(57)【要約】  直線加速が起こるときの回転センサーの場合における移動個別構造(１００，２００，３００，４００，５００，６００)に基づいて発生する測定エラーを避けるために、回転速度センサーは基板と、設計平面（ｘ-ｙ）上の基板に相対して移動する２つの構造(１００，２００，３００，４００，５００，６００)とを備え、２つの移動可能構造(１００，２００，３００，４００，５００，６００)は連結され、連結構造を形成し、該連結構造は設計平面（ｘ-ｙ）上の第１方向（ｘ）における移動可能構造の逆位相偏向を伴う第１振動モードを励起モードとして有し、上記連結構造は、第１振動モードが励起されるとき、かつ、設計平面（ｘ-ｙ）に直角な、回転センサーの受感軸（ｚ）の周りを回転しているとき、コリオリ加速度によって励起される検知モードとして第２振動モードを有し、上記連結構造は、最適な必須条件の対象となり、第２軸に平行な方向の回転速度センサーの直線加速によって励起され得るいかなる振動モードも有さないように設計されている。
2010531447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、設計平面（ｘ-ｙ）上で上記基板に相対して移動可能な２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）とを備える回転速度センサーであって、上記２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は連結されて連結構造を形成し、
・上記連結構造は、上記設計平面（ｘ-ｙ）上の第１方向（ｘ）における上記移動可能構造の逆位相偏向を伴う第１振動モードを励起モードとして有し、
・上記連結構造は、第１振動モードが励起されるとき、かつ、回転速度センサーにおける上記設計平面（ｘ-ｙ）に直角な受感軸（ｚ）の周りを回転する間、コリオリ加速度によって励起される検知モードとして第２振動モードを有し、検知共鳴周波数を有する回転速度センサーであって、
上記連結構造は、理想的必須条件の対象となり、設計平面（ｘ-ｙ）上の第２方向（ｙ）に対して平行な方向の回転速度センサーの線形加速によって励起され得る振動モードを有さず、第２方向（ｙ）は、第１方向（ｘ）および受感軸（ｚ）に対して直角であることを特徴とする、回転速度センサー。
【請求項２】
上記２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）を互いに連結する回転スプリング素子（４）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の回転速度センサー。
【請求項３】
上記回転スプリング素子（４）は、屈曲梁（５）と、基板上の固定部（６）とを備え、上記回転スプリング素子（４）は、受感軸（ｚ）に対して平行な対称軸（１０）の周りに対称的に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の回転速度センサー。
【請求項４】
上記回転スプリング素子（４）は、対称軸（１０）の周りのねじれについては柔軟であり、その他全ての荷重については剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の回転速度センサー。
【請求項５】
上記検知モードは、上記２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の回転振動であり、または、上記受感軸（ｚ）の周りにおいて、少なくとも上記回転振動の一部であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項６】
上記個別構造（１００，２００）は、振動体（１１０、２１０）を備え、該振動体（１１０、２１０）は、回転スプリング素子（４）、連結スプリング構造（３）、およびｘス回転プリング素子（７）を介して連結され、
上記連結スプリング構造（３）は、第１方向（ｘ）において柔軟であり、受感軸（ｚ）の方向において剛性を有し、第２方向（ｙ）においてできるかぎりの剛性を有し、ｘスプリング素子またはｘ回転スプリング素子（７）は、回転スプリング素子（４）と振動体（１１０、２１０）との間に配置され、第１方向（ｘ）において柔軟であり、または、ｘ回転スプリング素子は、受感軸（ｚ）に対して平行に配置されている対称（１１）の軸の周りのねじれについて追加的に柔軟であり、他の全ての荷重については剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項５に記載の回転速度センサー。
【請求項７】
上記検知モードは、上記２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の逆位相直線振動、または、第２方向（ｙ）に沿った、少なくともその一部であり、第２方向（ｙ）は、第１方向（ｘ）および軸（ｚ）に対して直角であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項８】
受感軸（ｚ）に対して平行である対称（１１）の軸を有するｘ回転スプリング素子（７）は、各場合において、個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）と回転スプリング素子（４）との間に設けられ、ｘ回転スプリング素子（７）は、ｘ方向において、また、対称（１１）の軸の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重につて剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項７に記載の回転速度センサー。
【請求項９】
上記個別構造（３００，４００）は、励起ユニット（３１０，４１０）とサンプルマス（３３０，４３０）とを有し、上記励起ユニット（３１０、４１０）は、第１方向にしか移動できず、連結スプリング構造（３）を介して連結され、サンプルマス（３３０，４３０）は、ｙスプリング素子（３３１，４３１）を介して励起ユニット（３１０，４１０）に連結され、
ｙスプリング素子（３３１，４３１）は、第１方向において剛性を有し、受感軸（ｚ）に対して平行であり、第２方向において柔軟であり、
サンプルマス（３３０，４３０）は、ｘ回転スプリング素子（７）を介して回転スプリング素子（４）に接続されることを特徴とする、請求項８に記載の回転速度センサー。
【請求項１０】
上記個別構造（５００，６００）は、励起ユニット（５１０，６１０）、コリオリ素子（５２０、６２０）、および検知ユニット（５３０，６３０）を備え、励起ユニット（５１０、６１０）は、連結スプリング構造（３）を介して連結され、検知ユニット（５３０、６３０）は、回転スプリング素子（４）およびｘ回転スプリング素子（７）を介して連結され、コリオリ素子（５２０，６２０）は、ｙスプリング素子（５２１、６２１）を介して励起ユニット（５１０、６１０）に接続され、検知ユニット（５３０，６３０）は、ｘスプリング素子（５３１ｂ、６３１ｂ）を介してコリオリ素子（５２０、６２０）に接続され、また、
上記個別構造（５００、６００）は、さらなるｙスプリング素子（５３２、６３２）を有し、これにより、検知ユニット（５３０、６３０）は基板に固定され、上記さらなるｙスプリング素子（５３２，６３２）は、第２軸（ｙ）の方向において柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項８に記載の回転速度センサー。
【請求項１１】
上記検知モードは、上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の逆位相直線振動、または、第１方向（ｘ）および軸（ｚ）に対して直角な第２方向（ｙ）に沿う少なくともその一部を有し、
上記２つの個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の回転振動、または、受感軸（ｚ）の周りにおける少なくともその一部を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１２】
上記個別構造（５００、６００）は、励起ユニット（５１０，６１０）、コリオリ素子（５２０，６２０）、および検知ユニット（５３０、６３０）を備え、コリオリ素子（５２０，６２０）は、ｙスプリング素子（５２１、６２１）を介して励起ユニット（５１０、６１０）に接続され、励起ユニット（５１０，６１０）は、連結スプリング構造（３）によって連結され、検知ユニット（５３０、６３０）は、回転スプリング素子（４）を介して連結され、また、
軸（ｚ）に対して平行な対称（１１）の軸を有するｘ回転スプリング素子（５３１，６３１）は、各場合において、コリオリ素子（５２０、６２０）と検知ユニット（５３０、６３０）との間に設けられ、ｘ回転スプリング素子（５３１、６３１）は、ｘ方向において、また、対称（１１）の軸の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項１１に記載の回転速度センサー。
【請求項１３】
上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は、励起モードの励起用の力伝達器（１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４）を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１４】
上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は、励起モード用のタップを有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１５】
上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は、検知モードの検知用のタップ（１３４，２３４，３３４，４３４，５３４，６３４）を有することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１６】
検知モードの検知用のタップ（１３４，２３４，３３４，４３４，５３４，６３４）は、プレートコンデンサ構成であることを特徴とする、請求項１５に記載の回転速度センサー。
【請求項１７】
検知モードの検知用のタップ（５３４，６３４）は、櫛形ドライブであることを特徴とする、請求項１５に記載の回転速度センサー。
【請求項１８】
上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は、検知モードのリセット用の力伝達器を有することを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１９】
