JPH073337B2 - 平坦な慣性センサ - Google Patents
平坦な慣性センサInfo
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- JPH073337B2 JPH073337B2 JP5258685A JP5258685A JPH073337B2 JP H073337 B2 JPH073337 B2 JP H073337B2 JP 5258685 A JP5258685 A JP 5258685A JP 5258685 A JP5258685 A JP 5258685A JP H073337 B2 JPH073337 B2 JP H073337B2
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- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明は、慣性センサに関し、特定すると加速度計およ
び振動ジヤイロスコープに関する。
び振動ジヤイロスコープに関する。
振動ジヤイロスコープは、加えられる角速度に起因して
振動部材に加わるトルクを表わす信号を発生することに
より振動部材に加わる角速度の測定値を生ずる。
振動部材に加わるトルクを表わす信号を発生することに
より振動部材に加わる角速度の測定値を生ずる。
従来技術において、振動ジヤイロスコープは、振動部材
として音叉または振動ビームまたはワイヤを使用してい
る。しかし、この種の部材は分離性のものであるから、
従来技術のジヤイロスコープは、小形化または多量生産
に容易に適合しないことが分つた。
として音叉または振動ビームまたはワイヤを使用してい
る。しかし、この種の部材は分離性のものであるから、
従来技術のジヤイロスコープは、小形化または多量生産
に容易に適合しないことが分つた。
本発明の目的は、小形の、幾何形態に適合した慣性セン
サを提供することである。
サを提供することである。
本発明の他の目的は、多量製造技術を使用して容易に構
成できる慣性センサを提供することである。
成できる慣性センサを提供することである。
簡単に述べると、本発明は入力（Ｚ）軸線を有する慣性
センサに係る。センサは、シート部材および関連するベ
ース部材を含む。ベース部材は、シート部材の周囲領域
をＺ軸に垂直な平面に支持するように構成される。しか
して、該平面は、第１の（Ｘ）軸線および第２の（Ｙ）
軸線を有し、Ｘ軸線とＹ軸線とは相互に垂直であり、Ｚ
軸線と共通点で交叉する。シート部材は、Ｙ軸および共
通点に関して対称的に配置された第１の１対の対向する
Ｃ形状の空隙領域を含む。シート部材の空隙領域の対向
端部間の部分は可撓性であり、彎曲部を提供する。
センサに係る。センサは、シート部材および関連するベ
ース部材を含む。ベース部材は、シート部材の周囲領域
をＺ軸に垂直な平面に支持するように構成される。しか
して、該平面は、第１の（Ｘ）軸線および第２の（Ｙ）
軸線を有し、Ｘ軸線とＹ軸線とは相互に垂直であり、Ｚ
軸線と共通点で交叉する。シート部材は、Ｙ軸および共
通点に関して対称的に配置された第１の１対の対向する
Ｃ形状の空隙領域を含む。シート部材の空隙領域の対向
端部間の部分は可撓性であり、彎曲部を提供する。
本発明の加速度計の具体例においては、シート部材の空
隙領域より内部の部分は、Ｙ軸線の両側で質量不平衡で
あり、一側が他側よりも重い。センサは、シート部材の
内部位置のＹ軸の回りの角度位置を表わす信号を供給す
るように構成される。これらの信号は、Ｚ軸線の方向に
おけるセンサの加速度を表わす。ある種の具体例におい
ては、これらの信号は、シート部材の内部要素をＸ−Ｙ
平面に動的に維持するトルガを駆動するのに使用されよ
う。この場合、復帰トルクはセンサの加速度を表わす。
隙領域より内部の部分は、Ｙ軸線の両側で質量不平衡で
あり、一側が他側よりも重い。センサは、シート部材の
内部位置のＹ軸の回りの角度位置を表わす信号を供給す
るように構成される。これらの信号は、Ｚ軸線の方向に
おけるセンサの加速度を表わす。ある種の具体例におい
ては、これらの信号は、シート部材の内部要素をＸ−Ｙ
平面に動的に維持するトルガを駆動するのに使用されよ
う。この場合、復帰トルクはセンサの加速度を表わす。
一般に、本発明のジヤイロスコープの具体例にあつて
は、ほゞ平坦なジヤイロスコープが、加えられる角度入
力に応答して振動運動量ベクトルおよび測定可能な振動
トルク出力を組合せで生ずるように構成される。
は、ほゞ平坦なジヤイロスコープが、加えられる角度入
力に応答して振動運動量ベクトルおよび測定可能な振動
トルク出力を組合せで生ずるように構成される。
好ましい具体例においては、ジヤイロスコープのシート
部材は、選択された周波数にてＹ軸の回りに振動するよ
うに配置された少なくとも１つの平坦な内部要素を有す
る。内部要素はまた、入力（Ｚ）軸線の回りに加えられ
る角速度に応答してＸ軸線の回りに傾斜するように配置
される。ジヤイロスコープは少なくとも１つの平坦な外
部駆動要素を有しており、そして該要素は、選択された
周波数にてＹ軸線の回りに限定された移動量で振動態様
で駆動されるように配置される（例えば静電力または電
磁力により駆動される）。駆動要素は、その振動運動が
内部要素に結合されるように該内部要素に結合される。
位置センサは、Ｘ軸に関する内部要素の角度位置を表わ
す信号を供給するが、この信号は、Ｚ軸の回りに装置に
加えられる角速度を表わす。種々の具体例において、振
動ジヤイロスコープは、駆動要素に結合された複数の内
部要素を有してもよく、あるいは代わりに、駆動要素に
結合された単一の内部要素を有してもよい。
部材は、選択された周波数にてＹ軸の回りに振動するよ
うに配置された少なくとも１つの平坦な内部要素を有す
る。内部要素はまた、入力（Ｚ）軸線の回りに加えられ
る角速度に応答してＸ軸線の回りに傾斜するように配置
される。ジヤイロスコープは少なくとも１つの平坦な外
部駆動要素を有しており、そして該要素は、選択された
周波数にてＹ軸線の回りに限定された移動量で振動態様
で駆動されるように配置される（例えば静電力または電
磁力により駆動される）。駆動要素は、その振動運動が
内部要素に結合されるように該内部要素に結合される。
