JP2000180176A - 振動型角速度センサ - Google Patents
振動型角速度センサInfo
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- JP2000180176A JP2000180176A JP10355277A JP35527798A JP2000180176A JP 2000180176 A JP2000180176 A JP 2000180176A JP 10355277 A JP10355277 A JP 10355277A JP 35527798 A JP35527798 A JP 35527798A JP 2000180176 A JP2000180176 A JP 2000180176A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】振動型角速度センサを構成する質量部が変位の
際に受ける空気抵抗の低減、検出感度の向上、かつ小型
化。 【解決手段】基板１０上に、質量部１１と、質量部１１
を支持する梁１４と、質量部１１を駆動する駆動用電極
１５、１６と、駆動された状態の質量部１１が角速度に
より変位し、その変位量を検出する検出部１１ｆ、２６
を備えた振動型角速度センサ１において、質量部１１
は、基板１０の中央部に配され、かつ梁１４は質量部１
１の上、下部から水平に延在し、さらに基板１０の中央
部方向へ折曲がったＬ字形状に形成する。
際に受ける空気抵抗の低減、検出感度の向上、かつ小型
化。 【解決手段】基板１０上に、質量部１１と、質量部１１
を支持する梁１４と、質量部１１を駆動する駆動用電極
１５、１６と、駆動された状態の質量部１１が角速度に
より変位し、その変位量を検出する検出部１１ｆ、２６
を備えた振動型角速度センサ１において、質量部１１
は、基板１０の中央部に配され、かつ梁１４は質量部１
１の上、下部から水平に延在し、さらに基板１０の中央
部方向へ折曲がったＬ字形状に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動型角速度セン
サを構成する質量部が変位の際に受ける空気抵抗の低減
を図り、検出感度を向上させ、かつ小型化可能にした振
動型角速度センサに関する。
サを構成する質量部が変位の際に受ける空気抵抗の低減
を図り、検出感度を向上させ、かつ小型化可能にした振
動型角速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５（Ａ）、（Ｂ）は第１の従来例を示
す図である。図５（Ａ）はケースを取り外して見た振動
型角速度センサ１を示す平面図で、１０は絶縁性の基
板、１１は開口穴１１ａ、側方に櫛形電極１１ｂ、１１
ｃが形成された導電性平板状の質量部、１４は一端が固
定部１３によって基板１０に固定され、他端が質量部１
１と一体に形成された図面上下方向に直線状に延在する
梁、１５、１６は一端が基板１０に固定され、他端が櫛
形電極１１ｂ、１１ｃと交互の間挿される櫛形電極１５
ａ、１６ａを有する固定の駆動電極である。ここで、櫛
形電極１１ｂ、１１ｃは、質量部１１ｂ、１１ｃと共動
し、固定の櫛形電極１５ａ、１６ａと共に駆動部１７、
１８を形成する。
す図である。図５（Ａ）はケースを取り外して見た振動
型角速度センサ１を示す平面図で、１０は絶縁性の基
板、１１は開口穴１１ａ、側方に櫛形電極１１ｂ、１１
ｃが形成された導電性平板状の質量部、１４は一端が固
定部１３によって基板１０に固定され、他端が質量部１
１と一体に形成された図面上下方向に直線状に延在する
梁、１５、１６は一端が基板１０に固定され、他端が櫛
形電極１１ｂ、１１ｃと交互の間挿される櫛形電極１５
ａ、１６ａを有する固定の駆動電極である。ここで、櫛
形電極１１ｂ、１１ｃは、質量部１１ｂ、１１ｃと共動
し、固定の櫛形電極１５ａ、１６ａと共に駆動部１７、
１８を形成する。
【０００３】図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ'線断面
図で、１９は質量部１１、駆動部１７、１８、及び固定
部１３を被う絶縁性のケースである。基板１０、ケース
１９には質量部１１がＺ軸方向に変位する際に検出する
検出電極２０、２１が設けられている。図５（Ｂ）に示
されるように、質量部１１、櫛形電極１５ａ、１６ａは
基板１０から浮いて形成され、また図示されていない
が、櫛形電極１１ｂ、１１ｃも同様に、基板１０から浮
いて形成されている。
図で、１９は質量部１１、駆動部１７、１８、及び固定
部１３を被う絶縁性のケースである。基板１０、ケース
１９には質量部１１がＺ軸方向に変位する際に検出する
検出電極２０、２１が設けられている。図５（Ｂ）に示
されるように、質量部１１、櫛形電極１５ａ、１６ａは
基板１０から浮いて形成され、また図示されていない
が、櫛形電極１１ｂ、１１ｃも同様に、基板１０から浮
いて形成されている。
【０００４】図６（Ａ）、（Ｂ）は、第２の従来例を示
す図である。同図において、上記第１の従来例と対応す
る部分は同一符号を付す。図６（Ａ）はケースを取り外
