DE19928307A1 - Winkelratensensor - Google Patents

Abstract

Ein Winkelratensensor hat ein Paar Massen, die symmetrisch angeordnet sind bzgl. einem Punkt auf einer X, Y-Ebene, einen Stützbalken, der jede der Massen verbindet, um im wesentlichen beweglich zu sein in einer Richtung, einen Zentralanker, der den Stützbalken bei einem Punkt stützt, einen schwimmenden Körper mit einer Vielzahl von Schlitzen, und der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt, ein Paar Versetzungserfassungselemente, die sich in dem Schlitz befinden und eine drehende Vibration um den Punkt herum erfassen, wenn eine Winkelrate auftritt, einen Verbindungsbalken, der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt, und Antriebselektroden vibrieren zumindest eine der Vibrationen auf eine gegenphasige Weise.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Winkelratensensor mit einer Masse, die durch ein Substrat auf eine schwimmende Weise gestützt ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Winkelratensensor, bei dem eine schwimmende Halbleiterfolie, die erzeugt wurde durch eine Halbleitermikrofertigungstechnik, in einer X-Richtung angetrieben wird durch elektrisches Verursachen einer Anziehung für die Masse und deren Löschung durch Verwendung interdigitaler Kammelektroden, obwohl die Erfindung nicht auf einen derartigen Fall beschränkt ist.

Bei typischen Winkelratensensoren der vorstehenden Art hat der Sensor zwei gestützte Massen, wobei jede der Massen einen Satz schwimmender Kammfingerelektroden hat, jeweils an einer Position ihrer linken Seite und ihrer rechten Seite (linke schwimmende Kammfingerelektroden und rechte schwimmende Kammfingerelektroden). Zwei Sätze fixer Kammfingerelektroden sind auch vorgesehen. Das heißt, daß die linken fixen Kammfingerelektroden und rechten fixen Kammfingerelektroden interdigital sind auf eine parallele Weise mit jenen des jeweils entsprechenden Satzes der schwimmenden Kammelektroden, daß sie sich nicht in Kontakt befinden mit den zuletzt genannten. Die Masse wird in der X-Richtung in eine Schwingung versetzt durch Anlegen von Spannungen abwechselnd zwischen den linken schwimmenden Kammfingerelektroden und den linken fixen Kammfingerelektroden und zwischen den rechten schwimmenden Kammfingerelektroden und den rechten fixen Kammfingerelektroden. Wenn eine Winkelrate der Drehung um die Z-Achse auf die Masse aufgebracht wird in einer antreibenden Art (wobei die Massen in einer gegenphasigen Weise zum Schwingen gebracht werden), erhält die Masse eine Korioliskraft und dadurch beginnt die Masse, auch in der Y-Richtung zu schwingen (elliptische Schwingung). Wenn die Masse ein Leiter ist oder ausgebildet ist durch angeschlossene Elektroden und eine Erfassungselektrode vorgesehen ist auf einem Substrat, um parallel zu sein mit der XZ-Ebene der Masse, schwingt die Kapazitanz zwischen der Erfassungselektrode und der Masse, um der Y-Komponente (Winkelratenkomponente) der elliptischen Schwingung zu entsprechen. Ein Betrag der Winkelrate kann bestimmt werden durch Messen einer Schwingung der Kapazitanz. Es wird Bezug genommen auf die offengelegte japanische Patentschrift Nr. Hei. 5-248872 und die japanische Patentanmeldung Nr. Hei. 8-152327 und Hei. 9-127148.

Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 5.635.638 eine mikrogefertigte Vorrichtung, wobei die mikrogefertigte Vorrichtung zwei nahe bei einander positionierte gestützte Massen hat, die jeweils entlang einer Schwingungsachse zum Schwingen gebracht werden. Zwei Kopplungen, die jeweils ein Bogenelement und einen verankerten Stützbalken umfassen, sind zwischen den Massen vorgesehen, um eine relative gegenphasige Bewegung zu ermöglichen und einer relativen gleichphasigen Bewegung zu widerstehen. Die Kopplung erstreckt sich um einen Bereich herum zwischen den Massen, wobei eine Schwingungserfassungsvorrichtung angeordnet ist.

In Fig. 4 des US-Patents Nr. 5.635.638 hat der mikrogefertigte Sensor ein Paar Massen, eine Vielzahl von Balken, die jeweils die Massen verbinden und die Massen auf eine schwimmende Weise bei einem Ankerabschnitt stützen, wenn eine externe Kraft die Balkenabschnitte betreibt, wenn die Massen (Vibratoren) angetrieben werden in einer gegenphasigen Weise, wobei die Balkenabschnitte, die die Massen auf dem Substrat stützen, eine Druck- und Zugbelastung aufnehmen. Infolgedessen ändert sich eine Resonanzfrequenz mit Ansteigen einer Temperatur, das veranlaßt, daß eine Vibrationseigenschaft des Sensors eine Hysterese hat und nicht linear ist und veranlaßt, daß eine Genauigkeit des Sensors abnimmt. Wenn bspw. bei dem vorstehend erwähnten Sensor mit einer Vielzahl von Ankern ein Abstand existiert zwischen den Ankern, beeinflußt eine Vibration einer antreibenden Art eine Vibration der Erfassungsseite, die ein Winkelratensignal erfaßt, wenn eine Winkelrate die Massen betätigt, das verursacht eine Verminderung der Genauigkeit des Sensors.