位置センサは、Ｘ軸に関する内部要素の角度位置を表わ
す信号を供給するが、この信号は、Ｚ軸の回りに装置に
加えられる角速度を表わす。種々の具体例において、振
動ジヤイロスコープは、駆動要素に結合された複数の内
部要素を有してもよく、あるいは代わりに、駆動要素に
結合された単一の内部要素を有してもよい。
本発明の平坦な幾何形態によると、慣性センサは、廉価
な多量生産技術を使つて材料シートから製造することが
できる。ある種の具体例においては、センサは、鋼また
はアルミニウムのような単一の材料シートを打ち抜くこ
とにより形成され得る。他の具体例においては、従来の
半導体腐食技術を使つてシリコン基板上の誘電体材料
（SiO2、Si3N4、または（SiO2）x（Si3N4）yのような）
誘電体材料の薄層から構成することができる。特に後者
の技術を使用すると、多くの小形形態の慣性センサを単
一の半導体チツプ上に構成することができ、重複的慣性
センサの経済的利用が可能となり、その結果、慣性案内
システムの信頼性および性能が大幅に改善される。本発
明の慣性センサの寸法は、比較的低電圧信号で比較的大
きな駆動力および出力信号を供給できる静電制御装置の
使用を可能にする。
な多量生産技術を使つて材料シートから製造することが
できる。ある種の具体例においては、センサは、鋼また
はアルミニウムのような単一の材料シートを打ち抜くこ
とにより形成され得る。他の具体例においては、従来の
半導体腐食技術を使つてシリコン基板上の誘電体材料
（SiO2、Si3N4、または（SiO2）x（Si3N4）yのような）
誘電体材料の薄層から構成することができる。特に後者
の技術を使用すると、多くの小形形態の慣性センサを単
一の半導体チツプ上に構成することができ、重複的慣性
センサの経済的利用が可能となり、その結果、慣性案内
システムの信頼性および性能が大幅に改善される。本発
明の慣性センサの寸法は、比較的低電圧信号で比較的大
きな駆動力および出力信号を供給できる静電制御装置の
使用を可能にする。
以下図面を参照して本発明を好ましい具体例について説
明する。
明する。
好ましい具体例についての説明 第１〜３図は、本発明のジヤイロスコープ10を示してい
る。ジヤイロスコープ10は、名目上平坦な比較的薄いシ
ート部材６であり、その周囲は垂直の交叉基準軸線Ｘお
よびＹにより画定される平面内に位置づけられる。Ｘお
よびＹ軸線に直交する入力（Ｚ）軸線が、共通点７にて
これらの軸線と交叉している。シート部材６は、ジヤイ
ロスコープ10の縁部にて支持されており、該縁部より内
部のシート部材の部分が、基板（すなわちベース部材）
８上に配置され、該部材から離間されている。代わりの
具体例においては、ベース部材は、周囲支持部のところ
を除きシート部材６の下になくてもよい。
る。ジヤイロスコープ10は、名目上平坦な比較的薄いシ
ート部材６であり、その周囲は垂直の交叉基準軸線Ｘお
よびＹにより画定される平面内に位置づけられる。Ｘお
よびＹ軸線に直交する入力（Ｚ）軸線が、共通点７にて
これらの軸線と交叉している。シート部材６は、ジヤイ
ロスコープ10の縁部にて支持されており、該縁部より内
部のシート部材の部分が、基板（すなわちベース部材）
８上に配置され、該部材から離間されている。代わりの
具体例においては、ベース部材は、周囲支持部のところ
を除きシート部材６の下になくてもよい。
好ましい具体例において、シート部材６は、第１の１対
の対向するＣ形状の空隙領域12と、第２の１対の対向す
るＣ形状の空隙領域14を備える。Ｃ形状なる用語は、一
般に、中心点の回りに約180°延在する部分を含む領域
の形状をいう（例えば、Ｃ形状は、その中心の回りに18
0°で延びる半円形を含む場合もあるし、Ｖ状のよう
に、両端で結合する２つの直線部分を含む場合もあ
る）。例示の具体例において、対の空隙領域12は実質的
に合同であり、また対の空隙領域14も同様である。空隙
領域12は、対の空隙領域14より大きく、そして対の空隙
領域12はＹ軸線および共通点７に関して対称的に配置さ
れ、また対の空隙領域14はＸ軸線および共通点７に関し
て対称的に配置される。本発明の他の具体例において、
対向する空隙領域は合同であることは必要でない。
の対向するＣ形状の空隙領域12と、第２の１対の対向す
るＣ形状の空隙領域14を備える。Ｃ形状なる用語は、一
般に、中心点の回りに約180°延在する部分を含む領域
の形状をいう（例えば、Ｃ形状は、その中心の回りに18
0°で延びる半円形を含む場合もあるし、Ｖ状のよう
に、両端で結合する２つの直線部分を含む場合もあ
る）。例示の具体例において、対の空隙領域12は実質的
に合同であり、また対の空隙領域14も同様である。空隙
領域12は、対の空隙領域14より大きく、そして対の空隙
領域12はＹ軸線および共通点７に関して対称的に配置さ
れ、また対の空隙領域14はＸ軸線および共通点７に関し
て対称的に配置される。本発明の他の具体例において、
対向する空隙領域は合同であることは必要でない。
対の空隙領域12の対向端部間のシート部材６の部分（第
１図の参照番号20および22により指示される）および対
の空隙領域14の対向端部間のシート部材６の部分（第１
図の参照番号24および26により指示される）は比較的可
撓性であり、部材６の空隙14の外側の部分を、空隙領域
14の内側の部分と接続する彎曲部を形成する。したがつ
て、これらの各部の一側のシート部材は、一側をこれら
の部分を通る軸線の回りに他側に関して限定された回転
運動を可能にするように、他側のシート部材に結合され
る。
１図の参照番号20および22により指示される）および対
の空隙領域14の対向端部間のシート部材６の部分（第１
図の参照番号24および26により指示される）は比較的可
撓性であり、部材６の空隙14の外側の部分を、空隙領域
14の内側の部分と接続する彎曲部を形成する。したがつ
て、これらの各部の一側のシート部材は、一側をこれら
の部分を通る軸線の回りに他側に関して限定された回転
運動を可能にするように、他側のシート部材に結合され
る。
この形態の場合、対の空隙領域14およびシート６の彎曲
部24および26は、内部すなわち慣性要素30を形成する。
すなわち、この要素30は、第１の１対の空隙領域14のほ
ゞ内部にある。対の空隙領域12、彎曲部20および22、対
