JP2013061338A - 機械的に頑強なマイクロマシニングによるジャイロスコープのための三質量体連結振動の技術 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、第1方向x又はyに沿って振動するように構成された3つの質量体m1、m2及びm3とを備え、第1質量体m1は基板に機械的に連結され、第2質量体m2は、第1質量体m1及び基板に機械的に連結され、第3質量体m3は、第2質量体m2に機械的に連結され、各質量体m1、m2及びm3の重さ及びばね定数k1,k2、並びに、機械的連結k12,k23が、動作中に質量体m1及び質量体m3の共振周波数を充分に上回る周波数で質量体m2が振動するように選択される。質量体m2の共振周波数は、質量体m1又はm3の共振周波数より、少なくとも2倍、更には2.5倍大きくてもよい。
【選択図】図1
Description
Claims (9)
- 基板と、第1方向に沿って振動するように構成された3つの質量体とを備え、
第1質量体は、基板に機械的に連結され、
第2質量体は、第1質量体及び基板に機械的に連結され、
第3質量体は、第2質量体に機械的に連結され、
次の関係、
[(k2+k12+k23)/m2]≫([(k1+k12)/m1]〜[(k23)/m3])
が存在し、
m1、m2、m3は、それぞれ第1質量体、第2質量体及び第3質量体の重さであり、
k1、k2及びk3は、それぞれ第1質量体、第2質量体又は第2質量体と基板との間の機械的接続部のばね定数であり、
k12、k23は、それぞれ第2質量体と第1質量体又は第3質量体との間の機械的接続部のばね定数であるようにした、マイクロマシニングによるジャイロスコープ。 - 第3質量体は、基板に機械的に連結され、
次の関係、
[(k2+k12+k23)/m2]≫[(k1+k12)/m1]〜[k3+k23)/m3]
が存在し、
m1、m2、m3は、それぞれ第1質量体、第2質量体及び第3質量体の重さであり、
k1、k2及びk3は、それぞれ第1質量体、第2質量体又は第2質量体と基板との間の機械的接続部のばね定数であり、
k12、k23は、それぞれ第2質量体と第1質量体又は第3質量体との間の機械的接続部のばね定数であるようにした、マイクロマシニングによるジャイロスコープ。 - 3つの質量体は駆動質量体であり、
第1質量体を駆動するための駆動手段をさらに備えた、請求項1又は2に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープ。 - 駆動手段は、平行板静電アクチュエータである、請求項3に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープ。
- 3つの質量体は、ジャイロスコープを回転させるときに運動するように構成された検出質量体である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープ。
- この3質量体構成の複製組であって、第1方向に沿って、かつ、この3質量体構成と逆位相で振動するように構成された複製組をさらに備えた、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープ。
- 3つの質量体は、直線的に振動するように構成された、請求項1〜6のいずれか1項に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープ。
- 第1質量体、第1質量体と基板との間のばね定数、第3質量体、及び、第3質量体と基板との間のばね定数を、
[(k1+k12)/m1]〜[k3+k23)/m3]
を満たすように選択する工程と、
第2質量体、及び、第2質量体と基板との間のばね定数を、動作中に、
[(k2+k12+k23)/m2]≫[(k1+k12)/m1]>[k3+k23)/m3]
を満たすように選択する工程とを含み、
m1、m2、m3は、それぞれ第1質量体、第2質量体及び第3質量体の重さであり、
k1、k2及びk3は、それぞれ第1質量体、第2質量体又は第2質量体と基板との間の機械的接続部のばね定数であり、
k12、k23は、それぞれ第2質量体と第1質量体又は第3質量体との間の機械的接続部のばね定数であるようにした、請求項1〜7のいずれか1項に記載のマイクロマシニングによるジャイロスコープを設計するための方法。 - 第1質量体の運動と第3質量体の運動との間の機械的増幅率を選択する工程と、
第2質量体と基板との間のばね定数を、この所望の機械的増幅率を考慮した値とする工程とをさらに含む、請求項8に記載の方法。
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