(57)【要約】【課題】本発明の目的は、特に小型の振動型角速度センサを使用する解決法において、優れた性能によって信頼できる測定を行うことが可能であり、直交信号の補償が、電気的補償を使用せずに機械的な設計によって、または代替として上述の電気的補償法を併用して行われる改良された振動型角速度センサを提供することである。【解決手段】本発明は、角速度を測定するのに使用される計測デバイスに関し、より正確には、振動型微小機械角速度センサに関し、本発明による角速度センサにおいて、ばね（１）、（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）によって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、ばねまたはそれぞれの支持体の歪度に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したりあるいは緩和させたりするように、質量体は、非対称のばね構造体（１）、（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）を利用してセンサ構成要素のフレームに対して支持される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの地震質量体と、前記地震質量体に結合され、ディスクにＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）された移動電極とを備える振動型微小機械角速度センサにおいて、前記質量体が、それが作動されるべき一次運動と、前記一次運動の他に、前記一次運動に直交する１つまたは複数の検出軸に対する少なくとも１自由度とを有し、１つまたは複数の質量体が、１つまたは複数のばねおよび取付け箇所を含むばね構造体を利用してセンサ構成要素のフレームに対して支持され、前記取付け箇所は、前記ばねを前記フレームまたは前記質量体へと取付けている、角速度センサであって、前記ばね構造体は、前記ディスク上の前記センサ構成要素の配置に合わせて寸法が決定された、エッチングされた１つまたは複数の補償溝または１つまたは複数の補償空隙（１４）、（１５）、（１８）〜（２１）を有しており、前記ばね構造体（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）によって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、前記１つまたは複数のばねまたはその支持体の歪度に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり緩和させたりするように前記ばね構造体（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）が非対称であり、前記歪度は、ＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）工程の溝が、各速度センサが形成されるディスクの垂直面に対して傾斜することに起因することを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
１つまたは複数の補償溝または補償空隙（１４）、（１５）、（１８）〜（２１）が、前記ばね構造体（４）の少なくとも１つの取付け箇所（５）、（６）にエッチングされることを特徴とする、請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記補償溝または補償空隙（１４）、（１５）、（１８）〜（２１）は、それらが斜めになったばね（４）の端部部分を有効に真っ直ぐにするように好適に寸法が決められることを特徴とする、請求項２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
ばね構造体（２２）の一端が、のこぎり歯状（２３）にされることを特徴とする、請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項５】
ばね構造体（２４）の両端が、のこぎり歯状（２５）、（２６）にされることを特徴とする、請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記のこぎり歯（２３）、（２５）、（２６）が前記ばね（２２）、（２４）の曲げ軸の方向を変えるように、前記のこぎり歯（２３）、（２５）、（２６）が、片側のみに形成されるまたは非対称になるように好適に寸法が決められることを特徴とする、請求項４または５に記載の角速度センサ。
【請求項７】
