JP5852437B2 - デュアルプルーフマスを有するmemsセンサ - Google Patents
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Description
OLE_LINK1 容量検出型MEMS設計OLE_LINK1は、小さな寸法および安価な製造に適応しているため、高加速度の環境および小型デバイスの動作に非常に好適である。容量式加速度計は、加速度に応じた電気容量の変化を検出し、作動された回路の出力を変化させる。1つの一般的な加速度計は「ティータートーター」または「シーソー」の構造を有する2層の容量式トランスデューサである。この一般的に利用されるドランスデューサのタイプは、基板上のZ軸方向の加速度の下で回転する、可動素子またはプレートを用いる。加速度計の構造は、差動または相対容量を判定するために、2つの個別容量を測定し得る。
Claims (14)
- 微小電気機械システム(MEMS)センサにおいて、
基板と、
前記基板のほぼ平坦な表面から上方に離隔して配置された第1可動素子であって、前記基板の前記平坦な表面に垂直な軸に沿う加速度に応じた第1方向への回転運動に適し、前記第1方向への回転運動は、前記第1可動素子の第1および第2の端部の間に配置された第1回転軸の周りに生じる、前記第1可動素子と、
前記基板の前記表面から上方に離隔して配置された第2可動素子であって、前記加速度に応じた第2方向への回転運動に適し、前記第2方向への回転運動は、前記第2可動素子の第3および第4の端部の間に配置された第2回転軸の周りに生じ、前記第2方向は前記第1方向と反対の向きである結果、前記第1可動素子および前記第2可動素子は共通の回転軸の長手方向に沿って互いに隣り合って配置され、前記第1回転軸および第2回転軸は前記共通の回転軸に沿って延びる、前記第2可動素子とを備え、
前記第1および前記第2可動素子は、概ね同一の形状を有し、前記第2可動素子は、前記基板の前記平坦な表面にある点位置の周りに前記第1可動素子に対して概ね回転対称となるように配置され、
前記第1可動素子は、前記第1回転軸と前記第1端部の間の第1部分と、前記第1回転軸と前記第2端部の間の第2部分とを有し、前記第1回転軸は、前記第1回転軸と前記第1端部の間の前記第1部分の長さである第1の長さが、前記第1回転軸と前記第2端部の間の前記第2部分の長さである第2の長さよりも長くなるように、前記第1および前記第2端部の間で偏位した方式に配置され、
前記第2可動素子は、前記第2回転軸と前記第3端部の間の第3部分と、前記第2回転軸と前記第4端部の間の第4部分とを有し、前記第2回転軸は、前記第2回転軸と前記第3端部の間の前記第3部分の長さである第3の長さは前記第2回転軸と前記第4端部の間の前記第4部分の長さである第4の長さよりも短くなるように前記第3および前記第4端部の間で偏位した方式に配置される、
MEMSセンサ。 - 前記第2可動素子は、前記第1可動素子を前記点位置の周りに約180度回転した方向に配置される、請求項1記載のMEMSセンサ。
- 前記基板の前記平坦な表面に形成され、前記共通の回転軸に概ね中心を合わせてある第1サスペンションアンカーと、
前記第1可動素子を前記第1サスペンションアンカーに相互接続するとともに、前記第1可動素子の前記第1回転軸周りの回転運動を可能にさせる第1の対の可撓性部材と、
前記基板の前記表面に形成され、前記共通の回転軸に概ね中心を合わせてある第2サスペンションアンカーと、
前記第2可動素子を前記第2サスペンションアンカーに相互接続するとともに、前記第2可動素子の前記第2回転軸周りの回転運動を可能にさせる第2の対の可撓性部材とをさらに備える、請求項1記載のMEMSセンサ。 - 前記第1の長さは前記第4の長さと概ね等しく、
前記第2の長さは前記第3の長さと概ね等しい、請求項1記載のMEMSセンサ。 - 前記第1可動素子は前記第1部分の第1の側部に延びる第1横方向伸張部を備え、前記第1横方向伸張部は前記第2可動素子の前記第3端部の近傍まで延びるように配置され、