上記個別構造（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の共鳴周波数を調節するために、調節電極（５２４、６２４）が設けられることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項２０】
力をコリオリ素子に適用し、それらの偏向を測定するために、さらなる力伝達器およびタップ（５２４，６２４）が設けられることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、基板と、設計面上の基板に相対して移動可能な２つの個別構造を有する回転速度センサーであって、２つの個別構造は連結して連結構造をなし、上記連結構造は、励起モードとしての設計面上の第１方向における移動構造の逆位相偏向を伴う第１振動モードを有し、上記連結構造は、検知モードとしての第２振動モードを有し、当該モードは、第１振動モードが励起され、回転速度センサーにおける設計面に対して直角である受感軸の周りを回転している間、コリオリ加速度によって励起され、上記連結構造は、検知共鳴周波数を有する、回転速度センサーに関する。
【０００２】
ＷＯ  ２００５／０６６５８５  Ａ１、ＷＯ  ２００５／０６６５８４  Ａ１，およびＵＳ  ６，６０５，１６４は、スプリング素子７１１によって連結される励起ユニット７１０、サンプルマス７３０、および基板を有し、概ね、励起ユニット７１０は第１軸（ｘ軸）のみに向かって、基板に相対して移動可能であり、サンプルマス７３０は、第１軸（ｘ）に対して直角な第２軸（ｙ軸）の方向のみに向かって、励起ユニット７１０に相対して移動可能である、回転速度センサー（例として図７で示す）を説明している。両軸は基板面に位置し、すなわち、製造公差の範囲において、上記構造は基板に対して直角には動かない。２つの力伝達器およびタップによって、力はｚ方向にかけることができ、ｚ方向において動きを測定することができるが、それらを必要としない。これは、ｚ力伝達器およびｚタップを製造できないような構造の製造方法を用いることもできるということを意味する。コリオリジャイロの形の回転速度センサーの作動中に、励起ユニット７１０は第１軸（ｘ）の方向に第１振動を励起する（励起モード）。サンプルマス７３０はこの場合、サンプル振幅および相を励起ユニット７１０で扱いつつ、この方向（概ね）に移動される。力伝達器およびタップ７１４は、励起ユニット７１０のために取り付けられ、励起ユニット７１０によって、共鳴周波数において、および固定された値において規制された速度振幅で、最も好ましい作動モードにて励起モードが励起される。
【０００３】
基板面に対して直角な軸（ｚ）の周りをコリオリジャイロが回転させられるとき、コリオリの力は、第２軸（ｙ）の方向に個々の構造に及ぼされる。上記した自由な動き度合い（動きの自由度）のため、サンプルマス７３０のみがコリオリの力で偏向させられる。この場合、サンプルマス７３０は、第２軸（ｙ）の方向における振動を発生させ、これはまた、以下では検知モードと称する。サンプルマス７３０の結果的振動における偏向または振幅は、測定変数として使用することができる。適切なタップ７３４は、このため、例えば、基板に固定される対向電極を有するサンプルマス７３０における電極のために必要とされる。または、コリオリの力はリセットされ得る。このために力伝達器が必要とされるが、これによって、力をサンプルマス７３０にかけることができる（例えば、上記したような電極構造であり、タップ機能と力伝達機能は、共通電極または分離電極を選択的に介して設けることができる）。リセットを行う力の振幅は、角速度の指標である。
【０００４】
引例の文献はまた、各場合において、共通基板において並ぶ上記のジャイロ素子２つを構成することができること、およびさらなるスプリング素子によって２つのドライブユニットおよび／または２つのサンプルマスを連結できることを説明している。
【０００５】
ＷＯ  ０２／１６８７１  Ａ１およびＵＳ  ６，６９１，５７１  Ｂ２は、ジャイロを回転速度センサー（例として図８に示す）として説明しているが、上記回転速度センサーは、励起ユニット８１０、コリオリ素子８２０、検知ユニット８３０、および基板を有し、それらはスプリング素子８１１、８２１、８３１、８３２によって連結され、概ね、励起ユニット８１０は、第１軸（ｘ軸）の方向のみにおいて、基板と相対して移動することが可能であり、検知ユニット８３０は、第１軸（ｘ）に対して直角な第２軸（ｙ軸）の方向のみにおいて基板に相対して移動することが可能であり、コリオリ素子８２０は、第２軸（ｙ）のみにおいて励起ユニット８１０と相対して移動し、第１軸（ｘ）のみにおいて検知ユニット８３０と相対して移動することが可能である。この２つの軸は基板面に位置し、すなわち、製造公差の範囲において、上記構造は基板に対して直角には動かない。力伝達器は、ｚ方向に力を加えることができ、ｚ方向において動きを測定できるが、そのような力伝達器は必要ではない。これは、ｚ力伝達器およびｚタップが製造できないような構造の製造方法も用いることができるということを意味している。
【０００６】
コリオリジャイロを作動させるため、励起ユニット８１０は、第１軸（ｘ）の方向の第１振動を励起する（励起モード）。コリオリ素子８２０は、この場合、同じ振幅と相を励起ユニット８１０で扱いつつ、この方向に移動され、一方、検知ユニット８３０は（概ね）この方向には移動されない。力伝達器およびタップ８１４は、励起ユニット８１０用に設けられ、励起ユニット８１０によって、共鳴周波数において、および固定された値において規制された速度振幅で、最も好ましい作動モードにて励起モードが励起される。
【０００７】
コリオリジャイロが基板面に対して直角な軸（ｚ軸）の周りを回転するとき、コリオリの力は、第２軸（ｙ）の方向の移動可能構造に働きかける。上記の自由な動き度合いのために、コリオリ素子８２０のみが（励起ユニット８１０は含まない）、検知ユニット８３０が移動されつつ、コリオリの力によって偏向される。この場合、検知ユニット８３０とともにコリオリ素子８２０は、第２軸（ｙ）の方向に振動を発生させ、これはまた後に、検知モードと称する。結果としての検知モードの振幅は、測定変数として用いることができる。適切なタップ８３４は、このために必要とされ、例えば、基板に固定された対向電極を有する検知ユニット８３０上の電極用として必要とされている。または、コリオリの力はリセットし得る。力伝達器はこのために必要とされ、これによって、力を検知モードにかけることができる（例えば、上記の電極構成であり、この場合、タップ機能および力伝達機能は、共通電極または分裂電極を選択的に介して行われる）。リセットを行う力の振幅は、角速度の指標である。
【０００８】
ＷＯ  ０２／１６８７１  Ａ１およびＵＳ  ６、６９１、５７１  Ｂ２はまた、各場合において、共通基板上において並ぶ２つのジャイロ素子を構成できることと、２つのドライブユニットと、２つのコリオリ素子、または、２つの検知ユニットを、さらなるスプリング素子で連結できることを説明している。
【０００９】
しかしながら、先行技術に係る全ての実施形態において、サンプルマスおよび／またはコリオリ素子および検知ユニットは、第２軸の方向の直線加速力がリセットを行う力によって相殺されなければ、上記直線加速力によって相対的に大きな程度で偏向される。この“相対的に大きな”偏向は、上記連結された構造がまた固有モードを有するので可能となる。固有モード（以下、“直線モード”とも称す）では、サンプルマスおよび／またはコリオリ素子および検知ユニットが、位相が一致して、第２軸の方向に移動し、この直線モードの共鳴周波数は、検知モードの共鳴周波数ω２よりも低い。
【００１０】
“相対的に大きい”という表現は、第２軸の方向の直線定常状態加速度αの場合、偏向ｘは数パーセントに達すると解釈されるべきである。
【００１１】
【数１】
2010531447.tif 000003
【００１２】
または、より大きい（ω２は、この場合、検知モードの共鳴周波数である）。上記式は、個々の構造に対して当てはまる。サンプルマスおよび／またはコリオリ素子／検知ユニットを連結しない構造のため、２つの独立した検知モードが存在し、これらのモードは、製造公差による幾分か異なった共鳴周波数を有し、かつ／または弱い連結（例えば、無限に大きいわけではない剛性を有する固形構造コンポーネントによるもの）は結果として、少量の共通モード／差異モードをもたらし得る。
【００１３】
連結が、サンプルマスおよび／またはコリオリ素子および／または検知ユニットの付加的スプリング素子によって慎重に行われるとき、個々の構造の検知モードの共鳴は、共通モードおよび差異モードに分けられる。差異モードは検知モードに対応し、先行技術における関連する例において、常に共通モードよりも高い共鳴周波数を有する。加速度依存偏向は、式（１）にしめされるものよりもはるかに大きい。
【００１４】
直線加速力の上記リセットなしでは、出力信号に加速度依存エラーが発生する。これらのエラーは、２つの連結されたジャイロユニットの場合に、部分的ではあるが相殺される。リセットを行うことによって、エラー信号を低減するが、適切に設計された力伝達器を必要とする。例えば、静電力伝達器の場合、電極において必要とされるサイズ、および／または、電圧において必要とされる大きさは、センサー素子の機械的特性に対する、および／または、エレクトロニクス（コンポーネントの数、パワーロス、物理的大きさ）に対する不利な効果を有し得る。
【００１５】
２つの連結されたサンプルマスを有し、励起モードと検知モードのそれぞれが基板面上のこれら２つのサンプルマスの直線逆位相振動に対応する、マイクロメカニカルなジャイロ構造は、Ｍ．Ｆ．Ｚａｍａｎ、Ａ．Ｓｈａｒｍａ、およびＦ．Ａｙａｊｉの“Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｃｈｅｄ−Ｍｏｄｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｆｏｒｋ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ”、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  （ＭＥＭＳ  ２００６）  Ｉｓｔａｎｂｕｌ，Ｔｕｒｋｅｙ、Ｊａｎ．２００６、ｐｐ．６６-６９で知られている。第１の近似では、検知モードの共鳴周波数および直線モードの共鳴周波数は同一で、すなわち、直線加速度は、エラー信号を誘発する、サンプルマスの相対的に大きい偏向をもたらす。
【００１６】
