전 구동 전압 또는 Y축 재반전 전압을 출력하는 것과 동일하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서의 구동 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 센서의 구동 방법은, 먼저, 상기 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)를 X축 구동시키기 위하여 스위치 모듈(50)을 구성하는 상기 제1 스위치부(51)를 제어하여 상기 자이로 센서(10)의 X축상에 배치된 X축 정의 구동 전극에 X축 구동 전압을 공급하고, X축 부의 구동 전극에 X축 반전 구동 전압을 제공하여 진동을 발생시킨다(S100).
그러면, 검출 모듈(20)은 자이로 센서(10)의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 해당하는 축의 검출 전극을 통해 검출한다(S110).
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 X축 검출부(21)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 X축 전압을 X축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다.
그리고, 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 Y축 검출부(22)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 Y축 전압을 Y축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다.
또한, 검출 모듈(20)을 구성하는 상기 Z축 검출부(23)는 구동중에 있는 자이로 센서(10)의 코리올리력에 의한 변형에 상응하는 Z축 전압을 X축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극 그리고 Y축상에 배치된 정의 검출 전극과 부의 검출 전극을 통해 검출하여 출력한다.
다음으로, 위상 변환 모듈(30)이 검출 모듈(20)에서 검출된 각 축의 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응되는 구동 전압을 생성한다(S120).
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 X 축 위상 변환부(31)는 상기 X축 검출부(21)에서 출력되는 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 X축 구동 전압(Dx)을 생성하여 출력한다.
그리고, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 Y축 위상 변환부(32)는 상기 Y축 검출부(22)에서 출력되는 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 Y축 구동 전압(Dy)을 생성하여 출력한다.
또한, 상기 위상 변환 모듈(30)을 구성하는 Z축 위상 변환부(33)는 상기 Z축 검출부(23)로부터의 검출 전압을 미리 설정된 위상만큼 시프트시켜 Z축 구동 전압(Dz)을 생성하여 출력한다.
한편, 반전 모듈(40)은 상기 위상 변환 모듈의 각 축에 대응되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응되는 반전 전압을 생성한다(S130).
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 X축 반전부(41)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 X축 위상 변환부(31)로부터의 출력되는 X축 구동 전압을 반전시켜 X축 반전 전압(-Dx)을 생성하여 출력한다.
또한, 상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 Y축 반전부(42)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 Y축 위상 변환부(32)로부터의 출력되는 Y축 구동 전압을 반전시켜 Y축 반전 전압(-Dy)을 생성하여 출력한다.
그리고, 상기 반전 모듈(40)을 구성하는 상기 Z축 반전부(43)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지를 위해, 상기 Z축 위상 변환부(33)로부터의 Z축 검출 전압을 반전시켜 Z축 반전 전압(-Dz)을 생성하여 출력한다.
이후에, 제어부(70)는 구동중인지 구동 정지중인지를 판단하여(S140), 구동중이면 스위치 모듈(50)과 구동 모듈(60)을 제어하여 상기 위상 변환 모듈(30)에서 출력되는 구동 전압중에서 구동축에 해당하는 구동전압을 상기 자이로 센서(10)에 제공하며(S150), 구동 정지중이면 스위치 모듈(50)과 구동 모듈(60)을 제어하여 구동정지시에 상기 반전 모듈(40)에서 출력되는 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서(10)의 구동 전극에 공급한다(S160).
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 먼저 구동중에 상기 제어부(70)는 상기 X축 스위치부(51)를 제어하여 상기 X축 위상 변환부(31)에서 생성된 구동 전압을 구동 모듈(60)을 구성하는 제1 구동부(61)로 통과시킨다.
