JP6800515B2 - 可動マスの電圧検出機能を備えたmemsセンサ - Google Patents
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Description
202,203,204 懸架式ばねマスシステム
206 電圧源
207 測定ノード
208,209 接続点
210 MEMS層
220 CMOS層
Claims (15)
- 微小電気機械センサであって、
第1、第2のアンカー点のみからなる2つのアンカー点と、
懸架式ばねマスシステムであって、
複数の可動マスと、
前記複数の可動マスを互いに結合し、前記複数の可動マスを前記第1、第2のアンカー点から懸架する複数のばねであって、前記複数の可動マスと前記第1、第2のアンカー点を電気的に接続する複数のばねと
を含む懸架式ばねマスシステムと、
前記第1のアンカー点を介して前記懸架式ばねマスシステムにシステム電圧を印加するように結合された第1の電圧源と、
前記第2のアンカー点に結合されて、前記第2のアンカー点の電圧を測定電圧として測定する測定ノードと、
前記システム電圧及び前記測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するように構成された処理回路とを含む、
微小電気機械センサ。 - 微小電気機械センサであって、
複数のアンカー点と、
懸架式ばねマスシステムであって、
複数の可動マスと、
前記複数の可動マスを互いに結合し、前記複数の可動マスを前記複数のアンカー点から懸架する複数のばねであって、前記複数の可動マスと前記複数のアンカー点を電気的に接続する複数のばねと
を含む懸架式ばねマスシステムと、
前記複数のアンカー点のうちの第1のアンカー点を介して前記懸架式ばねマスシステムにシステム電圧を印加するように結合された第1の電圧源と、
前記複数のアンカー点のうちの第2のアンカー点に結合されて、前記第2のアンカー点の電圧を測定電圧として測定する第1の測定ノードと、
前記測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するように構成された処理回路とを含み、
前記測定電圧が、第1の測定電圧を含み、
更に、前記複数のアンカー点のうちの第3のアンカー点を介して第2の測定電圧を測定するように結合された第2の測定ノードを含み、
前記処理回路が、更に、前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの前記誤りを識別するように構成され、
前記誤りが、前記懸架式ばねマスシステムの1つ以上の破損構成要素を含み、
前記処理回路が、更に、前記第1の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、かつ前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するように構成され、
前記処理回路は、前記第1の測定電圧が前記システム電圧のしきい値範囲外にあるとともに前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲外にあるとともに前記第1の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するように構成された、
微小電気機械センサ。 - 前記しきい値範囲が、前記システム電圧からの変化率に基づく、
請求項2に記載の微小電気機械センサ。 - 前記処理回路は、更に、前記誤りが前記第1の測定電圧に基づいて識別された場合に第1の修正処置をとり、前記誤りが前記第2の測定電圧に基づく場合に第2の修正処置をとるように構成された、
請求項2に記載の微小電気機械センサ。 - 前記第1の修正処置は、前記処理回路が前記微小電気機械センサを無効にするように更に構成されることを含み、前記第2の修正処置は、前記処理回路が前記微小電気機械センサの動作を修正するように更に構成されることを含む、
請求項4に記載の微小電気機械センサ。 - 前記微小電気機械センサの前記動作の前記修正が、前記処理回路のセンススケーリングファクタの修正、又は前記複数の可動マスのうちの1つに印加される駆動電圧の修正を含む、
請求項5に記載の微小電気機械センサ。 - 前記処理回路が、前記測定電圧と前記システム電圧との差に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの前記誤りを識別するように構成された、
請求項1に記載の微小電気機械センサ。 - 前記第1の電圧源が、前記複数のばねのうちの第1のばねを介して前記第1のアンカー点から前記懸架式ばねマスシステムに前記システム電圧を印加し、前記複数のばねのうちの前記第1のばねが、前記第1のアンカー点と前記懸架式ばねマスシステムの他の構成要素との間に直列に配置された、
請求項1に記載の微小電気機械センサ。 - 前記測定ノードが、前記複数のばねのうちの第2のばねと前記第2のアンカー点とを介して前記測定電圧を受け取り、前記第2のばねが、前記第1のアンカー点と前記第2のアンカー点の間に直列に配置された、
請求項8に記載の微小電気機械センサ。 - 前記測定電圧が、第2の測定電圧を含み、
前記測定ノードが、第2の測定ノードを含み、
更に、
前記第2のアンカー点を介して前記懸架式ばねマスシステムに前記システム電圧を印加するように結合された第2の電圧源と、
前記第1のアンカー点の第1の測定電圧を測定するために前記第1のアンカー点に結合された第1の測定ノードと、
前記第1のアンカー点に結合されて、前記第1のアンカー点を前記第1の電圧源又は前記第1の測定ノードに選択的に結合する第1のスイッチと、
前記第2のアンカー点に結合されて、前記第2のアンカー点を前記第2の電圧源又は前記第2の測定ノードに選択的に結合する第2のスイッチとを含む、
請求項1に記載の微小電気機械センサ。 - 前記処理回路は、更に、前記第1のスイッチ又は前記第2のスイッチの一方に、前記システム電圧を前記懸架式ばねマスシステムに提供させ、前記第1のスイッチ又は前記第2のスイッチの他方に、前記第1のアンカー点を前記第1の測定ノードに結合させるか前記第2のアンカー点を前記第2の測定ノードに結合させ、前記第1のスイッチ又は前記第2のスイッチの他方と関連付けられた前記第1の測定電圧又は前記第2の測定電圧に対する前記システム電圧の比較に基づいて、前記懸架式ばねマスシステムの前記誤りを識別するように構成された、
