JP4290987B2 - 回転レートセンサー - Google Patents

回転レートセンサー Download PDF

Info

Publication number
JP4290987B2
JP4290987B2 JP2002566607A JP2002566607A JP4290987B2 JP 4290987 B2 JP4290987 B2 JP 4290987B2 JP 2002566607 A JP2002566607 A JP 2002566607A JP 2002566607 A JP2002566607 A JP 2002566607A JP 4290987 B2 JP4290987 B2 JP 4290987B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coriolis
elements
rate sensor
rotation rate
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002566607A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004518971A (ja
Inventor
ヴィリッヒ ライナー
トーメ アンドレーアス
クールマン ブルクハルト
ハウアー イェルク
ゴメス ウード−マーティン
ゲツ ジークベルト
デーリング クリスティアン
フェーレンバッハ ミヒャエル
バウアー ヴォルフラム
ビショッフ ウードー
ノイル ラインハルト
フンク カーステン
ルッツ マルクス
ヴーハー ゲアハルト
フランツ ヨヘン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2004518971A publication Critical patent/JP2004518971A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4290987B2 publication Critical patent/JP4290987B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733Structural details or topology
    • G01C19/574Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G01C19/5747Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion each sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733Structural details or topology
    • G01C19/5755Structural details or topology the devices having a single sensing mass
    • G01P9/04

