KR20180052038A - 멀티 공진기 시스템 - Google Patents

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KR20180052038A
KR20180052038A KR1020160149094A KR20160149094A KR20180052038A KR 20180052038 A KR20180052038 A KR 20180052038A KR 1020160149094 A KR1020160149094 A KR 1020160149094A KR 20160149094 A KR20160149094 A KR 20160149094A KR 20180052038 A KR20180052038 A KR 20180052038A
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이충호
강성찬
김재흥
박상하
윤용섭
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삼성전자주식회사
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Abstract

복수의 멀티 공진기를 포함하는 멀티 공진기 시스템이 개시된다. 개시된 멀티 공진기 시스템은 지지 기판 및 상기 지지 기판에 일단이 고정되며, 중심 주파수가 서로 다른 복수의 멀티 공진기를 포함하고, 상기 복수의 멀티 공진기 각각은 복수의 공진기를 포함하며, 상기 복수의 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는다.

Description

멀티 공진기 시스템{Multi resonator system}
본 개시는 복수의 멀티 공진기를 포함하는 멀티 공진기 시스템에 대한 것이다.
음향 또는 진동의 스펙트럼을 공진기는 휴대폰(cellphones), 컴퓨터, 가전 기기, 자동차, 또는 스마트홈 환경 등에서 상황인식, 음성인식, 화자인식 등에 활용되거나 또는 가전 기기, 자동차, 건축물 등에 탑재되어 진동정보를 분석하는데 활용될 수 있다.
일반적으로, 음향 신호의 주파수 도메인 정보는 광대역(wide band) 특성을 갖는 마이크로폰(microphone)에 입력된 음향 신호가 ADC(Analog Digital Converter)를 거쳐 퓨리에 변환(Fourier Transform)됨으로써 얻어지게 된다. 이러한 주파수 정보 획득 방식은 퓨리에 변환에 따른 계산량 부담이 크며, 주파수 분해능과 시간 분해능이 트레이드 오프(trade-off) 관계를 가져 시간 정보와 주파수 정보의 분해능을 동시에 향상시키기 어렵다.
중심 주파수에서의 공진 변위가 향상된 멀티 공진기 시스템을 제공한다.
또한, 인접한 다른 공진기와의 커플링(coupling)에 의한 크로스토크(crosstalk) 효과가 감소된 멀티 공진기 시스템을 제공한다.
또한, 복수의 멀티 공진기 각각의 중심 주파수에서 증가된 출력 신호를 얻을 수 있는 멀티 공진기 시스템을 제공한다.
일 유형에 따르면, 지지 기판; 및 상기 지지 기판에 일단이 고정되며, 중심 주파수가 서로 다른 복수의 멀티 공진기;를 포함하고, 상기 복수의 멀티 공진기 각각은 복수의 공진기를 포함하며, 상기 복수의 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템이 제공된다.
상기 복수의 공진기 각각은, 상기 지지 기판에 고정되는 고정부; 음향 신호에 반응하여 가동되는 가동부; 및 상기 가동부의 움직임을 센싱하는 감지부;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 공진기 각각은 질량체를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 멀티 공진기는 제1 멀티 공진기, 제2 멀티 공진기 및 제3 멀티 공진기를 포함하며, 상기 제1 멀티 공진기는 복수의 제1 공진기를 포함하고, 상기 제2 멀티 공진기는 복수의 제2 공진기를 포함하고, 상기 제3 멀티 공진기는 복수의 제3 공진기를 포함하고, 상기 제1 공진기, 상기 제2 공진기 및 상기 제3 공진기는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다.
상기 복수의 제1 공진기, 상기 복수의 제2 공진기 및 상기 복수의 제3 공진기는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 제1 공진기는 제1 길이, 상기 복수의 제2 공진기는 제2 길이, 상기 복수의 제3 공진기는 제3 길이를 가지며, 상기 제1 길이, 상기 제2 길이 및 상기 제3 길이는 서로 다를 수 있다.
상기 복수의 제1 공진기, 상기 복수의 제2 공진기 및 상기 복수의 제3 공진기 각각은 중심 주파수가 동일한 3개의 공진기를 포함할 수 있다.
상기 복수의 멀티 공진기 각각은, 중앙 공진기; 및 상기 중앙 공진기의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기;를 포함하고, 상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다.
상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다.