して見た振動型角速度センサ２を示す平面図で、１０は
絶縁性の基板、１１は開口穴１１ａ、側方に櫛形電極１
１ｂ、１１ｃ、上、下側に櫛形電極１１ｄ，１１ｅが形
成された導電性平板状の質量部、１４は一端が固定部１
３によって基板１０に固定され、他端が質量部１１と一
体に形成された梁、１５、１６は一端が基板１０に固定
され、他端が櫛形電極１１ｂ、１１ｃと交互の間挿され
る櫛形電極１５ａ、１６ａを有する固定の駆動電極、２
２、２３は一端が基板１０に固定され、他端が櫛形電極
１１ｄ、１１ｅと交互の間挿される櫛形電極２２ａ、２
３ａを有する固定の検出電極である。ここで、櫛形電極
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、質量部１１と共動
し、櫛形電極１１ｂ、１１ｃは固定の櫛形電極１５ａ、
１６ａと共に駆動部１７、１８を形成し、櫛形電極１１
ｄ、１１ｅは、固定の櫛形電極２２ａ、２３ａと共にＹ
軸方向の変位を検出する検出部２４、２５を形成する。
す図である。同図において、上記第１の従来例と対応す
る部分は同一符号を付す。図６（Ａ）はケースを取り外
して見た振動型角速度センサ２を示す平面図で、１０は
絶縁性の基板、１１は開口穴１１ａ、側方に櫛形電極１
１ｂ、１１ｃ、上、下側に櫛形電極１１ｄ，１１ｅが形
成された導電性平板状の質量部、１４は一端が固定部１
３によって基板１０に固定され、他端が質量部１１と一
体に形成された梁、１５、１６は一端が基板１０に固定
され、他端が櫛形電極１１ｂ、１１ｃと交互の間挿され
る櫛形電極１５ａ、１６ａを有する固定の駆動電極、２
２、２３は一端が基板１０に固定され、他端が櫛形電極
１１ｄ、１１ｅと交互の間挿される櫛形電極２２ａ、２
３ａを有する固定の検出電極である。ここで、櫛形電極
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、質量部１１と共動
し、櫛形電極１１ｂ、１１ｃは固定の櫛形電極１５ａ、
１６ａと共に駆動部１７、１８を形成し、櫛形電極１１
ｄ、１１ｅは、固定の櫛形電極２２ａ、２３ａと共にＹ
軸方向の変位を検出する検出部２４、２５を形成する。
【０００５】図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ'線断面
図で、１９は質量部１１、駆動部１７、１８、検出部２
４、２５及び固定部１３を被うケースである。基板１
０、ケース１９には質量部１１がＺ軸方向に変位する際
に検出する検出電極２０、２１が設けられている。図５
（Ｂ）に示されるように、質量部１１、櫛形電極１５
ａ、１６ａは基板１０から浮いて形成され、また図示さ
れていないが、櫛形電極１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１
ｅも同様に、基板１０から浮いて形成されている。
図で、１９は質量部１１、駆動部１７、１８、検出部２
４、２５及び固定部１３を被うケースである。基板１
０、ケース１９には質量部１１がＺ軸方向に変位する際
に検出する検出電極２０、２１が設けられている。図５
（Ｂ）に示されるように、質量部１１、櫛形電極１５
ａ、１６ａは基板１０から浮いて形成され、また図示さ
れていないが、櫛形電極１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１
ｅも同様に、基板１０から浮いて形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記第１の
従来例においては、図５（Ａ）に示す如く、梁１４が直
線状に形成されているため、梁１４の両側に空間が出来
てしまい、基板１０の面積に対する質量部の面積を大き
くとれず、また、空気の粘性抵抗対策用の気体の逃げ穴
１１ａを設けているため、さらに質量部１１の質量が軽
くなってしまいセンサの感度、及び小型化に適さないと
いう課題があった。
従来例においては、図５（Ａ）に示す如く、梁１４が直
線状に形成されているため、梁１４の両側に空間が出来
てしまい、基板１０の面積に対する質量部の面積を大き
くとれず、また、空気の粘性抵抗対策用の気体の逃げ穴
１１ａを設けているため、さらに質量部１１の質量が軽
くなってしまいセンサの感度、及び小型化に適さないと
いう課題があった。
【０００７】また、図５（Ｂ）に示す如く、質量部１１
の厚みは、ケース１９と基板１０との間のギャップ寸法
により制限されて振動子を厚くできず、さらに、質量部
１１は基板１０と面で接触するため、ステイッキングと
いう固着現象が発生し、検出不能になる場合があり、セ
ンサの感度、及び安定性に適さないという課題があっ
た。
の厚みは、ケース１９と基板１０との間のギャップ寸法
により制限されて振動子を厚くできず、さらに、質量部
１１は基板１０と面で接触するため、ステイッキングと
いう固着現象が発生し、検出不能になる場合があり、セ
ンサの感度、及び安定性に適さないという課題があっ
た。
【０００８】上記第２の従来例においては、図６
（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、角型の質量部１１の４辺に
