JP6237917B2 - 改良されたリングジャイロスコープ構造およびジャイロスコープ - Google Patents
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Description
本発明は、微小電気機械デバイス、および、特に独立請求項の前文に記載するジャイロスコープ構造およびジャイロスコープに関する。
微小電気機械システム(マイクロエレクトロメカニカルシステム;Micro−Electro−Mechanical System)、即ち、MEMSは、小型化された機械的システムおよび電気機械的システムであって、少なくともいくつかの要素が機械的機能性を有するもの、と定義できる。MEMSデバイスは、集積回路の作成に使用するツールと同じものを使って作られるので、複数のマイクロマシンとマイクロエレクトロニクスとを1片のシリコン上に組み立てて、先進のマシンが可能となる。
本発明の目的は、外部からの衝撃に対する感度がより低いコンパクトなリング型ジャイロスコープ構造を提供することである。本発明の目的は、独立請求項の特徴部分に従うジャイロスコープ構造を用いて達成される。
以下に、好ましい実施態様に関連して、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
下記の各実施態様は例示である。明細書中において「或る」、「1つの」または「いくつかの」実施態様ということがあるが、これは、必ずしもこれらの語による言及が同じ実施態様を意味したり、1つの実施態様にのみ適用される特徴を意味したりするものではない。異なる実施態様の特徴を1つずつ組み合わせて更なる実施態様を提供してもよい。
Claims (13)
- 平面の微小電気機械のジャイロスコープ構造であって、
中心点の周りに広がる円形構造と、
中央スプリング構造であって、前記中心点の周りに対称的に位置する4つの中央アンカー点に、前記円形構造を懸架するための前記中央スプリング構造と、
前記円形構造の表面上の4つの中央円周点および前記中央円周点の間の4つの周辺円周点であって、隣接する周辺円周点が周辺円周点のペアを形成し、かつ、隣接する中央円周点が中央円周点のペアを形成する、前記4つの中央円周点および前記4つの周辺円周点とを有し、
前記中央スプリング構造が、前記4つの中央アンカー点の各々を前記円形構造上の中央円周点のペアに接続しており、
前記中央スプリング構造と前記円形構造との間の前記接続が、中央円周点のペアの第1の円周点の半径方向の面内の変位を中央円周点の前記ペアの第2の円周点の逆の半径方向の面内の変位に変換しており、
前記第1の円周点の前記半径方向の面内の変位の前記方向と、前記第2の円周点の前記半径方向の面内の変位の前記方向とが直交しており、
前記微小電気機械のジャイロスコープ構造が、2つの半径方向を有するものであって、半径方向が、2つの中央アンカー点と前記中心点とを接続する対角線に対して位置合わせされており、
前記中央スプリング構造が4つの中央部分構造を含むものであって、中央部分構造が少なくとも3つのスプリングを含み、それら3つのスプリングの各々がその長手方向において細長くかつ硬いものであり、
前記3つのスプリングが、第1のスプリングと、第2のスプリングと、第3のスプリングとを含んでおり、
第1のスプリングの一端と、第2のスプリングの一端と、第3のスプリングの一端とが、接続点において互いに接続され、前記3つのスプリングの第1のスプリングが、半径方向である第1の方向において、中央アンカー点から前記接続点に延びており、
前記第2のスプリングが、前記接続点と前記第1の中央円周点との間に延びており、
前記第3のスプリングが、前記接続点と前記第2の中央円周点との間に延びていることを有する
微小電気機械のジャイロスコープ構造。 - 前記第1の中央円周点と前記接続点とを接続する線と半径方向との間の角度が、前記第2の中央円周点と前記接続点とを接続する線と前記半径方向との間の角度に等しいことを特徴とする、請求項1に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記中心点の周りに対称的に位置する4つの周辺アンカー点を含む周辺スプリング構造を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記周辺アンカー点と前記中央アンカー点とが、前記周辺アンカー点の各々が前記微小電気機械のジャイロスコープ構造の前記対角線の1つと一致するように配置されていることを特徴とする、請求項3に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記周辺スプリング構造が4つの周辺部分構造を含むものであって、周辺部分構造が、前記円形構造上の周辺アンカー点と周辺円周点とを接続する第4のスプリングを含み、前記周辺アンカー点と前記周辺円周点とを接続する線が半径方向に対して位置合わせされていることを特徴とする、請求項3または4に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記第4のスプリングが、前記半径方向における前記周辺円周点の運動に対して柔軟であり、かつ、接線方向における前記周辺円周点の運動に対抗するものであって、前記接線方向が前記半径方向に垂直であることを特徴とする、請求項5に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記中央円周点の前記半径方向の面内の変位が、前記円形構造の前記円の半径方向における線形の振動を含むことを特徴とする、前記請求項1〜6のいずれか1項に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記中央円周点の半径方向の面内の変位を誘導するように構成されている駆動構造を有することを特徴とする、請求項7に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記周辺円周点の半径方向の面内の変位を検出するように構成されている検知構造を有することを特徴とする、請求項8に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記周辺円周点の半径方向の面内の変位を誘導するように構成されている駆動構造を有することを特徴とする、請求項7に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記中央円周点の半径方向の面内の変位を検出するように構成されている検知構造を有することを特徴とする、請求項8に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 前記半径方向の面内の変位が圧電的または容量的に誘導または検出されることを特徴とする、前記請求項8〜11のいずれか1項に記載の微小電気機械のジャイロスコープ構造。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の前記微小電気機械のジャイロスコープ構造を含むジャイロスコープ。
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