(57)【要約】本発明は、マイクロメカニカル回転速度センサに関しており、第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）を有しており、該第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）は、基板（１００）の上面上に設けられており、駆動装置を有しており、該駆動装置によって、第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）とが、第１の軸（ｘ）に沿って振動するように駆動可能であり、検出装置を有しており、該検出装置によって、第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）との、相応に作用するコリオリ力に基づいて生じる、第１の軸（ｘ）に対して垂直な第２の軸（ｙ）に沿った偏移量が検出可能であり、第１の軸（ｘ）及び前記第２の軸（ｙ）は、前記基板（１００）の上面に対して平行であり、検出装置は、第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）及び第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）を有しており、第１のコリオリ質量要素（２ａ）、第２のコリオリ質量要素（２ｂ）、第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）及び第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）の回転点は静止状態で共通の質量回転点（ＳＰ）に一致する。
2005516207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロメカニカル回転速度センサにおいて、
第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）を有しており、該第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）は、基板（１００）の上面上に設けられており、
駆動装置を有しており、該駆動装置によって、前記第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び前記第２のコリオリ質量要素（２ｂ）とが、第１の軸（ｘ）に沿って振動するように駆動可能であり、
検出装置を有しており、該検出装置によって、前記第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び前記第２のコリオリ質量要素（２ｂ）との、相応に作用するコリオリ力に基づいて生じる、前記第１の軸（ｘ）に対して垂直な第２の軸（ｙ）に沿った偏移量が検出可能であり、
前記第１の軸（ｘ）及び前記第２の軸（ｙ）は、前記基板（１００）の上面に対して平行であり、
検出装置は、第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）及び第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）を有しており、
第１のコリオリ質量要素（２ａ）、第２のコリオリ質量要素（２ｂ）、第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）及び第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）の回転点は静止状態で共通の質量回転点（ＳＰ）に一致する
ことを特徴とするマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項２】
第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）は、第１の軸（ｘ）に沿って軟に、第２の軸（ｙ）に沿って硬に構成された第１のスプリング（７ａ，７ａ′）を介して、第１のコリオリ質量要素（２ａ）と接続されており、前記第１の軸（ｘ）に沿って硬に、前記第２の軸（ｙ）に沿って軟に構成された第２のスプリング（６ａ，６ａ′）を介して基板（１００）と接続されており、
第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）は、前記第１の軸（ｘ）に沿って軟に、前記第２の軸（ｙ）に沿って硬に構成された第３のスプリング（７ｂ，７ｂ′）を介して、第２のコリオリ質量要素（２ｂ）と接続されており、前記第１の軸（ｘ）に沿って硬に、前記第２の軸（ｙ）に沿って軟に構成された第４のスプリング（６ｂ，６ｂ′）を介して前記基板（１００）と接続されている
