(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転振動子軸受（１５７）を有する回転振動子（１４０）と、
第１のコリオリ素子（１１０）及び第２のコリオリ素子（１２０）であって、２つの鏡面対称な連結部材（１０１）によって互いに可動に連結されている、第１のコリオリ素子（１１０）及び第２のコリオリ素子（１２０）と、
互いに対向する第１の駆動バー（１１３）及び第２の駆動バー（１２３）であって、前記第１の駆動バー（１１３）及び前記第２の駆動バー（１２３）は、それぞれ、駆動電極を備えており、かつ、懸架バネ（１３０）を介して基板（１５５）に連結されている、第１の駆動バー（１１３）及び第２の駆動バー（１２３）と、
を備えたマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）であって、
前記第１の駆動バー（１１３）及び前記第２の駆動バー（１２３）の一方の端部側の前記第１の駆動バー（１１３）と前記第２の駆動バー（１２３）との間に、前記回転振動子（１４０）が配置されており、前記回転振動子（１４０）と前記第１の駆動バー（１１３）とは第１のバネ（１４４）を介して連結されており、前記回転振動子（１４０）と前記第２の駆動バー（１２３）とは第２のバネ（１４５）を介して連結されており、
前記第１の駆動バー（１１３）及び前記第２の駆動バー（１２３）の他方の端部側の前記第１の駆動バー（１１３）と前記第２の駆動バー（１２３）との間に、前記第１のコリオリ素子（１１０）及び前記第２のコリオリ素子（１２０）が配置されており、前記第１の駆動バー（１１３）と前記第１のコリオリ素子（１１０）とは２つの第３のバネ（１１４）を介して連結されており、前記第２の駆動バー（１２３）と前記第２のコリオリ素子（１２０）とは２つの第４のバネ（１２４）を介して連結されており、
前記回転振動子軸受（１５７）は、
ロッカーバー（１５２）と、
前記ロッカーバー（１５２）を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）の基板（１５５）に弾性的に接続させるロッカーバネロッド（１５４）と、
前記ロッカーバネロッド（１５４）の反対側で前記ロッカーバー（１５２）を前記回転振動子（１４０）に弾性的に接続させる２つの軸受バネロッド（１５３）と、
を含み、
前記連結部材（１０１）は、
ロッカーバー（１０２）であって、前記ロッカーバー（１０２）は、その両端部にそれぞれ１つの連結バネロッド（１０３）を有しており、当該連結バネロッド（１０３）は、前記ロッカーバー（１０２）の端部を、前記第１のコリオリ素子（１１０）及び前記第２のコリオリ素子（１２０）のうちの対応するコリオリ素子に弾性的に接続する、ロッカーバー（１０２）と、
前記ロッカーバー（１０２）を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）の基板（１５５）の基板固定点（１０５）に弾性的に接続させるロッカーバネロッド（１０４）と
を含む、マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項２】
前記ロッカーバネロッド（１５４）は、前記ロッカーバー（１５２）に対して垂直に延在している、請求項１に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項３】
前記軸受バネロッド（１５３）は、前記ロッカーバネロッド（１５４）の反対側で対称的に形成されている、請求項１又は２に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項４】
前記軸受バネロッド（１５３）は、前記ロッカーバネロッド（１５４）に対して平行に延在している、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ヨーレートセンサ（１００）。
【請求項５】
