(57)【要約】【課題】面内振動ビーム加速度計を提供する。【解決手段】振り子式プルーフマス、支持台、フレキシャ、及び少なくとも２つの共振器を含むデバイスが説明される。支持台は、面を規定し、振り子式プルーフマスを支持する。フレキシャは、振り子式プルーフマスを支持台にフレキシブルに接続し、支持台内で振り子式プルーフマスをサスペンドし、デバイスの加速に応答して、振り子式プルーフマスは、支持台によって規定される面内でフレキシャの周りを回転する。少なくとも２つの共振器は、振り子式プルーフマスを支持台にフレキシブルに接続し、フレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転に基づいて収縮し、少なくとも２つの共振器の各々はそれぞれの共振周波数で共振する。【選択図】図１
2016095301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって、
振り子式プルーフマスと、
面を規定し、前記振り子式プルーフマスを支持するように構成された支持台と、
前記振り子式プルーフマスを前記支持台にフレキシブルに接続するように構成されたフレキシャであって、前記フレキシャは前記支持台内に前記振り子式プルーフマスをサスペンドし、前記デバイスの加速に応答して、前記振り子式プルーフマスが前記支持台によって規定された前記面内で前記フレキシャの周りを回転する、フレキシャと、
前記振り子式プルーフマスを前記支持台にフレキシブルに接続し、前記フレキシャの周りの前記振り子式プルーフマスの回転に基づいて収縮するように構成された少なくとも２つの共振器であって、前記少なくとも２つの共振器の各々はそれぞれの共振周波数で共振する、少なくとも２つの共振器と
を備えるデバイス。
【請求項２】
前記少なくとも２つの共振器の各々の前記それぞれの共振周波数の変化に少なくとも部分的に基づいて、前記デバイスの加速の加速度測定値を決定するように構成されたプロセッサと、
前記振り子式プルーフマスに結合され、前記支持台の前記規定された面に対して前記振り子式プルーフマスの面外運動を制限するように構成されたテザーと
をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
複数の電極によって、加速度計の少なくとも２つの共振器の共振を維持するステップと、
支持台によって規定される面内のフレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転の際に、第１の共振器によって、第１の力を受けるステップと、
前記支持台によって規定される前記面内の前記フレキシャの周りの前記振り子式プルーフマスの回転の際に、第２の共振器によって、第２の力を受けるステップと、
前記複数の電極によって、前記第１の力及び前記第２の力によって引き起こされる前記第１の共振器及び前記第２の共振器の各々の前記共振周波数のそれぞれの変化を示すそれぞれの信号を検出するステップと、
前記加速度計によって、前記それぞれの信号を出力するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は加速度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]加速度計は、慣性力の下でプルーフマスの変位を検出することにより機能する。一例では、加速度計は、プルーフマスと支持台との間に接続された双音叉（ＤＥＴＦ）の周波数の変化による、プルーフマスの変位を検出することができる。この例では、ＤＥＴＦの歯は、圧電材料又はシリコン材料から構成されてもよい。ＤＥＴＦは共振器であり、具体的には、加速下でプルーフマスにより印加される負荷に比例する周波数を変化させるように設計される。ＤＥＴＦ共振は、発振器にＤＥＴＦを接続する複数の電極を介して維持され、バルクハウゼン安定性基準を満たすＤＥＴＦにエネルギーを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
面内振動ビーム加速度計を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0003]一般的に、本開示は、面内振り子式プルーフマスをもつモノリシック加速度計に関連する。例えば、本開示の技術に従って構成されたモノリシック加速度計は、少なくとも２つ以上の共振器、任意のテザー及びフレキシャ（湾曲部、たわみ、ｆｌｅｘｕｒｅ）を含んでもよく、加速度センサの支持台によって規定される面内でのフレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転時に曲がる（収縮する、ｆｌｅｘ）ように構成することができる。一例では、少なくとも２つ以上の共振器は、各々が、それぞれの双音叉（ＤＥＴＦ）及びそれぞれの複数の電極を含んでもよく、それぞれのＤＥＴＦは、特に、加速下でプルーフマスにより印加される負荷に比例する周波数を変化させるように設計される。
【０００５】
[0004]一例では、デバイスは、振り子式プルーフマス、支持台、フレキシャ、及び少なくとも２つの共振器を含む。支持台は、平面を規定し、振り子式プルーフマスを支持する。フレキシャは、振り子式プルーフマスを支持台に柔軟に接続し、フレキシャは、支持台内で振り子式プルーフマスをサスペンドし、デバイスの加速に応答して、振り子式プルーフマスは、支持台によって規定される面内においてフレキシャの周りを回転する。少なくとも２つの共振器は、フレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転に基づいて、振り子式プルーフマスを支持台にフレキシブルに接続し、少なくとも２つの共振器の各々は、それぞれの共振周波数で共振する。
【０００６】
[0005]別の例では、本発明の方法は、加速度計の少なくとも２つの共振器の共振を複数の電極によって維持するステップと、支持台によって規定される面内のフレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転の際に第１の共振器によって第１の力を受け取るステップと、支持台によって規定される面内のフレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転の際に第２の共振器によって第２の力を受け取るステップと、第１の力及び第２の力によって引き起こされる第１の共振器及び第２の共振器の各々の共振周波数のそれぞれの変化を示すそれぞれの信号を複数の電極によって検出するステップとを含む。本発明の方法はまた、加速度計がそれぞれの信号を出力するステップを含んでもよい。
【０００７】
[0006]別の例では、加速度計を製造する方法は、材料を含む基板をフォトレジストでマスクするステップと、基板から材料の少なくとも一部を除去して基板上に複数の特徴（機構、ｆｅａｔｕｒｅｓ）を形成するステップとを含む。複数の特徴は、振り子式プルーフマス、支持台、フレキシャ、及び少なくとも２つの共振器を含み、複数の特徴は、本質的に材料から構成される。支持台は、面を規定し、振り子式プルーフマスを支持するように構成される。フレキシャは、振り子式プルーフマスを支持台にフレキシブルに接続し、振り子式プルーフマスは、支持台によって規定される面内でフレキシャの周りを回転する。少なくとも２つの共振器は、振り子式プルーフマスを支持台にフレキシブルに接続し、フレキシャの周りの振り子式プルーフマスの回転に基づいて曲がる。
【０００８】
[0007]本開示の１つ又は複数の例の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。本開示の他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0008]本明細書に記載の技術による例示的な加速度計システムを示すブロック図である。