前記第2可動素子は前記第4部分の第2の側部に延びる第2横方向伸張部を備え、前記第2横方向伸張部は、前記第1可動素子の前記第2端部の近傍まで延びるように配置される、請求項6記載のMEMSセンサ。 - 前記第1可動素子が、第1L形状可動素子を形成する前記第1横方向伸張部を含み、
前記第2可動素子が、第2L形状可動素子を形成する前記第2横方向伸張部を含み、前記第1および前記第2L形状可動素子が、前記第1および前記第2L形状可動素子との間に接触せずに入れ子の構成に配置される、請求項5記載のMEMSセンサ。 - 前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第1感知素子と、
前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第2感知素子とをさらに備え、
前記第1および前記第2感知素子は、前記共通な回転軸からほぼ等しい距離をもって、かつ反対方向を指向して離隔するように配置され、前記第1および前記第2感知素子は、前記基板の前記平坦な表面に垂直な軸に沿って前記共通な回転軸の周りに前記第1および前記第2可動素子の運動を検知するために適切である、請求項1記載のMEMSセンサ。 - 微小電気機械システム(MEMS)センサを備えるセンサにおいて、
前記MEMSセンサは、
基板と、
前記基板のほぼ平坦な表面から上方に離隔して配置された第1可動素子であって、前記第1可動素子の第1端部と第2端部との間に配置された第1回転軸の周りに回転運動を生じるために適切な第1可動素子と、
前記基板の前記表面から上方に離隔して配置された第2可動素子であって、前記第2可動素子の第3端部と第4端部の間に配置された第2回転軸の周りに回転運動を生じるために適切な第2可動素子とを備え、前記第1回転軸および第2回転軸は前記共通の回転軸に沿って延び、
前記第1および前記第2可動素子は概ね同一の形状を有し、前記第2可動素子は、前記基板の前記平坦な表面にある点位置の周りに前記第1可動素子に対して概ね回転対称となるように配置される結果、前記第1可動素子および前記第2可動素子は共通の回転軸の長手方向に沿って互いに隣り合って配置され、前記第2可動素子は、前記第1可動素子を前記点位置の周りに約180度回転した方向に配置され、
前記第1可動素子は、前記第1回転軸と前記第1端部の間の第1部分と、前記第1回転軸と前記第2端部の間の第2部分とを有し、前記第1回転軸は、前記第1回転軸と前記第1端部の間の前記第1部分の長さである第1の長さが、前記第1回転軸と前記第2端部の間の前記第2部分の長さである第2の長さよりも長くなるように、前記第1および前記第2端部の間で偏位した方式に配置され、
前記第2可動素子は、前記第2回転軸と前記第3端部の間の第3部分と、前記第2回転軸と前記第4端部の間の第4部分とを有し、前記第2回転軸は、前記第2回転軸と前記第3端部の間の前記第3部分の長さである第3の長さは前記第2回転軸と前記第4端部の間の前記第4部分の長さである第4の長さよりも短くなるように前記第3および前記第4端部の間で偏位した方式に配置される、デバイス。 - 前記第1可動素子は、前記基板の前記平坦な表面に垂直な軸に沿う加速度に応じた第1方向への前記第1回転軸の周りの回転運動に適し、
前記第2可動素子は、前記加速度に応じた第2方向への前記第2回転軸の周りの回転運動に適し、前記第2方向は前記第1方向と反対の向きである、請求項8記載のデバイス。 - 前記第1可動素子は前記第1部分の第1の側部に延びる第1横方向伸張部を備え、前記第1横方向伸張部は前記第2可動素子の前記第3端部の近傍まで延びるように配置され、
前記第2可動素子は前記第4部分の第2の側部に延びる第2横方向伸張部を備え、前記第2横方向伸張部は、前記第1可動素子の前記第2端部の近傍まで延びるように配置される、請求項8記載のデバイス。 - 前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第1感知素子と、