상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 중앙 공진기는 제1 길이 및 제1 폭, 상기 인접 공진기는 제2 길이 및 제2 폭을 가지며, 상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 작으며, 상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 클 수 있다.
상기 인접 공진기는 상기 중앙 공진기의 양 옆에 2개씩 배열될 수 있다.
상기 복수의 멀티 공진기 각각은, 중앙 공진기; 및 상기 중앙 공진기를 둘러쌓도록 마련된 U자 형의 인접 공진기;를 포함하고, 상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다.
상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다.
상기 인접 공진기는 2개가 배열될 수 있다.
상기 복수의 멀티 공진기 각각은, T자 형의 중앙 공진기; 및 상기 중앙 공진기의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기;를 포함하고, 상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다.
상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다.
상기 인접 공진기의 길이는 상기 중앙 공진기의 길이보다 작으며, 상기 인접 공진기는 상기 중앙 공진기의 양 옆에 1개씩 배열될 수 있다.
상술한 멀티 공진기 시스템에 따르면, 멀티 공진기 시스템이 포함하는 서로 다른 복수의 멀티 공진기 각각은 동일한 중심 주파수를 갖는 복수의 공진기를 포함하도록 함으로써, 동일한 중심 주파수를 갖는 인접 공진기와의 커플링으로 인해 공진 변위가 향상될 수 있다.
또한, 상술한 멀티 공진기 시스템은 복수의 멀티 공진기 각각이 동일한 중심 주파수를 갖는 복수의 공진기를 포함하도록 함으로써, 멀티 공진기의 중앙 공진기에서 다른 중심 주파수를 갖는 공진기와의 커플링에 의한 크로스토크 효과를 감소시킬 수 있다.
또한, 상술한 멀티 공진기 시스템은 복수의 멀티 공진기 각각이 동일한 중심 주파수를 갖는 복수의 공진기를 포함하므로, 복수의 멀티 공진기 각각은 중심 주파수에서 증가된 출력 신호를 얻을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 2는 도 1의 멀티 공진기 시스템에 구비된 공진기 하나의 구조를 상세히 보인 단면도이다.
도 3a는 기존의 공진기 시스템의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 공진기 시스템에서, 각각의 공진기에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 도 3a의 공진기 시스템에서, 하나의 공진기에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 도 1에 도시된 멀티 공진기 시스템에서, 제2 멀티 공진기의 복수의 제2 공진기 중 중앙 공진기에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다.
방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(100)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 멀티 공진기 시스템(100)은 지지 기판(50) 및 복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3)를 포함한다.
지지 기판(50)은 복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3)의 일단이 고정되는 곳으로, 실리콘 기판 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3)는 제1 멀티 공진기(MR1), 제2 멀티 공진기(MR2) 및 제3 멀티 공진기(MR3)를 포함할 수 있으며, 복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3)는 지지 기판(50)에 일단이 고정되게 배열될 수 있다.
제1 멀티 공진기(MR1)는 중심 주파수가 동일한 복수의 제1 공진기(R1)를 포함하고, 제2 멀티 공진기(MR2)는 중심 주파수가 동일한 복수의 제2 공진기(R2)를 포함하며, 제3 멀티 공진기(MR3)는 중심 주파수가 동일한 복수의 제3 공진기(R3)를 포함할 수 있다. 복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3)는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티 공진기(MR1)의 복수의 제1 공진기(R1)의 중심 주파수는 f1이 될 수 있고, 제2 멀티 공진기(MR2)의 복수의 제2 공진기(R2)의 중심 주파수는 f2가 될 수 있으며, 제3 멀티 공진기(MR3)의 복수의 제3 공진기(R3)의 중심 주파수는 f3가 될 수 있다. 중심 주파수는 각각의 공진기가 최대의 변위를 나타내는 주파수를 의미한다.
복수의 공진기(R1, R2, R3) 각각은 지지 기판(50)에 고정되는 고정부(10a, 10b, 10c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(30a, 30b, 30c), 가동부(30a, 30b, 30c)의 움직임을 센싱하는 감지부(20a, 20b, 20c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(30a, 30b, 30c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(40a, 40b, 40c)를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
복수의 공진기(R1, R2, R3)는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다. 즉, 물리적 신호의 입력 경로에 전체적으로 동시에 노출되게 배열될 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3) 각각은 복수의 공진기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 멀티 공진기(MR1, MR2, MR3) 각각은 3개의 공진기(R1, R2, R3)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 멀티 공진기(MR1)는 3개의 제1 공진기(R1)를 포함할 수 있고, 제2 멀티 공진기(MR2)는 3개의 제2 공진기(R2)를 포함할 수 있으며, 제3 멀티 공진기(MR3)는 3개의 제3 공진기(R3)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인접한 공진기간의 간격은 수 μm가 될 수 있다.