微小機械ディスク構造体を利用する振動型角速度センサの作製方法において、この角速度センサが、少なくとも１つの地震質量体と、前記地震質量体に結合され、ディスクにＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）された移動電極とを備え、前記質量体が、それが作動されるべき一次運動と、前記一次運動の他に、基本的に前記一次運動に直交する１つの検出軸または複数の検出軸に対する少なくとも１自由度とを有し、１つまたは複数の質量体が、１つまたは複数のばねおよび取付け箇所を含むばね構造体を利用してセンサ構成要素のフレームに対して支持され、前記取付け箇所は、前記ばねを前記フレームまたは前記質量体へと取付けている、方法であって、前記ばね構造体（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）によって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、前記１つまたは複数のばねまたはその支持体の歪度に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり緩和させたりするように、前記角速度センサの前記ばね構造体（２）、（３）、（４）、（２２）、（２４）は、前記ばね構造体に、前記ディスク上の前記センサ構成要素の配置に合わせて寸法が決定された１つまたは複数の補償溝または１つまたは複数の補償空隙（１４）、（１５）、（１８）〜（２１）がエッチングによって、非対称となるように、作製され、前記歪度は、ＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）工程の溝が、各速度センサが形成されるディスクの垂直面に対して傾斜することに起因することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記各速度センサは、エッチングマスクを用いてディスクに形成された微小機械ディスク構造の１つであり、前記エッチングマスクは、製造工程で生じるディスクの全面に起こる非理想的な性質を補償するように設計されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
製造にＡＲＤＥ効果（ＡＲＤＥ、アスペクト比に依存するエッチング速度）のＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）工程の非理想的な性質が利用されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
製造に２段ＤＲＩＥエッチング工程が利用され、これを利用することでエッチングされる溝または空隙の深さの寸法を好適に決めることができることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度を測定するのに使用される計測デバイスに関し、より正確には、振動型微小機械角速度センサに関する。本発明の目的は、特に、角速度センサに小型の振動型微小機械技術を使用する解決法において、優れた性能によって信頼できる測定を行うことができる改良されたセンサ構造体を提供することである。
【背景技術】
【０００２】
角速度の測定において、振動型角速度センサに基づく測定法の原理が、簡単かつ信頼性があることが証明されてきた。振動型角速度センサでは、特定の既知の一次運動がセンサ内で誘発され維持される。このセンサを利用して測定すべき所望の運動は、一次運動の偏向として検出される。
【０００３】
センサに作用する共振子の運動方向に直交する方向の外部の角速度が、その運動方向に直交する方向で地震質量体（ｓｅｉｓｍｉｃ ｍａｓｓ）にコリオリ力を誘発させる。角速度に比例するコリオリ力は、例えば質量体が振動する際の静電容量によって検出される。
【０００４】
微小機械振動型角速度センサにおける最も重要な問題の１つは、いわゆる直交信号であり、これは、構造体の寸法精度が低いことによって生じる。マイクロ工学的手段を使用して作製された共振子では、運動方向の垂直状態に許容範囲の誤差が見られることがあり、これは、角速度センサの検出において、最悪の状態で出力規模の最大値に対応して角速度信号より数百倍大きい、直交信号と呼ばれる一定の大きさの信号を発生させる。
【０００５】
質量体の速度に比例する測定されるべき角速度信号は、幸いなことに直交信号に対して９０度位相シフトされ、これにより理想的な復調では直交信号は消滅する。しかしながら、直交信号は測定されるべき信号より有意に大きいため、信号の力学を制限する。直交信号の別の大きな欠点は、すなわち、それが補償されないままにされた場合、例えば温度変化など電子信号の位相シフトに起因して、センサのゼロ点の安定性を有意に低下させることである。
【０００６】
センサ内で、電気の力を使用することにより直交信号を補償することができる。既知の技法の１つは、すなわちフィードフォワード補償であり、ここでは検出された一次運動によって変調された力が、直交信号と正反対の位相で検出共振子にフィードバックされる。電気的補償の代替の方法として、例えば静電気力、または運動によって変調された静電気要素によって生成された力によって運動方向を真っ直ぐにし、この力が残存するばね力によって生じる直交信号を補償する方法が挙げられる。
【０００７】
電気の力を利用する補償は、センサの電子機器に対して難問を与える。正確な位相制御、または可能であれば、センサ内の大きな電圧と別個の構造体のいずれかが必要とされる。
【０００８】
したがって本発明の目的は、直交信号の補償が、電気の力を使用せず機械の設計によって直接行われる振動型角速度センサの構造体を提供することである。
【０００９】
従来技術を参照すると、フィンランド特許公開第ＦＩ−１１６５４３Ｂ１号には、地震質量体が、それらが形成するディスクの面に対して直交する回転軸に対して、およびディスクの面の方向に延在する少なくとも１つの回転軸に対して一定の自由度を質量体に与えるばねおよび／または剛性の補助構造体によって支持領域に結合される従来技術による角速度センサが記載される。
【００１０】
