(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を測定する微小電気機械構造体であって、
第１フレーム（１０２）と第２フレーム（１０４）とを備えるロータマス（１００）と、
支持面から中立位置に前記第１フレーム（１０２）を懸架する第１ばね構造体（１０８）であって、第１ばね定数の剛性で面内第１方向に沿った前記第１フレームの前記中立位置からの変位に反応し、前記第１方向以外の方向に沿った前記第１フレームの変位を除外する第１ばね構造体と、
前記第１方向に沿った前記ロータマス（１００）の前記中立位置からの変位を検出する一次検出構造体（１１０）と、
前記第１フレーム（１０２）から中立位置に前記第２フレーム（１０４）を懸架する第２ばね構造体（１０６）であって、前記第１方向に直交し、かつ、第２ばね定数の剛性で第２方向に沿った、前記第２フレームの前記中立位置からの変位に反応し、前記第２フレームの前記第１フレームからの変位を除外する第２ばね構造体と、
前記第２フレーム（１０４）の変位を検出する二次検出構造体（１４０）であって、当該二次検出構造体の信号は、前記第２フレームの前記第１方向の変位に対応する第１信号成分と前記第２フレームの前記第２方向の変位に対応する第２信号成分とを含む二次検出構造体とを備え、
前記二次検出構造体（１４０）は、前記第２フレーム（１０４）の前記第１方向の変位によって、一方の二次センサ素子（１６０）の前記第１信号成分への寄与が増加し、他方の二次センサ素子（１６２）の前記第１信号成分への寄与が同じ量減少することで、当該一方の二次センサ素子（１６０）の前記第１信号成分への寄与と当該他方の二次センサ素子（１６２）の前記第１信号成分への寄与とが互いに打ち消し合うように二次センサ素子の組（１６０、１６２）が配置された二次検出素子（１９０）を少なくとも１つ備える
微小電気機械構造体。
【請求項２】
前記第２ばね定数は、前記第１ばね定数の少なくとも５０倍である
請求項１に記載の微小電気機械構造体。
【請求項３】
前記一次検出構造体（１１０）は、一次検出素子（１１４ａ）を少なくとも１つ備え、
前記一次検出素子は、前記第１フレーム（１０２）と共に動くように結合された一次ロータ櫛状部（１２２）と、前記一次ロータ櫛状部（１２２）と容量結合された固定一次ステータ櫛状部（１２０）とを備える一次センサ素子を１以上備える
請求項１または２に記載の微小電気機械構造体。
【請求項４】
前記一次ロータ櫛状部（１２２）は、容量結合された前記一次ステータ櫛状部（１２０）に向けて前記第１方向に延在する一次ロータ櫛状フィンガー部（１２４）を備え、
前記一次ステータ櫛状部（１２０）は、容量結合された前記一次ロータ櫛状部（１２２）に向けて前記第１方向に延在する一次ステータ櫛状フィンガー部（１２６）を備え、
前記一次ロータ櫛状フィンガー部（１２４）と前記一次ステータ櫛状フィンガー部（１２６）とは、前記第１フレーム（１０２）の前記第１方向の動きに応じて前記一次センサ素子（１１４ｂ）の静電容量が変化するように互いに入り込んで設けられる
請求項３に記載の微小電気機械構造体。
【請求項５】
前記一次検出構造体（１１０）は、前記第１フレームの前記第１方向の動きによって、同時に、一方の一次検出素子（１１４ａ）の静電容量が増加し、他方の一次検出素子（１１４ｂ）の静電容量が減少する、差動検出用に配置された一次検出素子の組（１１４ａ、１１４ｂ）を少なくとも１つ備え、
前記一次検出構造体（１１０）の差動出力信号は、前記一次検出素子の組（１１４ａ、１１４ｂ）の静電容量の差から導出される
請求項４に記載の微小電気機械構造体。
【請求項６】
前記一次検出構造体（１１０）は、前記第１フレームの前記第１方向の動きによって、同時に、１つ目の一次センサ素子の組（１１４ａ、１１６ａ）の静電容量が増加し、２つ目の一次センサ素子の組（１１４ｂ、１１６ｂ）の静電容量が減少する、二重差動検出用に配置された２組の一次検出素子の組（１１４ａ、１１６ａ、および、１１４ｂ、１１６ｂ）を備え、
前記一次検出構造体（１１０）の差動出力信号は、前記１つ目の一次検出素子の組（１１４ａ、１１６ａ）の合計容量と前記２つ目の一次検出素子の組（１１４ｂ、１１６ｂ）の合計容量との差から導出される
請求項５に記載の微小電気機械構造体。
【請求項７】
前記二次検出素子（１９０）は、逆の２方向に延在する櫛状フィンガー部を有する固定二次ステータ櫛状部（１７０）と、前記第２フレームから前記二次ステータ櫛状部（１７０）に向けて延在する櫛状フィンガー部を有する二次ロータ櫛状部（１７２）とを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の微小電気機械構造体。
【請求項８】
前記二次ステータ櫛状部（１７０）は、前記第２方向に延在する二次ステータ櫛状本体（１４８）と、前記第１方向に沿ってそれぞれ逆方向に延在する２つの二次ステータ櫛状フィンガー群（１４４、１４６）とを備え、
前記二次ロータ櫛状部（１７２）は、相互の向きを維持したまま前記第２フレーム（１０４）の動きに沿って動くように前記第２フレーム（１０４）に機械結合された第１二次ロータ櫛状フィンガー群（１５２）と第２二次ロータ櫛状フィンガー群（１５４）とを備え、
前記第１二次ロータ櫛状フィンガー群（１５２）と第１二次ステータ櫛状フィンガー群（１４４）とは、前記二次検出素子（１９０）の第１二次センサ素子（１６０）を形成し、
前記第２二次ロータ櫛状フィンガー群（１５４）と第２二次ステータ櫛状フィンガー群（１４６）とは、前記二次検出素子（１９０）の第２二次センサ素子（１６２）を形成する
請求項７に記載の微小電気機械構造体。
【請求項９】
前記第２フレームの前記第２方向の動きによって、同時に、一方の二次検出素子（１９０）の静電容量が増加し、他方の二次検出素子（１９４）の静電容量が減少する、差動検出用に配置された二次検出素子の組（１９０、１９４）を備え、
前記二次検出構造体（１４０）の差動出力信号は、前記二次検出素子の組（１９０、１９４）の静電容量の差から導出される
請求項１〜８のいずれか１項に記載の微小電気機械構造体。
【請求項１０】
前記第１フレームの一方側にある二次検出素子の組（１９０、１９２）の静電容量が、前記第１フレームの前記第１方向反対側にある二次検出素子の組（１９４、１９６）の静電容量から引かれるように、前記第１方向に並列な二重差動検出用に配置された２組の二次検出素子の組（１９０、１９２、および、１９４、１９６）を備える