請求項１記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項３】
駆動装置は、第１の駆動質量装置（１ａ，１ａ′）及び第２の駆動質量装置（１ｂ，１ｂ′）を有しており、前記第１の駆動質量装置（１ａ，１ａ′）及び前記第２の駆動質量装置（１ｂ，１ｂ′）の回転点は、静止状態で同様に共通の質量重心点（ＳＰ）に一致する請求項１又は２記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項４】
第１の駆動質量装置（１ａ，１ａ′）は、第１の駆動質量要素（１ａ）及び第２の駆動質量要素（１ａ′）を有しており、第２の駆動質量装置（１ｂ，１ｂ′）は、第３の駆動質量要素（１ｂ）及び第４の駆動質量要素（１ｂ′）を有しており、前記第１の駆動質量要素（１ａ）及び前記第２の駆動質量要素（１ａ′）及び前記第３の駆動質量要素（１ｂ）及び前記第４の駆動質量要素（１ｂ′）は、各々櫛状駆動部（１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１２ａ′，１２ｂ′，１３ａ′，１３ｂ′）を介して個別に駆動可能である請求項３記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項５】
第１及び第２の駆動質量要素（１ａ，１ａ′）は、第１の軸（ｘ）に沿って硬に、第２の軸（ｙ）に沿って軟に構成された第５のスプリング（８ａ，８ａ′）を介して、第１のコリオリ質量要素（２ａ）と接続されており、前記第１の軸（ｘ）に沿って軟に、前記第２の軸（ｙ）に沿って硬に構成された第６のスプリング（５ａ，５ａ′）を介して、基板（１００）と接続されており、第３及び第４の駆動質量要素（１ｂ，１ｂ′）は、前記第１の軸（ｘ）に沿って硬に、前記第２の軸（ｙ）に沿って軟に構成されている第７のスプリング（８ｂ，８ｂ′）を介して、第２のコリオリ質量要素（２ｂ）と接続されており、前記第１の軸（ｘ）に沿って軟に、前記第２の軸（ｙ）に沿って硬に構成されている第８のスプリング（５ｂ，５ｂ′）を介して、前記基板（１００）と接続されている請求項４記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項６】
第１のコリオリ質量要素（２ａ）は、閉じた多角形状の枠、有利にはほぼ正方形状の枠の形態を有している請求項１から５迄の何れか１記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項７】
第２のコリオリ質量要素（２ｂ）は、第１のコリオリ質量要素（２ａ）内に設けられており、多角形形状の形態、有利には、ほぼ正方形状の形態を有している請求項６記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項８】
第１のコリオリ質量要素（２ａ）及び第２のコリオリ質量要素（２ｂ）は、駆動装置によって、第１の軸（ｘ）に沿って相互に逆位相で振動するように駆動可能であり、第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）及び第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）は、種々の方向に作用しているコリオリ力に基づいて、第２の軸（ｙ）に沿って偏移可能である請求項２記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項９】
第１の検出質量装置（３ａ，３ａ′）は、第１の検出質量要素（３ａ）及び第２の検出質量要素（３ａ′）を有しており、第２の検出質量装置（３ｂ，３ｂ′）は、第３の検出質量要素（３ｂ）及び第４の検出質量要素（３ｂ′）を有しており、前記第１の検出質量要素（３ａ）及び前記第２の検出質量要素（３ａ′）及び前記第３の検出質量要素（３ｂ）及び前記第４の検出質量要素（３ｂ′）は、各々多数のフィンガ部（Ｆ）を有しており、該フィンガ部（Ｆ）は、第２の軸（ｙ）に沿って設けられており、前記フィンガ部（Ｆ）には可動電極（１６ａ，１６ｂ，１６ａ′，１６ｂ′）が設けられており、前記可動電極（１６ａ，１６ｂ，１６ａ′，１６ｂ′）は、基板（１００）上に固定して取り付けられた各電極（１４，１４′）と共働して偏移を検出するように構成されている請求項１から８迄の何れか１記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項１０】
