JP4356479B2 - Angular velocity sensor - Google Patents

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Description

本発明は、異常診断機能を備えた角速度センサに関するものである。   The present invention relates to an angular velocity sensor having an abnormality diagnosis function.

従来この種の角速度センサとしては、例えば特許文献1に記載されているようなものがあった。図6は前記特許文献1に記載された従来の角速度センサを示している。図6は角速度センサの振動子を示す斜視図である。   Conventionally, as this type of angular velocity sensor, there has been one as described in Patent Document 1, for example. FIG. 6 shows a conventional angular velocity sensor described in Patent Document 1. FIG. 6 is a perspective view showing a vibrator of the angular velocity sensor.

図6において120a,120bはアーム、120cは基部、120はアーム120a,120bと基部120cとからなる水晶からなる振動子、130a,130bはアーム、130cは基部、130はアーム130a,130bと基部130cとからなる水晶からなる振動子、110は振動子120と振動子130を電気軸方向を互いにx軸方向で、かつ、逆方向を向くように直接接合された音叉型振動子、110a,110bが音叉アーム、110cが音叉基部、101はモニタ電極、102はグランド電極、105aはアーム120aとアーム130aにまたがるように音叉アーム110aの外側面に設けられた検知電極、106aはアーム120aとアーム130aにまたがるように音叉アーム110aの内側面に設けられた検知電極、107aはアーム120bとアーム130bにまたがるように音叉アーム110bの内側面に設けられた検知電極、108aはアーム120bとアーム130bにまたがるように音叉アーム110bの外側面に設けられた検知電極、116aは検知電極105aから引き出すための導出部、116bは検知電極108aから引き出すための導出部、116は導出部116aと導出部116bが接続された検知電極用の引き出し電極パッド、141,142,143,144は検知電極用の引き出し電極パッド116から延出された調整用検知電極、113はアーム130aの主面に設けられたモニタ電極101に対向するように設けられた駆動電極(図示せず)から延出されて基部120cの下端左方に設けられた駆動電極用の引き出し電極パッド、114はアーム130bの主面に設けられたグランド電極102に対向するように設けられた駆動電極(図示せず)から延出されて基部120cの下端右方に設けられた駆動電極用の引き出し電極パッド、145,146はそれぞれ駆動電極用の引き出し電極パッド113,114から延出された調整用駆動電極である。調整用検知電極141,143と調整用駆動電極145は櫛歯状に対向配置されている。また、調整用検知電極142,144と調整用駆動電極146は同じく櫛歯状に対向配置されている。
特開2001−208546号公報
In FIG. 6, 120a and 120b are arms, 120c is a base, 120 is an oscillator made of crystal composed of arms 120a and 120b and a base 120c, 130a and 130b are arms, 130c is a base, and 130 is arms 130a and 130b and a base 130c. A tuning-fork type vibrator 110a, 110b in which the vibrator 120 and the vibrator 130 are directly joined so that the electric axis directions are in the x-axis direction and in opposite directions. A tuning fork arm, 110c is a tuning fork base, 101 is a monitor electrode, 102 is a ground electrode, 105a is a detection electrode provided on the outer surface of the tuning fork arm 110a so as to straddle the arm 120a and arm 130a, and 106a is provided on the arm 120a and arm 130a. Detection provided on the inner surface of the tuning fork arm 110a so as to straddle The pole 107a is a detection electrode provided on the inner surface of the tuning fork arm 110b so as to straddle the arms 120b and 130b, and 108a is a detection electrode provided on the outer surface of the tuning fork arm 110b so as to straddle the arms 120b and 130b. 116a is a lead-out portion for pulling out from the detection electrode 105a, 116b is a lead-out portion for pulling out from the detection electrode 108a, 116 is a lead-out electrode pad for the detection electrode to which the lead-out portion 116a and the lead-out portion 116b are connected, 141, 142, 143 , 144 are adjustment detection electrodes extending from the extraction electrode pad 116 for detection electrodes, and 113 is a drive electrode (not shown) provided to face the monitor electrode 101 provided on the main surface of the arm 130a. A drive electrode lead extended from the bottom of the base 120c to the left of the bottom The electrode pad 114 extends from a drive electrode (not shown) provided so as to face the ground electrode 102 provided on the main surface of the arm 130b, and is provided for the drive electrode provided on the right side of the lower end of the base 120c. The extraction electrode pads 145 and 146 are adjustment drive electrodes extending from the drive electrode extraction electrode pads 113 and 114, respectively. The adjustment detection electrodes 141 and 143 and the adjustment drive electrode 145 are arranged to oppose each other in a comb shape. Similarly, the adjustment detection electrodes 142 and 144 and the adjustment drive electrode 146 are arranged to oppose each other in a comb shape.
JP 2001-208546 A