マイクロメカニカルなジャイロ構造が知られている（Ｐ．Ｇｒｅｉｆｆ，Ｂ．Ｂｏｘｅｎｈｏｒｎ，Ｔ．Ｋｉｎｇ，およびＬ．Ｎｉｌｅｓ，“Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ，６ｔｈ  Ｉｎｔ．  Ｃｏｎｆ．  ｏｎ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’９２）、Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，Ｊａｎ．１９９１、ｐｐ．９６６-９６８、または、Ｊ．Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ，  Ｓ．Ｃｈｏ，  Ａ．Ｔ．Ｋｉｎｇ，  Ａ．Ｋｏｕｒｅｐｉｎｓ、  Ｐ．Ｍａｃｉｅｌ，およびＭ．Ｗｅｉｎｂｅｒｇ，  Ａ  Ｍｉｃｏｒｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｃｏｍｂ−Ｄｒｉｖｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｆｏｒｋ  Ｒａｔｅ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ，  Ａ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｃｏｍｂ−Ｄｒｉｖｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｆｏｒｋ  Ｒａｔｅ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ，  Ｐｒｏｃ．  Ｉｅｅｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  （Ｍｅｍｓ  ９３），  Ｆｏｒｔ  Ｌａｕｄｅｒｄａｌｅ，ＦＬ，ＵＳＡ，Ｆｅｂ．１９９３、ｐｐ．１４３−１４８またはＤＥ  １９６４１２８４）。これについて、検知モードは回転振動に対応する。したがって直線モードの共鳴周波数は検知モードの共鳴集和数ω２より著しく高くなるように上記構造を設計することが可能である。上記加速度依存エラーは、これにより、大きく抑えることができる。しかしながら、公知の構造では、力をｚ方向に加えることができ、動きをｚ方向に測定できる力伝達器および／またはタップを必要とする。
【００１７】
２つの組み合わされたジャイロ構造を有し、上記２つの励起ユニット（サンプルマスまたはコリオリ素子／検知ユニットではない）が組み合わされるＷＯ  ２００５／０６６５８５  Ａ１、ＷＯ２００５／０６６５８４  Ａ１，ＵＳ  ６、７０５，１６４  Ｂ２，  ＷＯ  ０２／１６８７１  Ａ１，およびＵＳ  ６、６９１，５７１  Ｂ２における全ての実施形態では、２つのサンプルマスおよび／またはそれぞれ検知ユニットを有した２つのコリオリ素子の共鳴周波数は、製造公差のため分けられる。検知モードにおける高振動Ｑ因子は、マイクロメカニカルジャイロにおける高い正確さを得るために一定の基準に達する必要がある。検知モードの共鳴幅（または３ｄＢ幅）は、２つの共鳴周波数の分裂よりも狭くすることができる。高い正確さを得るために必要であるいわゆる二重共鳴操作では検知モードの共鳴周波数は励起モードの共鳴周波数に合わせる必要があるが、上記二重共鳴操作について、両検知モードを個別に調整する必要がある。電気調整の場合、両検知モードは検知され、調整されなければならず、したがって、関連する電子的複雑さは概ね倍になる。
【００１８】
本発明の目的は、それゆえ、第２軸の方向への直線加速の場合には、サンプルマスおよび／またはコリオリ素子および検知ユニットの偏向（転向）が著しく防がれ、リセットを行わずにでも上記偏向が著しく防がれる回転速度センサーを特定することである。さらに、力をｚ方向に加えることができ、ｚ方向で動きを測定することができるいかなる力伝達器およびタップの必要性もなくする。さらに、正確さと高振動Ｑ因子のために厳密な要件がある場合、検知モードを１つのみ検知（制御）されればよい機械的構造を与える。
【００１９】
本発明によると、上記目的は、特許請求項１の特徴的構成を有する回転速度センサーによって達成される。
【００２０】
回転速度センサーは、基板と、設計面上の基板に相対して移動可能な２つの個別構造を備える。２つの移動個別構造の間で連結が行われ、その結果、以下の構成が満たされる。
・連結された構造は、設計平面における第１方向の移動個別構造の逆位相偏向を有する第１振動モードを有する（励起モード）。
・連結された構造は、第１振動モードが励起され、回転速度センサーにおける、設計平面に直角な受感軸の周りを回転する間、コリオリ加速によって励起され得る第２振動モードを有する（検知モード）。
・理想的な必須条件（すなわち、例えば、マス素子の剛性は無限に大きく、理想的なスプリング構造（例えば、左右方向における無限の剛性を有する屈曲梁）であり、かつ無視し得る小ささの製造公差）前提とし、連結された構造は、第２軸と平行な方向の直線加速によって励起され得る振動モードを有さない。
【００２１】
実際の状況では、この直線モードにおける共鳴周波数は検知モードの共鳴周波数より高く、例えば約１．４の因子分高くなることを確実にする必要がある。
【００２２】
請求項２に記載されているように、このような検知モードは、２つの個別構造を互いに連結する回転スプリング素子によって有利に達成される。
【００２３】
請求項３に記載されているように、回転スプリング素子を一度実行すると、回転スプリング素子は屈曲梁から形成され、対称の軸において対称的に基板に固定され、請求項４に記載されているように、回転スプリング素子は、対称の軸におけるねじれについて柔軟であり、他の全ての荷重には剛性を有する。
【００２４】
請求項５に記載されているような有利な改良において、２つの個別構造の回転振動、または、少なくともそれらのうちの一部分は、受感軸の周りにおいて、検知モードとして用いられる。設計が対称であり、製造公差が無視できるものであれば、回転振動は、直線加速によって励起され得ない。
【００２５】
特に単純に実施されるものとしては、請求項６に記載されているような回転速度センサーがある。そこでは、個別構造は回転スプリング素子を介して連結される振動体を備える。この改良は、力および信号が検知運動に依存しない励起モードのための力伝達器および／またはタップ、および／または、励起運動に依存しない検知モードのための力伝達器を使用するときに利点を発揮する。
【００２６】
直線加速によって励起され得ない検知モードのためのさらなる有利な改良は、請求項７および１１に記載されているように、検知モードは逆位相線形振動または逆位相線形振動および回転振動の混合形態である。
【００２７】
この場合、有利に、また、請求項８に記載されているように、ｘ回転スプリング素子が設けられている。ｘ回転スプリング素子は、同時に相対回転および動作における２点間のｘ方向の距離の変化を可能にする連結部の特徴を有する。このｘ回転スプリング素子は、回転運動が直線運動に変換されることを可能にする。
【００２８】
請求項９に記載されているような回転速度センサーの場合、個別構造は励起ユニットとサンプルマスを備え、励起ユニットは、第１方向に導かれ、サンプルマスは、それらが励起ユニットに相対して、基板に平行な方向にのみ、第１方向に対して直角に動くことができるように、スプリング素子を介して連結され、サンプルマスは、回転スプリングを介して連結される。この回転速度センサーは、励起運動に依存しない検知モードのためのタップおよび／または力伝達器を用いるとき、特に利点を発揮する。
【００２９】
請求項１０に記載されているような回転速度センサーの好ましい改良では、個別構造は励起ユニット、コリオリ素子、および検知ユニットを備え、励起ユニットは、スプリング素子を介して連結され、検知ユニットは、回転スプリング素子を介して連結されている。検知ユニットを基板に固定するｙスプリング素子の使用によって、回転振動を伴う検知ユニットを避け、このため、検知モードのタップとしてプレートコンデンサ構成を用いるとき、位置に依存するプレートコンデンサ構成のプレート分離における変化を避けることができる。さらに、製造公差の結果、励起運動と検知モード用のタップとの間のエラー角（誤差角）が生じるとき、エラー信号を検知しない。
【００３０】
請求項１６に記載されているような検知モード用のタップとしての、プレート分離における変化を有するプレートコンデンサ構成は、印加された電圧が検知モードの共鳴周波数を変化させるという特徴を有する。これは、周波数を調整するために（共鳴を倍にするために）故意に用いることができる。
【００３１】
請求項１７に記載されているような検知モード用のタップとしての櫛形ドライブは、プレートコンデンサ構成の場合に発生する共鳴周波数の調節を、タップ機能のための信号を調節することによって、または、（回転速度依存）リセット電圧によって、避ける。
【００３２】
ここで使用される“櫛形ドライブ”および“プレートコンデンサ構成”という用語は、本願の目的に従って、以下のように理解されるべきである。
・“櫛形ドライブ”は、“浸漬”電極を有するプレート状のコンデンサの構成であり、すなわち、電極の重なりが変化する。一般的には、浸漬電極の両側部において同じだけ電極が離れている（同じ電極分離である）。
・“プレートコンデンサ構成”は、移動中において電極分離が変化される、プレート状のコンデンサの構成である。これを実施するための考えられる方法としては、一方では、移動電極の両側部における異なる電極分離があり（周波数のみを不調節にすることを意図している場合、同じ電極分離を選択することも可能である）、もう一方では、移動電極の両側部における固定された電極をそれぞれ、異なる電位とすることがある。
【００３３】
櫛形ドライブをタップとして用いるとき、周波数調節は、請求項１９に記載されているように、単純な方法で、別個の調節電極を介して行われ得る。
【００３４】
コリオリジャイロを操作するため、励起モードは力伝達器によって励起される。コリオリジャイロが受感軸の周りを回転するとき、コリオリの力が作用し、検知モードを励起できる。結果として得られる振動の振幅は、測定変数として使用できる。適切なタップはこのために設けられる。または、コリオリの力をリセットできる。力伝達器はこのために必要とされ、これによって、モーメントおよび／または力を検知モードに適用することができる。リセットするモーメントまたはリセットする力の振幅は、角速度の目安となる。力がｚ方向にかけられ、動きがｚ方向で測定される力伝達器は必要ではない。
【００３５】
