JP2008537114A - クロスした4個の縦方向に連結された慣性センサ - Google Patents
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Abstract
Description
Green、J.A.、「Progress in Integrated Gyroscopes」、IEEE PLANS 2004 Proceedings、pp.1〜6
V1+V4=V2+V3、
ここで、
V1は、回転の位置までの第1のジャイロスコープ16Aのベクトル距離であり、
V2は、回転の位置までの第2のジャイロスコープ16Bのベクトル距離であり、
V3は、回転の位置までの第3のジャイロスコープ16Cのベクトル距離であり、
V4は、回転の位置までの第4のジャイロスコープ16Dのベクトル距離である。
Claims (26)
- 少なくとも1つの基板と、
該少なくとも1つの基板の上方の面に実質的にクロスした4個の構成で配置されている4個のセンサ素子と
を備えている慣性センサであって、該4個のセンサ素子は、
第1のフレーム内にサスペンドされている第1の共振器を有する第1のセンサ素子と、
第2のフレーム内にサスペンドされている第2の共振器を有する第2のセンサ素子と、
第3のフレーム内にサスペンドされている第3の共振器を有する第3のセンサ素子と、
第4のフレーム内にサスペンドされている第4の共振器を有する第4のセンサ素子と
を含み、該第1および該第3のフレームは、該面内の第1の軸に沿って共通直線上を動くように構成され、該第2および該第4のフレームは、該第1の軸に平行である該面内の第2の軸に沿って共通直線上を動くように構成されており、該少なくとも二組の対の隣接するセンサ素子のフレームは、連結器によって相互接続されており、該連結器は、該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、慣性センサ。 - 前記第1と前記第2の共振器は、前記面内の前記第1および前記第2の軸に対して垂直な第3の軸に沿って、共通直線上を互いに逆位相で動かされ、
前記第3と前記第4の共振器は、該面内の該第3の軸に平行である第4の軸に沿って、共通直線上を互いに逆位相で動かされ、
該第1と該第3の共振器は、互いに逆位相で動かされ、
該第2と該第4の共振器は、互いに逆位相で動かされる、請求項1に記載の慣性センサ。 - 前記面に垂直な軸の周りでの前記少なくとも1つの基板の回転は、前記フレームの動きを引き起こす、請求項1に記載の慣性センサ。
- 第1の方向への前記基板の回転は、前記第1と前記第3のフレームを互いに向けて動かし、前記第2と前記第4のフレームを互いから離れるように動かし、一方、第1と第2の質量が互いに向けて動く、請求項3に記載の慣性センサ。
- 前記第1と前記第2のフレームは、第1の横方向連結器によって相互接続されており、該第1の横方向連結器は、該第1と第2のフレームのそれぞれの軸に沿った該第1と第2のフレームの逆位相の動きを可能にするが、該第1と第2のフレームの同位相の動きを実質的に防止し、
前記第3と前記第4のフレームは、第2の横方向連結器によって相互接続されており、該第2の横方向連結器は、該第3と第4のフレームのそれぞれの軸に沿った該第3と第4のフレームの逆位相の動きを可能にするが、該第3と第4のフレームの同位相の動きを実質的に防止する、請求項1に記載の慣性センサ。 - 前記第1および前記第2の横方向連結器のそれぞれは、
前記第1と前記第2のフレームの間で連結されている少なくとも1つの棒を備えており、該少なくとも1つの棒は、前記少なくとも1つの基板に固定されている構造によって支持されており、該フレームが互いに逆位相で動くが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止するときに、該構造は、該少なくとも1つの棒がピボットポイントにおいて回転することを可能にする、請求項5に記載の慣性センサ。 - 前記第1および前記第2の横方向連結器のそれぞれは、
前記フレームのうちの1つから延伸し、第1の長いフレクシャによって相互接続されている短いフレクシャの第1の対と、
前記フレームのうちのもう1つから延伸し、第2の長いフレクシャによって相互接続されている短いフレクシャの第2の対と、
実質的に該第1と該第2の長いフレクシャの中間点において、該第1の長いフレクシャを該第2の長いフレクシャに連結している棒と、
