(57)【要約】      （修正有）【課題】外部からの振動又は衝撃の影響を抑制し、センサデバイスの正確さ及び頑強性を高める。【解決手段】基板２と第１の担体機構３と第２の担体機構５と結合機構６とを備える。第１の担体機構３は、磁石機構４を有しており、外部磁界と磁石機構４との相互作用によって、第１の担体機構３が基板２に対して相対的に第１の回動軸線Ａ１を中心に回動可能であるように基板２に取り付けられている。第２の担体機構５は基板２に取り付けられており、基板２に対して相対的に第２の回動軸線Ａ２を中心に回動可能である。第２の回動軸線Ａ２は、第１の回動軸線Ａ１に対して平行である。結合機構６は、第１の回動軸線Ａ１を中心とした第１の担体機構３の回動と、第２の回動軸線Ａ２を中心とした第２の担体機構５の回動とが、反対の回動方向においては可能であり、同一の回動方向においては阻止されるように、第１の担体機構３と第２の担体機構５とを接続している。【選択図】図２
2018036265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界（Ｂ）を検出するマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）において、
基板（２）と、
磁石機構（４）を有する第１の担体機構（３）であって、前記外部磁界（Ｂ）と前記磁石機構（４）との相互作用によって、当該第１の担体機構（３）が前記基板（１）に対して相対的に第１の回動軸線（Ａ１）を中心に回動可能であるように前記基板（２）に取り付けられた第１の担体機構（３）と、
前記基板（２）に取り付けられた第２の担体機構（５）であって、前記基板（１）に対して相対的に第２の回動軸線（Ａ２）を中心に回動可能であり、前記第２の回動軸線（Ａ２）は前記第１の回動軸線（Ａ１）に対して平行である、第２の担体機構（５）と、
前記第１の回動軸線（Ａ１）を中心とした前記第１の担体機構（３）の回動と、前記第２の回動軸線（Ａ２）を中心とした前記第２の担体機構（５）の回動とが、反対の回動方向においては可能であり、同一の回動方向においては阻止されるように、前記第１の担体機構（３）と前記第２の担体機構（５）とを接続している結合機構（６）と、
を備えているマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項２】
前記結合機構（６）は、収縮不可能かつ延伸不可能な接続区間（６）を有しており、当該接続区間（６）は、前記第１の担体機構（３）及び前記第２の担体機構（５）と旋回可能に接続されている、請求項１に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項３】
前記非接続区間（６）は、前記第１の担体機構（３）及び前記第２の担体機構（５）の変位させられていない静止位置において、前記第１の担体機構（３）の第１の回動中心（７ａ）と前記第２の担体機構（５）の第２の回動中心（７ｂ）との間の接続線に対して垂直な面に位置している、請求項２に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項４】
前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の回動角度を測定するように構成されている測定装置（９ａ，９ｂ）を有している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項５】
前記測定装置（９ａ，９ｂ）は、少なくとも部分的に、前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項６】
前記測定装置（９ａ，９ｂ）は、前記基板に配置されている電極と、前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）に配置されている対向電極とを含んでいる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項７】
前記磁石機構（４）のＮ極Ｓ極軸線は、前記基板（２）に対して平行に配向されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項８】
マイクロメカニカルセンサ装置（１１）であって、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）を少なくとも３つ有しており、前記マイクロメカニカルセンサデバイスはそれぞれ、前記磁石機構（４）の配向及び／又は前記第１の回動軸線（Ａ１）の配向において相違している、
マイクロメカニカルセンサ装置（１１）。
【請求項９】
評価機構（１２）を有しており、
当該評価機構（１２）は、少なくとも３つの前記マイクロメカニカルセンサデバイスの前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の各回動角度を測定し、測定された当該回動角度に基づいて、前記外部磁界（Ｂ）の強さ及び／又は配向を特定するように構成されている、請求項８に記載のマイクロメカニカルセンサ装置（１１）。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の、外部磁界（Ｂ）を検出するマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）の動作方法であって、