櫛型電極１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを設けると、
基板１０の面積に対する質量部１１の面積を大きくとれ
ず、また、空気の粘性抵抗対策用の気体の逃げ穴１１ａ
を設けると、さらに質量部１１の質量が軽くなってしま
い、センサの感度、及び小型化に適さないという課題が
あった。
（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、角型の質量部１１の４辺に
櫛型電極１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを設けると、
基板１０の面積に対する質量部１１の面積を大きくとれ
ず、また、空気の粘性抵抗対策用の気体の逃げ穴１１ａ
を設けると、さらに質量部１１の質量が軽くなってしま
い、センサの感度、及び小型化に適さないという課題が
あった。
【０００９】本発明は、振動型角速度センサを構成する
質量部が変位の際に受ける空気抵抗の低減を図り、検出
感度を向上させ、かつ小型化可能にした振動型角速度セ
ンサを得ることを目的とする。
質量部が変位の際に受ける空気抵抗の低減を図り、検出
感度を向上させ、かつ小型化可能にした振動型角速度セ
ンサを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、基
板上に、質量部と、前記質量部を支持する梁と、前記質
量部を駆動する駆動用電極と、駆動された状態の前記質
量部が角速度により変位し、その変位量を検出する検出
部を備えた振動型角速度センサにおいて、前記質量部
は、前記基板の中央部に配され、かつ前記梁は前記質量
部の上、下部から水平に延在し、さらに基板の中央部方
向へ折曲がったＬ字形状に形成することによって達成で
きる。
板上に、質量部と、前記質量部を支持する梁と、前記質
量部を駆動する駆動用電極と、駆動された状態の前記質
量部が角速度により変位し、その変位量を検出する検出
部を備えた振動型角速度センサにおいて、前記質量部
は、前記基板の中央部に配され、かつ前記梁は前記質量
部の上、下部から水平に延在し、さらに基板の中央部方
向へ折曲がったＬ字形状に形成することによって達成で
きる。
【００１１】また、基板上に、質量部と、前記質量部を
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記検出部は、質量部に開口穴が
形成され、前記開口穴内に配置された検出電極が前記基
板に固定して形成することによって達成できる。
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記検出部は、質量部に開口穴が
形成され、前記開口穴内に配置された検出電極が前記基
板に固定して形成することによって達成できる。
【００１２】また、基板上に、シリコン材料からなる質
量部と、前記質量部を支持する梁と、前記質量部を駆動
する駆動用電極と、駆動された状態の前記質量部が角速
度により変位し、その変位量を検出する検出部を有し、
これら質量部、駆動用電極、及び検出部を被ってなるケ
ースを備えた振動型角速度センサにおいて、前記基板と
ケース間の前記質量部に対応する距離が大きくなるよう
に、前記基板及びケースに段差を設けることによって達
成できる。
量部と、前記質量部を支持する梁と、前記質量部を駆動
する駆動用電極と、駆動された状態の前記質量部が角速
度により変位し、その変位量を検出する検出部を有し、
これら質量部、駆動用電極、及び検出部を被ってなるケ
ースを備えた振動型角速度センサにおいて、前記基板と
ケース間の前記質量部に対応する距離が大きくなるよう
に、前記基板及びケースに段差を設けることによって達
成できる。
【００１３】また、基板上に、質量部と、前記質量部を
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記ケースの前記質量部に対応す
る部分に空気逃げ用の開口穴を形成することによって達
成できる。
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記ケースの前記質量部に対応す
る部分に空気逃げ用の開口穴を形成することによって達
成できる。
【００１４】また、基板上に、質量部と、前記質量部を
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記検出部は、前記質量部と前記
ケースに設けられた電極との容量変化によって構成さ
れ、かつ前記ケースの電極を除いた部分に空気逃げ用の
開口穴を形成したことによって達成できる。
支持する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆
動された状態の前記質量部が角速度により変位し、その
変位量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用
電極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角