の空隙領域14および彎曲部24、26は、ジヤイロスコープ
10の駆動要素32を形成する。すなわち、要素32は、対の
空隙領域12のほゞ内部にある。駆動要素32は、彎曲部20
および22により許容されることろにしたがつて、シート
６の周辺部（ベース部材８によりその縁部で支持され
る）に関してＹ軸に対して限定された角度変位をなし得
る。同様に、内部要素30は、彎曲部24および26により許
容されるところにしたがつて、駆動要素32に関してＸ−
軸の回りに限定された角変位をなし得る。
部24および26は、内部すなわち慣性要素30を形成する。
すなわち、この要素30は、第１の１対の空隙領域14のほ
ゞ内部にある。対の空隙領域12、彎曲部20および22、対
の空隙領域14および彎曲部24、26は、ジヤイロスコープ
10の駆動要素32を形成する。すなわち、要素32は、対の
空隙領域12のほゞ内部にある。駆動要素32は、彎曲部20
および22により許容されることろにしたがつて、シート
６の周辺部（ベース部材８によりその縁部で支持され
る）に関してＹ軸に対して限定された角度変位をなし得
る。同様に、内部要素30は、彎曲部24および26により許
容されるところにしたがつて、駆動要素32に関してＸ−
軸の回りに限定された角変位をなし得る。
この形態の場合、駆動要素32はほゞ平坦であり、Ｙ軸線
およびＸ′軸線（Ｙ軸線に対して垂直であり共通点７に
てＹ軸線と交叉する）により形成される平面内にある。
内部要素30もほゞ平坦であり、Ｘ′軸線およびＹ′軸線
（Ｘ′軸線に垂直であり、共通点７にてＸ′軸線と交叉
する）により形成される平面内にある。第１〜３図にお
いて、ＸおよびＸ′は同軸として図示され、Ｙおよび
Ｙ′軸線も同様である。しかしながら、動作に際して
は、Ｘ′軸線はほゞ周期的にＸ軸線に関して角度がず
れ、Ｙ′軸線は、ジヤイロスコープ10に加えられる角速
度に関係づけられる態様でＹ軸線に関して角度がずれ
る。
およびＸ′軸線（Ｙ軸線に対して垂直であり共通点７に
てＹ軸線と交叉する）により形成される平面内にある。
内部要素30もほゞ平坦であり、Ｘ′軸線およびＹ′軸線
（Ｘ′軸線に垂直であり、共通点７にてＸ′軸線と交叉
する）により形成される平面内にある。第１〜３図にお
いて、ＸおよびＸ′は同軸として図示され、Ｙおよび
Ｙ′軸線も同様である。しかしながら、動作に際して
は、Ｘ′軸線はほゞ周期的にＸ軸線に関して角度がず
れ、Ｙ′軸線は、ジヤイロスコープ10に加えられる角速
度に関係づけられる態様でＹ軸線に関して角度がずれ
る。
本具体例において、内部要素30は、その表面上にＸ′方
向に延びる細長いバー31を含む。追つて論述されるよう
に、このバー31は、ジヤイロスコープ10の所望の感度を
得るに必要な、Ｘ′,Y′およびＺ′軸線の回りの要素30
の慣性モーメント間に所望の関係を得るための例示の形
式にすぎない。
向に延びる細長いバー31を含む。追つて論述されるよう
に、このバー31は、ジヤイロスコープ10の所望の感度を
得るに必要な、Ｘ′,Y′およびＺ′軸線の回りの要素30
の慣性モーメント間に所望の関係を得るための例示の形
式にすぎない。
一般に、シート部材６は電気的に非導電性である。図示
のように、内部要素30は、該要素30の上面に導電性感知
領域40および42を備える。代わりの具体例においては、
領域40および42は、要素30の下側に位置づけてもよい
し、該要素30の上下両面に位置づけてもよい。領域40お
よび42は、導電路（参照番号40aおよび42aにより指示さ
れる）により外部電気回路に電気的に接続される。感知
領域40および42は、ベース部材８に関して固定された平
坦な導電要素に相対するように構成される。ベース部材
８が電気的に導電性の場合、該部材８は、領域40および
42に相対する導電性要素を設定し得る。（他の具体例に
おいては、別個の導電性要素を部材８に固定してもよ
い。）それにより、対の対向する導電性要素は、Ｘ軸線
に関する内部要素30の角度配向（すなわちＹおよびＹ′
軸線により形成される角度）を表わす容量を有する容量
性ピツクオフ位置トランスジユーサを提供する。
のように、内部要素30は、該要素30の上面に導電性感知
領域40および42を備える。代わりの具体例においては、
領域40および42は、要素30の下側に位置づけてもよい
し、該要素30の上下両面に位置づけてもよい。領域40お
よび42は、導電路（参照番号40aおよび42aにより指示さ
れる）により外部電気回路に電気的に接続される。感知
領域40および42は、ベース部材８に関して固定された平
坦な導電要素に相対するように構成される。ベース部材
８が電気的に導電性の場合、該部材８は、領域40および
42に相対する導電性要素を設定し得る。（他の具体例に
おいては、別個の導電性要素を部材８に固定してもよ
い。）それにより、対の対向する導電性要素は、Ｘ軸線
に関する内部要素30の角度配向（すなわちＹおよびＹ′
軸線により形成される角度）を表わす容量を有する容量
性ピツクオフ位置トランスジユーサを提供する。
駆動部材32は、その表面上に２つの導電性駆動領域46お
よび48を含む。他の具体例においては、領域40および42
と同様に、領域46および48は、部材32の下面に設けても
よいし、部材32の上下両面に設けてもよい。領域46およ
び48は、導電路（参照番号46aおよび48aにより指示され
ている）により外部回路に電気的に接続される。駆動領
域46および48は、ベース部材に固定された平坦な導電性
要素に対向するように構成される。部材８が導電性の場
合、該部材は、部材46および48に対向する導電性要素と
して作用し得る。それにより、これらの対の対向要素
は、軸線Ｙ軸に関して駆動要素32を振動運動で（すなわ
ち、ＸおよびＸ′軸線により形成される角度が時間の関
数であるように）駆動する静電力を提供するように選択
的に制御され得る。
よび48を含む。他の具体例においては、領域40および42
と同様に、領域46および48は、部材32の下面に設けても
よいし、部材32の上下両面に設けてもよい。領域46およ
び48は、導電路（参照番号46aおよび48aにより指示され
ている）により外部回路に電気的に接続される。駆動領
域46および48は、ベース部材に固定された平坦な導電性
