(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料のボディ内に一体化された慣性センサであって、
該慣性センサは、互いに静電気的に結合されている固定子エレメントおよび回転子エレメントを含み、
該固定子エレメントは、センサアームを有し、
該回転子エレメントは、
１つの方向に自由に移動する移動体と、
該半導体材料のボディ内に一体化されたマイクロアクチュエータ手段であって、該回転子エレメントの移動体に結合され、かつ該回転子エレメントの移動体と同一平面にあるマイクロアクチュエータ手段と
を含み、
該マイクロアクチュエータ手段は、該移動体と一体化されている少なくとも１つの移動アクチュエータアームと第１の固定アクチュエータアームと第２の固定アクチュエータアームとを有する少なくとも１つの第１のアクチュエータエレメントを含み、
該第１の固定アクチュエータアームと該第２の固定アクチュエータアームとは、共に該移動アクチュエータアームに対向しており、
該移動アクチュエータアームは、該移動アクチュエータアームの両側に延びる移動アクチュエータ電極を支え、
該第１の固定アクチュエータアームは、それぞれの第１の固定アクチュエータ電極を支え、該第２の固定アクチュエータアームは、複数の第２の固定アクチュエータ電極を支え、該第１の固定アクチュエータ電極と該第２の固定アクチュエータ電極は、対応する移動アクチュエータアームに関して対向する側に配置されており、それぞれの移動アクチュエータ電極と共にコームフィンガー状に形成され、該方向と実質的に平行な方向に延びており、
駆動ユニットは、該第１の固定アクチュエータアームに結合された第１の出力端子と、該第２の固定アクチュエータアームに結合された第２の出力端子と、該固定センサアームに結合された入力端子を有するセンサユニットとを有し、該駆動ユニットは、該第１の固定アクチュエータ電極と該第２の固定アクチュエータ電極に反対の交流電圧を印加して、該移動体に作用するねじれ運動を生成し、該ねじれ運動は、該固定アクチュエータ電極と該移動アクチュエータ電極との間の相対的な位置ずれとは独立であり、該センサアームによって生成されるセンサ信号を変調させ、該センサユニットの入力端子に送信されて、該慣性センサを校正するための参照信号として用いられるようにする、慣性センサ。
【請求項２】
前記移動体は、環状形状を有し、前記移動アクチュエータアームは、該移動体から放射状に外側へ延び、前記第１の固定アクチュエータアームおよび前記第２の固定アクチュエータアームは、該移動体に向かって放射状に延び、前記移動アクチュエータ電極は、実質的に円周方向に延び、該移動アクチュエータアームに沿って互いに等距離で配置されており、該第１の固定アクチュエータ電極および該第２の固定アクチュエータ電極は、実質的に円周方向に延びていることを特徴とする、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項３】
前記回転子エレメントは、前記移動体から延びる複数の移動センサアームをさらに含み、前記固定子エレメントは、該移動センサアームと対向する複数の対の固定センサアームを含み、該固定センサアームのそれぞれの対は、第１の固定センサアームと第２の固定センサアームとを含み、該第１の固定センサアームと該第２の固定センサアームは、対応する移動センサアームに関して対向する側に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の慣性センサ。
【請求項４】
角加速度センサを構成することを特徴とする、請求項２または３に記載の慣性センサ。
【請求項５】
前記方向は、直線方向であり、前記センサは、直線運動センサを構成することを特徴とする、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項６】
前記アクチュエータ手段は、前記第１のアクチュエータエレメントと同一であるさらなるアクチュエータエレメントを含み、該第１のアクチュエータエレメントと該さらなるアクチュエータエレメントとが、前記移動体に対して対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の慣性センサ。
【請求項７】