【図２】[0009]本明細書に記載の技術による、支持台上に配置されたＤＥＴＦの１つ又は複数の歯を囲む基層上に１つ又は複数の電極を含む加速度計の側面図を示すブロック図である。
【図３】[0010]本明細書に記載の技術による別の例示的な加速度計の平面図を示すブロック図である。
【図４】[0011]本明細書に記載の技術による別の例示的な加速度計の平面図を示すブロック図である。
【図５Ａ】[0012]本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計の例示的な構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計の例示的な構成を示すブロック図である。
【図５Ｃ】本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計の例示的な構成を示すブロック図である。
【図５Ｄ】本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計の例示的な構成を示すブロック図である。
【図６】[0013]本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計を使用する例示的な処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0014]加速度計は、慣性系に対する加速度計自体の加速度を測定する。一般に、マクロ法を用いて製造された振動ビーム加速度計（ＶＢＡ）は、プルーフマスの面外変位のみを検知し、製造するのが比較的高価であり、部品間の多数の機械的接合部をもつので性能の制限につながる。モノリシック微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）製造技術を用いて製造されたＶＢＡは、通常、振り子式回転プルーフマスの面外変位を検知し、プルーフマスのレバレッジされた増幅を得るために共振センサの適切な取り付けを必要とすることがある。プルーフマスを移動する直線運動を有する従来の面内モノリシックＭＥＭＳ加速度計は、共振器に印加されるプルーフマス力を機械的に増幅するために、構造内に分離したレバーアームを必要とする。追加されたレバーアームは、望ましくない複雑さ（例えば、追加の結合接合部及び変数）を必要とし、これは加速度測定における全体的な誤差を増大させる。
【００１１】
[0015]最小限の数の必要な接合継ぎ手を有するモノリシック材料（例えば、石英又はシリコン）からなるモノリシックＭＥＭＳ製造技術（例えば、等方性エッチング、化学エッチング、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）など）を使用して製造された振動ビーム加速度計の技術及びデバイスが本明細書に開示される。例えば、本明細書に開示された技術及びデバイスは、面内振り子式プルーフマスを備えた、モノリシックな、平面の（すなわち、すべての特徴が同じ厚さ）振動ビーム加速度計機構を含む。振り子式プルーフマスは、フレキシャによって形成されたヒンジの周りを支持台（例えば、石英又はシリコンウェハ）の面内で回転する。共振器は、加速下の振り子式プルーフマスの回転からの力を周波数に変換し、固有の第１種てこ（ｆｉｒｓｔ  ｃｌａｓｓ  ｌｅｖｅｒ）を介して増幅された振り子式プルーフマスの力を受け取るように、振り子式プルーフマスに隣接して配置される。換言すれば、面内並進プルーフマスとは対照的に、フレキシャによって形成されたヒンジの周りを面内振り子式プルーフマスが回転するとき、自然の第１種てこが作成される。この例では、面内モノリシック加速度計は、並進面内加速度計において必要とされるような別個のレバレッジ要素を追加する必要なく機械化される。さらに、本開示の技術に従って構成された加速度計は、より正確で、より小さな外形を有し、低コストで生成することができ、高い信頼性を有し、デジタル出力を含む加速度計の作成を可能にし得る。
【００１２】
[0016]図１は、本明細書に記載の技術による、例示的な加速度計システム１９を示すブロック図である。図１の例では、加速度計システム１９は、加速度計１、発振器回路１８Ａ及び１８Ｂ、及びプロセッサ２０を含む。加速度計１は、振り子式プルーフマス２、歯４Ａ−４Ｄ（総称して「歯４」）、フレキシャ（ｆｌｅｘｕｒｅ）６、支持台８、テザー１０、電極１４Ａ及び１４Ｂ、及び共振器１６Ａ及び１６Ｂを含む。いくつかの例では、加速度計１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度計であってもよい。
【００１３】
[0017]振り子式プルーフマス２は、加速度計１の加速度に起因して、支持台８によって規定される面に垂直な軸の周りを回転する。いくつかの例では、振り子式プルーフマス２は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成される。他の例では、振り子式プルーフマス２はシリコンから作成される。いくつかの例では、振り子式プルーフマス２は、第１種てこの原理により力の増幅を可能にすることができる。
【００１４】
[0018]歯４は、歯４上の力の変化による共振周波数の変化によって、速度計１における力の量（例えば、力の増加又は減少）の検出を可能にする。いくつかの例では、歯４は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成される。他の例では、歯４はシリコン材料から作成される。いくつかの例では、歯４は、共振器１６Ａ及び１６Ｂの一部であってもよい。例えば、歯４は、双音叉（ＤＥＴＦ）の一部であってもよい。いくつかの例では、歯４は、歯４の両端に印加される負荷の関数である共振周波数で振動してもよい。この例では、共振周波数で振動する歯４はまた、力（例えば、圧縮又は張力）が歯４にかけられるときに周波数の変化を有してもよい。例えば、複数の電極が歯４に隣接し及び／又は歯４の下にあってもよい。これらの例では、歯４は、複数の電極（例えば、駆動電極として機能する複数の電極）によって提供される電界からの共振を維持し（すなわち、面内で位相がずれて振動し続け）てもよい。これらの例では、歯４の位置はまた、複数の電極（例えば、ピックオフ電極として機能する複数の電極）によって決定することができる。いくつかの例では、歯４の共振周波数は複数の電極によって検出されてもよく、その結果、複数の電極は、独立に増幅され得る歯位置ピックオフ信号を提供し、各信号の周波数に対する変化は加速度として解釈される。これらの例では、それぞれのＤＥＴＦからの複数の歯位置ピックオフ信号の変化が、組み合わされて、加速度計１の加速度の量として解釈されてもよい。
【００１５】
[0019]フレキシャ６は、振り子式プルーフマス２を支持台８に接続し、支持台８内で振り子式プルーフマス２を支持する。いくつかの例では、フレキシャ６は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成される。他の例において、フレキシャ６はシリコン材料から作成される。いくつかの例では、フレキシャ６は、加速度計１の加速度に起因して、支持台８によって規定される面内でフレキシャ６の周りで振り子式プルーフマス２が旋回することを可能にするヒンジを形成してもよい。
【００１６】
[0020]支持台８は、フレキシャ６、共振器１６Ａ及び１６Ｂ、及びテザー１０を介して振り子式プルーフマス２に対するサポートを提供し、振り子式プルーフマス２を変位させることができる力を含んでもよい。いくつかの例では、支持台８は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成される。他の例において、支持台８はシリコン材料から作成される。いくつかの例では、支持台８は平面的であり、振り子式プルーフマス２、歯４、フレキシャ６、テザー１０及び共振器１６Ａ、１６Ｂが規定された面内に配置されるような面を規定してもよい。一例では、支持台８は、加速度計１の最上層を形成するためにエッチングされた複数の特徴を有するモノリシック材料からなってもよい。別の例では、支持台８は、本質的に圧電基板やシリコン基板からなってもよい。
