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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität des Einreichungsdatums der vorläufigen US-Patentanmeldung 62/328 981 mit dem Titel „Mikro-maschinell hergestellter Mehrachsen-Beschleunigungsmesser mit reduzierter Belastungsempfindlichkeit” von Acar et al., die am 28. April 2016 eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Aspekte der Anmeldung betreffen generell Beschleunigungsmesser. Insbesondere betreffen Implementierungen Mehrachsen-Beschleunigungsmesser als mikroelektromechanisches System (MEMS).
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2. Hintergrund
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Beschleunigungsmesser werden konventioneller Weise eingesetzt, um eine Beschleunigung in einer gegebenen Richtung zu messen. MEMS-Beschleunigungsmesser sind entwickelt worden, um die Größe der Beschleunigungsmesser zu reduzieren, so dass diese in kleineren Geräten, etwa beispielsweise ohne darauf einschränken zu wollen, in Mobiltelefonen, persönlichen digitalen Assistenten, tragbaren Medien-Wiedergabegeräten, Kameras und am Körper tragbarer Elektronik, verwendet werden können.
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ÜBERBLICK
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Ausführungsformen einer Beschleunigungsmesser-Komponente umfassen: eine erste Z-Nachweismasse, die um eine erste Achse drehbar und mit einem Fixpunkt verbunden ist, wobei die erste Z-Nachweismasse mehrere erste Elektroden aufweist, eine zweite Z-Nachweismasse, die um die erste Achse drehbar und mit dem Fixpunkt verbunden ist, wobei die zweite Z-Nachweismasse mehrere zweite Elektroden aufweist, eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente, die innerhalb eines Umrisse der ersten Z-Nachweismasse angeordnet ist, und eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente, die innerhalb eines Umrisses der zweiten Z-Nachweismasse angeordnet ist, wobei die mehreren ersten Elektroden und die mehreren zweiten Elektroden symmetrisch um jeweils die erste Achse, eine zweite Achse senkrecht zu der ersten Achse, eine dritte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse, und eine vierte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse sind.
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Ausführungsformen von Beschleunigungsmesser-Komponenten können eines, alles oder beliebiges des Folgenden aufweisen:
Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist nicht direkt mechanisch mit der ersten Z-Nachweismasse verbunden.
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Die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist nicht direkt mechanisch mit der zweiten Z-Nachweismasse verbunden.
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Jede Elektrode der mehreren ersten Elektroden ist größer als jede Elektrode der mehreren zweiten Elektroden.
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Die mehreren ersten Elektroden der ersten Z-Nachweismasse enthalten zwei Elektroden.
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Die mehreren zweiten Elektroden der zweiten Z-Nachweismasse enthalten vier Elektroden.
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Die erste Z-Nachweismasse und die zweite Z-Nachweismasse drehen sich bei Beschleunigung in zueinander entgegengesetzten Richtungen.
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Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente weist zwei Elektrodenfixpunkte auf, die symmetrisch in Bezug zueinander auf jeder Seite eines X-Nachweismassenfixpunktes angeordnet sind.
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Die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente weist zwei Elektrodenfixpunkte auf, die in Bezug zueinander symmetrisch auf jeder Seite eines Y-Nachweismassenfixpunktes angeordnet sind.
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Ausführungsformen einer Beschleunigungsmesser-Komponente umfassen eine erste Z-Nachweismasse, die um eine erste Achse drehbar und mit einem Fixpunkt verbunden ist, wobei die erste Z-Nachweismasse ein erstes Paar aus Elektroden aufweist, und eine zweite Z-Nachweismasse, die um die erste Achse drehbar und mit dem Fixpunkt verbunden ist, wobei die zweite Z-Nachweismasse ein zweites Paar aus Elektroden und ein drittes Paar aus Elektroden aufweist. Eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente oder eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist innerhalb eines Umrisses der ersten Z-Nachweismasse angeordnet. Eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente oder eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist innerhalb eines Umrisses der zweiten Z-Nachweismasse angeordnet. Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente beinhaltet zwei Elektrodenfixpunkte, die in Bezug zueinander symmetrisch auf jeder Seite eines X-Nachweismassenfixpunktes angeordnet sind. Die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente enthält zwei Elektrodenfixpunkte, die in Bezug zueinander symmetrisch auf jeder Seite eines Y-Nachweismassenfixpunktes angeordnet sind. Jedes Paar aus Elektroden ist so angeordnet, dass jedes Elektrodenpaar symmetrisch um die erste Achse, eine zweite Achse senkrecht zu der ersten Achse, eine dritte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse, oder eine vierte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse angeordnet ist.