제1 공진기(R1), 제2 공진기(R2) 및 제3 공진기(R3)는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 제1 공진기(R1), 제2 공진기(R2) 및 제3 공진기(R3)는 서로 다른 중심 주파수를 가지며, 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 공진기(R2)의 길이는 제1 공진기(R1)의 길이보다 짧을 수 있으며, 제3 공진기(R3)의 길이는 제2 공진기(R2)의 길이보다 짧을 수 있다.
도 2는 도 1의 멀티 공진기 시스템(100)에 구비된 공진기(R) 하나의 구조를 상세히 보인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 공진기(R)는 지지 기판(50)에 고정되는 고정부(10), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(30), 가동부(30)의 움직임을 센싱하는 감지부(20)를 포함한다. 공진기(R)는 또한, 가동부(30)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(40)를 더 포함할 수 있다.
가동부(30)는 탄성 필름으로 이루어질 수 있다. 탄성 필름은 길이 L 및 폭을 가질 수 있고, 질량체(40)의 질량과 함께, 공진기(R)의 공진 특성을 정하는 요소가 된다. 탄성 필름으로는 실리콘, 금속, 폴리머 등의 재질이 사용될 수 있다.
감지부(20)는 가동부(30)의 움직임을 센싱하는 센서층을 포함할 수 있다. 감지부(20)는 예를 들어, 압전 소자를 포함할 수 있고, 이 경우, 전극층, 압전물질층, 전극층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 압전물질로는 ZnO, SnO, PZT, ZnSnO3, Polyvinylidene fluoride(PVDF), poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)), AlN 또는 PMN-PT 등이 사용될 수 있다. 전극층으로, 금속 물질이나 이 외, 다양한 전도성 재질이 사용될 수 있다.
공진기(R)는 대략 수㎛ 이하의 폭, 수㎛ 이하의 두께, 및 대략 수 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 이러한 미세한 크기의 공진기(R)는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 공정에 의해 제작될 수 있다.
공진기(R)는 외부 신호에 반응하여 Z 방향을 따라 상하로 진동하며, 변위 z값은 다음 운동 방정식을 따라 정해진다.
Figure pat00001
여기서, m은 질량체의 질량, c는 댐핑 계수(damping coefficient), k는 탄성 계수, F0cosωt는 외력(driving force)으로, 공진기(R)에 입사되는 신호에 의한 작용을 나타낸다. k값은 가동부(30)의 물성과 형상에 의해 정해진다.
상기 운동 방정식에 의해 공진기(R)는 중심 주파수 f0를 가지는 주파수 응답 특성을 나타낸다.
중심 주파수 f0는 다음과 같다.
Figure pat00002
이와 같이, 멀티 공진기 시스템(100)에 구비된 복수의 공진기(R1, R2, R3)들은 설계된, 서로 다른 중심 주파수를 가지며, 중심 주파수를 중심으로 하는 소정 대역의 주파수를 감지할 수 있다.
도 3a는 기존의 공진기 시스템(200)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 공진기 시스템(200)에서, 각각의 공진기(R11, R12, R13)에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 3a를 참조하면, 공진기 시스템(200)은 지지 기판(250) 및 서로 다른 중심 주파수를 갖는 복수의 공진기(R11, R12, R12)를 포함한다.
복수의 공진기(R11, R12, R12) 각각은 지지 기판(250)에 고정되는 고정부(210a, 210b, 210c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(230a, 230b, 230c), 가동부(230a, 230b, 230c)의 움직임을 센싱하는 감지부(220a, 220b, 220c)를 포함한다. 또한, 가동부(230a, 230b, 230c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(240a, 240b, 240c)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판(250), 고정부(210a, 210b, 210c), 가동부(230a, 230b, 230c), 감지부(220a, 220b, 220c) 및 질량체(240a, 240b, 240c)는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체(40)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
복수의 공진기(R11, R12, R12)는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(R11)의 중심 주파수는 f11이 될 수 있고, 제2 공진기(R12)의 중심 주파수는 f12가 될 수 있으며, 제3 공진기(R13)의 중심 주파수는 f13가 될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 공진기(R11)는 중심 주파수인 f11에서 최대 변위를 갖고, 제2 공진기(R12)는 중심 주파수인 f12에서 최대 변위를 가지며, 제3 공진기(R13)는 중심 주파수인 f13에서 최대 변위를 가질 수 있다.