請求項９に記載の微小電気機械構造体。
【請求項１１】
前記第１フレームの両側にあって前記第１方向に並列な二次検出素子の組（１９０、１９４）の静電容量が、前記第１フレームの両側にあって前記第１方向に並列な二次検出素子の組（１９２、１９６）の静電容量から引かれるように、前記第２方向に並列な二重差動検出用に配置された２組の二次検出素子の組（１９０、１９４、および、１９２、１９６）を備える
請求項９に記載の微小電気機械構造体。
【請求項１２】
前記第１フレームの両側で第１交差方向に位置する二次検出素子の組（１９０、１９６）の静電容量が、前記第１フレームの両側で第２交差方向に位置する別の二次検出素子の組（１９２、１９４）の静電容量からの信号から引かれるように、交差結合二重差動検出用に配置された２組の二次検出素子の組（１９０、１９６、および、１９２、１９４）を備える
請求項９に記載の微小電気機械構造体。
【請求項１３】
第１フレーム（１０２）と第２フレーム（１０４）とを備えるロータマス（１００）と、
支持面から中立位置に前記第１フレーム（１０２）を懸架する第１ばね構造体（１０８）であって、第１ばね定数の剛性で面内第１方向に沿った前記第１フレームの前記中立位置からの変位に反応し、前記第１方向以外の方向に沿った前記第１フレームの変位を除外する第１ばね構造体と、
前記第１方向に沿った前記ロータマス（１００）の前記中立位置からの変位を検出する一次検出構造体（１１０）と、
前記第１フレーム（１０２）から中立位置に前記第２フレーム（１０４）を懸架する第２ばね構造体（１０６）であって、前記第１方向に直交し、かつ、第２ばね定数の剛性で第２方向に沿った、前記第２フレームの前記中立位置からの変位に反応し、前記第２フレームの前記第１フレームからの変位を除外する第２ばね構造体と、
前記第２フレーム（１０４）の変位を検出する二次検出構造体（１４０）であって、当該二次検出構造体の信号は、前記第２フレームの前記第１方向の変位に対応する第１信号成分と前記第２フレームの前記第２方向の変位に対応する第２信号成分とを含む二次検出構造体とを備え、
前記二次検出構造体（１４０）は、前記第２フレーム（１０４）の前記第１方向の変位によって、一方の二次センサ素子（１６０）の前記第１信号成分への寄与が増加し、他方の二次センサ素子（１６２）の前記第１信号成分への寄与が同じ量減少することで、当該一方の二次センサ素子（１６０）の前記第１信号成分への寄与と当該他方の二次センサ素子（１６２）の前記第１信号成分への寄与とが互いに打ち消し合うように二次センサ素子の組（１６０、１６２）が配置された二次検出素子（１９０）を少なくとも１つ備える微小電気機械構造体を１以上備える
微小電気機械加速度測定装置。
【請求項１４】
第１微小電気機械構造体（８００）と第２微小電気機械構造体（８５０）とを備え、
前記第１微小電気機械構造体（８００）の前記第１方向は、前記第２微小電気機械構造体（８５０）の前記第１方向に直交する
請求項１３に記載の微小電気機械加速度測定装置。
【請求項１５】
面外方向の変位を検知できる第３構造体（１００４）を備える
請求項１４に記載の微小電気機械加速度測定装置。
【請求項１６】
前記第３構造体（１００４）は、前記第３構造体のアンカ部（１００６）が前記第１微小電気機械構造体（１０００）と前記第２微小電気機械構造体（１００２）との間に配置されるように、前記第１微小電気機械構造体（１０００）と前記第２微小電気機械構造体（１００２）との間に挟み込まれて設けられる
請求項１５に記載の微小電気機械加速度測定装置。
【請求項１７】
剛体第１バー（１００８）は、前記アンカ部（１００６）から前記第１方向または前記第２方向に沿って、前記第１微小電気機械構造体および前記第２微小電気機械構造体の範囲を超えて延在し、
前記剛体第１バー（１００８）は、直交する剛体第２バー（１０１０）と剛結合し、前記第１バーと前記第２バーとはＴ字部を形成し、
ねじりばね（１０１２、１０１４）は、前記第２バー（１０１０）の両端から延在して、前記第１微小電気機械構造体（１０００）と前記第２微小電気機械構造体（１００２）とを部分的に取り囲む懸架Ｕ字マス（１０１６）に前記Ｔ字部を結合し、
１以上の検出素子（１０１８）は、前記Ｕ字部の前記面外方向の変位を検出するように構成される
請求項１６に記載の微小電気機械加速度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システムに関し、特に、加速度を測定する微小電気機械構造体および微小電気機械加速度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械構造体は、物理的特性の変化を素早くかつ正確に検出するのに適用できる。このような検出の一例が、物体が受ける加速度の測定である。また、加速度計を傾斜計として用いて、測定方向における地球の重力成分を測定することもできる。
【０００３】
加速度センサの原理はシンプルで信頼性があり、運動体の慣性はニュートンの第二法則に従って力へ変換される。加速度計の基本要素は、ばね、プルーフマス、および、周辺支持構造体である。ばねは、マスと支持部とを接続する。センサの速度が変化すると、プルーフマスは、ばね結合を介してその変化に従わざるを得ない。プルーフマスの動きを変化させるには力が必要である。この力によってばねがたわみ、支持部とプルーフマスの間隔は加速度に比例して変化する。
【０００４】
容量性センサでは、支持部とプルーフマスとが互いに絶縁されており、それらの静電容量または電荷蓄積量を測定する。間隔が狭くなるほど静電容量は増加し、間隔が広がると逆のことが起きる。センサは、物体の加速度を電流、電荷、または、電圧に変換する。
【０００５】
通常、ばねのたわみは、ばねが、選択ばね定数の剛性で、一方向、つまり、センサ軸に沿ったプルーフマスの変位に反応し、別方向のプルーフマスの変位を除外するように指向性を持って構成される。適用ニーズに応じて、特定の感度、測定範囲、および、周波数応答になるように加速度測定装置を設計することができる。また、加速度測定装置は、２方向以上の検知、つまり、センサ軸が異なる別個のプルーフマスを組み合わせた多軸検知に適用することもできる。加速度測定装置のサイズを小さくする際には、自由度が２以上の部分を１つまたは複数有する複雑なプルーフマス構造を用いることもでき、それにより、２以上のセンサ軸方向における変位の検出が可能になる。