前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の回動角度を測定し、測定された当該回動角度に基づいて、前記外部磁界の強さ及び／又は配向を特定する、
マイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部磁界を検出するマイクロメカニカルセンサデバイス、マイクロメカニカルセンサ装置及びマイクロメカニカルセンサデバイスの動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
磁界の強さ又は三次元の配向を特定する種々の測定方法が公知である。例えば、独国特許出願公開第１０２０１００６１７８０号明細書（ＤＥ１０２０１００６１７８０Ａ１）では、３つのセンサ素子を含んでいるマイクロメカニカル磁界センサが開示されている。これら３つのセンサ素子は、三次元の磁界の配向を特定することができるように配置されている。
【０００３】
しばしば使用される磁気抵抗性センサ、特にホールセンサの製造コストは極めて低いが、感度のために不十分であることがしばしばある。これとは逆に、比較的感度の高いセンサはしばしば、外部からの衝撃又は振動の影響を受けやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００６１７８０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開示
本発明は、請求項１の特徴部分に記載されている構成を有する、外部磁界を検出するマイクロメカニカルセンサデバイスと、請求項８の特徴部分に記載されている構成を有するマイクロメカニカルセンサ装置と、請求項１０の特徴部分に記載されている構成を有する、マイクロメカニカルセンサデバイスの動作方法とを開示する。
【０００６】
従って、本発明は、第１の態様では、外部磁界を検出するマイクロメカニカルセンサデバイスに関する。このマイクロメカニカルセンサデバイスは、基板と、第１の担体機構と、第２の担体機構と、結合機構とを有している。第１の担体機構は、磁石機構を含んでおり、かつ、外部磁界と磁石機構との相互作用によって、第１の担体機構が基板に対して相対的に第１の回動軸線を中心に回動可能であるように基板に取り付けられている。第２の担体機構も、基板に取り付けられており、かつ、基板に対して相対的に第２の回動軸線を中心に回動可能である。ここで、第２の回動軸線は、第１の回動軸線に対して平行である。結合機構は、第１の担体機構を第２の担体機構と次のように接続している。即ち、第１の回動軸線を中心とした第１の担体機構の回動と、第２の回動軸線を中心とした第２の担体機構の回動とが、反対の回動方向においては可能であり、同一の回動方向においては阻止されるように、接続している。
【０００７】
従って、本発明は、別の態様では、マイクロメカニカルセンサ装置に関する。このマイクロメカニカルセンサ装置は、少なくとも３つのマイクロメカニカルセンサデバイスを有している。これらのマイクロメカニカルセンサデバイスはそれぞれ、各磁石機構の配向及び／又は各第１の回動軸線の配向において相違している。
【０００８】
従って、本発明は、別の態様では、外部磁界を検出するマイクロメカニカルセンサデバイスの動作方法に関する。ここでは、第１の担体機構の回動角度及び／又は第２の担体機構の回動角度を測定し、測定されたこの回動角度に基づいて、外部磁界の強さ及び／又は配向を特定する。
【０００９】
有利な実施形態は、各従属請求項の構成要件である。
【００１０】
本発明の利点
外部からの衝撃又は振動は回転モーメントを生じさせ、この回転モーメントは、第１の担体機構と第２の担体機構とに同様に作用する。即ち、結合機構が無い場合、同一の回動方向における、第１の回動軸線又は第２の回動軸線を中心にした第１の担体機構の回動と第２の担体機構の回動が引き起こされるだろう。しかし、このような回動運動は、結合機構によって阻止される。このようにして、外部からの衝撃又は振動による、第１の担体機構若しくは第２の担体機構の回動は阻止され、又は、少なくとも抑制される。従って、外部からの衝撃又は振動が、外部磁界の作用として解釈されなくなり、また、誤った信号も生成しなくなる。
【００１１】
これとは逆に、外部磁界によって第１の担体機構が変位することがある。この際に有利には、回動が、第２の担体機構に反対の回動方向において結合機構を介して伝達され又は仲介される。従って、外部磁界は、第１又は第２の担体機構の回動を生じさせ、この回動が測定され、これによって、外部磁界の大きさ又は配向を特定することができる。
【００１２】
本発明は、これによって、外部からの振動又は衝撃の影響を抑制し、センサデバイスの正確さ及び頑強性を高めることを可能にする。
【００１３】