前記第１の駆動バー（１１３）は、複数の第１の駆動電極支持体（１３６，１３７）を備え、前記複数の第１の駆動電極支持体（１３６，１３７）の各々には、複数の第１の駆動電極（１３８，１３９）が支持されており、前記第１の駆動バー（１１３）と、前記複数の第１の駆動電極支持体（１３６，１３７）と、前記複数の第１の駆動電極（１３８，１３９）とは、第１の駆動質量体（１１２）を形成し、
前記第２の駆動バー（１２３）は、複数の第２の駆動電極支持体（１４６，１４７）を備え、前記複数の第２の駆動電極支持体（１４６，１４７）の各々には、複数の第２の駆動電極（１４８，１４９）が支持されており、前記第２の駆動バー（１２３）と、前記複数の第２の駆動電極支持体（１４６，１４７）と、前記複数の第２の駆動電極（１４８，１４９）とは、第２の駆動質量体（１２２）を形成し、
前記ロッカーバネロッド（１５４）は、前記第１のバネ（１４４）及び前記第２のバネ（１４５）の間の接続直線に沿って延在する、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ヨーレートセンサ（１００）。
【請求項６】
前記回転振動子軸受（１５７）は、さらなるロッカーバー（１６２）と、前記さらなるロッカーバー（１６２）を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）の前記基板（１５５）に弾性的に接続させるさらなるロッカーバネロッド（１６４）と、前記さらなるロッカーバネロッド（１６４）の反対側で前記さらなるロッカーバー（１６２）を前記回転振動子（１４０）に弾性的に接続させる２つのさらなる軸受バネロッド（１６３）とをさらに含む、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ヨーレートセンサ（１００）。
【請求項７】
前記ロッカーバネロッド（１５４）及び前記さらなるロッカーバネロッド（１６４）は、同一線上に形成される、請求項６に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項８】
前記回転振動子（１４０）は、当該回転振動子（１４０）の第１の突起（１５６）と第２の突起（１６６）とを有し、前記軸受バネロッド（１５３）は、前記ロッカーバー（１５２）を、前記第１の突起（１５６）又は前記第２の突起（１６６）に接続させ、前記さらなる軸受バネロッド（１６３）は、前記さらなるロッカーバー（１６２）を、前記第１の突起（１５６）又は前記第２の突起（１６６）に接続させる、請求項６又は７に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項９】
前記第１の突起（１５６）又は前記第２の突起（１６６）は、前記回転振動子（１４０）の凹部（１７０）の相互に対向している側に形成され、前記第１の突起（１５６）又は前記第２の突起（１６６）の間で、前記ロッカーバネロッド（１５４）は、前記ロッカーバー（１５２）を、前記さらなるロッカーバネロッド（１６４）は、前記さらなるロッカーバー（１６２）を、前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）の前記基板（１５５）に接続させる、請求項８に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）を製造する方法であって、
前記方法は、前記回転振動子軸受（１５７）を形成するステップを含み、
前記回転振動子軸受（１５７）を形成するステップは、
前記ロッカーバー（１５２）を形成するステップ（２００）と、
前記ロッカーバー（１５２）及び前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ（１００）の前記基板（１５５）を、前記ロッカーバネロッド（１５４）を用いて弾性的に接続させるステップ（２０２）と、
前記ロッカーバー（１５２）及び前記回転振動子（１４０）を、２つの軸受バネロッド（１５３）を用いて前記ロッカーバネロッド（１５４）の反対側で弾性的に接続させるステップ（２０４）と、
を含む、方法。