本発明に係る回転センサーの例示実施形態を以下に、図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る回転速度センサーの第１例示実施形態の概略的平面図である。
【００３７】
図２は、本発明に係る回転速度センサーの第２例示実施形態の概略的平面図である。
【００３８】
図３は、本発明に係る回転速度センサーの第３例示実施形態の概略的平面図である。
【００３９】
図４は、本発明に係る回転速度センサーの第４例示実施形態の概略的平面図である。
【００４０】
図５は、本発明に係る回転速度センサーの第５例示実施形態の概略的平面図である。
【００４１】
図６は、本発明に係る回転速度センサーの第６例示実施形態の概略的平面図である。
【００４２】
図７は、従来の回転速度センサーの概略的平面図である。
【００４３】
図８は、従来のさらなる回転速度センサーの概略的平面図である。
【００４４】
いくつかの場合において、図面上の同一の部分には、同一の参照符号を付していないことがある。それは、明確さを際立たせるためである。ただし、ここで示される対称および同一の描写に基づいて、当業者は、図面におけるどの部分がどの参照符号に属しているかが分かるであろう。
【００４５】
全ての例示実施形態において、受感軸は図面の平面に対して直角である。図面の平面は、ｘ軸およびｙ軸に平行と見なされ、これに対してｚ軸は直角であり、それゆれ、受感軸に対して平行である。基板表面は、ｘ軸およびｙ軸に対して平行であり、それゆえ、設計平面ｘ-ｙを形成する。
【００４６】
薄いグレーで示される全てのコンポーネントは、移動“マス素子”を表し、該素子は、第１の近似では、無限の剛性を有していると考えられる。濃いグレーで示される領域は、概ね、基板と相対的に移動できない。ダッシュは、スプリング素子のコンポーネントとして用いられる屈曲梁を表す。良好な近似では、これらの屈曲梁は、左右方向において無限の剛性を有している。ｚ方向の屈曲梁の広がりは、左右方向に直角な図面の平面の広がりよりも著しく大きい場合、屈曲梁は、左右方向に直角な図面の平面の軸の方向よりもｚ方向において著しく剛性が高い。屈曲梁の質量／慣性モーメントおよびスプリング構造の一部であるマス素子の質量／慣性モーメントは、良好な近似では、しばしば無視される。
【００４７】
上記近似は、例示として、“基本的には”という表現を伴って以下の文で使用される。
【００４８】
多数の組立て方法は、特にマイクロテクニカルな方法を含めて、変形物を製作するには適切なものである。
【００４９】
図１に示す第１例示実施形態は、基板（図示せず）および２つの第１個別構造１００，２００を有する。第１個別構造１００、２００は、第１固定点１１３、２１３で、第１スプリング素子１１１，２１１を介して、基板に取り付けられる振動体１１０、２１０を有する。第１スプリング素子１１１、２１１は、ｘおよびｙ方向で柔軟であり、ｚ方向ではできるかぎりの剛性を有している。２つの孤立体１１０，２１０は、連結スプリング構造３、回転スプリング素子４、およびｘ回転スプリング素子７を介して連結される。
【００５０】
連結スプリング構造３は、ｘ方向において柔軟であり、ｚ方向およびｙ方向においてできるかぎりの剛性を有するように設計されている。回転スプリング素子４は、屈曲梁５および、基板上の固定部６とを有し、対称軸１０の周りのねじれについてｚ方向において柔軟であり、他の全ての荷重について剛性を有するように設計されている。ｘ回転スプリング素子７は、対称軸１１の周りのねじれについてｘ方向およびｚ方向において柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されている。この変化形において、ｘ回転スプリング素子７のねじれは、しかしながら、上記構成によって抑えられる（特に、連結スプリング構造３）。ｘスプリング素子もまた、それゆえに、ｘ回転スプリング素子７のかわりに用いることができ、ｘ方向において柔軟であり、その他の全ての荷重に対して剛性を有するように設計されている。これは、励起モードの制御を向上させる。
【００５１】
励起モードはｘ軸の方向における振動体１１０、２１０の線形の逆位相振動（逆位相の変動）に対応する。励起モードの共鳴周波数は基本的に、振動体１１０、２１０の質量およびスプリング剛性または、スプリング素子１１１，２１１、連結スプリング構造３およびｘ回転スプリング素子７の回転スプリング剛性によって左右される。
【００５２】
検知モードは、ｚ方向における対称軸１０の周りの振動体１１０，２１０の（共通の）回転振動に対応する。検知モードの共鳴周波数は、基本的に、振動体１１０、２１０の慣性モーメント、およびスプリング剛性、または第１スプリング素子１１１、２１１の回転スプリング剛性、および回転スプリング素子４の回転スプリング剛性に起因する。
【００５３】
第１個別構造１００、２００は、第１力伝達器１１４、２１４を有し、これにより、励起（励磁）モードが励起される。これらの力伝達器はまた、励起モード用のタップとして設計され、または、タップは追加的に設けられるべきである。ここで示す例では、いわゆる櫛形ドライブ（櫛形駆動部）が、力伝達器として示されている。これらは、振動体１１０、２１０と一体化された第１移動励起電極１１５、２１５、および、基板に固定された第１励起電極１１６、２１６を含む。櫛形ドライブは、同時に、力伝達器として、および、タップとして用いることができる。
【００５４】
第１個別構造１００、２００は、第１タップ１３４、２３４を有し、これにより、検知モードが検知される。これらのタップはまた、これらのタップの動作をリセットするためのコリオリの力（転向力、偏向力）を相殺（補償）する力伝達器として、もしくは、追加的に設けられなければならない力伝達器として設計される。ここで示される例では、プレートコンデンサ構成はタップとして示され、検知動作の最中にプレート分離が変化する。タップは、振動体１１０、２１０と一体化された第１移動検知電極１３５、２３５、および、基板に固定される第１検知電極１３６、２３６を含む。プレートコンデンサ構成は、同時に、力伝達器およびタップとして用いることができる。
【００５５】
第１例示実施形態では、直線（線形）励起モードは、基板平面上でのみ制御される。とりわけ、これは、図示された第１静止励起電極１１６，２１６を有する第１力伝達器１１４、２１４の例の場合、一方向において行われる励起モードの場合よりも、妨害力が、より顕著に検知モードに対して逆効果をもたらし得ることを意味する。例えば、第１力伝達器１１４、２１４および励起モードの間に加えられるズレは、検知モードの大きな妨害励起を招き得る。
【００５６】
さらに、図示された第１静止検知電極１３６、２３６を有する第１タップ１３４，２３４の例では、製造公差が励起動作とタップとの間の誤差角をもたらすとき、エラー信号が検知される。
【００５７】
第１例示実施形態はそれゆえ、検知動作に大きく依存しない力および信号を有する励起モードのための力伝達器および／またはタップを用いるとき、および／または、励起動作に大きく依存しない信号および力を有する検知モードのためのタップおよび／または力伝達器を用いるとき、主にその利点を発揮する。
【００５８】
図２に示す第２例示実施形態は、基板（図示せず）および２つの第２個別構造３００，４００を有する。第２個別構造は、第２固定点３１３，４１３においてスプリング素子３１１，４１１を介して基板に取り付けられる第１励起ユニット３１０、４１０を有する。サンプル・マス（質量のある塊）３３０、４３０は、ｙスプリング素子３３１、４３１を介して第１励起ユニット３１０、４１０に接続される。第１励起ユニット３１０、４１０は、連結スプリング構造３に直接連結される。サンプルマス３３０、４３０は、回転スプリング素子４と、ｘ回転スプリング素子７とに直接連結される。
【００５９】
第２スプリング素子３１１，４１１は、ｘ方向において柔軟であり、ｙおよびｚ方向において、できるかぎりの剛性を有する。これらは、案内特性を向上させるため、固体素子３１２に接続される。ｙスプリング素子３３１、４３１は、ｙ方向において柔軟であり、ｘおよびｚ方向において、できるかぎりの剛性を有する。連結スプリング構造３は、ｘ方向において柔軟であり、ｚ方向において剛性を有し、ｙ方向において、できるかぎりの剛性を有するように設計される。屈曲梁５と、基板上に固定部６とを備える回転スプリング素子４は、対称軸１０の周りのねじれについて方向ｚにおいて柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されている。ｘ回転スプリング素子７は、ｘ方向において柔軟であり、対称１１の軸の周りのねじれについてｚ方向において柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されている。
【００６０】
励起モードは、ｘ軸の方向におけるサンプルマス３３０，４３０を有する第１励起ユニット３１０、４１０の線形の逆位相振動と対応する。励起モードの共鳴周波数は、基本的に、スプリング剛性、および、第２スプリング素子３１１，４１１の回転スプリング剛性、連結スプリング構造３の回転スプリング剛性、および、ｘ回転スプリング素子７の回転スプリング剛性に加えて、第１励起ユニット３１０，４１０の質量、およびサンプルマス３３０，４３０の質量に起因する。
【００６１】
検知モードは、（共通の）“回転振動のタイプ”に対応し、すなわち、サンプルマス３３０、４３０がｙスプリング素子３３１，４３１によってｙ方向に案内され、傾けられない状態で、ｚ方向における対称軸１０の周りのサンプルマス３３０，４３０における、回転振動および逆位相直線振動の組み合わせに対応する。検知モードの共鳴周波数は、基本的に、サンプルマス３３０、４３０の質量および慣性モーメント、スプリング剛性、回転スプリング素子４のｙスプリング素子３３１，４３１の回転スプリング剛性、および、ｘ回転スプリング素子７の回転スプリング剛性に起因する。
【００６２】
第２個別構造３００、４００は、第２力伝達器３１４、４１４を有し、これにより、励起モードが励起される。これらの第２力伝達器３１４、４１４はまた、励起モード用のタップの形態であり、または、タップが追加的に設けられなければならない。ここに示される例において、いわゆる櫛形ドライブが、第２力伝達器３１４，４１４として示される。これらは、第１励起ユニット３１０、４１０と一体化された第２移動励起電極３１５、４１５と、基板に固定される第２励起電極３１６、４１６とを含む。ここに示す例では、２つの第２個別構造３００，４００の第２力伝達器のための中央に配置され固定された励起電極は、個々の場合において、１つの力伝達器１４を形成するために組み合わされるが、これは必須ではないが、必要とされる接続部の数を低減する。外側の、第２固定励起電極は、同様に組み合わせることが可能であり、例えば、伝導体路線を対応させることによって組み合わせることができる。櫛形ドライブは、同時に、力伝達器およびタップとして用いることができる。