しかしながら前述した従来の角速度センサにおいては、音叉型振動子110に圧電定数の小さな水晶材料を用い、この音叉型振動子110の上に駆動部を構成するための駆動電極および検知部を構成するための検知電極105a,106a,107a,108aが形成され、さらに駆動部側から検知部側への不要な結合容量成分を小さく抑えるために、基本的には駆動部系全体(基部下端に設けられた調整用駆動電極145,146も含めた)と検知部系全体(基部下端に設けられた調整用検知電極141,142,143,144も含めた)の間の距離も大きくするようにしている。   However, in the above-described conventional angular velocity sensor, a quartz material having a small piezoelectric constant is used for the tuning fork type vibrator 110, and a drive electrode and a detection part for constituting a drive part are formed on the tuning fork type vibrator 110. The detection electrodes 105a, 106a, 107a, 108a are formed, and the entire drive unit system (provided at the lower end of the base is basically provided in order to reduce unnecessary coupling capacitance components from the drive unit side to the detection unit side). The distance between the adjustment drive electrodes 145 and 146) and the entire detection unit system (including the adjustment detection electrodes 141, 142, 143, and 144 provided at the lower end of the base) is also increased.

従って、小型の角速度センサを作製しようとすると基部に設けられた櫛歯状の調整用駆動電極145,146のパターンや調整用検知電極141,142,143,144のパターンを多少長くしても駆動部系と検知部系の間の結合容量値はどうしても小さくなってしまうため、検知部系、例えば、いずれかの配線用のワイヤが断線したとき、駆動信号が検知側電極に入力し、角速度検知回路から出力される信号も小さくなる。このままでは所定の角速度信号出力と検知部系に発生した配線用のワイヤの断線による信号出力との判別が的確に得られないという課題を有していた。   Therefore, when an attempt is made to produce a small angular velocity sensor, it is driven even if the patterns of the comb-like adjustment drive electrodes 145 and 146 provided on the base and the patterns of the adjustment detection electrodes 141, 142, 143 and 144 are somewhat longer. Since the coupling capacitance value between the sensor system and the detection system is inevitably small, when the detection unit system, for example, one of the wires for wiring is disconnected, a drive signal is input to the detection side electrode to detect angular velocity. The signal output from the circuit is also reduced. In this state, there has been a problem that it is impossible to accurately obtain a predetermined angular velocity signal output and a signal output due to the disconnection of the wiring wire generated in the detection unit system.

本発明は検知部系の的確な断線検知を可能とする小型な角速度センサを提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a small angular velocity sensor that enables accurate detection of disconnection of a detection unit system.

この目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の発明は、x軸方向およびx軸と直交するz軸方向に変位する振動部とこの振動部につながる振動遷移部とこの振動遷移部につながる支持部とを有した振動子と、振動部をx軸方向に励振することを可能とする振動部に設けられた1対の電極が形成された駆動部と、振動部をx軸方向に励振するために駆動部に形成された1対の電極に逆極性の駆動信号を供給するための駆動回路と、z軸方向に振動する振動部のたわみを検出するために振動部に設けられた1対の電極が形成された検知部と、x軸及びz軸と直交するy軸周りに角速度が印加されたときコリオリ力に基づきz軸方向にたわむことにより検知部に形成された1対の電極から出力される逆極性の電荷を増幅処理し、所定範囲の角速度信号を得るための差動アンプを有した検知回路と、駆動部に形成された1対の電極の一方から引き出され支持部に設けられた第1のパターン電極と、検知部に形成された1対の電極からそれぞれ引き出され支持部に設けられた1対の第2のパターン電極と、第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極の一方との間及び第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極の他方との間に設けられた高誘電率層とを備えた角速度センサにおいて、検知回路は、差動アンプから出力される角速度信号が所定範囲を超えた場合に異常と診断可能な所定の出力を行う異常値抽出手段が設けられた角速度センサであり、小型でありながら、検知部系の的確な断線検知が可能であるという作用効果を奏する。 To this end, the invention according to claim 1 of the present invention, a vibration unit which is displaced in the z-axis direction perpendicular to the x-axis direction and the x-axis, the vibration transitions leading to the vibration unit the vibration A vibrator having a support part connected to the transition part, a driving part provided with a pair of electrodes provided in the vibration part that can excite the vibration part in the x-axis direction, and the vibration part as x A drive circuit for supplying a drive signal of opposite polarity to a pair of electrodes formed on the drive unit for exciting in the axial direction, and a vibration unit for detecting deflection of the vibration unit vibrating in the z-axis direction A detection unit formed with a pair of electrodes provided and formed in the detection unit by bending in the z-axis direction based on Coriolis force when an angular velocity is applied around the y-axis orthogonal to the x-axis and the z-axis the charges of opposite polarity output from the pair of electrodes and amplification process, a predetermined range A sensing circuit having a differential amplifier for obtaining an angular velocity signal, a first pattern electrode provided on the support portion is drawn from one of a pair of electrodes formed on the drive unit, it is formed in the detection portion a pair second pattern electrode from the electrode pair provided on the withdrawn support unit respectively, between and the first pattern electrode and one of the first pattern electrode and a pair second pattern electrodes And the other of the pair of second pattern electrodes in the angular velocity sensor, the detection circuit is configured such that the angular velocity signal output from the differential amplifier exceeds a predetermined range. The angular velocity sensor is provided with an abnormal value extracting means for performing a predetermined output capable of diagnosing an abnormality, and has an effect of being able to detect an accurate disconnection of the detection unit system while being small in size.