速度センサにおいて、前記検出部は、前記質量部と前記
ケースに設けられた電極との容量変化によって構成さ
れ、かつ前記ケースの電極を除いた部分に空気逃げ用の
開口穴を形成したことによって達成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態を参
照して、本発明を詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）
は本発明に係る振動型角速度センサの第１の実施形態を
示す、それぞれケースを取り外してセンサを上から見た
概略平面図、及び図１（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図であ
る。同図において、上記第１、及び第２の従来例と対応
する部分は同一符号を付してある。
照して、本発明を詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）
は本発明に係る振動型角速度センサの第１の実施形態を
示す、それぞれケースを取り外してセンサを上から見た
概略平面図、及び図１（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図であ
る。同図において、上記第１、及び第２の従来例と対応
する部分は同一符号を付してある。
【００１６】シリコン材料からなる質量部１１と、質量
部１１の変位に応じて３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）変形可能
なＬ字形の梁１４を有する。このＬ字形の梁１４は、質
量部１１の図面で、上、下側から左右に延在し、中間部
で基板１０の上下の中央部側に折曲された形状となって
いる。梁１４をＬ字形状にすることにより、質量部１１
が、図面に示す如く、上、下方向に延びた長形の大きな
面積の形状に構成されている。
部１１の変位に応じて３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）変形可能
なＬ字形の梁１４を有する。このＬ字形の梁１４は、質
量部１１の図面で、上、下側から左右に延在し、中間部
で基板１０の上下の中央部側に折曲された形状となって
いる。梁１４をＬ字形状にすることにより、質量部１１
が、図面に示す如く、上、下方向に延びた長形の大きな
面積の形状に構成されている。
【００１７】駆動部１７、１８は、質量部１１の側方に
形成された櫛形電極１１ｂ、１１ｃと、固定された駆動
電極１５、１６に形成され、櫛形電極１１ｂ、１１ｃと
交互に間挿された櫛形電極１５ａ、１５ｂとで構成され
ている。
形成された櫛形電極１１ｂ、１１ｃと、固定された駆動
電極１５、１６に形成され、櫛形電極１１ｂ、１１ｃと
交互に間挿された櫛形電極１５ａ、１５ｂとで構成され
ている。
【００１８】符号２６は検出電極である。後述する如
く、質量部１１が図１（Ａ）のＢ方向へ変位したとき
に、質量部１１の開口穴１１ａの端縁１１ｆと、検出電
極２６との間の距離が変化し、これに伴う電気容量値の
変化を検出する検出部を構成している。
く、質量部１１が図１（Ａ）のＢ方向へ変位したとき
に、質量部１１の開口穴１１ａの端縁１１ｆと、検出電
極２６との間の距離が変化し、これに伴う電気容量値の
変化を検出する検出部を構成している。
【００１９】図１（Ｂ）に示す如く、櫛形電極１５ａ、
１６ａ、質量部１１、また図示されていないが、質量部
１１に形成されている櫛型電極１１ｂ、１１ｃ、梁部１
４は、基板１０上には固定されず浮いた状態で、物理量
により変位出来る構成になっている。
１６ａ、質量部１１、また図示されていないが、質量部
１１に形成されている櫛型電極１１ｂ、１１ｃ、梁部１
４は、基板１０上には固定されず浮いた状態で、物理量
により変位出来る構成になっている。
【００２０】駆動用電極１５、１６、質量部１１の開口
穴１１ａ内に配置されている検出電極電極２６、梁１４
の固定部１３は基板１０に固定されている。
穴１１ａ内に配置されている検出電極電極２６、梁１４
の固定部１３は基板１０に固定されている。
【００２１】図１（Ｂ）に示す如く、基板１０とケース
１９には、質量部１１に対応する距離が大きくなるよう
に、段差２７、２８が形成されている。この段差２７、
２８により、質量部１１に厚み寸法を大きくとれ、空気
の粘性抵抗を軽減することができ、感度を向上させる。
また、質量部１１と基板１０、ケース１９との距離を大
きくとれることから、上述したステッキング防止に効果
的である。
１９には、質量部１１に対応する距離が大きくなるよう
に、段差２７、２８が形成されている。この段差２７、
２８により、質量部１１に厚み寸法を大きくとれ、空気
の粘性抵抗を軽減することができ、感度を向上させる。
また、質量部１１と基板１０、ケース１９との距離を大
きくとれることから、上述したステッキング防止に効果
的である。
【００２２】次にこの装置の動作を説明する。角速度の
検出は、例として、X軸方向に対向する外側の櫛型電極
（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞれにＶ
t＋Ｖdｓｉｎ（ωｔ）、Ｖt−Ｖdｓｉｎ（ωｔ）の電圧
（Ｖt：直流バイアス電圧、Ｖdｓｉｎ（ωｔ）：駆動用
交流電圧）を印加すると、内側との櫛型電極１１ｂ、１
１ｃに静電気力が生じ、駆動周波数を、Ｘ軸方向の共振
周波数と等しくすると質量部１１は、X軸方向に共振す
る。この状態で、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が加わる
と、振動しているＸ軸と垂直方向のＹ軸方向にもコリオ
リ力により共振が起き、質量部１１が矢印Ｂ方向へ変位
する。この振動の大きさは角速度に比例し、質量部１１
の開口穴１１ａの端縁１１ｆと、検出電極２６との距離
が変化して、静電容量の変化となり、角速度（Ωｚ）を
検出できる。
検出は、例として、X軸方向に対向する外側の櫛型電極
（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞれにＶ
t＋Ｖdｓｉｎ（ωｔ）、Ｖt−Ｖdｓｉｎ（ωｔ）の電圧
（Ｖt：直流バイアス電圧、Ｖdｓｉｎ（ωｔ）：駆動用
交流電圧）を印加すると、内側との櫛型電極１１ｂ、１
１ｃに静電気力が生じ、駆動周波数を、Ｘ軸方向の共振
周波数と等しくすると質量部１１は、X軸方向に共振す
る。この状態で、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が加わる
と、振動しているＸ軸と垂直方向のＹ軸方向にもコリオ
リ力により共振が起き、質量部１１が矢印Ｂ方向へ変位
する。この振動の大きさは角速度に比例し、質量部１１
の開口穴１１ａの端縁１１ｆと、検出電極２６との距離
が変化して、静電容量の変化となり、角速度（Ωｚ）を
検出できる。
【００２３】検出信号には加速度、角速度、振動成分
が、足されたものとなる場合があり、角速度成分は、Ｈ
ＰＦで加速度成分除去した後、加振周波数で同期検波す
ることにより分離、検出できる。
が、足されたものとなる場合があり、角速度成分は、Ｈ
ＰＦで加速度成分除去した後、加振周波数で同期検波す
ることにより分離、検出できる。
【００２４】ここで、小さな質量を持つ可動する質量部
を備えた角速度センサでは、質量部にかかる重力などの
体積力よりも、空気の粘性抵抗などの表面力がその動作
に大きく影響を与えている。よって静電容量で検出する
場合、検出可能な静電容量を確保するため、静電駆動す
る場合は駆動力を大きくするために質量部１１と基板１
０（またはケース１９）との電極間ギャップを狭くする
必要があるので、ギャップに存在する気体のスクイズ膜
によるダンピングを考慮した設計が必要となってくる。
を備えた角速度センサでは、質量部にかかる重力などの
体積力よりも、空気の粘性抵抗などの表面力がその動作
に大きく影響を与えている。よって静電容量で検出する
場合、検出可能な静電容量を確保するため、静電駆動す
る場合は駆動力を大きくするために質量部１１と基板１
０（またはケース１９）との電極間ギャップを狭くする
必要があるので、ギャップに存在する気体のスクイズ膜
によるダンピングを考慮した設計が必要となってくる。
【００２５】また、小型化、高感度化として空間利用効
率向上、変位する質量部１１の空気抵抗の低減を図る構
成が必要である。
率向上、変位する質量部１１の空気抵抗の低減を図る構
成が必要である。
【００２６】図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る振動型
角速度センサ第２の実施形態を示で、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図２（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１、及び
第２の従来例、及び第１の実施形態と対応する部分は同
一符号を付してある。
角速度センサ第２の実施形態を示で、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図２（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１、及び
第２の従来例、及び第１の実施形態と対応する部分は同
一符号を付してある。
【００２７】振動型センサ４の角速度の検出は、上述し
た第１の実施形態と同じくX軸方向に対向する外側の櫛
型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞ
れに駆動電圧を印加し、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が加
わると、Ｙ軸方向のコリオリ力により共振が起き、質量
部１１が矢印Ｃ方向へ変位させるものである。従って、
質量部１１のＺ軸方向への変位はない。
た第１の実施形態と同じくX軸方向に対向する外側の櫛
型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞ
れに駆動電圧を印加し、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が加