【００１７】
[0021]テザー１０は、オプションであり、振り子式プルーフマス２を支持台８に取り付けて、フレキシャ６によって作製される軸の周りで振り子式プルーフマス２が旋回することを可能にしつつ、振り子式プルーフマス２の面外運動（例えば、支持台８によって規定される面に垂直な運動）を制限する。いくつかの例では、テザー１０は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成される。他の例において、テザー１０はシリコン材料から作成される。一例では、テザー１０は、左右方向にフレキシブルであってもよいが、支持台８によって規定される面の外の方向には硬直してもよい。いくつかの例では、テザーは実質的に幅より長くてもよい。いくつかの例では、テザー１０は、面外運動を制限しつつ振り子式プルーフマス２の回転を許可するために、「Ｓ」字型の屈曲を有してもよい。
【００１８】
[0022]いくつかの例では、加速度計１は、右から左への加速下にあってもよい。右から左への加速度計１の加速は、加速度を乗じた質量に等しい力であるニュートンの力で左から右への振り子式プルーフマス２の回転を引き起こし得る。左から右への振り子式プルーフマス２の回転は、振り子式プルーフマス２の中心質量を、フレキシャ６で作成されたヒンジの周りで回転させ、その結果、振り子式プルーフマス２の左部分は支持台８の面内で上方にフレキシャ６から離れて移動し、振り子式プルーフマス２の右部分は支持台８の面内で下方にフレキシャ６に向かって移動する。振り子式プルーフマス２の面内運動は、共振器１６Ａに張力を受け取らせ、共振器１６Ｂに圧縮力を受け取らせ、これは共振器１６Ａ及び１６Ｂの周波数を変化させ得る。
【００１９】
[0023]共振器１６Ａ及び１６Ｂは、振り子式プルーフマス２の回転を検出することができる、歯４を有する双音叉（ＤＥＴＦ）であってもよい。共振器１６Ａ及び１６Ｂは、また、歯４の一部を部分的に囲むことができる電極１４Ａ及び１４Ｂを含んでいてもよい。例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂは、歯４に隣接してもよいし歯４上に付けられてもよい。共振器１６Ａ及び１６Ｂの各々は、歯４の共振を維持するために、それぞれ電極１４Ａ及び１４Ｂによって、発振器回路１８Ａ及び１８Ｂ（まとめて「発振器回路１８」）に接続されてもよい。
【００２０】
[0024]電極１４Ａ及び１４Ｂの各々は、歯４の共振を維持して歯４の位置を検出するために歯４を駆動する複数の電極を含む。電極１４Ａ及び１４Ｂは、発振器回路１８とともに、歯４に歯４の共振を維持させるためにパターン化された電界を提供する。対応する歯４に隣接する電極１４Ａ及び１４Ｂの各々は、対応する歯４の位置を、それぞれの歯位置ピックオフ信号として検出してもよい。電極１４Ａ及び１４Ｂは、容量性の、電磁的な又は光学的な手段を用いて、対応する歯４の位置を検出するように構成されてもよい。いくつかの例では、電極１４Ａ及び１４Ｂによって検出されるそれぞれの歯位置ピックオフ信号に関連付けられる周波数は、歯４の共振周波数を示す。電極１４Ａ及び１４Ｂはまた、検出されたそれぞれの歯位置ピックオフ信号を、それぞれの共振器駆動信号を生成するために、それぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅する発振器回路１８に提供することができる。それぞれの共振器駆動信号は、歯４の（例えば、面内及び位相のずれた）共振を維持するために、発振器回路１８によってそれぞれの電極１４Ａ及び１４Ｂに提供されてもよい。それぞれの歯位置ピックオフ信号はまた、独立して増幅することができ、プロセッサに対する出力として提供することができる。このように、電極１４Ａ及び１４Ｂは、それぞれの歯位置ピックオフ信号を検出することによって振り子式プルーフマス２の回転を検出することができ、各々の歯位置ピックオフ信号は、歯４の共振周波数の変化を示す周波数を有する。
【００２１】
[0025]電極１４Ａ及び１４Ｂは、歯４又は基層（図示せず）上に配置された構造を含んでもよい。例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂは、歯４を囲む基層上に蒸着される複数の電極を含んでもよいし、基層を支持台８に直接融着することによって適用されてもよい。いくつかの例では、基層の電極１４Ａ及び１４Ｂは、基層を支持台８に接合するために、ろう付け材料、エポキシ又は接着剤を使用することによって付けられてもよい。いくつかの例では、電極１４Ａ及び１４Ｂは、ワイヤボンディングを介して、取り付けられた電子回路（例えば、発振器回路など）から送られた電荷を有していてもよく、金属化パターンが、真空蒸着によって、電極１４Ａ及び１４Ｂとして付けられてもよい。
【００２２】
[0026]発振器回路１８は、共振器１６Ａ及び１６Ｂの歯４の共振を維持するそれぞれの発振器回路であってもよい。例えば、発振器回路１８Ａは電極１４Ａによって共振器１６Ａに接続されてもよく、発振器回路１８Ｂは電極１４Ｂによって共振器１６Ｂに接続されてもよく、発振器回路１８Ａ及び１８Ｂは、それぞれ共振器１６Ａ及び１６Ｂの共振を維持するために使用されてもよい。この例では、発振器回路１８は、例えばそれぞれの歯位置ピックオフ信号などの電極１４Ａ及び１４Ｂからの検出された瞬間的なＤＥＴＦを使用し、その後、電極１４Ａ及び１４Ｂを用いて共振器１６Ａ及び１６Ｂに印加されるそれぞれの共振器の駆動信号を生成するためにそれぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅してもよい。共振器１６Ａ及び１６Ｂの周波数は、（例えば、振り子式プルーフマス２の動きによって）歯４の両端に印加される負荷の関数であってもよい。このように、それぞれの共振器駆動信号がそれぞれの歯位置ピックオフ信号と同調する場合、それぞれの共振器駆動信号は、バルクハウゼン安定性基準を満たす。
【００２３】
[0027]本明細書に開示されたプロセッサ２０及び他のプロセッサは、各々が、本明細書におけるそれぞれのプロセッサ２０に起因する技術を実行するために、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせの任意の適切な構成を含むことができる。例えば、プロセッサ２０は、各々が、任意の１つ又は複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は任意の他の同等の集積化された又は個別の論理回路、並びにこのような構成要素の任意の組み合わせを含んでもよい。
【００２４】
[0028]一般に、プロセッサ２０は加速度計１からデータを受信する。例えば、プロセッサ２０は、加速度計１の加速度の量を示す信号を加速度計１から受信してもよい。プロセッサ２０はまた、共振器１６Ａ及び１６Ｂの歯４の周波数の変化を示す信号を受信してもよい。いくつかの例では、プロセッサ２０は、加速度計１の加速度の量に基づいて加速度値を決定するために、加速度計１からのデータを使用してもよい。
【００２５】