請求項2に記載の発明は、振動子は振動部としての少なくとも2つのアームとこのアームを連結する振動遷移部としての少なくとも1つの基部とこの基部の端に固定するための支持部とを有した非圧電材料からなる音叉型振動子であり、振動部はこの音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上の中心線を境に少なくとも上部電極が離間するように設けられた圧電膜であり、さらに検知部は前記音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上に設けられ、両面に電極を有した圧電膜である請求項1に記載の角速度センサであり、音叉型振動子の側面に検知部等を設ける必要がないため、極めて容易な製造プロセスにより構成することができるという作用効果を奏する。   According to a second aspect of the present invention, the vibrator has at least two arms as vibration parts, at least one base part as a vibration transition part connecting the arms, and a support part for fixing to the end of the base part. The tuning fork vibrator is made of a non-piezoelectric material, and the vibration part is provided such that at least the upper electrode is separated from the center line on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator. 2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the sensor is a piezoelectric film, and the detection unit is a piezoelectric film provided on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator and having electrodes on both surfaces. In addition, since it is not necessary to provide a detection unit or the like on the side surface of the tuning fork vibrator, there is an effect that it can be configured by an extremely easy manufacturing process.

請求項3に記載の発明は、振動子は振動部としての少なくとも2つのアームとこのアームを連結する振動遷移部としての少なくとも1つの基部とこの基部の端に固定するための支持部とを有した非圧電材料からなる音叉型振動子であり、駆動部はこの音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上の中心線を境に離間するように設けられ、上面、下面にそれぞれ電極を有した1対の圧電膜であり、さらに検知部は前記音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上に設けられ、両面に電極を有した圧電膜である請求項1に記載の角速度センサであり、音叉型振動子のアームの中心線を境に駆動部が分離されて設けられているため、x軸方向とz軸方向へより高精度な振動を発生させることができるという作用効果を奏する。   According to a third aspect of the present invention, the vibrator has at least two arms as vibration parts, at least one base part as a vibration transition part connecting the arms, and a support part for fixing to the end of the base part. The tuning fork vibrator is made of a non-piezoelectric material, and the drive unit is provided so as to be separated from the center line on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator. A pair of piezoelectric films each having an electrode, and the detection unit is a piezoelectric film provided on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator and having electrodes on both surfaces. 1. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the drive unit is separated from the center line of the arm of the tuning fork vibrator, so that vibrations with higher accuracy can be generated in the x-axis direction and the z-axis direction. I can do it Functions and effects.