【００６３】
第２個別構造３００、４００は、タップ３３４、４３４を有し、これにより、検知モードは検知される。これらのタップは、コリオリの力を相殺するための力伝達器として、または、追加的に設けられなければならない力伝達器として、リセットモードのため設計される。ここに示す例では、プレートコンデンサ構成が、検知動作の最中にプレート分離が変化する状態での第２タップとして示される。第２タップは、サンプルマス３３０、４３０に統合される第２移動検知電極３３５、４３５と、基板に固定される第２検知電極３３６、４３６とを含む。プレートコンデンサ構成は、同時に、力伝達器として、また、タップとして用いることができる。
【００６４】
第２例示実施形態では、サンプルマスはまた、励起動作を行う。これは以下のことを意味する。第２静止検知電極３３６，４３６を有する第２タップ３３４，４３４を備える例において、製造公差によって励起動作と第２タップ３３４、４３４との間における誤差角がもたらされるとき、エラー信号が検知される。第２例示実施形態はそれゆえ、励起動作に依存しない信号を有するタップを用いるとき、特に利点を発揮する。
【００６５】
第３例示実施形態は、図３に示すように、基板（図示せず）および２つの第３個別構造５００，６００を有する。第３個別構造は、第３固定点５１３、６１０において、第３スプリング素子５１１，６１１を介して、基板に固定される第２励起ユニット５１０、６１０を有する。コリオリ素子５２０、６２０は、ｙスプリング素子５２１、６２１を介して第２励起ユニット５１０，６２０と接続されている。検知ユニット５３０、６３０は、さらなるｘ回転スプリング素子５３１、６３１を介して、コリオリ素子５２０、６２０に接続される。第２励起ユニット５１０、６１０は、連結スプリング構造３に直接連結される。検知ユニット５３０、６３０は、回転スプリング素子４に直接連結される。
【００６６】
第３スプリング素子５１１、６１１は、ｘ方向において柔軟であり、ｙおよびｚ方向において、できるかぎりの剛性を有する。これらは、案内特性を向上させるため、固体素子５１２、６１２に接続されている。ｙスプリング素子５２１、６２１は、ｙ方向において柔軟であり、ｘおよびｚ方向において、できるかぎりの剛性を有する。さらなるｘ回転スプリング素子５３１、６３１は、（図において、互いに重なるように配置された２つの個別スプリング素子の）対称軸１２の周りのねじれについてｘ方向およびｚ方向において柔軟であるが、その他の全ての荷重については剛性を有するように設計されている。理想的には、さらなるｘ回転スプリング素子５３１、６３１は、連結部の特徴を有し、該連結部は同時に、相対回転と、コリオリ素子と検知ユニットの間のｘ方向における距離の変化を可能にする。
【００６７】
連結スプリング構造３は、ｘ方向において柔軟であり、ｚおよびｙ方向において剛性を有するように設計されている。屈曲梁５と、基板に対する固定部６とを備える回転スプリング素子４は、対称軸１０の周りのねじれについてｚ方向において柔軟であるが、その他の全ての荷重については剛性を有するように設計されている。
【００６８】
励起モードは、ｘ軸の方向におけるコリオリ素子５２０、６２０を有する第２励起ユニット５１０、６１０の線形の逆位相振動に対応する。励起モードの共鳴周波数は基本的に、第２励起ユニット５１０，６１０の質量およびコリオリ素子５２０、６２０の質量に起因し、また、スプリング剛性または第３スプリング素子５１１、６１１、さらなるｘ回転スプリング素子５３１、６３１、および連結スプリング構造３の回転スプリング剛性に起因する。
【００６９】
検知モードは、ｚ方向における対称軸１０の周りの検知ユニット５３０、６３０の（共通の）回転振動に対応する。コリオリ素子５２０、６２０はこの場合、“ある種の回転振動”を行う。これらは、ｙスプリング素子５２１，６２１によって、第３励起ユニット５１０、６１０に相対して、ｙ方向に導かれ、対応する検知ユニット５３０、６３０に対して、更なるｘ回転スプリング素子５３１、６３１によって回転されることが可能である。検知モードの共鳴周波数は基本的に、スプリング剛性、および、特に回転スプリング素子４における、さらなるｘ回転スプリング素子５３１，６３１における、およびｙスプリング素子５２１、６２１における、回転スプリング剛性に加えて、コリオリ素子５２０、６２０の質量／慣性モーメント、および検知ユニット５３０、６３０の質量／慣性モーメントに起因する。
【００７０】
第３個別構造５００、６００は、第３力伝達器５１４、６１４を有し、これにより、励起モードは励起される。これらの力伝達器は励起モード用のタップである、またはタップが追加的に設けられなければならない。ここに示す例では、いわゆる櫛形ドライブが第３力伝達器５１４、６１４として示される。これらは、第２励起ユニット５１０、６１０と一体化された第３移動励起電極５１５、６１５と、基板に固定される第３検知電極５１６、６１６とを含む。櫛形ドライブは、力伝達器として、また、タップとして用いることができる。
【００７１】
第３個別構造５００、６００は、第３タップ５３４、６３４を有し、これによって、検知モードは検知される。これらのタップは、リセットモード用の、コリオリの力を相殺する力伝達器として設計される、もしくは、力伝達器は追加的に設けられなければならない。ここに示す例では、プレートコンデンサ構成は、検知動作の最中にプレート分離が変化する状態において、第３タップ５３４、６３４として示される。第３タップ５３４、６３４は、検知ユニット５３０、６３０と一体化された移動第３検知電極５３５，６３５と、基板に固定される第３検知電極５３６、６３６とを含む。プレートコンデンサ構成は、同時に力伝達器として、また、タップとして用いることができる。
【００７２】
ここで強調されるのは、検知ユニットは励起動作を行わないので、櫛形ドライブは検知モード用のタップとして（また力伝達器として）用いることができることである。検知モード用のタップとして、プレート分離の変化を伴うプレートコンデンサ構成は、印加された電圧が検知モードの共鳴周波数を変化させるという特徴を有する。一方では、周波数を調節する（共鳴を倍にする）ために故意に用いることができる。他方では、例えば、共鳴周波数は、タップ機能のための変調信号によって、または、（回転速度依存）リセット電圧によって、変調され得る。この不利な点は櫛形ドライブでは発生しない。櫛形ドライブを用いるとき、上記の周波数調節を行うことを可能にするため、プレート分離における変化を伴うプレートコンデンサ構成はまた一体化されてもよい。
【００７３】
また、注意をしなければならないのは、さらなる力伝達器、タップ、および／または周波数調整用装置５２４、６２４は、コリオリ素子５２０、６２０に対して設けることができる。ここで示す例は、プレート分離における変化を伴うプレートコンデンサ構成に関する。該構成は、コリオリ素子５２０、６２０に一体化される移動電極と、基板（各場合に示される唯一の電極）に固定される調整電極５２６、６２６とを備える。
【００７４】
第３例示実施形態では、検知ユニット５３０、６３０はともに回転振動を行う。静止第３電極５３６、６３６を有する３つのタップ５３４、６３４を備える例示では、これは、プレートコンデンサ構成のプレート分離における変化が位置依存することを招き、設計および線形化のために要するさらなる複雑さに帰結する。もう一つの解決として、上記の櫛形ドライブをタップ／力伝達器として用いる、例えば、装置５２４、６２４によって周波数調節を行う。
【００７５】
第４例示実施形態は、図４に示すように、第３例示実施形態と大部分が対応し、以下の改変を伴う。
・特性をさらに向上させるために、固体素子５１２、６１２は連続している。
・連結スプリング構造３は外側に折り曲げられる。
・２つの第３個別構造５００、６００における、中央に配置された第３力伝達器５１４に対する、中央に配置される固定電極は、各場合において、組み合わされて力伝達器１４を形成し、接続部の数を低減することを可能とする。
【００７６】
第５例示実施形態は、図５に示すように、第４例示実施形態と大部分が対応し、以下の改変を伴う。
【００７７】
励起ユニット５１０、６１０をコリオリ素子５２０に接続するｙスプリング素子５２１、６２１が改変されている。この結果、第４例示実施形態（図４）の片側で固定されるコリオリ素子５２０、６２０とは対称的に、両側で固定されるコリオリ素子５２０、６２０になる。片側で固定されると、直交補償が可能となり、すなわち、励起加速を検知モードに変更することによってバランスを保つことが可能となる。しかしながら、検知モードの周波数は励起加速によって変調される。それを両側に固定すると、直交補償は大幅に低減するが、直交期間は短くなり、検知モードの周波数は励起加速によってより小規模に変調される。ｘ回転スプリング素子５３１、６３１はさらに、より小規模な直交補償を可能とし、さらに、検知モードの周波数を変調する。無視し得るほど低いｘ剛性を有する理想的なｘ回転スプリング素子の場合、この効果は無くなる。
【００７８】
第６例示実施形態は、図６に示すように、第５例示実施形態とは異なる以下の改変を伴う。
【００７９】
検知ユニット５３０、６３０が、固定点５３３、６３３におけるさらなるｙスプリング素子５３２、６３２を介して基板に追加的に取り付けられる。ｘ回転スプリング素子７は、回転スプリング素子４と検知ユニット５３０、６３０との間に配置される。検知ユニット５３０、６３０をコリオリ素子５２０、６２０に接続するｘスプリング素子５３１ｂ、６３１ｂは、それらが“連結部の特性”をもはや必要としないので、両側の基部の上に設計される。ｘスプリング素子５３１ｂ、６３１ｂは、ｘ方向において柔軟であるが、その他の全ての荷重については剛性を有するように設計される。さらなるｙスプリング素子５３２、６３２は、ともに、ｙ方向において柔軟であるが、他の全ての荷重については剛性を有するように設計されている。
【００８０】
ｘ回転スプリング素子７は、ｘ方向において柔軟であり、対称軸１１の周りのねじれについてｙ方向において柔軟であり、その他の全ての荷重については剛性を有するように設計されている。
【００８１】
励起モードの共鳴周波数は基本的に、第３スプリング素子５１１，６１１、ｘスプリング素子５３１ｂ、６３１ｂ、連結スプリング構造３、およびｘ回転スプリング素子７、における回転スプリング剛性またはスプリング剛性に加えて、第２励起ユニット５１０、６１０およびコリオリ素子５２０，６２０の質量に起因する。
【００８２】