【０００６】
通常、自由度が２以上のプルーフマス構造を有する多軸センサは、指向性ばね構造体で互いに機械結合された、平面内で入れ子になった部分を組み合わせたものを備える。しかしながら、ばね構造は、検知した動きに垂直な加速度を許容しがちであるため、このような加速度センサ装置では交差軸誤差が増加する。
【０００７】
通常、サイズによって検出感度の範囲が決まるので、慣性プルーフマスのサイズは重要である。加速度センサのタイプが異なれば必要なものも異なり、固有の課題は、様々な範囲で加速度を検出することである。低加速度の検知（低Ｇ加速度計）には大きなプルーフマスが必要であるが、より大きな加速度（高Ｇ加速度計）では、より小さなプルーフマスで、検出可能な動きを実現してもよい。コンパクトな構造体内に高Ｇ加速度計と低Ｇ加速度計とに必要なものを統合することが非常に求められている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、交差軸感度を低下させた、面内２方向で加速度検出可能な新規コンパクト微小電気機械構造体を開示している。
【０００９】
本発明の実施の形態は、独立請求項１で定義したような微小電気機械加速度測定構造体と、独立請求項１３に係る微小電気機械加速度測定装置とを含む。
【００１０】
本発明で実現可能なその他の利点は、従属請求項および下記の詳細な説明に開示される他の実施の形態で詳述される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して、好適な実施の形態と関連付けて本発明をより詳細に説明する。
【図１】図１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度測定装置に適用可能な微小電気機械構造体の基本素子を示す図である。
【図２】図２は、図１における平面構造層の一部を示す部分図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１における二次検出素子の内部構造をより詳細に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１における二次検出素子の内部構造をより詳細に示す図である。
【図４】図４は、図１におけるＭＥＭＳ加速度測定装置の検出素子の組み合わせを示す図である。
【図５】図５は、信号源位置が異なる別の構造を示す図である。
【図６】図６は、信号源位置がさらに異なるさらに別の構造を示す図である。
【図７】図７は、素子の向きが異なるさらに別の構造を示す図である。
【図８】図８は、水平方向と垂直方向の二重差動検出のための実施の形態を示す図である。
【図９】図９は、水平方向と垂直方向の二重差動検出のための別の実施の形態を示す図である。
【図１０】図１０は、面外方向の変位もさらに検知できる実施の形態を示す図である。
【図１１】図１１は、微小電気機械加速度測定装置の素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施の形態は一例である。本明細書では、「単数」、「１つ」、または、「いくつか」の実施の形態を参照するが、これは必ずしも、このような各引用が同じ実施の形態であることを意味するわけでも、特徴が実施の形態１つのみに当てはまることを意味するわけでもない。異なる実施の形態の特徴をそれぞれ組み合わせて、さらに別の実施の形態としてもよい。
【００１３】
以下に、本発明の様々な実施の形態を実装できる装置構造の簡単な例を用いて、本発明の特徴を説明する。実施の形態を示す関連要素のみ詳細に説明する。当業者に一般的に知られている微小電気機械装置の様々な実装については、特にここで説明しない。
【００１４】
図１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度測定装置に適用可能な微小電気機械構造体の基本素子を示す図である。図１は、ＭＥＭＳ加速度測定装置の微小電気機械構造体を形成する平面構造層の一部の上面図である。平面構造層は、基板ウエハ、ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハ、または、Ｃａｖｉｔｙ−ＳＯＩウエハに構造体をパターニングまたはエッチングすることで製造してもよい。ＭＥＭＳ装置の製造方法は当業者に周知であり、ここでは詳述しない。平面構造の面に平行な方向を面内方向とし、平面構造の面に垂直な方向を面外方向とする。
【００１５】
平面構造層は、ＥＭＳ加速度測定装置の動きと共に固定部も剛体的に動くように、ＭＥＭＳ加速度測定装置の別の構造層によって設けられる支持面に固定された固定部を備えてもよい。また、平面構造層は、ＭＥＭＳ加速度測定装置、例えば、ＭＥＭＳ加速度測定装置の別の構造層に弾性的に支持される懸架部を備えてもよい。そのため、平面構造層は、ＭＥＭＳ加速度測定装置にかかる力に応じて固定部に対し動いてもよい。構造層の固定部と懸架部の相互位置関係を用いて、ＭＥＭＳ加速度測定装置の位置、速度、または、加速度を検知してもよい。
【００１６】
図１において、構造の固定部は、網掛け領域で示されており、支持面（図示せず）に剛結合されていると見なされる。支持面は、例えば、ＳＯＩウエハのハンドルウエア、または、平面構造層上のキャップウエハによって設けられてもよい。また、図１は、第１フレーム１０２と、第２フレーム１０４と、第１フレーム１０２と第２フレーム１０４とを互いに結合する結合ばね構造体１０６とを備えるロータマス１００も示している。
【００１７】
初期状態において、外力がさらにＭＥＭＳ加速度測定装置にかからない場合、第１フレーム１０２は、第１ばね構造体１０８により平面支持構造体から中立位置に懸架される。第１ばね構造体１０８は、第１フレームの中立位置からの変位に応じて変形する、指向性のある弾性手段でもよい。第１ばね構造体１０８は、第１ばね定数の剛性で選択第１方向に沿った第１フレーム１０２の中立位置からの変位に反応し、第１方向以外の方向に沿った第１フレームの変位をはるかに除外してもよい。図１の構造体例では、選択第１方向を水平面内方向と称し、図面においてＸで示す。このように、第１ばね構造体１０８は、支持面に対する自由度が１である第１フレーム１０２を提供する。