前記アクチュエータ手段は、少なくとも１セットのアクチュエータエレメントを含み、該アクチュエータエレメントのそれぞれのセットは、互いに同一である少なくとも２つのアクチュエータエレメントを含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の慣性センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、較正マイクロアクチュエータを有する半導体一体型慣性センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知であるように、マイクロエレクトロニクス産業の代表的な機械および製造方法を開発する可能性が、半導体一体型慣性センサの低価格での製造を可能にし、それと同時に、性能の点で高い信頼性を保証する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの慣性センサはさまざまな観点から有利であるが、費用がかかることに加えて、ウエハレベルでそれらを較正することが困難であるという点で、その較正が非常に複雑であるという欠点を有する。
【０００４】
さらに、そのようにして得られた慣性センサは、出力／入力が、オフセットおよび製造プロセスのパラメータの影響を受けるので、適切に較正される必要がある。
【０００５】
上記センサを較正するために、第１の公知の解決方法は、要求される基準に基づいて検査された電気力学アクチュエータまたは圧電アクチュエータ上で、既にそれ自身のパッケージ内に挿入されている慣性センサを振ることを含む。特定のタイプのアクチュエータの選択は、較正される慣性センサの動作周波数の範囲に基づいて評価される。その後、得られる較正曲線は、通常、内部に慣性センサ自体が作製されたダイス内に形成されたメモリデバイス内に格納される。この第１の公知の解決方法はさまざまな観点から有利であるが、ウエハレベルで達成するのがかなり困難であるという欠点を有する。
【０００６】
第２の公知の解決方法は、米国特許ＵＳ−Ａ−６，６２１，１５７号に記載されており、この方法は、較正される慣性センサと静電アクチュエータとを１つの同じセンサ上に一体化することを企図しており、測定される未知の慣性量（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｑｕａｎｔｉｔｙ）をシミュレートし、そして、次の特性を有する：
印加された電圧について線形である。
【０００７】
正確である。つまり、その動作が、一体化プロセスのパラメータとは事実上関係がない。
「事実上関係がない」とは、静電アクチュエータが、慣性センサよりも、慣性センサ自体の製造に用いられる一体化プロセスのばらつきの影響を受けにくい構成を有していることを意味する。
【０００８】
さらに、この第２の公知の解決方法は、開ループのセンサまたは閉ループのセンサのいずれに関わらず、全てのセンサに有効である。
【０００９】
さらに、詳細には、米国特許ＵＳ−Ａ−６，６２１，１５７号に記載された方法および装置は、その下部にサービス電極がセットされた、１つの移動電極（ｍｏｂｉｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）（回転子）と、２つの固定電極（固定子）とを含む慣性センサによって実現される。（アクチュエータは、「グランド面」とも呼ぶ。）サービス電極に印加される電圧を変化させ、且つ、移動電極に印加される電圧を固定値に維持することによって、サービス電極を含む面に平行な方向に沿って移動電極に作用する横方向の力が生成される。この横方向の力は、移動電極と固定電極との間の距離、つまり、慣性センサ製造プロセスのばらつきに著しく影響される距離とは関係がなく、その結果、慣性センサ自体の較正において、基準力として使用され得る。
【００１０】
この第２の解決方法は多くの点で有利であるが、しかし、サービス電極に印加される電圧が変動するたびに、移動電極に対して、横方向の力に加えて、サービス電極がセットされた面と直交する方向に縦方向の力が発生する、という欠点を有する。さらに、横方向の力は、２つの固定電極に異なる電圧が印加された場合にのみ、０でない値を有する。その結果、この第２の公知の解決方法に基づいて考案された方法および形成された装置は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するという点ではきわめて非効率的であり、較正される慣性センサの所定の電気構成についてのみ有効である。
【００１１】
本発明の基礎にある技術上の問題は、公知技術に関して上で説明した限界および欠点を克服できる較正マイクロアクチュエータを有する半導体一体型慣性センサを形成するという問題である。
【００１２】
その技術上の問題は、請求項１に記載の慣性センサによって解決される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の慣性センサは、半導体材料のボディ内に一体化された慣性センサであって、静電気的に１つに結合された固定子エレメントおよび回転子エレメントを含み、該回転子エレメントが、移動体と、半導体材料の該ボディ内に一体化されたマイクロアクチュエータ手段とを含む慣性センサであって、該マイクロアクチュエータ手段が、該回転子エレメントの該移動体に接続されるかまたは同一平面にあることを特徴とする。
