(57)【要約】【課題】微小電気機械システムデバイス用の屈曲性結合器を提供する。【解決手段】結合されたマスが線形逆位相運動を示すとき、線形式に移動する結合器によって一緒に結合される、複数の線形に移動するマスを有する、マイクロマシン型慣性デバイスが提示される。説明される結合器のうちのいくつかは、屈曲性であり、結合されたマスの運動の２つの自由度を提供する。いくつかのこのような結合器は、結合されたマス間に位置付けられる。結合されたマスの線形逆位相運動の間、線形に対向する方向に移動するように配置される、複数の結合器を使用することは、運動量平衡動作を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の結合されたマスを有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
それぞれが線形に移動するように構成された第１および第２のプルーフマスと、
前記第１および前記第２のプルーフマスを一緒に結合させ、前記第１および第２のプルーフマスが線形逆位相運動で移動するとき、線形に移動するように構成された、結合器と、を備える、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳデバイスが、同期化マス構成において前記第１および第２のプルーフマスに結合された、第３および第４のプルーフマスをさらに備え、前記結合器が、２つの分離した面内方向において、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの線形逆位相運動を強要する、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記結合器が、前記２つの分離した面内方向において、可撓性である、請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記結合器が、可撓性部分によって分離された２つの剛性部分を備える、請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記結合器が、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの間に配置される、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳデバイスが、ＭＥＭＳジャイロスコープである、請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記結合器が、動作の駆動モードおよび動作の感知モードにおいて、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスを結合する、請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記結合器が、第１の結合器であり、かつ、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの間に配置され、前記ＭＥＭＳデバイスが、前記第１のプルーフマスと前記第２のプルーフマスとの間に配置された第２の結合器、および前記第３のプルーフマスと前記第４のプルーフマスとの間に配置された第３の結合器をさらに備え、前記第２および前記第３の結合器が組み合わせにおいて、前記第１の結合器との運動量平衡を提供する、請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記結合器が、前記第１のプルーフマスと前記第２のプルーフマスとの間に延在する梁を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
前記第１および第２のプルーフマスが、基材の上方に吊り下げられ、前記結合器が、少なくとも２つのアンカーによって基材に結合される、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記結合器が、折り畳まれたばねに結合された梁を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
平面プルーフマス配置で配置され、かつ一緒に結合された第１、第２、第３、および第４のプルーフマスと、
前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの間に配置され、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスが、前記結合器が線形に移動するときに線形逆位相運動を示すように、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスに結合される、屈曲性結合器と、を備える、同期化マス微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープ。
【請求項１３】
前記結合器が、動作の駆動および感知モードの両方における、線形逆位相運動において、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスを結合するように構成される、請求項１２に記載の同期化マスＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項１４】
前記結合器が、第１の結合器であり、前記同期化マスＭＥＭＳジャイロスコープが、第２および第３の結合器をさらに備え、前記第２の結合器が、前記第１および前記第２のプルーフマスを一緒に結合させ、前記第３の結合器が、前記第３および前記第４のプルーフマスを一緒に結合させ、前記第１、第２、および第３の結合器が、第１の軸に沿って運動量平衡化されるように構成される、請求項１２に記載の同期化マスＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項１５】
前記第２および第３の結合器が、屈曲性結合器である、請求項１４に記載の同期化マスＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項１６】
複数の結合されたマスを有する、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを動作させる方法であって、
逆位相運動において線形に、第１のプルーフマスおよび第２のプルーフマスを移動させることと、
