JP2011053185A - 振動型角速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動錘150、250は、当該駆動錘150、250がそれぞれ対向する部分に開口部152、252をそれぞれ備えている。また、検出錘140、240は、駆動錘150、250の内側にそれぞれ配置されている。そして、駆動連成梁400は、第1振動子100の駆動錘150と第2振動子200の駆動錘250とを直接連結している。一方、検出連成梁500は、駆動錘150、250の開口部152、252を介して第1振動子100の検出錘140と第2振動子200の検出錘240とを直接連結している。これにより、外部からの衝撃に対する各駆動錘150、250の同調性および各検出錘140、240の同調性の両方を高めることができる。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。以下で示される振動型角速度センサは、物理量として角速度を検出するためのセンサであり、例えば車両の角速度の検出に用いられるものである。もちろん、振動型角速度センサは車両用に限定されるものではない。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第1実施形態では、振動型角速度センサとして、検出錘140、240の外側に駆動錘150、250が位置する外部駆動内部検出の構造が示されているが、本実施形態では、内部駆動外部検出の構造になっていることが特徴となっている。
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、検出錘140、240、駆動錘150、250、検出連成梁500、および駆動連成梁400は、それぞれ半導体層12に形成され、同じ階層に形成されたものであった。本実施形態では、検出連成梁500が、検出錘140、240、駆動錘150、250、および駆動連成梁400が配置された階層とは異なる階層に配置された多層構造になっていることが特徴となっている。
本実施形態では、第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第3実施形態では、外部駆動内部検出の構造において、半導体層12を多層構造とすることにより、検出連成梁500を駆動錘150、250等よりも上部の階層に位置させていた。本実施形態では、内部駆動外部検出の構造において、半導体層12を多層構造としたことが特徴となっている。
本実施形態では、第1〜第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図9は、本実施形態に係る検出連成梁500と検出錘140、240との接続部の斜視図である。
上記各実施形態では、基板10としてSOI基板を用いていたが、これは基板10の構成の一例を示したものであり、SOI基板でなくても良い。
100、200 振動子
110、210 検出部
120、220 駆動部
130、230 検出固定電極
131、231 サーボ電極
140、240 検出錘
141、241 検出可動電極
150、250 駆動錘
151、251 駆動可動電極
152、252 開口部
160、260 駆動固定電極
400 駆動連成梁
500 検出連成梁
510 検出連成部
600 ばね部
Claims (11)
- 基板(10)の一面側に形成され、この基板(10)の一部に支持された検出固定電極(130、131、230、231)と、前記検出固定電極(130、131、230、231)に対向配置されると共に前記検出固定電極(130、131、230、231)に対して変位可能とされた検出可動電極(141、241)を備えた検出錘(140、240)と、を有する検出部(110、210)と、
前記基板(10)の一面側に形成され、前記検出可動電極(141、241)の移動方向に対して直角の駆動方向に前記検出部(110、210)を振動させる駆動可動電極(151、251)を備えた駆動錘(150、250)と、前記駆動可動電極(151、251)に対向配置された駆動固定電極(160、260)と、を有する駆動部(120、220)と、
をそれぞれ備えた第1振動子(100)および第2振動子(200)を含んでおり、
前記検出部(110、210)の駆動振動中に角速度が発生したとき、前記検出部(110、210)に対して作用するコリオリ力で変位する前記検出可動電極(141、241)と前記検出固定電極(130、131、230、231)との間隔の変化に伴う容量変化に基づいて前記角速度を検出するようにした振動型角速度センサであって、
前記第1振動子(100)の前記駆動錘(150)と前記第2振動子(200)の前記駆動錘(250)とが駆動連成梁(400)により直接連結され、かつ、前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とが検出連成梁(500)により直接連結されていることを特徴とする振動型角速度センサ。 - 前記駆動連成梁(400)は、当該駆動連成梁(400)の一部が当該駆動連成梁(400)の延設方向に伸縮するばね部(600)を有し、
前記検出連成梁(500)は、当該検出連成梁(500)の一部が折れ曲がった検出連成部(510)と、当該検出連成部(510)の一部に設けられると共に前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とが前記検出連成梁(500)の延設方向および当該延設方向に対して直角の方向に移動するように伸縮するばね部(600)と、を有していることを特徴とする請求項1に記載の振動型角速度センサ。 - 前記検出連成部(510)は、前記検出連成梁(500)の一部が当該検出連成梁(500)の延設方向に対して直角に折り曲げられたコの字状になっており、