第１の駆動質量要素（１ａ）及び第３の駆動質量要素（１ｂ）並びに第２の駆動質量要素（１ａ′）及び第４の駆動質量要素（１ｂ′）は、対になって、第１の軸（ｘ）に沿って軟に、第２の軸（ｙ）に沿って硬に構成された各結合スプリング（９，９′）によって相互に結合されている請求項４から９迄の何れか１記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項１１】
第１の検出質量要素（３ａ）及び第３の検出質量要素（３ｂ）並びに第２の検出質量要素（３ａ′）及び第４の検出質量要素（３ｂ′）は、対になって、有利には第１の軸（ｘ）に沿って硬に、第２の軸（ｙ）に沿って軟に構成された各結合スプリング（１０，１０′）によって相互に結合されている請求項９又は１０記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【請求項１２】
ｘ軸に沿った、及びｙ軸に沿ったメカニカルな結合は、コリオリ質量要素（２ａ，２ｂ）間の結合スプリング装置によって設けられており、該結合スプリング装置は、ｘ軸に沿って、及び、ｙ軸に沿って軟に構成されている請求項１から１１迄の何れか１記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロメカニカル回転速度センサに関する。
【０００２】
米国特許第５７２８９３６号明細書から、基板の表面上に第１及び第２のコリオリ要素が設けられた回転速度センサが公知である。コリオリ素子は、第１の軸に沿って振動するように励振される。同様に、基板に対して平行な第２の軸に沿ってコリオリ力によって生じるコリオリ要素の偏移が検出される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８３２９０６号公報に記載されている容量性回転速度センサは、弾性的に支承されていて、鏡対称に構成されたサイズモ質量体から構成されており、サイズモ質量体は、櫛状電極に取り付けられている。少なくとも２つのグループの、鏡対称に設けられた櫛状の対向電極が設けられており、この対向電極は、各々坦体に取り付けられていて、サイズモ質量体に取り付けられた各電極間に取り付けられている。各対向電極の坦体は、単に、対称軸の領域内の、直ぐ近くの点でセラミック坦体に取り付けられている。更に、フレームが設けられており、このフレームに２つの板スプリングを介してサイズモ質量体が取り付けられている。２つのアクチュエータが、統合された振動スプリングを有していて、少なくとも２つの保持点でセラミック坦体に取り付けられているフレームの振動励振用に使われる。
【０００４】
ヨーロッパ特許公告第０７７５２９０号公報に開示された回転速度センサは、少なくとも２つの振動質量体から構成されており、振動質量体は、スプリング要素を介して相互に、基板上に保持されている振動系に結合されている。更に、振動励振用のアクチュエータ、並びに、コリオリ力の検出用の少なくとも１つの検出器が設けられている。スプリング要素及び振動質量体は、振動系が単に少なくとも２つの振動モードで基板面に対して平行に振動することができ、１つのモードが振動励振の励振モードとして使われ、それに対して対角方向のモードが基板に対して垂直方向の軸を中心にして回転する際にコリオリ力を生じるように励振される。
【０００５】
Ｍ．Ｌｕｔｚ，  Ｗ．Ｇｏｌｄｅｒｅｒ，  Ｊ．Ｇｅｒｓｔｅｎｍｅｉｅｒ，  Ｊ．Ｍａｒｅｋ，  Ｂ．Ｈａｉｎｈｏｅｆｅｒ及びＤ．Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，  Ａ．Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｙａｗ  Ｒａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ＳＡＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒ，  ９８０２６７  及び、Ｋ．Ｆｕｎｋ，  Ａ．Ｓｃｈｉｌｐ，  Ｍ．Ｏｆｆｅｎｂｅｒｇ，  Ｂ．Ｅｌｓｎｅｒ  及びＦ．Ｌａｅｒｍｅｒ，  Ｓｕｒｆａｃｅ−ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；  Ｔｈｅ  ８ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，  Ｅｕｒｏｓｅｎｓｏｒｓ  ＩＸ，  Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ，  Ｓｃｈｗｅｄｅｎ，  ２５．−２９．  Ｊｕｎｉ  １９９５，  ５０−５２ページから、別の回転速度センサが公知である。