前記第１および第２のプルーフマスが逆位相運動において線形に移動するにつれて、前記第１および第２のプルーフマスを結合させる第１の結合器を線形に並進させることと、を含む、方法。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳデバイスが、前記第１および第２のプルーフマス、ならびに、前記第１および第２のプルーフマスと結合された第３および第４のプルーフマスを備え、前記方法が、前記第１の結合器が第１の軸に直交する第２の軸に沿って線形に並進するとき、前記第１の軸に沿った、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの線形逆位相運動を駆動することと、前記第１の結合器が前記第１の軸に沿って線形に並進するとき、前記第２の軸に沿った、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの線形逆位相運動を感知することと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の結合器を線形に並進させることが、前記第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの間の領域にわたって前記第１の結合器を線形に並進させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の結合器との運動量平衡を提供する様態で、第２および第３の結合器を線形に並進させることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の結合器を線形に並進させることが、前記第１および第２のプルーフマスの運動に垂直な方向に、前記第１の結合器を線形に並進させることを含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の移動マスを有する、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャイロスコープ（簡単に「ジャイロ」と称されることもある）は、回転を感知するデバイスであり、したがって回転を検出するのに使用され得る。微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープは、「プルーフマス」と称されることもある、可動本体を通常含み、それに対して電気信号が印加されて、主に特定の軸に沿って運動を生成する。これはプルーフマスを駆動すると称され、また、それに沿ってプルーフマスが駆動される軸は、「駆動軸」と称されることもある。ジャイロスコープが回転を経ると、プルーフマスは、感知軸と称されることもある、駆動軸とは異なる軸に沿って、さらに移動する。いくつかのＭＥＭＳジャイロスコープに関して、回転は、プルーフマスを感知軸に沿って線形に移動させる。他に関して、回転は、プルーフマスを回転させる。感知軸に沿ったプルーフマスの運動は、検出され、ジャイロスコープが経た回転の指標を提供する。
【０００３】
いくつかのＭＥＭＳジャイロスコープは、機械的に一緒に結合された複数のプルーフマスを含む。プルーフマスは、感知軸または駆動軸のいずれかにおける所望されない運動を拒絶しながら、同期運動を提供する目的で、一緒に結合され得る。
【発明の概要】
【０００４】
結合されたマスが線形逆位相運動を示すとき、線形式に移動する結合器によって一緒に結合される、複数の線形に移動するマスを有する、マイクロマシン型慣性デバイスが提示される。説明される結合器のうちのいくつかは、屈曲性であり、結合されたマスの運動の２つの自由度を提供する。いくつかのこのような結合器は、結合されたマス間に位置付けられる。結合されたマスの線形逆位相運動の間、線形に相対する方向に移動するように配置される、複数の結合器を使用することは、運動量平衡動作を提供する。
【０００５】
ある実施形態において、複数の結合されたマスを有する、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスが提供され、それぞれが線形に移動するように構成された第１および第２のプルーフマスと、第１および第２のプルーフマスを一緒に結合させ、第１および第２のプルーフマスが線形逆位相運動に移動するとき、線形に移動するように構成された、結合器と、を備える。
【０００６】
ある実施形態において、同期化マス微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープが提供され、平面状プルーフマス配置で配置され、一緒に結合された、第１、第２、第３、および第４のプルーフマスを備える。同期化マスＭＥＭＳジャイロスコープは、結合器が線形に移動するとき、第１、第２、第３、および第４のプルーフマスが線形逆位相運動を示すように、第１、第２、第３、および第４のプルーフマスの間に配置され、第１、第２、第３、および第４のプルーフマスに結合される、屈曲性結合器をさらに備える。
【０００７】
ある実施形態において、複数の結合されたマスを有する、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを動作させる方法が提供され、逆位相運動において線形に、第１のプルーフマスおよび第２のプルーフマスを移動させることと、第１および第２のプルーフマスが逆位相運動において線形に移動するにつれて、第１および第２のプルーフマスを結合させる第１の結合器を線形に並進させることと、を含む。
【０００８】
ある実施形態において、同期化マスジャイロスコープが提供され、共通平面に配置された第１、第２、第３、および第４のプルーフマスと、４つのプルーフマスと面一、かつ４つのプルーフマスの間に配置され、４つのプルーフマスの線形逆位相運動を強要する様態で４つのプルーフマスを一緒に結合させる、屈曲性結合器と、を備える。屈曲性結合器は、第１のプルーフマスと第２のプルーフマスとの間に延在する第１の梁と、第２のプルーフマスと第３のプルーフマスとの間に延在する第２の梁と、を備える。第１および第２の梁は、第１の梁の線形運動を第２の梁の線形運動から分離させる、一方向ばねによって、少なくとも部分的に一緒に結合される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本出願の様々な態様および実施形態は、以下の図を参照して説明される。図面は必ずしも正しい縮尺で描かれていないことが、理解されよう。複数の図面に示される項目は、それらが示される図面のすべてにおいて同じ参照番号によって示される。
【図１】非限定的な実施形態による、デバイスのマスを結合する線形に移動する結合器を有する、平面状複数マス微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを示す。
【図２Ａ】非限定的な実施形態による、第１の動作モードにおける図１のデバイスのマスの線形逆位相運動の例を、ブロック図形態で示す。
【図２Ｂ】非限定的な実施形態による、第２の動作モードにおける図１のデバイスのマスの線形逆位相運動の例を、ブロック図形態で示す。
【図３Ａ】４つのプルーフマスを結合し、運動の２つの自由度を提供する、内部結合器を示す、図１のデバイスの詳細である。
【図３Ｂ】プルーフマスがｘ方向に沿った線形逆位相運動を呈する、第１の動作状態中の、図３Ａのデバイスの変形を示す。
【図３Ｃ】プルーフマスがｙ方向に沿った線形逆位相運動を呈する、第２の動作状態中の、図３Ａのデバイスの変形を示す。
【図４Ａ】図３Ａ〜３Ｂに示されたデバイスの詳細とは異なる図１のデバイスの詳細の変形の２つの異なる状態を示し、図３Ａ〜３Ｂに示された内部結合器に加えて平衡化結合器を表す。
【図４Ｂ】図３Ａ〜３Ｂに示されたデバイスの詳細とは異なる図１のデバイスの詳細の変形の２つの異なる状態を示し、図３Ａ〜３Ｂに示された内部結合器に加えて平衡化結合器を表す。
【図５】デバイスの対称性を表す、図１のデバイスの４区分の１つの詳細を示す。
【図６Ａ】運動の２つの自由度を提供する、平面状屈曲性内部結合器の代替的な構成を示す。
【図６Ｂ】運動の２つの自由度を提供する、平面状屈曲性内部結合器の代替的な構成を示す。
【図６Ｃ】運動の２つの自由度を提供する、平面状屈曲性内部結合器の代替的な構成を示す。