マイクロメカニカルセンサデバイスの有利な発展形態では、結合機構は、収縮不可能かつ有利には延伸も不可能な接続区間を有している。この接続区間は、第１の担体機構及び第２の担体機構と旋回可能に接続されている。有利には、この接続区間は、第１の回動軸線に対して垂直に配向されている。接続区間は、収縮不可能又は延伸不可能なので、同一の回動方向における回動が阻止される。なぜなら、このような回動は、収縮不可能な接続区間を押しつぶしてしまう又は引き離してしまうであろうからである。これとは逆に、この旋回可能な懸架は、ある程度の変位は可能にするので、反対の回動方向における回動は可能である。
【００１４】
マイクロメカニカルセンサデバイスの別の実施形態では、結合機構は、第１の回動軸線に対して平行に配向されている接続区間を有している。この接続区間は、捻れ可能であるが、逸れることはなく又は曲がることはない。
【００１５】
有利には、結合機構は、次のように構成されている。即ち、外部磁界と磁石機構との相互作用による第１の担体機構の回動が、第２の担体機構に伝達されるように構成されている。ここで、第２の担体機構の回動方向は、第１の担体機構の回動方向と反対である。従って、第１又は第２の担体機構の回動角度を測定することによって、外部磁界の大きさ又は配向を特定することができる。
【００１６】
マイクロメカニカルセンサデバイスの有利な発展形態では、第１の担体機構と第２の担体機構とが変位させられていない静止位置にある場合、非接続区間は、第１の担体機構の第１の回動中心と第２の担体機構の第２の回動中心との間の接続線に対して垂直な面に位置している。このような配置構成に基づいて、同一の回動方向での回動運動時には、収縮力が接続区間に作用する。しかし、接続区間は収縮も延伸も可能ではないので、同一の回動方向での回動は阻止される。反対の回動方向での第１又は第２の担体機構の回動運動時には、結合機構は、静止位置に対して相対的に振り動かされるが、収縮又は延伸されないので、このような回動運動は可能に保たれる。
【００１７】
有利な発展形態では、マイクロメカニカルセンサデバイスは測定装置を有している。この測定装置は、第１の担体機構及び／又は第２の担体機構の回動角度を測定するように構成されている。この測定装置は、有利には、測定されたこの回動角度に基づいて、外部磁界の大きさ及び／又は配向を特定するように構成されている。
【００１８】
マイクロメカニカルセンサデバイスの有利な実施形態では、測定装置は、少なくとも部分的に、第１の担体機構及び／又は第２の担体機構に配置されている。
【００１９】
マイクロメカニカルセンサデバイスの別の実施形態では、測定装置は、基板に配置されている電極と、第１の担体機構及び／又は第２の担体機構に配置されている対向電極とを含んでいる。電極と対向電極との間の電位差の変化を測定することによって、第１の担体機構又は第２の担体機構の回動角度又は外部磁界の大きさ又は配向を特定することができる。
【００２０】
マイクロメカニカルセンサデバイスの有利な実施形態では、磁石機構のＮ極Ｓ極軸線は、基板に対して平行に配向されている。
【００２１】
マイクロメカニカルセンサ装置の有利な実施形態では、マイクロメカニカルセンサ装置は、評価機構を有している。この評価機構は、少なくとも３つのマイクロメカニカルセンサデバイスの第１の担体機構及び／又は第２の担体機構の各回動角度を測定し、測定されたこの回動角度に基づいて、外部磁界の強さ及び／又は配向を特定するように構成されている。従って、本発明は、三次元の磁気センサを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に即したマイクロメカニカルセンサデバイスの概略的な平面図。
【図２】図１に示されたマイクロメカニカルセンサデバイスの概略的な斜視図。
【図３】外部磁界の影響を示す、図１に示されたマイクロメカニカルセンサデバイスの概略的な平面図。
【図４】マイクロメカニカルセンサデバイスにおける衝撃の影響を示す、図１に示されたマイクロメカニカルセンサデバイスの概略的な平面図。
【図５】別の実施形態に即したマイクロメカニカルセンサデバイスの概略的な平面図。
【図６】本発明の実施形態に即したマイクロメカニカルセンサ装置の概略的な平面図。
【００２３】
全ての図面では、同一の又は機能的に同等の素子及びデバイスには、同一の参照番号が付けられている。それが有利である限りでは、異なる実施形態が任意に相互に組み合わせ可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施例の説明
本発明のある実施形態に即したマイクロメカニカルセンサデバイス１ａが、図１においては概略的な平面図で、図２においては概略的な斜視図で示されている。マイクロメカニカルセンサデバイス１ａは、有利にはケイ素から成る基板２を有しており、ここで、第１の担体機構３は、第１のスプリングビーム(Ｆｅｄｅｒｂａｌｋｅｎ）８ａを用いて、第１の柱状接続区間又は第１の基板アンカー７ａに取り付けられており、さらに第１の基板アンカー７ａを介して基板２に接続されており、基板２から間隔を空けて取り付けられている。
【００２５】