또한, 각각의 공진기(R11, R12, R13)들은 중심 주파수 외의 인접 대역의 주파수에도 반응할 수 있다. 복수의 공진기(R11, R12, R13)들은 한정된 공간 내에 집약적으로 배치되기 때문에, 공진기(R11, R12, R13)들간의 커플링(coupling)에 의한 크로스톡(crosstalk)이 발생할 수 있다. 제1 공진기(R11)에서 주파수에 따른 변위를 보면, 제1 공진기(R11)의 중심 주파수는 f11이므로 f11에서 가장 큰 변위를 나타내며, 인접한 공진기인 제2 공진기(R12)의 중심 주파수인 f12에서도 변위의 피크(peak)가 발생하는 것을 볼 수 있다. 또한, 제2 공진기(R12)에서 주파수에 따른 변위를 보면, 제2 공진기(R12)의 중심 주파수는 f12이므로 f12에서 가장 큰 변위를 나타내며, 인접한 공진기인 제1 공진기(R11) 및 제3 공진기(R13)의 중심 주파수인 f11및 f13에서도 변위의 피크가 발생하는 것을 볼 수 있다. 또한, 제3 공진기(R13)에서 주파수에 따른 변위를 보면, 제3 공진기(R13)의 중심 주파수는 f13이므로 f13에서 가장 큰 변위를 나타내며, 인접한 공진기인 제2 공진기(R12)의 중심 주파수인 f12에서도 변위의 피크가 발생하는 것을 볼 수 있다.
도 4a는 도 3a의 공진기 시스템(200)에서, 하나의 공진기(R12)에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
공진기 시스템(200)의 제2 공진기(R12)에서 주파수에 따른 변위를 보면, 제2 공진기(R12)의 중심 주파수는 f12이므로 f12에서 가장 큰 변위를 나타내며, f12에서의 변위는 d12가 될 수 있다. 또한, 제2 공진기(R12)는 인접한 공진기인 제1 공진기(R11) 및 제3 공진기(R13)의 중심 주파수인 f11및 f13에서도 변위의 피크가 발생할 수 있다. 이처럼, 공진기의 중심 주파수가 아닌 주파수에서 발생하는 피크는 인접한 공진기와의 커플링에 의해 발생하는 것으로, 제2 공진기(R12)의 입장에서 f11및 f13에서 발생하는 피크는 불필요한 신호가 될 수 있다.
도 4b는 도 1에 도시된 멀티 공진기 시스템(100)에서, 제2 멀티 공진기(MR2)의 복수의 제2 공진기(R2) 중 중앙 공진기에서의 주파수에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 4b를 참조하면, 제2 공진기(R2)의 중심 주파수는 f2이며, f2는 도 3a에 도시된 공진기 시스템(200)의 제2 공진기(R12)의 중심 주파수인 f12와 같을 수 있다. 또한, f1은 멀티 공진기 시스템(100)에서 제1 멀티 공진기(MR1)의 제1 공진기(R1)의 중심 주파수이며, 이는 공진기 시스템(200)의 제1 공진기(R11)의 중심 주파수인 f11과 같을 수 있다. 또한, f3은 멀티 공진기 시스템(100)에서 제3 멀티 공진기(MR3)의 제3 공진기(R3)의 중심 주파수이며, 이는 공진기 시스템(200)의 제3 공진기(R13)의 중심 주파수인 f13과 같을 수 있다. 즉, 제1 멀티 공진기(MR1)의 제1 공진기(R1)와 공진기 시스템(200)의 제1 공진기(R11)는 서로 동일한 형상 및 재질로 형성될 수 있고, 제2 멀티 공진기(MR2)의 제2 공진기(R2)와 공진기 시스템(200)의 제2 공진기(R12)는 서로 동일한 형상 및 재질로 형성될 수 있으며, 제3 멀티 공진기(MR3)의 제3 공진기(R3)와 공진기 시스템(200)의 제3 공진기(R13)는 서로 동일한 형상 및 재질로 형성될 수 있다.