【００１４】
本発明の慣性センサは、前記移動体が１つの方向に自由に移動することと、前記マイクロアクチュエータ手段が、前記移動体と一体の少なくとも１つの移動アクチュエータアームと該移動アクチュエータアームに対向する少なくとも１つの第１固定アクチュエータアームとを有する、少なくとも１つの第１アクチュエータエレメントを含み、該移動アクチュエータアームおよび該第１固定アクチュエータアームが、共にコームフィンガー状に形成されたそれぞれの移動アクチュエータ電極および固定アクチュエータ電極を有し、該方向に対して実質的に平行な方向に延びてもよい。
【００１５】
本発明の慣性センサは、前記移動アクチュエータ電極が前記移動アクチュエータアームの両側を延びることと、前記マイクロアクチュエータ手段が、それぞれの移動アクチュエータ電極と共にコームフィンガー状に形成された、複数の第２の固定アクチュエータ電極を有する第２の固定アクチュエータアームを含み、前記第１および第２の固定アクチュエータアームが、対応する移動アクチュエータアームの両側にセットされてもよい。
【００１６】
本発明の慣性センサは、前記移動体が環状形状を有することと、前記移動アクチュエータアームが、該移動体から放射状に外側へと延び、前記第１および第２の固定アクチュエータアームが該移動体に向かって放射状に延び、前記移動アクチュエータ電極が、実質的に円周方向に延び、且つ、該移動アクチュエータアームに沿って互いに等距離に離れてセットされ、該第１および第２の固定アクチュエータ電極が実質的に円周方向に延びてもよい。
【００１７】
本発明の慣性センサは、前記回転子エレメントが、前記移動体から延びる複数の移動センサアームをさらに含むことと、該移動センサアームに対向する複数対の固定センサアームを含み、固定センサアームの各対が、対応する移動センサアームの両側にセットされた第１の固定センサアームおよび第２の固定センサアームを含んでもよい。
【００１８】
本発明の慣性センサは、角加速度センサを構成してもよい。
【００１９】
本発明の慣性センサは、前記方向が直進性の方向であり、該センサが直進性の動作のセンサを構成してもよい。
【００２０】
本発明の慣性センサは、前記固定アクチュエータアームに結合された出力端子を有する駆動ユニットと、前記固定センサアームに結合された入力端子を有するセンシングユニットと、を含んでもよい。
【００２１】
本発明の慣性センサは、前記アクチュエータ手段が、前記第１のアクチュエータエレメントと同一のさらなるアクチュエータ手段を含み、該第１のアクチュエータエレメントおよびさらなるアクチュエータエレメントは、前記移動体に対して対称にセットされてもよい。
【００２２】
本発明の慣性センサは、前記アクチュエータ手段がアクチュエータエレメントの少なくとも１つのセットを含み、アクチュエータエレメントの各セットは、互いに同一であり且つ互いに角距離が等しい少なくとも２つのアクチュエータエレメントを含んでもよい。
【００２３】
本発明に基づく慣性センサの特徴および利点は、純粋に非限定的な説明を提供するために、添付の図面を参照しつつ行う以下の実施形態の例の説明から明らかになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１において、参照符号１は、半導体材料、つまりシリコン内に一体化された慣性センサ（例えば、角加速度センサ）を示す
さらに、詳細には、慣性センサ１は、内部にセンサ自体が形成されるダイス６と一体化された内部固定子２と、固定子２と容量的に結合された外部回転子３とを有する。
【００２５】
回転子３は、吊り下げられ且つ基本的に環状の形状を有する移動体（ｍｏｂｉｌｅ  ｍａｓｓ）４と、移動体４から固定子２に向かって放射状に延び、互いに同一であり且つ同じ角距離だけ離れた複数の移動センサアーム５と、移動体４を第１の係留バイアス領域３０に弾性的に取り付ける弾性吊り下げ係留部材（バネ８：この部材により、回転子３および移動センサアーム５がバイアス電圧Ｖｒ（通常は１．５Ｖの値）でバイアスされる）とを含む。
【００２６】
固定子２は、固定センサアーム９ａおよび９ｂの対を複数含み、回転子３の各移動センサアーム５に１対ずつ設けられている。これらの固定センサアーム９ａおよび９ｂは、移動センサアーム５の間を移動体４自体の内部へ延び、第２の係留バイアス領域４０に固定される。固定センサアーム９ａおよび９ｂの対は、回転子３の１つの移動センサアーム５が、１対の固定センサアーム９ａおよび９ｂの、第１の固定センサアーム９ａと第２の固定センサアーム９ｂとの間にセットされるように配置される。
【００２７】