請求項10に記載の微小電気機械センサ。 - 微小電気機械センサ内の誤りを識別する方法であって、
第1の電圧源から、2つのアンカー点のうちの第1のアンカー点を介して、システム電圧を懸架式ばねマスシステムに印加するステップと、
前記2つのアンカー点のうちの第2のアンカー点の電圧を測定電圧として測定するステップと、
処理回路によって、前記システム電圧及び前記測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するステップとを含む
方法。 - 微小電気機械センサであって、
第1、第2のアンカー点のみからなる2つのアンカー点と、
複数のソース/センス回路であって、前記ソース/センス回路のそれぞれが、前記2つのアンカー点のうちの1つに結合され、電圧源と、測定ノードと、スイッチとを含む複数のソース/センス回路と、
前記2つのアンカー点から懸架された懸架式ばねマスシステムと、
第1のソース/センス回路に、前記第1のソース/センス回路の前記電圧源を前記第1のアンカー点に結合させ、第2のソース/センス回路に、前記第2のアンカー点を前記第2のソース/センス回路の前記測定ノードに結合させ、前記電圧源から印可されたシステム電圧及び前記測定ノードにおける電圧を測定した測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するように構成された処理回路と、を含む
微小電気機械センサ。 - 微小電気機械センサ内の誤りを識別する方法であって、
第1の電圧源から、複数のアンカー点のうちの第1のアンカー点を介して、システム電圧を懸架式ばねマスシステムに印加するステップと、
前記複数のアンカー点のうちの第2のアンカー点から、前記懸架式ばねマスシステムを介して第1の測定電圧を受け取るステップと、
前記複数のアンカー点のうちの第3のアンカー点から、前記懸架式ばねマスシステムを介して第2の測定電圧を受け取るステップと、
前記第2のアンカー点からの前記第1の測定電圧を測定ノードに提供するステップと、
前記第3のアンカー点からの前記第2の測定電圧を付加測定ノードに提供するステップと、
処理回路によって、前記測定ノードにおける前記第1の測定電圧および前記付加測定ノードにおける前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するステップとを含み、
前記処理回路によって前記誤りを識別するステップは、
前記処理回路によって、前記第1の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、かつ前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するステップと、
前記処理回路によって、前記第1の測定電圧が前記システム電圧のしきい値範囲外にあるとともに前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲外にあるとともに前記第1の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するステップと
を含む
方法。 - 微小電気機械センサであって、
複数のアンカー点と、
複数のソース/センス回路であって、前記ソース/センス回路のそれぞれが、前記複数のアンカー点のうちの1つに結合され、電圧源と、測定ノードと、スイッチとを含む複数のソース/センス回路と、
前記複数のアンカー点から懸架された懸架式ばねマスシステムと、
第1のソース/センス回路に、前記第1のソース/センス回路の前記電圧源を前記複数のアンカー点のうちの第1のアンカー点に結合させ、第2のソース/センス回路に、前記複数のアンカー点のうちの第2のアンカー点を前記第2のソース/センス回路の前記測定ノードに結合させ、第3のソース/センス回路に、前記複数のアンカー点のうちの第3のアンカー点を前記第3のソース/センス回路の前記測定ノードである付加測定ノードに結合させ、前記測定ノードおよび前記付加測定ノードにおける測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの誤りを識別するように構成された処理回路と、を含み
前記測定電圧が、前記第2のアンカー点を介した前記測定ノードにおける第1の測定電圧と、前記第3のアンカー点を介した前記付加測定ノードにおける第2の測定電圧とを含み、
前記処理回路が、前記第1の測定電圧及び前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの前記誤りを識別するように構成され、
前記誤りが、前記懸架式ばねマスシステムの1つ以上の破損構成要素を含み、前記処理回路が、更に、前記第1の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、かつ前記第2の測定電圧に基づいて前記懸架式ばねマスシステムの第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するように構成され、
前記処理回路は、前記第1の測定電圧がシステム電圧のしきい値範囲外にあるとともに前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第1のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別し、前記第2の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲外にあるとともに前記第1の測定電圧が前記システム電圧の前記しきい値範囲内にあるときに、前記第2のサブセットの破損した可能性のある構成要素を識別するように構成された、
微小電気機械センサ。
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