JPH04233468A - 回転角速度センサ - Google Patents
回転角速度センサInfo
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- JPH04233468A JPH04233468A JP3253987A JP25398791A JPH04233468A JP H04233468 A JPH04233468 A JP H04233468A JP 3253987 A JP3253987 A JP 3253987A JP 25398791 A JP25398791 A JP 25398791A JP H04233468 A JPH04233468 A JP H04233468A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5719—Turn-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
- G01C19/5733—Structural details or topology
- G01C19/5755—Structural details or topology the devices having a single sensing mass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、層状に形成されたセン
サエレメントを有する回転率センサであって、１つの層
内に形成された少なくとも１つの振動体を有しており、
さらに層が円板状の支持体によって形成されており、さ
らに支持体の主表面に対して平行に整合されている第１
の振動方向で、少なくとも１つの振動体を励振するため
の手段を有している形式のものに関する。
サエレメントを有する回転率センサであって、１つの層
内に形成された少なくとも１つの振動体を有しており、
さらに層が円板状の支持体によって形成されており、さ
らに支持体の主表面に対して平行に整合されている第１
の振動方向で、少なくとも１つの振動体を励振するため
の手段を有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、主に立て軸を中心にした車両の
回転速度を検出するために、走行動力学の調整のために
、あるいは操縦目的のために、秒単位毎の数角度の範囲
における僅かな回転率がセンサによって検出されること
は公知であり、このセンサにおいては、回転軸線に対し
て平行に整合されている音叉構造体が回転軸線に対して
垂直な平面内で励振せしめられる。回転軸線を中心にし
て回転する際に、コリオリス力は振動する音叉に、回転
運動が存在する際に回転軸線に対して垂直に、かつ励振
方向、即ち音叉の変向方向に対して垂直に作用する。 回転率は、コリオリス力によって生じる、励振方向に対
して垂直な音叉の変向によって検出及び評価される。
回転速度を検出するために、走行動力学の調整のために
、あるいは操縦目的のために、秒単位毎の数角度の範囲
における僅かな回転率がセンサによって検出されること
は公知であり、このセンサにおいては、回転軸線に対し
て平行に整合されている音叉構造体が回転軸線に対して
垂直な平面内で励振せしめられる。回転軸線を中心にし
て回転する際に、コリオリス力は振動する音叉に、回転
運動が存在する際に回転軸線に対して垂直に、かつ励振
方向、即ち音叉の変向方向に対して垂直に作用する。 回転率は、コリオリス力によって生じる、励振方向に対
して垂直な音叉の変向によって検出及び評価される。
【０００３】同一出願人によって特許出願された第４０
２２４９５３号明細書において、センサエレメントを有
する回転率センサの種々の構成が記載されており、前記
センサエレメントは、単結晶シリコンウェーハから構成
されていてかつ少なくとも１つの振動体、有利には振動
体対を有しており、該振動体は単数又は複数のウエブを
介して不動のフレームと結合されている。振動対は互い
に垂直に位置する２方向で振動可能である。ウェーハ平
面内に位置する第１の振動方向での振動体の、例えば電
磁式の励振、熱力学的な励振のような種々の励振可能性
が記載されており、さらに静電気的な励振の種々の可能
性が記載されている。さらに、このような回転率センサ