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Ausführungsformen von Beschleunigungsmesser-Komponenten können eines, alles oder beliebiges des Folgenden umfassen:
Das erste Paar aus Elektroden liegt zwischen dem zweiten Paar aus Elektroden und dem dritten Paar aus Elektroden.
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Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist nicht direkt mechanisch mit der ersten Z-Nachweismasse verbunden.
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Die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist nicht direkt mechanisch mit der zweiten Z-Nachweismasse verbunden.
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Ausführungsformen einer Beschleunigungsmesser-Komponente umfassen eine erste Nachweismasse, die um eine erste Achse drehbar und mit einem Fixpunkt verbunden ist, wobei die erste Nachweismasse ein erstes Paar aus Elektroden aufweist. Eine zweite Nachweismasse ist vorgesehen, die drehbar um die erste Achse ist und mit dem Fixpunkt verbunden ist, wobei die zweite Nachweismasse ein zweites Paar aus Elektroden und ein drittes Paar aus Elektroden aufweist. Die erste Nachweismasse und die zweite Nachweismasse sind jeweils um den Fixpunkt drehbar, und wobei jedes Paar aus Elektroden so positioniert ist, dass die Beschleunigungsmesser-Komponente symmetrisch ist um jeweils die erste Achse, eine zweite Achse senkrecht zu der ersten Achse, eine dritte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse, und eine vierte Achse diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse.
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Ausführungsformen von Beschleunigungsmesser-Komponenten können eines, alles oder beliebiges des Folgenden umfassen:
Eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist innerhalb eines Umrisses der ersten Z-Nachweismasse angeordnet.
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Eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist innerhalb eines Umrisses der zweiten Z-Nachweismasse angeordnet.
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Das erste Paar aus Elektroden liegt zwischen dem zweiten Paar aus Elektroden und dem dritten Paar aus Elektroden.
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Das Vorhergehende und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile ergeben sich für den Fachmann aus der BESCHREIBUNG und den ZEICHNUNGEN und aus den SCHUTZANSPRÜCHEN.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es werden nachfolgend Ausführungsformen in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und:
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1 eine schematische Draufsicht einer Beschleunigungsmesser-Komponente ist;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist, wobei Z-Teilmassen in einer ersten Richtung drehen;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist, wobei Z-Teilmassen in einer zweiten Richtung drehen;
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4 eine Seitenansicht der in 2 dargestellten Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist;
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5 eine schematische Draufsicht einer X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist; und
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6 eine schematische Draufsicht einer Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ist.
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BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung, ihre Aspekte und Implementierungen sind nicht auf die speziellen Komponenten, Verfahren des Zusammenbaus oder Verfahrenselemente, die hierin offenbart sind, beschränkt. Es ergeben sich viele zusätzliche Komponenten, Verfahren zum Zusammenbau und/oder Verfahrenselemente, die auf diesem Gebiet in Verbindung mit den beabsichtigten Beschleunigungsmesser-Komponenten bekannt sind in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen dieser Offenbarung verwendet werden können. Obwohl spezielle Ausführungsformen offenbart sind, können beispielsweise daher derartige Ausführungsformen und Komponenten zur Implementierung beliebig sein in Form, Größe, Stil, Typ, Modell, Version, Messung, Konzentration, Material, Quantität, Verfahrenselement, Schritten und/oder dergleichen, wie dies für derartige Beschleunigungsmesser-Komponenten bekannt ist, und implementierende Komponenten und Verfahren, die mit der beabsichtigten Funktionsweise und den Verfahren konsistent sind, sind mit eingeschlossen.
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Implementierungen von Beschleunigungsmesser-Komponenten, die hierin offenbart sind, nutzen die Prinzipien, die im
Kapitel 19, „Ein kapazitiver Beschleunigungsmesser" des Fachbuchs „Mikrosystemgestaltung" von Stephen D. Senturia offenbart und von Kluwer Academic Publishers (2001) veröffentlicht wurden, wobei diese Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
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In den diversen Implementierungen bzw. Ausführungsformen können Beschleunigungsmesser-Komponenten oder Teile der Beschleunigungsmesser-Komponenten, die in dieser Anmeldung offenbart sind, symmetrisch sein. Im hierin verwendeten Sinne kann, wenn der Begriff „Symmetrie” oder „symmetrisch” in dieser Offenbarung verwendet wird, als nicht beschränkende Beispiele Spiegelsymmetrie, Rotationssymmetrie, Translationssymmetrie, diagonale Symmetrie oder eine beliebige bekannte Form einer Symmetrie bezeichnen.
