JP4291158B2 - マイクロメカニカル回転速度センサ - Google Patents
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Description
本発明が基づく技術思想は、第1のコリオリ質量要素、第2のコリオリ質量要素、第1の検出質量装置、及び、第2の検出質量装置の各重心は、静止状態では共通の質量重心に一致している点にある。第1の検出質量装置と第2の検出質量装置とが、コリオリ力の作用下で逆位相(プシュプルに)励振されるように構成された回転速度センサを用いる際、外部直線加速度又は遠心加速度のような外部からの影響を除去することができる。つまり、第1の検出質量装置と第2の検出質量装置とが、単に同一の一方向に向かってだけ偏移するからである。更に、回転加速度はセンサ軸を中心にして偏移せず、従って、何等影響しない。
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
図1には、本発明のマイクロメカニカル回転速度センサの実施例の平面略図が示されている。
Claims (13)
- マイクロメカニカル回転速度センサにおいて、
第1のコリオリ質量要素(2a)及び第2のコリオリ質量要素(2b)を有しており、該第1のコリオリ質量要素(2a)及び第2のコリオリ質量要素(2b)は、基板(100)の上面上に設けられており、
駆動装置を有しており、該駆動装置によって、前記第1のコリオリ質量要素(2a)及び前記第2のコリオリ質量要素(2b)とが、第1の軸(x)に沿って振動するように駆動可能であり、
検出装置を有しており、該検出装置によって、前記第1のコリオリ質量要素(2a)及び前記第2のコリオリ質量要素(2b)との、相応に作用するコリオリ力に基づいて生じる、前記第1の軸(x)に対して垂直な第2の軸(y)に沿った偏移量が検出可能であり、
前記第1の軸(x)及び前記第2の軸(y)は、前記基板(100)の上面に対して平行であり、
検出装置は、第1の検出質量装置(3a,3a′)及び第2の検出質量装置(3b,3b′)を有しており、
第1のコリオリ質量要素(2a)、第2のコリオリ質量要素(2b)、第1の検出質量装置(3a,3a′)及び第2の検出質量装置(3b,3b′)の回転点は静止状態で共通の質量回転点(SP)に一致し、
前記駆動装置は、第1の駆動質量装置(1a,1a′)及び第2の駆動質量装置(1b,1b′)を有しており、前記第1の駆動質量装置(1a,1a′)及び前記第2の駆動質量装置(1b,1b′)の回転点は、静止状態で同様に共通の質量重心点(SP)に一致し、
前記第1の駆動質量装置(1a,1a′)は、第1の駆動質量要素(1a)及び第2の駆動質量要素(1a′)を有しており、前記第2の駆動質量装置(1b,1b′)は、第3の駆動質量要素(1b)及び第4の駆動質量要素(1b′)を有しており、前記第1の駆動質量要素(1a)及び前記第2の駆動質量要素(1a′)及び前記第3の駆動質量要素(1b)及び前記第4の駆動質量要素(1b′)は、各々櫛状駆動部(12a,12b,13a,13b,12a′,12b′,13a′,13b′)を介して個別に駆動可能である
ことを特徴とするマイクロメカニカル回転速度センサ。 - 第1の検出質量装置(3a,3a′)は、第1の軸(x)に沿って軟に、第2の軸(y)に沿って硬に構成された第1のスプリング(7a,7a′)を介して、第1のコリオリ質量要素(2a)と接続されており、前記第1の軸(x)に沿って硬に、前記第2の軸(y)に沿って軟に構成された第2のスプリング(6a,6a′)を介して基板(100)と接続されており、
第2の検出質量装置(3b,3b′)は、前記第1の軸(x)に沿って軟に、前記第2の軸(y)に沿って硬に構成された第3のスプリング(7b,7b′)を介して、第2のコリオリ質量要素(2b)と接続されており、前記第1の軸(x)に沿って硬に、前記第2の軸(y)に沿って軟に構成された第4のスプリング(6b,6b′)を介して前記基板(100)と接続されている