要素に対向するように構成される。部材８が導電性の場
合、該部材は、部材46および48に対向する導電性要素と
して作用し得る。それにより、これらの対の対向要素
は、軸線Ｙ軸に関して駆動要素32を振動運動で（すなわ
ち、ＸおよびＸ′軸線により形成される角度が時間の関
数であるように）駆動する静電力を提供するように選択
的に制御され得る。
信号発生器が設けられるが、この信号発生器は、第１の
駆動電圧信号（駆動領域46およびその対向する導電性駆
動要素により形成されるコンデンサに印加される）、お
よび第２の駆動電圧信号（駆動領域48およびその対向す
る導電性駆動要素により形成されるコンデンサに印加さ
れる）を供給するように構成される。第１および第２駆
動電圧信号は、周期的であり、同じ基本周波数（したが
つて同じ周期）および０でないDC成分を有しており、そ
して第１駆動電圧信号は、第２駆動電圧信号に関して18
0°位相がずれている。第４図はほゞ方形の例示的駆動
電圧信号を示す。双極信号が使用される場合、これらの
信号は非対称であり、例えば第４図に示すごとくであ
る。
駆動電圧信号（駆動領域46およびその対向する導電性駆
動要素により形成されるコンデンサに印加される）、お
よび第２の駆動電圧信号（駆動領域48およびその対向す
る導電性駆動要素により形成されるコンデンサに印加さ
れる）を供給するように構成される。第１および第２駆
動電圧信号は、周期的であり、同じ基本周波数（したが
つて同じ周期）および０でないDC成分を有しており、そ
して第１駆動電圧信号は、第２駆動電圧信号に関して18
0°位相がずれている。第４図はほゞ方形の例示的駆動
電圧信号を示す。双極信号が使用される場合、これらの
信号は非対称であり、例えば第４図に示すごとくであ
る。
動作において、駆動信号は、それぞれのコンデンサの導
電性要素間の静電力を交番させ、駆動要素32は、これら
の力に応答して、電圧駆動信号の繰返し周波数にてＹ軸
線の回りに振動する。駆動部材32のこの振動運動は、彎
曲部24および26を介して内部要素30に結合される（これ
もＹ軸線の回りに振動する）。領域46および48およびそ
れらの関連する対向する導電性要素間の距離が小さい小
形形態の場合、比較的小形の駆動電圧を使つて相当の静
電力を発生し得る。本発明の他の具体例においては、Ｙ
軸の回りの要素30および32の対応する振動運動は、例え
ば電磁力を使つて他の技術により設定し得る。
電性要素間の静電力を交番させ、駆動要素32は、これら
の力に応答して、電圧駆動信号の繰返し周波数にてＹ軸
線の回りに振動する。駆動部材32のこの振動運動は、彎
曲部24および26を介して内部要素30に結合される（これ
もＹ軸線の回りに振動する）。領域46および48およびそ
れらの関連する対向する導電性要素間の距離が小さい小
形形態の場合、比較的小形の駆動電圧を使つて相当の静
電力を発生し得る。本発明の他の具体例においては、Ｙ
軸の回りの要素30および32の対応する振動運動は、例え
ば電磁力を使つて他の技術により設定し得る。
要素30および32がそのような態様で振動して振動運動量
ベクトルを設定すると、Ｚ軸の回りに加わる角速度が、
ジヤイロスコープトルクを生ぜしめ、これにより内部要
素30は、印加される角速度の大きさに比例する角度（Ｙ
およびＹ′間の角度に対応する角度）だけ駆動要素32の
平面から傾斜される。
ベクトルを設定すると、Ｚ軸の回りに加わる角速度が、
ジヤイロスコープトルクを生ぜしめ、これにより内部要
素30は、印加される角速度の大きさに比例する角度（Ｙ
およびＹ′間の角度に対応する角度）だけ駆動要素32の
平面から傾斜される。
共振におけるジヤイロスコープ10の感度は、概ね次のご
とくである。
とくである。
こゝで、θ1xはＸ−Ｙ平面に関して測定される内部要素
30の傾斜角である。
30の傾斜角である。
I1xはＸ′軸線の回りの内部要素30の慣性モーメントで
ある。
ある。
I1yはＹ′軸線の回りの内部要素30の慣性モーメントで
ある。
ある。
I1zはＺ′軸線の回りの内部要素30の慣性モーメントで
ある。
ある。
θ2yはＹ軸線の回りの駆動要素32の最大角度変位であ
る。
る。
WnはＸ′軸線の回りの内部要素30の共振周波数である。
DR1xは内部要素30の減衰比である。
WzはＺ軸線の回りの入力角速度である。
かくして、感度は（I1x＋I1y−I1z）／I1xに比例する。
こゝで、I1x、I1yおよびI1zは、それぞれＸ′、Ｙ′お
よびＺ′軸の回りの内部要素30の慣性モーメントであ
る。
こゝで、I1x、I1yおよびI1zは、それぞれＸ′、Ｙ′お
よびＺ′軸の回りの内部要素30の慣性モーメントであ
る。
感度を最大にするため、内部要素30は、慣性モーメント
の関係を最大にするように賦型されるべきである。第１
〜３図の例示の具体例において（要素20は薄いシートで
ある）、Ｘ′軸線に沿つて延びるバー31が要素30上に配
置されている。換言すれば、要素30は、特にＸ′、Ｙ′
およびＺ′慣性モーメントについて所望の感度を達成す
るような関係が得られるように、別の形態に賦型しても
よい。
の関係を最大にするように賦型されるべきである。第１
〜３図の例示の具体例において（要素20は薄いシートで
ある）、Ｘ′軸線に沿つて延びるバー31が要素30上に配
置されている。換言すれば、要素30は、特にＸ′、Ｙ′
およびＺ′慣性モーメントについて所望の感度を達成す
るような関係が得られるように、別の形態に賦型しても
よい。
本発明の好ましい具体例いおいては、１例として、ジヤ
イロスコープ10は、第１〜３図に示される一般的形態を
有するが、この具体例にあつては、シート部材６は10ミ
クロン厚の二酸化けい素層であり、これがその縁部でシ
リコン基板８により支持されている。内部要素30および
駆動要素32を含むシート部材６の中央部は、Ｚ方向にお
いて8.7ミクロンだけ基板８から分離されている（第２
図および第３図に寸法Ｄで示されている）。内部要素30
は、125ミクロン（Ｙ方向）×125ミクロン（Ｘ方向）の
寸法を有する矩形であり、バー31は（Ｘ軸線上に中心を
置く）金製であり、Ｚ′方向に15ミクロン、Ｙ′方向に
12.5ミクロンそしてＸ′方向に105ミクロンの寸法を有
する。駆動要素32は、実質的に50ミクロン幅の「方形