さらに、第２の担体機構５が、第２のスプリングビーム８ｂを介して、第２の柱状接続区間又は第２の基板アンカー７ｂに固定されており、さらに第２の基板アンカー７ｂを介して基板２に接続されており、基板２から間隔を空けて配置されている。第１の担体機構３又は第２の担体機構５は、第１の基板アンカー７ａ又は第２の基板アンカー７ｂを通って延在する第１の回動軸線Ａ１又は第２の回動軸線Ａ２を中心に回動可能又は変位可能である。第１の回動軸線Ａ１は、第２の回動軸線Ａ２に対して平行に、ｚ軸線に沿って延在し、かつ、ｘ−ｙ平面に延在する、基板２の基板表面に対して垂直に延在している。第１の基板アンカー７ａは、第１の担体機構３の第１の回動中心を形成し、第２の基板アンカー７ｂは、第２の担体機構５の対応する第２の回動中心７ｂを形成する。
【００２６】
第１の担体機構３は、磁石機構４を有している。この磁石機構４のＮ極Ｓ極軸線は、ｘ軸線に沿って延在している。ｘ軸線は、基板に対して平行に延在しており、変位させられていない静止位置においては、第２の担体機構５に対して平行に延在している。第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線は、ｙ軸線に対して平行に延在しており、かつ、ｘ軸線に対して垂直に延在している。
【００２７】
第１の担体機構３は、第１の突出部１０ａを有しており、第２の担体機構５は、第２の突出部１０ｂを有している。これらの突出部は、第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線に対して平行に突出している。収縮不可能かつ延伸不可能な接続区間の形態の結合機構６が、第１の突出部１０ａ及び第２の突出部１０ｂと接続されている。ここで、この結合機構６は、第１の突出部１０ａ又は第２の突出部１０ｂに対して相対的に旋回可能又は撓み可能である。結合機構６は、基板２の基板表面に対して平行に延在し、かつ、第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線に対して垂直に延在している。従って、結合機構６は、第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線に対して垂直に延在する面に位置する。
【００２８】
マイクロメカニカルセンサデバイスはさらに、測定装置を含んでいる。この測定装置は、第２の担体機構５に配置されている第１の櫛の歯状構造体９ａと第２の櫛の歯状構造体９ｂとを含んでいる。第２の回動軸線Ａ２を中心とした第２の担体機構５の回動角度に関連して、第１の櫛の歯状構造体又は第２の櫛の歯状構造体の容量が変化する。この容量変化がこの測定装置によって測定され、この測定装置は、対応する測定信号を出力する。第２の回動軸線Ａ２を中心とした第２の担体機構５の回動角度を、この測定信号に基づいて、測定装置によって特定することができる。
【００２９】
別の実施形態では、基板２に電極が配置されている。また、第１の担体機構３及び／又は、第２の担体機構５に対向電極が配置されている。従って、第１の担体機構３又は第２の担体機構５の回動角度を、電極と対向電極との間の電位差を測定することによって特定することができる。
【００３０】
マイクロメカニカルセンサデバイス１ａの作用原理を以下で、図３及び図４を参照してより詳細に説明する。図３には、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａへの外部磁界Ｂの影響が示されている。ｙ方向における外部磁界Ｂの成分は、磁石機構４との相互作用に基づいて、第１の回転モーメントＭａを生成する。この第１の回転モーメントは、第１の回動軸線Ａ１を中心とした第１の担体機構３の回動運動を生じさせる。結合機構６は、ｘ方向において硬く、即ち、収縮不可能又は延伸不可能であるが、ｙ方向においては、変形可能又は旋回可能であるので、第１の担体機構３の回動によって、第２の回転モーメントＭｂが生成される。この第２の回転モーメントは、第２の回動軸線Ａ２を中心とした第２の担体機構５の回動運動を生じさせる。第１の担体機構３の回動方向又は回動角度は、第２の担体機構５の回動方向又は回動角度とは反対である。従って、結合機構６は、第１の担体機構３の回動運動を第２の担体機構５に伝達するように構成されており、第２の担体機構５の回動方向は、第１の担体機構３の回動方向と反対である。
【００３１】
有利には、第１の担体機構３の質量及び第２の担体機構５の質量、及び／又は、第１の担体機構３の慣性モーメント及び第２の担体機構５の慣性モーメントは、実質的に同等の大きさであるので、回動角度は同等の大きさであるが、符号は反対である。回動角度の大きさは、外部磁界Ｂの強さ及び／又は配向に関連している。従って、測定装置は、この回動角度を測定することによって、外部磁界Ｂの強さ及び／又は配向を特定することができる。
【００３２】