【図７】枢動リンク機構が直接プルーフマスと結合される、図１のデバイスに対する代替的なデバイスを示す。
【図８】非限定的な実施形態による、線形に移動する結合器が、異なる様態で枢動リンク機構に結合する、図１のデバイスに対する代替的なデバイスを示す。
【図９】本出願の非限定的な実施形態による、本明細書に説明されたタイプのＭＥＭＳデバイスを採用し得る、自動車を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本出願の態様は、慣性微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの結合されたプルーフマス間の線形逆位相運動を可能にまたは強要するように構成された、運動伝達機構および結合機構を提供する。いくつかの実施形態において、運動伝達機構および結合機構は、２つの自由度（２ＤＯＦ）を可能にする。
【００１１】
本出願の態様により、結合器は、ＭＥＭＳデバイスの４つのプルーフマス間に置かれ、それらを一緒に結合する。結合器は、２つの分離された自由度において線形に移動し、２つの異なる方向における４つの結合されたプルーフマスの線形逆位相運動を強要する。結合器は、プルーフマスと同じ材料の層から作成され得、したがって、少なくともいくつかの状況における平面状結合器であり得る。結合器は、少なくとも１つの屈曲性部分、および、１つまたは複数の線形運動バーまたは梁を含み得る。２つの自由度における結合器の線形運動は、屈曲性部分によって分離され得る。
【００１２】
本出願の態様により、２つ以上の線形に移動する結合器は、結合されたマスの線形逆位相運動を強要しながら、運動量平衡化動作を提供するために、ＭＥＭＳデバイスにおいて組み合わせて使用される。いくつかのこのような状況において、結合器のうちの１つは、結合されたマス間に位置付けられた内部結合器であり得、１つまたは複数の付加的結合器は、結合されたプルーフマスの配置の周辺部に、またはその外側に位置付けられ得る。結合器は、実質的に同じマスを有し得るが、反対方向に線形に移動するように構成され、したがって、運動量平衡化動作を提供する。
【００１３】
様々なＭＥＭＳデバイスは、本明細書に説明された、線形に移動する運動伝達機構および結合機構を実装し得る。例えば、共振器、ジャイロスコープ、および加速度計は、本明細書に説明された結合器を使用し得る。ＭＥＭＳデバイスは、２つの結合されたマス、４つの結合されたマス、または他の好適な数の結合されたマスを含み得る。非限定的な例として、４つの結合されたマスを有する、同期化マスジャイロスコープは、本明細書に説明された、様々なタイプの、線形に移動する、運動伝達機構および結合機構を使用し得る。本出願の実施形態により、同期化マスジャイロスコープは、４つのプルーフマス間に位置付けられ、それらを一緒に結合する、内部結合器を含む。内部結合器は、プルーフマスと同じ材料の層から形成され、２つの分離された運動方向に線形に移動し、結合されたプルーフマスの線形逆位相運動を強要する。したがって、内部結合器は、ジャイロスコープの動作の駆動モードおよび感知モードの両方において、線形逆位相運動を強要し得る。複数の付加的な線形に移動する結合器は、運動量平衡動作を提供するために、プルーフマスの配置の周辺で提供される。
【００１４】
図１は、結合されたマスの線形逆位相運動中に、線形に移動するように構成された結合器によって一緒に結合された複数のマスを有する、ＭＥＭＳデバイス１００を示す。ＭＥＭＳデバイス１００は、非限定的な例としての、同期化マスジャイロスコープであり得る。
【００１５】
ＭＥＭＳデバイス１００は、４つのプルーフマス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および１０２ｄを含む。４つのプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、２つのテザー１０６によって４つのシャトル１０４に結合される。枢動リンク機構１０８は、この非限定的な例における示されたシャトル１０４のそれぞれに関連している。枢動リンク機構は、枢動点１１０を中心としてｘｙ平面において枢動するように構成される。ＭＥＭＳデバイス１００は、３つのタイプの線形に移動する結合器１１２、１１４、および１１６をさらに含む。結合器１１２は、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの間に位置付けられ、それら４つすべてを一緒に結合する。結合器１１４は、隣接した２つのプルーフマスを一緒に結合する。例えば、結合器１１４のうちの１つは、プルーフマス１０２ａと１０２ｂとを一緒に結合する。結合器１１６は、この非限定的な例において、それぞれが１つのプルーフマスと結合される。ＭＥＭＳデバイス１００は、結合器１１２の１つの例、結合器１１４の４つの例、および結合器１１６の４つの例を含む。
【００１６】
結合器１１２、１１４、および１１６は、すべて、ＭＥＭＳデバイス１００の１次動作モードと考えられ得る、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの線形逆位相運動を強要し、そのすべては運動の２つの自由度（ＤＯＦ）を可能にする。この非限定的な例において、結合器１１２、１１４、および１１６は、すべてｘ方向とｙ方向の両方において運動を可能にする。
【００１７】
プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、任意の好適なサイズおよび形状を有し得、任意の好適な材料から形成され得る。いくつかの実施形態において、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、実質的に長方形であり、いくつかの実施形態においては実質的に正方形である。それらは、シリコン、または別の好適な材料から形成され得る。プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、少なくともいくつかの実施形態において、実質的に同一であり得る。
【００１８】
シャトル１０４は、可動であり、任意選択でもある。それらは、所望の運動と直交する運動に抵抗することによって、駆動力の誤整列および／または感知力の誤整列を抑制するために含まれ得る（ＭＥＭＳデバイス１００がジャイロスコープであると仮定する）。しかしながら、すべての実施形態がこのようなシャトルを含むとは限らない。いくつかの実施形態は、プルーフマス、枢動リンク機構、および線形に移動する結合器を含むが、シャトルは含まない。プルーフマスは、このような実施形態において、枢動リンク機構に直接結合され得る。また、シャトルは様々な形態を採り得、図１に示された形態は、非限定的な例である。代替形態は、図７に関連して以下に示される。
【００１９】
図１に示されるように、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、真っすぐな屈曲性梁などの、任意の好適な形態を採り得る、テザー１０６によって、シャトル１０４に結合される。代替として、テザー１０６は、折り畳まれたテザーであり得る。プルーフマスに結合されたテザー１０６は、例えばｘおよびｙ方向に沿って、２つの方向にプルーフマスの運動を可能にするために、組み合わせて好適な構成を有し得る。