【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ヨーレートセンサ、特に、回転振動子を備えたヨーレートセンサに関する。さらなる観点のもとでは、本発明は、この種のマイクロメカニカルヨーレートセンサを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
マイクロメカニカルヨーレートセンサは、自動車分野においては、例えば、ＥＳＰシステムにおいて、ロールオーバの検出のために、あるいは、ナビゲーションの目的で使用されている。ヨーレートセンサの課題は、回転軸線周りの車両の運動を正確に測定することである。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００９０２７８９７号明細書（ＤＥ１０２００９０２７８９７Ａ１）は、チップ基板によって定められるｘ−ｙ平面内に延在しかつ当該平面に対して垂直な関係の回転軸（ｚ軸）周りの回転振動に移すディスク形状の回転振動子を備えたマイクロメカニカルヨーレートセンサを開示している。この回転振動子は、４つのバネを介してハブに接続されている。これらのバネは、ハブが突出している、回転振動子の中央の円形状の凹部内に配置されている。回転振動子とは反対方向に向いたハブの端部は基板に固定的に配置されている。
【０００４】
ヨーレートセンサが、振動軸周りの振動体の回転運動中に、ヨーレートセンサの検出軸（例えばｘ軸）周りの回転を受けると、それによって、振動軸には、振動体を基板表面に対して傾動させるコリオリ力が作用する。この回転振動子の傾動は、測定電極を用いて容量的に検出及び評価が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９０２７８９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ヨーレートの信頼性の高い検出のためには、比較的小さな構造サイズのもとで、振動駆動によって回転振動子に伝達される回転振動を、コリオリ力によって引き起こされる傾動からできるだけ分離させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の開示
本発明は、第１の態様によれば、回転振動子軸受を有する回転振動子を備えたマイクロメカニカルヨーレートセンサを提供する。この回転振動子軸受は、ロッカーバーと、ロッカーバーをヨーレートセンサの基板に弾性的に接続させるロッカーバネロッドと、ロッカーバネロッドの反対側でロッカーバーを回転振動子に弾性的に接続させる２つの軸受バネロッドと、を含む。
【０００８】
さらなる態様によれば、本発明は、回転振動子軸受を形成するステップを含む、回転振動子を備えるマイクロメカニカルヨーレートセンサを製造する方法を提供する。この回転振動子軸受を形成するステップは、ロッカーバーを形成するステップと、ロッカーバー及びヨーレートセンサの基板を、ロッカーバネロッドを用いて弾性的に接続させるステップと、ロッカーバー及び回転振動子を、２つの軸受バネロッドを用いてロッカーバネロッドの反対側で弾性的に接続させるステップと、を含む。
【０００９】
本発明の利点
回転振動子軸受の構造は、コンパクトな構造形態のもとで高度な線形駆動モードを可能にする。この線形駆動モードにおいては、駆動周波数よりも著しく高い周波数の場合に、障害モード（連結により駆動部から回転振動子の検出可能な傾動に伝達される不所望な振動）が現れる。そのため、この障害モードに基づき、検出された傾動信号に場合によっては重畳される障害を、簡単な手段、例えば駆動周波数を上回る限界周波数を有するローパスフィルタリングによって、高い信頼性のもとで抑制することができる。
【００１０】
好ましい発展形態によれば、ロッカーバネロッドは、ロッカーバーに対して垂直に延在している。このことは、振幅の大きな振動発振の均一な駆動によって、回転振動子の傾動の特に信頼性の高い検出を可能にする。
【００１１】
好ましい発展形態によれば、軸受バネロッドは、ロッカーバネロッドの反対側に対称的に形成される。これによって、駆動モードにおいて、特に均一な高調波回転振動が可能となる。
【００１２】