環」であり（図示のように）、250ミクロン×250ミクロ
ンの外寸法を有し、そして領域46および48は、各々125
ミクロン（Ｙ方向）×40ミクロン（Ｘ方向）である。こ
の形態の場合、周波数1000Hzの10Vの駆動電圧により、4
arc−min/rad/sec.の出力角度（θ1x／Wz）で約46mV/ra
d−sec.の出力感度を生ずる。
イロスコープ10は、第１〜３図に示される一般的形態を
有するが、この具体例にあつては、シート部材６は10ミ
クロン厚の二酸化けい素層であり、これがその縁部でシ
リコン基板８により支持されている。内部要素30および
駆動要素32を含むシート部材６の中央部は、Ｚ方向にお
いて8.7ミクロンだけ基板８から分離されている（第２
図および第３図に寸法Ｄで示されている）。内部要素30
は、125ミクロン（Ｙ方向）×125ミクロン（Ｘ方向）の
寸法を有する矩形であり、バー31は（Ｘ軸線上に中心を
置く）金製であり、Ｚ′方向に15ミクロン、Ｙ′方向に
12.5ミクロンそしてＸ′方向に105ミクロンの寸法を有
する。駆動要素32は、実質的に50ミクロン幅の「方形
環」であり（図示のように）、250ミクロン×250ミクロ
ンの外寸法を有し、そして領域46および48は、各々125
ミクロン（Ｙ方向）×40ミクロン（Ｘ方向）である。こ
の形態の場合、周波数1000Hzの10Vの駆動電圧により、4
arc−min/rad/sec.の出力角度（θ1x／Wz）で約46mV/ra
d−sec.の出力感度を生ずる。
好ましい具体例において、ジヤイロスコープ10は、従来
の写真平版術および半導体処理操作を使用して代表的に
は300ミクロンのＰ型シリコンウエハから製造される。
エツチストツプが必要とされる領域には、高濃度ホウ素
（Ｐ＋）拡散が施される。次いで、エピタキシヤル層が
約10ミクロンの厚さに成長せしめられる。この層の厚さ
は、シート層６の基板８からの間隔を決定する。この点
で、基板の遠隔領域上にオンチツプ電子部品が製造され
る。次に、エピタキシヤル層の表面を酸化することによ
り、シート層６が約１ミクロンの厚さに熱的に成長せし
められる。シート層６の種々の領域に所望の屈曲性の厚
さを得るために、数段階の選択的成長、エツチングおよ
び再成長が必要とされる。しかして、シート層６は、内
部要素30、駆動要素32および彎曲部20、22、24および26
を含む。続いてバー31がめつきその他の技術を使つて構
成される。ウエハは続いて金属（代表的にはクロム−
金）で被覆され、電極40、42、46、48およびオンチツプ
回路に対する金属接続を形成するようにパターン化され
る。次の段階は、Ｃ形状の空隙領域を形成するようにバ
ターン化し層９（SiO2）を腐食することである。ウエハ
は、ついで抵抗率依存性腐食剤（例えばエチレンジアミ
ンピロカテコールおよび水）で腐食される。この腐食剤
は、Ｐ＋基板拡散部分で止まるエピタキシヤル層中を腐
食し、領域22および24で吊された状態のSiO2板６を残
す。ウエハは、浄化され、乾燥され、個々のジヤイロス
コープ要素を形成するようにのこぎりで切断される。こ
れらの要素はついで従来通りパツク化され、そしてオン
チツプ回路はパツケージのリードに線で接続される。
の写真平版術および半導体処理操作を使用して代表的に
は300ミクロンのＰ型シリコンウエハから製造される。
エツチストツプが必要とされる領域には、高濃度ホウ素
（Ｐ＋）拡散が施される。次いで、エピタキシヤル層が
約10ミクロンの厚さに成長せしめられる。この層の厚さ
は、シート層６の基板８からの間隔を決定する。この点
で、基板の遠隔領域上にオンチツプ電子部品が製造され
る。次に、エピタキシヤル層の表面を酸化することによ
り、シート層６が約１ミクロンの厚さに熱的に成長せし
められる。シート層６の種々の領域に所望の屈曲性の厚
さを得るために、数段階の選択的成長、エツチングおよ
び再成長が必要とされる。しかして、シート層６は、内
部要素30、駆動要素32および彎曲部20、22、24および26
を含む。続いてバー31がめつきその他の技術を使つて構
成される。ウエハは続いて金属（代表的にはクロム−
金）で被覆され、電極40、42、46、48およびオンチツプ
回路に対する金属接続を形成するようにパターン化され
る。次の段階は、Ｃ形状の空隙領域を形成するようにバ
ターン化し層９（SiO2）を腐食することである。ウエハ
は、ついで抵抗率依存性腐食剤（例えばエチレンジアミ
ンピロカテコールおよび水）で腐食される。この腐食剤
は、Ｐ＋基板拡散部分で止まるエピタキシヤル層中を腐
食し、領域22および24で吊された状態のSiO2板６を残
す。ウエハは、浄化され、乾燥され、個々のジヤイロス
コープ要素を形成するようにのこぎりで切断される。こ
れらの要素はついで従来通りパツク化され、そしてオン
チツプ回路はパツケージのリードに線で接続される。
別の具体例では、別個のキヤツプ部材が、シート部材６
上に離間して位置づけられ、その部材がベース部材８に
より支持されるところでシート部材に接合される。この
形態にあつては、ドライバおよびセンサ（電磁的または
静電的）を上述のものに類似の態様で設定し、慣性セン
サをＸ−Ｙ平面に動的に拘束されたシート部材とともに
動作し得るようにできる。
上に離間して位置づけられ、その部材がベース部材８に
より支持されるところでシート部材に接合される。この
形態にあつては、ドライバおよびセンサ（電磁的または
静電的）を上述のものに類似の態様で設定し、慣性セン
サをＸ−Ｙ平面に動的に拘束されたシート部材とともに
動作し得るようにできる。
他の具体例にあつては、シート部材６は、その縁部を周
囲支持部材に固定されたアルミニウムまたは鋼のような
単一のシート材料から打ち抜くことができる。この具体
例においては、バー31は、平面から90°折り曲げられた
シート部材の一部から、あるいは適当形状の部材を取り
付けることにより形成できる。ドライバまたはセンサま
たは両形式の要素は、容量性、電磁性のいずれか、また
はその混合とし得る。
囲支持部材に固定されたアルミニウムまたは鋼のような
単一のシート材料から打ち抜くことができる。この具体
例においては、バー31は、平面から90°折り曲げられた
シート部材の一部から、あるいは適当形状の部材を取り