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

【0001】
本発明は、独立請求項に記載の形式の回転レートセンサーにに関する。
【0002】
米国特許第5728936号明細書により公知の回転レートセンサーにおいては、サブストレートの表面に第1及び第2のコリオリ・エレメントを配置してある。コリオリ・エレメントが、第1の軸の方向の振動を生ぜしめるように励起される。同じくサブストレートに対して平行な第2の軸の方向へのコリオリ力に基づくコリオリ・エレメントの変位が、検出される。
【0003】
発明の利点
独立請求項に記載の特徴を有する本発明に基づく回転レートセンサーにおいては利点として、サブストレートの角加速度によって発生した力とコリオリ力が異なる方向を有している。従って、本発明に基づく回転レートセンサーは角加速度の影響を実質的に受けない。
【0004】
さらなる改善及び利点が、従属請求項に記載の構成によって達成される。
【0005】
コリオリ・エレメントの重心が、重心間の1つの結合直線に対して垂直に運動させられる場合には、コリオリ・エレメントのコリオリ力に基づく変位が、時間的な手段で、角加速度によって力成分を生ぜしめることのない同一の軸上に位置している。コリオリ・エレメントの振動の励起が、特に簡単な形式では1つの駆動エレメントによって行われ、該駆動エレメントが駆動力をばねによって伝達する。この場合、該駆動エレメントにコリオリ・エレメントが完全に懸架されていてよい。励起手段として、静電的な櫛形駆動部が駆動エレメントに設けられていてよい。コリオリ力の検出が、コリオリ・エレメントに運動可能な電極を設けて、該電極に相対して不動の電極を配置することによって行われてよい。検出エレメントを設けることも可能であり、該検出エレメントにコリオリ力がばねを介して伝達される。この場合に検出エレメントは、コリオリ力の方向での運動のみを行うようにサブストレートに懸架されていてよい。これによって、運動可能な電極の、検出方向と異なる方向の運動に起因する妨害が抑制される。コリオリ・エレメントの逆位相の振動を保証するために、逆位相の振動が振動数に関連して同位相の振動と明確に異ならされる。このために、連結ばねが駆動エレメントとコリオリ・エレメントとの間に、若しくは駆動エレメントと検出エレメントとの間に設けられる。
【0006】
実施例の説明
次に本発明の実施例を図面に示して、詳細に説明する。図1は本発明に基づく回転レートセンサーの平面を示しており、図2は図1の回転レートセンサーの一部分の詳細図であり、図3が図2のIII−III線に沿った断面図であり、図4乃至図7が回転レートセンサーの別の実施例の平面図である。
【0007】
図1乃至図3を用いて本発明の第1の実施例を説明する。図1に平面を概略的に示してあるサブストレート1に、第1のコリオリ・エレメント100及び第2のコリオリ・エレメント200が配置されている。第1及び第2のコリオリ・エレメント100,200は方形のフレーム状の構造体として形成されている。フレーム状のコリオリ・エレメント100,200が検出手段101,201を取り囲んでおり、該検出手段が図1には概略的に格子線として示してある。検出手段は図2の平面図に詳細に示してある。フレーム状のコリオリ・エレメント100,200が、同じく方形のフレーム状の駆動エレメント102,202によって取り囲まれている。駆動エレメント102,202とコリオリ・エレメント100,200との間の結合が、たわみばね103,203によって行われている。たわみばねが、X・方向では柔らかく、かつY・方向では硬く構成されている。駆動エレメント102,202に運動可能な電極104,204を固定してあり、該電極が不動の電極105,205と櫛状に係合している。不動の電極105,205が支承ブロック106,206によってサブストレート1に堅く結合されている。さらに、駆動エレメント102,202がばね107,207によって別の支承ブロック106,206に結合されており、該支承ブロックが同じくサブストレート1に堅く結合されている。
【0008】
これによって回転レートセンサーが、支承ブロック106,206を介してサブストレート1に結合されている。コリオリ・エレメント100,200も駆動エレメント102,202も、サブストレート1に対して相対的に運動できるようになっていてよい。該エレメントのこのような運動が、ばねエレメント103,203及び107,207によってのみ規定されている。
【0009】
ばね107,207が、Y・方向では柔らかく、かつX・方向では硬く構成されている。これによって駆動エレメント102,202が実質的に、Y・方向に対して平行な軌道に沿ってのみ運動するようになっている。コリオリ・エレメント100,200がばね103,203を介して駆動エレメント102,202に結合されている。これによってコリオリ・エレメント100,200は駆動エレメント102,202に対して相対的に実質的にX・方向でのみ運動するようになっている。Y・方向に対して平行な方向での駆動エレメント102,202の運動に際して、もちろんコリオリ・エレメント100,200も前記同じ方向に運動させられる。これによってコリオリ・エレメント100,200がサブストレート1に対して相対的に、Y・方向に対して平行な方向でも、X・方向でも運動可能である。