Und das US-Patent Nr. 5.349.855 (das dem offengelegten japanischen Patent Nr. Hei. 7-218268 entspricht) offenbart einen Trägheitsratensensor. Der Sensor hat eine Drehmasse, die auf einem Siliziumsubstrat angeordnet ist, wobei die Drehmasse gestützt ist durch zwei Stützbalken, die sich in der X-Richtung erstrecken. Die Vibrationsmasse wird zum Vibrieren gebracht durch ein Paar Antriebselektroden, die angeordnet sind auf beiden Seiten in der Y-Richtung der vibrierenden Masse. Zwei Paare Erfassungselektroden sind angeordnet auf dem Substrat, um die Vibration um die X-Richtung herum zu erfassen, wenn eine Winkelrate die Drehmasse auf eine antreibende Art betätigt. Bei diesem Sensor existiert ein unbeweglicher Punkt (ein Punkt, der eine Belastung in der X,Y,Z-Richtung nicht aufnimmt) auf eine antreibende Art (ein Zustand, wobei die Masse in der gegenphasigen Weise zum Vibrieren gebracht wird), ein unbeweglicher Punkt (ein Punkt, der eine Belastung in der X,Y,Z-Richtung nicht aufnimmt) auf eine erfassende Art (ein Zustand, wobei eine Korioliskraft wirkt, wenn die Masse auf die gegenphasige Weise zum Vibrieren gebracht wird) existiert nicht. Deshalb unterscheidet sich ein unbeweglicher Punkt der antreibenden Art von einem unbeweglichen Punkt der erfassenden Art, wodurch veranlaßt wird, daß die Genauigkeit des Sensors abnimmt, wenn ein Vibrationsleck auftritt durch eine Sensorstruktur und eine Wirkung durch eine externe Kraft den Sensor betätigt.

Wenn bspw. die Winkelrate die Masse um die Z-Richtung herum betätigt, wird eine Korioliskraft auf die Masse ausgeübt.

F = 2m.v.Ω

wobei
F: Korioliskraft;
m: Masse;
v: Geschwindigkeit der Masse; und
Ψ: Winkelrate.

Und wenn der Sensor eine Vibrationskomponente hat, die die Vibration durch die Korioliskraft auf die antreibende Art vermindert, kann eine Genauigkeit des Winkelratenerfassungssignals niedrig sein, selbst wenn eine Winkelrate den Sensor betätigt. Eine Amplitude der herkömmlichen Vibration der Masse wird oft instabil, wenn sich die Vibration von der normalen Vibrationsrichtung unterscheidet (gegenphasige Weise).

Wenn bei dem Winkelsensor des US-Patents Nr. 5.635.638 eine antreibende Kraft, die die Masse betätigt, nicht ausgeglichen ist durch eine Abmessungsschwankung bei der Fertigung, wird die Vibration der Masse unausgeglichen und eine nicht lineare Vibration. Das heißt, durch die Unausgeglichenheit der Siebvibration der Resonanzfrequenz, wenn eine unausgeglichene Schwankung auftritt, wird das Signalrauschverhältnis (SN-Verhältnis) der Winkelrate niedrig. Wenn eine Masse der antreibenden Masse einer Masse der erfassenden Masse entspricht, wenn eine Vibration der erfassenden Richtung durch die Abmessungsschwankung der Fertigung erzeugt wird bei der antreibenden Art, verursacht sie, daß das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals abnimmt. Wenn eine Vibration der antreibenden Art nach außen leckt, wobei sie durch das Substrat hindurch tritt, kommt eine Vibrationskomponente, die nach außen reflektiert wird, in das Substrat zurück, seine Vibration wird der gewöhnlichen Vibra­ tionskomponente hinzugefügt, sie verursacht, daß das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals abnimmt. Und wenn ein antreibendes Signal, das die Masse zum Vibrieren bringt, auf eine erfassende Seite übertragen wird, verursacht es, daß das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals abnimmt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Überwindung der vorangegangenen Nachteile des Standes der Technik.

Erfindungsgemäß wird ein Winkelratensensor geschaffen mit einem Paar Massen (6a, 6b), die symmetrisch angeordnet sind bzgl. einem Punkt (O) auf einer Ebene und in einer Richtung vibrieren (X-Richtung); einem Stützbalken (2a-5a, 7a, 8a/2b-5b, 7b, 8b, 19) zum Verbinden jeder der Massen (6a, 6b), um im wesentlichen in der Richtung beweglich zu sein und symmetrisch angeordnet zu sein bzgl. dem Punkt (O); einem Zentralanker (1) zum Stützen des Stützbalkens (2a-5a, 7a, 8a/2b-5b, 7b, 8b, 10) bei dem Punkt (O); einer Erfassungseinrichtung (19, 30, 31), die symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt (O) und eine drehende Vibration um den Punkt (O) herum erfaßt, wenn eine Winkelrate senkrecht zu einer Antriebsrichtung (X-Richtung) der Massen (6a, 6b) auftritt; einem Verbindungsbalken (17, 18), der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt (O) und die Erfassungseinrichtung (19, 30, 31) verbindet; und einer Antriebseinrichtung (11a-14a, 35a, 35b) zum Verursachen einer Vibration zumindest einer der Massen (6a, 6b) in einer gegenphasigen Weise.

Wenn die Masse 6a in der Antriebsrichtung (X-Richtung) auf eine gegenphasige Weise angetrieben wird durch die Antriebseinrichtungen 35a, 35b, wird eine Vibration der Masse 6a in der X-Richtung auf die Masse 6b übertragen über den Stützbalken 2-5, 7, 8 (2a-5a, 7a, 8a/2b-5b, 7b, 8b). Wenn eine Winkelrate um die Z-Achse herum (senkrecht zu der X-Richtung), die durch einen Punkt O hindurch tritt, die Massen 6a, 6b betätigt, hat jede der Massen eine elliptische Vibration mit einer Y-Vibrationskomponente durch die Korioliskraft, wenn die Massen 6a, 6b gegenphasig zueinander vibrieren, wobei die verbindenden Balken 17, 18, die den Stützbalken 2-5, 7, 8 verbinden, eine gewundene Vibration um die Z-Richtung herum aufnehmen, und dadurch vibriert ein schwimmender Körper 19 mit der gewundenen Vibration um die Z-Richtung herum, um die elliptische Vibration der Massen 6a, 6b zu löschen, wobei die gewundene Vibration, die proportional einem Betrag der Winkelrate ist, erfaßt wird durch eine drehende Vibrationserfassungseinrichtung (ein Paar Versetzungserfassungselektroden) 30, 31.