[0029]図１の例では、共振器１６Ａ及び１６Ｂ並びにフレキシャ６は、振り子式プルーフマス２の第１の側において、振り子式プルーフマス２と支持台８との間に接続されている。いくつかの例では、オプションのテザー１０が、振り子式プルーフマス２の第２の側において、振り子式プルーフマス２と支持台８とを接続してもよく、当該第２の側は振り子式プルーフマス２の第１の側とは反対側である。図１の例において、共振器１６Ａ及び１６Ｂ並びにフレキシャ６は、互いに対して平行に閾値数（例えば、プラス又はマイナス５度）内にあり、振り子式プルーフマス２に対して垂直に閾値数内（例えば、７５°と１０５°との間、垂直からプラス又はマイナス１５度内など）にある。いくつかの例では、共振器１６Ａ及び１６Ｂ並びにフレキシャ６はゼロゲージ長を有してもよく、これは、フレキシャ６と共振器１６Ａ及び１６Ｂとが同様の距離に沿って同じ速度で拡大するときに、熱膨張に対する感度を低減する。図１には示されていないが、いくつかの例では、ハウジング構造が加速度計１を囲んでもよく、支持台８に取り付けられてもよい。
【００２６】
[0030]図２は、本明細書に記載の技術による、支持台６０上に配置されたＤＥＴＦの１つ又は複数の歯を囲む基層６４上の１つ又は複数の電極を含む、例示的な加速度計５０の側面図を示すブロック図である。図２の例では、加速度計５０は、図１で説明したように、それぞれ共振器１６Ａ及び１６Ｂに対応し得る２つの双音叉（ＤＥＴＦ）６６Ａ及び６６Ｂを含む。図２の例では、加速度計５０はまた、図１で説明したような支持台８に対応し得る支持台６０、基層６４、電極６８、及びメサ７２Ａ及び７２Ｂを含む。図２には示していないが、いくつかの例では、ハウジング構造は、加速度計５０を囲んでもよく、支持台６０及び／又は基層６４に取り付けられてもよい。いくつかの例では、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂは、振り子式プルーフマスが左右に回転されるときに、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂの歯に対する力（例えば、緊張及び圧縮）を受け取りながら、支持台６０によって規定される面に対して面内で移動することができる。
【００２７】
[0031]基層６４は、メサ７２Ａ及び７２Ｂを有する加速度計５０の支持台６０に対してサポートを提供する。いくつかの例では、基層６４は、石英（ＳｉＯ２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、ガリウムオルトリン酸塩（ＧａＰＯ４）、ｔｈｅｒｍａｌｉｎｅ、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は窒化アルミニウム（ＡＩＮ）などの圧電材料から作成されてもよい。他の例では、基層６４はシリコン材料から作成することができる。いくつかの例では、基層６４は、ろう付け、又は融着などの他の取り付け技術によって、支持台６０に対して取り付けられてもよい。一例では、基層６４は支持台６０とは別個に構成してもよい。
【００２８】
[0032]電極６８は、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂの下に隣接して配置される複数の電極を形成するための、基層６４の金属化表面である。いくつかの例では、電極６８は、基層６４の上にシャドウマスクを用いて真空蒸着で金属化することができる。例えば、電極６８は、金又は任意の同等の導電性材料で作ることができる。いくつかの例では、電極６８は、パターン化された電界を提供するために発振器回路（例えば、発振器回路１８）とともに駆動電極として機能してもよく、これは、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂの歯の共振を維持する（例えば、共振周波数で、面内で位相がずれて歯を振動する）。いくつかの例では、電極６８は、歯の位置を示す歯位置ピックオフ信号を検出することができるピックオフ電極として機能することができる。これらの例では、歯位置ピックオフ信号の周波数は、歯の共振周波数を示すことができる。このように、電極６８は、発振器回路と組み合わせて、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６８Ｂの歯の共振を維持するように構成されてもよい。このように、電極６８はまた、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂの歯の位置を、歯位置ピックオフ信号として検出するように構成することができ、それは、振り子式プルーフマスの回転から受け取られた力によって引き起こされる歯の共振周波数の変化を示す周波数の変化を有してもよい。いくつかの例では、電極６８は、図１で説明したような電極１４Ａ及び１４Ｂに対応してもよい。
【００２９】
[0033]メサ７２Ａ及び７２Ｂは、６６Ａ及び６６Ｂの歯と電極６８の間に必要な距離をもたらす分離構造であり、そのため、ＤＥＴＦ６６Ａ及び６６Ｂの歯は、電極６８からの電界を維持したまま、自由に振動することができる。例えば、メサ７２Ａ及び７２Ｂは歯をそれぞれの電極から分離することができる。
【００３０】
[0034]図３は、本明細書に記載の技術による、別の例示的な加速度計１０１の平面図を示すブロック図である。図３の例では、加速度計１０１は、振り子式プルーフマス１０２、歯１０４Ａ−１０４Ｄ（総称して「歯１０４」）、フレキシャ１０６、支持台１０８、電極１１４Ａ及び１１４Ｂ、並びに共振器１１６Ａ及び１１６Ｂを含み、これらは、それぞれ、振り子式プルーフマス２、歯４、フレキシャ６、支持台８、電極１４Ａ及び１４Ｂ、並びに共振器１６Ａ及び１６Ｂに対応し得る。いくつかの例では、加速度計１０１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度計であってもよい。
【００３１】
[0035]振り子式プルーフマス１０２は、加速度計１０１の加速度に起因して、支持台１０８によって規定されるような面内で回転する。歯１０４は、歯１０４に対する力の変化に起因する周波数の変化による、加速度計１０１内の力の量（例えば、力の増加又は減少）の検出を可能にする。いくつかの例では、歯１０４は共振器１１６Ａ及び１１６Ｂの一部とすることができる。例えば、歯１０４は、双音叉（ＤＥＴＦ）の一部であってもよい。いくつかの例では、歯１０４は、電界に置かれたときに共振を維持することができる。他の例では、歯１０４は、電荷を提供したときに共振を維持することができる。歯１０４は、力（例えば、力の増加又は減少）が歯１０４に加えられたときに共振周波数の変化を有してもよい。いくつかの例では、歯１０４は複数の電極によって囲まれていてもよい。例えば、複数の電極は、歯１０４に隣接してもよく及び／又は歯１０４の下にあってもよい。これらの例では、歯１０４は、複数の電極（例えば、駆動電極として機能する）によって提供される電界からの共振を維持し（すなわち、面内で及び位相がずれて振動し続け）てもよい。これらの例では、歯１０４の位置は、（例えば、ピックオフ電極として機能する）複数の電極によって決定することができる。いくつかの例では、歯１０４の共振周波数は、複数の電極によって検出することができ、その結果、複数の電極は、独立して増幅することができる歯位置ピックオフ信号を提供し、各信号の周波数に対する任意の変化は加速度として解釈される。これらの例では、それぞれの共振器からの複数の歯位置ピックオフ信号の変化が組み合わされて、加速度計１０１の加速度の量として解釈されてもよい。
【００３２】
[0036]フレキシャ１０６は、振り子式プルーフマス１０２を支持台１０８にフレキシブルに接続し、支持台１０８内で振り子式プルーフマス１０２を支持する。いくつかの例では、フレキシャ１０６は、加速度計１０１の加速度に起因して支持台１０８によって規定される面内でフレキシャ１０６の周りを振り子式プルーフマス１０２が旋回することを可能にする、ヒンジであってもよい。
【００３３】