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Mit Verweis auf 1 wird nun eine schematische Draufsicht einer Implementierung einer Beschleunigungsmesser-Komponente dargestellt. Die Beschleunigungsmesser-Komponente 2 kann eine Beschleunigungsmesser-Komponente in Form eines mikroelektromechanisches Systems (MEMS) sein. Die Beschleunigungsmesser-Komponente 2 kann eine oder mehrere Beschleunigungsmesser-Unterkomponenten aufweisen, die zur Messung der Beschleunigung in einer oder mehreren unterschiedlichen Achsen verwendet werden. Die Beschleunigungsmesser-Komponente kann eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 4, eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 6 und eine Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 8 aufweisen. In Ausführungsformen mit einer Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann die Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente eine erste Z-Nachweismasse 10 und eine zweite Z-Nachweismasse 12, die um eine erste Achse 14 drehbar sind, aufweisen. Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente und die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente können innerhalb eines Umfangs bzw. Umrisses der Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente angeordnet sein. In derartigen Ausführungsformen hat die Beschleunigungsmesser-Komponente eine insgesamt reduzierte Größe relativ zu denjenigen Beschleunigungsmesser-Komponenten, in denen die X- und Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponenten außerhalb der Form des Z-Achsen-Beschleunigungsmesser angeordnet sind. Aufgrund des Vorhandenseins der drei Achsen in der Beschleunigungsmesser-Komponente kann eine Beschleunigung in einer beliebigen Achse durch einen Sensor erfasst werden, der die Komponente enthält.
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In diversen Implementierungen können die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse solche Achsen bezeichnen, die entlang der herkömmlichen und standardmäßigen X-Achse, Y-Achse Z-Achse verlaufen, während in anderen Ausführungsformen die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse solche Achsen bezeichnen können, die nicht mit der herkömmlichen und standardmäßigen X-Achse, Y-Achse und Z-Achse übereinstimmen. Diese Situation entsteht, wenn der Beschleunigungsmesser in einem Verwendungszustand nicht zu einer oder mehreren der üblichen Achsen ausgerichtet ist.
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Es sei nun auf 2 verwiesen, die eine perspektivische Ansicht einer Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente darstellt, wobei Z-Teilmassen in einer ersten Richtung drehen. Die Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann einen Fixpunkt bzw. einen Ankerbereich 16 aufweisen, und die erste Z-Nachweismasse 10 und die zweite Z-Nachweismasse 12 können drehbar mit dem Fixpunkt 16 verbunden sein. Der Fixpunkt 16 kann zu der ersten Achse 14 ausgerichtet sein.
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Die erste Z-Nachweismasse 10 kann durch sie hindurch eine Bohrung/Öffnung 18 aufweisen. Die Bohrung 18 kann verschiedene Formen und Größen annehmen und kann so gestaltet sein, dass andere Beschleunigungsmesser-Komponenten in ihren Umriss passen.
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Die zweite Z-Nachweismasse 12 kann durch sie hindurch eine Bohrung 20 aufweisen. Die Bohrung 20 kann von unterschiedlicher Form und Größe sein und ist in diversen Ausführungsformen ausgebildet, innerhalb ihres Umrisses andere Beschleunigungsmesser-Komponenten aufzunehmen.
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Wie gezeigt, kann die erste Z-Nachweismasse 10 mit dem Fixpunkt 16 über eine erste Brückenaufhängung 22 und eine zweite Brückenaufhängung 24 verbunden sein. Die zweite Z-Nachweismasse 12 kann mit dem Fixpunkt 16 über die erste Brückenaufhängung 22 und die zweite Brückenaufhängung 24 verbunden sein. Die erste Brückenaufhängung 22 kann zwei unterschiedliche Aufhängungen aufweisen, wovon eine zur Verbindung des Fixpunktes 16 mit der ersten Z-Nachweismasse 10 dient, und die andere verwendet wird, um den Fixpunkt 16 mit der zweiten Z-Nachweismasse 12 zu verbinden. In ähnlicher Weise kann die zweite Brückenaufhängung 24 zwei unterschiedliche Aufhängungen aufweisen, wovon eine verwendet wird, um den Fixpunkt 16 mit der ersten Z-Nachweismasse 10 zu verbinden, und die andere verwendet wird, um den Fixpunkt 16 mit der zweiten Z-Nachweismasse 12 zu verbinden.