Wenn ein Paar Massen 6a, 6b sich symmetrisch bzgl. dem Punkt O befindet, werden beide Massen 6a, 6b gestützt durch den Stützbalken 2-5, 7, 8, wobei die Massen 6a, 6b in der X-Richtung auf die gegenphasige Weise zu Vibrationen gebracht werden, wobei bei diesem Zustand die Stützbalken 2-5, 7, 8 die Massen 6a, 6b stützen, um in der X-Richtung leicht beweglich zu sein, wobei die Massen 6a, 6b gestützt werden durch den Zentralanker 1 auf die schwimmende Weise, wobei der Punkt O ein Schwerpunkt des Winkelratensensors ist und ein unbeweglicher Punkt (ein nicht belasteter Punkt in der X,Y,Z-Richtung) der Vibration in der X-Richtung. In funktioneller Sicht gesehen, wenn der schwimmende Körper 19 von den Vibratoren 6a, 6b getrennt ist, ist es möglich, den schwimmenden Körper 19 als einen anderen Körper zu betrachten. Wenn der schwimmende Körper 19 mit den Massen 6a, 6b verbunden ist durch die Verbindungsbalken 17, 18, die sich symmetrisch befinden bzgl. dem Punkt O auf die schwimmende Weise, wird die Vibration der Massen 6a, 6b in der X-Richtung im wesentlichen nicht auf den schwimmenden Körper 19 übertragen, aber der schwimmende Körper 19 vibriert mit der gewundenen Vibration um die Z-Richtung herum. Das heißt, daß der schwimmende Körper 19 um die Z-Achse herum vibriert. Im wesentlichen kann das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals verbessert werden, wenn die Vibration in der X-Richtung im wesentlichen nicht auf den schwimmenden Körper 19 wirkt. Und die Vibration in der X-Richtung kann stabilisiert werden, wenn der Winkelsensor auf dem Substrat der Vibrationsmitte der Massen 6a, 6b gestützt ist.

Und wenn ein Abstand von dem Punkt O zu dem schwimmenden Körper 19 länger ist als ein Abstand von dem Punkt O zu den Massen 6a, 6b, wird die gewundene Vibration des Stützbalkens verstärkt durch die Verbindungsbalken 17, 18, wobei die Versetzung der gewundenen Vibration des schwimmenden Körpers 19 erhöht werden kann. Infolgedessen kann das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals verbessert werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung hat der schwimmende Körper 19 eine Ringform und hat eine Vielzahl von Schlitzen im Inneren, wobei der schwimmende Körper 10 in der Lage ist, sich um die Mitte des Punkts O herum zu drehen und durch den Zentralanker 1 gestützt ist über die Verbindungsbalken 17, 18 und die Stützbalken 2-5, 7, 8, die sich in der Radiusrichtung des ringförmigen Schwimmkörpers 19 erstrecken. Der Winkelsensor hat eine Vielzahl von (4) schwimmenden Stützbalken 20 bis 23, die sich außerhalb des Rings befinden, um den schwimmenden Körper 19 auf die schwimmende Weise zu verbinden, und vier schwimmende Körperanker 24-27, die die schwimmenden Stützbalken 20 bis 23 auf dem Substrat 100 stützen.

Gemäß der vorangegangenen Struktur, nicht desto trotz dieser Winkelratensensor durch die Anker bei vielen Punkten gestützt ist, ist eine Symmetrie des schwimmenden Körpers 19 bzgl. des Zentralpunktes O nicht gebrochen durch eine Wärmeausdehnung und interne Belastung. Deshalb kann das Vertrauen des Winkelratensignals verbessert werden.

Wenn der schwimmende Körper 19 des Winkelratensensors mit einem Gleichgewicht vibriert, kann das Vibrationsleck nach außen gering sein, wobei das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals verbessert werden kann. Und die Verbindungsbalken 17, 18 kommen zu einem elektrischen Widerstand, wenn die Massen 6a, 6b in der X-Richtung vibrieren, wenn das Rauschen durch den Vibrationsantriebsimpuls (Signal) in der X-Richtung vermindert ist, wobei der Vibrationsantriebsimpuls in der X-Richtung fast nicht auf den schwimmenden Körper 19 übertragen wird über die Stützbalken 17, 18, wobei das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals verbessert werden kann. Wenn des weiteren die Stützbalken 2-5, 7, 8 zu einem elektrischen Widerstand kommen zwischen der Masse 6a und der Masse 6b, kann das Rauschen vermindert werden, das auf dem Vibrationsantriebsimpuls in der X-Richtung von den Antriebseinrichtungen 35a, 35b basiert, das übertragen wird auf die Vibrationserfassungselektroden 11b bis 14b, die die Versetzung der Masse 6b in der X-Richtung erfassen.

Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden ersichtlich aus der vorliegenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einschließlich Treiber-(Antriebs-) und Erfassungsschaltkreise der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Zentralabschnitts;

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der in Fig. 2 gezeigten Linien III-III;

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der in Fig. 2 gezeigten Linien IV-IV;

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht eines Paars Treiber- (Antriebs-) und Erfassungselektroden bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang in Fig. 5 gezeigter Linien VI-VI;

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm von Wellengestalten einer Abgabespannung eines in Fig. 1 gezeigten Treiberschaltkreises;

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Winkelratensensors der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 sind ein Zentralanker 1, Anker von fixen Elektroden 11 bis 14 (11a bis 14a/11b bis 14b), Anker von Winkelratenerfassungselektroden 30, 31 und Schwimmkörperanker 24 bis 27, die aus Polysilizium hergestellt sind, das einen Fremdstoff zum Ausüben einer Leitfähigkeit enthält (das nachfolgend als leitendes Polysilizium bezeichnet wird), an ein Siliziumsubstrat 100 angeschlossen, das aus einer (nicht gezeigten) isolierenden Lage ausgebildet ist. Ein Paar Antriebselektroden 13, 14 (13a, 14a/13b, 14b), ein Paar Vibrationserfassungselektroden 12, 16 (12a, 16a/12b, 16b) und ein Paar Winkelratenelektroden (Versetzungserfassungselektroden) 30, 31, die alle Halbleiterfolien sind, die aus leitendem Polysilizium hergestellt sind, sind verbunden mit Verbindungselektroden (feste Quadrate) über (nicht gezeigte) Verdrahtungslinien etc., die auf der isolierenden Lage des Siliziumsubstrats 100 ausgebildet sind.