【0010】
センサーの機能の説明のために、各コリオリ・エレメント100,200にそれぞれ重心110,210を示してある。各重心110,210がそれぞれフレーム状のコリオリ・エレメント100,200の中心点に位置している。
【0011】
運動可能な電極104,204と不動の電極105,205との間の電圧の印加によって、駆動エレメント102,202に振動が励起される。これによってコリオリ・エレメント100,200にも振動が励起される。即ちコリオリ・エレメント100,200の重心110,210がそれぞれ、Y・軸に対して平行な1つの軸に沿って運動する。要するに両方のコリオリ・エレメント100,200の運動が、互いに平行に向けられた軸内で行われる。この場合、各重心は、コリオリ力の影響(即ち、サブストレート1に垂直な1つの軸を中心としたサブストレートの回転運動)がない場合には、互いに平行な直線に沿って運動する。Z・軸を中心とした、即ちサブストレート1に垂直な軸を中心としたサブストレート1の回転が生じると、各コリオリ・エレメント100,200がコリオリ力を受け、コリオリ力は回転軸線に対して垂直でかつ運動軸線に対して垂直である。従って該力がX・方向に作用する。
【0012】
運動可能な電極104,204が不動の電極105,205及び駆動エレメント102,202と一緒に励起手段を形成しており、該励起手段によってコリオリ・エレメント100,200に振動が励起され、該振動に際して重心110,210の振動軸線が互いに平行に向けられている。この場合に該軸線は少なくとも、1つのコリオリ・エレメント100,200のX・方向の長さの値の相互間隔を置いて位置している。
【0013】
両方の駆動エレメント102,202が連結ばね52によって互いに結合されている。該連結ばねによって、駆動エレメント102,202の振動モードのY・方向での振動数に関連した分離が達成される。即ち、同位相の振動のためにばね107,207のY・方向のばね剛性が考慮される。逆位相の振動のために、ばね107,207の前記ばね剛性のほかに連結ばね52のY・方向のばね剛性も考慮される。これによって同位相の振動の固有振動数が、逆位相の振動の振動数と異なっており、その結果、異なる振動モードの意図的な励起が容易になる。ここでは特に逆位相・振動モードが所望されており、即ち、回転レートセンサーの左側が下方へ運動する場合に、右側が上方へ運動させられ、かつ逆に、左側が上方へ運動する場合に、右側が下方へ運動させられたい。回転レートセンサーの両方の半割部のこのような逆位相の振動に際して、コリオリエレメント100,200のX・方向の逆位相の振動も相応に生ぜしめられる。これによってコリオリエレメント100,200が回転に際して互いに接近する方向に運動するか若しくは互いに離反する方向に運動する。即ち、該エレメントが逆位相の振動を生ぜしめる。
【0014】
さらに有利には、コリオリ・エレメント100,200の静止位置に関してX・方向の運動が共通の1つの軸に沿って行われる。このような原理の利点として、Z・軸を中心とした角加速度が直接にコリオリ・エレメント100,200の運動に直接に影響を及ぼすことがなく、それというのはコリオリ・エレメントがZ・軸を中心とした角加速度によって変位させられないからである。これによって、回転レートセンサーがZ・軸を中心とした角加速度の影響を受けにくくなっている。
【0015】
図2は、図1のコリオリ・エレメント100の評価手段101の拡大詳細平面図である。フレーム状のコリオリ・エレメント100が評価手段101を取り囲んでいる。評価手段が格子状の電極121として形成されており、この場合、多数の電極121がコリオリ・エレメント100のフレーム状の構造内に設けられている。安定化のために、格子状の電極121がさらに中央ビーム130を用いて互いに結合されている。各電極121がコリオリ・エレメント100と一緒に運動する。電極121は不動の電極122,123間に配置されており、該電極は支承部106によってサブストレート1に取り付けられている。これによって、電極122,123が、サブストレートに対して運動しない不動の電極として形成されている。
【0016】