請求項4に記載の発明は、異常値抽出手段は支持部上に設けられた下部電極とこの下部電極の上に設けられた圧電膜とこの圧電膜の上に第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極が対向し、かつ、離間するように設けられた請求項1に記載の角速度センサであり、音叉型振動子の支持部という極めて安定な部分に圧電膜とその上に第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極を設けることが可能になり、かつ、駆動部系と検知部系との間に極めて大きな結合容量を容易に構成できるという作用効果を奏する。 According to a fourth aspect of the present invention, the abnormal value extracting means includes a lower electrode provided on the support portion, a piezoelectric film provided on the lower electrode, and a pair of the first pattern electrode on the piezoelectric film . the second pattern electrode to face the, and, is an angular velocity sensor according to claim 1 provided so as to separate, the piezoelectric film and on its very stable parts of the support portions of the tuning-fork oscillator One pattern electrode and a pair of second pattern electrodes can be provided, and an extremely large coupling capacity can be easily configured between the drive unit system and the detection unit system.

請求項5に記載の発明は、音叉型振動子はシリコンからなる請求項2または請求項3に記載の角速度センサであり、極めて安価に弾性率の安定した音叉型振動子とすることができる作用効果を奏する。   The invention according to claim 5 is the angular velocity sensor according to claim 2 or 3, wherein the tuning fork vibrator is made of silicon, and can be made into a tuning fork vibrator having a stable elastic modulus at a very low cost. There is an effect.

請求項6に記載の発明は、異常値抽出手段を構成する圧電膜はPZT系の材料からなり、第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極はほぼ8対の対向をなし、前記第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極のそれぞれの対向する長さはほぼ450μmで、前記第1のパターン電極と1対の第2のパターン電極のそれぞれの対向する間隔はほぼ5μmから15μmである請求項4に記載の角速度センサであり、ユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が容易に達成でき、かつ、高い製造プロセスの歩留まりを確保できるという作用効果を奏する。 According to a sixth aspect of the present invention, the piezoelectric film constituting the abnormal value extracting means is made of a PZT-based material, and the first pattern electrode and the pair of second pattern electrodes form approximately eight pairs, The opposing length of each of the first pattern electrode and the pair of second pattern electrodes is approximately 450 μm, and the opposing distance between the first pattern electrode and the pair of second pattern electrodes is approximately 5 μm. 5. The angular velocity sensor according to claim 4, wherein the output is capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal within a predetermined range required by the user specifications, and can secure a high manufacturing process yield. There is an operational effect.

請求項7に記載の発明は、高誘電率層は、SiON、HfO 、HfSiO のいずれかの材料よりなる請求項1に記載の角速度センサであり、高誘電率層として所定の材料を用いることにより、より小型の角速度センサにおいてもユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が容易に達成できるという作用効果を奏する。 The invention according to claim 7 is the angular velocity sensor according to claim 1 , wherein the high dielectric constant layer is made of any one of SiON, HfO x , and HfSiO x , and a predetermined material is used as the high dielectric constant layer. Thus, even in a smaller angular velocity sensor, there is an effect that an output capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal in a predetermined range required from the user specifications can be easily achieved.

請求項8に記載の発明は、少なくとも駆動部に設けられた上部電極と検知部に設けられた上面の電極との間にさらに高誘電率層が設けられた請求項2に記載の角速度センサであり、さらに高誘電率層が付与されているため、より小型の角速度センサにおいてもユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が容易に達成できるという作用効果を奏する。   The invention according to claim 8 is the angular velocity sensor according to claim 2, wherein a high dielectric constant layer is further provided between at least the upper electrode provided in the drive unit and the upper electrode provided in the detection unit. In addition, since a high dielectric constant layer is further provided, an effect capable of easily diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal in a predetermined range required by the user specifications can be easily achieved even in a smaller angular velocity sensor. .

請求項9に記載の発明は、少なくとも駆動部に設けられた上面の電極と検知部に設けられた上面の電極との間にさらに高誘電率層が設けられた請求項3に記載の角速度センサであり、さらに高誘電率層が付与されているため、より小型の角速度センサにおいてもユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が容易に達成できるという作用効果を奏する。   The invention according to claim 9 is the angular velocity sensor according to claim 3, wherein a high dielectric constant layer is further provided between at least the upper electrode provided in the drive section and the upper electrode provided in the detection section. In addition, since a high dielectric constant layer is provided, even in a smaller angular velocity sensor, it is possible to easily achieve an output capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal within a predetermined range required by user specifications. Play.