Dieser Winkelratensensor ist aus einem Paar X-Balken 2a, 2b ausgebildet, die von dem Siliziumsubstrat 100 in der X-Richtung schwimmen durch eine Halbleitermikrofertigungstechnik unter Verwendung von Lithographie, wobei die X-Balken 2a, 2b aus leitendem Polysilizium hergestellt sind, sich in der X-Richtung erstrecken und mit dem Zentralanker 1 verbunden sind, wobei ein quadratförmiger starrer Körper 10 mit einem Ende des X-Balkens 2a, 2b verbunden ist, wobei sich der Y-Balken 17, 18 in der Y-Richtung erstreckt und mit dem starren Körper 10 verbunden ist. Der X-Balken 2a, 2b bewegt sich einfach in der Y-Richtung, bewegt sich aber im wesentlichen nicht in der X-Richtung, und die Y-Balken 3a, 3b bewegen sich einfach in der X-Richtung, bewegen sich aber im wesentlichen nicht in der Y-Richtung.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Zentralabschnittes. Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der in Fig. 2 gezeigten Linien III-III. Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der in Fig. 2 gezeigten Linien IV-IV. Der Zentralanker 1 ist aus leitendem Polysilizium hergestellt, der Zentralanker 1 ist elektrisch verbunden mit einer leitenden Polysiliziumlage des Substrats 100, der Zentralanker 1 hat einen Kopfabschnitt 1h und einen Beinabschnitt 1l in der Z-Richtung, wobei der Kopfabschnitt 1h breit ist in einer X,Y-Ebene, wobei der Beinabschnitt 1l kleiner ist als der Kopfabschnitt. Die X-Balken 2a, 2b, die durch das leitende Polysilizium ausgebildet sind, sind mit dem Kopfabschnitt 1h des Zentralankers 1 verbunden. Diese Balken 2a, 2b sind mit dem starren Körper 10 verbunden, der aus leitendem Polysilizium besteht. Der starre Körper 10 hat eine Quadratform, wobei ein Zentralpunkt des Zentralankers 1 bei einer Mitte (ein Punkt des Schnitts der beiden Diagonalen) der starren Körpers 10 existiert, wobei die X-Balken 2a, 2b symmetrisch angeordnet sind auf der X-Achse, die durch den Zentralpunkt O hindurch tritt, und wobei die Y-Balken 3a, 3b aus leitendem Polysilizium bestehen, sich in der Y-Richtung erstrecken, und mit jeder Ecke des starren Körpers 10 verbunden sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist der Stützbalken die X-Balken 2 (2a, 2b), den starren Körper 10, die X-Balken 4, 8 (4a, 8a/4b, 8b) und die Y-Balken 3, 5, 7 (3a, 5a, 7a/3b, 5b, 7b) auf. Der Y-Balken 3a, der sich in der Y-Richtung erstreckt von der Ecke des starren Körpers 10, ist mit einem Ende der X-Balken 4a, 8a starr verbunden in der X,Y-Richtung. Ein anderes Ende des X-Balkens 4a, 8a ist mit einem Ende der Y-Balken 5a, 7a verbunden mit einer hohen Biegsamkeit in den X-Richtungen, wobei jedes andere Ende der Y-Balken 5a, 7a mit einer Zentralposition (einem Schwerpunkt der Masse 6a) der H-förmigen Masse 6a verbunden ist.

Auf ähnliche Weise ist der Y-Balken 3b, der sich in der Y-Richtung von der Ecke des starren Körpers 10 erstreckt, mit einem Ende der X-Balken 4b, 8b in der X,Y-Richtung starr verbunden. Ein anderes Ende des X-Balkens 4b, 8b ist mit einem Ende des Y-Balkens 5b, 7b verbunden, wobei eine hohe Biegsamkeit in den X-Richtungen vorhanden ist, wobei jedes andere Ende der Y-Balken 5b, 7b mit einer Zentralposition (einem Schwerpunkt der Masse 6b) der H-förmigen Masse 6b verbunden ist. Diese Elemente schwimmen von dem Siliziumsubstrat 100 und werden durch den Zentralanker 1 bei dem Zentralpunkt O gestützt.

Die Massen 6a, 6b haben eine symmetrische Form bzgl. der Y-Achse, die durch den Zentralpunkt O hindurch tritt, und sind an symmetrischen Stellen in den X,Z- Y,Z-Ebenen angeordnet. Die Y-Balken 3a, 3b, die X-Balken 2a, 2b haben auch eine symmetrische vorm bzgl. der Y-Achse, die durch den Zentralpunkt O hindurch tritt, und sind an symmetrischen Stellen in den X,Z- Y,Z-Ebenen angeordnet. Der starre Körper 10 wird bei der Vibration in der X-Richtung stabilisiert betätigt, wenn die Massen 6a, 6b in der X-Richtung vibrieren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Masse 6a eine Vielzahl von Elektroden (schwimmende Kammfingerelektroden) 15a, die aus leitendem Polysilizium bestehen, in der X-Richtung, wobei die Elektroden 15a parallel mit dem Substrat 100 sind, in der Y-Richtung mit einem konstanten Abstand angeordnet sind, von der Masse 6a links und rechts in der X-Richtung vorstehen. Zwei Sätze von antreibenden Elektroden (fixe Kammfingerelektroden) 11a bis 14a, die elektrisch verbunden sind mit den Ankern der antreibenden Elektroden 11a bis 14a, sind gegenüber der Masse 6a in der X-Richtung angeordnet, stehen in einen Raum vor zwischen den schwimmenden Kammfingerelektroden 15a der Masse 6a, sind in der Y-Richtung angeordnet. Das heißt, daß eine schwimmende Kammfingerelektrode 15a zwischengesetzt ist über Spalte zwischen zwei Kammfingerelektroden 11a bis 14a, die sich in der X-Richtung erstrecken, wobei diese interdigitalen Kammfingerelektroden oder Parallelplattenelektroden verwendet werden zum elektrostatischen Antreiben der Masse 6a in der X-Richtung.