さらに従来技術を参照すると、フィンランド特許公開第ＦＩ−１１６５４４Ｂ１号には、少なくとも一組の電極が、地震質量体の縁部に結合されて形成され、この一組の電極が、質量体の表面と共に２通りの静電容量を形成し、その結果、質量体の一次運動の回転角度に応じて、電極の組の一方の静電容量が増加し、電極の組の他方の静電容量が低下する従来技術による角速度センサが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】フィンランド特許公開第ＦＩ−１１６５４３Ｂ１号
【特許文献２】フィンランド特許公開第ＦＩ−１１６５４４Ｂ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、特に小型の振動型角速度センサを使用する解決法において、優れた性能によって信頼できる測定を行うことが可能であり、直交信号の補償が、電気的補償を使用せずに機械的な設計によって、または代替として上述の電気的補償法を併用して行われる改良された振動型角速度センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様によって、少なくとも１つの地震質量体と、質量体に結合された移動電極とを備え、この質量体が、作動されるべき一次運動と、この一次運動の他に、基本的に一次運動に直交する１つまたは複数の検出軸に対する少なくとも１自由度とを有し、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、ばねまたはその支持体の歪度に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり緩和させたりするようにばね構造体が非対称であるように、１つまたは複数の質量体が、ばね構造体を利用してセンサ構成要素のフレームに対して支持される振動型微小機械角度センサが提供される。
【００１４】
好ましくは、ばね構造体の１つの角は、エッチングにより切り取られる。あるいは、ばね構造体に１つまたは複数の補償溝がエッチングされる。さらに代替で、ばね構造体に１つまたは複数の補償空隙がエッチングされる。さらに代替で、１つまたは複数の補償溝または補償空隙が、ばね構造体の少なくとも１つの取付け箇所にエッチングされる。さらに好ましくは、補償溝または補償空隙は、それらが斜めになったばねの端部部分を有効に真っ直ぐにするように好適に寸法が決められる。
【００１５】
あるいは、ばね構造体の一端は、のこぎり歯状にされる。あるいは、ばね構造体の両端がのこぎり歯状にされる。さらに、好ましくは、のこぎり歯がばねの曲げ軸の方向を変えるように、のこぎり歯は片側のみに形成されるまたは非対称になるように好適に寸法が決められる。
【００１６】
好ましくは、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、ＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することに起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり緩和させたりするようにばね構造体は非対称になるように設計される。
【００１７】
本発明の第２の態様によって、振動型微小機械角度センサは、少なくとも１つの地震質量体と、質量体に結合された移動電極とを備え、この質量体が、作動されるべき一次運動と、この一次運動の他に、基本的に一次運動に直交する１つの検出軸または複数の検出軸に対する少なくとも１自由度とを有し、角速度センサのばね構造体がエッチングによって非対称に形成されるように、１つまたは複数の質量体が、ばね構造体を利用してセンサ構造体のフレームに対して支持される、微小機械ディスク構造体を利用する作製方法が提供される。
【００１８】
好ましくは、エッチングマスクは、製造工程で生じるディスクの表面全体に起こる非理想的な性質を補償するように設計される。好ましくはＤＲＩＥエッチング技法（ＤＲＩＥ、深堀り反応性イオンエッチング）が製造に使用される。好ましくは製造に、ＡＲＤＥ効果（ＡＲＤＥ、アスペクト比に依存するエッチング速度）などのＤＲＩＥエッチング工程の非理想的な性質が利用される。好ましくは、製造に２段ＤＲＩＥエッチング工程が利用され、これを利用することでエッチングされる溝または空隙の深さの寸法を好適に決めることができる。
【００１９】
以下で、添付の図面を例示的に参照して、本発明およびその好ましい実施形態を詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用されるばね構造体の断面図である。
【図２】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用されるばね構造体の斜視図である。
【図３】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される別のばね構造体の断面図である。
【図４】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される別のばね構造体の斜視図である。
【図５】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第２の別のばね構造体の斜視図である。
【図６】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第３の別のばね構造体の斜視図である。
【図７】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第４の別のばね構造体の斜視図である。