【００２０】
枢動リンク機構１０８は、直角位相を減少させるかまたは完全に消去するために含まれ、直角位相抑制機構の１つの例と考えられ得る。直角位相は、理想的にはコリオリ応答と９０°の位相を異にする、駆動運動に直交する方向におけるプルーフマスの運動である。通常は、ジャイロスコープは、直角位相からもたらされる電気信号と回転からもたらされる電気信号とを区別することが不可能であり得、したがって、回転を検出する際のジャイロスコープの正確さが、直角位相の発生によって悪影響を与えられ得るので、直角位相は望ましくない。
【００２１】
示された枢動リンク機構１０８のそれぞれは、コネクタ１１１によって接続された、２つのセグメント１０９ａおよび１０９ｂを含む。枢動リンク機構１０８の２つのセグメント１０９ａおよび１０９ｂは、実質的に同じ全長であり得る。コネクタ１１１が真っすぐであるとき、コネクタ１１１と組み合わされた枢動リンク機構の２つのセグメント１０９ａおよび１０９ｂは、実質的に剛性バーを形成する。シャトルが、所与の枢動リンク機構から線形に離れて移動するとき、コネクタ１１１が撓み得るので、枢動リンク機構は撓み（曲がり）得る。枢動リンク機構１０８は、シャトル１０４が駆動されるのに応じて、ならびにシャトル１０４がコリオリ力を経る結果として移動するのに応じて、枢動点１１０を中心として枢動し得る。しかしながら、コネクタ１１１は、ねじれおよび／または剪断に抵抗し、それによって、枢動リンク機構の傾斜を抑止し、シャトル１０４（およびそれに接続されたマス）の回転を防ぐ。枢動リンク機構１０８は、所望の線形運動を可能にしながら、シャトル（およびシャトルに接続されたマス）の非所望の回転または傾斜を抑止することによって、ジャイロスコープの直角位相運動を低減させるかまたは完全に防ぐ。
【００２２】
結合器１１２、１１４、および１１６は、線形に移動して、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの線形逆位相運動を可能にするかまたは強要する。プルーフマスの線形逆位相運動は、図２Ａおよび２Ｂの簡略ブロック図形態において示される。説明の便宜上、ＭＥＭＳデバイス１００はジャイロスコープであり、また、ｘ軸はそれに沿ってプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄが駆動される駆動軸を表すと仮定され、この場合、ｙ軸は、このページの平面におけるＭＥＭＳデバイス１００の回転に関連したコリオリ力に応じて、それに沿ってプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄが移動する感知軸を表す。
【００２３】
図２Ａは、非限定的な実施形態による、動作の駆動モードにおけるプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの逆位相運動の例を、ブロック図形態において示す。示されたように、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの運動は、４つの任意の所与のマスの運動が、２つの直に隣接したマスの運動と反対方向にあるという点において、逆位相である。示された非限定的な例において、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄは、ｘ方向に線形に移動するが、プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃは、負のｘ方向に線形に移動する。プルーフマスのうちの１つの運動が、他のプルーフマスの運動を引き起こし得るという点において、運動は同期的であり得る。
【００２４】
図２Ｂは、非限定的な実施形態による、動作の感知モードにおけるプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの逆位相運動の例を、ブロック図形態において示す。この場合もまた、示された運動は逆位相である。この非限定的な例において、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄは、負のｙ方向に線形に移動するが、プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃは、ｙ方向に線形に移動する。この場合もまた、プルーフマスのうちの１つの運動が、他のプルーフマスの運動を引き起こし得るという点において、運動は同期的であり得る。
【００２５】
図２Ａおよび２Ｂは、上下および左右方向における、プルーフマスの線形運動を示すが、このような運動の任意の組み合わせは、ＭＥＭＳデバイスによって実施され得ることを理解されよう。例えば、プルーフマスの運動は、数ある可能性の中でも、代わりに対角方向（例えば、ｘ軸およびｙ軸に対して４５度）に沿ったものであり得る。例えば、駆動軸は、ｘ軸に対して４５°であり得、感知軸は、ｘ軸に対して１３５°であり得る。他の配向も可能である。また、図２Ａは動作の駆動モードに関するとして説明され、図２Ｂは動作の感知モードに関するとして説明されるが、駆動方向および感知方向は逆にされ得ることが理解されよう。一般的に、図２Ａおよび２Ｂは、４つの可動マスを有するＭＥＭＳデバイスによって実施され得る、線形逆位相運動の例を単に表し、また、駆動モードおよび感知モードの運動方向および指定は、様々な形態を取り得ることが、理解されよう。
【００２６】
結合器１１２および１１４は、プルーフマスのコモンモードおよび回転運動などのスプリアスモードを拒絶する間、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの逆位相運動を優先する。その際に、ＭＥＭＳデバイスは、線形加速および角加速に実質的に無感応または無反応であり得、したがって、ジャイロスコープとしてのＭＥＭＳデバイスのより正確な動作を提供する。結合器１１２および１１４は、ＭＥＭＳデバイスのモードをモード順序付けすることによって、線形逆位相運動を強要し得、そのため、外力の影響を受けやすいそれらのモードは、所望の動作モードよりも著しく高い周波数である。このように、スプリアスモードは拒否され得る。
【００２７】
また図１を参照すると、結合器１１２は、４つのプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの間に置かれ、それらを結合する。結合器１１２の構造は、図３Ａに関連して以下により詳細に説明される。結合器１１２は、効果的に屈曲性区画を形成する、４つのアンカー間の複数の梁を備える、内部屈曲（または「適合性」または「可撓性」）部を含む。これらの梁は、結合バー（例えば、図３Ａのバー３０６ａ〜３０６ｄ）の方向には適合性があり、直交する方向には動かない。結合器１１２は、実質的に結合する方向に動かず、直交する方向に適合性のある、屈曲性区画のそれぞれの側から外側に延在する４つのバーをさらに含む。図３Ａ〜３Ｃと関連して以下にさらに説明されるように、結合器１１２は、直交する方向に、この場合はｘ方向およびｙ方向に、線形運動を分離するように構成される。すなわち、ｘ方向に沿った結合器の運動は、ｙ方向に沿った結合器１１２の運動を引き起こさず、逆もまた同様である。結合器１１２はまた、外側に延在したバーの間で運動を独立して伝達し、そのため、１つのバーの線形運動は、直交する方向における他のバーに影響を及ぼすことなく、同じ方向における隣接するバーに伝達される。屈曲性区画が、２つの自由度において運動の分離を容易にしながら、運動伝達は、マスおよび屈曲性区画内の内部屈曲性クロスを形成する付加的な８つの屈曲を含む、結合器１１２の中央部を通して達成される。屈曲性区画と同様に、内部屈曲性クロスも２つの自由度における運動の分離を容易にする。