【００１８】
また、第１フレーム１０２と第２フレーム１０４とを互いに結合する第２ばね構造体１０６も弾性手段である。第２ばね構造体１０６は、第２フレーム１０４を第１フレーム１０２から中立位置に懸架し、第２フレームの当該中立位置からの変位に応じて変形してもよい。さらに、第２ばね構造体１０６も、第２ばね定数の剛性で第２方向に沿った第２フレーム１０４の中立位置からの変位に反応し、第２方向以外の方向に沿った第２フレーム１０４の変位をはるかに除外するような指向性を有する。図１の構造体例では、選択第２方向を垂直面内方向と称し、図面においてＹで示す。垂直面内方向は、水平面内方向Ｘに直交する。なお、垂直および水平という用語は、添付の図面を単に参照するためにここでは用いられる。本権利範囲内では、どんな直交面内２方向も第１方向および第２方向として適用できる。
【００１９】
したがって、第１ばね構造体と第１フレームと第２ばね構造体と第２フレームとの組み合わせにより、第１フレーム１０２の自由度は水平面内方向Ｘに１である。水平方向に第１フレームと剛結合された第２フレーム１０４は、第１フレーム１０２の水平変位に沿って動く。一方、第１ばね構造体１０８は、第２ばね構造体１０６によって第２フレーム１０４を垂直方向Ｙに変位させながら、第１フレーム１０２の垂直方向Ｙの変位を効率的に除外する。このように、支持部に対する第２フレームの直交面内自由度は２である。これは、水平方向検出用の慣性プルーフマスは、第１フレームと第２フレームの両方のマスを備えることを意味する。
【００２０】
以降、構造体の機能素子を区別するために、「一次」という用語を用いて、より大きなプルーフマスが適用される方向の変位の検出に関連付け、「二次」という用語を用いて、より小さなプルーフマスが適用される方向の変位の検出に関連付けるが、そのようなものとして、どちらの方向に対してもいかなるランク、実行重要性を示すものではない。また、図１の構造体は、第１フレーム１０２の水平方向の動きを検出する一次検出構造体１１０を備えるように示されている。検出は、静電容量の変化の検出に基づいてもよい。平行板コンデンサでは、静電容量は、重なり部分の面積に比例し、２つの蓄電板の間隔に反比例する。平行板コンデンサを用いて、閉ギャップ構造体、もしくは、面積変調構造体、または、それらの混合物を生成することができる。
【００２１】
閉ギャップ構造体では、蓄電板は互いに近づいて離れ合う。一般的には、一方の板が固定されており、他方の板が一方の板に近づいて離れる。そして、静電容量は、式（１）でほぼモデル化できる。
【００２２】
【数１】
0006583547.tif 000002
【００２３】
ここで、Ｃは静電容量、εは誘電率、Ａは板間の一定重なり面積、ｄは板間の初期ギャップ、ｘは初期ギャップ位置からの変位、Ｃｆは寄生容量である。
【００２４】
面積変調構造体では、板は互いに平行に動き、静電容量は、式（２）でモデル化できる。
【００２５】
【数２】
0006583547.tif 000003
【００２６】
ここで、ｄは板間の一定ギャップ、ｈは板の一定重なり寸法（高さ）、ｌは初期重なり長さ、ｘは初期重なり長さからの変位、Ｃｆは寄生容量である。
【００２７】
図２は、図１における平面構造層の一部を示す部分図である。当該一部は、第１フレーム１０２と、第１ばね構造体１０８と、ロータマス１００の第１方向に沿った変位を検出する一次検出構造体１１０とを備える。図１の構造では、第１方向は水平方向であり、ロータマス１００の水平変位は、支持構造体に対する第１フレーム１０２の中立位置からの変位から検出される。図２に示すように、一次検出構造体１１０は、１以上の一次ロータ櫛状部１２２からなる群と容量結合された、１以上の一次ステータ櫛状部１２０からなる群を含む一次検出素子１１４ａを備えてもよい。
【００２８】
通常、変位測定において、検出素子は、入力加速度と同じ周波数で容量信号を出力するものと見なすことができる。まず、外部観測された加速度信号を、センサ部材の可動慣性マスと等しい利得を有する力に変換し、そして、その力領域信号を慣性マスの変位へと変える。慣性マスは、入力加速度が検出素子の静電容量の変化を引き起こすように、絶縁された静止基準素子を有するコンデンサを形成する。コンデンサの変動容量は、まずＡＣ電圧を用いて、電圧やデジタルワードなどの容易にアクセス可能な形式に変換できる電荷へ静電容量を変換する電子読出回路で検出される。容量結合という用語は、ここでは、静止素子と可動素子との間の静電容量を別の電気量、例えば、電圧やデジタルワードなどに変えることができる読出回路に静止素子と可動素子とが接続されている構成のことを指す。例えば、１以上の一次ステータ櫛状部１２０からなる群と１以上の一次ロータ櫛状部１２２からなる群との容量結合は、１以上の一次ステータ櫛状部１２０からなる群が１以上の一次ロータ櫛状部１２２からなる群から電気的に絶縁されていることを意味し、センサ装置は、一次ステータ櫛状部１２０の群と一次ロータ櫛状部１２２の群との間の静電容量を別の電気量へと変える読出回路を備える。本権利範囲内では、様々な開ループ読出回路構造および閉ループ読出回路構造を読出回路に適用してもよい。このような構造は当業者に周知であり、ここでは詳述しない。
【００２９】
一次ステータ櫛状部１２０は固定素子１１２に剛結合されてもよく、一次ロータ櫛状部１２２は第１フレーム１０２に剛結合されてもよい。一次ステータ櫛状部１２０のフィンガー部１２６、および、一次ロータ櫛状部１２２のフィンガー部１２４は、１つの一次ステータ櫛状部と１つの一次ロータ櫛状部とが組になって１つの一次センサ素子１２５を形成するように、互いに入り込む形で水平方向に延在してもよい。このような一次センサ素子１２５では、一次ステータ櫛状部フィンガーに対して垂直方向に隣接している櫛状部フィンガーは一次ロータ櫛状部フィンガーであり、一次ロータ櫛状部フィンガーに対して垂直方向に隣接している櫛状部フィンガーは一次ステータ櫛状部フィンガーである。したがって、第１フレーム１０２が水平方向に動く場合、一次ステータ櫛状部フィンガーと一次ロータ櫛状部フィンガーとの重なりが増減することにより、一次センサ素子の一次ステータ櫛状部１２０と一次ロータ櫛状部１２２との間の静電容量は増減する。１つの一次検出素子１１４ａの出力信号は、その中にある複数の一次センサ素子１２５の信号の集まり、つまり、一次検出素子１１４ａの組になったステータ櫛状部とロータ櫛状部との間の静電容量の和である。