図４には、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａの衝撃又は振動の作用が示されている。第１の回転モーメントＭａは第１の担体機構３に作用し、第２の回転モーメントＭｂは第２の担体機構５に作用する。第１の回転モーメントＭａ及び第２の回転モーメントＭｂは、第１の回動軸線又は第２の回動軸線に沿って、即ち、このケースでは、ｚ軸線に沿って同一の方向を指し示している。第１の回転モーメントＭａと第２の回転モーメントＭｂとはそれぞれ力を形成し、これらの力は、第１の突出部１０ａ又は第２の突出部１０ｂに、反対方向において作用する。第１の突出部１０ａは、第２の突出部１０ｂと接続区間６を介して接続されているので、同一の回動方向における第１の担体機構３の回動運動及び第２の担体機構５の回動運動は阻止される。従って、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａの振動又は衝撃は、第１又は第２の担体機構３、５に回動運動を伝達しない。結合機構６は、同一の回動方向における第１の担体機構３又は第２の担体機構５の回動を阻止する。
【００３３】
図１乃至図４に示されたマイクロメカニカルセンサデバイスが、ｙ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出を可能にし、又は、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａを９０°回転させることによってｘ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出も可能にし、即ち、基板２の基板面における磁界Ｂの成分の検出を可能にするのに対して、図５には、ｚ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出を可能にするマイクロメカニカルセンサデバイス１ｂの概略的な平面図が示されている。磁石機構４のＮ極Ｓ極軸線は、ここではｙ軸線に沿って、即ち、第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線に沿って配置されている。第１の担体機構３及び第２の担体機構５は、第１の回動軸線Ａ１又は第２の回動軸線Ａ１を中心に回動可能である。この回動軸線は、ｘ軸線に沿って、即ち、基板２の基板面に対して平行に延在している。外部磁界Ｂのｚ成分は、回転モーメントを生成する。この回転モーメントは、第１の担体機構３を第１の回動軸線Ａ１を中心に変位させる。ここで、第２の担体機構５は、結合機構６との結合によって反対の回動方向において変位させられる。従って、第１の突出部１０ａ又は第２の突出部１０ｂは、ｚ軸線に沿って同一の方向において変位させられる。マイクロメカニカルセンサデバイスの振動又は衝撃は、同一の回転モーメントを第１の担体機構３及び第２の担体機構５上に生成するので、第１の突出部１０ａ及び第２の突出部１０ｂは異なる方向においてｚ軸線に沿って変位させられる。しかし、このような運動は、結合機構６によって阻止される。結合機構６は、このために、次のように構成されている。即ち、結合機構６は、ｘ軸線に沿って捻れ可能であるが、ｚ軸線に沿って、第１の突出部又は第２の突出部１０ａ、１０ｂに対して相対的に逸らされない又は変位させられないように構成されている。
【００３４】
図６には、マイクロメカニカルセンサ装置１１の概略的な平面図が示されている。これは、第１のマイクロメカニカルセンサデバイス１２と、第２のマイクロメカニカルセンサデバイス１３と、第３のマイクロメカニカルセンサデバイス１４とを有している。第１のマイクロメカニカルセンサデバイス１２と第２のマイクロメカニカルセンサデバイス１３とは、９０°だけ相互に回転して、共通の基板２上に配置されており、図１乃至図４に示された実施形態に対応しており、かつ、外部磁界Ｂのｙ又はｘ成分を測定するように設計されている。第３のマイクロメカニカルセンサデバイス１４も、基板２上に配置されており、図５に示された実施形態に対応しており、かつ、外部磁界Ｂのｚ成分を測定するように構成されている。マイクロメカニカルセンサ装置１１はさらに、評価機構１２を含んでいる。評価機構は、第１乃至第３のセンサデバイス１２、１３、１４の第１の担体機構３及び／又は第２の担体機構５の各回動角度を測定し、測定された回動角度に基づいて、外部磁界Ｂの強さ及び／又は配向を特定するように構成されている。マイクロメカニカルセンサ装置１１は、これによって、外部磁界Ｂの三次元の経過を検出することができる。
【００３５】
さらに、本発明は、上述した実施形態のうちの１つに従った、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａ、１ｂの動作方法又はマイクロメカニカルセンサ装置１１に関する。ここでは、第１の担体機構３及び／又は第２の担体機構５の回動角度が測定され、測定された回動角度に基づいて、外部磁界の強さ及び／又は配向が特定される。
【図１】
2018036265.tif 000003
【図２】
2018036265.tif 000004
【図３】
2018036265.tif 000005
【図４】
2018036265.tif 000006
【図５】
2018036265.tif 000007
【図６】
