JP2003028644A

JP2003028644A - 角速度センサ装置

Info

Publication number: JP2003028644A
Application number: JP2001212426A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ao; 青　　建一; Yuji Higuchi; 祐史樋口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-29
Also published as: DE10231423A1; US6658937B2; US20030010121A1

Abstract

(57)【要約】【課題】振動型の角速度センサ装置において、外部加
速度の印加によって角速度の検出精度が低下するのを防
止する。【解決手段】角速度検出用のセンサ素子１００は、Ｓ
ＯＩ基板１０の表面側に、ｘ軸方向およびｘ軸方向と直
交するｙ軸方向に変位可能な振動体３１を形成し、この
振動体３１がｘ軸方向へ振動している状態で、ｚ軸回り
に角速度が加わったときに振動体３１に生じるｙ軸方向
への変位に基づいて角速度を検出するようにしたもので
あり、センサ素子１００は、接着剤３００を介してパッ
ケージ部材２００に実装されて構造体Ｓ１が形成されて
おり、構造体Ｓ１のｙ軸方向への共振周波数が、振動体
３１のｘ軸方向への共振周波数と振動体３１のｙ軸方向
への共振周波数との差の１／２^1/2倍以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動型の角速度セ
ンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の角速度センサ装置は、
振動体を備えた角速度検出用のセンサ素子を有する。こ
のセンサ素子は、基板と、この基板に対して相直交する
第１の軸方向、第２の軸方向に変位可能なように支持梁
を介して支持された上記振動体と、この振動体を第１の
方向へ振動させる振動発生手段と、角速度印加時に振動
体に生じる第２の軸方向への変位に基づいて角速度を検
出するための角速度検出手段とを備える。

【０００３】そして、振動発生手段により振動体を基板
に対して平行な第１の軸方向に振動させている状態で、
センサ全体が基板と垂直な回転軸（第３の軸）を中心と
して回転すると、この回転力に応じたコリオリ力によっ
て、振動体は第１の軸方向と直交する第２の軸方向に振
動する。そして、角速度検出手段を介して振動体の振動
時の変位量を検出することにより、センサ全体に加わっ
た角速度を検出することができる。

【０００４】このようなセンサ素子としては、例えば、
特開２０００−２８３６５号公報や特開平５−３１２５
７６号公報に記載のものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の角速度センサ装置では、第２の軸方向に外部から加
速度が加わったときにおいても、この加速度によって振
動体が第２の軸方向に変位する。このとき、角速度検出
手段は、このような加速度による振動体の変位量も角速
度によるものとして検出する。即ち、センサ全体が基板
に垂直な第３の軸を中心として回転しないときであって
も、第２の軸方向に加速度が加わったときには、角速度
検出手段は、振動体の変位量を検出してしまう。

【０００６】このように、第２の軸方向に加速度が加わ
ったときには、この加速度による振動体の変位量がノイ
ズとして加わってしまうため、角速度の検出精度が低下
するという問題がある。

【０００７】また、従来の角速度センサ装置は、一般
に、センサ素子は素子単体ではなく、パッケージ部材に
実装されて使用される。このような実装構造において、
従来は、センサ素子を防振ゴムを介してパッケージ部材
に搭載することで、外部加速度による振動体の共振を抑
えセンサの破損等を防止する構造も知られているが、加
速度による角速度の検出精度の低下に関しては適切な方
法は提案されていない。

【０００８】そこで、外部からの加速度印加による角速
度の検出精度の低下の問題は、センサ素子がパッケージ
部材に対して実装されて一体化された構造体について、
すなわち、装置全体について考慮し、解決していく必要
がある。

【０００９】本発明は上記問題に鑑み、振動型の角速度
センサ装置において、外部加速度の印加によって角速度
の検出精度が低下するのを防止することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、角速度検出用のセンサ
素子（１００）を有し、センサ素子が、基板（１０）
と、この基板に対して、第１の軸（ｘ）方向に弾性変形
可能な第１の支持梁（３３）および第１の軸方向と直交
する第２の軸（ｙ）方向に弾性変形可能な第２の支持梁
（３４）を介して支持された振動体（３１）と、この振
動体を第１の軸方向へ振動させる振動発生手段（３５、
４０）と、振動体が第１の軸方向へ振動している状態
で、第３の軸（ｚ）回りに角速度が加わったときに振動
体に生じる第２の軸方向への変位に基づいて角速度を検
出するための角速度検出手段（３６、５０）とを備える
ものである角速度センサ装置において、センサ素子を、
パッケージ部材（２００）に対して実装することによ
り、これらセンサ素子およびパッケージ部材が一体化さ
れた構造体（Ｓ１）が形成されており、構造体の第２の
軸方向への共振周波数が、振動体の第１の軸方向への共
振周波数と振動体の第２の軸方向への共振周波数との差
の１／２^1/2倍以下であることを特徴とする。