[0037]支持台１０８はフレキシャ１０６を介して振り子式プルーフマス１０２にサポートを提供し、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂは振り子式プルーフマス１０２を変位させることができる力を含んでもよい。いくつかの例では、支持台１０８は平面的であってもよく、振り子式プルーフマス１０２、歯１０４、フレキシャ１０６、並びに共振器１１６Ａ及び１１６Ｂが規定された面内に配置されるような面を規定する。例えば、支持台１０８は、加速度計１０１の最上層を形成するためにエッチングされた複数の特徴を有するモノリシックな材料で構成されてもよい。いくつかの例では、支持台１０８は、本質的に、石英基板やシリコン基板からなってもよい。
【００３４】
[0038]図３の例では、加速度計１０１は、振り子式プルーフマス１０２、歯１０４、フレキシャ１０６、支持台１０８、電極１１４Ａ及び１１４Ｂ、並びに共振器１１６Ａ及び１１６Ｂを含む。この例では、加速度計１０１は、右から左への加速下にあってもよい。右から左への加速度計１０１の加速は、加速度を乗じた質量に等しい力であるニュートンの力によって左から右への振り子式プルーフマス１０２の回転を引き起こし得る。左から右への振り子式プルーフマス１０２の回転は、振り子式プルーフマス１０２の中心質量を、フレキシャ１０６によって形成されるヒンジの周りで回転させ、その結果、振り子式プルーフマス１０２の左上部分は面内で右へ移動し、振り子式プルーフマス１０２の右上部分は面内で右へ移動する。振り子式プルーフマス１０２の右への面内運動は、共振器１１６Ａに張力を受け取らせ、共振器１１６Ｂに圧縮力を受け取らせることができ、これにより共振器１１６Ａ及び１１６Ｂの周波数を変化することができる。
【００３５】
[0039]共振器１１６Ａ及び１１６Ｂは、振り子式プルーフマス１０２の回転を検出することができる、歯１０４を有する双音叉（ＤＥＴＦ）であってもよい。共振器１１６Ａ及び１１６Ｂはまた、歯１０４の一部を部分的に囲むことができる電極１１４Ａ及び１１４Ｂを含んでもよい。例えば、電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、歯１０４に隣接してもよいし、歯１０４上に付けられてもよい。共振器１１６Ａ及び１１６Ｂの各々は、歯１０４の共振を維持するために、電極１１４Ａ及び１１４Ｂによってそれぞれの発振器回路（例えば、図１で説明されたような発振器回路１８）に接続されてもよい。
【００３６】
[0040]それぞれの発振器回路は、例えばそれぞれの歯位置ピックオフ信号などの電極１１４Ａ及び１１４Ｂからの検出された瞬間的なＤＥＴＦ歯位置を使用し、続いて、電極１１４Ａ及び１１４Ｂを用いて共振器１１６Ａ及び１１６Ｂに印加されるそれぞれの共振器駆動信号を生成するためにそれぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅することによって、歯１０４の共振を維持する。共振器１１６Ａ及び１１６Ｂの周波数は、（例えば、振り子式プルーフマス１０２の運動によって）歯１０４間に印加される負荷の関数であってもよい。このように、それぞれの共振器駆動信号がそれぞれの歯位置ピックオフ信号と同相である場合、それぞれの共振器駆動信号はバルクハウゼン安定性基準を満たす。
【００３７】
[0041]電極１１４Ａ及び１１４Ｂの各々は、歯１０４の共振を維持して歯１０４の位置を検出するために歯１０４を駆動する複数の電極を含む。電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、それぞれの発振器回路と組み合わせて、歯１０４に歯１０４の共振を維持させるパターン化された電界を提供する。対応する歯１０４に隣接する電極１１４Ａ及び１１４Ｂの各々は、対応する歯１０４の位置を、それぞれの歯位置ピックオフ信号として検出することができる。電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、容量性、電磁的、又は光学的な手段を用いて、対応する歯１０４の位置を検出するように構成されてもよい。いくつかの例では、電極１１４Ａ及び１１４Ｂによって検出されたそれぞれの歯位置ピックオフ信号に関連付けられる周波数は、歯１０４の共振周波数を示してもよい。電極１１４Ａ及び１１４Ｂはまた、それぞれの共振器駆動信号を生成するためにそれぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅するそれぞれの発振器回路に、検出されたそれぞれの歯位置ピックオフ信号を提供してもよい。それぞれの共振器駆動信号は、歯１０４の（例えば、面内及び位相のずれた）共振を維持するために、それぞれの発振器回路によって、それぞれの電極１１４Ａ及び１１４Ｂに提供されてもよい。それぞれの歯位置ピックオフ信号はまた、独立して増幅することができ、プロセッサ（例えば、プロセッサ２０）に出力として提供することができる。このように、電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、それぞれの歯位置ピックオフ信号を検出することにより振り子式プルーフマス１０２の回転を検出することができ、各々の歯位置ピックオフ信号は、歯１０４の共振周波数の変化を示す周波数を有する。
【００３８】
[0042]電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、歯１０４又は基層（図示せず）上に配置される金属化構造であってもよい。例えば、電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、歯１０４を囲む基層上に蒸着される複数の電極を含んでもよいし、基層を支持台１０８に直接融着することによって支持台１０８に付けられてもよい。いくつかの例では、基層の電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、基層を支持台１０８に接合するために、ろう付け材料、エポキシ又は接着剤を使用することによって支持台１０８に付けられてもよい。いくつかの例では、電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、ワイヤボンディングを介して、取り付けられた電子回路（例えば、発振器など）から送られた電荷又は電界を有していてもよく、金属化パターンが、真空蒸着によって、電極１１４Ａ及び１１４Ｂとして付けられてもよい。
【００３９】
[0043]図３の例では、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂ並びにフレキシャ１０６は、振り子式プルーフマス１０２を支持台１０８に接続し、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂは、フレキシャ１０６に対して垂直（例えば、７５°と１０５°の間、垂直からプラス又はマイナス１５度以内）の閾値数内にある。いくつかの例では、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂは、プルーフマス１０２に関してプッシュプル構成を提供する。図３の例では、フレキシャ１０６は、振り子式プルーフマス１０２の第１の側の中央付近に接続される。図３の例では、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂは、振り子式プルーフマス１０２の第２の側の中央から等距離に接続され、第２の側は振り子式プルーフマス１０２の第１の側とは反対側である。いくつかの例では、共振器１１６Ａ及び１１６Ｂ並びにフレキシャ１０６はゼロゲージ長を有してもよく、これは、フレキシャ１０６と共振器１１６Ａ及び１１６Ｂとが同様の距離に沿って同じ速度で拡大するときに、熱膨張に対する感度を低減する。図３には示されていないが、いくつかの例では、ハウジング構造が加速度計１０１を囲んでもよく、支持台１０８に取り付けられてもよい。
