(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角運動軸周りの角運動を検出するための微小電気機械ジャイロスコープ構造体であって、
前記角運動軸に直交する駆動軸の方向における一次元運動用に懸架された駆動素子と、
１以上の検知ロータ電極を担持し、第１指向性バネ構造体によって前記駆動素子に連結された検知本体とを備え、
前記第１指向性バネ構造体は、前記検知本体を前記駆動素子と共に動かし、かつ、前記角運動軸及び前記駆動軸の両方に垂直な検知軸の方向に運動の優先方向を有するものであって、
前記駆動素子は、作動本体と駆動フレームとを含み、前記第１指向性バネ構造体は前記検知本体を前記駆動フレームに対して指向的に連結し、
前記駆動素子は、前記検知軸の方向に運動の優先方向を有する第２指向性バネ構造体を含み、前記第２指向性バネ構造体は、前記作動本体、前記第２指向性バネ構造体及び前記駆動フレームが前記検知軸の方向に連続して配置されるように前記駆動フレームを前記作動本体に連結し、
前記作動本体は、１以上の駆動電極を担持し、前記駆動軸の方向に運動の優先方向を有する第３指向性バネ構造体によって１以上の第１アンカーポイントに連結され、
前記駆動素子は、前記駆動軸の方向に運動の優先方向を有する第４バネ構造体によって１以上の第２アンカーポイントに連結されている
ことを特徴とする微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項２】
検知ステータ及び検知ロータを含む検知素子であって、前記検知ロータは前記検知本体を含む
ことを特徴とする請求項１記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項３】
前記検知ステータは、ステータ櫛を含み、前記検知ロータは、ロータ櫛を含み、前記ステータ櫛及び前記ロータ櫛の櫛フィンガは、インターレースされている
ことを特徴とする請求項１記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項４】
前記駆動素子は、駆動ステータ及び駆動ロータを含み、前記駆動ロータは前記作動本体を含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項５】
前記駆動ステータは、ステータ櫛を含み、前記駆動ロータは、ロータ櫛を含み、前記ステータ櫛及び前記ロータ櫛の櫛ファインガは、インターレースされている
ことを特徴とする請求項１記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項６】
前記第１アンカーポイントは、前記作動本体の反対側に位置する一対の第１アンカーポイントを含み、前記駆動軸は、前記一対の第１アンカーポイントを結ぶ線と一致する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項７】
前記第３指向性バネ構造体は、撓み方向が前記駆動軸と一致する共通軸に位置合わせされるように配向された２つのバネを含む
ことを特徴とする請求項６記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項８】
前記第２アンカーポイントは、前記検知本体の反対側に位置する第１の一対の第２アンカーポイントを含み、
前記第１の一対の第２アンカーポイントを結ぶ線は、前記駆動軸に平行である
ことを特徴とする請求項７記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項９】
前記第２アンカーポイントは、前記検知本体の反対側に位置する第２の一対の第２アンカーポイントを含み、
前記第２の一対の第２アンカーポイントを結ぶ線は、前記駆動軸に平行であり、前記駆動軸と前記第１の一対の第２アンカーポイントを結ぶ線との間に位置する
ことを特徴とする請求項８記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１０】
第１レイヤー素子及び第２レイヤー素子であって、それぞれ、前記駆動素子及び前記検知素子を備え、
前記第１レイヤー素子及び前記第２レイヤー素子は、前記検知本体が前記第１レイヤー素子及び前記第２レイヤー素子の対称軸の最も遠い両端に位置するように、前記対称軸に関して対称的に配置されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１１】
前記第１レイヤー素子及び前記第２レイヤー素子のための前記第３指向性バネ構造体は、２つの端部を有する少なくとも１つの、共通の、剛性を有するレバー素子を含み、