好ましい発展形態によれば、軸受バネロッドは、ロッカーバネロッドに対して平行に延在している。このことは、軸受バネロッドを、ロッカーバネロッドと同じ基板の結晶方向に形成することを可能にする。それにより、駆動モードと検出モードとの間の結合がこのようにして特に高い信頼性のもとで抑制される。
【００１３】
好ましい発展形態によれば、ヨーレートセンサはさらに、回転振動子に隣接して配置されかつ第１のバネを介して回転振動子に連結される第１の駆動質量体と、回転振動子に隣接して配置されかつ第２のバネを介して回転振動子に連結される第２の駆動質量体とを含み、この場合、ロッカーバネロッドは、第１及び第２のバネの間の接続直線に沿って延在している。このことは、回転振動子が接続直線周りで傾動する検出モードを可能にさせ、その際には、ロッカーバネロッド並びに第１及び第２のバネの最小の変形しか必要としない。そのため、駆動モードの効果的な分離の際の検出モードにおいて、特に大きな変位が可能になる。
【００１４】
好ましい発展形態によれば、回転振動子軸受はさらに、さらなるロッカーバーと、当該さらなるロッカーバーをヨーレートセンサの基板に弾性的に接続させるさらなるロッカーバネロッドと、当該さらなるロッカーバネロッドの反対側でさらなるロッカーバーを回転振動子に弾性的に接続させる２つのさらなる軸受バネロッドとを含む。これによって、駆動モードにおいて、特に安定した、均一で高調波の回転振動が可能になる。なぜなら、回転振動子が回転振動子軸受により、１つ以上のロッカーバーを用いて支持されるからである。好ましくは、ロッカーバネロッド及びさらなるロッカーバネロッドは、同一線上に、例えば対称的な構成で形成される。このことは、回転振動子がロッカーバネロッド及びさらなるロッカーバネロッドを通って延在する直線周りで傾動し、その際には、両部材の最小の変形しか必要としない検出モードを可能にさせる。
【００１５】
好ましくは、回転振動子は、当該回転振動子の凹部内に形成される第１の突起と第２の突起とを有し、この場合、２つの軸受バネロッドの一方が、ロッカーバーを、第１の突起に接続させ、それに対して、他方の軸受バネロッドは、ロッカーバーを、第２の突起に接続させ、さらに２つのさらなる軸受バネロッドの一方が、さらなるロッカーバーを、第１の突起に接続させ、それに対して、他方のさらなる軸受バネロッドは、さらなるロッカーバーを第２の突起に接続させる。このことは、特に回転振動子の、特に省スペース的な形成を可能にする。さらに好ましくは、第１及び第２の突起は、凹部の相互に対向している側に形成され、この場合、第１及び第２の突起の間で、ロッカーバネロッドは、ロッカーバーを、また、さらなるロッカーバネロッドは、さらなるロッカーバーを、ヨーレートセンサの基板に接続させる。このことは、特に簡単かつ省スペース的な方法で、ロッカーバーとさらなるロッカーバーの両方を、ハブとして機能する共通の基板固定点に接続することを可能にさせる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるマイクロメカニカルヨーレートセンサの概略平面図（ただし、既成の部品は示していない）。
【図２】一実施形態によるマイクロメカニカルヨーレートセンサの動作方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の例示的な実施形態によるヨーレートセンサ１００を示す。図１は、主要延在面（ｘ−ｙ平面）を有する詳細には示されていない基板上の平面図であり、ここでは、第１の駆動バー１１３と第２の駆動バー１２３との間に、第１のコリオリ素子１１０、第２のコリオリ素子１２０及び回転振動子１４０が配置されている。図１の左上隅に描写されているように、図１においては、ｘ方向は、上から下への方向、ｙ方向は、左から右への方向、ｚ方向は、図平面から観察者への方向である。
【００１８】