該棒を支持しているアンカーフレクシャであって、該アンカーフレクシャは、実質的に該棒と該アンカーフレクシャとの中間点において、該棒と交差しており、該アンカーフレクシャの各端は、前記基板に固定されている、アンカーフレクシャと
を含んでいる、請求項6に記載の慣性センサ。 - 前記第1および前記第2の横方向連結器のそれぞれは、
前記フレームのうちの1つから延伸している第1のフレクシャと、
該フレームのうちのもう1つから延伸している第2のフレクシャと、
該第1および該第2のフレクシャの間で連結されている棒と、
該棒を支持している少なくとも1つのアンカーフレクシャであって、各アンカーフレクシャは、一端で少なくとも1つの基板に固定され、かつ、該棒と接するように180°折れ戻っている構造を含んでいる、少なくとも1つのアンカーフレクシャと
を含んでいる、請求項6に記載の慣性センサ。 - 前記第1と前記第3のフレームは、第1の縦方向連結器によって相互接続されており、該第1の縦方向連結器は、共通直線の軸に沿う該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止し、
前記第2と前記第4のフレームは、第2の縦方向連結器によって相互接続されており、該第2の縦方向連結器は、共通直線の軸に沿う該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、請求項1に記載の慣性センサ。 - 前記第1および前記第2の縦方向連結器のそれぞれは、
前記フレームのうちの1つに連結されている相互接続されたレバーの第1の対であって、該レバーの第1の対は、第1のレバーと第2のレバーとを含んでいる、レバーの第1の対と、
該フレームのうちのもう1つに連結されている相互接続されたレバーの第2の対であって、該レバーの第2の対は、第3のレバーと第4のレバーとを含んでいる、レバーの第2の対と、
該フレームが互いに逆位相で動くにつれて、該レバーが回転することを可能にする複数のレバー支持構造と、
実質的にそれぞれのピボットポイント間で該第1のレバーと該第3のレバーとを相互接続している第1の連結フレクシャと、
実質的にそれぞれのピボットポイント間で該第2のレバーと該第4のレバーとを相互接続している第2の連結フレクシャと
を含み、該連結フレクシャは、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、請求項9に記載の慣性センサ。 - 各連結フレクシャの両端は、前記フレームの逆位相の動きの間は、該フレームの動きに対して横方向である同じ方向に、実質的に同じ量だけ動くが、該フレームの同位相の動きの間は、反対方向に動かされる、請求項10に記載の慣性センサ。
- 前記複数のレバー支持構造は、
一端でレバーに連結され、もう1つの端で、前記基板に固定されている構造に連結されている少なくとも1つのピボットフレクシャを含んでいる、請求項10に記載の慣性センサ。 - 前記少なくとも1つのピボットフレクシャは、あるポイントにおいて相互接続されている第1のピボットフレクシャと第2のピボットフレクシャとを含んでいる、請求項12に記載の慣性センサ。
- 前記相互接続ポイントは、前記レバーの中央付近にある、請求項13に記載の慣性センサ。
- 前記相互接続ポイントは、前記フレームに最も近い前記レバーの端付近にある、請求項13に記載の慣性センサ。
- 前記第1の連結フレクシャは、実質的に前記第1および前記第3のレバーの前記相互接続ポイントと並んでおり、
前記第2の連結フレクシャは、実質的に前記第2および前記第4のレバーの前記相互接続ポイントと並んでいる、請求項13に記載の慣性センサ。 - 前記基板に固定されている前記構造は、該基板に固定されている棒である、請求項12に記載の慣性センサ。
- 前記レバーの各対は、レバーフレクシャによって相互接続されている、請求項10に記載の慣性センサ。
- 前記各レバーは、サスペンションフレクシャによってそれぞれのフレームに接続されている、請求項10に記載の慣性センサ。
- 前記各フレームは、指針構造を含んでおり、該指針構造は、該フレームの動きを静電気的に感知するために、前記少なくとも1つの基板に固定されている固定感知指針と交互嵌合している、請求項1に記載の慣性センサ。
- 各質量は、指針構造を含んでおり、該指針構造は、該質量を静電気的に動かすために、前記少なくとも1つの基板に固定されている固定駆動指針と交互嵌合している、請求項1に記載の慣性センサ。