付けることにより形成できる。ドライバまたはセンサま
たは両形式の要素は、容量性、電磁性のいずれか、また
はその混合とし得る。
本発明の半導体材料より成る具体例においては、追加の
回路は、従来の集積回路技術を使つて半導体ウエハ（ま
たはチツプ）に合体でき、一体の支持電子回路をもつ小
形の平坦な振動ジヤイロスコープを提供できることが分
ろう。かゝる形態においては、非常に効率的な包装を達
成することができる。さらに、多重のジヤイロスコープ
を、重複的動作を可能とするように適合された回路とと
もに単一のウエハ（またはチツプ）上に構成して相互接
続することができ、それによりシステムの全体的な信頼
性を増ことができる。
回路は、従来の集積回路技術を使つて半導体ウエハ（ま
たはチツプ）に合体でき、一体の支持電子回路をもつ小
形の平坦な振動ジヤイロスコープを提供できることが分
ろう。かゝる形態においては、非常に効率的な包装を達
成することができる。さらに、多重のジヤイロスコープ
を、重複的動作を可能とするように適合された回路とと
もに単一のウエハ（またはチツプ）上に構成して相互接
続することができ、それによりシステムの全体的な信頼
性を増ことができる。
第５図は、本発明の他の具体例110の平面図である。ジ
ヤイロスコープ110は、駆動要素が３つの内部要素を含
む以外第１図の具体例にほゞ類似である。３つの内部要
素は、Ｙ軸に垂直で各中心点7a、7bおよび7cにて該軸と
交叉する３本の平行な軸線（X1′、X2′、X3′）の１つ
の回りに傾斜するように配置される。他の具体例におい
ては、異なる数の内部要素を使用できる。第５図におい
ては、第１図の具体例における要素と対応する要素は同
一の参照番号により指示されている。さらに、空隙領域
12および14の下にある基板８の部分は陰影線を付してあ
る。第５図に例示されるように、駆動要素32（したがつ
てX1′、X2′およびX3′軸線）および内部要素30（した
がつて全シート部材６）はＸ−Ｙ平面に例示されてい
る。しかし、動作に際して、これらの要素は、一般に例
示の位置から角度的にずれる。
ヤイロスコープ110は、駆動要素が３つの内部要素を含
む以外第１図の具体例にほゞ類似である。３つの内部要
素は、Ｙ軸に垂直で各中心点7a、7bおよび7cにて該軸と
交叉する３本の平行な軸線（X1′、X2′、X3′）の１つ
の回りに傾斜するように配置される。他の具体例におい
ては、異なる数の内部要素を使用できる。第５図におい
ては、第１図の具体例における要素と対応する要素は同
一の参照番号により指示されている。さらに、空隙領域
12および14の下にある基板８の部分は陰影線を付してあ
る。第５図に例示されるように、駆動要素32（したがつ
てX1′、X2′およびX3′軸線）および内部要素30（した
がつて全シート部材６）はＸ−Ｙ平面に例示されてい
る。しかし、動作に際して、これらの要素は、一般に例
示の位置から角度的にずれる。
第５図の形態において、各内部要素30は、３つの中心点
（7a、7bおよび7c）の１つおよびX1′、X2′およびX3′
軸線（図示のごとく）に関して対称的に配置された１対
の対向するＣ状空隙領域により限定されている。こゝに
定義されるように、Ｃ形状なる用語は、第５図における
最内部要素30を画定する陰影を付した空隙領域を含むこ
とが理解されるであろう。ジヤイロスコープ110におい
ては、３つの導電路46は導電路46aにより接続されてお
り、（下にある導電性基板８とともに）３つの平行な容
量性ピツクオフを設定する。３つの導電性領域48は同様
に導電路48aに接続されている。この形態の場合、容量
性ピツクオフは、Ｙ軸線およびＸ軸線に垂直な軸線に平
行な軸線の回りの入力角速度に非常に敏感である。
（7a、7bおよび7c）の１つおよびX1′、X2′およびX3′
軸線（図示のごとく）に関して対称的に配置された１対
の対向するＣ状空隙領域により限定されている。こゝに
定義されるように、Ｃ形状なる用語は、第５図における
最内部要素30を画定する陰影を付した空隙領域を含むこ
とが理解されるであろう。ジヤイロスコープ110におい
ては、３つの導電路46は導電路46aにより接続されてお
り、（下にある導電性基板８とともに）３つの平行な容
量性ピツクオフを設定する。３つの導電性領域48は同様
に導電路48aに接続されている。この形態の場合、容量
性ピツクオフは、Ｙ軸線およびＸ軸線に垂直な軸線に平
行な軸線の回りの入力角速度に非常に敏感である。
第５図に示されるように、導電性領域40、42、46および
48は、ジヤイロスコープ110の動作を制御する中央回路6
0（従来の集積回路を使用してチツプに集積し得る）に
接続される。
48は、ジヤイロスコープ110の動作を制御する中央回路6
0（従来の集積回路を使用してチツプに集積し得る）に
接続される。
第６図は、本発明に従う加速度計210の形式の他の慣性
センサを示す。加速度計210は第１図のジャイロスコー
プ10と類似している。ただし、空隙領域212、領域220、
222および導電性領域246および248ならびに246aおよび2
48aしか含まず、また要素232が、Ｙ軸線の一側の部分上
の方が他側の部分上よりも質量が大である（Ｙ軸線の回
りに質量不平衡を生じている）ことが相違する。この質
量不平衡は、第６図において重心CG符号で指示されてい
る。その他の点では、加速度計210の諸要素はジャイロ
スコープ10と同じである。動作に際して、導電性領域24
6および248を使って感知されるＹ軸線の回りの要素232
の角度変位で、Ｚ軸線に沿う加速度の測定値を生ずる。
センサを示す。加速度計210は第１図のジャイロスコー
プ10と類似している。ただし、空隙領域212、領域220、
222および導電性領域246および248ならびに246aおよび2
48aしか含まず、また要素232が、Ｙ軸線の一側の部分上
の方が他側の部分上よりも質量が大である（Ｙ軸線の回
りに質量不平衡を生じている）ことが相違する。この質
量不平衡は、第６図において重心CG符号で指示されてい
る。その他の点では、加速度計210の諸要素はジャイロ
スコープ10と同じである。動作に際して、導電性領域24
6および248を使って感知されるＹ軸線の回りの要素232
の角度変位で、Ｚ軸線に沿う加速度の測定値を生ずる。