이처럼 상기 X축 스위치부(51)를 통하여 X축 위상 변환부(31)에서 생성된 구동 전압이 제1 구동부(61)에 제공되면, 상기 제1 구동부(61)는 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극에 X축 구동 전압을 공급하고, 부의 구동 전극에 X축 구동 전압을 반전시킨 X축 반전 구동 전압을 제공하여 상기 자이로 센서(10)가 진동을 계속하도록 한다(이때, Y 축 검출부를 통하여 Y축 방향의 코리올리력을 측정하여 Z방향의 각속도(Ωz)를 측정한다).
이와 달리, 제어부(70)는 구동중인지 구동 정지중인지를 판단하여(S140), 구동 정지중이면 제어부(70)는 상기 스위치 모듈(50)을 제어하여 반전 모듈(40)에서 반전된 반전 전압을 통과시킨다.
그러면 상기 제1 구동부(61)는 제어부(70)의 제어에 의해 상기 X축 스위치부(51)와 Z축 스위치부(53)가 X축 반전부(41)와 Z축 반전부(43)에서 반전된 X축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 통과시키면 상기 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극에 X축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 제공하고, 상기 자이로 센서(10)의 X축 부의 구동 전극에 X축 재반전 전압(=X축 구동 전압)과 Z축 반전 전압을 제공한다.
또한, 구동 모듈(60)을 구성하는 상기 제2 구동부(62)는 제어부(70)의 제어에 의해 상기 Y축 스위치부(52)와 Z축 스위치부(53)가 Y축 반전부(42)와 Z축 반전부(43)에서 반전된 Y축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 통과시키면 상기 제2 구동부(62)는 상기 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극에 Y축 반전 전압과 Z축 반전 전압을 제공하고, 상기 자이로 센서(10)의 Y축 부의 구동 전극에 Y축 재반전 전압(=Y축 구동 전압)과 Z축 반전 전압을 제공한다.
이와 같이 상기 자이로 센서(10)에 구동중인 X축 방향의 진동에 대하여 역방향의 구동 전압이 입력되고, X축 방향 이외의 타축인 Y축과 Z축에 대하여 동일하게 역방향의 구동 전압이 입력되면 구동하는 방향의 진동뿐만 아니라 타축의 진동을 효과적으로 제거하여 자이로 센서(10)의 정지시간을 단축시킨다.
한편, 제어부(70)는 상기 자이로 센서(10)의 구동 정지후에 일정 시간이 지나 상기 자이로 센서(10)를 Z축방향으로 진동시키기를 원하는 경우에는 Z축 방향에 대하여 상기 단계 S100 내지 S160을 반복적으로 수행한다.
이를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 제어부(70)는 상기 Z축 스위치부(53)를 제어하여 상기 Z축 위상 변환부(33)에서 생성된 구동 전압을 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)로 통과시킨다.
이처럼 상기 Z축 스위치부(53)를 통하여 Z축 위상 변환부(33)에서 생성된 구동 전압이 제1 구동부(61)와 제2 구동부(62)에 제공되면, 상기 제1 구동부(61)는 자이로 센서(10)의 X축 정의 구동 전극와 부의 구동 전극에 Z축 구동 전압을 각각 공급하고, 상기 제2 구동부(62)도 또한 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극과 부의 구동 전극에 Z축 구동 전압을 공급하여 상기 자이로 센서(10)가 Z축 방향으로 진동하도록 한다(이때, Y 축 검출부를 통하여 Y축 방향의 코리올리력을 측정하여 X방향의 각속도를 측정할 수 있고, X 축 검출부를 통하여 X축 방향의 코리올리력을 측정하여 Y방향의 각속도를 측정할 수 있다).
이후에, 일정 시간이 되어 상기 자이로 센서(10)의 진동축을 전환할 필요가 있을 때, 현재 진동하고 있는 자이로 센서(10)의 진동을 효과적으로 정지시키기 위하여 진동하고 있는 축방향과 그외 타축의 진동에 대하여 역방향의 구동 전압을 제공할 필요가 있다.