【図８】本発明による振動型角速度センサの構造体の斜視図である。
【図９】本発明による２軸式振動型角速度センサの構造体の斜視図である。
【図１０】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第５の別のばね構造体の斜視図である。
【図１１】本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第６の別のばね構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明による振動型角速度センサにおいて、作動されるべき一次運動は、少なくとも１つの地震質量体とこれに結合された移動電極の振動である。地震質量体は、一次運動の他に、基本的に一次運動に直交する検出軸に対する別の自由度を有する。
【００２２】
さらに本発明による角速度センサは、地震質量体と、これに結合された移動電極とを備え、この質量体は、ばね構造体を利用してセンサ構成要素のフレームに対して支持される。
【００２３】
本発明による振動型角速度センサの一次運動モードの移動電極が、振動するように作動される。これによりコリオリ力によって生じる結合が、検出運動モードを作動させる。一次運動モードの運動軸と、１つまたは複数の検出運動モードの運動軸は、基本的に互いに対して直交する。既知の非理想的な性質に起因して、角速度が発生していない場合にも２つのモードの間には結合が存在する。
【００２４】
本発明による振動型角速度センサの一構造体において、作動されるべき一次運動は、少なくとも１つの地震質量体とこれに結合された移動電極との振動である。これに対応して、検出運動モードの運動が、例えば基本的にディスクの面内で起こることが可能である。あるいは、検出運動モードの運動は、基本的にディスクの面に対して直交して起こる場合もある。
【００２５】
本発明による振動型角速度センサは典型的には、ディスク構造体を利用して作製される。典型的には、角速度センサの多数の構造体は、例えばエッチング技法を利用して中央ディスクの上に作製され、次にこの中央ディスクは、例えば頂部および下部のディスクによって密封される。完成したディスクパッケージ構造体から、角速度センサがダイスカットされる。
【００２６】
ＤＲＩＥエッチング技法（ＤＲＩＥ、深堀り反応性イオンエッチング）を利用して作製され、一方の運動モードはディスクの面内にあり、他方の運動モードは、ディスクの面に対して直交する振動型角速度センサの構造体を有するセンサにおいて、ＤＲＩＥ溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって直交信号が発生する。この現象は、何度も繰り返され、ディスク全面にそれが分散することが知られている。
【００２７】
ディスク全面に分散することが知られているため、振動型角速度センサの構造体の本発明による補償は、マスクを作製することによって行うことが可能であり、これにより角速度センサの構造体を個々に機械的に調整する必要がなくなる。
【００２８】
本発明による振動型角速度センサの構造体内で直交信号を発生させるこの現象は、例えば、ＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる直交信号などが既知のものであり、したがって直交信号がディスク全面に分散することも知られており、これは繰り返される。
【００２９】
本発明による解決法では、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするようにばねを非対称に設計することによって、直交信号が補償される。
【００３０】
特定の場合の解決法において、ＤＲＩＥエッチング工程の他の非理想的な性質を使用することによって、振動型角速度センサの本発明による構造体の非対称のばねを形成することができる。このようなＤＲＩＥエッチング工程の非理想的な性質の例として、ＡＲＤＥ効果（ＡＲＤＥ、アスペクト比に依存するエッチング速度）、および形状のくさび状特性を挙げることができる。したがって本発明による補償は、いかなる追加の工程ステップもなしで実現される。
【００３１】
図１から図１１は、本発明による振動型角速度センサの構造体のばね構造体の例を示しており、このばね構造体を利用して直交信号を補償することができる。
【００３２】
図１は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用されるばね構造体の断面図を示す。本発明による角速度センサのばね構造体は、数字１で表される。本発明によるばね構造体１の１つの角は、エッチングにより切り取られる。本発明によるばね構造体は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００３３】
図２は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用されるばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサのばね構造体は、数字１で表される。本発明によるばね構造体１の１つの角は、エッチングにより切り取られる。
【００３４】