【０００６】
公知の回転速度センサの欠点は、外乱加速度、殊に、感応軸を中心にした回転加速度に対する構造体の感度、並びに、構造体の不十分なローブスト性にある。
【０００７】
外乱加速度に対する感度の根拠は、殊に、この回転速度センサの低い作動周波数（１．５ｋＨｚ〜６ｋＨｚ）にある。つまり、この周波数領域内では、自動車では、無視できない程度の振幅の外乱加速度が生じることがあるからである。
【０００８】
別の根拠は、回転速度センサの機能原理に基づくものである。所定のセンサタイプでは、感応軸を中心にした（所望の）外部回転速度による他に、同じ軸を中心にした回転加速度によっても、測定信号がトリガされる。従って、公知の回転速度センサは、特に、この種の外乱加速度に感応する。
【０００９】
低い作動周波数は、同様に、回転速度センサの不十分なローブスト性の理由であり、特に、事例毎の確実度に関わるものである。不十分なローブスト性の別の根拠は、複雑なプロセスコントロール、例えば、バルク及び表面マイクロメカニカル構造にある。
【００１０】
発明の効果
本発明が基づく技術思想は、第１のコリオリ質量要素、第２のコリオリ質量要素、第１の検出質量装置、及び、第２の検出質量装置の各重心は、静止状態では共通の質量重心に一致している点にある。第１の検出質量装置と第２の検出質量装置とが、コリオリ力の作用下で逆位相（プシュプルに）励振されるように構成された回転速度センサを用いる際、外部直線加速度又は遠心加速度のような外部からの影響を除去することができる。つまり、第１の検出質量装置と第２の検出質量装置とが、単に同一の一方向に向かってだけ偏移するからである。更に、回転加速度はセンサ軸を中心にして偏移せず、従って、何等影響しない。
【００１１】
それに対して、請求項１記載の本発明のマイクロメカニカルな回転速度センサは、公知の解決手段に較べて、特に、妨害感度及び横方向感度、ローブスト性並びに解析領域（走行ダイナミック領域）が極めて改善されるという利点を有している。この利点は、高い作動周波数の選択可能性、及び、センサ質量要素の特に対称的な構成によって達成される。
【００１２】
既述の構造体は、単に表面マイクロメカニカルで製造するように構成されているが、機能方式を他のテクノロジ（バルクマイクロメカニカル、ＬＩＧＡ等）に容易に変換することができる。センサ素子は、同時に基準座標系として使われるシリコン基板に対して可動に懸架されたサイズモ質量体が、基板面に対して平行に振動されるように構成されている。基板の法線方向に作用する外部回転速度により、可動質量体にコリオリ加速度が運動方向に対して垂直方向、且つ、基板の法線方向に対して垂直方向、即ち、同様に基板面に対して平行に生じる。従って、ここで説明しているシステムは、平面内／平面内直線振動系である。
【００１３】
ここで説明している構造では、同時に、音叉方式並びに逆音叉方式が有効である。既述の構造は、作動周波数＞１０ｋＨｚ用に構成されている。従って、自動車の領域内で使用する場合用のセンサ素子の妨害感度を更に低減することができる。つまり、殊に、車両内での妨害加速度は、この周波数領域内では、従来技術で利用されてきた、典型的には１．５ｋＨｚ〜６ｋＨｚの周波数領域に較べて明らかに低減される。このような作動周波数の選択により、更に、落下安全度の高い著しくローブストなセンサ構造体となる。多数回折りたたんで形成した弾性要素を懸架すると、同様にローブスト性を高めることができる。
【００１４】
機能方式として、ここでは、音叉方式も逆音叉方式も構成される。実施例では、個別質量体の質量重心は、休止状態では、休止状態での全振動構造体の質量重心と一致する。有利には、共通の質量重心点を中心にして、基板内の相互に対角方向に駆動及び検出される。全振動構造体の質量重心点の位置は、基板に関して法線方向に作動する際時間によって変わらない。公知方式に対する、この機能方式の利点は、理想的な場合、Ｚ軸を中心とする回転加速度により測定効果を生じず、適切に構成すると、Ｚ軸を中心とする遠心加速度及び直線加速度も、センサ装置内に同様に測定効果を生じず、そうすることによって、それ以外の妨害源を抑制することができる。
【００１５】
従属請求項には、請求項１記載のマイクロメカニカル回転速度センサの有利な実施例が記載されている。
【００１６】