前記レバー素子の一方の端部は、前記第１レイヤー素子の前記作動本体に連結され、前記レバー素子の他方の端部は、前記第２レイヤー素子の前記作動本体に連結され、
前記レバー素子は、第１アンカーポイントを支点とするシーソー型運動のために前記第１アンカーポイントに対して中央で回動する
ことを特徴とする請求項１０記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１２】
前記第１レイヤー素子及び前記第２レイヤー素子のための前記第３指向性バネ構造体は、２つの、共通の、剛性を有するレバー素子を含み、前記レバー素子のそれぞれは、前記対称軸と一致する個別の第１アンカーポイントに懸架されている
ことを特徴とする請求項１１記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１３】
前記レバー素子のそれぞれは、第１アンカーポイントから前記レバー素子内の距離で組み込まれた接続点まで前記対称軸に沿って延びるビームバネによってアンカーポイントに懸架されている
ことを特徴とする請求項１２記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１４】
前記レバー素子のそれぞれは、前記レバー素子の端部の弱い曲線部と前記作動本体の直線運動とを前記駆動軸の方向に連結する対角線状バネによって前記作動本体と連結されている
ことを特徴とする請求項１２又は１３記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の微小電気機械ジャイロスコープ構造体を含む微小電気機械ジャイロスコープデバイス。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、微小電気機械デバイスに関し、特に、独立請求項のプリアンブルに定義されているように、微小電気機械ジャイロスコープ構造体及びジャイロスコープデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の詳細
微小電気機械構造体は、迅速かつ正確に非常に小さな物理的特性の変化を検出するために用いることができる。例えば、微小電気機械ジャイロスコープは、迅速かつ正確に、非常に小さな角度変位を検出するのに用いることができる。運動は、６自由度、すなわち、３つの直交方向における並進、及び３つの直交軸周りの回転、を有している。後者の３つは、ジャイロスコープとしても公知な角速度センサによって測定することができる。微小電気機械ジャイロスコープは、角速度を測定するためにコリオリ効果を用いている。質量が一方向に動かされ、回転角速度が与えられたとき、質量は、コリオリ力の結果、垂直方向の力を受ける。よって、コリオリ力によって引き起こされる結果として生じる物理的な変位は、例えば、静電容量、圧電又はピエゾ抵抗によるセンシング構造体で読み取ることができる。
【０００３】
ＭＥＭＳジャイロにおいて、主運動は、典型的には、十分なベアリングが不足しているため、従来のもののように連続回転ではない。代わりに、機械的な振動が、主運動として用いることができる。振動ジャイロスコープが主運動の方向に直交する角運動に従うとき、結果として起伏状のコリオリ力が生じる。これにより、主運動及び角運動軸に直交し、かつ、主運動の周波数の二次振動が生成される。この連結された振動の振幅は、角速度の測定に用いることができる。
【０００４】
ジャイロスコープは、非常に複雑な慣性ＭＥＭＳセンサである。ジャイロスコープの設計における基本的な課題は、コリオリ力が非常に小さく、従って、生成された信号が、ジャイロスコープ内に存在する他の電気信号と比較して非常に小さい傾向があるということである。ジャイロスコープ構造体レイヤーの設計は、典型的には、例えば、慣性質量、部品の表面領域を使用すること、構造の複雑さ、及び、環境条件の変化、特に、温度の変化に対する脆弱性の少なくとも一つの側面において、利点を提供するように最適化される。しかしながら、同時に、これらの利点のうちの少なくとも１つは、典型的には損なわれてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
概要
本発明の目的は、外的状況の変化による影響が最小化されるように構造的に最適化されたジャイロスコープの設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