제2 공진기(R2)는 중심 주파수인 f2에서 최대 변위를 가진다. 도 1을 참조하면, 멀티 공진기 시스템(100)에서 제2 멀티 공진기(MR2)의 복수의 제2 공진기(R2) 중 중앙 공진기의 양 옆에는 동일한 중심 주파수를 갖는 제2 공진기(R2)들이 위치한다. 따라서 중앙에 위치한 제2 공진기(R2)는 인접한 제2 공진기(R2)들에 의해 커플링이 발생할 수 있으며, 제2 공진기(R2)의 중심 주파수에서의 변위는 d12에서 d2로 증가될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(100)은 중심 주파수에서의 공진 변위가 커짐에 따라 중심 주파수에서의 출력 신호도 커질 수 있으며, 멀티 공진 시스템의 민감도가 향상될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 제2 멀티 공진기(MR2)의 복수의 제2 공진기(R2) 중 중앙 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 제2 공진기(R2)들이 인접해 있으므로, 제2 공진기(R2)와 다른 중심 주파수를 갖는 제1 공진기(R1) 및 제2 공진기(R2)에 의한 커플링이 감소될 수 있다. 따라서, 도 4b를 참조하면, 제1 공진기(R1)의 중심 주파수인 f1 및 제2 공진기(R2)의 중심 주파수인 f2에서 변위의 피크가 발생하지 않음을 볼 수 있다. 이처럼 일 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(100)은 다른 중심 주파수를 갖는 인접한 다른 공진기와의 커플링에 의한 크로스토크 효과가 감소될 수 있다.
또한, 멀티 공진기 시스템(100)의 복수의 멀티 공진기는 각각 복수의 공진기를 포함하므로, 각각의 중심 주파수에서 증가된 출력 신호를 얻을 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(300)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 멀티 공진기 시스템(300)은 지지 기판(350) 및 복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33)를 포함한다.
지지 기판(350)은 복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33)의 일단이 고정되는 곳으로, 실리콘 기판 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33)는 제1 멀티 공진기(MR31), 제2 멀티 공진기(MR32) 및 제3 멀티 공진기(MR33)를 포함할 수 있으며, 복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33)는 지지 기판(350)에 일단이 고정되게 배열될 수 있다.
또한, 제1 멀티 공진기(MR31), 제2 멀티 공진기(MR32) 및 제3 멀티 공진기(MR33)는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33) 각각은 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a) 및 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)를 포함할 수 있다. 복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33) 각각에서 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)와 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다. 또한, 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a) 및 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있으며, 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)는 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)의 양 옆에 2개씩 배열될 수 있다.
중앙 공진기(R31a, R32a, R33a) 각각은 지지 기판(350)에 고정되는 고정부(310a, 310b, 310c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(330a, 330b, 330c), 가동부(330a, 330b, 330c)의 움직임을 센싱하는 감지부(320a, 320b, 320c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(330a, 330b, 330c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(340a, 340b, 340c)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체(40)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 인접 공진기(R31b, R32b, R33b) 각각은 지지 기판(350)에 고정되는 고정부(311a, 311b, 311c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(331a, 331b, 331c), 가동부(331a, 331b, 331c)의 움직임을 센싱하는 감지부(321a, 321b, 321c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(331a, 331b, 331c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(341a, 341b, 341c)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체(40)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33) 각각에서, 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)의 길이는 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)의 길이보다 작을 수 있으며, 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)의 폭은 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)의 폭보다 클 수 있다. 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a) 및 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)의 길이는 도 5에서 X축 방향으로의 공진기의 크기를 나타내며, 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a) 및 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)의 폭은 도 5에서 Y축 방향으로의 공진기의 크기를 나타낸다. 이를 통해, 복수의 멀티 공진기(MR31, MR32, MR33) 각각에서 중앙 공진기(R31a, R32a, R33a)와 인접 공진기(R31b, R32b, R33b)의 중심 주파수를 동일하게 할 수 있다.
위 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(300)은 중앙 공진기와 동일한 중심 주파수를 갖는 인접 공진기로 인해, 중앙 공진기의 중심 주파수에서의 공진 변위가 향상될 수 있다. 또한, 중앙 공진기의 양 옆에 배열된 인접 공진기로 인해, 다른 중심 주파수를 갖는 공진기와의 커플링에 의한 크로스토크 효과가 감소될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(400)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 멀티 공진기 시스템(400)은 지지 기판(450) 및 복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43)를 포함한다.