有利な実施例によると、第１の検出質量装置は、第１の軸に沿って軟に、第２の軸に沿って硬に構成された第１のスプリングを介して、第１のコリオリ質量要素と接続されており、第１の軸に沿って硬に、第２の軸に沿って軟に構成された第２のスプリングを介して基板と接続されている。それと同時に、第２の検出質量装置は、第１の軸に沿って軟に、第２の軸に沿って硬に構成された第３のスプリングを介して、第２のコリオリ質量要素と接続されており、第１の軸に沿って硬に、第２の軸に沿って軟に構成された第４のスプリングを介して基板と接続されている。
【００１７】
別の有利な実施例によると、駆動装置は、第１の駆動質量装置及び第２の駆動質量装置を有しており、第１の駆動質量装置及び第２の駆動質量装置の回転点は、静止状態で同様に共通の質量重心点に一致する。
【００１８】
別の有利な実施例によると、第１の駆動質量装置は、第１の駆動質量要素及び第２の駆動質量要素を有しており、第２の駆動質量装置は、第３の駆動質量要素及び第４の駆動質量要素を有しており、第１の駆動質量要素及び第２の駆動質量要素及び第３の駆動質量要素及び第４の駆動質量要素は、各々櫛状駆動部を介して個別に駆動可能である。
【００１９】
別の有利な実施例によると、第１及び第２の駆動質量要素は、第１の軸に沿って硬に、第２の軸に沿って軟に構成された第５のスプリングを介して、第１のコリオリ質量要素と接続されており、第１の軸に沿って軟に、第２の軸に沿って硬に構成された第６のスプリングを介して、基板と接続されており、第３及び第４の駆動質量要素は、第１の軸に沿って硬に、第２の軸に沿って軟に構成されている第７のスプリングを介して、第２のコリオリ質量要素と接続されており、第１の軸に沿って軟に、第２の軸に沿って硬に構成されている第８のスプリングを介して、基板と接続されている。
【００２０】
別の有利な実施例によると、第１のコリオリ質量要素は、閉じた多角形状の枠、有利にはほぼ正方形状の枠の形態を有している。
【００２１】
別の有利な実施例によると、第２のコリオリ質量要素は、第１のコリオリ質量要素内に設けられており、多角形形状の形態、有利には、ほぼ正方形状の形態を有している。
【００２２】
別の有利な実施例によると、第１のコリオリ質量要素及び第２のコリオリ質量要素は、駆動装置によって、第１の軸に沿って相互に逆位相で振動するように駆動可能であり、第１の検出質量装置及び第２の検出質量装置は、種々の方向に作用しているコリオリ力に基づいて、第２の軸に沿って偏移可能である。
【００２３】
別の有利な実施例によると、第１の検出質量装置は、第１の検出質量要素及び第２の検出質量要素を有しており、第２の検出質量装置は、第３の検出質量要素及び第４の検出質量要素を有しており、第１の検出質量要素及び第２の検出質量要素及び第３の検出質量要素及び第４の検出質量要素は、各々多数のフィンガ部を有しており、該フィンガ部は、第２の軸に沿って設けられており、フィンガ部には可動電極が設けられており、可動電極は、基板上に固定して取り付けられた各電極と共働して偏移を検出するように構成されている。
【００２４】
別の有利な実施例によると、第１の駆動質量要素及び第３の駆動質量要素並びに第２の駆動質量要素及び第４の駆動質量要素は、対になって、第１の軸に沿って軟に、第２の軸に沿って硬に構成された各結合スプリングによって相互に結合されている。
【００２５】
別の有利な実施例によると、第１の検出質量要素及び第３の検出質量要素並びに第２の検出質量要素及び第４の検出質量要素は、対になって、有利には第１の軸に沿って硬に、第２の軸に沿って軟に構成された各結合スプリングによって相互に結合されている。
【００２６】
別の有利な実施例によると、ｘ軸に沿った、及びｙ軸に沿ったメカニカルな結合は、コリオリ質量要素間の結合スプリング装置によって設けられており、該結合スプリング装置は、ｘ軸に沿って、及び、ｙ軸に沿って軟に構成されている。
【００２７】
図面
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明のマイクロメカニカル回転速度センサの実施例の平面略図を示す。
【００２９】
実施例の説明
図１には、本発明のマイクロメカニカル回転速度センサの実施例の平面略図が示されている。
【００３０】
分かり易くするために、図１の相応の要素全てに参照番号を付けたわけではない。
【００３１】
図１では、１ａは、第１の駆動質量要素を示し、１ａ′は、第２の駆動質量要素を示し、１ｂは、第３の駆動質量要素を示し、１ｂ′は、第４の駆動質量要素を示す。２ａは、第１のコリオリ質量要素であり、２ｂは、第２のコリオリ質量要素である。３ａは、第１の検出質量要素を示し、３ａ′は、第２の検出質量要素を示し、３ｂは、第３の検出質量要素を示し、３ｂ′は、第４の検出質量要素を示す。