わると、Ｙ軸方向のコリオリ力により共振が起き、質量
部１１が矢印Ｃ方向へ変位させるものである。従って、
質量部１１のＺ軸方向への変位はない。
【００２８】本実施形態においては、変位しない方向に
位置するケース１９に質量部１１と同程度の開口穴２９
を形成した構成である。この構成により、質量部１１が
Ｙ軸方向へ変位した際、圧縮された空気を開口穴２９か
ら逃がし、質量部１１の空気の粘性抵抗の軽減に効果を
得る。
位置するケース１９に質量部１１と同程度の開口穴２９
を形成した構成である。この構成により、質量部１１が
Ｙ軸方向へ変位した際、圧縮された空気を開口穴２９か
ら逃がし、質量部１１の空気の粘性抵抗の軽減に効果を
得る。
【００２９】図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る振動型
角速度センサ第３の実施形態を示し、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図３（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１、及び
第２の従来例、第１の実施形態及び第２の実施形態と対
応する部分は同一符号を付してある。
角速度センサ第３の実施形態を示し、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図３（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１、及び
第２の従来例、第１の実施形態及び第２の実施形態と対
応する部分は同一符号を付してある。
【００３０】振動型センサ５の角速度の検出は、X軸方
向に対向する外側の櫛型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１
１ｃ、１６ａ）それぞれに駆動電圧を印加し、Ｙ軸回り
に角速度（Ωｚ）が加わると、Ｚ軸方向のコリオリ力に
より共振が起き、図３（Ｂ）に示す如く、質量部１１を
矢印Ｄ方向へ変位させるものである。
向に対向する外側の櫛型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１
１ｃ、１６ａ）それぞれに駆動電圧を印加し、Ｙ軸回り
に角速度（Ωｚ）が加わると、Ｚ軸方向のコリオリ力に
より共振が起き、図３（Ｂ）に示す如く、質量部１１を
矢印Ｄ方向へ変位させるものである。
【００３１】本実施形態においては、質量部１１の空気
逃げ用の開口穴１１ａに対応してケース１９に同程度の
穴３０を形成した構成である。この穴３０により、空気
の粘性抵抗対策用の気体の逃げをつくり検出感度を向上
させている。
逃げ用の開口穴１１ａに対応してケース１９に同程度の
穴３０を形成した構成である。この穴３０により、空気
の粘性抵抗対策用の気体の逃げをつくり検出感度を向上
させている。
【００３２】図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る振動型
角速度センサ第４の実施形態を示し、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図４（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１の実施
形態と対応する部分は同一符号を付してある。
角速度センサ第４の実施形態を示し、ケースを取り外し
てセンサを上から見た概略平面図、及び図４（Ａ）のＡ
−Ａ'線断面図である。同図において、上記第１の実施
形態と対応する部分は同一符号を付してある。
【００３３】振動型センサ６の角速度の検出は、上述し
た第１の実施形態と同じくX軸方向に対向する外側の櫛
型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞ
れに駆動電圧を印加して、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が
加わると、Ｙ軸方向のコリオリ力により共振が起き、質
量部１１が矢印Ｅ方向へ変位させるものである。
た第１の実施形態と同じくX軸方向に対向する外側の櫛
型電極（１１ｂ、１５ａ）、（１１ｃ、１６ａ）それぞ
れに駆動電圧を印加して、Ｚ軸回りに角速度（Ωｚ）が
加わると、Ｙ軸方向のコリオリ力により共振が起き、質
量部１１が矢印Ｅ方向へ変位させるものである。
【００３４】第１の実施形態で、基板１０およびケース
１９に段差２８、２９をつけて、質量部１１の厚さ寸法
を大きくできることを説明したが、本実施形態において
は、、基板１０及びケース１９に段差２８、２９をつけ
るのみで、質量部１１とのギャップを広くして、空気の
粘性抵抗を下げ、感度を向上させている。
１９に段差２８、２９をつけて、質量部１１の厚さ寸法
を大きくできることを説明したが、本実施形態において
は、、基板１０及びケース１９に段差２８、２９をつけ
るのみで、質量部１１とのギャップを広くして、空気の
粘性抵抗を下げ、感度を向上させている。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、、振