【００１１】検出における角速度出力においては、外部
加速度の周波数が、振動体の第１の軸方向への共振周波
数（ｆｄ）と振動体の第２の軸方向への共振周波数（ｆ
ｓ）との差（Δｆ、以下、本欄にて振動体の共振周波数
差Δｆという）と同じである場合、当該外部加速度によ
る振動体の変位量が大きくなる。

【００１２】そこで、本発明では、この点に着目して、
構造体の第２の軸方向への共振周波数（ｆａ）を、振動
体の共振周波数差Δｆの１／２^1/2以下としている。そ
れによれば、その周波数が振動体の共振周波数差Δｆと
同一であるような外部加速度が、装置全体すなわち構造
体に加わっても、構造体の第２の方向への振動振幅を減
衰させることができるため、外部加速度による振動出力
を低減できる。

【００１３】従って、本発明によれば、振動型の角速度
センサ装置において、外部加速度の印加によって角速度
の検出精度が低下するのを防止することができる。

【００１４】さらに、請求項２に記載の発明では、構造
体（Ｓ１）の第２の軸（ｙ）方向への共振周波数が、セ
ンサ素子（１００）における角速度応答性のカットオフ
周波数以上であることを特徴とする。

【００１５】一般に、この種の角速度センサ装置では、
緩やかな回転すなわち或る周波数よりも小さい角速度
は、振動体が共振せずに追随して変位することが必要と
される。そこで、当該或る周波数すなわちカットオフ周
波数より小さい角速度では、振動体が共振しないように
センサ素子は、構成される。

【００１６】そのため、センサ素子をパッケージ部材に
実装してなる構造体においても、第２の軸（ｙ）方向へ
の共振周波数がセンサ素子における角速度応答性のカッ
トオフ周波数以上であることが好ましく、それにより、
角速度の応答性をより向上させることができる。

【００１７】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る角
速度センサ装置の概略断面図である。本装置は、角速度
検出用のセンサ素子（センサチップ）１００を有し、こ
のセンサ素子１００をセラミック等よりなるパッケージ
部材２００に対して、シリコーン系樹脂等の樹脂材料等
よりなる接着剤３００を介して実装することにより、セ
ンサ素子１００およびパッケージ部材２００が一体化さ
れた構造体Ｓ１として構成されている。

【００１９】次に、センサ素子１００について説明す
る。図２は、センサ素子１００を示す平面図であり、図
３は、図２中のＡ−Ａ断面図である。センサ素子１００
は、半導体基板等に周知のマイクロマシン加工を施すこ
とにより形成される。

【００２０】本例のセンサ素子１００を構成する基板
は、図３に示す様に、第１の半導体基板としての第１シ
リコン基板１１上に絶縁層としての酸化膜１３を介して
第２の半導体基板としての第２シリコン基板１２を貼り
合わせてなる矩形状のＳＯＩ（シリコン−オン−インシ
ュレータ）基板１０である。

【００２１】ＳＯＩ基板１０において、第２シリコン基
板１２には、エッチング加工等を施すことにより溝が形
成され、当該溝によって当該基板１２を、周辺部側に位
置する枠状の基部２０と、この基部２０の内周側に位置
して可動する錘部３０とに区画している。

【００２２】ここで、錘部３０に対応した部分において
は、第１シリコン基板１１及び酸化膜１３は除去されて
おり、開口部（本例では矩形状）１４が形成されてい
る。そして、基部２０は、この開口部１４の縁部にて酸
化膜１３を介して第１シリコン基板１１に支持されてい
る。そして、センサ素子１００は、ＳＯＩ基板１０にお
ける第１シリコン基板１１側にて、接着剤３００により
パッケージ部材２００に固定されている。

【００２３】錘部３０は、第２シリコン基板１２の中央
部に位置する略長方形状の振動体（第１の可動部）３１
と、振動体３１における第１の軸ｘ方向（以下、ｘ軸方
向という）の両外側に設けられた柱状の柱状部（第２の
可動部）３２とよりなる。そして、錘部３０において
は、柱状部３２は略コの字形状をなす駆動梁３３を介し
て基部２０に連結され、振動体３１は、検出梁３４を介
して柱状部３２に連結されている。