は、第２の振動方向での振動体の変向を検出する手段を
備えている。
２２４９５３号明細書において、センサエレメントを有
する回転率センサの種々の構成が記載されており、前記
センサエレメントは、単結晶シリコンウェーハから構成
されていてかつ少なくとも１つの振動体、有利には振動
体対を有しており、該振動体は単数又は複数のウエブを
介して不動のフレームと結合されている。振動対は互い
に垂直に位置する２方向で振動可能である。ウェーハ平
面内に位置する第１の振動方向での振動体の、例えば電
磁式の励振、熱力学的な励振のような種々の励振可能性
が記載されており、さらに静電気的な励振の種々の可能
性が記載されている。さらに、このような回転率センサ
は、第２の振動方向での振動体の変向を検出する手段を
備えている。
【０００４】Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａ
ｔｏｒｓ，２０（１９８９）２５−３２におけるＷｉｌ
ｌｉａｍ Ｃ．Ｔａｎｇ，Ｔｕ−Ｃｕｏｎｇ Ｈ．
Ｎｇｕｙｅｎ，Ｒｏｇｅｒ Ｔ．Ｈｏｗｅによる論文
「Ｌａｔｅｒａｌｌｙ ＤｒｉｖｅｎＰｌｏｙｓｉｌ
ｉｃｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕ
ｃｔｕｒｅｓ」には、支持体に析出された振動可能な多
結晶シリコン構造体及びその製造法が記載されている。
ｔｏｒｓ，２０（１９８９）２５−３２におけるＷｉｌ
ｌｉａｍ Ｃ．Ｔａｎｇ，Ｔｕ−Ｃｕｏｎｇ Ｈ．
Ｎｇｕｙｅｎ，Ｒｏｇｅｒ Ｔ．Ｈｏｗｅによる論文
「Ｌａｔｅｒａｌｌｙ ＤｒｉｖｅｎＰｌｏｙｓｉｌ
ｉｃｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕ
ｃｔｕｒｅｓ」には、支持体に析出された振動可能な多
結晶シリコン構造体及びその製造法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたセンサにおいて、第１の振動方向で大きな変向
を行なうことができ、同時に妨害信号を惹起する横変向
を著しく排除することである。
に述べたセンサにおいて、第１の振動方向で大きな変向
を行なうことができ、同時に妨害信号を惹起する横変向
を著しく排除することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに講じた本発明の手段は、少なくとも１つの振動体が
、片側又は両側で懸架されるウエブとして支持体から構
成されており、さらに少なくとも１つの加速度に敏感な
構造体エレメントが、少なくとも１つの振動体の、支持
体主表面に対して平行に整合された表面に取り付けられ
ており、さらに少なくとも１つの構造体エレメントが支
持体主表面に対して垂直に変向可能であり、さらに少な
くとも１つの構造体エレメントの、支持体主表面に対し
て垂直な変向を容量的に、あるいは圧電的に検出するた
めの手段が設けられていることにある。
めに講じた本発明の手段は、少なくとも１つの振動体が
、片側又は両側で懸架されるウエブとして支持体から構
成されており、さらに少なくとも１つの加速度に敏感な
構造体エレメントが、少なくとも１つの振動体の、支持
体主表面に対して平行に整合された表面に取り付けられ
ており、さらに少なくとも１つの構造体エレメントが支
持体主表面に対して垂直に変向可能であり、さらに少な
くとも１つの構造体エレメントの、支持体主表面に対し
て垂直な変向を容量的に、あるいは圧電的に検出するた
めの手段が設けられていることにある。
【０００７】
【発明の効果】本発明のセンサの利点は、振動体を、支
持体の厚さに応じて幅に対する高さの比が高いウエブと
して形成することができ、このことによって第１の振動
方向で大きな変向を行なうことができ、同時に妨害信号
を惹起する横変向を著しく排除することができることで
ある。振動体のこのような構成は、第１の振動方向での
剛性的な、精密なかつ妨害のない案内を可能にする。同
時に、第１の振動方向に対して垂直に変向可能であり、
振動体に取り付けられていてかつ第１の振動方向に対し
て垂直なコリオリス加速度のための加速度センサとして
役立つ構造体エレメントが、大きな感度を有するように
形成されることができる。特に有利には、加速度に敏感