【００３２】
図１から明らかに分かるように、機能的な質量要素１ａ，１ａ′，１ｂ，１ｂ′，２ａ，２ｂ，３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′は全て対称に設けられていて、それらの重心が、振動構造体の中心にある共通の質量重心ＳＰに一致するようにされている。個別質量体は全て、基板１００上に可動に懸架されている。選択された対称構造により、共通の質量重心の調整の他に、プロセス許容偏差に対して不感応にもすることができる。
【００３３】
以下、先ず、第１及び第２のコリオリ質量要素２ａ，２ｂの駆動について説明する。そのうち、第１のコリオリ質量要素２ａは、閉じた枠構造体を有しており、第２のコリオリ要素２ｂは、前述の閉じた枠構造体に懸架された直角のアングル突起を有するほぼ正方形の形状を有している。
【００３４】
駆動質量要素１ａ，１ｂ乃至１ａ′，１ｂ′は、各結合スプリング９乃至９′を介して相互に結合されている。結合スプリング９乃至９′は、第１の軸ｘに沿って軟に形成され、有利には、第１の軸ｘに対して垂直な軸ｙに沿って硬に形成されている。軸ｘ，ｙは、当該基板１００の面に対して平行な平面を形成しており、この平面の上に振動構造体が懸架されている。図平面から垂直方向に、つまり、基板表面に対する法線として、ｚ軸が配向されていて、コリオリ方式で回転速度が検出される。
【００３５】
駆動質量要素１ａ，１ｂ，１ａ′，１ｂ′は、結合スプリング９乃至９′とは反対側で固定スプリング５ａ，５ｂ，５ａ′，５ｂ′を介して基板１００上に固定されている。参照番号１８は、スプリング５ａ，５ｂ，５ａ′，５ｂ′用の固定部を示す。この固定スプリング５ａ，５ｂ，５ａ′，５ｂ′は、ｘ軸に沿って軟に形成されており、有利には、ｙ軸に沿って硬に形成されていて、駆動質量要素１ａ，１ａ′，１ｂ，１ｂ′がｙ軸に沿って偏移しないようにされ、ｘ軸に沿ってほぼ１次元運動しかできないようにされている。
【００３６】
結合スプリング８ａ，８ａ′を用いて、第１乃至第２の駆動質量要素１ａ乃至１ａ′は、その長手方向端が外側の枠形コリオリ質量要素２ａと結合されている。このスプリング８ａ，８ａ′は、ｘ軸に沿って硬であり、ｙ軸に沿って軟であるように形成されている。それに応じて、コリオリ質量要素２ａは、駆動質量要素１ａ乃至１ａ′のｘ軸方向の運動に従う。
【００３７】
アナログ式に、駆動質量要素１ｂ，１ｂ′の長手方向端は、結合スプリング８ｂ，８ｂ′を介して第２のコリオリ質量要素２ｂのアングル突起と結合されている。この結合スプリング８ｂ，８ｂ′も、ｘ軸に沿って硬に構成されており、ｙ軸に沿って軟に構成されている。従って、コリオリ質量要素２ｂは、駆動質量要素１ｂ，１ｂ′のｘ軸方向運動に従う。
【００３８】
従って、コリオリ質量要素２ａ，２ｂは対称的に駆動することができるようになるが、後で説明するように、コリオリ質量要素２ａ，２ｂが逆位相（プシュプル）で振動するように構成すると目的に適っている。
【００３９】
次に、検出質量要素３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′について詳細に説明する。
【００４０】
検出質量要素３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′は、各々多数のフィンガ部Ｆを有しており、このフィンガ部は、相互に噛み合っており、検出質量要素３ａ，３ｂ乃至３ａ′，３ｂ′に関して相互に向き合うように配向されている。検出質量要素３ａ，３ｂ乃至３ａ′，３ｂ′は、その真ん中で各々結合スプリング１０乃至１０′を介して相互に結合されている。結合スプリング１０乃至１０′は、ｙ軸に沿って軟に形成されており、有利には、ｘ軸に沿って硬に形成されている。個別スプリングＦは、ｙ軸に沿って配向されており、可動電極１６ａ，１６ｂ，１６ａ′，１６ｂ′を有しており、可動電極１６ａ，１６ｂ，１６ａ′，１６ｂ′は、基板１００上に固定して取り付けられた各電極１４，１４′と共働して、差動コンデンサ方式に従ってｙ軸に沿って偏移する。
【００４１】
第１及び第２の検出質量要素３ａ，３ａ′は、各々の結合スプリング７ａ，７ａ′を介して、その長手方向端が第１のコリオリ質量要素２ａと結合されている。このスプリング７ａ，７ａ′は、ｘ軸に沿って軟に構成されており、ｙ軸に沿って硬に構成されている。
【００４２】