図3は、図2の線III−IIIに沿った断面図である。図3には、サブストレート1及び、該サブストレートの上面に配置された導体路130が断面で示してある。導体路130上に支承部(固定部)106が取り付けてあり、これによってサブストレート1に堅く結合されている。支承部106及び、該支承部に取り付けられた電極が導電可能であり、導体路130によって並列的に接続される。運動可能な各電極121が、不動の1つの電極122と不動の1つの電極123との間に配置されている。従って、運動可能な電極121と不動の電極122との間、及び運動可能な電極121と不動の電極123との間にコンデンサーが形成される。両方のキャパシタンスが差動キャパシタンスとして構成されており、即ち一方のキャパシタンスの増大に際して、他方のキャパシタンスが相応に減少する。両方の電極組122,123の支承ブロック106の側方へのずらしによって、対応する導体路130を用いて、対応するキャパシタンスが互いに並列的に接続される。
【0017】
図3から明らかなように、コリオリ・エレメント100がサブストレート1の上に配置されており、かつコリオリ・エレメント100に結合された電極121もサブストレート1の上に配置されている。該断面図に示されているように、断面図で示す支承ブロック106を有する電極122が、支承ブロック106を介して導体路130に配置されていて、これによってサブストレート1に堅く結合されている。電極123は図3の断面図では同じくサブストレートの上に図示してある。該電極はしかしながら、別の箇所で該電極のための対応する導体路130を介してサブストレート1に堅く結合されている。
【0018】
サブストレート1及び、該サブストレートの上に配置されたエレメント、例えばコリオリ・エレメント100,200、駆動エレメント102,202、ばね及び電極にとって、材料として有利には珪素を用いてあり、珪素が適当なドーピングによって導電性に形成されている。サブストレートは、必要な箇所を絶縁層によって電気的に絶縁されてよい。センサーのために、別の材料、例えばセラミック、ガラス若しくは金属が用いられてもよい。
【0019】
図1の回転レートセンサーにおいて重要なことは、コリオリ・エレメント100,200の重心110,210の静止状態に関連して、コリオリ・エレメントのX・方向の運動が、重心110,210間の結合軸線に沿って行われ、その結果、コリオリ・エレメントがコリオリ・エレメントのX・方向の振動の逆位相の励起に際して共通の1つの軸に沿って互いに接近する方向に若しくは互いに離反する方向に運動させられることである。その結果、Z・軸を中心とした角加速度の不都合な影響が、回転レートセンサーのこのような機械的な構成によって抑制される。
【0020】
図4は、本発明に基づく回転レートセンサーの別の実施例の平面図である。図4に平面を示してあるサブストレートに、図1に示してあるように、コリオリ・エレメント100,200を配置してあり、コリオリ・エレメントが駆動エレメント102,202によって取り囲まれている。コリオリ・エレメント100,200と駆動エレメント102,202がばね103,203に結合されている。駆動エレメント102,202がばね107を用いて支承ブロック106,206に結合されている。さらに、運動可能な電極104,204、不動の電極105,205及び、不動の電極105,205のための支承ブロック106が設けられている。両方の駆動エレメント102,202が連結ばね51を用いて互いに結合されている。これらのすべてのエレメントは、すでに図1で述べたエレメントに相当するものであって、同じ機能を生ぜしめる。
【0021】
図1に対する相違として、コリオリ・エレメント100,200の検出のために、フレーム状の検出エレメント140,240をそれぞれフレーム状のコリオリ・エレメント100,200の内部に設けてある。検出エレメント140,240が同じく方形のフレーム構造として形成されいて、ばねエレメント141,241を用いて支承ブロック106,206を介してサブストレート1に結合されている。ばねエレメント141,241がX・方向で柔らかくかつY・方向で硬く、従って実質的に検出フレーム140,240のX・方向の変位のみを許すようになっている。検出フレーム140,240がばねエレメント142,242によって対応するコリオリ・エレメント100,200に結合されている。ばねエレメント142,242がY・方向で柔らかくかつX・方向で硬く形成されていて、従ってコリオリ力をX・方向で特に良好に伝達する。検出フレーム140,240の内部に格子状の検出電極143,243を配置してあり、該検出電極は図4には概略的に示してある。該エレメントの構造は図2及び図3に示す構造に相当するものである。
【0022】
前記配置の利点として、格子状の電極143,243が実質的にX・方向でのみ運動可能であり、従って不動の電極に対して横方向の運動を行わない。図1及び図2では、運動可能な電極121は直接にコリオリ・エレメント100に結合されており、従って該運動可能な電極はX・方向でもY・方向でも運動を行う。X・方向の運動は、コリオリ・エレメント100のX・方向の変位の測定にとって必要である。該測定にとって、Y・方向の運動は望ましいものではなく、エラーの原因になるものである。図4では、検出フレーム140,240がばね141,241を用いて固定部を介してサブストレート1に取り付けられており、運動可能な電極143,243がX・方向でのみ運動を行う。従って、測定・信号を妨害する原因が排除される。