な構造体エレメントが、第１の振動方向に対して平行に
整合されている振動体と懸架ウエブを介して結合されて
いる。このことにより、振動体の運動によって惹起され
る構造体エレメントの横変向を著しく排除することがで
きる。請求項３に記載された特徴を有する本発明のセン
サの利点は、極めて小さい寸法になることである。本発
明によるセンサの測定効果は、振動体を高い振動数で励
振することによってプラスになり、さらに第１の振動方
向に対して垂直な構造体エレメントのできるだけ大きな
変向によって増加される。
持体の厚さに応じて幅に対する高さの比が高いウエブと
して形成することができ、このことによって第１の振動
方向で大きな変向を行なうことができ、同時に妨害信号
を惹起する横変向を著しく排除することができることで
ある。振動体のこのような構成は、第１の振動方向での
剛性的な、精密なかつ妨害のない案内を可能にする。同
時に、第１の振動方向に対して垂直に変向可能であり、
振動体に取り付けられていてかつ第１の振動方向に対し
て垂直なコリオリス加速度のための加速度センサとして
役立つ構造体エレメントが、大きな感度を有するように
形成されることができる。特に有利には、加速度に敏感
な構造体エレメントが、第１の振動方向に対して平行に
整合されている振動体と懸架ウエブを介して結合されて
いる。このことにより、振動体の運動によって惹起され
る構造体エレメントの横変向を著しく排除することがで
きる。請求項３に記載された特徴を有する本発明のセン
サの利点は、極めて小さい寸法になることである。本発
明によるセンサの測定効果は、振動体を高い振動数で励
振することによってプラスになり、さらに第１の振動方
向に対して垂直な構造体エレメントのできるだけ大きな
変向によって増加される。
【０００８】さらに本発明により、支持体として（１１
０）−（１００）−結晶方位の単結晶シリコンウェーハ
を使用すると有利であり、これはこのウェーハが、マイ
クロ力学から公知の方法によって簡単に乾式化学的又は
湿式化学的なエッチングによって構成されるからである
。ウェーハ表面に対して垂直に形成された壁を有するウ
エブは、特に有利に振動体として適する。このウエブは
、ＫＯＨによって（１１０）−結晶方位のシリコンウェ
ーハから異方性電気化学的なエッチングによって簡単に
構成される。乾式化学的エッチング（Ｔｒｅｎｃｈｅｎ
）によって、結晶方位とは無関係な構成も実現される。 多結晶シリコン構造体又は単結晶シリコン構造体が振動
可能な構造体エレメントとして形成されると特に有利で
あり、これは公知の方法による薄膜技術で、この構造体
エレメントが高い感度を有するように製造されているか
らである。本発明による回転率センサがシリコン内で実
現されることは、所属の評価回路をセンサエレメントに
集積することを許すので特に有利である。
０）−（１００）−結晶方位の単結晶シリコンウェーハ
を使用すると有利であり、これはこのウェーハが、マイ
クロ力学から公知の方法によって簡単に乾式化学的又は
湿式化学的なエッチングによって構成されるからである
。ウェーハ表面に対して垂直に形成された壁を有するウ
エブは、特に有利に振動体として適する。このウエブは
、ＫＯＨによって（１１０）−結晶方位のシリコンウェ
ーハから異方性電気化学的なエッチングによって簡単に
構成される。乾式化学的エッチング（Ｔｒｅｎｃｈｅｎ
）によって、結晶方位とは無関係な構成も実現される。 多結晶シリコン構造体又は単結晶シリコン構造体が振動
可能な構造体エレメントとして形成されると特に有利で
あり、これは公知の方法による薄膜技術で、この構造体
エレメントが高い感度を有するように製造されているか
らである。本発明による回転率センサがシリコン内で実
現されることは、所属の評価回路をセンサエレメントに
集積することを許すので特に有利である。
【０００９】
【実施例】図１にはセンサエレメントの部分が示されて
おり、該センサエレメントは、二重の音叉形状の円板形
支持体１０から構成されている。音叉構造体の片側は振
動体１３から成っており、この振動体は両側で４つのウ
エブ１４を介して支持体１０と結合されている。振動体
１３もウエブ１４も、支持体１０の完全な厚さで形成さ
れている。同様に、振動体１３を片側でのみウエブ１４
を介して支持体と結合することもでき、従って開放する