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Die erste Z-Nachweismasse 10 und die zweite Z-Nachweismasse 12 können sich um den Fixpunkt 16 in Bezug zueinander in entgegengesetzte Richtungen drehen, wenn eine Beschleunigung auftritt. 2 zeigt eine Ausführungsform, in der eine Aufwärtsbeschleunigung auf die Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ausgeübt worden ist. In dem in 2 dargestellten Beispiel dreht sich die erste Z-Nachweismasse 10 im Uhrzeigersinn und die zweite Z-Nachweismasse 12 sich im Gegenuhrzeigersinn um den Fixpunkt 16. Alternativ dazu zeigt 3 eine perspektivische Ansicht einer Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente, wobei sich Z-Teilmassen in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung drehen. 3 zeigt eine Ausführungsform, in der eine Abwärtsbescheinigung auf die Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente ausgeübt worden ist. In dem in 4 dargestellten Beispiel dreht sich die erste Z-Nachweismasse 10 im Gegenuhrzeigersinn und die zweite Z-Nachweismasse 12 dreht sich im Uhrzeigersinn um den Fixpunkt 16.
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Die erste Z-Nachweismasse 10 kann einen Bereich 26 mit großem Trägheitsmoment aufweisen. Der Bereich mit großen Trägheitsmoment 26 kann mit großem radialen Abstand zu dem Mittelpunkt angeordnet sein, um ein maximales Trägheitsmoment bereitzustellen, wenn eine Beschleunigung auf die Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente einwirkt. In diversen Ausführungsformen kann der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 26 näher an dem Fixpunkt 16 angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit der Beschleunigungsmesser-Komponente in der Z-Achse so hoch wie möglich gemacht.
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Die zweite Z-Nachweismasse 12 kann einen Bereich mit hohem Trägheitsmoment 28 aufweisen. Wie bei der ersten Z-Nachweismasse kann der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 28 mit großem Radius in Bezug zu dem Mittelpunkt angeordnet sein, um ein maximales Trägheitsmoment bereitzustellen, wenn eine Beschleunigung auf die Beschleunigungsmesser-Komponente einwirkt. In diversen Ausführungsformen kann der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 28 näher an dem Fixpunkt 16 angeordnet sein.
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In diversen Ausführungsformen kann der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 28 gleiche Größe und Masse aufweisen wie der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 26. Ferner kann der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 28 der zweiten Z-Nachweismasse 12 an der gleichen Position liegen wie der Bereich mit hohem Trägheitsmoment 26 in der ersten Z-Nachweismasse 10. In derartigen Ausführungsformen können die Bereiche mit hohem Trägheitsmoment symmetrisch sein.
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Die erste Z-Nachweismasse 10 kann mehrere erste Elektroden 30 aufweisen. Die mehreren ersten Elektroden 30 können differentielle Elektroden bzw. Teilelektroden sein und können symmetrisch um den Fixpunkt 16 herum angeordnet sein. In der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die erste Z-Nachweismasse zwei differentielle Elektroden oder ein Paar aus Elektroden, die symmetrisch zu der ersten Achse 14 angeordnet sind. In anderen Ausführungsformen kann die erste Z-Nachweismasse 4, 6, 8 oder eine beliebige Anzahl an Elektroden oder Paaren aus Elektroden aufweisen.
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Die zweite Z-Nachweismasse 12 kann mehrere zweite Elektroden 32 aufweisen. Die mehreren zweiten Elektroden 32 können differentielle Elektroden bzw. Teilelektroden sein und können symmetrisch um den Fixpunkt 16 herum angeordnet sein. In der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die zweite Z-Nachweismasse 12 vier differentielle Elektroden oder ein zweites und ein drittes Paar aus Elektroden auf, die symmetrisch zu der ersten Achse 16 angeordnet sind. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Z-Nachweismasse 2, 6, 8 oder eine andere Anzahl an Elektroden oder Paaren aus Elektroden aufweisen.
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In der in 2 dargestellten Ausführungsform können die mehreren ersten Elektroden 30 zwischen den mehreren zweiten Elektroden 32 angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen die mehreren ersten Elektroden 30 weniger Elektroden als die mehreren zweiten Elektroden 32 aufweisen, können die Elektroden der mehreren ersten Elektroden 30 größer sein als die Elektroden der mehreren zweiten Elektroden 32. In der in 2 dargestellten Implementierung sind die mehreren ersten Elektroden 30 zweimal so groß wie die mehreren zweiten Elektroden 32, um die Symmetrie der Elektroden beizubehalten.