検知モードは、ｚ方向における対称軸１０の周りのコリオリ素子５２０、６２０の検知ユニット５３０、６３０の回転振動の（共通の）タイプと対応している。第３、第４、および第５例示実施形態の場合と同様に、コリオリ素子５２０、６２０はこの場合、概ね、ｙ方向における線形の逆位相振動において移動する。第６例示実施形態では、検知ユニット５３０、６３０はまた、ｙ方向に導かれるが、さらなるｙスプリング素子５３２、６３２によって導かれる。これらは、ｘ回転スプリング素子７によって、回転スプリング素子４に相対して、軸１１の周りを回転することができる。それゆえ、これらの動作はまた、ｙ方向における線形の逆位相振動に概ね対応する。検知モードの共鳴周波数は基本的に、コリオリ素子５２０、６２０および検知ユニット５３０、６３０の質量／慣性モーメントに起因し、特に回転スプリング素子４、ｘ回転スプリング素子７、さらなるｙスプリング素子５３２、６３２、および、コリオリ素子５２０，６２０を励起ユニット５１０、６１０に接続するｙスプリング素子５２１、６２１、における、スプリング剛性および回転スプリング剛性に起因する。
【００８３】
第３、第４、第５例示実施形態とは対称的に、第６例示実施形態はそれゆえ、検知ユニット５３０，６３０がともに回転振動を行うのを避け、また、図示される第３静止検知電極５３６、６３６を有する第３タップ５３４、６３４の例では、プレートコンデンサ構成のプレート分離における変化が位置依存することをも避ける。さらに、ｘ回転スプリング素子７がｘスプリング素子５３１ｂ、６３１ｂによって励起モードの動作から分離されるので、直交期間は少なくなり、励起加速による検知モードの周波数の変調が抑えられる。これはまた、前述の例示実施形態で提案するように、直交補償が不可能であることを意味する。片側に固定するスプリング素子５２１，６２１によってコリオリ素子５２０、６２０を片側に固定することによって、図４に示すように、これらの効果はまた、図６に示される実施形態に含まれ、直交補償に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る回転速度センサーの第１例示実施形態の概略的平面図である。
【図２】本発明に係る回転速度センサーの第２例示実施形態の概略的平面図である。
【図３】本発明に係る回転速度センサーの第３例示実施形態の概略的平面図である。
【図４】本発明に係る回転速度センサーの第４例示実施形態の概略的平面図である。
【図５】本発明に係る回転速度センサーの第５例示実施形態の概略的平面図である。
【図６】本発明に係る回転速度センサーの第６例示実施形態の概略的平面図である。
【図７】従来の回転速度センサーの概略的平面図である。
【図８】従来のさらなる回転速度センサーの概略的平面図である。
【図１】
2010531447.tif 000004
【図２】
2010531447.tif 000005
【図３】
2010531447.tif 000006
【図４】
2010531447.tif 000007
【図５】
2010531447.tif 000008
【図６】
2010531447.tif 000009
【図７】
2010531447.tif 000010
【図８】
2010531447.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月29日(2009.4.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ＷＯ  ２００５／０６６５８５  Ａ１、ＷＯ  ２００５／０６６５８４  Ａ１，およびＵＳ  ６，７０５，１６４は、スプリング素子７１１によって連結される励起ユニット７１０、サンプルマス７３０、および基板を有し、概ね、励起ユニット７１０は第１軸（ｘ軸）のみに向かって、基板に相対して移動可能であり、サンプルマス７３０は、第１軸（ｘ）に対して直角な第２軸（ｙ軸）の方向のみに向かって、励起ユニット７１０に相対して移動可能である、回転速度センサー（例として図７で示す）を説明している。両軸は基板面に位置し、すなわち、製造公差の範囲において、上記構造は基板に対して直角には動かない。２つの力伝達器およびタップによって、力はｚ方向にかけることができ、ｚ方向において動きを測定することができるが、それらを必要としない。これは、ｚ力伝達器およびｚタップを製造できないような構造の製造方法を用いることもできるということを意味する。コリオリジャイロの形の回転速度センサーの作動中に、励起ユニット７１０は第１軸（ｘ）の方向に第１振動を励起する（励起モード）。サンプルマス７３０はこの場合、サンプル振幅および相を励起ユニット７１０で扱いつつ、この方向（概ね）に移動される。力伝達器およびタップ７１４は、励起ユニット７１０のために取り付けられ、励起ユニット７１０によって、共鳴周波数において、および固定された値において規制された速度振幅で、最も好ましい作動モードにて励起モードが励起される。
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月25日(2009.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
このような検知モードは、２つの個別構造を互いに連結する回転スプリング素子によって達成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
回転スプリング素子を一度実行すると、回転スプリング素子は屈曲梁から形成され、対称の軸において対称的に基板に固定され、請求項４に記載されているように、回転スプリング素子は、対称の軸におけるねじれについて柔軟であり、他の全ての荷重には剛性を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
特に単純に実施されるものとしては、個別構造は回転スプリング素子を介して連結される振動体を備えるときに実現する。
【手続補正４】
【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】
この改良は、力および信号が検知運動に依存しない励起モードのための力伝達器および／またはタップ、および／または、励起運動に依存しない検知モードのための力伝達器を使用するときに利点を発揮する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
検知モードは逆位相線形振動または逆位相線形振動および回転振動の混合形態である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この場合、有利に、ｘ回転スプリング素子が設けられている。ｘ回転スプリング素子は、同時に相対回転および動作における２点間のｘ方向の距離の変化を可能にする連結部の特徴を有する。このｘ回転スプリング素子は、回転運動が直線運動に変換されることを可能にする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
一例では、個別構造は励起ユニットとサンプルマスを備え、励起ユニットは、第１方向に導かれ、サンプルマスは、それらが励起ユニットに相対して、基板に平行な方向にのみ、第１方向に対して直角に動くことができるように、スプリング素子を介して連結され、サンプルマスは、回転スプリングを介して連結される。この回転速度センサーは、励起運動に依存しない検知モードのためのタップおよび／または力伝達器を用いるとき、特に利点を発揮する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
回転速度センサーの好ましい改良では、個別構造は励起ユニット、コリオリ素子、および検知ユニットを備え、励起ユニットは、スプリング素子を介して連結され、検知ユニットは、回転スプリング素子を介して連結されている。検知ユニットを基板に固定するｙスプリング素子の使用によって、回転振動を伴う検知ユニットを避け、このため、検知モードのタップとしてプレートコンデンサ構成を用いるとき、位置に依存するプレートコンデンサ構成のプレート分離における変化を避けることができる。さらに、製造公差の結果、励起運動と検知モード用のタップとの間のエラー角（誤差角）が生じるとき、エラー信号を検知しない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
さらなる実施形態に記載されているような検知モード用のタップとしての、プレート分離における変化を有するプレートコンデンサ構成は、印加された電圧が検知モードの共鳴周波数を変化させるという特徴を有する。これは、周波数を調整するために（共鳴を倍にするために）故意に用いることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
他の実施形態に記載されているような検知モード用のタップとしての櫛形ドライブは、プレートコンデンサ構成の場合に発生する共鳴周波数の調節を、タップ機能のための信号を調節することによって、または、（回転速度依存）リセット電圧によって、避ける。
【手続補正１１】
【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】
櫛形ドライブをタップとして用いるとき、周波数調節は、単純な方法で、別個の調節電極を介して行われ得る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図１は、回転速度センサーの概略的平面図である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図１に示す回転速度センサーは、基板（図示せず）および２つの第１個別構造１００，２００を有する。第１個別構造１００、２００は、第１固定点１１３、２１３で、第１スプリング素子１１１，２１１を介して、基板に取り付けられる振動体１１０、２１０を有する。第１スプリング素子１１１、２１１は、ｘおよびｙ方向で柔軟であり、ｚ方向ではできるかぎりの剛性を有している。２つの孤立体１１０，２１０は、連結スプリング構造３、回転スプリング素子４、およびｘ回転スプリング素子７を介して連結される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
【図１】回転速度センサーの概略的平面図である。
【図２】本発明に係る回転速度センサーの第２例示実施形態の概略的平面図である。
【図３】本発明に係る回転速度センサーの第３例示実施形態の概略的平面図である。
【図４】本発明に係る回転速度センサーの第４例示実施形態の概略的平面図である。
【図５】本発明に係る回転速度センサーの第５例示実施形態の概略的平面図である。
【図６】本発明に係る回転速度センサーの第６例示実施形態の概略的平面図である。
【図７】従来の回転速度センサーの概略的平面図である。