クレームは、角運動軸周りの角運動を検出するための微小電気機械ジャイロスコープ構造体を定義している。その構造体は、角運動軸に直交する駆動軸の方向における一次元運動用に懸架された駆動素子を含む。その構造体はまた、１以上の検知ロータ電極を担持し、かつ、第１指向性バネ構造体によって前記駆動素子に連結された検知本体を含み、第１指向性バネ構造体は、検知本体を駆動素子と共に動かし、かつ、角運動軸及び駆動軸の両方に垂直な検知軸の方向に運動の優先方向を有する。駆動素子は、作動本体と駆動フレームとを含み、第１バネ構造体は検知本体を駆動フレームに対して指向的に連結し、駆動素子は、駆動フレームを作動本体に連結し、かつ、検知軸の方向に運動の優先方向を有する第２指向性バネ構造体を含む。作動本体は、１以上の駆動電極を担持し、駆動軸の方向に運動の優先方向を有する第３指向性バネ構造体によって１以上の第１アンカーポイントに連結されている。駆動素子は、駆動軸の方向に運動の優先方向を有する第４バネ構造体によって１以上の第２アンカーポイントに連結されている。
【０００７】
本発明のさらなる利点は、以下の実施の形態でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下、本発明は、以下の添付図面を参照して、好ましい実施の形態を用いて、より詳細に説明される。
【図１】図１は、ＭＥＭＳジャイロスコープデバイスの平面構造体レイヤーの一部の上面図である。
【図２】図２は、検知本体によって担持される検知電極を示す。
【図３】図３は、駆動素子の駆動電極を示す。
【図４】図４は、２つのレイヤー素子を含むレイヤー構造体の一部を示す。
【図５】図５は、レイヤー構造体のレイヤー素子を示す。
【図６】図６は、２つのレイヤー素子を持つレイヤー構造体。
【図７】図７は、レイヤー構造体を含むジャイロスコープを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
以下の実施の形態は例示的なものである。明細書では、「ある」、「一つの」、又は、「いくつかの」実施の形態を参照するが、このことは、必ずしも、各参照が同じ実施の形態への参照を意味したり、その特徴が一つの実施の形態だけに適用されたりすることを意味するものではない。異なる実施の形態における各個別の特徴は、さらなる実施の形態を提供するために組み合わされてもよい。
【００１０】
以下では、本発明の特徴は、本発明の様々な実施の形態を実施することができるデバイス構造の簡単な例を用いて説明される。実施の形態を説明するために関連する構成要素のみが詳細に記載される。一般に当業者に知られているジャイロスコープ構造体の様々な実装は、本明細書に具体的に記載されないことがある。
【００１１】
図１は、ジャイロスコープ構造体のいくつかの基本的な構成要素を示している。図１は、ＭＥＭＳジャイロスコープデバイスの平面構造体レイヤーの一部の上面図を示している。ＭＥＭＳ構造体レイヤーは、基板ウエハ、シリコン・オン・インシュレータウエハ又は空洞シリコン・オン・インシュレータウエハの上又は中の構造体へのパターニング又はエッチングによって製造され得る。ＭＥＭＳ構造体の製造方法は、当業者に知られており、ここではより詳述することはしない。構造体レイヤーは、図示されているように、検知本体１００を含んでいる。検知本体１００との用語は、ここでは、構造体レイヤーの面における２つの直交する方向Ｘ、Ｙでの慣性運動を提供するために、１以上のバネ構造体によって懸架された振動質量素子を含む構造的な構成要素を指す。方向Ｘは、ここでは、面内の主運動の方向を示し、方向Ｙは、ジャイロスコープの二次運動の面内方向を示している。主運動は、ここでは、１以上の電気機械トランスデューサによって引き起こされる振動運動を指す。二次運動は、ここでは、生じた角運動から生じるコリオリ力による振動運動を指す。検知本体で得られた物理的な変位は、検知本体１００に担持された検知ロータ電極によって静電容量的に読み出され得る。
【００１２】
図２は、検知本体１００に担持された検知ロータ電極２００のための例示的な構造を示している。検知ロータ電極２００は、ここでは、剛性を有するように連結された、又は、その任意の動きに沿って動くように検知本体に一体化された、導電性の構成要素を指す。１以上のロータ検知電極２００は、ステータと電気的に相互作用するように作られたロータを形成している。ステータは、１つ以上のアンカー止めされた検知ステータ電極２０２によって提供される。図２では、検知ロータ電極２００及び検知ステータ電極２０２は、別個の櫛フレームを形成するように構成されている。検知ロータ櫛２０４及び検知ステータ櫛２０６は、検知ロータフィンガに隣接する櫛フィンガが検知ステータ櫛２０６に属し、検知ステータフィンガに隣接する櫛フィンガが検知ロータ櫛２０４に属するように、インターレースされている。主運動では、検知ロータ櫛２０４は、構造体レイヤーの面におけるＸ軸方向の前後に動く。二次運動では、検知ロータ櫛２０４は、Ｙ軸方向で、かつ、Ｘ及びＹ方向に垂直な平面外の軸Ｚ（図示せず）の周りに生じた角運動を受ける構造体レイヤーの面において、前後に動く。図２の構成は、単なる例示であることに留意されたい。振動運動は、ジャイロスコープ構造体の全体的な最適化に応じて、様々なタイプの担持電極及び電極櫛（直線、平行平板、又は、ハイブリッド）で検知することができる。