이와 같은 동작은 상기 자이로 센서(10)의 X축 방향으로의 진동시에 이를 정지시키기 위하여 수행된 동작과 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
물론, 상기 제어부(70)는 Y 축 구동이 필요한 경우에 Y축 방향에 대하여 상기 단계 S100 내지 S160을 반복적으로 수행한다.
즉, 상기 제어부(70)는 상기 Y축 스위치부(52)를 제어하여 상기 Y축 위상 변환부(32)에서 생성된 구동 전압을 제2 구동부(62)로 통과시킨다.
이처럼 상기 Y축 스위치부(52)를 통하여 Y축 위상 변환부(32)에서 생성된 구동 전압이 제2 구동부(62)에 제공되면, 상기 제2 구동부(62)는 자이로 센서(10)의 Y축 정의 구동 전극에 Y축 구동 전압을 공급하고, 부의 구동 전극에 Y축 구동 전압을 반전시킨 Y축 반전 구동 전압을 제공하여 상기 자이로 센서(10)가 Y축 방향으로 진동하도록 한다.
이후에, 일정 시간이 되어 상기 자이로 센서(10)의 진동축을 전환할 필요가 있을 때, 현재 진동하고 있는 자이로 센서(10)의 진동을 효과적으로 정지시키기 위하여 진동하고 있는 축방향과 그외 타축에 대하여 역방향의 구동 전압을 제공한다.
이와 같은 동작은 상기 자이로 센서(10)의 X축 방향으로의 진동시에 이를 정지시키기 위하여 수행된 동작과 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 자이로 센서 구동 방법에서, 역방향 구동을 이용해서 자이로 센서의 자가 발진(self-oscillation)을 멈출 경우에 역방향 구동을 하지 않을 경우보다 빠르게 자기 발진(self-oscillation)이 정지될 수 있다.
이러한 본 발명의 자이로 센서 구동 방법은, 다축 자이로 센서에 대해 다축으로 측정할 경우에, 자이로 센서의 구동방향을 임의대로 바꾸기 용이하고, 더 빠르게 샘플링을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10 : 자이로 센서 20 : 검출 모듈
21,22, 23 : 검출부 21-1, 21-2, 22-1, 22-2 : 검출 증폭기
21-3, 22-3 : 검출 감산기 23-1 : 검출 가산기
30 : 위상 변환 모듈 31,32, 33 : 위상 변환부
40 : 반전 모듈 41, 42, 43 : 반전부
50 : 스위치 모듈 51,52,53 : 스위치부
60 : 구동 모듈 61, 62 : 구동부
61-1, 62-1 : 구동 가산기 61-2, 62-2 : 구동 감산기
61-3, 62-3 : 구동 증폭기 70 : 제어부

Claims (17)

  1. 자이로 센서의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 검출 모듈;
    상기 검출 모듈에서 검출하여 출력하는 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응하는 구동 전압을 생성하는 위상 변환 모듈;
    상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응하는 반전 전압을 생성하는 반전 모듈;
    스위칭 제어 신호에 따라 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압과 상기 반전 모듈에서 출력되는 반전 전압중에서 각축에 대하여 어느 하나를 선택하여 출력하는 스위치 모듈;
    구동시에는 상기 스위치 모듈을 통과한 구동축의 구동 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하고, 구동 정지시에는 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 각 축의 구동 전극에 공급하는 구동 모듈; 및
    구동시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 구동축의 구동 전압을 통과시키도록 하고, 구동 정지시에 상기 스위치 모듈을 스위칭 제어 신호로 제어하여 각 축의 반전 전압을 통과시키도록 하는 제어부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출 모듈은,
    자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축의 검출 전극을 통해 검출하는 제1 검출부;
    자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 제2 축 검출 전극을 통해 검출하는 제2 검출부; 및
    자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축 검출 전극과 상기 제2 축의 검출 전극을 통해 검출하는 제3 검출부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 검출부는,
    상기 자이로 센서의 제1 축의 정의 검출 전극의 출력 전압을 입력받아 증폭하여 출력하는 제1 검출 증폭기;
    상기 자이로 센서의 제1 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제2 검출 증폭기; 및
    상기 제1 검출 증폭기의 출력 전압에서 상기 제2 검출 증폭기의 출력 전압을 감산하여 상기 자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제1 검출 감산기를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 검출부는,
    상기 자이로 센서의 제2 축의 정의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제3 검출 증폭기;
    상기 자이로 센서의 제2 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 입력 받아 증폭하여 출력하는 제4 검출 증폭기; 및
    상기 제3 검출 증폭기의 출력 전압에서 상기 제4 검출 증폭기의 출력 전압을 감산하여 상기 자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제2 검출 감산기를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 검출부는,