【0023】
図5に、別の実施例が示してある。エレメント100,200,103,203,104,204,105,205,106,206,107,207が、図1に開示のエレメントに相当するものであり、同じ機能のために役立っている。図1に対する相違として、駆動エレメント102,202が完全なフレームとしてではなく、開いたフレームとして形成されている。これによって、両方のコリオリ・エレメント100,200を連結ばね52によって互いに直接に連結することが可能である。該連結ばね52によってコリオリ・エレメント100,200間の直接的な連結が行われる。両方のコリオリ・エレメント100,200の同位相の振動に際して、ばね52は変形させられず、従ってばね52のばね定数が該振動モードのために考慮されなくてよい。両方のコリオリ・エレメント100,200の逆位相の振動にとっては、ばね52のばね定数が考慮され、それというのは該ばねはこの種の振動に際して変形されるからである。ばねのばね定数を考慮することによって、コリオリ・エレメント100,200の同位相の振動と逆位相の振動の固有振動数が異なっており、その結果、振動モード、特に逆位相の振動モードの励起を意図的に行うことができる。このことは、不動及び可動の電極104,204,105,205の電気信号のために適当な励起周波数を選ぶことによって行われる。この場合には、図1におけるような駆動エレメント102,202の直接的な連結は、省略される。連結ばね52の構成に基づき付加的に、駆動エレメント102,202のY・方向の振動モードの振動数に関連した分離を達成することもできる。即ち、同位相の振動のためにばね107,207のY・方向のばね剛性が考慮される。逆位相の振動のためにばね107,207のばね剛性のほかに、連結ばね52のY・方向のばね剛性も考慮される。これによって、同位相の振動の固有振動数が逆位相の振動の振動数と異なっており、その結果、異なる振動モードの意図的な励起が容易に行われる。ここでも特に逆位相・振動モードの意図的な励起が望まれている。
【0024】
図6に示してある実施例は、ほぼ図4の実施例に相当するものである。同じ構成部分には同じ符合が付けてある。図4に対する相違点として、駆動エレメント102,202が閉じたフレームとしてではなく、互いに向き合う側で閉じられていないフレームとして形成されている。このことは、コリオリ・エレメント100,200間における連結ばね53の配置を可能にする。連結ばね53は、Y・方向でもX・方向でも柔らかく形成されている。これによってばね53は、Y・方向でもX・方向でもコリオリ・エレメント100,200間の振動の連結を次のように生ぜしめ、即ち、Y・方向及びX・方向の逆位相及び同位相の振動モードがそれぞれ互いに異なっている。これによって意図的に逆位相の振動モードを励起することができる。
【0025】
図7に示してある実施例は、ほぼ図4の実施例に相当するものである。同じ構成部分には同じ符合が付けてある。図4に対する相違点として、駆動エレメント102,202もコリオリ・エレメント100,200も、閉じたフレームとしてではなく、互いに向き合う側で開かれているフレームとして形成されている。このような処置によって、評価手段143,243、特に検出フレーム140,240を連結ばね55によって互いに連結することが可能である。さらに、駆動エレメント102,202が連結ばね54によって互いに連結される。連結ばね55がX・方向で評価手段143,243、特に検出フレーム140,240の連結を次のように達成し、即ち、X・方向の同位相若しくは逆位相の振動の固有振動数が互いに異なっている。駆動エレメント102,202のこのような連結によって、Y・方向の同位相及び逆位相の振動の固有振動数が振動数に関連して互いに異なっている。適切な励起振動の選択によって確実に、右側及び左側のエレメントがそれぞれ互いに相対して振動し、即ち駆動エレメント102,202並びに検出エレメント140,240が互いに逆位相で振動する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の概略的な平面図。
【図2】 図1の実施例の部分的な詳細図。
【図3】 図2の線III−IIIに沿った断面図。
【図4】 本発明の別の実施例の概略的な平面図。
【図5】 本発明のさらに別の実施例の概略的な平面図。
【図6】 本発明のさらに別の実施例の概略的な平面図。
【図7】 本発明のさらに別の実施例の概略的な平面図。
【符号の説明】
1 サブストレート、51,52,53,54,55 連結ばね、100 コリオリ・エレメント、101 検出手段、103 たわみばね、104,105 電極、106 支承部、110 重心、121,122,123 電極、140 検出エレメント