【００１３】
図１に戻って、検知本体１００は、駆動素子１０２に連結されている。駆動素子１０２は、ここでは、駆動素子に主運動を作動させるための駆動電極を担持する構造体素子を指す。図３は、駆動素子の駆動電極３００の例示的な構造を示している。また、図３の構成で、担持された駆動ロータ電極３００及び駆動ステータ電極３０２は、櫛型フレームを形成するように構成され、駆動ロータフィンガに隣接する櫛フィンガが駆動ステータ櫛３０６に属し、駆動ステータフィンガに隣接する櫛フィンガが駆動ロータ櫛３０４に属するように駆動ロータ櫛３０４と駆動ステータ櫛３０６とがインターレースされている。図３の構成も、単なる例示である。振動の主運動は、ジャイロスコープ構造体の全体的な最適化に応じて、様々なタイプの担持された電極及び電極櫛（直線、平行平板、又はハイブリッド）によって引き起こされてもよい。
【００１４】
図１に戻って、駆動素子１０２は、第１指向性バネ構造体１０４によって検知本体に連結されている。指向性バネ構造体は、ここでは、単独で又は組み合わせて、好ましい方向の運動、すなわち、ある方向には撓み（低いバネ定数を有する）、かつ、他の方向には剛性（極めて高いバネ定数を有する）を、単独又は組み合わせで提供する１以上のバネの組み合わせを指す。撓み方向での指向性バネのバネ定数の他の方向でのバネ定数に対する比は、少なくとも１：１０、典型的には、１：１００−１０００のオーダーである。検知本体１００と駆動素子１０２との間の第１指向性バネ構造体１０４は、Ｙ方向に撓み、かつ、主運動のＸ方向を含む他の方向では剛性であるように構成されている。したがって、第１指向性バネ構造体１０４は、作動された駆動素子１０２の主運動によって検知本体１００をＸ方向に動かし、コリオリ力によって検知本体をＹ方向に動かすことができる。駆動素子１０２の懸架機構も、指向性があるため、構造体レイヤーの面におけるＸ方向の一次元の動きだけを可能にする。
【００１５】
図１の構造体の設計は、コンパクトな表面積及び簡単なサスペンション配置でコリオリ力のための大きな慣性質量を提供するので、非常にすばらしいものであることが容易に理解される。しかしながら、微小電気機械ジャイロスコープでは、寸法が非常に小さく、部品は、数十μｍから数ミリメートルまでのサイズの範囲である。これは設計に多くの課題を課す。例えば、変動する動作温度での熱膨張は、レイヤー構造体の寸法を変え、測定値に有意な変動を引き起こし得る。センサ構造体及び関連する電子部品はまた、パッケージ内にカプセル化する必要がある。パッケージは、構造体レイヤーとは異なる熱膨張係数を有する構造体を含む可能性がある。これにより、温度依存変形、及び、それによる予測できない測定誤差が生じる。公知のフレームベースの構造体は、図１の素子設計における基本的な利点を１以上損なう犠牲のもとで、より良好なモードが切り離されてしまう様々なタイプの構造を示している。
【００１６】
温度依存性は、差動検出に用いられる図１の構造体によってより詳細に理解することができる。差動検出のために、構造体は、レイヤー構造体の中で対称的に２倍にされる。図４は、図１の２つのレイヤー素子を含むレイヤー構造体の一部を示している。第１素子４００及び第２素子４０２は、検知本体４０６、４０８が構造体素子の横方向の端部に位置するように、対称軸４０４に対して対称的に配置されている。これらの種類の構造体では、誤差の重要な発生源が、検知本体のアンカーポイント及び駆動フレームのアンカーポイントを対称軸４０４に向かうＹ方向に変位させる傾向がある温度依存性をもつパッケージ応力にあることが判明している。上述したように、検知本体の懸架機構のロータのアンカーが検知ステータのアンカーに近接して配置されるので、つまり、Ｙ方向における検知本体のロータのアンカーとステータのアンカーとの間の距離が最小化されるので、図１の構造はすばらしい設計である。よって、温度変化に起因する構造変化は、それらの相互の位置決めに対してほとんど影響を及ぼさない。
【００１７】