動型角速度センサを構成する質量部が変位の際に受ける
空気抵抗の低減を図り、検出感度を向上させ、かつ小型
化可能にした振動型角速度センサを提供できる。
動型角速度センサを構成する質量部が変位の際に受ける
空気抵抗の低減を図り、検出感度を向上させ、かつ小型
化可能にした振動型角速度センサを提供できる。
【図１】 本発明に係る振動型角速度センサの第１の実
施形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−
Ａ'線断面図である。
施形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−
Ａ'線断面図である。
【図２】 本発明に係る振動型角速度センサの第２の実
施形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−
Ａ'線断面図である。
施形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−
Ａ'線断面図である。
【図３】 本発明に係る振動型角速度センサの第３実施
形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'
線断面図である。
形態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'
線断面図である。
【図４】 本発明に係る振動型角速度センサの第４施形
態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線
断面図である。
態を示し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線
断面図である。
【図５】 第１の従来例に係る振動型角速度センサを示
し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図
である。
し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図
である。
【図６】 第１の従来例に係る振動型角速度センサを示
し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図
である。
し、(Ａ)は平面図で、(Ｂ)は（Ａ）のＡ−Ａ'線断面図
である。
１、２、３、４、５、６ 振動型角速度センサ １０ 基板 １１ 質量部 １３ 固定部 １４ 梁 １５、１６ 固定の駆動電極 １７、１８ 駆動部 １９ ケース ２０、２１、２２、２３、２６ 検出電極 ２４、２５ 検出部 ２７、２８ 段差 ２９、３０ 穴
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、質量部と、前記質量部を支持
する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆動さ
れた状態の前記質量部が角速度により変位し、その変位
量を検出する検出部を備えた振動型角速度センサにおい
て、前記質量部は、前記基板の中央部に配され、かつ前
記梁は前記質量部の上、下部から水平に延在し、さらに
基板の中央部方向へ折曲がったＬ字形状に形成したこと
を特徴とする振動型角速度センサ。 - 【請求項２】 基板上に、質量部と、前記質量部を支持
する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆動さ
れた状態の前記質量部が角速度により変位し、その変位
量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用電
極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角速
度センサにおいて、前記検出部は、質量部に開口穴が形
成され、前記開口穴内に配置された検出電極が前記基板
に固定されて形成された振動型角速度センサ。 - 【請求項３】 基板上に、質量部と、前記質量部を支持
する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆動さ
れた状態の前記質量部が角速度により変位し、その変位
量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用電
極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角速
度センサにおいて、前記基板とケース間の前記質量部に
対応する距離が大きくなるように、前記基板及びケース
に段差を設けたことを特徴とする振動型角速度センサ。 - 【請求項４】 基板上に、質量部と、前記質量部を支持
する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆動さ
れた状態の前記質量部が角速度により変位し、その変位
量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用電