通常、固定子２ならびに固定センサアーム９ａおよび９ｂは、第２の係留バイアス領域４０を介して、バイアス電圧Ｖｓ（１．５Ｖ〜２．２Ｖの値を想定している）でバイアスされる。
【００２８】
その結果、角応力（ａｎｇｕｌａｒ  ｓｔｒｅｓｓ）の存在下で、移動体４およびそれぞれの移動センサアーム５が、頭の２つある矢印Ｒで示すように、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向にマイクロメートル単位の回転をする。
【００２９】
１対の固定センサアーム９ａ、９ｂおよびそれらの間にセットされたそれぞれの移動センサアーム５は、直列に接続された２つの可変キャパシタから形成される容量分圧器として設計され得る。ここで、２つの外部プレートが、固定子２の固定センサアーム９ａおよび９ｂとして規定され、２つの内部プレートが、回転子３の移動センサアーム５として規定される。さらに、固定センサアーム９ａおよび９ｂの全ての対ならびにそれぞれの移動センサアーム５から形成された容量分圧器は、並列に１つに接続され、分圧器の中間ノードは、移動体４によって１つに接続される。その結果、慣性センサ１全体が図３のように示され得る。図３において、電極Ｓ１は、１組の固定センサアーム９ａを示し、第１の可変キャパシタ３１を形成し、電極Ｓ２は、１組の固定センサアーム９ｂのセットを示し、第２の可変キャパシタ３２を形成する。
【００３０】
慣性センサ１は、また、回転子３に取り付けられた一体型マイクロアクチュエータ１２を含む。
【００３１】
さらに、詳細には、図１および図２に示すように、マイクロアクチュエータ１２は、回転子３に結合され、且つ、回転子３と同一平面上のアクチュエータエレメント１３の４つのセット２７を含む。セット２７は、慣性センサ１の各四分円１４に１つずつ設けられ、角距離が等しい。
【００３２】
特に、各セット２７に対して２つのアクチュエータエレメント１３がある。これらのアクチュエータエレメント１３は互いに同一であり、それぞれが、回転子３の移動体４に取り付けられた移動アクチュエータアーム１５を含み、移動体４自体から放射状に外側へと延びる。各移動アクチュエータアーム１５は、それぞれの移動アクチュエータアーム１５の両側を基本的に円周方向に延びる複数の移動アクチュエータ電極１６を有し、移動アクチュエータ電極１６は、それぞれの移動アクチュエータアーム１５に沿って等間隔に配置される。
【００３３】
さらに、各アクチュエータエレメント１３は、放射状に延びる１対の固定アクチュエータアーム１７ａおよび１７ｂを含む。それぞれの固定アクチュエータアーム１７ａおよび１７ｂの対は、対応する移動アクチュエータアーム１５に対して対向する側にセットされた第１の固定アクチュエータアーム１７ａおよび第２の固定アクチュエータアーム１７ｂから形成される。第１の固定アクチュエータアーム１７ａは、複数の第１固定アクチュエータ電極１９ａを有し、第２の固定アクチュエータアーム１７ｂは、複数の第２固定アクチュエータ電極１９ｂを有する。
【００３４】
固定アクチュエータアーム１７ａおよび１７ｂは、第３の係留バイアス領域５０に制限され、この領域５０を介して、バイアス電圧Ｖｂ（１．５Ｖ〜５Ｖの値を想定している）でバイアスされる。
【００３５】
固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂは、基本的に円周方向に、それぞれの移動アクチュエータアーム１５に向かって延び、移動アクチュエータ電極１６に対して空間を空けられているか、またはコームフィンガー配置（ｃｏｍｂ  ｆｉｎｇｅｒｅｄ）になっている。実際、各アクチュエータエレメント１３の固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂならびにそれぞれのモバイルアクチュエータ電極１６は、固定センサアーム９ａおよび９ｂならびに移動センサアーム５のように、直列に１つに接続された２つのキャパシタから形成される容量分圧器として設計され得る。ここで、２つの外部プレートは、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂによって規定され、２つの内部プレートは、移動アクチュエータ電極１６によって規定される。さらに、全てのアクチュエータエレメント１３から形成された容量分圧器は、並列に１つに接続され、分圧器の中間ノードは、移動体４を介して１つに接続される。その結果、マイクロアクチュエータ１２は図３のように示され得、ここで、電極Ｓ３は、固定アクチュエータ電極１９ａのセットを示し、且つ、第１のアクチュエーションキャパシタ３３を形成し、電極Ｓ４は、固定アクチュエータ電極１９ｂのセットを示し、且つ、第２のアクチュエーションキャパシタ３４を形成する。
【００３６】