【００２４】ここで、駆動梁３３は、実質的にｘ軸方向
にのみ弾性変形可能なものであり、この駆動梁３３によ
って振動体３１を含む錘部３０全体がｘ軸方向へ振動可
能となっている。一方、検出梁３４は、実質的に第２の
軸ｙ方向（以下、ｙ軸方向という）にのみ弾性変形可能
なものであり、この検出梁３４によって錘部３０のうち
振動体３１がｙ軸方向へ振動可能となっている。

【００２５】つまり、振動体３１は、基板１０との間に
柱状部３２を介在させつつ、ｘ軸方向に弾性変形可能な
駆動梁（第１の支持梁）３３およびｙ軸方向に弾性変形
可能な検出梁（第２の支持梁）３４を介して基板１０に
支持された構成となっている。

【００２６】また、第２シリコン基板１２のうち、柱状
部３２におけるｘ軸方向の両外側には、開口部１４の縁
部に支持された櫛歯状の駆動電極４０（図２の例では１
個ずつ）が形成されている。そして、駆動電極４０は、
柱状部３２から突出する櫛歯部（駆動用櫛歯部）３５に
対し、互いの櫛歯が噛み合うように対向して配置されて
いる。

【００２７】ここで、駆動電極４０には、図示しない外
部回路とワイヤボンディング等により電気的に接続する
ためのパッド（駆動電極用パッド）４１がアルミ等によ
り形成されている。これら、駆動電極４０および駆動用
櫛歯部３５により、振動体３１を含む錘部３０全体をｘ
軸方向へ駆動振動させるために錘部３０に駆動信号を印
加するための振動発生手段が構成されている。

【００２８】また、第２シリコン基板１２のうち、振動
体３１におけるｙ軸方向の両外側には、開口部１４の縁
部に支持された櫛歯状の検出電極５０（図２の例では１
個ずつ）が形成されている。そして、検出電極５０は、
振動体３１から突出する櫛歯部（検出用櫛歯部）３６に
対し、互いの櫛歯が噛み合うように対向して配置されて
いる。

【００２９】ここで、検出電極５０には、図示しない上
記外部回路とワイヤボンディング等により電気的に接続
されるためのパッド（検出電極用パッド）５１がアルミ
等により形成されている。

【００３０】これら検出電極５０および検出用櫛歯部３
６により、振動体３１（錘部３０）の駆動振動のもとｘ
軸方向及びｙ軸方向と直交するｚ軸回りに角速度Ωが印
加されたときに発生する振動体３１のｙ軸方向への変位
（検出振動）に基づいて角速度Ωを検出するための角速
度検出手段が構成されている。

【００３１】また、第２シリコン基板１２のうち、柱状
部３２におけるｘ軸方向の両外側には、開口部１４の縁
部に支持された櫛歯状のモニタ電極６０（図２の例では
２個ずつ）が形成されている。このモニタ電極６０は、
振動体３１を含む錘部３０のｘ軸方向への駆動振動をモ
ニタし、モニタ信号を検出するためのものである。

【００３２】そして、モニタ電極６０は、柱状部３２か
ら突出する櫛歯部（モニタ用櫛歯部）３７に対し、互い
の櫛歯が噛み合うように対向して配置されている。ここ
で、モニタ電極６０には、上記外部回路とワイヤボンデ
ィング等により電気的に接続されるためのパッド（モニ
タ電極用パッド）６１がアルミ等により形成されてい
る。

【００３３】なお、上記した基部２０、錘部３０、駆動
電極４０、検出電極５０およびモニタ電極６０といった
第２シリコン基板１２に形成された各部は、上記溝によ
り互いに電気的に絶縁されている。

【００３４】かかる角速度センサ装置においては、上記
図示しない外部回路から駆動電極用パッド４１を介して
駆動電極４０に駆動信号（正弦波電圧等）を印加して、
上記櫛歯部３５と駆動電極４０との間に静電気力を発生
させる。それにより、駆動梁３３の弾性力によって振動
体３１を含む錘部３０全体がｘ軸方向へ駆動振動する。

【００３５】このとき、モニタ電極６０とモニタ用櫛歯
部３７との櫛歯間の容量変化を調べることにより、錘部
３０の駆動振動の周波数や振幅等をモニタする。そし
て、モニタされた容量変化がモニタ信号として、モニタ
電極用パッド６１から上記外部回路へフィードバックさ
れることにより、駆動信号が調整され、正常な駆動振動
が可能となっている。