音叉構造体が形成される。振動体は、図面では詳しく示
さない手段によって、矢印１で示され支持体平面内に位
置する第１の振動方向で励振されることができる。この
ことは、例えば静電気的に、電気力学的に、あるいは熱
電的に行なわれ、このことはまだ公開されていない同一
出願人により特許出願された第４０２２４９５３号明細
書に記載されている。振動体１３に、舌片として形成さ
れた構造体エレメント２１が懸架ウエブ２３を介して取
り付けられている。舌片２１が支持体表面に対して平行
に整合されており、かつ支持体表面に対して垂直に変向
可能であり、従って支持体表面に対して垂直な加速度は
、舌片２１によって検出される。振動体１３が第１の振
動方向で振動され、かつセンサエレメントが、第１の振
動方向１に対して垂直にかつ舌片２１の変向方向２に対
して垂直に整合されている回転軸線３を中心にして回転
運動されると、舌片２１に、変向方向２において支持体
表面に対して垂直なコリオリス加速度が作用する。舌片
２１の変向を導くコリオリス加速度は、舌片２１に配置
された圧電抵抗によって圧電的にも、図１に示されたよ
うに容量的に検出されることができる。このため、振動
体１３の舌片２１に向かう表面の範囲に平板蓄電器の一
方の電極側１７が準備されており、該電極側は導線１８
１を介して接続部１９１と接続されている。平板蓄電器
の他方の電極側は舌片２１自体によって形成され、この
電極側は導線１８２を介して接続部１９２と接続されて
いる。舌片２１の方向２での変向が、この平板蓄電器の
容量変化を導き、かつここでは示さない評価回路によっ
て評価されることができる。
おり、該センサエレメントは、二重の音叉形状の円板形
支持体１０から構成されている。音叉構造体の片側は振
動体１３から成っており、この振動体は両側で４つのウ
エブ１４を介して支持体１０と結合されている。振動体
１３もウエブ１４も、支持体１０の完全な厚さで形成さ
れている。同様に、振動体１３を片側でのみウエブ１４
を介して支持体と結合することもでき、従って開放する
音叉構造体が形成される。振動体は、図面では詳しく示
さない手段によって、矢印１で示され支持体平面内に位
置する第１の振動方向で励振されることができる。この
ことは、例えば静電気的に、電気力学的に、あるいは熱
電的に行なわれ、このことはまだ公開されていない同一
出願人により特許出願された第４０２２４９５３号明細
書に記載されている。振動体１３に、舌片として形成さ
れた構造体エレメント２１が懸架ウエブ２３を介して取
り付けられている。舌片２１が支持体表面に対して平行
に整合されており、かつ支持体表面に対して垂直に変向
可能であり、従って支持体表面に対して垂直な加速度は
、舌片２１によって検出される。振動体１３が第１の振
動方向で振動され、かつセンサエレメントが、第１の振
動方向１に対して垂直にかつ舌片２１の変向方向２に対
して垂直に整合されている回転軸線３を中心にして回転
運動されると、舌片２１に、変向方向２において支持体
表面に対して垂直なコリオリス加速度が作用する。舌片
２１の変向を導くコリオリス加速度は、舌片２１に配置
された圧電抵抗によって圧電的にも、図１に示されたよ
うに容量的に検出されることができる。このため、振動
体１３の舌片２１に向かう表面の範囲に平板蓄電器の一
方の電極側１７が準備されており、該電極側は導線１８
１を介して接続部１９１と接続されている。平板蓄電器
の他方の電極側は舌片２１自体によって形成され、この
電極側は導線１８２を介して接続部１９２と接続されて
いる。舌片２１の方向２での変向が、この平板蓄電器の
容量変化を導き、かつここでは示さない評価回路によっ
て評価されることができる。
【００１０】特に有利には、センサエレメントの図１に
示された構造体は、単結晶のシリコン支持体１０及び該
支持体上の析出された多結晶シリコン構造体又は単結晶
のシリコン支持体において実現される。振動体１３及び
ウエブ１４は、乾式化学的又は湿式化学的なエッチング
によってシリコン支持体から簡単に構成され、このこと
は例えば、薄膜及びこの薄膜に接続される構造体の電気
化学的なエッチングによって行なうことができる。支持
体表面に対して垂直な側壁を有する構造体を生ぜしめる
ために、特に（１１０）−結晶方位のシリコンウェーハ