請求項10に記載の発明は、少なくとも駆動部に形成された電極から引き出された導出部と検知部に形成された電極から引き出された導出部との間にさらに高誘電率層が設けられた請求項1に記載の角速度センサであり、さらに高誘電率層が付与されているため、より小型の角速度センサにおいてもユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が容易に達成できるという作用効果を奏する。   In a tenth aspect of the present invention, a high dielectric constant layer is further provided at least between a lead-out portion drawn from the electrode formed in the drive portion and a lead-out portion drawn from the electrode formed in the detection portion. The angular velocity sensor according to claim 1, further comprising a high dielectric constant layer, so that an output capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal in a predetermined range required by a user specification even in a smaller angular velocity sensor. There is an effect that it can be easily achieved.

振動部とこの振動部につながる振動遷移部とこの振動遷移部につながる支持部とを有した振動子と、前記振動部をx軸方向に励振することを可能とする前記振動部に設けられた電極が形成された駆動部と、前記振動部をx軸方向に励振するために前記駆動部に形成された電極に駆動信号を供給するための駆動回路と、z軸方向に振動する前記振動部のたわみを検出するために前記振動部に設けられた電極が形成された検知部と、y軸周りに角速度が印加されたときコリオリ力に基づきz軸方向にたわむことにより前記検知部に形成された電極に発生する電荷を増幅処理し、所定範囲の角速度信号を得るためのアンプを有した検知回路と、前記駆動部に形成された電極から引き出され前記支持部に設けられた第1のパターン電極と、前記検知部に形成された電極から引き出され前記支持部に設けられた第2のパターン電極とを備えた角速度センサにおいて、前記第2のパターン電極と前記アンプを結ぶ間で異常が発生した場合は、前記検知回路より前記所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な出力が得られる異常値抽出手段が設けられた角速度センサであり、小型でありながら検知部系の的確な断線検知が可能である。   A vibrator having a vibration part, a vibration transition part connected to the vibration part, and a support part connected to the vibration transition part, and the vibration part capable of exciting the vibration part in the x-axis direction. A drive unit formed with an electrode; a drive circuit for supplying a drive signal to the electrode formed on the drive unit to excite the vibration unit in the x-axis direction; and the vibration unit vibrating in the z-axis direction. A detection unit formed with an electrode provided in the vibration unit to detect the deflection of the sensor, and the detection unit formed by bending in the z-axis direction based on Coriolis force when an angular velocity is applied around the y-axis. A detection circuit having an amplifier for amplifying the charge generated in the electrode and obtaining an angular velocity signal in a predetermined range, and a first pattern drawn from the electrode formed in the drive unit and provided in the support unit Electrode and the detection unit In the angular velocity sensor provided with the second pattern electrode drawn from the formed electrode and provided on the support portion, when an abnormality occurs between the second pattern electrode and the amplifier, the detection circuit Further, the angular velocity sensor is provided with an abnormal value extraction means for obtaining an output capable of diagnosing an abnormality exceeding the angular velocity signal in the predetermined range, and can detect a proper disconnection of the detection unit system while being small.

以下に本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における角速度センサの音叉型振動子の構成図、図2は同振動子のA−A断面図、図3は同振動子のB−B断面図、図4は第1のパターン電極と第2のパターン電極の間隔と結合容量の関係を説明する図、図5はさらに高誘電率層が表面に付与された同振動子のB−B断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a configuration diagram of a tuning fork vibrator of an angular velocity sensor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the vibrator, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of the vibrator, FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the distance between the first pattern electrode and the second pattern electrode and the coupling capacitance, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the same vibrator provided with a high dielectric constant layer on the surface.