図３はさらに、慣性センサ１を較正する較正回路を示す。この較正回路は、それぞれ固定アクチュエータアーム１７ａおよび１７ｂ（つまり電極Ｓ１およびＳ２）にそれぞれ結合された出力端子２２および２３を有する駆動ユニット２０と、固定子２の固定センサアーム９ａおよび９ｂ（つまり電極Ｓ３およびＳ４）にそれぞれ結合された出力端子２５および２６を有するセンシングユニット２４とを含む。駆動ユニット２０は、以下にさらに詳細に説明するように、一定の平均値Ｖｄ（ｔ）に対して反対に振動する駆動電圧Ｖ１（ｔ）およびＶ２（ｔ）を生成する。
【００３７】
慣性センサ１の動作を以下に示す：
駆動電圧Ｖ１（ｔ）およびＶ２（ｔ）は、
Ｖ１（ｔ）＝Ｖｂ＋Ｖｄ（ｔ）および
Ｖ２（ｔ）＝Ｖｂ−Ｖｄ（ｔ）に等しく、
ここで、Ｖｂは一定のバイアス電圧であり、Ｖｄ（ｔ）は交流電圧であり、例えば、方形波または正弦波が、駆動ユニット２０によって、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂにそれぞれ印加される。
【００３８】
電圧Ｖ１（ｔ）およびＶ２（ｔ）は、移動体４に対して、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂの数ならびに相互作用する移動アクチュエータ電極１６の数に比例した横方向の力を交互に生成する。さらに、電圧Ｖ１（ｔ）およびＶ２（ｔ）が逆位相である場合、この横方向の力は、まずある方向に指向され、その後反対の方向に指向される。
【００３９】
特に、この横方向の力は、移動アクチュエータ電極１６がより低い電位差を有する場合、各移動アクチュエータ電極１６を、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂから離れるように移動させようとし、移動アクチュエータ電極１６がより高い電位差を有する場合、各移動アクチュエータ電極１６を、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂに近づくように移動させようとする。このようにして、移動体４は、以下に示す関係のように、固定アクチュエータアーム１７ａおよび１７ｂのバイアス電圧Ｖｂならびに交流電圧Ｖ（ｔ）に比例するねじりモーメントτを有する回転動作を受ける：
τ＝α＊Ｖｂ＊Ｖｄ（ｔ）
ここで、パラメータαはマイクロアクチュエータ１２の精度であり、以下の式に示すように、電極の対の数、それらの厚さ、および相対距離に依存する：
α＝４＊ε0＊Ｎ＊Ｒm＊ｔ／ｇ
ここで、ε0は真空の誘電率であり、Ｎは電極の数であり、Ｒmは回転の中心からの電極の距離であり、ｔは電極の厚さ（ウエハ上に電極を形成するために使用されるポリシリコンの厚さに等しい）であり、ｇは電極間の距離である。
【００４０】
ねじりモーメントτは、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂと移動アクチュエータ電極１６との相対的な位置ずれとは関係がなく、電極が回転子３（つまり移動電極１５）の動きＲの方向に対して実質的に平行に延びる場合、移動／固定電極の対の距離ｇ（一定）にのみ依存し、互いに向かい合う領域面積（可変）には依存しない。
【００４１】
したがって、移動体４が受けるねじりモーメントτは、２つの可変キャパシタ３１および３２の容量の位相対立（ｐｈａｓｅ  ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）の変調を決定する。可変キャパシタが有する２つの外部プレートは、固定子２の固定センサアーム９ａおよび９ｂによって規定され、２つの内部プレートは、回転子３の移動センサアーム５によって規定される。これらの可変キャパシタ３１および３２のうち、移動センサアーム５ならびに最短距離にある固定センサアーム９ａまたは９ｂによって規定されるキャパシタが、有効なキャパシタを形成し、この有効なキャパシタが、移動体４が受けるねじりモーメントτを示すセンシング信号の生成を決定する。このセンシング信号は、その後、センシングユニット２４の入力端子２５および２６に送信される。センシングユニット２４は、この信号を、慣性センサ１を較正するための基準信号として使用する。
【００４２】