第１及び第２のコリオリ素子１１０，１２０は、同一形状及び同一サイズの矩形のフレーム形状の構造体として形成されており、これらはその長辺がｘ方向に平行に配向され、隣接して配置されている。そのため、第１のコリオリ素子１１０の長辺と、第２のコリオリ素子１２０の長辺とが、間隔によって相互に離間されて対向しており、この場合、これらのコリオリ素子１１０，１２０の短辺は、対ごとに相互に一直線に並ぶ。コリオリ素子１１０，１２０のフレーム構造は、相互に対向する側の長辺の近傍にそれぞれ格子状の減量領域を有し、そこにおいて縦方向に延在する、薄いウェブによってのみ相互に分離された複数の凹部が形成されていることからもたらされている。
【００１９】
相互に一直線に並び隣接するそれらの短辺の２つの対には、コリオリ素子１１０，１２０が、２つの鏡面対称な連結部材１０１によって相互に可動に連結されている。各連結部材１０１は、ロッカーバー１０２を含んでおり、このロッカーバー１０２は、第１及び第２のコリオリ素子１１０，１２０に隣接して、相互に一直線に並ぶ短辺に対して平行に延在している。この場合、ロッカーバー１０２のそれぞれ１つの端部は、短辺の中央に対向している。ロッカーバー１０２の両端部に、連結部材１０１は、それぞれ１つの連結バネロッド１０３を有しており、この連結バネロッド１０３は、ロッカーバー１０２の端部を、対応するコリオリ素子の対向している短辺の中央に、最短経路で弾性的に接続させる。さらに連結部材１０１は、ロッカーバネロッド１０４を含んでおり、このロッカーバネロッド１０４は、ロッカーバー１０２を基板に弾性的に接続させるために、コリオリ素子１１０，１２０の間の間隙に対向しているロッカーバー１０２の中央から、間隙内にある基板固定点１０５まで延在している。
【００２０】
それにより、個々の連結部材１０１は全体が「Ｅ」形状の形態を有しており、この場合、ロッカーバネロッド１０４は、本実施形態においては、連結バネロッド１０３より長く形成されている。例えば、ロッカーバネロッド１０４は、連結バネロッド１０３の２倍乃至３倍の長さを有している。
【００２１】
第２のコリオリ素子１２０から離隔した箇所にある、第１のコリオリ素子１１０の長辺と比較して、第１の駆動バー１１３は、ｘ方向に延在している。このコリオリ素子１１０の当該長辺の２つの隅は、それぞれ１つの第３のバネ１１４によって駆動バー１１３に弾性的に連結されている。この駆動バー１１３自体は、その２つの端部において、第１の駆動バー１１３のコリオリ素子１１０，１２０とは反対側の近傍にそれぞれ接続されたそれぞれ１つの懸架バネ１３０によって、基板と固定的に接続された基板固定点において弾性的に懸架され、それによって、当該駆動バー１１３は、ｘ方向において振動的に可動である。
【００２２】
第１の駆動バー１１３のコリオリ素子１１０，１２０とは反対側には、複数の第１の駆動電極支持体１３６，１３７が形成されており、これらの駆動電極支持体１３６，１３７は、第１の駆動バー１１３から、コリオリ素子１１０，１２０とは反対方向に延在し、実質的にはｙ方向に平行に延在している。第１の駆動電極支持体１３６，１３７のそれぞれには、複数の第１の駆動電極１３８，１３９が支持されており、これらの第１の駆動電極１３８，１３９は、ｘ方向に平行に伸長する。本実施形態においては、駆動バー１１３、１つのそして最終的には複数の駆動電極支持体１３６，１３７及び駆動電極１３８，１３９が、ｙ方向の駆動電極１３８，１３９の幅よりも大きい、例えばｙ方向の駆動バー１１３の幅に等しくてもよい、ｚ方向の一定の厚さを有することは、例示的にとらえられたい。それにより、個々の駆動電極１３８，１３９は、ｘ及びｚ方向に平行な平面的伸長を有する。
【００２３】
本実施形態においては、第１の駆動バー１１３に沿って、複数の第１の駆動電極支持体１３６，１３７が設けられており、この場合、これらの駆動電極支持体の一方の半部１３６は、第１の駆動バー１１３の一方の端部に向けてグループ化されて配置されており、これらの駆動電極支持体の他方の半部１３７は、第１の駆動バー１１３の他方の端部に向けてグループ化されて配置されている。２つのグループの間の第１の駆動バー１１３の中央には、駆動電極支持体のない区間が存在している。駆動電極支持体１３６，１３７の２つのグループにおけるそれぞれの駆動電極１３８，１３９は、第１の駆動バー１１３の最も近い端部の側に向いている。
【００２４】