- 前記第1と前記第2のフレームは、第1の横方向連結器によって相互接続されており、該第1の横方向連結器は、それぞれの軸に沿うフレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止し、
前記第3と前記第4のフレームは、第2の横向連結器によって相互接続されており、該第2の横方向連結器は、それぞれの軸に沿うフレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止し、
該第1と該第3のフレームは、第1の縦方向連結器によって相互接続されており、該第1の縦方向連結器は、共通直線上の軸に沿うフレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止し、
該第2と該第4のフレームは、第2の縦方向連結器によって相互接続されており、該第2の縦方向連結器は、共通直線上の軸に沿うフレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、請求項1に記載の慣性センサ。 - 少なくとも1つの基板と、
該少なくとも1つの基板の上方の面内でクロスした4個の構成に実質的に配置されている4個のセンサ素子と
を備えている慣性センサであって、該4個のセンサ素子は、
第1のフレーム内にサスペンドされている第1の共振器を有する第1のセンサ素子と、
第2のフレーム内にサスペンドされている第2の共振器を有する第2のセンサ素子と、
第3のフレーム内にサスペンドされている第3の共振器を有する第3のセンサ素子と、
第4のフレーム内にサスペンドされている第4の共振器を有する第4のセンサ素子と
を含み、該第1と該第3のフレームは、該面内の第1の軸に沿って共通直線上を動くように構成され、該第2と該第4のフレームは、該第1の軸に平行である該面内の第2の軸に沿って共通直線上を動くように構成されており、
隣接するセンサ素子の第1の対のフレームを相互接続する第1の手段は、該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止し、
隣接するセンサ素子の第2の対のフレームを相互接続する第2の手段は、該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、慣性センサ。 - 隣接するセンサ素子の第3の対のフレームを相互接続する第3の手段は、該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止することと、
隣接するセンサ素子の第4の対のフレームを相互接続する第4の手段は、該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止することと
をさらに包含する、請求項23に記載の慣性センサ。 - 少なくとも1つの基板と、
実質的に該少なくとも1つの基板の上方の面内にある一組の対のセンサ素子であって、該各センサ素子は、フレーム内にサスペンドされている共振器を有しており、該フレームは、該面内の軸に沿って共通直線上を動く、一組の対のセンサ素子と、
該フレームを相互接続し、共通直線の軸に沿う該フレームの逆位相の動きを可能にするが、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する縦方向連結器と
を備えている、慣性センサ。 - 前記縦方向連結器は、
前記フレームのうちの1つに連結されている相互接続されたレバーの第1の対であって、第1のレバーと第2のレバーとを含む、レバーの第1の対と、
該フレームのうちのもう1つに連結されている相互接続されたレバーの第2の対であって、第3のレバーと第4のレバーとを含む、レバーの第2の対と、
該フレームが互いに逆位相で動くにつれて、該レバーが回転することを可能にする複数のレバー支持構造と、
実質的にそれぞれのピボットポイントで該第1のレバーと該第3のレバーとを相互接続している第1の連結フレクシャと、
実質的にそれぞれのピボットポイントで該第2のレバーと該第4のレバーとを相互接続している第2の連結フレクシャと
を含み、該連結フレクシャは、該フレームの同位相の動きを実質的に防止する、請求項25に記載の慣性センサ。
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