Auf ähnliche Weise hat die Masse 6b eine Vielzahl von Elektroden (schwimmende Kammfingerelektroden) 15b, die aus leitendem Polysilizium bestehen, in der X-Richtung, wobei die Elektroden 15b parallel sind mit dem Substrat 100, in der Y-Richtung angeordnet sind mit einem konstanten Abstand, von der Masse 6b nach links und nach rechts in der X-Richtung vorstehen. Zwei Sätze von Vibrationserfassungselektroden (fixe Kammfingerelektroden) 11b bis 14b, die die Anker der Vibrationserfassungselektroden 11b bis 14b elektrisch verbinden, sind gegenüber der Masse 6b in der X-Richtung angeordnet, stehen in einen Raum vor zwischen den schwimmenden Kammfingerelektroden 15b der Masse 6b, sind in der Y-Richtung angeordnet. Das heißt, daß eine schwimmende Kammfingerelektrode 15b zwischengesetzt ist über Spalte zwischen zwei fixen Kammfingerelektroden 11b bis 14b, die sich in der X-Richtung erstrecken, wobei diese interdigitalen Kammfingerelektroden oder Parallelplattenelektroden verwendet werden zum elektrostatischen Erfassen der Vibration der Masse 6b in der X-Richtung.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die antreibenden Elektroden 11a, 13a/12a, 14a und die Vibrationserfassungselektroden sind 11b, 13b/12b, 14b. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann jedoch eine Anordnung dieser Elektroden 11 bis 14 ausgetauscht werden. Beispielsweise sind die antreibenden Elektroden 13a, 13b/14a, 14b und die Vibrationserfassungselektroden sind 11a, 11b/12a, 12b beim zweiten Ausführungsbeispiel, die antreibenden Elektroden sind 12a, 12b/16a, 16b und die Vibrationserfassungselektroden sind 13a, 13b/14a, 14b beim dritten Ausführungsbeispiel oder dergleichen.

Bei einer Bauweise der Elektroden ist eine schwimmende Kammfingerelektrode 15a der Masse 6a korrekt angeordnet bei der Mitte des Spalts zwischen den beiden fixen Kammfingerelektroden 16a der antreibenden Elektroden 11a, 13a/12a, 14a, wobei die beiden fixen Kammfingerelektroden 16a jeweils elektrostatische Anziehungskräfte ausüben in der Y-Richtung mit demselben Absolutwert und entgegengesetzten Richtungen zu einer schwimmenden Kammfingerelektrode 15a.

Wenn die antreibenden Elektroden 11a, 13a/12a, 14a sind, wird durch Zuführen von höheren Spannungshöhen als der elektrischen Potentialhöhe der Masse 6a abwechselnd für die antreibenden Elektroden 11a, 13a/12a, 14a, eine Vibration der Masse 6a in der X-Richtung verursacht. Bei diesem Zustand wird die Vibration in der X-Richtung der Masse 6a leicht auf die Masse 6b übertragen über den Stützbalken 2a bis 5a/7a, 8a/2b bis 5b, 7b, 8b und den starren Körper 10. Die Masse 6b vibriert jedoch stark mit einer Resonanzfrequenz in der X-Richtung, wenn eine Frequenz der Vibration in der X-Richtung einer Resonanzfrequenz des Vibrators 6b und des Stützbalkens 2b bis 5b, 7b, 8b (einer Vibrationsseite) entspricht. Infolgedessen vibrieren die beiden Massen 6a, 6b auf die gegenphasige Weise und wirken auf eine abzustimmende Gabelvibration mit der Resonanzfrequenz, einer X-Vibration mit hoher Effizienz bei dem Energieverbrauch.

Wenn der Vibrator 6b in der X-Richtung vibriert, schwankt eine Kapazitanz zwischen dem Vibrator 6b und den fixen Kammfingerelektroden (Vibrationserfassungselektroden) 12b, 14b und im Gegensatz eine Kapazitanz zwischen dem Vibrator 6b und der fixen Kammfingerelektrode 11b, 13b.

Da sich der Zentralanker 1 bei einem Mittelpunkt zwischen den Massen 6a, 6b befindet und sich bei einem neutralen Punkt der Vibration in der X-Richtung der Vibratoren 6a, 6b befindet und bzgl. einer Resonanzabstimmgabelvibration der Massen 6a, 6b, wird der Zentralanker 1 ein stationärer Punkt, der unbeweglich ist (keine Belastung in den X,Y,Z-Richtungen), wenn die Massen 6a, 6b auf die gegenphasige Weise in Vibration gebracht werden, und der unbeweglich ist (keine Belastung in der X,Y,Z-Richtung), wenn eine Winkelrate in der Z-Richtung auftritt bei einem Zustand, daß die Massen 6a, 6b in der X-Richtung in Vibration gebracht werden. Deshalb sind die Massen 6a, 6b durch den Zentralanker 1 bei dem stationären Punkt gestützt.

Ein Ende der Verbindungsbalken 17, 18 ist verbunden mit einem Mittelpunkt (einem neutralen Punkt, der nicht vibriert in der X-Richtung bzgl. der Resonanzabstimmgabelvibration) der X-Balken 9, 10, ein anderes Ende der Verbindungsbalken 17, 18 ist verbunden mit einem kreisringförmigen schwimmenden Körper 19. Diese Elemente schwimmen von dem Siliziumsubstrat 100. Der schwimmende Körper 19 ist gestützt durch die Verbindungsbalken 17, 18. Der Verbindungsbalken 17, 18 erstreckt sich in der Y-Richtung, die durch den Zentralpunkt O hindurch tritt. Und vier Stützbalken 20 bis 23 sind mit einer äußeren Fläche des schwimmenden Körpers 19 verbunden, sein anderes Ende ist mit vier schwimmenden Körperankern 24 bis 27 verbunden. Auf der X,Y-Ebene sind die schwimmenden Stützbalken 20 bis 23 ungefähr S-förmig, wirken einfach auf die drehende Vibration in der X,Y-Richtung, sind in der Z-Richtung starr. Die schwimmenden Stützbalken 20 bis 23 hemmen von der verdrehten Drehung um die Verbindungsbalken 17, 18 des schwimmenden Körpers 19 herum und halten für das Substrat 100 auf eine parallele Weise. Wenn die schwimmenden Balken 20 bis 23 einfach vibrieren in der X,Y-Richtung, und die Verbindungsbalken 17, 18 leicht verdrehen um den Zentralpunkt O. Die Verbindungsbalken 17, 18 des schwimmenden Körpers 10 sind auch aus leitendem Polysilizium hergestellt, wobei eine elektrische Potentialhöhe des Zentralankers 1 im wesentlichen gleich ihren Ankern 24 bis 27 ist.