    상기 자이로 센서의 제1 축의 정의 검출 전극의 출력 전압과, 제1 축의 부의 검출 전극의 출력 전압과, 제2 축의 정의 검출 전극의 출력 전압 및 제2 축의 부의 검출 전극의 출력 전압을 가산하여 상기 자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 검출하여 출력하는 제1 검출 가산기를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 위상 변환 모듈은,
    상기 제1 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제1 축 구동 전압을 생성하는 제1 위상 변환부;
    상기 제2 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제2 축 구동 전압을 생성하는 제2 위상 변환부; 및
    상기 제3 검출부로부터의 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제3 축 구동 전압을 생성하는 제3 위상 변환부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반전 모듈은,
    상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제1 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제1 반전부;
    상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제2 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제2 반전부; 및
    상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제3 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 제3 반전부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스위치 모듈은,
    스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제1 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제1 스위치부;
    스위칭 제어 신호에 따라 상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제2 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제2 스위치부; 및
    스위칭 제어 신호에 따라 상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압과 상기 제3 반전부에서 출력되는 반전 전압중 어느 하나를 선택하여 통과시키는 제3 스위치부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 구동 모듈은,
    구동시에는 상기 제1 및 제3 스위치부를 통과한 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동전극에 공급하고, 구동 정지시에는 제1 및 제3 스위치부를 통과한 반전 전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동 전극에 공급하는 제1 구동부; 및
    구동시에는 상기 제2 및 제3 스위치부를 통과한 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동전극에 공급하고, 구동 정지시에는 제2 및 제3 스위치부를 통과한 반전 전압을 상기 자이로 센서의 해당 구동 전극에 공급하는 제2 구동부를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 구동부는,
    상기 제1 축 스위치부에서 통과되는 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압과 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 각각 통과시키거나 가산하여 출력하는 제1 구동 가산기;
    상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 제1 축 스위치에서 통과되는 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압을 반전시켜 출력하거나, 제3 축 스위치부에서 통과된 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압에서 상기 제1 축 스위치부를 통과한 제1 축 구동 전압 또는 제1 축 반전 전압을 감산한 신호를 출력하는 제1 구동 감산기; 및
    상기 제1 구동 가산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제1 축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고, 상기 제1 구동 감산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제1 축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공하는 제1 구동 증폭기를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 구동부는,
    상기 제2 축 스위치부에서 통과되는 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압과 상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 각각 통과시키거나 가산하여 출력하는 제2 구동 가산기;
    상기 제3 축 스위치부에서 통과되는 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압을 통과시키거나, 상기 제2 축 스위치부에서 통과되는 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압을 반전시켜 출력하거나, 제3 축 스위치부에서 통과된 제3 축 구동 전압 또는 제3 축 반전 전압에서 상기 제2 축 스위치부를 통과한 제2 축 구동 전압 또는 제2 축 반전 전압신호를 감산한 신호를 출력하는 제2 구동 감산기; 및
    상기 제2 구동 가산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제2 축 상에 배치된 정의 구동 전극에 제공하고, 상기 제2 구동 감산기에서 출력되는 전압을 증폭하여 상기 자이로 센서의 제2 축 상에 배치된 부의 구동 전극에 제공하는 제2 구동 증폭기를 포함하는 자이로 센서 구동 장치.