Claims (11)

  1. 回転レートセンサーであって、
    第1のコリオリ・エレメント(100)及び第2のコリオリ・エレメント(200)を備えており、
    サブストレート(1)が設けられており、
    前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)に対してそれぞれ駆動エレメント(102,202)を設けてあり、該駆動エレメントが、第1のばね(103,203)を用いて前記それぞれのコリオリ・エレメント(100,200)に結合されていると共に、第2のばね(107,207)を用いて前記サブストレート(1)に結合されており、前記第1のばね(103,203)が第1の軸(Y)の方向で硬くかつ該第1の軸(Y)に対して垂直な第2の軸(X)の方向で柔らかく形成されており、前記第2のばね(107,207)が前記第1の軸(Y)の方向で柔らかくかつ前記第2の軸(X)の方向で硬く形成されており、
    励起手段(104,105,204,205)が設けられており、該励起手段(104,204)が前記それぞれの駆動エレメント(102,202)に結合されていて、前記励起手段によって前記駆動エレメント(102,202)を介して前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)が前記第1の軸(Y)に対して平行な振動を生ぜしめるように励起可能であり
    出手段(101,201)が設けられており、該検出手段によって、前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)のコリオリ力に基づく変位が、前記第2の軸(X)の方向で検出可能であり、前記第1及び第2の軸(Y,X)が前記サブストレート(1)の表面に対して平行に延びており、
    前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)が前記サブストレート(1)の表面の上に並べて配置されており、前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)の振動は互いに逆位相で、コリオリ力の作用がない場合には互いに前記第1の軸(Y)に平行な2つの直線である軌道に沿って行われるようになっていることを特徴とする回転レートセンサー。
  2. 前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)がそれぞれ重心(110,210)を有しており、前記互いに平行な2つの直線が、前記両方の重心(110,210)によって規定された1つの直線に対して垂直である請求項1記載の回転レートセンサー。
  3. 前記駆動エレメントが静電式の櫛形駆動部(104,204,105,205)として形成されている請求項記載の回転レートセンサー。
  4. 前記検出手段が運動可能な電極(121)を有しており、該電極が前記それぞれのコリオリ・エレメント(100,200)に結合されていてかつ、前記サブストレート(1)に結合された不動の電極(122,123)に相対して配置されている請求項1からのいずれか1項記載の回転レートセンサー。
  5. 前記検出手段が第1及び第2の検出エレメント(140,240)を有しており、該検出エレメントがばね(142,242)を用いて前記それぞれのコリオリ・エレメント(100,200)に結合されており、前記ばね(142,242)が前記第1の軸(Y)の方向で柔らかくかつ前記第2の軸(X)の方向で硬く形成されている請求項1記載の回転レートセンサー。
  6. 前記検出エレメント(140,240)が運動可能な電極(121)を有しており、該電極が、前記サブストレート(1)に結合された不動の電極(122,123)に相対して配置されている請求項記載の回転レートセンサー。
  7. 前記検出エレメント(140,240)がばね(141,241)を用いて前記サブストレート(1)に結合されており、該ばねが前記第1の方向(Y)で硬くかつ前記第2の方向(X)で柔らかく形成されている請求項又は記載の回転レートセンサー。
  8. 前記駆動エレメント(102,202)が1つの連結ばね(51)によって互いに結合されている請求項からのいずれか1項記載の回転レートセンサー。
  9. 前記第1及び第2のコリオリ・エレメント(100,200)が連結ばね(52,53)によって互いに結合されている請求項1からのいずれか1項記載の回転レートセンサー。
  10. 前記検出手段が第1及び第2の検出エレメント(140,240)を有しており、該検出エレメントがばね(142,242)を用いて前記それぞれのコリオリ・エレメント(100,200)に結合されており、前記ばね(142,242)が前記第1の軸(Y)の方向で柔らかくかつ前記第2の軸(X)の方向で硬く形成されている請求項2記載の回転レートセンサー。
  11. 前記駆動エレメントが連結ばね(54)を用いて互いに結合されており、前記検出エレメントが連結ばね(55)を用いて互いに結合されている請求項10記載の回転レートセンサー。
JP2002566607A 2001-02-21 2002-02-14 回転レートセンサー Expired - Lifetime JP4290987B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10108197A DE10108197A1 (de) 2001-02-21 2001-02-21 Drehratensensor
PCT/DE2002/000524 WO2002066929A1 (de) 2001-02-21 2002-02-14 Drehratensensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004518971A JP2004518971A (ja) 2004-06-24
JP4290987B2 true JP4290987B2 (ja) 2009-07-08