지지 기판(450)은 복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43)의 일단이 고정되는 곳으로, 실리콘 기판 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43)는 제1 멀티 공진기(MR41), 제2 멀티 공진기(MR42) 및 제3 멀티 공진기(MR43)를 포함할 수 있으며, 복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43)는 지지 기판(450)에 일단이 고정되게 배열될 수 있다.
또한, 제1 멀티 공진기(MR41), 제2 멀티 공진기(MR42) 및 제3 멀티 공진기(MR43)는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43) 각각은 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a) 및 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a)를 둘러쌓도록 마련된 U자 형의 인접 공진기(R41b, R42b, R43b)를 포함할 수 있다. 복수의 멀티 공진기(MR41, MR42, MR43) 각각에서 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a)와 인접 공진기(R41b, R42b, R43b)는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다. 또한, 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a) 및 인접 공진기(R41b, R42b, R43b)는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다. 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a)는 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 인접 공진기(R41b, R42b, R43b)는 중앙 공진기(R41a, R42a, R43a)를 둘러쌓도록 2개가 배열될 수 있다.
중앙 공진기(R41a, R42a, R43a) 각각은 지지 기판(450)에 고정되는 고정부(410a, 410b, 410c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(430a, 430b, 430c), 가동부(430a, 430b, 430c)의 움직임을 센싱하는 감지부(420a, 420b, 420c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(430a, 430b, 430c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 인접 공진기(R41b, R42b, R43b) 각각은 지지 기판(450)에 고정되는 고정부(411a, 411b, 411c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(431a, 431b, 431c), 가동부(431a, 431b, 431c)의 움직임을 센싱하는 감지부(421a, 421b, 421c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(431a, 431b, 431c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체(40)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
위 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(400)은 중앙 공진기와 동일한 중심 주파수를 갖는 인접 공진기로 인해, 중앙 공진기의 중심 주파수에서의 공진 변위가 향상될 수 있다. 또한, 중앙 공진기의 양 옆에 배열된 인접 공진기로 인해, 다른 중심 주파수를 갖는 공진기와의 커플링에 의한 크로스토크 효과가 감소될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(500)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 멀티 공진기 시스템(500)은 지지 기판(550) 및 복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53)를 포함한다.
지지 기판(550)은 복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53)의 일단이 고정되는 곳으로, 실리콘 기판 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53)는 제1 멀티 공진기(MR51), 제2 멀티 공진기(MR52) 및 제3 멀티 공진기(MR53)를 포함할 수 있으며, 복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53)는 지지 기판(550)에 일단이 고정되게 배열될 수 있다.
또한, 제1 멀티 공진기(MR51), 제2 멀티 공진기(MR52) 및 제3 멀티 공진기(MR53)는 서로 다른 중심 주파수를 가질 수 있다.
복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53) 각각은 T자 형의 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a) 및 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a)의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기(R51b, R52b, R53b)를 포함할 수 있다. 복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53) 각각에서 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a)와 인접 공진기(R51b, R52b, R53b)는 동일한 중심 주파수를 가질 수 있다. 또한, 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a) 및 인접 공진기(R51b, R52b, R53b)는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다. 인접 공진기(R51b, R52b, R53b)의 X축 방향으로의 길이는 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a)의 X축 방향으로의 길이보다 작으며, 인접 공진기(R51b, R52b, R53b)는 중앙 공진기(R51a, R52a, R53a) 양 옆에 1개씩 배열될 수 있다. 따라서, 복수의 멀티 공진기(MR51, MR52, MR53) 각각은 전체적으로 직사각형 형상을 가질 수 있다. 이러한 구조를 통해, 공진기들을 한정된 공간 내에 집약적이고 효율적으로 배치할 수 있다.