第１の駆動バー１１３に対して鏡面対称に、第２の駆動バー１２３は、第１のコリオリ素子１１０から離隔して位置する第２のコリオリ素子１２０の長辺に対向して延在している。この長辺における第２のコリオリ素子１２０の２つの隅は、それぞれ１つの第４のバネ１２４によって、第２の駆動バー１２３に弾性的に連結されている。第２の駆動バー１２３のコリオリ素子１１０，１２０とは反対側に、複数の第２の駆動電極支持体１４６，１４７が形成されており、これらの第２の駆動電極支持体１４６，１４７は、第２の駆動バー１２３からコリオリ素子１１０，１２０とは反対の方向に延在している。第２の駆動電極支持体１４６，１４７のそれぞれには、複数の第１の駆動電極１４８，１４９が支持されている。第１の駆動バー１１３、第３のバネ１１４及び第１のコリオリ素子１１０から成る配置構成と、第２の駆動バー１２３、第４のバネ１２４及び第２のコリオリ素子１２０から成る配置構成との鏡面対称の理由から、さらなる詳細については、上述の第１の駆動バー１１３に対する実施例が参照される。
【００２５】
本実施形態においては、２つの駆動バー１１３，１２３は、それぞれコリオリ素子１１０，１２０の長辺の一方の端部とはそれぞれ面一に一直線に並び、それに対して、他方の端部ではそれを越えて突出しており、この場合、コリオリ素子１１０，１２０に隣接して形成されるさらなる空間が駆動バー１１３，１２３と、回転振動子１４０との間に配置されている。第１及び第２のバネ１４４，１４５により、回転振動子１４０は、第１又は第２の駆動バー１１３，１２３に連結されている。本実施形態においては、回転振動子１４０は矩形の輪郭形態を有しており、この矩形の輪郭形態の長辺は短辺よりわずかだけ長く形成され、駆動バー１１３，１２３の一方に対して平行に延在し、これに隙間を形成しながら対向している。このことは、ヨーレートセンサの特にコンパクトな構造方式と、構造空間の有効利用とを可能にする。代替的な実施形態においては、回転振動子１４０は、例えば、正方形、円形又は楕円形に形成されてもよい。
【００２６】
回転振動子１４０の幾何学的中心の近傍に存在する回転振動子１４０の軸位置において、回転振動子軸受１５７が形成され、この回転振動子軸受１５７は、回転振動子１４０を、基板固定点１５５を通り軸位置を通ってｚ方向に延在する回転振動軸周りで振動回転可能に支持している。代替的実施形態においては、軸位置は、回転振動子１４０が軸位置を通って延在する回転振動軸周りで振動回転運動を実施できる限り、回転振動子１４０の正確な幾何学的中心にもあるいは別の位置にも存在させることができることを述べておく。好ましくは、回転振動子１４０の重心は軸位置にある。回転振動子軸受１５７は、回転振動子１４０内に実質的に中央の矩形の凹部１７０を含み、その内部に基板固定点１５５が存在している。第１及び第２のウェブ１５６，１６６は、凹部１７０の２つの対向する縁部から基板固定点１５５の方向に延在し、この場合、各ウェブ１５６，１６６の遠位端部と基板固定点１５５との間にそれぞれ１つの間隔が残存させられる。
【００２７】
ウェブ１５６，１６６の両側に残存する凹部１７０の領域においては、回転振動子軸受１５７は、第１及び第２の軸受部材１５１，１６１を有し、これらの軸受部材１５１，１６１によって各ウェブ１５６，１６６及び基板固定点１５５が相互に接続される。各軸受部材１５１，１６１は、ロッカーバー１５２，１６２を含む。このロッカーバー１５２，１６２は、ウェブ１５６，１６６及び基板固定点１５５に隣接して、相互に一直線に並ぶウェブ１５６，１６６に対して平行に延在する。この場合、ロッカーバー１５２，１６２のそれぞれ１つの端部は、ウェブ１５６，１６６の端部に対向している。そのロッカーバー１５２，１６２の両端部には、各軸受部材１５１，１６１は、それぞれ１つの軸受バネロッド１５３を有しており、この軸受バネロッド１５３は、ロッカーバー１５２の端部を最短距離で所属のウェブ１５６に弾性的に接続させる。さらに、各軸受部材１５１，１６１は、ロッカーバネロッド１５４，１６４を含み、このロッカーバネロッド１５４，１６４は、該当するロッカーバー１５２，１６２を基板に弾性的に接続させるために、それぞれ基板固定点１５５に対向している所属のロッカーバー１５２，１６２の中央から、基板固定点１５５まで延在している。それにより、個々の軸受部材１５１，１６１は、連結部材１０１，１０２と同じように、全体が「Ｅ」形状の形態を有し、この場合、ロッカーバネロッド１５４，１６４及び軸受バネロッド１５３，１６３は、本実施形態においては同じ長さに形成されている。