図１から図２に示される本発明によるばね構造体を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するようにエッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝が、ディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、本発明によるばね構造体１の切り取られる角のサイズは、ディスク全面にわたって変動する。
【００３５】
図３は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される別のばね構造体の断面図を示す。本発明による角速度センサの別のばね構造体は、数字２で表される。１つまたは複数の補償溝が、本発明による別のばね構造体２にエッチングされている。本発明による別のばね構造体２は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号による非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００３６】
図４は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの別のばね構造体は、数字２で表される。１つまたは複数の補償溝が、本発明による別のばね構造体２にエッチングされている。
【００３７】
図３から図４に示される本発明による別のばね構造体２を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するように、エッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝が、ディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、本発明による別のばね構造体２の補償溝の寸法決定は、ディスク全面にわたって変動する。
【００３８】
本発明による別のばね構造体２の補償溝は、他の構造体として同一のＤＲＩＥエッチングでエッチングすることができる。本発明による別のばね構造体２を作製する際、ＡＲＤＥ効果に起因して、補償溝は、ディスクの端から端まで完全にエッチングされるのではなく、むしろ溝の深さは、好適に寸法を決めることができる。あるいは、例えば２段エッチング工程を利用して、好適な深さの溝をエッチングすることができる。
【００３９】
図５は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第２の別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの第２の別のばね構造体は、数字３で表される。１つまたは複数の補償空隙が、本発明による第２の別のばね構造体３にエッチングされている。本発明による第２の別のばね構造体３は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４０】
図５に示される本発明による第２の別のばね構造体３を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するようにエッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、本発明による第２の別のばね構造体３の補償空隙の寸法決定は、ディスク全面にわたって変動する。
【００４１】
本発明による第２の別のばね構造体３の補償空隙は、他の構造体として同一のＤＲＩＥエッチングでエッチングすることができる。本発明による第２の別のばね構造体３を作製する際、ＡＲＤＥ効果に起因して、補償空隙は、ディスクの端から端まで完全にエッチングされるのではなく、むしろ空隙の深さは、好適に寸法を決めることができる。あるいは、例えば２段エッチング工程を利用して、好適な深さの溝をエッチングすることができる。
【００４２】
図６は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第３の別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの第３の別のばね構造体は、数字４で表される。本発明による第３の別のばね構造体は、取付け箇所５、６を備える。１つまたは複数の補償溝または補償空隙が、ばね構造体４の少なくとも１つの取付け箇所５、６にエッチングされている。本発明による第３の別のばね構造体４は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４３】
図７は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第４の別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの第４の別のばね構造体は、数字７で表される。本発明による第４の別のばね構造体７は、取付け箇所８、９を備える。１つまたは複数の補償溝または補償空隙が、ばね構造体７の取付け箇所８、９の両方にエッチングされている。本発明による第４の別のばね構造体７は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４４】
図６から図７に示される提示されるばね構造体４、７を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するようにエッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、提示されるばね構造体４、７の補償溝または補償空隙の寸法決定は、ディスク全面にわたって変動する。