が適し、これはこの場合構造体が、ＫＯＨによる湿式化
学エッチングによって生ぜしめられるからである。乾式
化学エッチングを使用する際に、このようなウエブは結
晶方位に無関係に製造されることができる。振動体に配
置された振動可能な構造体エレメント並びに該構造体エ
レメントの、支持体土台のための結合ウエブは、有利に
は多結晶シリコン又は単結晶シリコンにおいて実現され
、これは、「犠牲層」として役立ちかつ続いてシリコン
構造体のサイドエッチングによって再び除去される補助
層、例えば酸化物層におけるシリコンからの分離によっ
て薄い構造体エレメントが生ぜしめられ、該構造エレメ
ントは回転率センサの高い感性に役立つ。構造体エレメ
ントとして、支持体表面に対して平行に整合された舌片
の他に、振動体にブリッジ状に配置された両側で固定さ
れたプレートも適する。
示された構造体は、単結晶のシリコン支持体１０及び該
支持体上の析出された多結晶シリコン構造体又は単結晶
のシリコン支持体において実現される。振動体１３及び
ウエブ１４は、乾式化学的又は湿式化学的なエッチング
によってシリコン支持体から簡単に構成され、このこと
は例えば、薄膜及びこの薄膜に接続される構造体の電気
化学的なエッチングによって行なうことができる。支持
体表面に対して垂直な側壁を有する構造体を生ぜしめる
ために、特に（１１０）−結晶方位のシリコンウェーハ
が適し、これはこの場合構造体が、ＫＯＨによる湿式化
学エッチングによって生ぜしめられるからである。乾式
化学エッチングを使用する際に、このようなウエブは結
晶方位に無関係に製造されることができる。振動体に配
置された振動可能な構造体エレメント並びに該構造体エ
レメントの、支持体土台のための結合ウエブは、有利に
は多結晶シリコン又は単結晶シリコンにおいて実現され
、これは、「犠牲層」として役立ちかつ続いてシリコン
構造体のサイドエッチングによって再び除去される補助
層、例えば酸化物層におけるシリコンからの分離によっ
て薄い構造体エレメントが生ぜしめられ、該構造エレメ
ントは回転率センサの高い感性に役立つ。構造体エレメ
ントとして、支持体表面に対して平行に整合された舌片
の他に、振動体にブリッジ状に配置された両側で固定さ
れたプレートも適する。
【００１１】シリコン内での本発明によるセンサエレメ
ントの実現が、評価回路の部分をセンサエレメントに集
積することができる。これに関して、振動体１３の表面
において実現されている例えば平板蓄電器の剛性の電極
側が、支持体土台における簡単な拡散によって生じるこ
とができることが特に有利である。この電極側は導線１
８１，１８２のために当て嵌まる。
ントの実現が、評価回路の部分をセンサエレメントに集
積することができる。これに関して、振動体１３の表面
において実現されている例えば平板蓄電器の剛性の電極
側が、支持体土台における簡単な拡散によって生じるこ
とができることが特に有利である。この電極側は導線１
８１，１８２のために当て嵌まる。
【００１２】図２のＡからＤには、懸架ウエブ２３を有
する構造体エレメント２１の種々の構成が示されている
。使用に応じて、図２のＢに示すように片側の懸架を、
図２のＡ及びＤに示すように両側の懸架を、図２のＣに
示すように４方の懸架を選ぶことができる。構造体エレ
メント２１はコリオリス加速度のための加速度受容部と
してのみ役立ち、即ち構造体エレメントは支持体１０か
ら構成された振動体１３に取り付けられ、要するに懸架
ウエブ２３が矢印１で示すように第１の振動方向に対し
て平行に整合されるように特に用意されている。このこ
とによって、構造体エレメント２１の第１の振動方向で
の妨害された横変向が著しく排除される。構造体エレメ
ント２１の図２のＣに示された、４つの星状に配置され
た懸架ウエブ２３による４方向の懸架は、全ての横変向
が均一に阻止されるので有利である。振動体１３の表面
に対して垂直な加速度を敏感に感じることが、図２のＤ
に相応する構造体エレメント２１の構成によって高めら
れる。ここでは、構造体エレメント２１は懸架ウエブ２
３を介して両側で振動体１３と結合されている。加速度
に敏感な舌片２１と懸架ウエブ２３との結合は、直接的
ではなく、２つの薄い曲げ易い棒２３１によって形成さ
れている。
する構造体エレメント２１の種々の構成が示されている