前記検出連成梁(500)のばね部(600)は、前記コの字状の検出連成部(510)のうち、前記検出連成梁(500)の延設方向に平行な部分と、前記検出連成梁(500)の延設方向に直角の方向に平行な部分と、にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項2に記載の振動型角速度センサ。 - 前記ばね部(600)は、少なくとも、波状に折り返された形状、V字状、円弧状のうちのいずれかの形状であることを特徴とする請求項2または3に記載の振動型角速度センサ。
- 前記検出錘(140、240)のうち前記基板(10)の一面に垂直な側面(143、243)と、前記検出連成梁(500)のうち前記基板(10)の一面に垂直な側面(520)との接続部が面取りされていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。
- 前記検出連成梁(500)は、少なくとも2本備えられており、
前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とは、前記少なくとも2本の検出連成梁(500)により直接連結されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。 - 前記駆動錘(150、250)は、それぞれ矩形枠状をなしており、前記駆動錘(150、250)のうち当該駆動錘(150、250)がそれぞれ対向する部分に開口部(152、252)をそれぞれ備え、
前記検出錘(140、240)は、前記駆動錘(150、250)の内側にそれぞれ配置されており、
前記検出連成梁(500)は、前記駆動錘(150、250)の開口部(152、252)を介して前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とを直接連結していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。 - 前記検出錘(140、240)は、それぞれ矩形枠状をなしており、前記検出錘(140、240)のうち当該検出錘(140、240)がそれぞれ対向する部分に開口部(142、242)をそれぞれ備え、
前記駆動錘(150、250)は、前記検出錘(140、240)の内側にそれぞれ配置されており、
前記駆動連成梁(400)は、前記検出錘(140、240)の開口部(142、242)を介して前記第1振動子(100)の前記駆動錘(150)と前記第2振動子(200)の前記駆動錘(250)とを直接連結していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。 - 前記駆動錘(150、250)は、それぞれ矩形枠状をなしており、
前記検出錘(140、240)は、前記駆動錘(150、250)の内側にそれぞれ配置されていると共に、前記基板(10)の一面とは反対側の他面(11a)を基準として前記駆動錘(150、250)よりも高くなっており、
前記検出連成梁(500)は、前記駆動錘(150、250)よりも上の階層に位置していると共に前記駆動錘(150、250)をまたぐことにより、前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とを直接連結し、
前記駆動連成梁(400)は、前記駆動錘(150、250)と同じ階層に位置していると共に、前記第1振動子(100)の前記駆動錘(150)と前記第2振動子(200)の前記駆動錘(250)とを直接連結していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。 - 前記検出錘(140、240)は、それぞれ矩形枠状をなしており、
前記駆動錘(150、250)は、前記検出錘(140、240)の内側にそれぞれ配置されていると共に、前記基板(10)の一面とは反対側の他面(11a)を基準として前記検出錘(140、240)よりも高くなっており、
前記駆動連成梁(400)は、前記検出錘(140、240)よりも上の階層に位置していると共に前記検出錘(140、240)をまたぐことにより、前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とを直接連結し、
前記検出連成梁(500)は、前記検出錘(140、240)と同じ階層に位置していると共に、前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とを直接連結していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。 - 前記駆動錘(150、250)は、前記第1振動子(100)の前記検出錘(140)と前記第2振動子(200)の前記検出錘(240)とが互いに逆位相となるように前記駆動方向に前記検出錘(140、240)をそれぞれ駆動するようになっていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の振動型角速度センサ。
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