本発明は、その技術思想から逸脱することなく他の特定
の形式で具体化し得る。それゆえ、上掲の具体例は、本
発明を限定するものでなく例示として考えられるもので
ある。
の形式で具体化し得る。それゆえ、上掲の具体例は、本
発明を限定するものでなく例示として考えられるもので
ある。
第１図は本発明を採用する振動ジヤイロスコープの形式
の平坦な内部センサの斜視図、第２図は第１図の具体例
のＸ軸線に沿つて切断された断面図、第３図は第１図の
具体例のＹ軸線に沿つて切断した断面図、第４図は第１
〜３図のジヤイロスコープの駆動要素の駆動波形を示す
グラフ。第５図は本発明の他の具体例の平面図、第６図
は、本発明の加速度計の形式の平坦な慣性センサの平面
図である。 6:シート部材 8:ベース部材 10:ジヤイロスコープ 12,14:C状空隙領域 20,22,24,26:（変曲）部 30:内部または慣性要素 31:バー 32:駆動要素 40,42,46,48:導電性領域
の平坦な内部センサの斜視図、第２図は第１図の具体例
のＸ軸線に沿つて切断された断面図、第３図は第１図の
具体例のＹ軸線に沿つて切断した断面図、第４図は第１
〜３図のジヤイロスコープの駆動要素の駆動波形を示す
グラフ。第５図は本発明の他の具体例の平面図、第６図
は、本発明の加速度計の形式の平坦な慣性センサの平面
図である。 6:シート部材 8:ベース部材 10:ジヤイロスコープ 12,14:C状空隙領域 20,22,24,26:（変曲）部 30:内部または慣性要素 31:バー 32:駆動要素 40,42,46,48:導電性領域
Claims (22)
- 【請求項１】入力（Ｚ）軸線を有する平坦な慣性センサ
において、シート部材と関連するベース部材とを含み、
該ベース部材が、相互に垂直であり共通点にて前記入力
軸線と交叉する第１の（Ｘ）基準軸線および第２の
（Ｙ）基準軸線を含みかつ前記入力（Ｚ）軸線に垂直な
平面において、前記シート部材の周囲領域を支持する手
段を含み、前記シート部材が、第１の１対の対向するＣ
字状の空隙領域と、第２の少なくとも１対の対向するＣ
字状の空隙領域を含んでおり、前記第１の１対の空隙領
域が前記第２の１対の空隙領域より大きく、前記第１の
１対の空隙領域は、前記第２基準軸線および前記共通点
に関して対称的に配置され、前記第２の少なくとも１対
の空隙領域が前記第１の１対の空隙領域より内部にあ
り、前記シート部材が前記平面内にあるとき前記第１基
準軸線に平行な軸線に関して対称的に配置され、前記第
１の１対の空隙領域の対向端部間のシート部材の部分
と、前記第１の１対の空隙領域より内部のシート部材の
部分とが前記入力（Ｚ）軸線の方向において前記ベース
部材から離間されており、前記第１および第２の１対の
空隙領域の対向端部間のシート部材の部分が可撓性であ
り、そしてさらに、前記第２の１対の空隙領域より内部
のシート部材の部分の前記第１基準軸線に関する角度変
位を表わす信号であって、前記入力軸線の回りの前記セ
ンサの角速度を表わす信号を発生する手段と、前記第１
および第２の１対の空隙領域間のシート部材の部分を前
記第２基準軸線の回りに振動運動で駆動する駆動手段を
備えることを特徴とする平坦な慣性センサ。 - 【請求項２】前記第２の少なくとも１対の対向するＣ形
状空隙領域が１対のみであり、該第２の１対の空隙領域
が前記共通点の回りに配されており、前記第２の１対の
空隙領域より内部のシート部材の部分が、前記第２基準
軸線に垂直であり前記共通点を通る内部要素軸線を含む
特許請求の範囲第１項に記載の慣性センサ。 - 【請求項３】前記発生手段が、前記第２の１対の空隙領
域より内部にありかつ前記内部要素軸線の一側にある前
記シート部材の部分の表面上にある第１の平坦な感知導
電性領域を含み、該平坦な感知導電性領域が、前記ベー
ス部材に関して固定された第１の平坦な感知導電性要素
と対向するように構成されており、前記第１の平坦な感
知導電性領域と前記第１の平坦な感知導電性要素とが、
前記第２の１対の空隙領域より内部のシート部材の部分
の前記第１基準軸線の回りの角度配向を表わす特性容量
を有する位置トランスジューサを形成する特許請求の範
囲第２項に記載の慣性センサ。 - 【請求項４】前記発生手段が、前記第２の１対の空隙領
域より内部にありかつ前記内部要素軸線の他側にある前
記シート部材の部分の表面上にある第２の平坦な感知導
電性領域を含み、該第２の平坦な感知導電性領域が、前
記ベース部材に関して固定された第２の平坦な感知導電
性要素と対向するように構成されており、前記第２の平
坦な感知導電性領域と前記第２の平坦な感知導電性要素
とが、前記第２の１対の空隙領域より内部の前記シート
部材の部分の前記第１基準軸線の回りの角度配向を表わ
す特性容量を有する位置トランスジューサを形成する特
許請求の範囲第３項に記載の慣性センサ。 - 【請求項５】前記第１および第２の１対の空隙領域間に
ありかつ前記第２基準軸線の一側にある前記シート部材
の部分の表面上にある第１の平坦な駆動導電性領域と、
前記第１および第２の１対の空隙領域間にありかつ前記
第２基準軸線の他側にある前記シート部材の部分の表面
上にある第２の平坦な駆動導電性領域を含み、前記第１
および第２の平坦な駆動導電性領域が、それぞれ前記ベ
ース部材に固定された第１および第２の平坦な駆動導電
性要素に対向するように構成されている特許請求の範囲
第２項に記載の慣性センサ。 - 【請求項６】前記駆動手段が前記第１の平坦な駆動導電
性領域および前記第１の平坦な駆動導電性要素に第１の
周期的電圧信号を印加する手段と、前記第２の平坦な駆
動導電性領域および前記第２の平坦な駆動導電性要素に
第２の周期的電圧信号を印加する手段を含み、前記第１
および第２電圧信号が、同じ基準周波数および０でない
直流成分を有し、前記第１電圧信号が前記第２電圧信号
に関して180°位相がシフトされている特許請求の範囲
第５項に記載の慣性センサ。 - 【請求項７】各々前記Ｙ軸線に沿う関連する中心点に関
して対称的に配置された複数の第２の１対の対向するＣ
状の空隙領域を備えており、該第２の１対の空隙領域よ
り内部のシート部材の部分が、各々、前記Ｙ軸に垂直で
前記内部要素と関連する中心点を通る内部要素軸線を含
む特許請求の範囲第１項に記載の慣性センサ。 - 【請求項８】前記発生手段が、前記第２の１対の空隙領