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Gemäß 4 wird nun eine Seitenansicht der in 2 dargestellten Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente dargestellt. Mehrere erste Sensoren 40 und mehrere zweite Sensoren 42 können unter den mehreren ersten Elektroden 30 und den mehreren zweiten Elektroden 32 angeordnet sein. Die mehreren ersten Sensoren 40 können zwei kleinere Sensoren, die unter zwei Elektroden der mehreren zweiten Elektroden 32 angeordnet sind, aufweisen. Die mehreren ersten Sensoren 40 können ferner einen größeren Sensor, der unter einer größeren Elektrode der mehreren ersten Elektroden 30 angeordnet ist, aufweisen. Die mehreren zweiten Sensoren 42 können zwei kleinere Sensoren aufweisen, die unter zwei Elektroden der mehreren zweiten Elektroden 32 angeordnet sind. Die mehreren zweiten Sensoren 42 können ferner einen größeren Sensor aufweisen, der unter einer größeren Elektrode der mehreren ersten Elektroden 30 angeordnet ist. In diversen Ausführungsformen enthalten die mehreren ersten Sensoren 40 und die mehreren zweiten Sensoren 42 zusammen so viele Sensoren, wie die Z-Nachweismassen Elektroden besitzen. Ferner können die Sensoren in Position und Größe den mehreren ersten Elektroden 30 und den mehreren zweiten Elektroden 32 entsprechen.
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Wenn sich die erste Z-Nachweismasse 10 und die zweite Z-Nachweismasse 12 aufgrund der Beschleunigung der Beschleunigungsmesser-Komponente bewegen, können die mehreren ersten Sensoren 40 und die mehreren zweiten Sensoren 42 eine Beschleunigung durch Änderung der Kapazität erfassen, die durch die Bewegung der mehreren ersten Elektroden 30 und der mehreren zweiten Elektroden 32 erfasst wird. In der in 4 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die gemessene differentielle Kapazität negativ. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die gemessene differentielle Kapazität positiv. Auf diese Weise kann durch Messung der differentiellen Kapazität zwischen den mehreren ersten Elektroden 30 mit den mehreren ersten Sensoren 40 und den mehreren zweiten Sensoren 42 und der Änderung der Kapazität zwischen den mehreren zweiten Elektroden 32 mit den mehreren ersten Sensoren 40 und den mehreren zweiten Sensoren 42 die Beschleunigung des Beschleunigungsmessers ermittelt werden.
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Es sei wieder auf 1 verwiesen, in der die Symmetrie der mehreren ersten Elektroden 30 und der mehreren zweiten Elektroden 32 dargestellt ist. Die mehreren ersten Elektroden 30 und die mehreren zweiten Elektroden 32 können symmetrisch um eine erste Achse 14, eine zweite Achse 34, eine dritte Achse 36 diagonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse, und eine vierte Achse 38 diagonal zu der ersten Achse 14 und der zweiten Achse 34 angeordnet sein. Dadurch, dass die mehreren ersten Elektroden 30 und die mehreren zweiten Elektroden 36 symmetrisch um die unterschiedlichen Achsen herum angeordnet sind, kann die Beschleunigungsmesser-Komponente Verformungen aufgrund diverser Einwirkungen, die etwa durch ein Gehäuse oder durch Änderungen der Temperatur hervorgerufen, die eine Asymmetrie um die unterschiedlichen Achsen hervorrufen können, aufgehoben werden.
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Die Beschleunigungsmesser-Komponente 2 kann eine X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 4 aufweisen. In diversen Ausführungsformen ist die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 4 nicht direkt mechanisch mit der Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 8 verbunden. Die Beschleunigungsmesser-Komponente kann ferner eine Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 6 aufweisen. In diversen Ausführungsformen ist die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Komponente 6 mit der Z-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 8 nicht direkt mechanisch verbunden.
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Insbesondere gemäß 5 ist eine schematische Draufsicht einer X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente dargestellt. In diversen Ausführungsformen kann die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 4 innerhalb eines Umrisses der ersten Z-Nachweismasse angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Komponente innerhalb eines Umrisses der zweiten Z-Nachweismasse angeordnet sein. Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann eine Nachweismasse 44 aufweisen. Die Nachweismasse 44 kann mit einem X-Nachweismassenfixpunkt 46 über einen ersten Aufhängungsausleger 48 und einen zweiten Aufhängungsausleger 50 gekoppelt sein. Der erste und der zweite Aufhängungsausleger können auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Nachweismasse 44 angeordnet sein.