【図８】従来のさらなる回転速度センサーの概略的平面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月22日(2009.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
回転スプリング素子を一度実行すると、回転スプリング素子は屈曲梁から形成され、対称の軸において対称的に基板に固定され、回転スプリング素子は、対称の軸におけるねじれについて柔軟であり、他の全ての荷重には剛性を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図２は、本発明に係る回転速度センサーの第１例示実施形態の概略的平面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図３は、本発明に係る回転速度センサーの第２例示実施形態の概略的平面図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図４は、本発明に係る回転速度センサーの第３例示実施形態の概略的平面図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図５は、本発明に係る回転速度センサーの第４例示実施形態の概略的平面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図６は、本発明に係る回転速度センサーの第５例示実施形態の概略的平面図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１の例では、直線（線形）励起モードは、基板平面上でのみ制御される。とりわけ、これは、図示された第１静止励起電極１１６，２１６を有する第１力伝達器１１４、２１４の例の場合、一方向において行われる励起モードの場合よりも、妨害力が、より顕著に検知モードに対して逆効果をもたらし得ることを意味する。例えば、第１力伝達器１１４、２１４および励起モードの間に加えられるズレは、検知モードの大きな妨害励起を招き得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図１の例はそれゆえ、検知動作に大きく依存しない力および信号を有する励起モードのための力伝達器および／またはタップを用いるとき、および／または、励起動作に大きく依存しない信号および力を有する検知モードのためのタップおよび／または力伝達器を用いるとき、主にその利点を発揮する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図２に示す第１例示実施形態は、基板（図示せず）および２つの第２個別構造３００，４００を有する。第２個別構造は、第２固定点３１３，４１３においてスプリング素子３１１，４１１を介して基板に取り付けられる第１励起ユニット３１０、４１０を有する。サンプル・マス３３０、４３０（質量のある塊）は、ｙスプリング素子３３１、４３１を介して第１励起ユニット３１０、４１０に接続される。第１励起ユニット３１０、４１０は、連結スプリング構造３に直接連結される。サンプルマス３３０、４３０は、回転スプリング素子４と、ｘ回転スプリング素子７とに直接連結される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
第１例示実施形態では、サンプルマスはまた、励起動作を行う。これは以下のことを意味する。第２静止検知電極３３６，４３６を有する第２タップ３３４，４３４を備える例において、製造公差によって励起動作と第２タップ３３４、４３４との間における誤差角がもたらされるとき、エラー信号が検知される。第１例示実施形態はそれゆえ、励起動作に依存しない信号を有するタップを用いるとき、特に利点を発揮する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
第２例示実施形態は、図３に示すように、基板（図示せず）および２つの第３個別構造５００，６００を有する。第３個別構造は、第３固定点５１３、６１０において、第３スプリング素子５１１，６１１を介して、基板に固定される第２励起ユニット５１０、６１０を有する。コリオリ素子５２０、６２０は、ｙスプリング素子５２１、６２１を介して第２励起ユニット５１０，６２０と接続されている。検知ユニット５３０、６３０は、さらなるｘ回転スプリング素子５３１、６３１を介して、コリオリ素子５２０、６２０に接続される。第２励起ユニット５１０、６１０は、連結スプリング構造３に直接連結される。検知ユニット５３０、６３０は、回転スプリング素子４に直接連結される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
第２例示実施形態では、検知ユニット５３０、６３０はともに回転振動を行う。静止第３電極５３６、６３６を有する３つのタップ５３４、６３４を備える例示では、これは、プレートコンデンサ構成のプレート分離における変化が位置依存することを招き、設計および線形化のために要するさらなる複雑さに帰結する。もう一つの解決として、上記の櫛形ドライブをタップ／力伝達器として用いる、例えば、装置５２４、６２４によって周波数調節を行う。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
第３例示実施形態は、図４に示すように、第２例示実施形態と大部分が対応し、以下の改変を伴う。
・特性をさらに向上させるために、固体素子５１２、６１２は連続している。
・連結スプリング構造３は外側に折り曲げられる。
・２つの第３個別構造５００、６００における、中央に配置された第３力伝達器５１４に対する、中央に配置される固定電極は、各場合において、組み合わされて力伝達器１４を形成し、接続部の数を低減することを可能とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
第４例示実施形態は、図５に示すように、第３例示実施形態と大部分が対応し、以下の改変を伴う。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
励起ユニット５１０、６１０をコリオリ素子５２０に接続するｙスプリング素子５２１、６２１が改変されている。この結果、第３例示実施形態（図４）の片側で固定されるコリオリ素子５２０、６２０とは対称的に、両側で固定されるコリオリ素子５２０、６２０になる。片側で固定されると、直交補償が可能となり、すなわち、励起加速を検知モードに変更することによってバランスを保つことが可能となる。しかしながら、検知モードの周波数は励起加速によって変調される。それを両側に固定すると、直交補償は大幅に低減するが、直交期間は短くなり、検知モードの周波数は励起加速によってより小規模に変調される。ｘ回転スプリング素子５３１、６３１はさらに、より小規模な直交補償を可能とし、さらに、検知モードの周波数を変調する。無視し得るほど低いｘ剛性を有する理想的なｘ回転スプリング素子の場合、この効果は無くなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
第５例示実施形態は、図６に示すように、第４例示実施形態とは異なる以下の改変を伴う。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
検知モードは、ｚ方向における対称軸１０の周りのコリオリ素子５２０、６２０の検知ユニット５３０、６３０の回転振動の（共通の）タイプと対応している。第２、第３、および第４例示実施形態の場合と同様に、コリオリ素子５２０、６２０はこの場合、概ね、ｙ方向における線形の逆位相振動において移動する。第５例示実施形態では、検知ユニット５３０、６３０はまた、ｙ方向に導かれるが、さらなるｙスプリング素子５３２、６３２によって導かれる。これらは、ｘ回転スプリング素子７によって、回転スプリング素子４に相対して、軸１１の周りを回転することができる。それゆえ、これらの動作はまた、ｙ方向における線形の逆位相振動に概ね対応する。検知モードの共鳴周波数は基本的に、コリオリ素子５２０、６２０および検知ユニット５３０、６３０の質量／慣性モーメントに起因し、特に回転スプリング素子４、ｘ回転スプリング素子７、さらなるｙスプリング素子５３２、６３２、および、コリオリ素子５２０，６２０を励起ユニット５１０、６１０に接続するｙスプリング素子５２１、６２１、における、スプリング剛性および回転スプリング剛性に起因する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
第２、第３、第４例示実施形態とは対称的に、第５例示実施形態はそれゆえ、検知ユニット５３０，６３０がともに回転振動を行うのを避け、また、図示される第３静止検知電極５３６、６３６を有する第３タップ５３４、６３４の例では、プレートコンデンサ構成のプレート分離における変化が位置依存することをも避ける。さらに、ｘ回転スプリング素子７がｘスプリング素子５３１ｂ、６３１ｂによって励起モードの動作から分離されるので、直交期間は少なくなり、励起加速による検知モードの周波数の変調が抑えられる。これはまた、前述の例示実施形態で提案するように、直交補償が不可能であることを意味する。片側に固定するスプリング素子５２１，６２１によってコリオリ素子５２０、６２０を片側に固定することによって、図４に示すように、これらの効果はまた、図６に示される実施形態に含まれ、直交補償に用いることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
【図１】回転速度センサーの概略的平面図である。
【図２】本発明に係る回転速度センサーの第１例示実施形態の概略的平面図である。
【図３】本発明に係る回転速度センサーの第２例示実施形態の概略的平面図である。
【図４】本発明に係る回転速度センサーの第３例示実施形態の概略的平面図である。
【図５】本発明に係る回転速度センサーの第４例示実施形態の概略的平面図である。
【図６】本発明に係る回転速度センサーの第５例示実施形態の概略的平面図である。
【図７】従来の回転速度センサーの概略的平面図である。
【図８】従来のさらなる回転速度センサーの概略的平面図である。
【手続補正２０】
【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】
基板と、設計平面（ｘ−ｙ）上で上記基板に相対して移動可能な２つのマルチパートの個別構造（３００、４００、５００、６００）とを備える回転速度センサーであって、上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）は連結されて連結構造を形成し、
・上記連結構造は、上記設計平面（ｘ−ｙ）上の第１方向（ｘ）における上記移動可能な構造の逆位相偏向を伴う第１振動モードを励起モードとして有し、