【００３０】
最低限、第１フレームの変位を検出するには少なくとも１つの一次検出素子１１４ａが必要である。図１の構成例において、一次検出構造体１１０は、支持構造体の潜在的な変形などに起因する共通要因誤差を打ち消す差動信号をさらに出力するように構成される。このため、一次検出構造体は、一次検出構造体１１０の出力検出信号に寄与するように構成された一次検出素子の組１１４ａ、１１４ｂを少なくとも１つ備えてもよい。一次検出素子１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ一次センサ素子を１以上備えてもよく、一次センサ素子１２５は、上述したような一次ステータ櫛状部１２０と一次ロータ櫛状部１２２の１以上の組から形成されている。例として、図２の構造例において、一次検出素子１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ、一次センサ素子を２つ備えるように示されている。一次検出素子の組１１４ａ、１１４ｂは、第１フレーム１０２の水平プラス方向の変位によって、同時に、一次検出素子の組のうち一方の一次検出素子１１４ａの静電容量が増加し、他方の一次検出素子１１４ｂの静電容量が減少するように、第１フレーム１０２に対して配置されてもよい。第１フレームの水平方向の変位に応じて生成される一次検出構造体１１０の差動出力信号ｓｘは、以下から導出できる。
【００３１】
ｓｘ＝ｓ（１１４ａ）−ｓ（１１４ｂ）
【００３２】
これにより、一次検出素子１１４ａ、１１４ｂの静電容量におけるいかなる潜在的共通誤差変化も打ち消される。
【００３３】
信号レベルと精度を上げるため、差動検出スキームに一次検出素子の組を２以上適用してもよい。図１の構成例において、第１フレーム１０２は矩形であるが、本権利範囲内では別の形状が適用されてもよい。図２でより詳細に示したとおり、信号レベルを上げるため、第１フレーム１０２の一辺（ここでは第１辺１３０と示す）は、少なくとも２つの一次検出素子１１４ａ、１１６ａを備えてもよく、第１フレームの垂直方向反対側にある第２辺１３２は、２つの別の一次検出素子１１４ｂ、１１６ｂを備えてもよい。
【００３４】
例として、第１フレーム１０２が水平プラス方向＋Ｘに動く場合、第１辺１３０の一次検出素子１１４ａ、１１６ａの静電容量は増加し、第２辺１３２の一次検出素子１１４ｂ、１１６ｂの静電容量は減少するように、第１辺１３０の２つの一次検出素子１１４ａ、１１６ａを第２辺１３２の２つの別の一次検出素子１１４ｂ、１１６ｂにそれぞれ結合させて検出素子の組を複数形成してもよい。それに対応して、第１フレーム１０２が水平マイナス方向−Ｘに動く場合、第１辺１３０の一次検出素子１１４ａ、１１６ａの静電容量は減少し、第２辺１３２の一次検出素子１１４ｂ、１１６ｂの静電容量は増加する。したがって、第１フレームの水平方向の変位に応じて生成される一次検出構造体１１０の差動出力信号ｓｘは、以下のように導出できる。
【００３５】
ｓｘ＝［ｓ（１１４ａ）＋ｓ（１１６ａ）］−［ｓ（１１４ｂ）＋ｓ（１１６ｂ）］
【００３６】
この種の差動検出では、温度による構造層変形などによって生じた誤差が取り除かれて、第１フレーム１０２の真の変位をより正確に表す信号が生成される。
【００３７】
なお、図１の差動構成は単なる例である。本権利範囲内では、別の一次検出素子の差動方針を適用してもよい。また、櫛状構造および差動検出は第１検出構造体の本質的な特徴ではなく、第１フレーム１０２の中立位置からの水平方向の変位を検出するのに適用できる別の検出方法を本権利範囲内において適用してもよい。
【００３８】
図１に示すように、微小電気機械構造体は、ロータマス１００の第２方向に沿った動きを検出する二次検出構造体１４０も備える。図１の実施の形態では、第２方向は垂直方向として示される。指向性第１ばね構造体１０８は第１フレーム１０２の垂直な動きを除外するため、ロータマス１００の垂直な動きは第２フレーム１０４の垂直変位から検出される。第２フレーム１０４の自由度は２なので、二次検出構造体１４０の信号は、第２フレームの中立位置からの水平方向の変位によって生じる第１信号成分Ｓｘと、第２フレームの中立位置からの垂直方向の変位によって生じる第２信号成分Ｓｙとを含む。より詳しく説明すると、二次検出構造体１４０は、第２フレームの第１方向の変位によって、一方の二次センサ素子の第１信号成分への寄与が増加し、他方の二次センサ素子の第１信号成分への寄与が同じ量減少するように二次センサ素子の組が配置された二次検出素子を少なくとも１つ備えてもよい。これは、二次センサ素子の組のうち一方の二次センサ素子の第１信号成分への寄与と、他方の二次センサ素子の第１信号成分への寄与とが互いに打ち消し合うことを意味する。
【００３９】
二次センサ素子は、第２フレームの中立位置からの水平方向の変位が二次検出構造体１４０における櫛状フィンガーの重なり部分の変化に対応し、第２フレームの中立位置からの垂直方向の変位が二次検出構造体１４０における櫛状フィンガー間隔の変化に対応するように、二次検出櫛状部として実装されてもよい。
【００４０】
図１は、二次検出素子１９０を備える二次検出構造体１４０の実装例を示している。図３Ａおよび３Ｂは、図１における二次検出素子１９０の内部構造をより詳細に示した図である。
【００４１】
したがって、図３Ａに示すように、二次検出素子１９０は、第２フレームの水平方向の変位によって、同時に、一方の二次センサ素子１６０の第１信号成分Ｓｘへの寄与が増加し、他方の二次センサ素子１６２の第１信号成分Ｓｘへの寄与が同じ量減少するように配置された二次センサ素子の組１６０、１６２を少なくとも１つ備えてもよい。これは、たとえ第１フレームの水平方向の変位と共に動くように第２フレーム１０４が結合されていたとしても、二次センサ素子１６０、１６２の第１信号成分Ｓｘへの信号寄与は互いに打ち消し合い（Ｓｘ＝０）、１つの二次検出素子１９０によって生成される出力信号Ｓ＝Ｓｘ＋Ｓｙが第２フレームの垂直方向の変位だけに応じて変動することを意味する。垂直方向の変位に対する慣性プルーフマスは、第２フレームのマスを備えるが、水平方向の変位に対する慣性プルーフマスは、第１フレームのマスと第２フレームのマスの両方を備える。これは、実質的に第１フレームのマス単体より大きくなり得る。