しかしながら、駆動素子における作動構造体は、構造体レイヤーにおいて検知素子に近接して配置されないように、大きな表面積を必要とする。レイヤー構造体が温度変化で変形すると、アンカーの位置は、通常、対称軸について対称となるように変化するが、これは、測定に対して制御不可能な温度依存誤差を引き起こす。例えば、図３の例示的な作動構造体において、温度変化は、駆動ステータ櫛３０６のフィンガと駆動ロータ櫛３０４のフィンガとの間の隙間を、設計された対称な形から変形させる傾向がある。これは、Ｙ方向に生じる可変駆力を引き起こし、そしてコリオリ力の検出を変動させる。
【００１８】
本発明の実施の形態は、図１の構造体レイヤーの設計における利点を達成すると同時に、ジャイロスコープデバイスで得られた測定結果に対する温度変化の影響を効率的に回避する。図５は、レイヤー構造体の一部を示し、ここでは、図１に示される素子の参照には同じ参照番号が付与されている。パッケージされたジャイロスコープデバイスでは支持レイヤーに剛性を有するように固定されることとなるアンカーポイント１１０、１１２に連結されたバネ構造体１０６、１０８を含むように、検知本体１００及び駆動素子１０２の懸架機構が図示されている。アンカーポイントとレイヤー素子の特定の配置がデバイスの正確な動作のために必要となることが判明している。
【００１９】
駆動素子１０２は、ここでは、作動本体１１４及び駆動フレーム１１６を含んでいる。第１バネ構造体１０４は、検知本体１００を駆動フレーム１１６に対して指向的に連結している。第１バネ構造体１０４は、Ｙ方向については撓み、かつ、他の方向については剛性を有して反発するような、一次元方向だけが優先される特性を有する。これにより、第１バネ構造体１０４は、検知本体１００に対して、駆動フレーム１１６のＸ軸方向の振動をもつように動かし、それによって、検知本体１００の主運動を提供している。第１バネ構造体１０４のＹ軸における撓みは、コリオリ力に応じて検知本体を動かし、それによって、生じた角運動の検知を可能にしている。
【００２０】
駆動フレーム１１６は、第２指向性バネ構造体１１８によって作動本体１１４に連結されている。第２指向性バネ構造体１１８は、Ｙ軸については撓み、かつ、他の方向については剛性を有して反発するような、一次元方向だけが優先される特性を有する。作動本体１１４は、ここでは、電気機械トランスデューサ、つまり、主振動を引き起こすのに必要な、いわゆる駆動モータを含む構造的な作動素子のロータ部を指す。したがって、図５の構成において、作動本体１１４は、図３の１以上の駆動ロータ電極３００を担持する。さらに、構造的な作動素子は、駆動ステータ電極、例えば、図３の駆動ステータ電極３０２を含むステータ部を含んでいる。
【００２１】
作動本体１１４は、第３指向性バネ構造体１０６によって第１アンカーポイント１１０に懸架されている。作動本体の運動の方向は、典型的には、その懸架機構にかなり依存する。図５では、一対の第１アンカーポイント１１０は、作動素子１１４の反対側に優先的に位置し、第３バネ構造体１０８は、撓み方向が共通軸（以下、駆動軸１２０という）に位置合わせされて配向された２つの指向性バネを含んでいる。より一般的には、駆動軸は、作動本体の懸架機構によって定められる運動の許容方向に対応すると考えられる。駆動ロータ電極と駆動ステータ電極との相互作用によって引き起こされる励振は、駆動軸１２０の方向に平行な、作動本体１１４の振動となる。
【００２２】
一方、駆動フレーム１１６は、駆動軸１２０の方向について撓み、かつ、他の方向について反発する第４指向性バネ構造体１０８によって１以上の第２アンカーポイント１１２に連結されている。図５では、一対の第２アンカーポイント１１２は、駆動フレーム１１６の反対側に優先的に位置し、第４バネ構造体１０８は、撓み方向が駆動軸１２０に平行な共通軸に位置合わせされるように配向された２つの指向性バネを含んでいる。第２指向性バネ構造体１１８は、Ｘ方向における作動本体１１４の振動を駆動フレーム１１６に中継し、第１指向性バネ構造体１０４は、Ｘ方向における駆動フレーム１１６の振動を検知本体１００に中継する。よって、検知本体では、駆動軸１２０の方向に平行な主振動が引き起こされる。
【００２３】