アナログ式に、第３の検出質量要素３ｂ及び第４の検出質量要素３ｂ′は、結合スプリング７ｂ，７ｂ′によって第２のコリオリ質量要素２ｂのアングル突起と結合されている。この結合スプリング７ｂ，７ｂ′も、ｘ軸に沿って軟に構成されており、ｙ軸に沿って硬に構成されている。このスプリング７ａ，７ａ′，７ｂ，７ｂ′により、ｙ軸に沿ってコリオリ質量要素２ａ，２ｂに作用するコリオリ力を検出質量要素３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′に伝達することができるようになる。検出質量要素３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′を基板１００と結合する固定スプリング６ａ，６ｂ，６ａ′，６ｂ′により、ｘ軸に沿った駆動運動を検出質量要素３ａ，３ａ′，３ｂ，３ｂ′に伝達する。参照番号１８は、スプリング６ａ，６ｂ，６ａ′，６ｂ′用の固定部を示す。
【００４３】
とにかく、この構造体は、コリオリ質量要素２ａ，２ｂと、一方では駆動部との、他方では検出部との２重の減結合部を有している。
【００４４】
このセンサ構造体では、静止状態の構造体で検出され、つまり、質量体の一部、即ち、板状コンデンサ装置の一方の電極を形成する検出質量要素は、ほぼ駆動運動しない。本願明細書で説明している回転速度センサは、直線振動系であり、基板面で駆動も検出も行われる。
【００４５】
上述のように、構造体の励振は、有利には、逆平行駆動モードで行われ、つまり、駆動質量要素１ａ及び１ｂ乃至１ａ′及び１ｂ′、及び、それに従って、コリオリ質量要素２ａ，２ｂは逆位相に運動する。その際、外側回転速度でｚ軸を中心に生じるコリオリ加速度は、同様に逆位相であり、構造体を適切に構成すると、逆平行検出モードで励振されるようになる。つまり、所定の回転方向では、検出質量要素３ａ及び３ａ′は正のｙ方向に偏移され、検出質量要素３ｂ及び３ｂ′は負のｙ方向に偏移される。
【００４６】
その際、それにより生じる所望の測定効果は、適切な評価によって、ｙ方向での外部直線加速度又は遠心加速度（各々両部分構造体の各検出質量要素に同相に作用する）によって生じる不所望な外乱効果から直ぐに区別することができる。
【００４７】
しかも、検知軸を中心にした回転加速度により、検知装置内の検出質量要素が偏移しないようになる。
【００４８】
前述のような有利な実施例を用いて本発明について説明したが、それに限定するものではなく、多種多様なやり方で変更することができる。
【００４９】
しかし、コリオリ質量要素を更に安定化するために付加的なスプリングを介して基板に懸架する必要はない。
【００５０】
駆動質量要素は、間接的にスプリングを介して各検出質量要素間に結合して、両部分構造体を駆動装置内に機械的に結合して、ｘ方向での平行及び逆平行振動モードを形成するようにしてもよい。
【００５１】
各検出質量要素は、他方でスプリングを介して各駆動質量要素間に結合されて、検出装置内の両部分構造体が機械的に結合され、且つ、平行及び逆平行振動モードが形成されるようになる。
【００５２】
可動構造体に結合された板状コンデンサ構造体は、中間ウェブを用いて構成してもよく、中間ウェブを用いないで構成してもよい。中間ウェブは、櫛の歯状のフィルタが振動して、電気評価部内に不所望な信号変動を生じるのを回避するために使われる。
【００５３】
駆動方向での機械的な結合及び検出方向での機械的な結合は、各コリオリ質量要素間の適切な結合スプリング構造体によって達成してもよく、その際、結合スプリング構造体は、駆動方向及び検出方向に軟に構成されている。
【００５４】
個別質量体は、有利には、閉じた枠構造として構成されており、それにより安定性が向上し、不所望な平面外振動モードの周波数が比較的有利な領域内で生じるようにされる。
【００５５】
質量体を開いた枠構造として構成する際、有利には、スプリング固定点を適切に選択し、枠も適切に構成してモーメントがバランスするようにすることができる。
【００５６】
質量要素は、開口部があるように構成してもいいし（トラスとして）、又は、開口部がないように構成してもいい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のマイクロメカニカル回転速度センサの実施例の平面略図
【図１】
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【国際調査報告】
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