【００４０】
[0044]図４は、本明細書に記載の技術による、別の例示的な加速度計２０１の平面図を示すブロック図である。図４の例では、加速度計２０１は、振り子式プルーフマス２０２、歯２０４Ａ−２０４Ｄ（総称して「歯２０４」）、フレキシャ２０６、支持台２０８、電極２１４Ａ及び２１４Ｂ、並びに共振器２１６Ａ及び２１６Ｂを含み、これらは、それぞれ、図１で説明したような、振り子式プルーフマス２、歯４、フレキシャ６、支持台８、電極１４Ａ及び１４Ｂ、並びに共振器１６Ａ及び１６Ｂに対応し得る。いくつかの例において、加速度計２０１は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度計であってもよい。
【００４１】
[0045]振り子式プルーフマス２０２は、加速度計２０１の加速度に起因して、支持台２０８によって規定されるような面内で回転する。歯２０４は、歯２０４に対する力の変化に起因する共振周波数の変化による、加速度計２０１内の力の量（例えば、力の増加又は減少）の検出を可能にする。いくつかの例では、歯２０４は共振器２１６Ａ及び２１６Ｂの一部とすることができる。例えば、歯２０４は、双音叉（ＤＥＴＦ）の一部であってもよい。いくつかの例では、歯２０４は、歯４の両端に印加された負荷の関数である共振周波数で振動してもよい。また、歯１０４は、力（例えば、力の増加又は減少）が歯２０４に加えられたときに周波数が変化してもよい。いくつかの例では、歯２０４は複数の電極によって囲まれていてもよい。例えば、複数の電極は、歯２０４に隣接してもよく及び／又は歯２０４の下にあってもよい。これらの例では、歯２０４は、複数の電極（例えば、駆動電極として機能する）によって提供される電界からの共振を維持し（すなわち、面内で及び位相がずれて振動し続け）てもよい。これらの例では、歯２０４の位置は、（例えば、ピックオフ電極として機能する）複数の電極によって決定することができる。いくつかの例では、歯２０４の共振周波数は、複数の電極によって検出することができ、その結果、複数の電極は、独立して増幅することができるそれぞれの歯位置ピックオフ信号を提供し、各信号の周波数に対する任意の変化は加速度として解釈される。これらの例では、それぞれのＤＥＴＦからの複数の歯位置ピックオフ信号の変化が組み合わされて、加速度計２０１の加速度の量として解釈されてもよい。 
【００４２】
[0046]フレキシャ２０６は、振り子式プルーフマス２０２を支持台２０８にフレキシブルに接続し、支持台２０８内で振り子式プルーフマス２０２を支持する。いくつかの例では、フレキシャ２０６は、加速度計２０１の加速度に起因して支持台２０８によって規定される面内でフレキシャ２０６の周りを振り子式プルーフマス２０２が旋回することを可能にする、ヒンジであってもよい。 
【００４３】
[0047]支持台２０８はフレキシャ２０６を介して振り子式プルーフマス２０２にサポートを提供し、共振器２１６Ａ及び２１６Ｂは振り子式プルーフマス２０２を変位させることができる力を含んでもよい。例えば、支持台２０８は平面的であってもよく、振り子式プルーフマス２０２、歯２０４、フレキシャ２０６、並びに共振器２１６Ａ及び２１６Ｂが規定された面内に配置されるような面を規定する。いくつかの例では、支持台２０８は、加速度計２０１の最上層を形成するためにエッチングされた複数の特徴を有するモノリシックな材料で構成されてもよい。いくつかの例では、支持台２０８は、本質的に、石英基板やシリコン基板からなってもよい。 
【００４４】
[0048]図４の例では、加速度計２０１は、振り子式プルーフマス２０２、歯２０４、フレキシャ２０６、支持台２０８、電極２１４Ａ及び２１４Ｂ、並びに共振器２１６Ａ及び２１６Ｂを含む。この例では、加速度計２０１は、右から左への加速下にあってもよい。右から左への加速度計２０１の加速は、加速度を乗じた質量に等しい力であるニュートンの力によって左から右への振り子式プルーフマス２０２の回転を引き起こし得る。左から右への振り子式プルーフマス２０２の回転は、振り子式プルーフマス２０２の中心質量を、フレキシャ２０６によって形成されるヒンジの周りで回転させ、その結果、振り子式プルーフマス２０２の左上部分は支持台２０８の面内で上方にフレキシャ２０６から離れて移動し、振り子式プルーフマス２０２の右上部分は支持台２０８の面内で下方にフレキシャ２０６に向かって移動する。振り子式プルーフマス２０２の面内運動は、共振器２１６Ａに圧縮力を受け取らせ、共振器２１６Ｂに張力を受け取らせることができ、これにより共振器２１６Ａ及び２１６Ｂの周波数を変化することができる。 
【００４５】
[0049]共振器２１６Ａ及び２１６Ｂは、振り子式プルーフマス２０２の回転を検出することができる、歯２０４を有する双音叉（ＤＥＴＦ）であってもよい。共振器２１６Ａ及び２１６Ｂはまた、歯２０４の一部を部分的に囲むことができる電極２１４Ａ及び２１４Ｂを含んでもよい。例えば、電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、歯２０４に隣接してもよいし、歯２０４上に付けられてもよい。共振器２１６Ａ及び２１６Ｂの各々は、歯２０４の共振を維持するために、電極２１４Ａ及び２１４Ｂによってそれぞれの発振器回路（例えば、発振器回路１８）に接続されてもよい。
【００４６】
[0050]それぞれの発振器回路（例えば、図１で説明されたような発振器回路１８）は、例えばそれぞれの歯位置ピックオフ信号などの電極２１４Ａ及び２１４Ｂからの検出された瞬間的なＤＥＴＦ歯位置を使用し、続いて、電極２１４Ａ及び２１４Ｂを用いて共振器２１６Ａ及び２１６Ｂに印加されるそれぞれの共振器駆動信号を生成するためにそれぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅することによって、歯２０４の共振を維持する。共振器２１６Ａ及び２１６Ｂの周波数は、（例えば、振り子式プルーフマス２０２の運動によって）歯２０４間に印加される負荷の関数であってもよい。このように、それぞれの共振器駆動信号がそれぞれの歯位置ピックオフ信号と同相である場合、それぞれの共振器駆動信号はバルクハウゼン安定性基準を満たす。
【００４７】
[0051]電極２１４Ａ及び２１４Ｂの各々は、歯２０４の共振を維持して歯２０４の位置を検出するために歯２０４を駆動する複数の電極を含む。電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、それぞれの発振器回路と組み合わせて、歯２０４に歯２０４の共振を維持させるパターン化された電界を提供する。対応する歯２０４に隣接する電極２１４Ａ及び２１４Ｂの各々は、対応する歯２０４の位置を、それぞれの歯位置ピックオフ信号として検出することができる。電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、容量性、電磁的、又は光学的な手段を用いて、対応する歯２０４の位置を検出するように構成されてもよい。いくつかの例では、電極２１４Ａ及び２１４Ｂによって検出されたそれぞれの歯位置ピックオフ信号に関連付けられる周波数は、歯２０４の共振周波数を示してもよい。電極２１４Ａ及び２１４Ｂはまた、それぞれの共振器駆動信号を生成するためにそれぞれの歯位置ピックオフ信号を増幅するそれぞれの発振器回路に、検出されたそれぞれの歯位置ピックオフ信号を提供してもよい。それぞれの共振器駆動信号は、歯２０４の（例えば、面内及び位相のずれた）共振を維持するために、それぞれの発振器回路によって、それぞれの電極２１４Ａ及び２１４Ｂに提供されてもよい。それぞれの歯位置ピックオフ信号はまた、独立して増幅することができ、プロセッサ（例えば、プロセッサ２０）に出力として提供することができる。このように、電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、それぞれの歯位置ピックオフ信号を検出することにより振り子式プルーフマス２０２の回転を検出することができ、各々の歯位置ピックオフ信号は、歯２０４の共振周波数の変化を示す周波数を有する。