【００２８】
マイクロメカニカルヨーレートセンサ１００の動作中においては、駆動電極１３８，１３９，１４８，１４９と、基板固定点１０５，１５５をも含めた基板に対して不動でありかつ駆動電極１３８，１３９，１４８，１４９にそれぞれ噛み合っている所属の静電電極（図示せず）とが、次のように調整されて、時間的に変化する様々な電圧を印加される。即ち、駆動バー１１３，１２３が、ｘ軸に沿って相互に１８０°位相シフトされた振動運動を実行する、逆平行な駆動モード１５０に移行されるように調整される。
【００２９】
例えば、駆動バー１１３が、駆動電極１３８，１３９，１４８，１４９とともに一定のアース電位に保持されているのに対して、電子制御装置（図示せず）を用いて、まず、コリオリ素子１１０，１２０の側（図１においては上方）に向いている、第１の駆動バー１１３の駆動電極１３８に噛み合う静電電極と、回転振動子１４０の反対側（図１においては下方）に向いている、第２の駆動バー１２３の駆動電極１４９に噛み合う静電電極とが、アースに対して電圧を印加され、それによって、第１の駆動バー１１３は、静電力により、図１においては上方に向いている方向に加速され、それに対して第２の駆動バー１２３は、静電力により、図１においては下方に向いている方向に加速される。その後、印加電圧が遮断されると、駆動バー１１３，１２３は懸架バネ１３０の復元力により、減速されて、再び初期位置の方向に加速される。
【００３０】
続いて、図１においては上方に向いている、第２の駆動バー１２３の駆動電極１４８に噛み合う静電電極と、図１においては下方に向いている、第１の駆動バー１１３の駆動電極１３９に噛み合う静電電極とが、アースに対して電圧を印加され、それによって、第１の駆動バー１１３は、静電力により、図１においては下方に向いている方向に加速され、それに対して、第２の駆動バー１２３は、静電力により、図１においては上方に向いている方向に加速される。その後、印加電圧が遮断されると、駆動バー１１３，１２３は懸架バネ１３０の復元力により、減速されて、その後初期位置の方向に加速される。
【００３１】
ここでは、上記の駆動制御は、好ましくは、実質的に逆平行な振動モード１５０の固有周波数と一致する時間的な周期で繰り返すことが可能であり、その場合には、第１の駆動バー１１３、第１の駆動電極支持体１３６，１３７及び第１の駆動電極１３８，１３９から成る第１の駆動質量体１１２と、第２の駆動バー１２３、第２の駆動電極支持体１４６，１４７及び第２の駆動電極１４８，１４９から成る第２の駆動質量体１２２とが、ｘ軸に沿って逆位相で振動する。この駆動モード１５０においては、第１のコリオリ素子１１０は、第３のバネ１１４を介した連結に基づいて、第１の駆動質量体１１２に対して一定の角度だけ位相がずらされた（例えば同相の）振動運動を実行し、それに対して、第２のコリオリ素子は、第４のバネ１２４を介した連結に基づいて、第２の駆動質量体１２２に対して（例えば、本実施形態のような対称的な構成及び駆動制御においても）同様に一定の角度だけ位相がずらされた振動運動を実行する。このことは、第１のコリオリ素子１１０と第２のコリオリ素子１２０とが、駆動バーに対して平行な方向において、逆平行な振動運動を実行することを意味する。この振動運動は、連結部材１０１，１０２を介した機械的連結により付加的安定化につながる。
【００３２】
上記の逆平行な駆動モード１５０においては、回転振動子１４０は、第１及び第２のバネ１４４，１４５を介したその連結に基づいて、回転振動子軸受１５７の基板固定点１５５を通ってｚ方向に延在する軸周りの振動回転運動に移行させられる。一方においては、第１のバネ１４４、回転振動子１４０及び第２のバネ１４５を介して、並びに、他方においては、第３のバネ１１４、第１のコリオリ素子１１０、連結部材１０１、第２のコリオリ素子１２０及び第４のバネ１２４を介して、第１及び第２の駆動質量体１１２，１２２の振動運動の間において機械的な連結が生じ、これは、逆平行な駆動モード１５０を安定化させる。