請求項1記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。 - 第1及び第2の駆動質量要素(1a,1a′)は、第1の軸(x)に沿って硬に、第2の軸(y)に沿って軟に構成された第5のスプリング(8a,8a′)を介して、第1のコリオリ質量要素(2a)と接続されており、前記第1の軸(x)に沿って軟に、前記第2の軸(y)に沿って硬に構成された第6のスプリング(5a,5a′)を介して、基板(100)と接続されており、第3及び第4の駆動質量要素(1b,1b′)は、前記第1の軸(x)に沿って硬に、前記第2の軸(y)に沿って軟に構成されている第7のスプリング(8b,8b′)を介して、第2のコリオリ質量要素(2b)と接続されており、前記第1の軸(x)に沿って軟に、前記第2の軸(y)に沿って硬に構成されている第8のスプリング(5b,5b′)を介して、前記基板(100)と接続されている請求項1記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1のコリオリ質量要素(2a)は、閉じた多角形状の枠の形態を有している請求項1から3迄の何れか1項記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1のコリオリ質量要素(2a)は、ほぼ正方形状の枠の形態を有している請求項1から3迄の何れか1項記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第2のコリオリ質量要素(2b)は、第1のコリオリ質量要素(2a)内に設けられており、多角形形状の形態を有している請求項5記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第2のコリオリ質量要素(2b)は、第1のコリオリ質量要素(2a)内に設けられており、ほぼ正方形状の形態を有している請求項5記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1のコリオリ質量要素(2a)及び第2のコリオリ質量要素(2b)は、駆動装置によって、第1の軸(x)に沿って相互に逆位相で振動するように駆動可能であり、第1の検出質量装置(3a,3a′)及び第2の検出質量装置(3b,3b′)は、種々の方向に作用しているコリオリ力に基づいて、第2の軸(y)に沿って偏移可能である請求項1記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1の検出質量装置(3a,3a′)は、第1の検出質量要素(3a)及び第2の検出質量要素(3a′)を有しており、第2の検出質量装置(3b,3b′)は、第3の検出質量要素(3b)及び第4の検出質量要素(3b′)を有しており、前記第1の検出質量要素(3a)及び前記第2の検出質量要素(3a′)及び前記第3の検出質量要素(3b)及び前記第4の検出質量要素(3b′)は、各々多数のフィンガ部(F)を有しており、該フィンガ部(F)は、第2の軸(y)に沿って設けられており、前記フィンガ部(F)には可動電極(16a,16b,16a′,16b′)が設けられており、前記可動電極(16a,16b,16a′,16b′)は、基板(100)上に固定して取り付けられた各電極(14,14′)と共働して偏移を検出するように構成されている請求項1から8迄の何れか1項記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1の駆動質量要素(1a)及び第3の駆動質量要素(1b)並びに第2の駆動質量要素(1a′)及び第4の駆動質量要素(1b′)は、対になって、第1の軸(x)に沿って軟に、第2の軸(y)に沿って硬に構成された各結合スプリング(9,9′)によって相互に結合されている請求項4から9迄の何れか1項記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1の検出質量要素(3a)及び第3の検出質量要素(3b)並びに第2の検出質量要素(3a′)及び第4の検出質量要素(3b′)は、対になって構成された各結合スプリング(10,10′)によって相互に結合されている請求項9又は10記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- 第1の検出質量要素(3a)及び第3の検出質量要素(3b)並びに第2の検出質量要素(3a′)及び第4の検出質量要素(3b′)は、第1の軸(x)に沿って硬に、第2の軸(y)に沿って軟に構成された各結合スプリング(10,10′)によって相互に結合されている請求項9又は10記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
- x軸に沿った、及びy軸に沿ったメカニカルな結合は、コリオリ質量要素(2a,2b)間の結合スプリング装置によって設けられており、該結合スプリング装置は、x軸に沿って、及び、y軸に沿って軟に構成されている請求項1から12迄の何れか1項記載のマイクロメカニカル回転速度センサ。
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