Family

ID=7674900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002566607A Expired - Lifetime JP4290987B2 (ja) 2001-02-21 2002-02-14 回転レートセンサー

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6705164B2 (ja)
EP (1) EP1377797B1 (ja)
JP (1) JP4290987B2 (ja)
KR (2) KR100928356B1 (ja)
DE (1) DE10108197A1 (ja)
WO (1) WO2002066929A1 (ja)

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2846740B1 (fr) * 2002-11-05 2005-02-04 Thales Sa Capteur gyrometrique micro-usine, a detection dans le plan de la plaque usinee
FR2859528B1 (fr) * 2003-09-09 2006-01-06 Thales Sa Gyrometre micro-usine a double diapason et a detection dans le plan de la plaque usinee
FR2859527B1 (fr) * 2003-09-09 2005-11-18 Thales Sa Gyrometre micro-usine a double diapason et a detection dans le plan de la plaque usinee
US7267006B2 (en) * 2004-02-27 2007-09-11 Bae Systems Plc Accelerometer
KR20070057764A (ko) * 2004-06-11 2007-06-07 스튜어트 앤드 스티븐슨 택티컬 비클 시스템스, 엘.피. 차량용 장갑 캡
JP2008514968A (ja) 2004-09-27 2008-05-08 コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 回転速度センサ
KR100616641B1 (ko) 2004-12-03 2006-08-28 삼성전기주식회사 튜닝포크형 진동식 mems 자이로스코프
FR2888318B1 (fr) * 2005-07-05 2007-09-14 Thales Sa Capteur gyrometrique micro-usine realisant une mesure differentielle du mouvement des masses vibrantes
JP4887034B2 (ja) * 2005-12-05 2012-02-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
EP1996899B1 (de) * 2006-03-10 2014-09-17 Continental Teves AG & Co. oHG Drehratensensor mit kopplungsbalken
DE102006047135A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
FR2905457B1 (fr) * 2006-09-01 2008-10-17 Commissariat Energie Atomique Microsysteme, plus particulierement microgyrometre, avec element de detection a electrodes capacitives.
US8302476B2 (en) * 2006-09-15 2012-11-06 Hitachi, Ltd. Angular velocity measuring device
DE102006049887A1 (de) * 2006-10-23 2008-04-24 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor mit Quadraturkompensationsstruktur
JP4859649B2 (ja) * 2006-12-12 2012-01-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 角速度センサ
DE102007017209B4 (de) * 2007-04-05 2014-02-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromechanischer Inertialsensor zur Messung von Drehraten
DE102007030119A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-02 Litef Gmbh Corioliskreisel
DE102007030120B4 (de) 2007-06-29 2010-04-08 Litef Gmbh Drehratensensor
MY147014A (en) * 2007-10-31 2012-10-15 Mimos Berhad Capacitive area-changed mems gyroscope with adjustable resonance frequencies
DE102007054505B4 (de) * 2007-11-15 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
US7784344B2 (en) * 2007-11-29 2010-08-31 Honeywell International Inc. Integrated MEMS 3D multi-sensor
DE102007060773A1 (de) 2007-12-17 2009-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors
DE102007062732B4 (de) 2007-12-27 2016-08-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors
DE102008040682A1 (de) 2008-07-24 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung und Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung
JP4609558B2 (ja) * 2008-09-02 2011-01-12 株式会社デンソー 角速度センサ
DE102008043796B4 (de) * 2008-11-17 2023-12-21 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
DE102008054749A1 (de) 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor und Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors
DE102008054787A1 (de) 2008-12-17 2010-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors und Drehratensensor
DE102009000345A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-22 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
FI20095201A0 (fi) 2009-03-02 2009-03-02 Vti Technologies Oy Värähtelevä mikromekaaninen kulmanopeusanturi
DE102009002701B4 (de) 2009-04-28 2018-01-18 Hanking Electronics, Ltd. Mikromechanischer Sensor
JP4868027B2 (ja) * 2009-05-26 2012-02-01 株式会社デンソー 加速度角速度センサ
US10565388B2 (en) * 2009-06-26 2020-02-18 Disney Enterprises, Inc. Method and system for providing digital media rental
JP4968298B2 (ja) * 2009-09-04 2012-07-04 株式会社デンソー 振動型角速度センサ
DE102009045431A1 (de) * 2009-10-07 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Struktur und Verfahren zum Betrieb einer mikromechanischen Struktur
DE102009045422B4 (de) 2009-10-07 2024-05-02 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung und Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung
DE102009045420B4 (de) * 2009-10-07 2024-01-18 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor, Drehratensensoranordnung und Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors
DE102009046506B4 (de) 2009-11-06 2024-01-18 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
DE102010000811A1 (de) * 2010-01-12 2011-07-14 Robert Bosch GmbH, 70469 Mikromechanischer Drehratensensor mit zwei sensitiven Achsen und gekoppelten Detektionsmoden
JP5494202B2 (ja) 2010-05-10 2014-05-14 株式会社デンソー 角速度センサ
DE102010029630A1 (de) * 2010-06-02 2011-12-08 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
US8513746B2 (en) 2010-10-15 2013-08-20 Rohm Co., Ltd. MEMS sensor and method for producing MEMS sensor, and MEMS package
JP2012173055A (ja) 2011-02-18 2012-09-10 Seiko Epson Corp 物理量センサー、電子機器
DE102011006394A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
JP2013213728A (ja) 2012-04-02 2013-10-17 Seiko Epson Corp ジャイロセンサーおよび電子機器
JP6338813B2 (ja) 2012-04-03 2018-06-06 セイコーエプソン株式会社 ジャイロセンサー及びそれを用いた電子機器
US9372084B2 (en) 2012-04-04 2016-06-21 Seiko Epson Corporation Gyro sensor, electronic apparatus, and mobile unit
JP6191151B2 (ja) * 2012-05-29 2017-09-06 株式会社デンソー 物理量センサ
JP6195051B2 (ja) 2013-03-04 2017-09-13 セイコーエプソン株式会社 ジャイロセンサー、電子機器、及び移動体
EP2887013B1 (en) * 2013-12-18 2016-08-10 Tronic's Microsystems MEMS sensor for measuring z-axis angular rate
JP2016099269A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 セイコーエプソン株式会社 ジャイロセンサー、電子機器、および移動体
KR101754634B1 (ko) * 2015-05-12 2017-07-07 주식회사 신성씨앤티 2자유도 감지 모드를 갖는 멤스 자이로스코프
US10514259B2 (en) 2016-08-31 2019-12-24 Analog Devices, Inc. Quad proof mass MEMS gyroscope with outer couplers and related methods
US10415968B2 (en) 2016-12-19 2019-09-17 Analog Devices, Inc. Synchronized mass gyroscope
US10697774B2 (en) 2016-12-19 2020-06-30 Analog Devices, Inc. Balanced runners synchronizing motion of masses in micromachined devices
US10627235B2 (en) 2016-12-19 2020-04-21 Analog Devices, Inc. Flexural couplers for microelectromechanical systems (MEMS) devices
US10466053B2 (en) 2017-04-04 2019-11-05 Invensense, Inc. Out-of-plane sensing gyroscope robust to external acceleration and rotation
US10948294B2 (en) 2018-04-05 2021-03-16 Analog Devices, Inc. MEMS gyroscopes with in-line springs and related systems and methods
US11193771B1 (en) 2020-06-05 2021-12-07 Analog Devices, Inc. 3-axis gyroscope with rotational vibration rejection
EP4162282A1 (en) 2020-06-08 2023-04-12 Analog Devices, Inc. Drive and sense stress relief apparatus
CN115812153A (zh) 2020-06-08 2023-03-17 美国亚德诺半导体公司 应力释放mems陀螺仪
US11698257B2 (en) 2020-08-24 2023-07-11 Analog Devices, Inc. Isotropic attenuated motion gyroscope
US20240003685A1 (en) 2022-07-01 2024-01-04 Stmicroelectronics S.R.L. Mems gyroscope with enhanced robustness against vibrations and reduced dimensions