域の各々より内部にありかつそのそれぞれの内部要素軸
線の一側にある前記シート部材の部分の表面上にある第
１の平坦な感知導電性領域を備え、該第１の平坦な感知
導電性領域の各々が、前記ベース部材に関して固定され
た第１の平坦な感知導電性要素に対向するように構成さ
れており、前記第１の平坦な感知導電性領域と前記第１
の平坦な感知導電性要素が、前記の第２の１対の空隙領
域より内部のシート部材の部分の前記第１基準軸線の回
りの角度配向を表わす特性容量を有する位置トランスジ
ューサを形成する特許請求の範囲第７項に記載の慣性セ
ンサ。 - 【請求項９】前記発生手段が、前記第２の１対の空隙領
域の各々内にありかつその内部要素軸線の他側にあるシ
ート部材の部分の表面上にある第２の平坦な感知導電性
領域を備え、該第２の平坦な感知導電性領域が、前記ベ
ース部材に関して固定された第２の平坦な感知導電性要
素に対向するように構成され、前記第２の平坦な感知導
電性領域と前記第２の平坦な感知導電性要素が、前記第
２の１対の空隙領域内におけるシート部材の部分の前記
第１基準軸線の回りの角度配向を表わす特性容量を有す
る位置トランスジューサを形成する特許請求の範囲第８
項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１０】前記駆動手段が、前記第１および第２の
１対の空隙間にありかつ前記第２基準軸線の一側にある
シート部材の部分の表面上にある第１の平坦な駆動導電
性領域と、前記第１および第２の１対の空隙領域間のシ
ート部材の部分の表面上にある第２の平坦な駆動導電性
領域を備え、前記第１および第２の平坦な駆動導電性領
域が、それぞれ前記ベース部材に固定された第１および
第２の平坦な駆動導電性要素に対向するように構成され
ている特許請求の範囲第７項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１１】前記駆動手段が、前記第１の平坦な駆動
導電性領域および前記第１の平坦な駆動導電性要素に第
１の周期的電圧信号を印加する手段と、前記第２の平坦
な駆動導電性領域および前記第２の平坦な駆動導電性要
素に第２の周期的電圧信号を印加する手段を備え、前記
第１および前記第２の電圧信号が、同一の基本周波数お
よび０でないDC成分を有し、前記第１電圧信号が第２の
電圧信号に関して180°位相がシフトされている特許請
求の範囲第10項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１２】前記シート部材および関連するベース部
材が一体の物質から構成される特許請求の範囲第１項に
記載の慣性センサ。 - 【請求項１３】前記一体の物質が半導体ウエハであり、
前記シート部材が誘電体層であり前記ベース部材がシリ
コンであり、シート部材がベース部材上に重ねられてい
る特許請求の範囲第12項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１４】前記誘電体層が、SiO2、Si2N4および（S
iO2）x（Si3N4）yより成る群から選択された材料である
特許請求の範囲第13項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１５】前記シリコンウエハとともに集積された
関連した電気制御回路を含む特許請求の範囲第12項に記
載の慣性センサ。 - 【請求項１６】前記ベース部材の一部が前記シート部材
の下にあり、前記第１の１対の空隙領域の対向端部間の
シート部材の部分と、前記第１の１対の空隙領域より内
側のシート部材の部分とが入力（Ｚ）軸線の方向におい
て前記ベース部材から離間されている特許請求の範囲第
12項に記載の慣性センサ。 - 【請求項１７】入力（Ｚ）軸線を有する平坦な慣性セン
サにおいて、シート部材と関連するベース部材とを含
み、該ベース部材が、相互に垂直であり共通点にて前記
入力軸線と交叉する第１の（Ｘ）基準軸線および第２の
（Ｙ）基準軸線を含みかつ前記入力（Ｚ）軸線に垂直な
平面において、前記シート部材の周囲領域を支持する手
段を含み、前記シート部材が、１対の対向するＣ字状の
空隙領域（以下第１の１対の空隙領域と記す）を含んで
おり、前記第１の１対の空隙領域は、前記第２基準軸線
および前記共通点に関して対称的に配置され、前記第１
の１対の空隙領域の対向端部間のシート部材の部分と、
前記第１の１対の空隙領域より内部のシート部材の部分
とが前記入力（Ｚ）軸線の方向において前記ベース部材
から離間されており、前記第１の１対の空隙領域の対向
端部間のシート部材の部分が可撓性であり、前記第１の
１対の空隙領域より内部の前記シート部材の部分が、慣
性感度を増すため前記第２基準軸線に関して非対称質量
分布を有し、そしてさらに前記第１の１対の空隙領域よ
り内部の前記シート部材の部分の前記第２基準軸線の回
りの角度的変位を表わす信号であって、前記入力軸線の
方向における前記センサの加速度を表わす信号を発生す
るための手段を備える平坦な慣性センサ。 - 【請求項１８】前記シート部材および関連するベース部
材が一体の物質から構成される特許請求の範囲第17項に
記載の慣性センサ。 - 【請求項１９】前記一体の物質が半導体ウエハであり、
前記シート部材が誘電体層であり、前記ベース部材がシ
リコンであり、前記シート部材が前記基ベース部材上に
重ねられている特許請求の範囲第18項に記載の慣性セン
サ。 - 【請求項２０】前記誘電体層が、SiO2、Si2N4および（S
iO2）x（Si3N4）yより成る群から選択された物質である
特許請求の範囲第19項記載の慣性センサ。 - 【請求項２１】前記シリコンウエハで集積された関連す
る電気制御回路を含む特許請求の範囲第19項記載の慣性
センサ。 - 【請求項２２】前記ベース部材の一部が前記シート部材
の下に重ねられ、前記第１の１対の空隙領域の対向端部
間のシート部材の部分と、前記第１の１対の空隙領域よ
り内部のシート部材の部分とが、前記入力（Ｚ）軸線方
向において前記ベース部材から離間されている特許請求
の範囲第18項記載の慣性センサ。
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