  12. (A) 검출 모듈이 자이로 센서의 각 축의 각속도에 대응하는 전압을 해당하는 축의 검출 전극을 통해 검출하는 단계;
    (B) 위상 변환 모듈이 상기 검출 모듈에서 검출된 각 축의 전압을 위상 시프트시켜 각 축에 대응되는 구동 전압을 생성하는 단계;
    (C) 반전 모듈이 상기 위상 변환 모듈의 각 축에 대응되는 구동 전압을 반전시켜 각 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계;
    (D) 제어부가 스위치 모듈과 구동 모듈을 제어하여 구동시에 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압중에서 구동축에 해당하는 구동전압을 상기 자이로 센서에 제공하는 단계; 및
    (E) 상기 제어부가 스위치 모듈과 구동 모듈을 제어하여 구동정지시에 상기 반전 모듈에서 출력되는 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하는 단계를 포함하는 자이로 센서의 구동 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (A-1) 상기 검출 모듈을 구성하는 제1 검출부가 자이로 센서의 제1 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 축의 검출 전극을 통해 검출하는 단계;
    (A-2) 상기 검출 모듈을 구성하는 제2 검출부가 자이로 센서의 제2 축의 각속도에 대응하는 전압을 제2 축 검출 전극을 통해 검출하는 단계; 및
    (A-3) 상기 검출 모듈을 구성하는 제3 검출부가 자이로 센서의 제3 축의 각속도에 대응하는 전압을 제1 및 제2 검출 전극을 통해 검출하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 (B) 단계는,
    (B-1) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제1 위상 변환부가 상기 제1 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제1 축 구동 전압을 생성하는 단계;
    (B-2) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제2 위상 변환부가 상기 제2 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제2 축 구동 전압을 생성하는 단계; 및
    (B-3) 상기 위상 변환 모듈을 구성하는 제3 위상 변환부가 상기 제3 검출부에서 출력되는 전압을 위상 시프트시켜 제3 축 구동 전압을 생성하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 (C) 단계는,
    (C-1) 상기 반전 모듈을 구성하는 제1 반전부가 상기 제1 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제1 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계;
    (C-2) 상기 반전 모듈을 구성하는 제2 반전부가 상기 제2 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제2 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계; 및
    (C-3) 상기 반전 모듈을 구성하는 제3 반전부가 상기 제3 위상 변환부에서 출력되는 구동 전압을 반전시켜 제3 축에 대응되는 반전 전압을 생성하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 (D) 단계는,
    (D-1) 상기 제어부가 구동시에 구동축의 구동전압을 통과시키도록 상기 스위치 모듈에 스위칭 제어 신호를 출력하는 단계;
    (D-2) 상기 스위치 모듈은 스위칭 제어 신호에 따라 상기 위상 변환 모듈에서 출력되는 구동 전압중에서 구동축의 구동전압을 통과시키는 단계; 및
    (D-3) 상기 구동 모듈은 상기 스위치 모듈을 통과한 구동축의 구동 전압을 상기 자이로 센서의 구동전극에 공급하는 단계를 포함하는 자이로 센서의 구동 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 (E) 단계는,
    (E-1) 상기 제어부가 구동정지시에 반전 전압을 통과시키도록 상기 스위치 모듈에 스위칭 제어 신호를 출력하는 단계;
    (E-2) 상기 스위치 모듈이 상기 반전 모듈에서 출력되는 각 축의 반전 전압을 통과시키는 단계; 및
    (E-3) 상기 구동 모듈이 상기 스위치 모듈을 통과한 각 축의 반전 전압을 상기 자이로 센서의 구동 전극에 공급하는 단계를 포함하는 자이로 센서의 구동 방법.
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