【００３３】
ヨーレートセンサ１００が逆平行な駆動モード１５０の継続的な実行のもとでｘ軸周りに回転すると、回転振動子１４０には、当該回転振動子１４０を、第１及び第２のバネ１４４，１４５、基板固定点１５５、並びに、軸受部材１５１，１６１のロッカーバネロッド１５４，１６４を通って延在する傾動軸周りで主要延在面から変位させる回転モーメントが作用する。
【００３４】
ヨーレートセンサ１００がｙ軸周りに回転すると、コリオリ素子１１０，１２０には、それらを主要延在面から相互に反対の方向に変位させる力が作用する。その際には、連結部材１０１のロッカーバー１０２の所属のロッカーバネロッド１０４周りの傾動によって、２つのコリオリ素子１１０，１２０の変位の間において安定した機械的連結が実現される。
【００３５】
ヨーレートセンサ１００がｚ軸周りに回転すると、コリオリ素子１１０，１２０には、それらを相互に反対の方向にｙ軸に対して平行に変位させる力が作用する。その際には、連結バネロッド１０３のたわみにより、２つのコリオリ素子１１０，１２０の変位の間において安定した機械的連結が実現される。これらのコリオリ素子１１０，１２０及び回転振動子１４０の変位の検出は、上記のケースにおいては、それぞれ適当に位置決めされた測定電極（図示せず）の静電容量変化を介して行うことができる。
【００３６】
図２は、回転振動子のための回転振動子軸受を形成するステップを含む、例えば前述した図１によるヨーレートセンサ１００のような、回転振動子を備えるマイクロメカニカルヨーレートセンサを製造する方法のためのフローチャートを示す。
【００３７】
ヨーレートセンサがマイクロメカニカルプロセスを用いて製造されるステップ２００乃至２０６においては、ヨーレートセンサの異なる要素が同時に形成される。詳細には、ステップ２００においては、回転振動子が形成され、それに対して、ステップ２００と同時に行われるステップ２０２，２０４，２０６においては、回転振動子軸受が形成される。ステップ２０２においては、ロッカーバーが形成される。ステップ２０４においては、ロッカーバーが、ロッカーバネロッドを用いてヨーレートセンサの基板と弾性的に接続される。ステップ２０６においては、ロッカーバー及び回転振動子が、２つの軸受バネロッドを用いてロッカーバネロッドの反対側に弾性的に接続される。
【００３８】
ヨーレートセンサの正確な形態に応じて、この方法は、さらなる構成要素の製造を含む。例えば、図１によるヨーレートセンサ１００を製造するケースにおいては、ステップ２００において、回転振動子の反対側に沿って配置され、かつ、所属のバネを介して回転振動子に連結され、かつ、駆動電極を支持する第１及び第２の駆動バーを形成することが想定されてもよい。回転振動子軸受のために、ステップ２０２においては、さらに、さらなるロッカーバーが形成されてもよく、ステップ２０４においては、さらなるロッカーバーが、所属のさらなるロッカーバネバーを用いて基板に弾性的に接続されてもよい。ステップ２０６においては、ロッカーバーもさらなるロッカーバーも、それぞれ２つの軸受バネロッドを用いて該当するロッカーバネバーの反対側で回転振動子と弾性的に接続されてもよい。
【００３９】
ステップ２００乃至２０６のマイクロメカニカルプロセスの前後に、さらなる方法ステップが想定されてもよい。図２においては、ステップ２００乃至２０６は、確かに同時に行われるように示されてはいるが、しかしながら、代替的実施形態においては、適当なマイクロメカニカルな製造方法又はその他の製造方法の枠内において、例えば順次実施することも可能である。
【図１】
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【図２】
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