前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第2感知素子とをさらに備え、
前記第1および前記第2感知素子は、前記共通な回転軸からほぼ等しい距離をもって、かつ反対方向を指向して離隔するように配置され、前記第1および前記第2感知素子は、前記基板の前記平坦な表面に垂直な軸に沿って前記共通な回転軸の周りに前記第1および前記第2可動素子の運動を検知するために適切である、請求項8記載のデバイス。 - 微小電気機械システム(MEMS)センサにおいて、
基板と、
前記基板のほぼ平坦な表面から上方に離隔して配置された第1可動素子と、
前記基板の前記表面から上方に離隔して配置された第2可動素子とを備え、
前記第1および前記第2可動素子は、概ね同一の形状を有し、前記第2可動素子は、前記基板の前記平坦な表面にある点位置の周りに前記第1可動素子に対して概ね回転対称となるように配置される結果、前記第1可動素子および前記第2可動素子は共通の回転軸の長手方向に沿って互いに隣り合って配置され、前記第1回転軸および第2回転軸は前記共通の回転軸に沿って延び、前記第2可動素子は、前記第1可動素子を前記点位置の周りに約180度回転した方向に配置され、前記第1および前記第2可動素子の各々は前記共通の回転軸の周りの回転運動に適切であり、
前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第1感知素子と、
前記第1および前記第2可動素子の各々の下方にて前記基板に配置された第2感知素子とをさらに備え、
前記第1および前記第2感知素子は、前記共通な回転軸からほぼ等しい距離をもって、かつ反対方向を指向して離隔するように配置され、前記第1および前記第2感知素子は、前記基板の前記平坦な表面に垂直な軸に沿って前記共通な回転軸の周りに前記第1および前記第2可動素子の運動を検知するために適切であり、
前記第1可動素子は、第1端部および第2端部、前記共通の回転軸と前記第1端部の間の第1部分、ならびに、前記共通の回転軸と前記第2端部との間の第2部分を有し、前記共通の回転軸と前記第1端部の間の前記第1部分の長さである第1の長さは前記共通の回転軸と前記第2端部との間の前記第2部分の長さである第2の長さより長く、
前記第2可動素子は、第3端部および第4端部、前記共通の回転軸と前記第3端部の間の第3部分、ならびに、前記共通の回転軸と前記第4端部の間の第4部分を有し、前記共通の回転軸と前記第3端部の間の第3部分の長さである第3の長さは前記共通の回転軸と前記第4端部の間の長さである第4部分より短い、MEMSセンサ。 - 前記基板の前記平坦な表面に形成され、前記共通の回転軸に概ね中心を合わせてある第1サスペンションアンカーと、
前記第1可動素子を前記第1サスペンションアンカーに相互接続するとともに、前記第1可動素子の前記第1回転軸周りの回転運動を可能にさせる第1の対の可撓性部材と、
前記基板の前記表面に形成され、前記共通の回転軸に概ね中心を合わせてある第2サスペンションアンカーと、
前記第2可動素子を前記第2サスペンションアンカーに相互接続するとともに、前記第2可動素子の前記第2回転軸周りの回転運動を可能にさせる第2の対の可撓性部材とをさらに備える、請求項12記載のMEMSセンサ。 - 前記第1可動素子は前記第1部分の第1の側部に延びる第1横方向伸張部を備え、前記第1横方向伸張部は前記第2可動素子の前記第3端部の近傍まで延びるように配置され、
前記第2可動素子は前記第4部分の第2の側部に延びる第2横方向伸張部を備え、前記第2横方向伸張部は、前記第1可動素子の前記第2端部の近傍まで延びるように配置されることによって、前記第1および第2可動素子は互いの間に接触せずに入れ子の構成に配置される、請求項12記載のMEMSセンサ。
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