【００２８】
示された非限定的な例において、結合器１１２の４つの実質的な剛性バーは、枢動リンク機構１０８に結合される。より具体的に、示された例において、結合器１１２の４つの剛性バーのそれぞれは、枢動リンク機構１０８のうちの２つのそれぞれの１つの区画に結合される。しかしながら、結合器１１２の他の構成およびプルーフマスとのその接続が可能であり、以下にさらに説明される。
【００２９】
結合器１１４は、事実上、結合器１１２の２分の１であり、プルーフマスのうちの２つと結合されるように位置付けられる。結合器は４つのプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの配置の周縁に配置されるので、外側（または「外部」）結合器であると考えられ得る。プルーフマス１０２ａと１０２ｂとを結合する１つの結合器１１４、プルーフマス１０２ｂと１０２ｄとを結合する別の結合器１１４、プルーフマス１０２ａと１０２ｃとを結合する別の結合器１１４、およびプルーフマス１０２ｃと１０２ｄとを結合する第４の結合器１１４がある。結合器１１４のそれぞれは、屈曲性部分および実質的な剛性バーを含む。
【００３０】
結合器１１６は、事実上、結合器１１２の４分の１である。結合器１１６は、１つのアンカーを含み、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの最外端に配置される。
【００３１】
結合器１１２、１１４、および１１６は平面状であることが理解されよう。それらは、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄと同じ材料で形成され得る。例えば、図１に示されるすべての構造は、シリコンなどの共通層、または共通の層スタックから、好適なパターン化によって形成され得る。したがって、例として結合器１１２を考えると、本出願の態様は、２つの分離された自由度において結合されたプルーフマスの線形逆位相運動を提供するために、複数のプルーフマスを一緒に結合する、平面状の線形に移動する結合器を提供する。さらなる詳細は、図３Ａ〜３Ｃに関連して以下に提供される。
【００３２】
ＭＥＭＳデバイス１００は、様々な位置で提供されるアンカー１１８をさらに備える。示された非限定的な例において１６個のアンカーがあるが、他の個数が使用され得る。アンカーは、基礎的な基板に結合された、支柱または他の構造であり得る。例えば、ＭＥＭＳデバイス１００の示された構造は、基礎的なシリコン基板から形成され得、かつ、その上方に懸架され得る。アンカー１１８は、示された層から基礎的な基板に至るまで延在し得る。
【００３３】
ＭＥＭＳデバイス１００は、信号を提供し検出するための構造をさらに備える。例えば、フォーサ（または駆動）電極および検知（またはピックオフ）電極は、好適な位置で提供され得る。図を簡単にするために、それらの構造は示されない。
【００３４】
図３Ａは、結合器１１２の図および説明を簡単にするために、ＭＥＭＳデバイス１００の構造のいくつかを省略する、図１のデバイスの詳細である。プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、非線形の境界線によって描写されるように、部分的にのみ示される。
【００３５】
示されるように、結合器１１２は、４つのアンカー１１８の間に配置された、梁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄによって形成された中央屈曲性部分を含む。内部屈曲性クロス３０４は、梁３０２ａ〜３０２ｄによって画定された周縁の内部に配置され、それらの間で結合をもたらす。結合器１１２は、それぞれの梁３０２ａ〜３０２ｄから外側に向かって突出する、４つのバー３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、および３０６ｄをさらに備える。バー３０６ａ〜３０６ｄは、選択的に剛性であるように構成され、１つの軸に沿った線形運動を結合させる。図３Ｂおよび３Ｃに関連して以下にさらに説明されるように、バー３０６ａおよび３０６ｃはｙ方向に沿って線形に移動し、バー３０６ｂおよび３０６ｄはｘ方向に沿って線形に移動する。ｘ方向およびｙ方向に沿った運動は、梁３０２ａ〜３０２ｄおよび内部屈曲性クロス３０４の構成によって、互いから分離される。このように、結合器１１２は、線形運動の２つの分離された自由度を提供する。
【００３６】
屈曲性区画は、駆動運動および感知運動を分離する。プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄ間の運動の結合および伝達は、バー３０６ａ〜３０６ｄによって提供される。例えば、バー３０６ａからバー３０６ｃへの運動の伝達は、マスおよびマスを屈曲性区画に接続する梁によって形成された内部屈曲性クロス３０４によって達成される。隙間３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃ、３０８ｄ、３０８ｅ、３０８ｆ、３０８ｇ、および３０８ｈによって切り離される、内部クロスを形成する梁は、１つの方向に適合し、直交する方向に動かないため、運動が１つの方向に伝達されるとき、直交運動に強い影響を与えない。したがって、バー３０６ａおよび３０６ｃの運動は、バー３０６ｂおよび３０６ｄを平衡から乱さない。同様に、バー３０６ｂおよび３０６ｄの運動は、バー３０６ａおよび３０６ｃを平衡から乱さない。
【００３７】
図３Ｂは、プルーフマスがｘ方向に沿って線形逆位相運動を示す、第１の動作状態の間、図３Ａのデバイスの変形を示す。例のように、示された運動は、プルーフマスがｘ方向に沿って駆動されるとき、ＭＥＭＳデバイスの動作の駆動モードを表し得る。しかしながら、図２Ａおよび２Ｂに関連して先に説明されたように、駆動モードまたは感知モードの指定は、逆転され得、限定されないことが、理解されよう。また、本明細書に説明される線形に移動する結合器は、駆動モードを有し得ないデバイスのために使用され得るが、それにもかかわらずそのデバイスにおいて、結合されたプルーフマスの線形逆位相運動を強要することが望ましい。図３Ｃ、４Ａ、および４Ｂと同様に、この図における運動の方向は、太矢印によって示される。
【００３８】
示された変形の状態において、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄは、それらの平衡位置に対して、正のｘ方向に、右へ移動された。プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃは、それらの平衡位置から、負のｘ方向に、左へ移動された。結合器１１２の梁３０２ａおよび３０２ｃは、正のｙ方向に、上向きに曲がる。結果として、結合器１１２のバー３０６ａおよび３０６ｃは、それらの平衡位置から正のｙ方向に変位される。結合器１１２の内部屈曲性クロス３０４もその平衡位置から正のｙ方向に変位され、バー３０６ａからバー３０６ｃへ運動を伝達する。