図５に示されるように、構造体レイヤーは、第４指向性バネ構造体のバネが連結される複数の第２アンカーポイントを含んでもよい。例えば、図５の構造体は、指向性バネの対と対応づけられた二対の第２アンカーポイント１１２、１３０を含む。一対のアンカーポイント１１２は、Ｙ方向に検知本体１００のステータのアンカー構造体に近接して優先的に配置されてもよい。図５では、検知素子のステータの固定は、検知素子の横方向の端部（つまり、対称軸４０４から最も遠い箇所）にあるのが効果的と考えられる。対応する一対のアンカーポイント１１２におけるアンカーポイントは、対称形状を有し、アンカーポイント１１２の横方向の両端部は、駆動軸１２０に平行で、かつ、検知素子の横方向の側端部１３４と一致する直線１３２に位置合わせされてもよい。指向性バネ１０８による指向性のある懸架機構とアンカーポイント１１２は、図５に示されるように、Ｙ方向で対称軸４０４に近接して配置された、他の一対の第２アンカーポイント１３０及び対応する指向性バネ１３６によって強化されてもよい。
【００２４】
図６は、さらなる実施の形態を示し、ここでは、図４に記載されているように、レイヤー構造体が、２つレイヤー素子４００、４０２の間の対称軸４０４に位置合わせされた一対の第１アンカーポイント１１０を含んでいる。この場合には、対称軸４０４は、駆動軸に一致する。レイヤー素子４００、４０２のための第３指向性バネ構造体１０６は、２つの端部を有する、共通の、剛性を有するレバー素子４１０を含んでいる。レバー素子４１０の一方の端部は、第１レイヤー素子４００の作動本体１１４に連結され、レバー素子４１０の他方の端部は第２レイヤー素子４０２の作動本体４２０に連結されている。レバー素子４１０は、アンカーポイント１１０に対して中央で回動する。
【００２５】
レバー素子４１０と第１アンカーポイント１１０との間の連結は、第１アンカーポイント１１０が支点となるレバー素子４１０のシーソー型運動を可能にするように構成される。したがって、レバー素子４１０の一方の端部が正のＸ方向に動くと、レバー素子４１０の他方の端部は、反対に、負のＸ方向に動かされる。図６の例示的な構成では、レバー素子４１０と第１アンカーポイント１１０との間の連結は、対称軸４０４における第１アンカーポイント１１０からレバー素子内の距離で組み込まれた接続点４２２まで延びるビームを含む。そのような回動するシーソー型の運動を可能にする他の連結タイプが、その範囲内で適用されてもよい。
【００２６】
レバー素子４１０と作動本体１１４、４２０との間の連結は、Ｘ方向の作動本体１１４、４２０の運動をレバー素子４１０のシーソー型運動に、及び、その反対方向に、双方向に伝達するように構成されている。図６の例示的な構成では、レバー素子４１０と作動本体１１４との間の連結は、レバー素子４１０の端部の弱い曲線軌道と作動本体１１４の直線運動とを双方向に連結する対角線状バネ４２４を含んでいる。対角線状バネＸは、それによって連結された素子の運動におけるＸ方向成分については剛性を有して中継するが、レバー素子４１０の運動における可能なＹ方向成分については除去するように撓む。しかしながら、作動素子とレバー素子との間における望ましい双方向伝達を可能にする他の連結構造が、本範囲内で適用されてもよい。
【００２７】
図６に示されるように、第３バネ構造体は、有利な点として、作動本体１１４、４２０の両端に２つの類似する構成要素を含んでいる。レバー素子のシーソー型運動によって、第１レイヤー素子４００と第２レイヤー素子４０２とが連結されてＸ方向の逆位相運動が確実に行われる。対称的な配置によって、例えば機械的な衝撃又は振動によって引き起こされる駆動方向（Ｘ方向）の加速がキャンセルされる。さらに有利な点として、それによって駆動運動及びそのバネ定数が線形に維持される。第３バネ構造体は、主運動から検知方向（Ｙ軸）の運動成分を除去し、作動本体１１４、４２０のバネ定数を振幅に関して安定に維持する。
【００２８】
図７は、図５のレイヤー構造体７０２を含むジャイロデバイス７００の構成要素を示す。レイヤー構造体７０２は、基板支持体及び／又はカバーキャップレイヤーを含む微小電気機械部に含まれてもよい。ジャイロスコープは、微小電気機械部からの電気信号を入力して電気信号を出力する電気回路部７０４を含んでもよい。
【００２９】
微小電気機械デバイスは、様々なセンサ素子、有線又は携帯型のコンピューティング、ゲーム又は通信装置、計測装置、描画装置、自動車機能制御ユニットなどの数多くのものを含む結合されたセンサ素子に含まれてもよい。
【００３０】
技術が進歩し、本発明の基本的な考えが様々な態様で実施され得ることは、当業者には明らかである。よって、本発明及びその実施の形態は、上記例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で変えてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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