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396797A (en) 1991-02-08 1995-03-14 Alliedsignal Inc. Triaxial angular rate and acceleration sensor
DE4414237A1 (de) * 1994-04-23 1995-10-26 Bosch Gmbh Robert Mikromechanischer Schwinger eines Schwingungsgyrometers
DE4428405A1 (de) * 1994-08-11 1996-02-15 Karlsruhe Forschzent Drehratensensor
DE4442033C2 (de) * 1994-11-25 1997-12-18 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
DE19519488B4 (de) * 1995-05-27 2005-03-10 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor mit zwei Beschleunigungssensoren
US5635638A (en) 1995-06-06 1997-06-03 Analog Devices, Inc. Coupling for multiple masses in a micromachined device
DE19530007C2 (de) * 1995-08-16 1998-11-26 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
US5992233A (en) 1996-05-31 1999-11-30 The Regents Of The University Of California Micromachined Z-axis vibratory rate gyroscope
DE19641284C1 (de) 1996-10-07 1998-05-20 Inst Mikro Und Informationstec Drehratensensor mit entkoppelten orthogonalen Primär- und Sekundärschwingungen
JPH10170275A (ja) * 1996-12-13 1998-06-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 振動型角速度センサ
DE19827688A1 (de) * 1997-06-20 1999-01-28 Aisin Seiki Winkelgeschwindigkeitssensor
JPH1144541A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Aisin Seiki Co Ltd 角速度センサ
EP0911606A1 (en) 1997-10-23 1999-04-28 STMicroelectronics S.r.l. Integrated angular speed sensor device and production method thereof
US6122961A (en) * 1997-09-02 2000-09-26 Analog Devices, Inc. Micromachined gyros
JP3106395B2 (ja) * 1998-07-10 2000-11-06 株式会社村田製作所 角速度センサ
JP2000337884A (ja) * 1999-03-25 2000-12-08 Murata Mfg Co Ltd 角速度センサ
US6450033B1 (en) 1999-07-22 2002-09-17 Denso Corporation Semiconductor physical quantity sensor
US6257059B1 (en) * 1999-09-24 2001-07-10 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Microfabricated tuning fork gyroscope and associated three-axis inertial measurement system to sense out-of-plane rotation
DE10040418A1 (de) * 2000-08-18 2002-03-07 Hahn Schickard Ges Drehratensensor und Drehratensensorsystem

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002066929A1 (de) 2002-08-29
KR100978982B1 (ko) 2010-08-30
US6705164B2 (en) 2004-03-16
KR100928356B1 (ko) 2009-11-23
EP1377797A1 (de) 2004-01-07
EP1377797B1 (de) 2018-05-23
DE10108197A1 (de) 2002-09-12
KR20090087133A (ko) 2009-08-14
JP2004518971A (ja) 2004-06-24
US20030154788A1 (en) 2003-08-21
KR20030007537A (ko) 2003-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4290987B2 (ja) 回転レートセンサー
JP4290986B2 (ja) 回転レートセンサー
JP4288071B2 (ja) ヨーレートセンサ
JP5123455B2 (ja) 微細組立式音叉ジャイロスコープおよび面外回転を検知するための関連する3軸慣性測定システム
US5959206A (en) Micromechanical rotation speed sensor
KR101100021B1 (ko) Z-축 각속도 센서
KR101828771B1 (ko) 개선된 직교 보상을 갖는 자이로스코프 구조체 및 자이로스코프
JP6191151B2 (ja) 物理量センサ
JP2002131331A (ja) 半導体力学量センサ
JP2008545128A (ja) 振動質量体の運動の示差測定のための微細機械加工されたジャイロメータセンサ
JP2012108148A (ja) 音叉ジャイロスコープ、加速度計、および改善されたスケール係数を有する他の検出器
JP2013210283A (ja) ロールオーバージャイロセンサ
JP2000046560A (ja) 角速度センサ
JP2013134064A (ja) 振動型角速度センサ
JP4362877B2 (ja) 角速度センサ
JP3307130B2 (ja) 角速度センサ
RU2334197C1 (ru) Способ измерения угловой скорости и вибрационный гироскоп для его осуществления
JP2000105124A (ja) 静電駆動,静電検出式の角速度センサ
JP4466283B2 (ja) ジャイロセンサ
JP2001349731A (ja) マイクロマシンデバイスおよび角加速度センサおよび加速度センサ
KR100506074B1 (ko) 분리 z축 마이크로자이로스코프 및 그 제조방법
KR100631218B1 (ko) 병진형 mems 자이로스코프
RU64787U1 (ru) Вибрационный гироскоп для измерения угловой скорости
JP4046805B2 (ja) 電界補償装置
JP2001183143A (ja) 角速度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080430

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080509

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080602

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080609

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080701

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080801

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090203

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090304

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090402

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4290987

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120410

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130410

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140410

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term