Der schwimmende Körper 19 hat eine Vielzahl von Schlitzen 28 auf der Innenseite mit einem konstanten Abstand in einer Kreisrichtung, eine Vielzahl von Kreuzbalken 29 bei einem Mittelabschnitt der Kreisrichtung von jedem Schlitz 28 (in Fig. 5 gezeigt). Jeder der Schlitze 28 ist von jedem Block getrennt durch den Kreuzbalken 29. Ein Paar Winkelratenerfassungselektroden (Versetzungserfassungselektroden) 30, 31, die aus leitendem Polysilizium bestehen, sind in einem Raum angeordnet von jedem Block (dem Schlitz 28), wobei die Versetzungserfassungs­ elektroden 30, 31 auf dem Substrat 100 ausgebildet sind und in jeden der Schlitze 28 des schwimmenden Körpers 19 vorstehen, wobei jede der Versetzungserfassungselektroden 30, 31 elektrisch verbunden ist mit dem Anker (siehe Fig. 6). In Fig. 6 zeigt (a) eine Schnittansicht unter Verwendung von Polysiliziumverdrahtungsleitungen entlang der in Fig. 5 gezeigten Linie VI-VI, (b) zeigt eine Schnittansicht unter Verwendung von Diffusionsverdrahtungsleitungen entlang der in Fig. 5 gezeigten Linie VI-VI.

Obwohl die Versetzungserfassungselektroden 30, 31 gegeneinander isoliert sind an dem Polysiliziumsubstrat 100, sind die Versetzungserfassungselektroden 30, 31 jeweils mit den Drahtleitungen 32, 33 verbunden, um die Drehung um die Z-Achse herum zu erfassen, die durch den Punkt O hindurch verläuft.

Wenn die Massen 6a, 6b mit einer Resonanzabstimmgabelfrequenz in der X-Richtung vibrieren und eine Winkelrate der Drehung um die Z-Achse herum, die durch den Punkt O hindurch tritt, auf die Massen 6a, 6b wirkt, nehmen die Massen 6a, 6b eine Korioliskraft auf, wodurch die Massen 6a, 6b mit der Y-Komponente (elliptische Vibration) vibrieren. Der Stützbalken 2a-5a, 7a, 8a/2b-5b, 7b, 8b wird um die Z-Achse verdreht, die durch den Zentralpunkt O hindurch tritt, wodurch die Verbindungsbalken 17, 18 mit einer hohen Biegsamkeit um die Z-Achse herum gebogen und verdreht werden, die durch den Punkt O hindurch tritt. Infolgedessen vibriert der schwimmende Körper 19 auf die verdrehte Weise um die Z-Achse herum, die durch den Punkt O hindurch verläuft, um die elliptische Vibration der Massen 6a, 6b zu löschen.

Bei dem vorstehend erwähnten Winkelratensensor sind diese Sensorelektroden (die antreibenden Elektroden 11a, 13a/12a, 14a, die Vibrationserfassungselektroden 11b, 13b/12b, 14b, die Versetzungserfassungselektroden) mit den Winkelratenerfassungsschaltkreisen 34 bis 42 verbunden. Bezüglich dem Winkelratenerfassungsschaltkreis erzeugt ein Zeitgebungssignalerzeugungsschaltkreis 34 ein Antriebsimpulssignal, das die Vibration der Masse 6a auf die gegenphasige Weise erzeugt, wobei die Masse 6a in der X-Richtung mit der Resonanzfrequenz durch das Signal zum Vibrieren gebracht wird, wobei das Antriebsimpulssignal (das die Masse 6a in der X-Richtung antreibt) zugeführt wird durch die Antriebsschaltkreise 35a, 35b, wobei der Zeitgebungssignalerzeugungsschaltkreis 34 ein synchrones Signal zuführt, das verwendet wird für eine synchrone Erfassungseinrichtung mit zwei synchronen Erfassungseinrichtungsschaltkreisen 38, 42.

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm mit Wellengestalten der Abgabespannungen der Antriebsschaltkreise 35a, 35b, wobei das Antriebssignal von dem Antriebsschaltkreis 35b zugeführt wird zu den antreibenden Elektroden 11a, 13a, wobei das Antriebssignal von dem Antriebsschaltkreis 35a gleichzeitig den antreibenden Elektroden 12a, 14a zugeführt wird. Diese Signale sind synchronisiert mit dem Antriebsimpulssignal. Dadurch wird die Masse 6a angetrieben durch die elektrostatische Anziehung in der X-Richtung, wobei die Masse 6b auch in der X-Richtung vibriert. Aber die Vibration in der X-Richtung wird klein und nicht stabilisiert, wenn eine Frequenz der Vibration in der X-Richtung sich von einer Resonanzfrequenz des Sensors tatsächlich unterscheidet. Wenn die Masse 6b in der X-Richtung vibriert, vibriert eine Kapazitanz zwischen den Vibrationserfassungselektroden 11b, 13b/14b, 12b und den Elektroden 15b der Masse 6b auf die gegenphasige Weise. Ein Differenzverstärker 37 verstärkt das Kapazitanzsignal, das erzeugt wird von Vorverstärkern 36a, 36b auf eine Differenzweise, und erzeugt eine Doppelsignalhöhe des Kapazitanzsignals, das durch den Vorverstärker erzeugt wird. Und der Differenzverstärker 37 erzeugt das Differenzsignal, das das Rauschen ausgleicht, führt das Differenzsignal zu mit dem synchronen Einrichtungsschaltkreis 38 und einem Rückführverarbeitungsschaltkreis 39. Der synchrone Erfassungseinrichtungsschaltkreis 38 erfaßt die Erfassungsspannung in der X-Richtung, die die Vibration in der X-Richtung repräsentiert (das Differenzsignal des Differenzverstärkers 37 bei der Synchronisation mit dem Antriebsimpuls), erzeugt ein Signal, das eine Phasenverzögerung der Vibrationen der X-Richtung repräsentiert, und führt das Phasenverzögerungssignal mit dem Rückführverarbeitungsschaltkreis 39 zu.