중앙 공진기(R51a, R52a, R53a) 각각은 지지 기판(550)에 고정되는 고정부(510a, 510b, 510c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(530a, 530b, 530c), 가동부(530a, 530b, 530c)의 움직임을 센싱하는 감지부(520a, 520b, 520c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(530a, 530b, 530c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 인접 공진기(R51b, R52b, R53b) 각각은 지지 기판(550)에 고정되는 고정부(511a, 511b, 511c), 신호에 반응하여 가동되는 가동부(531a, 531b, 531c), 가동부(531a, 531b, 531c)의 움직임을 센싱하는 감지부(521a, 521b, 521c)를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(531a, 531b, 531c)에 소정의 질량을 제공하기 위한 질량체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 지지 기판, 고정부, 가동부, 감지부 및 질량체는 도 2에서 전술한 지지 기판(50), 고정부(10), 가동부(30), 감지부(20) 및 질량체(40)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
위 실시예에 따른 멀티 공진기 시스템(500)은 중앙 공진기와 동일한 중심 주파수를 갖는 인접 공진기로 인해, 중앙 공진기의 중심 주파수에서의 공진 변위가 향상될 수 있다. 또한, 중앙 공진기의 양 옆에 배열된 인접 공진기로 인해, 다른 중심 주파수를 갖는 공진기와의 커플링에 의한 크로스토크 효과가 감소될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 300, 400, 500 : 멀티 공진기 시스템
200 : 공진기 시스템
50, 250, 350, 450, 550 : 지지 기판
MR1, MR31, MR41, MR51 : 제1 멀티 공진기
MR2, MR32, MR42, MR52 : 제2 멀티 공진기
MR3, MR33, MR43, MR53 : 제3 멀티 공진기
R1, R11 : 제1 공진기
R2, R12 : 제2 공진기
R3, R13 : 제3 공진기
R31a, R32a, R33a, R41a, R42a, R43a, R51a, R52a, R53a : 중앙 공진기
R31b, R32b, R33b, R41b, R42b, R43b, R51b, R52b, R53b : 인접 공진기

Claims (19)

  1. 지지 기판; 및
    상기 지지 기판에 일단이 고정되며, 중심 주파수가 서로 다른 복수의 멀티 공진기;를 포함하고,
    상기 복수의 멀티 공진기 각각은 복수의 공진기를 포함하며,
    상기 복수의 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 공진기 각각은,
    상기 지지 기판에 고정되는 고정부;
    음향 신호에 반응하여 가동되는 가동부; 및
    상기 가동부의 움직임을 센싱하는 감지부;를 포함하는 멀티 공진기 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 공진기 각각은 질량체를 더 포함하는 멀티 공진기 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 멀티 공진기는 제1 멀티 공진기, 제2 멀티 공진기 및 제3 멀티 공진기를 포함하며,
    상기 제1 멀티 공진기는 복수의 제1 공진기를 포함하고,
    상기 제2 멀티 공진기는 복수의 제2 공진기를 포함하고,
    상기 제3 멀티 공진기는 복수의 제3 공진기를 포함하고,
    상기 제1 공진기, 상기 제2 공진기 및 상기 제3 공진기는 서로 다른 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 공진기, 상기 복수의 제2 공진기 및 상기 복수의 제3 공진기는 직사각형 형상을 갖는 멀티 공진기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 공진기는 제1 길이, 상기 복수의 제2 공진기는 제2 길이, 상기 복수의 제3 공진기는 제3 길이를 가지며,
    상기 제1 길이, 상기 제2 길이 및 상기 제3 길이는 서로 다른 멀티 공진기 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 공진기, 상기 복수의 제2 공진기 및 상기 복수의 제3 공진기 각각은 중심 주파수가 동일한 3개의 공진기를 포함하는 멀티 공진기 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 멀티 공진기 각각은,
    중앙 공진기; 및
    상기 중앙 공진기의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기;를 포함하고,
    상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 직사각형 형상을 갖는 멀티 공진기 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 중앙 공진기는 제1 길이 및 제1 폭, 상기 인접 공진기는 제2 길이 및 제2 폭을 가지며,
    상기 제1 길이는 상기 제2 길이보다 작으며, 상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 큰 멀티 공진기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인접 공진기는 상기 중앙 공진기의 양 옆에 2개씩 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 멀티 공진기 각각은,
    중앙 공진기; 및
    상기 중앙 공진기를 둘러쌓도록 마련된 U자 형의 인접 공진기;를 포함하고,
    상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 인접 공진기는 2개가 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 멀티 공진기 각각은,
    T자 형의 중앙 공진기; 및
    상기 중앙 공진기의 양 옆에 인접하게 배열되는 인접 공진기;를 포함하고,
    상기 중앙 공진기와 상기 인접 공진기는 동일한 중심 주파수를 갖는 멀티 공진기 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 중앙 공진기 및 상기 인접 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되는 멀티 공진기 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 인접 공진기의 길이는 상기 중앙 공진기의 길이보다 작으며,
    상기 인접 공진기는 상기 중앙 공진기의 양 옆에 1개씩 배열되는 멀티 공진기 시스템.
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