【００４５】
図６から図７に示されるばね構造体４、７の補償溝または補償空隙は、他の構造体として同一のＤＲＩＥエッチングでエッチングすることができる。提示されるばね構造体４、７を作製する際、ＡＲＤＥ効果に起因して、補償溝または補償空隙は、ディスクの端から端まで完全にエッチングされるのではなく、むしろ溝または空隙の深さは、好適に寸法を決めることができる。あるいは、例えば２段エッチング工程を利用して、好適な深さの溝をエッチングすることができる。提示されるばね構造体４、７において、好適に寸法が決められた補償溝または補償空隙が、斜めになったばね端部部分を有効に真っ直ぐにする。
【００４６】
図８は、本発明による振動型角速度センサの構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの地震質量体は、数字１０および１１で表される。角速度センサの地震質量体１０、１１は、ばね構造体によってそれぞれの取付け箇所１２、１３で支持される。角速度センサのばね構造体の取付け箇所１２の質量体側の対向する端部１４に、あるいは代替案として、ばね構造体の取付け箇所１３側の端部１５に、１つまたは複数の補償溝または補償空隙１４、１５がエッチングされる。本発明のばね構造体は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４７】
図９は、本発明による２軸式振動型角速度センサの構造体の斜視図を示す。本発明による２軸式角速度センサの振動質量体は、数字１６で表される。２軸式角速度センサの質量体１６は、ばね構造体によってその取付け箇所１７で支持される。２軸式角速度センサのばね構造体の、取付け箇所１７に対向する端部１８、２０に、または代替案としてばね構造体の取付け箇所１７側の端部１９、２１に、１つまたは２つの補償溝または補償空隙１８-２１がエッチングされる。本発明によるばね構造体は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４８】
図１０は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第５の別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの第５の別のばね構造体は、数字２２で表される。本発明による第５の別のばね構造体２２の一端は、のこぎり歯状２３にされる。本発明による第５の別のばね構造体２２は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００４９】
図１０に示される本発明による第５の別のばね構造体２２を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するようにエッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、本発明による第５の別のばね構造体２２ののこぎり歯２３の寸法決定は、ディスク全面にわたって変動する。本発明による第５の別のばね構造体２２ののこぎり歯２３は、他の構造体として同一のＤＲＩＥエッチングでエッチングすることができる。
【００５０】
図１１は、本発明による振動型角速度センサの地震質量体を支持するのに使用される第６の別のばね構造体の斜視図を示す。本発明による角速度センサの第６の別のばね構造体は、数字２４で表される。本発明による第６の別のばね構造体２４の両方の縁部は、のこぎり歯状２５、２６にされる。本発明による第６の別のばね構造体２４は、ばねによって伝達される一方の運動モードから別の運動モードへの結合が、直交信号に起因する非理想的な性質によって生じる結合を打ち消したり有意に緩和させたりするように非対称である。
【００５１】
図１１に示される本発明による第６の別のばね構造体２４を作製する際、製造工程によって生じるディスク全面に起こる非理想的な性質を補償するようにエッチングマスクを設計することができる。このような非理想的な性質の１つは、例えばＤＲＩＥエッチング工程の溝がディスクの垂直面に対して傾斜することによって生じる非理想的な性質である。したがって、本発明による第６の別のばね構造体２４ののこぎり歯２５、２６の寸法決定は、ディスク全面にわたって変動する。本発明による第６の別のばね構造体２４ののこぎり歯２５、２６は、他の構造体として同一のＤＲＩＥエッチングでエッチングすることができる。
【００５２】
図１０−図１１に示されるばね構造体２２、２４におけるＤＲＩＥエッチング形状は、実際には、傾斜している上にわずかにくさび型であり、すなわち溝は深さ方向に広げられ、これにより、ばねの上面と下面とではのこぎり歯のパターンは異なる。本発明による解決法において、のこぎり歯２３、２５、２６は、片側のみに形成されるまたは非対称になるように好適に寸法を決めることができ、これによりのこぎり歯２３、２５、２６が、ばね２２、２４の曲げ軸の方向を変える。
【００５３】
本発明による解決法は、一次運動が、少なくとも１つの地震質量体と、これに結合された移動電極との振動であり、質量体が、一次運動の他に、基本的に一次運動に直交する１つのまたは複数の検出軸に対する第２の自由度を有するような全ての角速度センサの直交信号を補償するのに使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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