【００３６】この錘部３０の駆動振動のもと、ｚ軸回り
に角速度Ωが印加されると、錘部３０にはｙ軸方向にコ
リオリ力が印加され、錘部３０のうち振動体３１が、検
出梁３４の弾性力によってｙ軸方向へ検出振動する。す
ると、この検出振動によって、検出電極５０と検出用櫛
歯部３６との櫛歯間の容量が変化するため、この容量変
化を検出することにより、角速度Ωの大きさを求めるこ
とができる。

【００３７】具体的には、図２において、振動体３１が
ｙ軸方向に沿って一方向へ変位したとき、図２における
上下の角速度検出手段３６、５０において、検出振動検
出電極５０と検出用櫛歯部３６との間の容量変化は互い
に逆になるようになっている。そのため、上下の角速度
検出手段３６、５０におけるそれぞれの容量変化を電圧
に変換し、両電圧値を差動・増幅して出力することで、
角速度が求められる。

【００３８】ところで、本実施形態では、振動体３１の
ｘ軸方向への共振周波数（以下、駆動側共振周波数とい
う）をｆｄ、振動体３１のｙ軸方向への共振周波数（以
下、検出側共振周波数という）をｆｓとすると、検出側
共振周波数ｆｓは角速度の周波数特性を確保するために
駆動側共振周波数ｆｄより高く設定されている。また、
角速度検出信号は駆動側共振周波数ｆｄに同期した同期
検波回路を用いて信号処理され、当該信号中の周波数ｆ
ｄと同じ周波数成分を取り出すようにしている。

【００３９】ここで、振動体３１の質量をｍとし、振動
体３１が駆動側共振周波数ｆｄにて振動速度ｖで振動し
ているときに、回転周波数がｆ０の角速度Ωが印加され
たとする。そのときの角速度振動の出力（角速度出力）
Ｖｓは、次の数式１、数式２にて表されるように、コリ
オリ力Ｆｃに比例する。

【００４０】

【数１】角速度出力Ｖｓ∝コリオリ力Ｆｃ＝２ｍｖΩ

【００４１】

【数２】振動速度ｖ＝Ｖ０・ｓｉｎ（２π・ｆｄ・ｔ）角速度Ω＝Ω０・ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）ここで、Ｖ０、Ω０はそれぞれ振幅である。そして、数
式１に、数式２を代入して展開すると、角速度出力Ｖｓ
は次の数式３に表されるようになる。

【００４２】

【数３】Ｖｓ∝２ｍＶ０Ω０・sin（２π・ｆｄ・ｔ）
・sin（２π・ｆ０・ｔ）＝２ｍＶ０Ω０｛sin２π（ｆ
ｄ＋ｆ０）ｔ＋sin２π（ｆｄ−ｆ０）ｔ｝この数式３からわかるように、振動体３１が周波数ｆｄ
にて振動速度ｖで振動しているときに、周波数がｆ０の
角速度Ωが印加されると、周波数が（ｆｄ＋ｆ０）と
（ｆｄ−ｆ０）のコリオリ力が合成されて加わることに
なる。

【００４３】図４に、周波数が（ｆｄ＋ｆ０）のコリオ
リ力と（ｆｄ−ｆ０）のコリオリ力とが合成されてｙ軸
方向へ振動する振動体３１の変位の様子を、時間を横
軸、当該変位を縦軸にとって模式的に示す。なお、一般
に、角速度Ωの周波数ｆ０が、駆動側共振周波数ｆｄと
検出側共振周波数ｆｓとの差Δｆ（以下、振動体の共振
周波数差Δｆという）に等しい場合に角速度出力は最大
となるようにしている。

【００４４】このように、角速度出力Ｖｓは表される
が、ここで、振動体３１が周波数ｆｄにて振動速度ｖで
振動しているときに、周波数がｆ０’の加速度がｙ軸方
向から印加された場合も、上記数式１〜３に準じて出力
がなされる。つまり、振動体Ｓ１に周波数ｆ０’の加速
度が加わると、振動体Ｓ１はｙ軸方向へ振動を発生し、
それによって、加速度による出力は、周波数が（ｆｄ＋
ｆ０’）と（ｆｄ−ｆ０’）のコリオリ力が合成されて
加わった形になる。

【００４５】このとき、ｆ０’＝ｆｓ−ｆｄの場合、す
なわち、加速度の周波数ｆ０’が上記した振動体の共振
周波数差Δｆに等しい場合には、検出側共振周波数ｆｓ
のコリオリ力が加わってしまうため、加速度による大き
な振動出力が発生し、角速度出力に対するノイズが大き
くなってしまう。