。使用に応じて、図２のＢに示すように片側の懸架を、
図２のＡ及びＤに示すように両側の懸架を、図２のＣに
示すように４方の懸架を選ぶことができる。構造体エレ
メント２１はコリオリス加速度のための加速度受容部と
してのみ役立ち、即ち構造体エレメントは支持体１０か
ら構成された振動体１３に取り付けられ、要するに懸架
ウエブ２３が矢印１で示すように第１の振動方向に対し
て平行に整合されるように特に用意されている。このこ
とによって、構造体エレメント２１の第１の振動方向で
の妨害された横変向が著しく排除される。構造体エレメ
ント２１の図２のＣに示された、４つの星状に配置され
た懸架ウエブ２３による４方向の懸架は、全ての横変向
が均一に阻止されるので有利である。振動体１３の表面
に対して垂直な加速度を敏感に感じることが、図２のＤ
に相応する構造体エレメント２１の構成によって高めら
れる。ここでは、構造体エレメント２１は懸架ウエブ２
３を介して両側で振動体１３と結合されている。加速度
に敏感な舌片２１と懸架ウエブ２３との結合は、直接的
ではなく、２つの薄い曲げ易い棒２３１によって形成さ
れている。
【００１３】図３には、破断された支持体１０を有する
別のセンサエレメントの断面図が示されている。この実
施例では、支持体１０は示されていない。ここでは同様
に、単結晶シリコンウェーハとして形成されており、あ
るいは適当な形式で信号検出のための構造体エレメント
及び手段を取り付けることのできる別の土台として形成
されることができる。センサエレメントは主に、プレー
ト状の耐震物質３０によって形成されており、該耐震物
質は４つの懸架ウエブ３１を介して両側で支持体土台と
結合されている。このような構造は、矢印１で示されて
いる第１の振動方向で励振され、これは例えば静電気的
に行なわれる。ここでは、励振部材は図示されていない
。支持体平面内及び第１の振動方向に対して垂直に位置
する回転軸線３を中心にしたセンサエレメントの回転運
動において、コリオリス加速度は、振動する耐震物質３
０に、支持体表面に対して垂直に作用する。これによっ
て生じる耐震物質３０の、支持体表面に対して垂直な変
向は、圧電的に又は容量的に検出されることができ、さ
らに回転の角速度のための寸法が検出される。図３に示
されたセンサエレメントはシリコン内で実現されている
。符号１１は支持体１０内のチャージキャリヤ拡散を示
しており、このチャージキャリヤ拡散は、支持体のプレ
ート状の耐震物質３０の下側に設けられた表面の一部分
を、プレート状の耐震物質３０から電気的に絶縁するた
めに使用し、従って表面のこの部分は耐震物質３０と一
緒に蓄電器を形成し、この蓄電器の容量変化を介して、
支持体表面に対して垂直な第２の振動方向での耐震物質
３０の変向が検出されることができる。
別のセンサエレメントの断面図が示されている。この実
施例では、支持体１０は示されていない。ここでは同様
に、単結晶シリコンウェーハとして形成されており、あ
るいは適当な形式で信号検出のための構造体エレメント
及び手段を取り付けることのできる別の土台として形成
されることができる。センサエレメントは主に、プレー
ト状の耐震物質３０によって形成されており、該耐震物
質は４つの懸架ウエブ３１を介して両側で支持体土台と
結合されている。このような構造は、矢印１で示されて
いる第１の振動方向で励振され、これは例えば静電気的
に行なわれる。ここでは、励振部材は図示されていない
。支持体平面内及び第１の振動方向に対して垂直に位置
する回転軸線３を中心にしたセンサエレメントの回転運
動において、コリオリス加速度は、振動する耐震物質３
０に、支持体表面に対して垂直に作用する。これによっ
て生じる耐震物質３０の、支持体表面に対して垂直な変
向は、圧電的に又は容量的に検出されることができ、さ
らに回転の角速度のための寸法が検出される。図３に示
されたセンサエレメントはシリコン内で実現されている
。符号１１は支持体１０内のチャージキャリヤ拡散を示
しており、このチャージキャリヤ拡散は、支持体のプレ
ート状の耐震物質３０の下側に設けられた表面の一部分
を、プレート状の耐震物質３０から電気的に絶縁するた
めに使用し、従って表面のこの部分は耐震物質３０と一
緒に蓄電器を形成し、この蓄電器の容量変化を介して、