本明細書に記載した慣性センサで得られ得る利点を以下に示す。第１に、アクチュエータエレメント１３は、移動体４と共にシリコン上に規定され、その結果、さらなる製造段階を必要としない。さらに、マイクロアクチュエータ１２は移動体４に対して垂直方向に作用する力を発生しないので、慣性センサ１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する点で、より効率的である。さらに、移動体４に作用する横方向の力は、慣性センサ１の回転子３および固定子２に印加されバイアス電圧と関係がないので、慣性センサ１の較正は、それ自体の動作電圧とは関係がない。記載した最後の２つの利点は、慣性センサ１をエネルギーの点でよりコストを低くするということに関して、とりわけ、マイクロアクチュエータ１２の回路構成（例えば、シグマデルタ、周波数変調）を慣性センサ１の回路構成から独立させることに関して非常に重要である。さらに、固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂならびに移動アクチュエータ電極１６について選択されるコームフィンガー配置は、静電軟化（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ）（つまり、システムの硬さの低下）の問題に影響されない。その結果、アクチュエータの特性は修正されず、後者は、変位と関係なく力を及ぼし得る。
【００４３】
さらに、慣性センサ１の製造について、任意のタイプのミクロ機械加工技術（例えば、表面ミクロ機械加工、エピタキシャルミクロ機械加工、金属電気メッキ等）が使用され得る。
【００４４】
最後に、本明細書に記載および図示した慣性センサに対して、多くの改変および変形を為し得ることが明らかである。これらは全て、添付の請求の範囲に規定する本発明の趣旨の範囲内にある。
【００４５】
例えば、アクチュエータエレメント１３のセット２７の数および各セット２７におけるアクチュエータエレメント１３の数は、説明した数とは異なり得る。特に、回転子３の移動体４に１つのアクチュエータエレメント１３が接続された構成を企図し得、または、２つのアクチュエータエレメント１３が移動体４の直径の両側にセットされた構成を企図し得る。
【００４６】
さらに、慣性センサ１は、図４に示すように線形のタイプであり得、この構成において、慣性センサの各部分は、図１で用いたのと同じ参照符号によって示される。この場合、マイクロアクチュエータ１２は、方向Ｙに沿った振動性の動きを移動体４に与えるように駆動され、移動アクチュエータ電極１６ならびに固定アクチュエータ電極１９ａおよび１９ｂは方向Ｙに対して平行である。
慣性センサ（１）は、移動センサアーム（５）および固定センサアーム（９ａ、９ｂ）によって静電気的に１つに結合された内部固定子（２）および外部固定子（３）を含む。回転子（３）は、修正アクチュエータ１２に接続されており慣性センサの各四分円に１つ設けられるように構成されたアクチュエータエレメント（１３）の４つのセット（２７）を含む。互いに同一であり且つ角度的に等距離である２つのアクチュエータエレメント（１３）が各セットを構成し、２つのアクチュエータエレメントの各々が、回転子（３）に取り付けられ且つ複数の移動アクチュエータ電極（１６）を有する移動アクチュエータアーム（１５）と、対応する移動アクチュエータアームの両側にセットされ且つ複数の固定アクチュエータ電極（１９ａ、１９ｂ）を有する１対の固定アクチュエータアーム（１７ａ、１７ｂ）とを含む。移動アクチュエータアーム（１６）および固定アクチュエータ電極（１９ａ、１９ｂ）は、回転子（３）のプリセットされた動きを生じるようにそれらをバイアスする駆動ユニット（２０）に接続され、この動きは、固定センサアーム（９ａ、９ｂ）に接続されたセンシングユニット（２４）によって検出される。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の慣性センサは、アクチュエータエレメントが移動体と共にシリコン上に規定され、さらなる製造段階を必要としない。さらに、マイクロアクチュエータは移動体に対して垂直方向に作用する力を発生しないので、慣性センサは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する点で、より効率的である。さらに、移動体に作用する横方向の力は、慣性センサの回転子および固定子に印加されバイアス電圧と関係がないので、慣性センサの較正は、それ自体の動作電圧とは無関係である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による慣性センサの第１の実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１の慣性センサを較正するためにマイクロアクチュエータの実施形態の例を示す図である。
【図３】図１の構造体の等価電気図である。
【図４】本発明による慣性センサの第２の実施形態の模式図である。
【符号の説明】
２  固定子エレメント
３  回転子エレメント
【図１】
0005007002.tif 000002
【図２】
0005007002.tif 000003
【図３】
0005007002.tif 000004
【図４】
0005007002.tif 000005