【００３９】
プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄが、それらのそれぞれの方向を逆転するとき、結合器１１２もそうする。すなわち、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄが、それらの平衡位置から負のｘ方向に変位され、プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃが、それらの平衡位置から正の方向に変位されるとき、結合器１１２の梁３０２ａおよび３０２ｃは、負のｙ方向に下方に曲がり、こうして、結合器１１２のバー３０６ａおよび３０６ｃを負のｙ方向に変位させる。
【００４０】
バー３０６ａおよび３０６ｃが、示された動作の一部として線形に移動するとき、それらの結合する枢動リンク機構は、示されたようにそれらのそれぞれの枢動点１１０を中心として回転し、その結果として、マス１０２ａおよび１０２ｂをｘ方向に外側へ駆動させ、マス１０２ｃおよび１０２ｄをｘ方向に内側へ駆動させ、それによって、同期化された逆位相動作を確実にする。
【００４１】
図３Ｂの変形の状態において、結合器１１２はｘ方向に偏向しないことが、留意されるべきである。むしろ、結合器１１２の偏向は、ビーム３０２ｂおよび３０２ｄ、ならびにバー３０６ｂおよび３０６ｄが十分にまたは完全に静止している状態で、ｙ方向に沿っている。こうして、ｙ方向における結合器１１２の運動は、ｘ方向における結合器のいずれの運動からも分離される。この特徴は、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの同期的逆位相運動の提供をさらに容易にする。また、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄは、結合器１１２の運動と直交する方向に沿って線形に移動することを、留意されるべきである。これは、１つの方向における線形運動（例えば、１つの方向に沿ったプルーフマスの線形運動）を、直交する方向における線形運動（例えば、プルーフマスの線形運動に対して直交する方向に沿った結合器の線形運動）に変換する、枢動リンク機構１０８に起因する。
【００４２】
図３Ｃは、プルーフマスがｙ方向に沿った線形逆位相運動を呈する、第２の動作状態の間、図３Ａのデバイスの変形を示す。示された変形は、非限定的な例として、ＭＥＭＳデバイスの動作の感知モードを表し得る。ここでは、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄは、それらの平衡位置に対して正のｙ方向に変位され、プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃは、それらの平衡位置から負のｙ方向に変位される。
【００４３】
結合器１１２の梁３０２ｂおよび３０２ｄは、正のｘ方向に、偏向し、または曲がる。したがって、バー３０６ｂおよび３０６ｄは、それらの平衡位置から正のｘ方向に線形に移動する。結合器１１２の、梁３０２ａおよび３０２ｃ、ならびにバー３０６ａおよび３０６ｃは、この動作モードの間、移動せず、さらに、結合器１１２のｘ方向およびｙ方向の分離様態を示すことに、留意するべきである。
【００４４】
プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄが、それらのそれぞれの方向を逆転させるとき、結合器１１２もそうする。すなわち、プルーフマス１０２ａおよび１０２ｄが、それらの平衡位置から負のｙ方向に変位され、プルーフマス１０２ｂおよび１０２ｃが、それらの平衡位置から正のｙ方向に変位されるとき、結合器１１２の梁３０２ｂおよび３０２ｄは、負のｘ方向に左側に曲がり、したがって、結合器１１２のバー３０６ｂおよび３０６ｄを、負のｘ方向に変位させる。
【００４５】
図３Ａ〜３Ｃを考慮すると、結合器１１２は、プルーフマスの線形同期化逆位相運動を提供する様態で、４つのプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの間に位置付けられ、それらを結合する、屈曲性の、または曲げ可能な結合器であることが理解されるべきである。（図３Ａ〜３Ｃの非限定的な例におけるｘ方向およびｙ方向において）提供された運動の２つの自由度は、互いから分離される。
【００４６】
結合器１１２は、プルーフマス配置の周縁ではなく、４つの結合されたプルーフマス１０２ａ〜１０２ｂの間に位置付けられることは、注目すべきでもある。このように、結合器１１２は、それ上でＭＥＭＳデバイス１００が形成される、チップ上の物的財産を節約し得る。さらに、微細加工の欠陥のいくつかの影響は、低減または除去され得る。リソグラフィーおよびエッチングなどのマイクロマシン型デバイスを作るのに使用された微細加工技法は、ウエハーまたはダイ／チップによってしばしば異なる。それ故に、プルーフマス配置の周縁に置かれた結合器は、不注意に異なる寸法を有し得る。対照的に、結合器１１２は、比較的コンパクトで、チップのかなりの距離にわたって延在しない。それ故に、製造の欠陥は、低減され得る。
【００４７】
結合器１１２が、２つの自由度を提供するとして示されるが、本明細書において説明された代替的な結合器は、線形に移動し得、かつ、１つのみの自由度において結合されたプルーフマスの線形逆位相運動を強要し得る。例えば、結合器１１２のバー３０６ｂおよび３０６ｄを省略することは、結合器が、ｘ方向においてプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの同期的逆位相運動を提供するが、ｙ方向においては提供しない、結果となるだろう。したがって、例えば、ＭＥＭＳデバイス１００の動作の駆動モードは結合され得、感知モードは分離され得る。代替的に、バー３０６ａおよび３０６ｃは省略され得る。このような状況において、結合器は、ｙ方向において同期的線形逆位相運動を提供し、ｘ方向において提供しないだろう。２つの自由度において運動を結合する結合器を使用することが、いくつかの実施形態において望ましくあり得るが、代替的な実施形態は、１つの自由度において線形逆位相運動を強要する、線形に移動する結合器を含み得る。
【００４８】
図３Ｂおよび３Ｃから見られることができるように、１つの結合器１１２の使用は、結合されたプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの線形逆位相運動を強要するために、いくつかの実施形態において十分である。しかしながら、結合器１１２の運動は、それ自体で運動量不平衡を提供する。例えば、図３Ｂを参照すると、結合器１１２は正のｙ方向において正味運動量を提供するが、図３Ｃにおいては、結合器１１２は正のｘ方向において正味運動量を提供する。この非ゼロ運動量は、少なくともいくつかの実施形態において望ましくないものであり得る。したがって、運動量平衡システムは、いくつかの実施形態において使用され得る。
【００４９】