2018036265.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月21日(2017.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界（Ｂ）を検出するマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）において、
基板（２）と、
磁石機構（４）を有する第１の担体機構（３）であって、前記外部磁界（Ｂ）と前記磁石機構（４）との相互作用によって、当該第１の担体機構（３）が前記基板（２）に対して相対的に第１の回動軸線（Ａ１）を中心に回動可能であるように前記基板（２）に取り付けられた第１の担体機構（３）と、
前記基板（２）に取り付けられた第２の担体機構（５）であって、前記基板（２）に対して相対的に第２の回動軸線（Ａ２）を中心に回動可能であり、前記第２の回動軸線（Ａ２）は前記第１の回動軸線（Ａ１）に対して平行である、第２の担体機構（５）と、
前記第１の回動軸線（Ａ１）を中心とした前記第１の担体機構（３）の回動と、前記第２の回動軸線（Ａ２）を中心とした前記第２の担体機構（５）の回動とが、反対の回動方向においては可能であり、同一の回動方向においては阻止されるように、前記第１の担体機構（３）と前記第２の担体機構（５）とを接続している結合機構（６）と、
を備えているマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項２】
前記結合機構（６）は、収縮不可能かつ延伸不可能な接続区間（６）を有しており、当該接続区間（６）は、前記第１の担体機構（３）及び前記第２の担体機構（５）と旋回可能に接続されている、請求項１に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項３】
前記収縮不可能かつ延伸不可能な接続区間（６）は、前記第１の担体機構（３）及び前記第２の担体機構（５）の変位させられていない静止位置において、前記第１の担体機構（３）の第１の回動中心（７ａ）と前記第２の担体機構（５）の第２の回動中心（７ｂ）との間の接続線に対して垂直な面に位置している、請求項２に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項４】
前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の回動角度を測定するように構成されている測定装置（９ａ，９ｂ）を有している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項５】
前記測定装置（９ａ，９ｂ）は、少なくとも部分的に、前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）に配置されている、請求項４に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項６】
前記測定装置（９ａ，９ｂ）は、前記基板に配置されている電極と、前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）に配置されている対向電極とを含んでいる、請求項４又は５に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項７】
前記磁石機構（４）のＮ極Ｓ極軸線は、前記基板（２）に対して平行に配向されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）。
【請求項８】
マイクロメカニカルセンサ装置（１１）であって、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）を少なくとも３つ有しており、前記マイクロメカニカルセンサデバイスはそれぞれ、前記磁石機構（４）の配向及び／又は前記第１の回動軸線（Ａ１）の配向において相違している、
マイクロメカニカルセンサ装置（１１）。
【請求項９】
評価機構（１５）を有しており、
当該評価機構（１５）は、少なくとも３つの前記マイクロメカニカルセンサデバイスの前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の各回動角度を測定し、測定された当該回動角度に基づいて、前記外部磁界（Ｂ）の強さ及び／又は配向を特定するように構成されている、請求項８に記載のマイクロメカニカルセンサ装置（１１）。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の、外部磁界（Ｂ）を検出するマイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）の動作方法であって、
前記第１の担体機構（３）及び／又は前記第２の担体機構（５）の回動角度を測定し、測定された当該回動角度に基づいて、前記外部磁界の強さ及び／又は配向を特定する、
マイクロメカニカルセンサデバイス（１ａ；１ｂ）の動作方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
