일반기술

공기중 파라메트릭 트랜스미팅 어레이를 이용한 초지향성 초음파 거리측정을 위한 멤스 기반의 다공진 초음파 트랜스듀서

본 기술은 공기중 파라메트릭 트랜스미팅 어레이(parametric transmitting array)를 이용한 초지향성 초음파 거리측정을 위한 멤스(MEMS ; Micro Electro Mechanical Systems) 기반의 다공진 초음파 트랜스듀서(ultrasonic transducer)에 관한 것이다. 본 기술은, 공기중에서 초음파를 이용하여 장애물까지의 거리를 측정하는데 이용될 수 있는 초음파 트랜스듀서로서, 두개의 초음파를 공기중에 고압으로 발생시켜 공기중 파라메트릭 트랜스미팅 어레이를 형성하여 고지향성의 차음(fd=f1-f2) 펄스가 만들어지도록 하기 위해 두개의 초음파 주파수(f1, f2)에서 각각 공진 주파수를 갖는 두 종류의 f1 공진형 단위 액추에이터(112a)와 f2 공진형 단위 액추에이터(112b)가 규칙적으로 교차 배열되어 형성되게 되는 초음파 액추에이터부(110)와, 상기 장애물에서 반사되어 되돌아오는 초음파 펄스 신호를 감지하기 위해 차음의 주파수(fd=f1-f2)에서 공진 주파수를 갖는 적어도 하나 이상의 단위 센서(122)로 이루어지는 초음파 센서부(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 제공되는 초음파 트랜스듀서를 이용하여 실질적으로 고지향성을 갖는 거리측정이 가능하게 되므로, 장애물의 공간적 위치를 명확히 구분할 수 있는 초음파 거리측정이나 고해상도의 공간 맵핑(mapping)이 가능하도록 할 수 있게 되며, 각종 산업용 및 가정용 로봇에 적용할 경우 공간 분해능을 향상시킬 수 있어 해당 로봇의 성능 향상에 크게 기여할 수 있는 효과가 있게 된다.