【００４８】
[0052]電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、いくつかの例では、歯２０４又は基層（図示せず）上に配置される構造であってもよい。例えば、基層の電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、基層を支持台２０８に直接融着することによって支持台２０８に付けられてもよい。他の例では、基層の電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、基層を支持台２０８に接合するために、ろう付け材料、エポキシ又は接着剤を使用することによって支持台２０８に付けられてもよい。いくつかの例では、電極２１４Ａ及び２１４Ｂは、真空蒸着によって電極２１４Ａ及び２１４Ｂとして付けられた金属化パターンを有してもよく、電荷又は電界が、ワイヤボンディングを介して、取り付けられた電子回路（例えば、発振器など）から送られてもよい。
【００４９】
[0053]図４の例では、共振器２１６Ａ及び２１６Ｂ並びにフレキシャ２０６は、振り子式プルーフマス２０２を支持台２０８に接続し、互いに対して平行に閾値数（例えば、プラス又はマイナス５度）内にあり、振り子式プルーフマス２０２に対して垂直に閾値数内（例えば、７５°と１０５°との間、垂直からプラス又はマイナス１５度内など）にある。図４の例では、フレキシャ２０６は、振り子式プルーフマス２０２の第１の側の中央付近に接続される。図４の例において、共振器２１６Ａ及び２１６Ｂは、振り子式プルーフマス２０２の第２の側の中央から等距離に接続される。いくつかの例では、共振器２１６Ａ及び２１６Ｂ並びにフレキシャ２０６はゼロゲージ長を有してもよく、これは、フレキシャ２０６と共振器２１６Ａ及び２１６Ｂとが同様の距離に沿って同じ速度で拡大するときに、熱膨張に対する感度を低減する。図４には示されていないが、いくつかの例では、ハウジング構造が加速度計２０１を囲んでもよく、支持台２０８に取り付けられてもよい。
【００５０】
[0054]図５Ａ−５Ｄは、本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計の例示的な構成を示すブロック図である。図５Ａの例では、加速度計３００Ａは基板３０２Ａである。いくつかの例において、基板３０２Ａは、結晶石英材料又はシリコン材料のいずれかを含む材料であってもよい。
【００５１】
[0055]図５Ｂの例では、加速度計３００Ｂは、基板３０２Ｂ上に複数の特徴を規定するためにマスクされる、フォトレジスト３０４のマスクを有する基板３０２Ｂである。例えば、フォトレジスト３０４のマスクを有する基板３０２Ｂは、基板３０２Ｂ上に複数の特徴を形成するために、基板３０２Ｂから材料の少なくとも一部を除去するためにエッチング技術（例えば、等方性エッチング、化学エッチング、ＤＲＩＥエッチングなど）にさらされる。この例では、基板３０２Ｂにエッチングされる複数の特徴は、支持台、振り子式プルーフマス、フレキシャ、オプションのテザー、及び少なくとも２つの共振器を含むことができる。
【００５２】
[0056]図５Ｃの例では、加速度計３００Ｃは、エッチングされた基板３０２Ｃである。例えば、エッチングされた基板３０２Ｃのエッチングは、支持台３１０、振り子式プルーフマス３１２、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂ（例えば、双音叉）、オプションのテザー３１８及びフレキシャ３２０を含むことができる、複数の特徴を規定することができ、これらは、図１で説明されたような支持台１０、振り子式プルーフマス２、共振器１６Ａ及び１６Ｂ、オプションのテザー１２並びにフレキシャ６に対応し得る。いくつかの例では、複数の特徴は、実質的に同様の材料からエッチングされてもよい。いくつかの例では、オプションのテザー３１８は、振り子式プルーフマス３１２を支持台３１０に結合してもよい。これらの例では、オプションのテザー３１８は、支持台３１０の規定された面に対して振り子式プルーフマス３１２の面外運動を制限するように構成することができる。
【００５３】
[0057]図５Ｄの例では、加速度計３００Ｄは、図２で説明したような基層６４に対応する取り付けられた基層、及び図２で説明したような電極６８に対応し得る電極３０６Ａ−３０６Ｂを有し得る、エッチングされた石英基板３０２Ｄである。例えば、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯及び／又は基層は、電極３０６Ａ−３０６Ｂ（例えば、複数の電極）を形成するために適用される金属化層を有してもよい。いくつかの例では、電極３０６Ａ−３０６Ｂは、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯の少なくとも一部を囲むことができる。いくつかの例では、電極３０６Ａ−３０６Ｂは、発振器回路（例えば、発振器回路１８）と組み合わせて、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯の共振を維持するためにパターン化された電界を提供するように構成されてもよい。いくつかの例では、電極３０６Ａ−３０６Ｂは、歯の位置を、歯の共振周波数を示す周波数を有する共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの信号として検出するように構成することができる。いくつかの例では、周波数は、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯にかかる力の変化による共振周波数の変化を示すことができる。いくつかの例では、電極３０６Ａ−３０６Ｂは、共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯の少なくとも一部に配置することができる。いくつかの例では、電極３０６Ａ−３０６Ｂは、発振器回路と組み合わせて、圧電効果を用いて共振器３１６Ａ及び３１６Ｂの歯の共振を維持するために電荷を提供するように構成されてもよい。
【００５４】
[0058]図６は、本明細書に記載の技術による、支持台によって規定される面内で回転するように構成された振り子式プルーフマスを含む加速度計を使用する例示的な処理４００を示すフローチャートである。図６は図１の文脈で説明される。しかし、図６はまた、図３及び４に適用することができる。
【００５５】
[0059]発振器回路（例えば、発振器回路１８）と組み合わせて駆動電極として機能する複数の電極（例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂ）は、加速度計の少なくとも２つの共振器（例えば、共振器１６Ａ及び１６Ｂ）の共振を維持することができる（４０２）。第１の共振器（例えば、共振器１６Ａ）は、支持台（例えば、支持台８）によって規定された面内での振り子式プルーフマス（例えば、振り子式プルーフマス２）の回転の際、第１の力（例えば、矢印２８Ａ及び２８Ｂで示されるような張力）を受けてもよい（４０４）。第２の共振器（例えば、共振器１６Ｂ）は、支持台（例えば、支持台８）によって規定された面内での振り子式プルーフマス（例えば、振り子式プルーフマス２）の回転の際、第２の力（例えば、矢印３０Ａ及び３０Ｂで示されるような圧縮力）を受けてもよい（４０６）。ピックオフ電極として機能する複数の電極（例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂ）は、第１の力及び第２の力（例えば、それぞれ矢印２８Ａ−２８Ｂ及び３０Ａ−３０Ｂによって示されるような張力及び圧縮力）によって引き起こされる第１の共振器及び第２の共振器（例えば、共振器１６Ａ及び１６Ｂ）の共振周波数のそれぞれの変化を示すことができるそれぞれの信号（例えば、それぞれの歯位置ピックオフ信号）を検出することができる（４０８）。加速度計はそれぞれの信号を出力することができる（４１０）。