図４Ａは、図３Ａに示されるデバイスの詳細とは異なる、図１のデバイスの詳細を示し、図３Ａの詳細に示された内部結合器１１２に加えて運動量平衡結合器を示す。運動量平衡結合器は、結合器１１４の一部である。示されるように、結合器は、２つのアンカー１１８間の梁４０２、および結合器から離れ、プルーフマス１０２ａと１０２ｂとの間に延在するバー４０６を含む。結合器は、ダッシュボックス４０４によって概して示される屈曲性長方形も含む。図４Ａの構造は、２つのアンカー１１８間の梁４０８を備える結合器、プルーフマス１０２ｃと１０２ｄとの間に延在するバー４１０、およびダッシュボックス４１２によって概して示されるマス構造を含む、同じ結合器構造の３つの付加的例を含む。これらの結合器は、４つのプルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの配置に対するこれらの位置決めのために、「外側結合器（ｏｕｔｅｒ  ｃｏｕｐｌｅｒ）」、「外部結合器（ｅｘｔｅｒｉｏｒ  ｃｏｕｐｌｅｒ）」、または「端結合器（ｅｎｄ  ｃｏｕｐｌｅｒ）」と本明細書において称され得る。図４Ａおよび４Ｂにおいて、端結合器は、結合器１１２の方向と均等かつ反対の、１つの方向に移動し、運動量平衡を提供する。同じ外側結合器は、図１に示されるように、隅結合器１１６の運動を平衡化する、直交する方向に自由に移動することができる。
【００５０】
図４Ａは、図３Ｂに示された動作モードと同じ動作モードと対応する、モードにおいて、ＭＥＭＳデバイスを表す変形状態を示す。図３Ｂに関連して先に説明された内部結合器１１２の変形に加えて、梁４０２および４０８は、負のｙ方向に、下方に曲がり、バー４０６および４１０は、それらの平衡位置に対して負のｙ方向に変位されることが分かる。屈曲性長方形４０４および４１２も、示されるように負のｙ方向に変位する。したがって、正のｙ方向における結合器１１２の運動量は、負のｙ方向における端結合器の運動量によって相殺される。その結果、運動量平衡動作が、線形に移動する屈曲性結合器によって可能とされるかまたは強要される線形逆位相運動と一緒に、ＭＥＭＳデバイスに提供される。
【００５１】
図４Ｂは、例えば、図３Ｃに関連して先に説明された動作モードに対応して、ｙ方向に沿ったプルーフマスの線形逆位相運動の間、図４Ａのデバイスの変形を示す。この例において、端結合器４１４および４１６は、内部結合器１１２に運動量平衡を提供する。端結合器４１４および４１６がｘ方向に線形に移動する間、それらは、図４Ｂにおいて運動から独立し、かつそれに直交する、図４Ａに示される運動のタイプを可能にするために、ｙ方向に自由に移動する。図４Ｂに示されないが、図１に示されるそれなどの完全なジャイロスコープにおいて、屈曲性長方形４０４および４１２は、隅結合器１１６の運動に反対の、負のｘ方向に移動し得、完全な運動量平衡を提供する。
【００５２】
図４Ａおよび４Ｂにおける結合器の運動量平衡動作は、少なくともいくつかの実施形態において有益であり得る。例えば、このような運動量平衡結合器は、加速に対し実質的に無感応または無反応であり得、したがって、ジャイロスコープとしてのＭＥＭＳデバイスの正確な動作を容易にする。
【００５３】
図５は、デバイスの対称性を示す、図１のＭＥＭＳデバイスの４区分の１つの詳細を示す。特に、図５は、プルーフマス１０２ｂを含む、ＭＥＭＳデバイス１００の右上の４区分を示す。ＭＥＭＳデバイス１００は、示された４区分の４つの複製を含む。さらに、示された４区分それ自体は、８つの実質的に同一のセグメント５０２を備える。したがって、ＭＥＭＳデバイス１００は、事実上、セグメント５０２を３２回複製する編成物である。ＭＥＭＳデバイス１００の潜在的な対称的性質は、設計および製作を容易にし得る。
【００５４】
先に説明されたように、内部結合器１１２は、２つの自由度の屈曲性結合器の非限定的な例を表す。図６Ａ〜６Ｃは、代替的な構成を示す。これらの図に示された結合器のそれぞれは、マスを一緒に結合し、マスの線形逆位相運動を強要するために、４つのプルーフマス間に位置付けられ得る。
【００５５】
図６Ａは、折り畳まれたばねを利用する、２つの自由度の結合器６００を示す。結合器６００は、それぞれの折り畳まれたばね６０６によって、４つのアンカー６０４に結合された、十字形の中央部分６０２を含む。中央部分６０２をアンカー６０４に結合する、８つの折り畳まれたばね６０６がある。結合器６００は、折り畳まれたばね６１０によってアンカー６０４に結合された、４つのバー６０８を含む。
【００５６】
結合器６００は、内部結合器１１２の様態におけるように、４つのプルーフマスの間に配置され、それらを結合させ得る。すなわち、４つのバー６０８は、図３Ａのバー３０６ａ〜３０６ｄに関連して先に説明された様態において、枢動リンク機構（例えば、枢動リンク機構１０８）に接続し得る。折り畳まれたばね６０６および６１０は、線形運動を経るとき、内部結合器１１２の真っすぐな屈曲性梁に起因し得る、非線形効果を低減し得る。折り畳まれたばねは、それらが１つの方向において運動を可能にし、他の方向において可能にしないという点において、一方向ばねをより一般的に表し得る。このように、ｘ方向に沿って配向されたバー６０８の運動は、ｙ方向に沿って配向されたバー６０８の運動から分離され得る。図１に示されるように、ジャイロスコープ動作において使用されるとき、十字形の結合器６０２は、２つの自由度において移動することが可能である一方、それと結合された４つのバー６０８は、１つの方向（１つの自由度）において線形に移動される。
【００５７】
図６Ｂは、２つの分離された自由度で、線形の動きを提供するさらなる代替的な結合器を示す。結合器６２０は、二重に折り畳まれたばねが含まれる点において、結合器６００とは異なる。示された二重に折り畳まれたばねは、一方向ばねの例を表す。結合器６２０は、中央部分６２２、４つのアンカー６２４、折り畳まれたばね６１０、４つのバー６２６、および二重に折り畳まれたばね６２８を含む。示されるように、２つの二重に折り畳まれたばね６２８は、中央部分６２２の各側に提供される。２つのこのような二重に折り畳まれたばね６２８を含むことによって、運動量平衡式外側結合器は、１度折り畳まれたばねだけではなく、なお二重に折り畳まれたばねを有するようになる。結合器６００と同様に、結合器６２０は、結合器１１２の構造を有する結合器の動作中に起こる可能性のある非線形効果を低減し得る。
【００５８】
図６Ｃは、プルーフマスの線形逆位相運動を強要するように、４つのプルーフマス間に位置付けられ得、かつそれらを一緒に結合させ得る線形に移動する２つの自由度結合器用のさらなる代替結合器を示す。結合器６３０は、結合１１２、６００、および６２０とは対照的に、アンカーを欠く。十字形の中央部分６３２は、一方向ばねの例を表す、２つの折り畳まれたばね６３６によって、４つの外側に突出したバー６３４に結合される。図６Ａおよび６Ｂの構造のようなこの構造は、内部結合器１１２よりも良好に非線形効果を抑止し得る。しかしながら、結合器６３０は、アンカーを有する構成よりも低い、ｘおよびｙ方向における運動の分離を呈することがある。
【００５９】