【００４２】
図３Ｂでは、逆の２方向に延在する櫛状フィンガーを有する固定二次ステータ櫛状部１７０と、第２フレームからステータ櫛状部１７０に向けて延在する櫛状フィンガーを有する二次ロータ櫛状部１７２とを備える二次検出素子をさらに詳細に示している。具体的には、二次ステータ櫛状部１７０は、垂直方向に延在する二次ステータ櫛状本体１４８と、２つの二次ステータ櫛状フィンガー群１４４、１４６とを備える。第１二次ステータ櫛状フィンガー群１４４は、二次ステータ櫛状本体１４８から水平マイナス方向に延在し、第２二次ステータ櫛状フィンガー群１４６は、二次ステータ櫛状本体１４８から逆の水平プラス方向に延在する。
【００４３】
図１において、第２フレーム１０４は、第１フレーム１０２を取り囲み、サブフレーム１５０を備えることが示されている。図３Ｂは、二次ロータ櫛状部１７２の櫛状フィンガー部がサブフレーム１５０の動きに沿って動き、それによって第２フレーム１０４の動きに沿って動くように、二次ロータ櫛状部１７２はサブフレーム１５０と機械結合されてもよいことを示している。サブフレーム１５０には、二次ロータ櫛状部１７２の二次ロータ櫛状フィンガー群１５２、１５４を機械的に剛結合する２つの垂直支持部１８０、１８２が、二次ステータ櫛状部１７０の両側に設けられてもよい。図３Ｂにおいて、これは、サブフレーム１５０の垂直支持部から内側に延在する２つの二次ロータ櫛状フィンガー群１５２、１５４を備える二次ロータ櫛状部１７２で示される。第１二次ロータ櫛状フィンガー群１５２は、第１二次ステータ櫛状フィンガー群１４４に入り込んで設けられ、第２二次ロータ櫛状フィンガー群１５４は、第２二次ステータ櫛状フィンガー群１４６に入り込んで設けられる。サブフレーム１５０は、二次ロータ櫛状フィンガー群１５２、１５４が第２フレーム１０４の変位に沿って同時に動くように、二次ロータ櫛状フィンガー群１５２、１５４を相互の向きに剛結合する。したがって、第１二次ロータ櫛状フィンガー群１５２と第１二次ステータ櫛状フィンガー群１４４とが、二次検出素子１９０の第１二次センサ素子１６０を形成し、第２二次ロータ櫛状フィンガー群１５４と第２二次ステータ櫛状フィンガー群１４６とが、二次検出素子１９０の第２二次センサ素子１６２を形成する。
【００４４】
第２フレーム１０４が水平プラス方向に動く場合、剛結合された第１二次ロータ櫛状フィンガー群１５２と第２二次ロータ櫛状フィンガー群１５４とは水平プラス方向に同じ量動き、それによって、第１二次ロータ櫛状フィンガー群１５２と第１二次ステータ櫛状フィンガー群１４４との重なり部分は増加する。同時に、第２二次ロータ櫛状フィンガー群１５４と第２二次ステータ櫛状フィンガー群１４６との重なり部分は同程度減少する。第２フレームの水平方向の変位によって生成される信号部分は、第１二次センサ素子１６０における櫛状フィンガーの重なり部分の和と、第２二次センサ素子１６２における櫛状フィンガーの重なり部分の和とに対応する。増減が等しいので、重なり部分は互いに打ち消し合い、二次検出構造体の検出は、第２フレーム１０４の水平変位に対して感度が低い。二次検出素子１９０の出力信号は、第１二次センサ素子１６０と第２二次センサ素子１６２との櫛状フィンガー間ギャップの変化に対応するだけである。
【００４５】
素子の特定配置により、本構造体は、微小電気機械加速度測定装置の水平方向および垂直方向の動きを検出できるが、水平方向の検知には、第１フレームと第２フレームとを組み合わせた慣性マスを適用する。このように、本構造体によって、コンパクトな部品サイズで交差軸感度を最小化した２次元検知が可能になる。一方のセンサ方向において、本構造体は、加速度測定装置のサイズで実現可能なＳＮ比を改善する組み合わせプルーフマスを採用する。
【００４６】
最低限、二次検出構造体１４０は、第２フレームの水平変位に対して逆に反応するセンサ素子の組１６０、１６２を１つ有する二次検出素子１９０を１つ備えてもよい。しかしながら、共通誤差要因に起因するずれを打ち消し合うために、差動検出スキームも上記構造体で効果的に適用してもよい。差動検出スキームでは、二次検出構造体の全出力信号を別個の二次検出素子１９０の信号から加工してもよい。図４は、ＭＥＭＳ加速度測定装置の二次検出構造体１４０における差動検出に用いることができる二次検出素子１９０、１９２、１９４、１９６の組み合わせを示す点線枠を有する、図１における平面層構造を示している。
【００４７】
図４の構造例において、第１二次検出素子１９０は、第１信号要素ｓ（１９０）の信号源である。第２二次検出素子１９２は、第１二次検出素子１９０と水平方向で第１フレームの同じ側にあり、第２信号要素ｓ（１９２）の信号源である。第３二次検出素子１９４は、第１二次検出素子１９０と水平方向に反対であり、第３信号要素ｓ（１９４）の信号源である。なお、ここで「ＡはＢとＣ方向に反対」という表現は、対象Ａが、間に位置する第１フレームを跨いで対象Ｂと関連付けられる位置、プラスＣ方向側およびマイナスＣ方向側の第１フレームの両側に設定されることを表現するために用いられる。第４二次検出素子１９６は、第２二次検出素子１９２と反対であり、第３二次検出素子１９４と水平方向で第１フレームの同じ側にあり、第４信号要素ｓ（１９４）の信号源である。
【００４８】
先に述べたように、内部構造に対して、二次検出構造体１４０の二次検出素子１９０、１９２、１９４、１９６はそれぞれ、第２フレーム１０４の水平方向の変位に応じてゼロ信号を生成する。しかしながら、垂直方向においては、二次検出素子の配置により、二重の差動検出が可能である。図４の構造は、水平方向に並列な二重差動検出を示している。これは、第２フレーム１０４が垂直プラス方向＋Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第２二次検出素子１９２における櫛状フィンガーの間隔は増加し、第３二次検出素子１９４および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は減少することを意味する。それに対応して、第２フレーム１０４が垂直マイナス方向−Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第２二次検出素子１９２における櫛状フィンガーの間隔は減少し、第３二次検出素子１９４および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は増加する。これら水平方向に並列な二次検出素子の組に同じ影響を及ぼす共通誤差要因を打ち消し合うために、第１フレームの一方側に配置された二次検出素子と第１フレームの反対側に配置された残りの二次検出素子とを足し合わせる差動測定スキームを用いることができる。そして、全出力信号Ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００４９】