支持体表面に対して垂直な第２の振動方向での耐震物質
３０の変向が検出されることができる。
【図１】センサエレメントを破断して示す斜視図である
。
。
【図２】構造体エレメントの種々の実施例を示す図であ
る。
る。
【図３】別のセンサエレメントの断面を示す斜視図であ
る。
る。
１ 振動方向、 ２ 変向方向、 ３ 回転
軸線、 １０ 支持体、 １１チャージキャリヤ
拡散、 １３ 振動体、 １４ ウエブ、
１７ 電極側、２１ 舌片、 ２３ 懸架ウエ
ブ、 ３０ 耐震物質、 ３１ 懸架ウエブ、
１８１，１８２ 導線、 １９１，１９２ 接続
部
軸線、 １０ 支持体、 １１チャージキャリヤ
拡散、 １３ 振動体、 １４ ウエブ、
１７ 電極側、２１ 舌片、 ２３ 懸架ウエ
ブ、 ３０ 耐震物質、 ３１ 懸架ウエブ、
１８１，１８２ 導線、 １９１，１９２ 接続
部
Claims (7)
- 【請求項１】 層状に形成されたセンサエレメントを
有する回転率センサであって、１つの層内に形成された
少なくとも１つの振動体を有しており、さらに層が円板
状の支持体によって形成されており、さらに支持体の主
表面に対して平行に整合されている第１の振動方向で、
少なくとも１つの振動体を励振するための手段を有して
いる形式のものにおいて、前記の少なくとも１つの振動
体（１３）が、片側又は両側で懸架されるウエブとして
支持体（１０）から構成されており、さらに少なくとも
１つの加速度に敏感な構造体エレメント（２１）が、少
なくとも１つの振動体（１３）の、支持体主表面に対し
て平行に整合された表面に取り付けられており、さらに
少なくとも１つの構造体エレメント（２１）が支持体主
表面に対して垂直に変向可能であり、さらに少なくとも
１つの構造体エレメント（２１）の、支持体主表面に対
して垂直な変向を容量的に、あるいは圧電的に検出する
ための手段が設けられていることを特徴とする回転率セ
ンサ。 - 【請求項２】 少なくとも１つの構造体（２１）が懸
架ウエブ（２３）を介して片側又は両側で振動体（１３
）と結合されており、しかも懸架ウエブ（２３）が第１
の振動方向（１）に対して平行に整合されていることを
特徴とする請求項１記載の回転率センサ。 - 【請求項３】 層状に形成されたセンサエレメントを
有する回転率センサであって、１つの層内に形成された
少なくとも１つの振動体を有しており、さらに層が円板
状の支持体によって形成されており、さらに支持体の主
表面に対して平行に整合されている第１の振動方向で、
少なくとも１つの振動体を励振するための手段を有して
いる形式のものにおいて、支持体主表面に、少なくとも
１つの振動可能な構造体エレメント（３０）が取り付け
られており、該構造エレメントが少なくとも１つの振動
体を形成しており、さらに少なくとも１つの構造体エレ
メント（３０）が、支持体主表面に対して垂直に旋回可
能であり、さらに少なくとも１つの構造体エレメント（
３０）の、支持体主表面に対して垂直な変向を容量的に
、あるいは圧電的に検出するための手段が設けられてい
ることを特徴とする回転率センサ。 - 【請求項４】 少なくとも１つの構造体エレメント（
２１，３０）が、懸架ウエブ（２３，３１）を介して片
側又は両側でブリッジ状に支持体材料と結合されたプレ
ート状の耐震物質として形成されており、該耐震物質が
支持体主表面に対して平行に整合されている請求項１か
ら３までのいずれか１記載の回転率センサ。 - 【請求項５】 支持体（１０）が、（１１０）−又は
（１００）−結晶方位の単結晶シリコン支持体である請
求項１から４までのいずれか１記載の回転率センサ。 - 【請求項６】 少なくとも１つの構造体エレメント（
２１，３０）が、多結晶シリコン構造体又は単結晶シリ
コン構造体として形成されている請求項１から５までの
いずれか１記載の回転率センサ。 - 【請求項７】 少なくとも１つの構造体エレメント（
２１，３０）が、支持体表面の部分範囲に取り付けられ
た補助層基部における多結晶シリコン層又は単結晶シリ
コン層の析出によって、及びそれに続く、取り付けられ
たシリコン層のサイドエッチングによる補助層基部の除
去によって製造可能である請求項５記載の回転率センサ
。
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