図１のＭＥＭＳデバイス１００のさらなる変形形態が可能である。例えば、本明細書において説明されたタイプの１つまたは複数の線形に移動する屈曲性結合器を有するＭＥＭＳデバイスは、シャトルを欠くことがある。図７は、非限定的な例を示す。ＭＥＭＳデバイス７００は、図１のＭＥＭＳデバイス１００に関連して先に説明されたのと同じ構成要素のうちの多くを含む。しかしながら、シャトル１０４の代わりに、ＭＥＭＳデバイス７００は、フレーム７０２を含む。１６個ある、示されたフレーム７０２のそれぞれは、アンカー１１８に関連して先に説明されたタイプの２つのアンカー７０４に繋ぎ止められる。フレーム７０２は、シャトル１０４より小さく、例えば、この非限定的な例では、より狭くなっている。フレーム７０２は、枢動リンク機構１０８のコネクタに接続する。また、枢動リンク機能１０８は、枢動リンク機構がシャトル１０４に結合する、ＭＥＭＳデバイス１００の構成とは対照的に、ＭＥＭＳデバイス７００におけるプルーフマスに直接接続する。フレームが、シャトル１０４に比べ相対的に小さいことから、ＭＥＭＳデバイス７００の角ゲインは、ＭＥＭＳデバイス１００の角ゲインよりも大きくなり得る。角ゲインとは、感知モードの総モード質量に対する、各回転に応じた質量の比率である。ＭＥＭＳデバイス７００の構成は、およそ１の角ゲインをもたらす。いくつかの実施形態において、０．８５〜１の任意の数を含む、０．８５より大きい角ゲインがもたらされ得る。
【００６０】
ＭＥＭＳデバイス１００に対するまた他の代替デバイスが可能である。図８は、より優れた運動量平衡をもたらすように枢動リンク機構を結合するための代替的な様態を示す。ＭＥＭＳデバイス１００では、互いに向き合う枢動リンク機構１０８は、互いに接続される一方、プルーフマス配置の周縁に位置付けられた枢動リンク機構は、共通バー（または梁）によって、それらの相手方枢動リンク機構に結合されない。例えば、バー３０６ａは、バー３０６ｂ、３０６ｃ、および３０６ｄが行うように、２つの枢動リンク機構を一緒に結合する。これに対し、図８のＭＥＭＳデバイス８００は、枢動リンク機構のそれぞれに結合するそれぞれのバーを提供する。例えば、結合器８１２は、互いに向き合う枢動リンク機構１０８に結合しているバー８０２ａおよび８０２ｂを含む。これは、ただ１つのバー３０６ａを含んだ結合器１１２と対照的である。図８に示された結合形態は、プルーフマス１０２ａ〜１０２ｄの同位相運動の影響をより受け得る。しかしながら、ＭＥＭＳデバイスのすべての動作モードに、より優れた運動量平衡がもたらされる。
【００６１】
先に説明されたように、本明細書において説明される線形に移動する結合器は、４つより多いかまたは少ないプルーフマスを含むＭＥＭＳデバイスで使用され得る。例えば、末端結合器４１４および４１６などの結合器が、２つのプルーフマスを一緒に結合させるのに使用され得る。また、本明細書において説明される結合器を使用して、４つより多いプルーフマスが一緒に結合され得る。したがって、４つのプルーフマスを一緒に結合させることの本明細書に示される例は、本明細書において説明される様々な態様の限定ではない。
【００６２】
本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳデバイスは、様々なデバイス、製品、および場面において使用され得る。このような場面の１つは、自動車、ボート、および航空機などの乗り物内である。図９は、本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳデバイスが車内で採用される、例を示す。図９の例では、自動車９００は、無線または有線の接続９０６によって、車の車載コンピュータ９０４に結合された制御ユニット９０２を含む。制御ユニット９０２は、任意選択で電源と一緒に、ＭＥＭＳセンサ、または本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳデバイス、処理回路機構、接続９０６上で通信するためのインターフェース回路機構、または他の任意の好適な構成要素を備え得る。非限定的な例として、制御ユニット９０２は、本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳジャイロスコープを含み得る。ＭＥＭＳジャイロスコープは、例として、自動車９００のヨーを感知し得る。制御ユニット９０２は、ＭＥＭＳデバイスが中にある、自動車９００の好適な部分に取り付けられたパッケージまたはハウジングを備え得る。制御ユニット９０２は、車載コンピュータ９０４から動力および制御信号を受け取ることができ、車載コンピュータ９０４に感知信号を供給し得る。
【００６３】
本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳデバイスが使用され得る別の場面は、数ある可能性の中でも、テニス、水泳、ランニング、野球、またはホッケーなどのスポーツ用途用のセンサデバイスにおいてである。いくつかの実施形態において、本明細書において説明されるタイプのＭＥＭＳジャイロスコープは、ウェアラブルフィットネスデバイスの一部であり得る。他の実施形態において、センサは、テニスラケット、野球のバット、またはホッケーのスティックの一部であるなど、スポーツ用具品の一部であり得る。センサからの感知データは、ユーザのパフォーマンスを評価するのに使用され得る。
【００６４】
「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」および「ａｂｏｕｔ（約）」という用語は、いくつかの実施形態では対象とする値の±２０％の範囲、いくつかの実施形態では対象とする値の±１０％の範囲、いくつかの実施形態では対象とする値の±５％の範囲、またいくつかの実施形態では対象とする値の±２％の範囲、を意味するように使用され得る。「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ」および「ａｂｏｕｔ」という用語は、対象とする値を含み得る。
【符号の説明】
【００６５】
１００  デバイス
１０２  プルーフマス
１０４  シャトル
１０６  テザー
１０８  枢動リンク機構
１１０  枢動点
１１１  コネクタ
１１２  結合器
１１４  結合器
１１６  結合器
１１８  アンカー
３０２  梁
３０４  内部屈曲性クロス
４０２  梁
４０４  屈曲性長方形
４０４  ダッシュボックス
４０６  バー
４０８  梁
４１０  バー
４１２  屈曲性長方形
４１４  結合器
５０２  セグメント
６００  結合器
６０４  アンカー
６０８  バー
６２０  結合器
６２４  アンカー
６３０  結合器
７００  デバイス
８００  デバイス
８１２  結合器
９００  自動車
９０２  制御ユニット
９０４  車載コンピュータ
【図１】
2018100967.tif 000003
【図２Ａ】
2018100967.tif 000004
【図２Ｂ】
2018100967.tif 000005
【図３Ａ】
2018100967.tif 000006
【図３Ｂ】
2018100967.tif 000007
【図３Ｃ】
2018100967.tif 000008
【図４Ａ】
2018100967.tif 000009
【図４Ｂ】
2018100967.tif 000010
【図５】
2018100967.tif 000011
【図６Ａ】
2018100967.tif 000012
【図６Ｂ】
2018100967.tif 000013
【図６Ｃ】
2018100967.tif 000014
【図７】
2018100967.tif 000015
【図８】
2018100967.tif 000016
【図９】
2018100967.tif 000017
【外国語明細書】
2018100967000001.pdf