・上記連結構造は、第１振動モードが励起されるとき、かつ、回転速度センサーにおける上記設計平面（ｘ−ｙ）に直角な受感軸（ｚ）の周りを回転する間、コリオリ加速度によって励起される検知モードとして第２振動モードを有し、上記受感軸（ｚ）に対して平行な対称軸（１０）に対するねじれについて柔軟であり、他の全ての荷重について剛性を有し、上記２つの個別構造（３００，４００，５００，６００）を互いに連結する回転スプリング素子（４）が設けられ、上記個別構造の複数の部分は、上記対称軸（１０）の周りで共通の回転振動を行い、検知モードは、第１方向（ｘ）に直角な第２方向（ｙ）に沿った上記２つの個別構造(３００，４００，５００，６００)の複数の部分の、上記回転振動から伝達される、逆位相線形振動を、含むことを特徴とする、回転速度センサー。
【請求項２】
上記回転スプリング素子（４）は、屈曲梁（５）と、上記基板上の固定部（６）とを備え、上記回転スプリング素子（４）は、上記対称軸（１０）について対称的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の回転速度センサー。
【請求項３】
上記２つの個別構造（３００，４００）は、複数の励起ユニット（３１０，４１０）と複数のサンプルマス（３３０，４３０）とを有し、上記複数の励起ユニット（３１０、４１０）は、第１方向にしか移動できず、連結スプリング構造（３）を介して連結され、上記複数のサンプルマス（３３０，４３０）は、複数のｙスプリング素子（３３１，４３１）を介して上記複数の励起ユニット（３１０，４１０）に連結され、
上記複数のｙスプリング素子（３３１，４３１）は、第１方向（ｘ）において剛性を有し、上記受感軸（ｚ）に対して平行であり、第２方向（ｙ）において柔軟であり、
上記複数のサンプルマス（３３０，４３０）は、複数のｘ回転スプリング素子（７）を介して上記回転スプリング素子（４）に接続され、
上記複数のｘ回転スプリング素子（７）は、上記受感軸（ｚ）に対して平行である対称軸（１１）を有し、各場合において、上記２つの個別構造（３００、４００）と上記回転スプリング素子（４）との間に設けられ、ｘ方向において柔軟であり、また、上記対称軸（１１）の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重につて剛性を有することを特徴とする、請求項１に記載の回転速度センサー。
【請求項４】
上記２つの個別構造（５００，６００）は、複数の励起ユニット（５１０，６１０）、複数のコリオリ素子（５２０、６２０）、および複数の検知ユニット（５３０，６３０）を備え、上記複数の励起ユニット（５１０、６１０）は、複数の連結スプリング構造（３）を介して連結され、上記複数の検知ユニット（５３０、６３０）は、上記回転スプリング素子（４）および複数のｘ回転スプリング素子（７）を介して連結され、上記複数のコリオリ素子（５２０，６２０）は、複数のｙスプリング素子（５２１、６２１）を介して上記複数の励起ユニット（５１０、６１０）に接続され、上記複数の検知ユニット（５３０，６３０）は、複数のｘスプリング素子（５３１ｂ、６３１ｂ）を介して上記複数のコリオリ素子（５２０、６２０）に接続され、また、
上記２つの個別構造（５００、６００）は、複数のさらなるｙスプリング素子（５３２、６３２）を有し、これにより、上記複数の検知ユニット（５３０、６３０）は上記基板に固定され、上記複数のさらなるｙスプリング素子（５３２，６３２）は、第２軸（ｙ）の方向において柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されており、上記複数のｘ回転スプリング素子（７）は、上記受感軸（ｚ）に対して平行な対称軸（１１）を有し、各場合において、上記２つの個別構造（５００，６００）と上記回転スプリング素子（４）との間に設けられ、ｘ方向において柔軟であり、また、対称軸（１１）の周りにおけるねじれについて柔軟であり、他の全ての荷重については剛性を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転速度センサー。
【請求項５】
上記検知モードは、第２方向（ｙ）に沿った上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）の一部分の逆位相線形振動、および、上記受感軸（ｚ）に対する上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）の他の部分の回転振動の混合であることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転速度センサー。
【請求項６】
上記２つの個別構造（５００、６００）は、複数の励起ユニット（５１０，６１０）、複数のコリオリ素子（５２０，６２０）、および複数の検知ユニット（５３０、６３０）を備え、上記複数のコリオリ素子（５２０，６２０）は、複数のｙスプリング素子（５２１、６２１）を介して上記複数の励起ユニット（５１０、６１０）に接続され、上記複数の励起ユニット（５１０，６１０）は、複数の連結スプリング構造（３）によって連結され、上記複数の検知ユニット（５３０、６３０）は、回転スプリング素子（４）を介して連結され、また、
上記軸（ｚ）に対して平行な対称軸（１１）を有する複数のｘ回転スプリング素子（５３１，６３１）は、各場合において、上記複数のコリオリ素子（５２０、６２０）と上記複数の検知ユニット（５３０、６３０）との間に設けられ、上記複数のｘ回転スプリング素子（５３１、６３１）は、ｘ方向において柔軟であり、また、対称軸（１１）の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有することを特徴とする、請求項５に記載の回転速度センサー。
【請求項７】
上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）は、上記励起モードの励起用の複数の力伝達器（３１４，４１４，５１４，６１４）を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項８】
上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）は、上記励起モード用の複数のタップを有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項９】
上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）は、上記検知モードの検知用の複数のタップ（３３４，４３４，５３４，６３４）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１０】
上記検知モードの検知用の上記複数のタップ（３３４，４３４，５３４，６３４）は、プレートコンデンサ構成であることを特徴とする、請求項９に記載の回転速度センサー。
【請求項１１】
上記検知モードの検知用の上記複数のタップ（５３４，６３４）は、櫛形ドライブであることを特徴とする、請求項９に記載の回転速度センサー。
【請求項１２】
上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）は、上記検知モードのリセット用の複数の力伝達器を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【請求項１３】
上記２つの個別構造（３００、４００、５００、６００）の共鳴周波数を調節するために、複数の調節電極（５２４、６２４）が設けられることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【手続補正１】
【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なジャイロ構造が知られている（Ｐ．Ｇｒｅｉｆｆ，Ｂ．Ｂｏｘｅｎｈｏｒｎ，Ｔ．Ｋｉｎｇ，およびＬ．Ｎｉｌｅｓ，“Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ，６ｔｈ  Ｉｎｔ．  Ｃｏｎｆ．  ｏｎ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’９２）、Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，Ｊａｎ．１９９１、ｐｐ．９６６-９６８、または、Ｊ．Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ，  Ｓ．Ｃｈｏ，  Ａ．Ｔ．Ｋｉｎｇ，  Ａ．Ｋｏｕｒｅｐｉｎｓ、  Ｐ．Ｍａｃｉｅｌ，およびＭ．Ｗｅｉｎｂｅｒｇ，  Ａ  Ｍｉｃｏｒｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｃｏｍｂ−Ｄｒｉｖｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｆｏｒｋ  Ｒａｔｅ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ，  Ａ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｃｏｍｂ−Ｄｒｉｖｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｆｏｒｋ  Ｒａｔｅ  Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ，  Ｐｒｏｃ．  Ｉｅｅｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  （Ｍｅｍｓ  ９３），  Ｆｏｒｔ  Ｌａｕｄｅｒｄａｌｅ，ＦＬ，ＵＳＡ，Ｆｅｂ．１９９３、ｐｐ．１４３−１４８またはＤＥ  １９６４１２８４）。これについて、検知モードは回転振動に対応する。したがって直線モードの共鳴周波数は検知モードの共鳴集和数ω２より著しく高くなるように上記構造を設計することが可能である。上記加速度依存エラーは、これにより、大きく抑えることができる。しかしながら、公知の構造では、力をｚ方向に加えることができ、動きをｚ方向に測定できる力伝達器および／またはタップを必要とする。
ＷＯ  ９５/３４７９８は、検知モードが、垂直ｚ軸の周りでの回転振動に対応する加速センサーを記載している。
【国際調査報告】
2010531447.tif 000012
2010531447.tif 000013
2010531447.tif 000014
2010531447.tif 000015