Der Rückführverarbeitungsschaltkreis 39 führt ein Bewegungsphasensignal zu aufgrund der Übereinstimmung der Phasenverzögerungssignalhöhe von dem synchronen Erfassungseinrichtungsschaltkreis 38 mit einem vorgegebenen Wert mit den Antriebsschaltkreisen 35a, 35b. Die Antriebsschaltkreise 35a, 35b, die das Bewegungsphasensignal aufnehmen, verschieben eine Phase der Abgabeansteuerspannungen V1, V2 für das Antriebsimpulssignal in Übereinstimmung mit dem Bewegungsphasensignal. Die Resonanzabstimmgabelvibration wird stabilisiert, wenn die Phasenverzögerungssignalhöhe des synchronen Erfassungseinrichtungsschaltkreises 38 im wesentlichen ein vorgegebener Wert wird.

Wenn die Winkelrate auf die Massen 6a, 6b wirkt um eine Z-Achse herum, die durch den Zentralpunkt O hindurch verläuft, mit der Resonanzfrequenz (stabilisierte Resonanzabstimmgabelvibrationen), verursacht sie für den schwimmenden Körper 19 eine drehende Vibration. Bei diesem Zustand entspricht eine Amplitude der Drehung des schwimmenden Körpers 19 einem Absolutwert der Winkelrate.

Eine Kapazitanz, die durch ein Paar Versetzungserfassungselektroden 30, 31 erfaßt wird, die die drehende Vibration des schwimmenden Körpers 19 erfassen, vibriert auf die gegenphasige Weise durch eine gegenseitig drehende Vibration. Die Vorverstärker 40a, 40b erzeugen ihr Kapazitanzsignal, der Differenzverstärker 41 erzeugt eine Doppelsignalhöhe des Ausgangs der Vorverstärker (Kapazitanzsignal), erzeugt ein Differenzsignal, das das Rauschen ausgleicht, und führt sein Signal zu mit dem synchronen Erfassungseinrichtungsschaltkreis 42. Der synchrone Erfassungseinrichtungsschaltkreis 42 erfaßt die Vibrationserfassungsspannung, die die drehende Vibration repräsentiert (das Differenzsignal, das erzeugt wird durch den Differenzverstärker 41) und erzeugt ein Signal, das die Winkelrate repräsentiert. Eine Polarität (±) des Winkelratensignals repräsentiert eine Richtung der Wirkung einer Winkelrate, wobei ein Absolutwert der Signalhöhe einen Betrag einer Winkelrate repräsentiert.

Gemäß der Struktur des vorstehend Erwähnten unterdrückt dieser Winkelratensensor die Vibration nicht zwangsläufig wie der herkömmliche Sensor, wobei dieser Sensor stark ist bei der Wirkung der Belastung und einer Temperaturverformung. Und es gibt unbewegliche Punkte der Vibration beim Antreiben und Erfassen der Arten in Übereinstimmung mit dem Schwerpunkt des Winkelratensensors, wobei ein stationärer Punkt des Winkelratensensors bei dem Schwerpunkt existiert. Dadurch ist dieser Winkelratensensor mehr verbessert als der herkömmliche Sensor bei dem Signalrauschverhältnis, da die Vibration von außen praktisch keine Wirkung zeigt für die Antriebs- und Erfassungsvibration. Wenn konkret eine Beschleunigung oder Verzögerung in der Y-Richtung wirkt, haben die resultierenden Bewegungen der Massen 6a, 6b und des schwimmenden Körpers 19 denselben Sinn, und die Höhen der Versetzungssignale der Versetzungserfassungselektroden 30, 31 schwanken in demselben Ausmaß in demselben Sinne. Wenn jedoch die Versetzungserfassungssignale differenzverstärkt sind, werden die Schwankungen der Signalhöhen voneinander gelöscht. Demgemäß ist das Signalrauschverhältnis der Winkelrate nicht verschlechtert durch die Störung, wie bspw. der Beschleunigung. Und dieser Winkelratensensor kann eine Wirkung der Wärmeausdehnung reduzieren, die durch die Temperatur etc. verursacht wird, und braucht fast keine Temperatureinstellung. Das heißt, daß im Vergleich mit dem herkömmlichen Sensor das Winkelratensignal mit einem hohen Signalrauschverhältnis erhalten wird mit einer großen Höhe.

Des weiteren ist der Schwerpunkt der Massen 6a, 6b gestützt durch die Y-Balken 5a, 7a/5b, 7b jeweils, eine Federverformung der Massen 6a, 6b aufgrund der Verformung der Massen selbst wirkt im wesentlichen nicht, die Vibration in der X-Richtung der Massen 6a, 6b wird eine Einzelartvibration.

Da dieser Sensor eine Resonanzabstimmgabelvibration der Massen 6a, 6b verursacht, ist der Sensor in der Lage, mit geringer Energie angetrieben zu werden, mit niedrigen Kosten hergestellt zu werden unter Verwendung einer Halbleitermikrofertigungstechnik, wobei das Signalrauschverhältnis verbessert ist, da eine Höhe des Versetzungsausgangssignal groß wird.

Da der unbewegliche Punkt der Resonanzabstimmgabelvibration der Massen 6a, 6b der Schwerpunkt des Sensors ist, sind die Massen 6a, 6b bei dem Schwerpunkt O (einem Punkt) gestützt, wodurch das Vibrationsleck der Vibration in der X-Richtung grundsätzlich nicht auftritt, wobei das Verstärkungsverhältnis der erfaßten Vibration erhöht werden kann. Das Signalrauschverhältnis kann verbessert werden, da eine unnötige Vibration bei der Erfassungsvibration nicht erzeugt wird und eine unnötige Vibration an der Antriebsvibration nicht erzeugt wird.

Eine Belastung bei dem Balkenabschnitt 2a bis 5a, 7a, 8a/2b bis 5b, 7b, 8b tritt nicht auf durch die Wirkung der Wärmeausdehnung, die durch eine Temperatur verursacht wird, wobei eine Temperaturcharakteristik verbessert werden kann, da der Schwerpunkt der Linie der X-Vibration der Erfassungsvibrationslinie selbst entspricht. Insbesondere kann eine Stabilität einer Winkelratenerfassung erhöht werden, wenn dieser Winkelratensensor verwendet wird für eine Umgebung, deren Temperaturschwankung groß ist (bspw. bei einem Fahrzeug etc.).