【００４６】そのため、加速度の周波数ｆ０’＝Δｆの
場合において、振動体３１の検出振動が大きくならない
ように、構造体Ｓ１のｙ軸方向への共振周波数ｆａ（以
下、構造体周波数ｆａという）を設定する必要がある。

【００４７】そこで、本実施形態では、上記した加速度
の印加による角速度の検出精度低下を防止するために、
図１に示す構造体Ｓ１において、構造体共振周波数ｆａ
を、振動体の共振周波数差Δｆの１／２^1/2倍以下（２
の平方根の逆数倍以下）としている。

【００４８】このようにした理由を、図５を参照して説
明する。図５は、質量体の振動における振動の周波数と
変位との一般的な関係を示す特性図である。図５に示す
ように、ＤＣ（直流電圧、つまり周波数が０）のときか
ら、振動の周波数を大きくしていくと、質量体の共振周
波数ｆｋにて振動の変位は最大となり、そこから減衰し
ていく。

【００４９】そして、質量体の振動の周波数が質量体の
共振周波数ｆｋの２^1/2倍にまで大きくなると、一般
に、周波数が０のときの変位（ＤＣでの変位）と等しい
値まで減衰する。また、さらに振動の周波数を大きくし
ていくと、振動の変位はＤＣでの変位よりも段々小さく
なっていく。

【００５０】これらのことから、質量体において、その
振動の変位がＤＣでの変位以下となるようにすれば、振
動の変位（振動振幅）を減衰させることができる。この
ことを、本実施形態に当てはめてみると、加速度の周波
数ｆ０’＝Δｆの場合に、周波数Δｆが、構造体共振周
波数ｆａの２^1/2倍以上であれば、加速度による振動振
幅を減衰できる。

【００５１】よって、構造体共振周波数ｆａを、振動体
３１の共振周波数差Δｆの１／２^1/ ²倍以下とすること
によって、周波数Δｆの加速度がｙ軸方向に沿って装置
全体すなわち構造体Ｓ１に加わっても、構造体Ｓ１のｙ
軸方向への振動振幅を減衰させることができる。その結
果、加速度による振動体３１のｙ軸方向への振動（検出
振動）も減衰するため、外部加速度による振動出力を低
減することができる。

【００５２】なお、周波数Δｆ（＝ｆｓ−ｆｄ）の加速
度による振動を減衰可能としているため、それよりも高
い周波数（例えば、ｆｄ、ｆｓ、ｆｄ＋ｆｓ等）の加速
度による振動振幅は、より減衰しやすくなることは、上
記図５から明らかである。

【００５３】また、本実施形態における構造体共振周波
数（構造体Ｓ１のｙ軸方向への共振周波数）ｆａは、セ
ンサ素子１００の質量をＭとし、バネ定数をｋとする
と、次の数式４にて表されるようになる。

【００５４】

【数４】ｆａ＝１／｛２π・（ｋ／Ｍ）^1/2｝ここで、バネ定数ｋは、接着剤３００のヤング率に比例
する。

【００５５】そのため、構造体共振周波数ｆａを、振動
体３１の共振周波数差Δｆの１／２ ^1/2倍以下と小さく
することは、例えば、センサ素子１００を重くしたり、
接着剤３００を低ヤング率化したり、接着剤３００の厚
さをあつくして接着剤３００のバネ定数を小さくしたり
する等により、実現することが可能である。

【００５６】さらに、本実施形態では、構造体共振周波
数ｆａを、センサ素子１００における角速度応答性のカ
ットオフ周波数以上としている。

【００５７】一般に、この種の振動型の角速度センサ装
置では、緩やかな回転すなわち或る周波数よりも小さい
角速度は、振動体が共振せずに追随して変位することが
必要とされる。

【００５８】そこで、当該或る周波数すなわちカットオ
フ周波数より小さい角速度では、振動体が共振しないよ
うにセンサ素子は、構成される。例えば、本実施形態で
は、約１００Ｈｚ未満の角速度では、振動体３１が共振
しないように、駆動梁３３や検出梁３４の形状や太さ等
を調整している。

【００５９】そのため、本実施形態では、センサ素子１
００をパッケージ部材２００に実装してなる構造体Ｓ１
においても、構造体共振周波数ｆａを上記カットオフ周
波数以上として、構造体Ｓ１もカットオフ周波数より小
さい角速度に対して共振せずに追従できるようにしてい
る。それにより、角速度の応答性をより向上させること
ができる。