極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角速
度センサにおいて、前記ケースの前記質量部に対応する
部分に空気気逃げ用の開口穴を形成したことを特徴とす
る振動型角速度センサ。 - 【請求項５】 基板上に、質量部と、前記質量部を支持
する梁と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、駆動さ
れた状態の前記質量部が角速度により変位し、その変位
量を検出する検出部を有し、これら質量部、駆動用電
極、及び検出部を被ってなるケースを備えた振動型角速
度センサにおいて、前記検出部は、前記質量部と前記ケ
ースに設けられた電極との容量変化によって構成され、
かつ前記ケースの電極を除いた部分に空気気逃げ用の開
口穴が形成されたことを特徴とする振動型角速度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35527798A JP4352490B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 振動型角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35527798A JP4352490B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 振動型角速度センサ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008307018A Division JP2009047712A (ja) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | 振動型角速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180176A true JP2000180176A (ja) | 2000-06-30 |
| JP4352490B2 JP4352490B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP4352490B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032555A (ja) * | 2009-11-16 | 2010-02-12 | Sony Corp | 角速度センサ |
| JP2010032367A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 静電容量型加速度センサ及び静電容量型加速度計 |
| JP2014032200A (ja) * | 2013-09-12 | 2014-02-20 | Toyota Central R&D Labs Inc | Ｍｅｍｓセンサ |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0854242A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JPH08184448A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Murata Mfg Co Ltd | 角速度センサ |
| WO1997045699A2 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | The Regents Of The University Of California | Micromachined vibratory rate gyroscope |
| JPH10104266A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Nissan Motor Co Ltd | 力学量センサおよびそれを用いた集積回路 |
| JPH10221083A (ja) * | 1997-02-05 | 1998-08-21 | Murata Mfg Co Ltd | 振動型ジャイロ装置 |
| JPH10256568A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Mitsubishi Materials Corp | 半導体慣性センサの製造方法 |
| JP2000133814A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-05-12 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
-
1998
- 1998-12-15 JP JP35527798A patent/JP4352490B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4352490B2 (ja) | 2009-10-28 |
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