Das Vibrationsleck tritt nicht auf, da die Balkenabschnitte 2a bis 7a, 2b bis 7b durch eine gefaltete Form ausgebildet sind, wobei eine Frequenz der verdrehten Vibration bei dem Balkenabschnitt auf eine niedrige Frequenz eingerichtet ist. Und die Belastung bei dem Balkenpunkt durch die Wirkung der Wärmeausdehnung aufgrund der Temperatur tritt nicht auf, da die Temperaturcharakteristik des Sensors verbessert werden kann. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Sensor kann eine externe Gestalt des Sensors klein sein, wobei Herstellungskosten niedrig sein können.

Die Drehschwankung des schwimmenden Körpers 19 wird groß durch ein Hebelprinzip, wobei das Signalrauschverhältnis des Winkelratensignals verbessert werden kann, da die Massen 6a, 6b in einem Innenraum des ringförmigen schwimmenden Körpers 19 angeordnet sind, wobei ein Radius des schwimmenden Körpers 19 länger ist als ein Abstand von dem Zentralpunkt O zu den Massen 6a, 6b.

Und dieser Sensor kann hergestellt werden mit niedrigen Kosten, da dieser Sensor hergestellt werden kann auf einer Siliziumplatte (Siliziumwaver) durch einen Halbleitermikrofertigungsprozeß unter Verwendung von Lithographie. Dieser Sensor wird hergestellt aus einer Platte bspw. durch Ätzen etc., wird einfach ausgebildet durch einen Halbleitermikrofertigungsprozeß, und kann mit niedrigen Kosten gefertigt werden.

Der Winkelratensensor hat ein Paar Massen, die symmetrisch angeordnet sind bzgl. dem Punkt auf der X,Y-Ebene, den Stützbalken, der jede der Massen verbindet, um im wesentlichen beweglich zu sein in einer Richtung, den Zentralanker, der den Stützbalken bei dem Punkt stützt, den schwimmenden Körper mit einer Vielzahl von Schlitzen, und der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt, das Paar Versetzungserfassungselemente, die sich in dem Schlitz befinden und eine drehende Vibration um den Punkt herum erfassen, wenn eine Winkelrate auftritt, den Verbindungsbalken, der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt, und Antriebselektroden vibrieren zumindest eine der Vibrationen auf eine gegenphasige Weise.

Claims (10)

1. Winkelratensensor mit:
einem Paar Massen (6a, 6b), die symmetrisch angeordnet sind bzgl. einem Punkt (O) auf einer Ebene und in einer Richtung vibrieren;
einem Stützbalken (2a-5a, 7a, 8a/2b-5b, 7b, 8b, 10) zum Verbinden jeder der Massen, um im wesentlichen in einer Richtung beweglich zu sein und symmetrisch angeordnet zu sein bzgl. dem Punkt;
einem Zentralanker (1) zum Stützen des Stützbalkens bei dem Punkt;
einer Erfassungseinrichtung (19, 30, 31), die symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt und eine drehende Vibration um den Punkt herum erfaßt, wenn eine Winkelrate senkrecht zu einer Antriebsrichtung der Massen auftritt;
einem Verbindungsbalken (17, 18), der symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt und die Erfassungseinrichtung verbindet; und
einer Antriebseinrichtung (11a-14a, 35a, 35b) zum Verursachen einer Vibration zumindest einer der Massen in einer gegenphasigen Weise.

2. Winkelratensensor nach Anspruch 1, der des weiteren einen schwimmenden Stützbalken aufweist zum Stützen der Erfassungseinrichtung auf eine schwimmende Weise;
und einen schwimmenden Körperanker zum Stützen des schwimmenden Stützbalkens auf einem Substrat.

3. Winkelratensensor nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung einen schwimmenden Körper umfaßt, wobei sich eine Versetzungserfassungselektrode auf dem Substrat befindet.

4. Winkelratensensor nach Anspruch 3, wobei der schwimmende Körper eine Ringform hat, wobei ein Schlitz in dem schwimmenden Körper ausgebildet ist.

5. Winkelratensensor nach Anspruch 4, wobei die Versetzungserfassungselektrode in dem Schlitz angeordnet ist.

6. Winkelratensensor nach Anspruch 5, wobei der Verbindungsbalken sich in einer radialen Richtung des schwimmenden Körpers erstreckt.

7. Winkelratensensor nach Anspruch 1, wobei die Massen, der Stützbalken, der Zentralanker, die Erfassungseinrichtung, die Verbindungsbalken und die Antriebseinrichtung alle Halbleiterfolien sind, die aus leitendem Polysilizium hergestellt sind.

8. Winkelratensensor mit:
einem Paar Massen, die symmetrisch angeordnet sind bzgl. einem Punkt auf einer Ebene und in eine Richtung vibrieren;
einer Erfassungseinrichtung, die symmetrisch angeordnet ist bzgl. dem Punkt und eine drehende Vibration um den Punkt herum erfaßt, wenn eine Winkelrate senkrecht zu einer Antriebsrichtung der Massen auftritt;
einer Antriebseinrichtung zum Verursachen einer Vibration zumindest eines der Vibratoren auf eine gegenphasige Weise; und
einen Zentralanker zum Stützen der Balken bei einem unbeweglichen Punkt des Sensors, wenn die Massen vibriert werden, und einem unbeweglichen Punkt des Sensors, wenn eine Winkelrate senkrecht zu einer Antriebsrichtung der Massen bei einer Antriebsart auftritt.

9. Winkelratensensor nach Anspruch 8, wobei die Erfassungseinrichtung einen schwimmenden Körper und eine Versetzungserfassungselektrode umfaßt, die auf einem Substrat gestützt ist.

10. Winkelratensensor nach Anspruch 8, wobei der schwimmende Körper sich um den Punkt herum dreht, wenn die Winkelrate auftritt, wobei die Versetzungserfassungselektroden eine Kapazitanz erfassen proportional zu einem Betrag der Winkelrate zwischen dem schwimmenden Körper und den Versetzungserfassungselektroden.