【００６０】ここで、本実施形態では、一例として、駆
動側共振周波数ｆｄ＝４０００Ｈｚ、検出側共振周波数
ｆｓ＝４４００Ｈｚ、振動体３１の共振周波数差Δｆ＝
４００Ｈｚである場合、Δｆ／２^1/2＝２８２Ｈｚ、ま
た、カットオフ周波数ｆｃ＝１００Ｈｚであることか
ら、構造体共振周波数ｆａは１００〜２８２Ｈｚにする
ことができる。また、これを実現するには、接着剤３０
０の厚さが１７０μｍの場合、接着剤３００のヤング率
は２０００Ｐａ〜４９００Ｐａとする。

【００６１】次に、図６〜図８の概略断面図を参照し
て、本実施形態の変形例としての構造体Ｓ１を幾つか示
しておく。図６に示す第１の変形例では、接着剤３００
でセンサ素子１００の下部の一部を接着している。この
ようにすることで、上記図１に示す様にセンサ素子１０
０の下部全域を接着する場合に比べて、接着剤３００の
バネ定数を小さくすることができる。

【００６２】また、図７に示す第２の変形例のように、
センサ素子１００とパッケージ部材２００との間に回路
チップ４００を介在させて、センサ素子１００と回路チ
ップ４００を積層し、センサ素子−回路チップ間および
回路チップ−パッケージ部材間を接着剤３００で接着し
ても良い。

【００６３】また、図８に示す第３の変形例は、上記第
２の変形例を更に変形したものであり、回路チップ−パ
ッケージ部材間において、接着剤３００で回路チップ４
００の下部の一部を接着している。それにより、上記第
１の変形例と同様の効果が期待できる。

【００６４】（他の実施形態）なお、上記図２に示すセ
ンサ素子１００において、互いの櫛歯の間隔を変える等
により、振動発生手段３５、４０を角速度検出手段とし
て用い、角速度検出手段３６、５０を振動発生手段とし
て用い、それにより、振動体３１において駆動振動をｙ
軸方向へ行わせ、検出振動をｘ軸方向へ行わせるように
しても良い。

【００６５】この場合、振動や周波数および各梁３３、
３４における駆動と検出との関係が、上記実施形態とは
逆になるが、この逆になった関係において、本発明を適
用し、同様の効果が得られることは、明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る角速度センサ装置の概
略断面図である。

【図２】図１におけるセンサ素子を示す平面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。

【図４】角速度印加時における振動体の振動状態を示す
図である。

【図５】質量体の振動における振動の周波数と変位との
一般的な関係を示す特性図である。

【図６】上記実施形態の第１の変形例を示す概略断面図
である。

【図７】上記実施形態の第２の変形例を示す概略断面図
である。

【図８】上記実施形態の第３の変形例を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１０…基板（ＳＯＩ基板）、３１…振動体、３３…駆動
梁、３４…検出梁、３５…駆動用櫛歯部、３６…検出用
櫛歯部、４０…駆動電極、５０…検出電極、１００…セ
ンサ素子、２００…パッケージ部材、Ｓ１…構造体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角速度検出用のセンサ素子（１００）を
有し、前記センサ素子が、基板（１０）と、この基板に対して、第１の軸（ｘ）方向に弾性変形可能
な第１の支持梁（３３）および前記第１の軸方向と直交
する第２の軸（ｙ）方向に弾性変形可能な第２の支持梁
（３４）を介して支持された振動体（３１）と、この振動体を前記第１の軸方向へ振動させる振動発生手
段（３５、４０）と、前記振動体が前記第１の軸方向へ振動している状態で、
第３の軸（ｚ）回りに角速度が加わったときに前記振動
体に生じる前記第２の軸方向への変位に基づいて前記角
速度を検出するための角速度検出手段（３６、５０）と
を備えるものである角速度センサ装置において、前記センサ素子を、パッケージ部材（２００）に対して
実装することにより、これらセンサ素子およびパッケー
ジ部材が一体化された構造体（Ｓ１）が形成されてお
り、前記構造体の前記第２の軸方向への共振周波数が、前記
振動体の前記第１の軸方向への共振周波数と前記振動体
の前記第２の軸方向への共振周波数との差の１／２^1/2
倍以下であることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】前記構造体（Ｓ１）の前記第２の軸
（ｙ）方向への共振周波数が、前記センサ素子（１０
０）における角速度応答性のカットオフ周波数以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。