Ｓｙ＝［ｓ（１９４）＋ｓ（１９６）］−［ｓ（１９０）＋ｓ（１９２）］
【００５０】
ある態様では、特定デザインのため、提案された構造により、かなりコンパクトな手法で、１つの構造層素子内で低Ｇ検出を高Ｇ検出と組み合わせることが可能である。先に述べたように、第１ばね構造体１０８は、第１ばね定数Ｋ１の剛性で水平面内方向に沿った第１フレーム１０２の中立位置からの変位に反応する。第２ばね構造体１０６は、第２ばね定数Ｋ２の剛性で垂直方向に沿った第２フレーム１０４の中立位置からの変位に反応する。水平方向および垂直方向の検出範囲は、ばね定数Ｋ１およびＫ２を調整することによって調整できる。好適な構造では、内側の第１フレームを調整して低Ｇ検出用のより大きなプルーフマスを適用してもよく、外側の第２フレームのより小さなプルーフマスを高いＧ検出に用いることができる。したがって、第１ばね定数Ｋ１を、第２ばね定数Ｋ２よりもかなり小さくなるように調整してもよい。第１ばね定数Ｋ１と第２ばね定数Ｋ２の比率は、１：５０以下であることが好ましく、望ましくは１：１００以下である。しかしながら、本権利範囲内では、他の数値でもよい。第１ばね定数Ｋ１は第２ばね定数Ｋ２より大きくてもよいし、第１ばね定数Ｋ１と第２ばね定数Ｋ２とは等しくてもよい。
【００５１】
図５は、垂直方向に並列な二重差動検出用の、信号源位置が異なる別の構造を示す図である。図５の構造では、第２フレーム１０４が垂直プラス方向＋Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第３二次検出素子１９４における櫛状フィンガーの間隔は増加し、第２二次検出素子１９２および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は減少する。それに対応して、第２フレーム１０４が垂直マイナス方向−Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第３二次検出素子１９４における櫛状フィンガーの間隔は減少し、第２二次検出素子１９２および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は増加する。垂直方向に並列な二次検出素子の組に同じ影響を及ぼす共通誤差要因を打ち消し合うために、第１フレームの両側で垂直並列に配置された二次検出素子を足し合わせる差動測定スキームを用いることができる。全出力信号Ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００５２】
Ｓｙ＝［ｓ（１９０）＋ｓ（１９４）］−［ｓ（１９２）＋ｓ（１９６）］
【００５３】
図６は、交差結合された二重差動検出用の、信号源位置がさらに異なるさらに別の構造を示す図である。図６の構造では、第２フレーム１０４が垂直プラス方向＋Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は減少し、第２二次検出素子１９２および第３二次検出素子１９４における櫛状フィンガーの間隔は増加する。それに対応して、第２フレーム１０４が垂直マイナス方向−Ｙに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第４二次検出素子１９４における櫛状フィンガーの間隔は増加し、第２二次検出素子１９２および第３二次検出素子１９４における櫛状フィンガーの間隔は減少する。交差方向に配置された二次検出素子の組に同じ影響を及ぼす共通誤差要因を打ち消し合うために、第１フレームの両側で交差方向に配置された二次検出素子を足し合わせる差動測定スキームを用いることができる。全出力信号Ｓは、以下の式から導出できる。
【００５４】
Ｓｙ＝［ｓ（１９０）＋ｓ（１９６）］−［ｓ（１９２）＋ｓ（１９４）］
【００５５】
図７は、構造素子の向きが異なるさらに別の構造を示す図である。本実施の形態では、第１ばね構造体１０８は、第１フレーム１０２を支持部に対して中立位置に懸架して中立位置から垂直方向の変位を可能にし、第２ばね構造体１０６は、第２フレーム１０４を第１フレーム１０２に対して中立位置に懸架して中立位置から水平方向の変位を可能にする。第２フレーム１０４は、第１フレーム１０２が変位することで動き、二次検出構造体の二次検出素子１９０、１９２、１９４、１９６は、第２フレーム１０４の垂直方向の変位によって逆信号成分が同じ量かつ自動的に生成されるような向きに設けられる。その結果、垂直方向信号成分が、二次検出構造体から生じる信号から取り除かれる。
【００５６】
第２フレーム１０４が水平プラス方向＋Ｘに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第２二次検出素子１９２における櫛状フィンガーの間隔は増加し、第３二次検出素子１９４および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は減少する。それに対応して、第２フレーム１０４が水平マイナス方向−Ｘに変位する場合、第１二次検出素子１９０および第２二次検出素子１９２における櫛状フィンガーの間隔は減少し、第３二次検出素子１９４および第４二次検出素子１９６における櫛状フィンガーの間隔は増加する。差動検出のため、全出力信号Ｓｘは、以下の式から導出できる。
【００５７】
Ｓｘ＝［ｓ（１９０）＋ｓ（１９２）］−［ｓ（１９４）＋ｓ（１９６）］
【００５８】