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Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann mehrere differentielle bzw. geteilte Elektroden 58 aufweisen. Die Elektroden können eine Differenzierung bzw. Unterteilung entlang der Y-Achse vornehmen. Die X-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann einen ersten ebenen-internen Elektrodenfixpunkt 52 und einen zweiten ebenen-internen Elektrodenfixpunkt 54 aufweisen, die in Bezug zueinander auf der Seite des X-Nachweismassenfixpunktes 46 symmetrisch angeordnet sind und symmetrisch entlang einer Y-Achse 56 angeordnet sind. Die Symmetrie der ebenen-internen Elektrodenfixpunkte kann Auslöschung bzw. Aufhebung einer asymmetrischen Verformung der Elektroden verbessern. Die Spalte zwischen den differentiellen Elektroden können so umgekehrt werden, dass die Kapazitätsänderung in umgekehrten Richtungen auftritt.
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Insbesondere gemäß 6 ist eine schematische Draufsicht einer Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente dargestellt. In diversen Ausführungsformen kann die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 6 innerhalb eines Umrisses der zweiten Z-Nachweismasse angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente 6 innerhalb eines Umrisses der ersten Z-Nachweismasse angeordnet sein. Die Y-Achsen-Beschleunigungsmesser-Unterkomponente kann eine Nachweismasse 60 aufweisen. Die Nachweismasse 60 kann mit einem Y-Nachweismassen Fixpunkt 62 über einen ersten Aufhängungsausleger 64 und einen zweiten Aufhängungsausleger 66 verbunden sein. Der erste und der zweite Aufhängungsausleger können auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Nachweismasse 60 angeordnet sein.
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Der Y-Achsen-Beschleunigungsmesser kann mehrere differentielle bzw. geteilte Elektroden 74 entlang der X-Achse aufweisen. Der Y-Achsen-Beschleunigungsmesser kann einen ersten ebenen-internen Elektrodenfixpunkt 68 und einen zweiten ebenen-internen Elektrodenfixpunkt 70 aufweisen, die in Bezug zueinander auf der Seite des Y-Nachweismassenfixpunktes 62 symmetrisch angeordnet sind und entlang einer X-Achse 72 symmetrisch angeordnet sind. Die Symmetrie der ebenen-internen Elektrodenfixpunkte kann das Auslöschen bzw. Aufheben einer asymmetrischen Verformung der Elektroden verbessern. Die Spalte zwischen den differentiellen Elektroden können umgekehrt werden, sodass die Kapazitätsänderung in umgekehrten Richtungen auftritt.
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Obwohl die X-Achsen- und Y-Achsen-Beschleunigungsmesser, die in dieser Anmeldung dargestellt sind, Beschleunigungsmesser mit Erfassung mit ineinander greifenden Kapazität sind, können andere Arten von Beschleunigungsmessern in diversen Ausführungsformen eingesetzt werden und können innerhalb des Umrisses der Z-Nachweismassen, wie dies in dieser Anmeldung offenbart ist, angeordnet sein. Derartige Beschleunigungsmesser können, als nicht beschränkendes Beispiel, Gestaltungen mit parallelen Platten, Gestaltungen mit Ineinandergreifen mit fixierten Elektroden, Gestaltungen mit kapazitiven Ringen bzw. Rändern oder eine andere Art eines Beschleunigungsmessers mit kapazitiver Erfassung mit einschließen.
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An stellen, in denen die Beschreibung zuvor auf spezielle Implementierungen bzw. Ausführungsformen von Beschleunigungsmesser-Komponenten und implementierenden Komponenten, Unterkomponenten, Verfahren und Teilverfahren Bezug nimmt, sollte klar sein, dass eine Reihe von Modifizierungen vorgenommen werden kann, ohne von dem Grundgedanken abzuweichen, und dass diese Implementierungen, implementierenden Komponenten, Unterkomponenten, Verfahren und Teilverfahren auf andere Beschleunigungsmesser-Komponenten anwendbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Kapitel 19, „Ein kapazitiver Beschleunigungsmesser” des Fachbuchs „Mikrosystemgestaltung” von Stephen D. Senturia offenbart und von Kluwer Academic Publishers (2001) [0030]