【００５６】
[0060]いくつかの例では、加速度計は、発振器回路（例えば、発振器回路１８）を用いてそれぞれの信号をプロセッサ（例えば、プロセッサ２０）に出力することができ、プロセッサはそれぞれの信号に基づいて加速度の測定値を決定してもよい。いくつかの例では、２つ以上の共振器のうちの少なくとも１つは、支持台及び振り子式プルーフマス（例えば、支持台８及び振り子式プルーフマス２）と同一面内に配置された双音叉（例えば、図２で説明したようなＤＥＴＦ６６Ａ）を含んでもよく、歯の周波数は、張力の間に増加し、圧縮力の間に減少する。いくつかの例では、加速度計の少なくとも２つの共振器の共振を維持することは、さらに、ＤＥＴＦの歯が共振周波数で継続して振動するように、複数の電極（例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂ）に結合された発振器回路（例えば、発振器回路１８）によって、電界を提供することを含んでもよい。他の例では、加速度計の少なくとも２つの共振器の共振を維持することは、さらに、ＤＥＴＦの歯が共振周波数で継続して振動するように、複数の電極（例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂ）に結合された発振器回路（例えば、発振器回路１８）によって、電荷を提供することを含んでもよい。いくつかの例では、複数の電極（例えば、電極１４Ａ及び１４Ｂ）は、共振器の歯の一部を囲む電極又は歯の上の電極の組み合わせであってもよい。いくつかの例では、加速度計は、モノリシックな材料から構成することができ、振り子式プルーフマス、支持台、フレキシャ、及び２つ以上の共振器を含む。いくつかの例では、モノリシック材料は、圧電材料又はシリコン材料であってもよい。いくつかの例では、第１の力及び第２の力は、張力又は圧縮力のうちの１つとすることができる。
【００５７】
[0061]１つ又は複数の例では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実現されてもよい。ソフトウェアで実装する場合、当該機能は、１つ又は複数の命令又はコードとして、コンピュータ読み取り可能な媒体上に格納され又はこれを介して送信されてもよく、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行されてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、データ記憶媒体などの有形の媒体に対応するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、又は、例えば通信プロトコルに従ってある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体を含んでもよい。このように、コンピュータ読み取り可能な媒体は、一般に、（１）非一時的である有形のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は（２）信号もしくは搬送波などの通信媒体に対応し得る。データ記憶媒体は、本開示に記載の技術を実装するための命令、コード及び／又はデータ構造を取得するために１つもしくは複数のコンピュータ又は１つもしくは複数のプロセッサによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。コンピュータプログラム製品はコンピュータ読み取り可能な媒体を含むことができる。
【００５８】
[0062]例として、限定するものではないが、そのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光ディスク記憶デバイス、磁気ディスク記憶デバイス、又は他の磁気記憶デバイス、フラッシュメモリ、又は命令やデータ構造の形式で所望のプログラムコードを格納するのに使用でき、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、任意の接続は、適切には、コンピュータ読み取り可能な媒体と呼ばれる。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、マイクロ波などの無線技術を用いて、命令が、ウェブサイト、サーバ、又は他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。しかし、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及びデータ記憶媒体が、接続、搬送波、信号、又は他の一時的な媒体を含まず、これに代えて、非一時的な、有形の記憶媒体を指すことが理解されるべきである。本明細書で使用されるとき、ディスク（ｄｉｓｋ、ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク及びブルーレイディスクを含み、ｄｉｓｋは、通常、データを磁気的に再生するが、ｄｉｓｃはデータをレーザーで光学的に再生する。上記のものの組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００５９】
[0063]命令は、１つ又は複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他の同等の集積化されたもしくは個別の論理回路などの、１つ又は複数のプロセッサによって実行することができる。したがって、本明細書で使用されるとき、「プロセッサ」という語は、前述の構造のうちの任意のもの、又は本明細書で説明する技術の実装に適した任意の他の構造を指すことができる。また、当該技術は、１つ又は複数の回路又は論理要素で完全に実施することができる。
【００６０】
[0064]本開示の技術は、様々なデバイス又は装置、集積回路（ＩＣ）又はＩＣのセット（例えば、チップセット）で実装されてもよい。様々なコンポーネント、モジュール又はユニットは、開示された技術を実行するように構成されたデバイスの機能的側面を強調するために本開示において説明されているが、必ずしも異なるハードウェアユニットによる実装を必要としない。そのようなものではなく、上述したように、様々なユニットは、コーデックハードウェアユニットに組み合わされてもよいし、適切なソフトウェア及び／又はファームウェアとともに、上述のような１つ又は複数のプロセッサを含む相互運用ハードウェアユニットの集合によって提供されてもよい。
【００６１】
[0065]本開示の様々な例が説明された。これらの例及び他の例は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図５Ａ】
2016095301.tif 000003
【図５Ｂ】
2016095301.tif 000004
【図６】
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【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５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2016095301.tif 000011
【外国語明細書】
2016095301000001.pdf