JP2012522228A - 加速度と回転速度の検出方法およびmemsセンサー - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (16)
- MEMSセンサー(1)による3つの互いに直交する空間軸x,yおよびzのうち少なくとも1、好ましくは2に沿う加速度およびその周りの回転速度を検知する方法であって、
少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)および少なくとも1のセンサーマス(5)は、基板上で移動可能なように配置され、
少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)は、前記少なくとも1のセンサーマス(5)に対して相対的に所定の駆動振動数において周期的に動かされ、
駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)は、前記センサーの外側からの加速度が発生したとき、加速振動数で傾けられ、前記センサー(1)の外側からの回転速度が発生したとき、回転速度振動数で傾けられ、
前記加速度振動数と回転速度振動数は異なる方法。 - 第1の2つの方向または回転速度の前記少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)に対して直交する方向に、少なくとも1のセンサーマス(5)に対して相対的に所定の駆動振動数で周期的に動く、第3加速方向および第3回転速度を検知するための少なくとも1の付加的な駆動マス(6;6.1,6.2)が提供されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)は、
前記センサー(1)の外側からの加速度が前記駆動振動数と同じ加速振動数で生じたとき傾けられ、
前記センサー(1)の外側からの回転速度が駆動振動数の2倍の回転速度振動数で起こったとき傾けられることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)は、前記センサー(1)が加速されたときのトルクにより、傾けられること特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)は、前記センサー(1)が回転されたときのトルクとコリオリ力により傾けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 加速度振動数および回転速度振動数は、生成されて測定された前記加速度および回転速度に比例することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 3つの互いに直交する空間軸x,yおよびzのうち少なくとも1、好ましくは2に沿った加速度およびその周りの回転運動を決定するためのMEMSセンサーであって、
基板(2)と、
x−y平面における前記基板の平面に平行に周期的に移動可能に配置された少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)と、
少なくとも1のセンサーマス(5)と、
前記少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)を前記少なくとも1のセンサーマス(5)に接続するための接続バネ(7)と、
少なくとも1のアンカー(3)と少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)および/または少なくとも1のセンサーマス(5)を前記基板に接続するための他の1のアンカーバネ(4)と、
前記基板(2)の回転が任意の軸で生じたとき、それがコリオリ力に従うようにするため、前記駆動マス(6;6.1,6.2)を、少なくとも1のセンサーマスに対する駆動周波数において駆動するための駆動要素と、
前記基板(2)の前記加速度および回転運動を検知するためのセンサー要素と、を有し、
静止状態において、前記駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)は、前記基板(2)上に配置され、少なくとも1の前記アンカー(3)によりバランスされており、
前記駆動モードにおける、少なくとも1のこのアンカー(3)の周りの周期的な振動のとき、前記駆動マス(6;6.1,6.2)は、前記駆動マス(6;6.1,6.2)と前記センサーマス(5)のこの少なくとも1のアンカー(3)に対する不釣合いを生じさせ、
前記センサー要素は、加速度振動数および/または回転速度振動数により生じたトルクおよびコリオリ力により、前記駆動マスおよびセンサーマスの偏向を検知することを特徴とするMEMSセンサー。 - 少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)が軸に沿って周期的に駆動され得ることを特徴とする請求項7に記載のMEMSセンサー。
- 第3加速度方向および第3回転速度を検知するために、第1の2の方向または回転速度の前記少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)に対して直交する方向において、少なくとも1のセンサーマス(5)に対して周期的に振動駆動要素により駆動され得る少なくとも1の付加的な駆動マス(6;6.1,6.2)が提供されることを特徴とする請求項7または8に記載のMEMSセンサー。
- 少なくとも1のアンカー(3)が中心アンカーであることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- 少なくとも1のセンサーマス(5)は、前記中心アンカー(3)上に配置されていることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- 前記少なくとも1のセンサーマス(5)は、前記軸、特に前記中心アンカー(3)の周りを回転および旋回できることを特徴とする請求項7〜11のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- 前記少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)は、前記軸、特に前記中心アンカー(3)に対して回転および旋回できることを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- 前記駆動マス(6;6.1,6.2)およびセンサーマス(5)の間を結合する接続バネ(7)は、前記駆動方向における前記駆動マス(6;6.1,6.2)の可動性を許容することを特徴とする請求項7〜13のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- センサー要素は、前記少なくとも1のセンサーマス(5)および/または前記少なくとも1の駆動マス(6;6.1,6.2)に割り当てられ、前記センサー要素は、前記基板(2)のセンサー要素に対応することを特徴とする請求項7〜14のいずれかに記載のMEMSセンサー。
- 加速度振動数と回転速度振動数を識別するために、解析ユニットが前記センサー(1)に割り当てられていることを特徴とする請求項7〜15のいずれかに記載のMEMSセンサー。
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