図1、図2、図3において10a,10bはシリコンからなる音叉型振動子1のアーム、10cは音叉型振動子1の振動遷移部をなす基部、10dは基部10cの端を固定台(図示せず)に固定するための音叉型振動子1の支持部、35,36はアーム10a,10bの各々の中心線、37,38はアーム10a,10bの各々の主面、11c,12cは中心線35を境に互いに離間した主面37上に設けられた下面の電極、11b,12bは下面の電極11c,12c上にそれぞれ設けられたPZTからなる膜面に垂直方向に分極処理された圧電膜、11a,12aは圧電膜11b,12b上にそれぞれ設けられた駆動電極としての上面の電極、13c,14cは中心線36を境に互いに離間した主面38上に設けられた下面の電極、13b,14bは下面の電極13c,14c上にそれぞれ設けられたPZTからなる膜面に垂直方向に分極処理された圧電膜、13a,14aは圧電膜13b,14b上にそれぞれ設けられた駆動電極としての上面の電極、15c,16cはそれぞれアーム10a,10bの主面37,38上かつ中心線35,36に沿って設けられた下面の電極、15b,16bは下面の電極15c,16c上にそれぞれ設けられたPZTからなる膜面に垂直方向に分極処理された圧電膜、15a,16aは圧電膜15b,16b上にそれぞれ設けられた検知電極としての上面の電極、17aはアーム10a,10bがx軸方向に音叉振動する振幅をモニタするために主面37,38にまたがるように設けられた下に圧電膜と下面の電極も備えたモニタ電極、18a,19a,20a,21a,22a,23aはそれぞれ下に圧電膜と下面の電極も備えた上面の電極11a,12a,13a,14a,15a,16aから引き出すための導出部、24aはモニタ電極17aから引き出すための導出部、25は支持部10d上に設けられた下部電極としての共通グランド、26は共通グランド25の上に設けられたPZTからなる膜面に垂直方向に分極処理された圧電膜、27は上面の電極11a,13aにプラスの駆動信号を供給するための引き出し電極パッド、28は上面の電極12a,14aにマイナスの駆動信号を供給するための引き出し電極パッド、29は導出部22aに接続された引き出し電極パッド、30は導出部23aに接続された引き出し電極パッド、31a,31bは導出部18a,20aと引き出し電極パッド27との間に設けられた櫛歯状の第1のパターン電極、32は引き出し電極パッド29から延出し第1のパターン電極31aに対向するように設けられた櫛歯状の第2のパターン電極、33は引き出し電極パッド30から延出し第1のパターン電極31bに対向するように設けられた櫛歯状の第2のパターン電極、34は導出部24aに接続された引き出し電極パッドである。   1, 2, and 3, reference numerals 10 a and 10 b denote arms of a tuning fork type vibrator 1 made of silicon, 10 c denotes a base part that forms a vibration transition part of the tuning fork type vibrator 1, and 10 d denotes a fixed base (see FIG. 1). (Not shown), a support portion of the tuning fork vibrator 1, 35 and 36 are center lines of the arms 10a and 10b, 37 and 38 are main surfaces of the arms 10a and 10b, and 11c and 12c are centers. The lower electrodes 11b and 12b provided on the main surface 37 which are separated from each other with the line 35 as a boundary, are piezoelectrically polarized in the direction perpendicular to the film surfaces made of PZT provided on the lower electrodes 11c and 12c, respectively. Films 11a and 12a are electrodes on the upper surface as drive electrodes provided on the piezoelectric films 11b and 12b, respectively; 13c and 14c are electrodes on the lower surface provided on the main surface 38 separated from the center line 36; 13 , 14b are piezoelectric films polarized in the direction perpendicular to the film surfaces made of PZT provided on the lower electrodes 13c, 14c, and 13a, 14a are drive electrodes provided on the piezoelectric films 13b, 14b, respectively. The upper electrodes 15c and 16c are provided on the main surfaces 37 and 38 of the arms 10a and 10b and along the center lines 35 and 36, respectively, and 15b and 16b are provided on the lower electrodes 15c and 16c, respectively. Piezoelectric films polarized in a direction perpendicular to the film surface made of PZT, 15a and 16a are upper electrodes as detection electrodes provided on the piezoelectric films 15b and 16b, and 17a is arms 10a and 10b are x-axis. A monitor electrode having a piezoelectric film and a lower electrode provided under the main surfaces 37 and 38 to monitor the amplitude of the tuning fork vibration in the direction, Reference numerals a, 19a, 20a, 21a, 22a, and 23a denote lead-out portions for leading out from the upper electrodes 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, and 16a, which are each provided with a piezoelectric film and a lower electrode, and 24a is a monitor electrode 17a. A lead-out portion for pulling out from the substrate, 25 is a common ground as a lower electrode provided on the support portion 10d, and 26 is a piezoelectric film polarized in a direction perpendicular to the film surface made of PZT provided on the common ground 25 27 are lead electrode pads for supplying a positive drive signal to the upper electrodes 11a, 13a, 28 are lead electrode pads for supplying a negative drive signal to the upper electrodes 12a, 14a, and 29 is a lead-out portion 22a. The lead electrode pad connected to the lead electrode 30, the lead electrode pad 30 connected to the lead-out portion 23 a, and the lead-out electrode pads 31 a and 31 b, The comb-shaped first pattern electrode 32 provided between 20a and the extraction electrode pad 27 extends from the extraction electrode pad 29, and the comb-shaped first pattern electrode 32 is provided so as to face the first pattern electrode 31a. The second pattern electrode 33 extends from the extraction electrode pad 30 and is provided so as to face the first pattern electrode 31b. The second pattern electrode 34 has a comb-tooth shape and 34 is an extraction electrode connected to the lead-out portion 24a. It is a pad.