図８は、水平方向と垂直方向の二重差動検出に適用可能な実施の形態を示している。例として、第１構造体８００が、図４の微小電気機械構造体を備え、第２構造体８５０が、図６の微小電気機械構造体を備えてもよい。差動検出のため、第１構造体８００からの水平方向の全出力信号ｓｘ、および、垂直方向の全出力信号Ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００５９】
ｓｘ＝［ｓ（８０２）＋ｓ（８０４）］−［ｓ（８０６）＋ｓ（８０８）］
Ｓｙ＝［ｓ（８１４）＋ｓ（８１６）］−［ｓ（８１０）＋ｓ（８１２）］
【００６０】
ｓｘの小文字ｓ、および、Ｓｙの大文字Ｓを用いた表記は、第１構造体７００の第１ばね構造体の第１ばね定数Ｋ１が第２ばね定数Ｋ２よりもかなり小さくなるように調整された構成例を示しており、それによって水平方向および垂直方向の検知範囲を別々に調整することができる。当然ながら、本権利範囲内では、その他任意のばね定数設定を適用してもよい。
【００６１】
同様に、差動検出のため、第２構造体８５０からの水平方向の全出力信号Ｓｘ、および、垂直方向の全出力信号ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００６２】
Ｓｘ＝［ｓ（８６６）＋ｓ（８６４）］−［ｓ（８６０）＋ｓ（８６２）］
ｓｙ＝［ｓ（８５６）＋ｓ（８５８）］−［ｓ（８５２）＋ｓ（８５４）］
【００６３】
図９は、水平方向と垂直方向の上述した二重差動検出に適用可能なさらに別の実施の形態を示している。第１構造体９００は、図６の微小電気機械構造体を備え、第２構造体９５０は、図７の向きであるものの二次検出素子の構造は別の微小電気機械構造体を備える。その結果、差動検出のため、第１構造体８００からの水平方向の全出力信号ｓｘ、および、垂直方向の全出力信号Ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００６４】
ｓｘ＝［ｓ（９０２）＋ｓ（９０４）］−［ｓ（９０６）＋ｓ（９０８）］
Ｓｙ＝［ｓ（９１０）＋ｓ（９１６）］−［ｓ（９１２）＋ｓ（９１４）］
【００６５】
同様に、差動検出のため、第２構造体９５０からの水平方向の全出力信号Ｓｘ、および、垂直方向の全出力信号ｓｙは、以下の式から導出できる。
【００６６】
Ｓｘ＝［ｓ（９６６）＋ｓ（９６０）］−［ｓ（９６２）＋ｓ（９６４）］
ｓｙ＝［ｓ（９５４）＋ｓ（９５８）］−［ｓ（９５２）＋ｓ（９５６）］
【００６７】
図１０は、２つの面内センサ構造体１０００および１００２を有する図９の構造を、面外方向の変位を検知できるさらに別の構造体１００４と組み合わせた微小電気機械構造体の例を示している。先の実施の形態で説明したように、各面内センサ構造体１０００、１００２は、慣性ロータマスの面内２方向の変位を検知するように構成してもよく、櫛状構造は、差動検出または二重差動検出を提供するように構成してもよい。構造体１０００、１００２のうちの一方またはそれぞれにおいて、第１ばね定数および第２ばね定数を調整して、同じ、異なる、または、さらに著しく異なる面内方向検出範囲を提供してもよい。第１面内センサ構造体１０００および第２面内センサ構造体１００２は、共通センサ方向を少なくとも１つ有するように構成してもよい。図１０の構造例では、第１構造体１０００と第２構造体１００２とが、共通水平センサ方向Ｘと共通垂直センサ方向Ｙとを有するように並んで配置される。
【００６８】
また、さらに別の第３構造体１００４は、第３構造体１００４のアンカ部９０６が第１構造体１０００と第２構造体１００２との間に配置されるように、第１構造体１０００と第２構造体１００２との間に挟み込まれて設けられる。直交する剛体第２バー１０１０と剛結合している剛体第１バー１００８は、アンカ部から、一方の共通センサ方向に沿って、かつ、第１構造体１０００および第２構造体１００２の範囲を超えて延在する。第１バーと第２バーとはＴ字部を形成する。第１面内センサ構造体１０００と第２面内センサ構造体１００２とを部分的に取り囲む懸架Ｕ字マス１０１６に静止Ｔ字部を結合するねじりばね１０１２、１０１４は、第２バーの両端から延在する。ねじりばね１０１２、１０１４により、微小電気機械加速度測定装置の面外方向の動きが、ねじりばね１０１２、１０１４の一直線上のねじり軸を貫通するＡ軸を軸とした回転運動方向にＵ字部の慣性マスを変位させる。１以上の検出素子１０１８は、Ｕ字部の面外方向の変位を検出するように構成してもよい。図１０の構造例において、面外検出は、Ｕ字部と共に動く櫛状フィンガー部が面外方向Ｚの蓄電板となる櫛状構造体で実現される。これらロータ櫛状フィンガー部は、Ｕ字ロータマスの面外方向の動きに応じてロータ板とステータ板との重なり面積が変化するように、固定ステータ構造体１０２０のステータ櫛状フィンガー部の同じような向きの蓄電板と互いに挟み込んで設けられる。
【００６９】
この特定構造により、面外センサ構造体のアンカ部１００６をステータ構造体１０２０の近くに配置することができる。こうすることで、支持構造体の潜在的な変形による誤差は大いに低減する。一方、本構造によって同時に検出素子１０１８は回転軸Ａから遠く離れて配置されるため、動きがさらに大きくなり、その結果、より大きな信号を検出素子１０１８から得ることができる。組み合わせると、本構造により、非常にコンパクトな構造面積で複数の検出方向および複数の検出範囲を提供することができる。
【００７０】
図１１は、微小電気機械加速度測定装置１０の素子を示す図である。加速度測定装置１０は、前述した微小電気機械層構造体のうちのいずれかを含む微小電気機械部１２を備える。また、加速度測定装置は、微小電気機械部１２から入力電気信号接続され、微小電気機械部１２へ出力電気信号接続する電気回路部１４を備えてもよい。微小電気機械加速度測定装置は、例えば、様々なセンサ素子、有線型もしくはモバイル型のコンピュータ、ゲーム、もしくは、通信装置、測定装置、レンダリング装置、または、車両機能制御部などの複合センサ素子内に備えられてもよい。
【００７１】
技術が進歩するにつれて本発明の基礎概念を様々な方法で実現できることは当業者にとって自明である。したがって、本発明およびその実施の形態は、上述した例に限定されず、請求項の範囲内で変形を施してもよい。
【図１】
0006583547.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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