JP2007316037A - 角速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リング部11と駆動電極3とを略同一平面内に配置した上で、駆動電極3に印加する電圧をリング部11に固有の振動数に基づいた電圧値とすることにより、リング部11を3次元に振動させる。
【選択図】図1
Description
2 半導体基板
3 駆動電極
4 二次振動検出電極
11 リング部
13 梁部
31 一次振動検出電極
41 x軸二次振動検出電極(第1軸二次振動検出電極)
42 y軸二次振動検出電極(第2軸二次振動検出電極)
Pd,Px,Py 最大変位点
Claims (12)
- 検出対象の角速度に応じて振動状態が変化するリング部を有する振動子が形成された半導体基板を備える角速度センサであって、
振動子に対して静電駆動させることにより一次振動を生じさせる駆動電極と、
一次振動に基づいた二次振動により、振動子との間で変化した静電容量を検出する二次振動検出電極とを具備し、
駆動電極および二次振動検出電極は、リング部と略同一平面上に配置され、
リング部に固有の振動数に基づいた交流電圧を駆動電極に印加することにより、一次振動としてリング部を3次元に振動させるとともに、前記平面内におけるリング部および二次振動検出電極間の距離の変化を前記静電容量の変化として二次振動検出電極から検出することにより角速度を検出することを特徴とする角速度センサ。 - 駆動電極または二次振動検出電極のいずれか一方がリング部の内側に設けられ、駆動電極または二次振動検出電極のいずれか他方がリング部の外側に設けられることを特徴とする請求項1記載の角速度センサ。
- 駆動電極は、リング部の一次振動における前記平面に垂直な方向の変位量が最大となる位置の近傍に設けられることを特徴とする請求項1または2記載の角速度センサ。
- 二次振動検出電極は、リング部の二次振動における前記平面に平行な方向の変位量が最大となる位置の近傍に設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の角速度センサ。
- 駆動電極による一次振動を検出する一次振動検出電極を具備することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の角速度センサ。
- 二次振動検出電極から検出された静電容量の変化を打ち消すように振動子に対して静電引力を働かせる振動抑制電極を具備し、
振動抑制電極に印加した電圧を前記二次振動の静電容量変化の代わりに検出することにより角速度を検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の角速度センサ。 - 振動子は、リング部の中心部で一端が支持され、他端がリング部に接続される複数の梁部を有し、
梁部は、振動子の一次振動における振動モードのモード次数の2倍の個数設けられ、
隣り合う梁部の略中間であって、リング部の内側または外側に駆動電極が設けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の角速度センサ。 - 二次振動検出電極は、前記平面内の直交する第1軸および第2軸のそれぞれについて、第1軸の軸回りに作用する角速度による二次振動を検出する第1軸二次振動検出電極と、第2軸の軸回りに作用する角速度による二次振動を検出する第2軸二次振動検出電極とを具備することを特徴とする請求項1記載の角速度センサ。
- 駆動電極は、振動子の一次振動における振動モードのモード次数の2倍の個数設けられ、
第1軸二次振動検出電極および第2軸二次振動検出電極のそれぞれは、振動子の二次振動における振動モードのモード次数の2倍の個数設けられることを特徴とする請求項8記載の角速度センサ。 - 第1軸二次振動検出電極から検出された静電容量の変化を打ち消すように振動子に対して静電引力を働かせる第1軸振動抑制電極と、
第2軸二次振動検出電極から検出された静電容量の変化を打ち消すように振動子に対して静電引力を働かせる第2軸振動抑制電極とを具備し、
第1軸振動抑制電極および第2軸振動抑制電極にそれぞれ印加した電圧に基づいて各軸の角速度を検出することを特徴とする請求項9記載の角速度センサ。 - 前記駆動電極のうち、半分を一次振動検出電極として用い、前記第1軸二次振動検出電極および第2軸二次振動検出電極のうち、それぞれ半分を第1軸振動抑制電極および第2軸振動抑制電極としてそれぞれ用いることを特徴とする請求項10記載の角速度センサ。
- リング部に直流電圧を印加可能に構成されることを特徴とする請求項1〜11記載の角速度センサ。
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