駆動部は、上述したようにアーム10a上に設けられた上面の電極11a、圧電膜11bと下面の電極11cから構成された部分と上面の電極12a、圧電膜12bと下面の電極12cから構成された部分とからなる一対の構成である。同様に、アーム10b上にも一対の構成で形成されている。また、駆動部はアーム10a上の中心線35に対してほぼ対称に構成されると同時に、音叉型振動子1の対称軸を中心に左右のアーム10a,10b間においてもほぼ対称に構成されている。   As described above, the drive unit includes the upper electrode 11a, the piezoelectric film 11b and the lower electrode 11c provided on the arm 10a, the upper electrode 12a, the piezoelectric film 12b, and the lower electrode 12c. A pair of components. Similarly, a pair of structures are formed on the arm 10b. Further, the drive unit is configured to be substantially symmetrical with respect to the center line 35 on the arm 10a, and at the same time, is also configured to be approximately symmetrical between the left and right arms 10a and 10b around the symmetry axis of the tuning fork vibrator 1. Yes.

検知部は上述したようにアーム10a上に設けられた上面の電極15a、圧電膜15bと下面の電極15cから構成されている。同様に、アーム10b上に設けられた上面の電極16a、圧電膜16b、下面の電極16cから構成されている。このように検知部は音叉型振動子1の対称軸を中心に左右のアーム10a,10b間においてもほぼ対称に構成されている。   As described above, the detection unit includes the upper electrode 15a, the piezoelectric film 15b, and the lower electrode 15c provided on the arm 10a. Similarly, the upper electrode 16a, the piezoelectric film 16b, and the lower electrode 16c are provided on the arm 10b. As described above, the detection unit is configured to be substantially symmetrical between the left and right arms 10a and 10b with the symmetry axis of the tuning fork vibrator 1 as a center.

まず最初に、本実施の形態の角速度センサにおける音叉振動の動作について簡略に説明する。   First, the operation of tuning fork vibration in the angular velocity sensor of the present embodiment will be briefly described.

AGC回路(図示せず)を備えた駆動回路(図示せず)より互いに位相が逆の駆動信号が引き出し電極パッド27,28に供給される。ちなみに、引き出し電極パッド27にはプラスの駆動信号、引き出し電極パッド28にはマイナスの駆動信号が供給されているため、アーム10aの中心線35を境に圧電膜11bがy軸方向に縮み、かつ、アーム10aの中心線35を境に圧電膜12bはy軸方向に伸びる。これによりアーム10aをx軸方向(外向き)に曲げようとする。また、アーム10bの中心線36を境に圧電膜13bがy軸方向に縮み、かつ、アーム10bの中心線36を境に圧電膜14bはy軸方向に伸びる。これによりアーム10bをx軸方向(外向き)に曲げようとする。これによりアーム10a,10bはxy面内で音叉振動を起こす。また、モニタ電極17aからアーム10a,10bの音叉振動の振幅が検出され、所定の振幅となるようにAGC回路を通して制御される。   A drive circuit (not shown) having an AGC circuit (not shown) supplies drive signals having opposite phases to the extraction electrode pads 27 and 28. Incidentally, since a positive drive signal is supplied to the extraction electrode pad 27 and a negative drive signal is supplied to the extraction electrode pad 28, the piezoelectric film 11b contracts in the y-axis direction with the center line 35 of the arm 10a as a boundary, and The piezoelectric film 12b extends in the y-axis direction at the center line 35 of the arm 10a. This attempts to bend the arm 10a in the x-axis direction (outward). In addition, the piezoelectric film 13b contracts in the y-axis direction with the center line 36 of the arm 10b as a boundary, and the piezoelectric film 14b extends in the y-axis direction with the center line 36 of the arm 10b as a boundary. This attempts to bend the arm 10b in the x-axis direction (outward). As a result, the arms 10a and 10b cause tuning fork vibration in the xy plane. Further, the amplitude of the tuning fork vibration of the arms 10a and 10b is detected from the monitor electrode 17a and controlled through the AGC circuit so as to have a predetermined amplitude.