マイクロメカニカルセンサデバイスの有利な発展形態では、第１の担体機構と第２の担体機構とが変位させられていない静止位置にある場合、収縮不可能かつ延伸不可能な接続区間は、第１の担体機構の第１の回動中心と第２の担体機構の第２の回動中心との間の接続線に対して垂直な面に位置している。このような配置構成に基づいて、同一の回動方向での回動運動時には、収縮力が接続区間に作用する。しかし、接続区間は収縮も延伸も可能ではないので、同一の回動方向での回動は阻止される。反対の回動方向での第１又は第２の担体機構の回動運動時には、結合機構は、静止位置に対して相対的に振り動かされるが、収縮又は延伸されないので、このような回動運動は可能に保たれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに、第２の担体機構５が、第２のスプリングビーム８ｂを介して、第２の柱状接続区間又は第２の基板アンカー７ｂに固定されており、さらに第２の基板アンカー７ｂを介して基板２に接続されており、基板２から間隔を空けて配置されている。第１の担体機構３又は第２の担体機構５は、第１の基板アンカー７ａ又は第２の基板アンカー７ｂを通って延在する第１の回動軸線Ａ１又は第２の回動軸線Ａ２を中心に回動可能又は変位可能である。第１の回動軸線Ａ１は、第２の回動軸線Ａ２に対して平行に、ｚ軸線に沿って延在し、かつ、ｘ−ｙ平面に延在する、基板２の基板表面に対して垂直に延在している。第１の基板アンカー７ａは、第１の担体機構３の第１の回動中心７ａを形成し、第２の基板アンカー７ｂは、第２の担体機構５の対応する第２の回動中心７ｂを形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図１乃至図４に示されたマイクロメカニカルセンサデバイスが、ｙ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出を可能にし、又は、マイクロメカニカルセンサデバイス１ａを９０°回転させることによってｘ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出も可能にし、即ち、基板２の基板面における磁界Ｂの成分の検出を可能にするのに対して、図５には、ｚ軸線に沿った外部磁界Ｂの成分の検出を可能にするマイクロメカニカルセンサデバイス１ｂの概略的な平面図が示されている。磁石機構４のＮ極Ｓ極軸線は、ここではｙ軸線に沿って、即ち、第１の基板アンカー７ａと第２の基板アンカー７ｂとの間の接続線に沿って配置されている。第１の担体機構３及び第２の担体機構５は、第１の回動軸線Ａ１又は第２の回動軸線Ａ２を中心に回動可能である。この回動軸線は、ｘ軸線に沿って、即ち、基板２の基板面に対して平行に延在している。外部磁界Ｂのｚ成分は、回転モーメントを生成する。この回転モーメントは、第１の担体機構３を第１の回動軸線Ａ１を中心に変位させる。ここで、第２の担体機構５は、結合機構６との結合によって反対の回動方向において変位させられる。従って、第１の突出部１０ａ又は第２の突出部１０ｂは、ｚ軸線に沿って同一の方向において変位させられる。マイクロメカニカルセンサデバイスの振動又は衝撃は、同一の回転モーメントを第１の担体機構３及び第２の担体機構５上に生成するので、第１の突出部１０ａ及び第２の突出部１０ｂは異なる方向においてｚ軸線に沿って変位させられる。しかし、このような運動は、結合機構６によって阻止される。結合機構６は、このために、次のように構成されている。即ち、結合機構６は、ｘ軸線に沿って捻れ可能であるが、ｚ軸線に沿って、第１の突出部又は第２の突出部１０ａ、１０ｂに対して相対的に逸らされない又は変位させられないように構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図６には、マイクロメカニカルセンサ装置１１の概略的な平面図が示されている。これは、第１のマイクロメカニカルセンサデバイス１２と、第２のマイクロメカニカルセンサデバイス１３と、第３のマイクロメカニカルセンサデバイス１４とを有している。第１のマイクロメカニカルセンサデバイス１２と第２のマイクロメカニカルセンサデバイス１３とは、９０°だけ相互に回転して、共通の基板２上に配置されており、図１乃至図４に示された実施形態に対応しており、かつ、外部磁界Ｂのｙ又はｘ成分を測定するように設計されている。第３のマイクロメカニカルセンサデバイス１４も、基板２上に配置されており、図５に示された実施形態に対応しており、かつ、外部磁界Ｂのｚ成分を測定するように構成されている。マイクロメカニカルセンサ装置１１はさらに、評価機構１５を含んでいる。評価機構１５は、第１乃至第３のセンサデバイス１２、１３、１４の第１の担体機構３及び／又は第２の担体機構５の各回動角度を測定し、測定された回動角度に基づいて、外部磁界Ｂの強さ及び／又は配向を特定するように構成されている。マイクロメカニカルセンサ装置１１は、これによって、外部磁界Ｂの三次元の経過を検出することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【外国語明細書】
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