次に本実施の形態の角速度センサにおける通常の角速度検出を行うときの動作について簡略に説明する。   Next, the operation when performing normal angular velocity detection in the angular velocity sensor of the present embodiment will be briefly described.

xy面内で安定した音叉振動を行っている時に、y軸周りに角速度Ωが印加されるとコリオリ力に基づきアーム10a,10bがz軸方向に互いに逆方向にたわむ。このときのz軸方向へのたわみを上面の電極15a,16aにより検出する。これらの上面の電極15a,16aにより検出された電荷はそれぞれ引き出し電極パッド29,30に導かれる。また、引き出し電極パッド29,30は、例えば、ケース(図示せず)に設けられた電極パッド(図示せず)にワイヤ(図示せず)により接続され、さらにこれらの電極パッドを経由して角速度信号を検出するための検知回路(図示せず)を構成する入力段のカレントアンプ(図示せず)にそれぞれ接続される。ちなみに上面の電極15aにはプラスの電荷が発生しており、上面の電極16aにはマイナスの電荷が発生している。これらの互いに逆極性の電荷が上述のカレントアンプに入力された後、それぞれのカレントアンプの出力が差動アンプ(図示せず)に入力され、同期検波後、所定範囲の角速度信号として出力される。   When an angular velocity Ω is applied around the y axis during stable tuning fork vibration in the xy plane, the arms 10a and 10b bend in the z axis direction in opposite directions based on the Coriolis force. The deflection in the z-axis direction at this time is detected by the electrodes 15a and 16a on the upper surface. The charges detected by the electrodes 15a and 16a on the upper surface are guided to the extraction electrode pads 29 and 30, respectively. The lead electrode pads 29 and 30 are connected to, for example, an electrode pad (not shown) provided on a case (not shown) by a wire (not shown), and further, angular velocity is transmitted via these electrode pads. Each is connected to a current amplifier (not shown) in an input stage constituting a detection circuit (not shown) for detecting a signal. Incidentally, a positive charge is generated in the upper electrode 15a, and a negative charge is generated in the upper electrode 16a. After these charges having opposite polarities are input to the above-described current amplifiers, the outputs of the respective current amplifiers are input to a differential amplifier (not shown), and output as an angular velocity signal within a predetermined range after synchronous detection. .

次に、本実施の形態の角速度センサにおける異常診断を実施する時の動作について説明する。   Next, an operation when performing an abnormality diagnosis in the angular velocity sensor of the present embodiment will be described.

支持部10dの左側に、かつ、y軸方向にほぼ450μmの長さを有し、互いに対向するようにほぼ8対の第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32が設けられている。この第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32の間隔はほぼ15μmに設定してある。同様に、支持部10dの右側に、かつ、y軸方向にほぼ450μmの長さを有し、互いに対向するようにほぼ8対の第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33が設けられている。この第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33の間隔もほぼ15μmに設定してある。前述の第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32とから構成される部分の形状と第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33とから構成される部分の形状はほぼ対称になっているため、第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32間の静電容量と第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33間の静電容量はほぼ同一となっている。また、引き出し電極パッド29に重畳されるプラスの駆動信号と引き出し電極パッド30に重畳されるプラスの駆動信号の値はほぼ同一になるため、前述の差動アンプによりキャンセルされる。従って、角速度センサが正常な動作を行っている間は検知回路から所定範囲の角速度信号のみしか現れない。また、前述の第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32の間隔は15μmと小さく、また、同様に第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33の間隔も小さい。さらに、第1のパターン電極31a,31b、第2のパターン電極32,33の下には圧電膜26が設けられているため、第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32との間の静電容量値は大きくなる。同様に第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33との間の静電容量値も大きくなっている。図4に示すように、第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32との間隔がほぼ15μm以下になれば、対向する長さあたりの結合容量値が要求仕様を満足するほぼ45fFを超える。同様のことは、第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33との間においても言える。または、第1のパターン電極31aと第2のパターン電極32との間隔、または、第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33との間隔は15μm以下で限りなく小さい方が好ましいが、製造プロセスの安定等を考慮するとほぼ5μm程度までが妥当である。   On the left side of the support portion 10d and having a length of about 450 μm in the y-axis direction, approximately eight pairs of first pattern electrodes 31a and second pattern electrodes 32 are provided so as to face each other. The distance between the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32 is set to approximately 15 μm. Similarly, approximately eight pairs of the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 are provided on the right side of the support portion 10d and have a length of about 450 μm in the y-axis direction and face each other. ing. The distance between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 is also set to about 15 μm. The shape of the portion composed of the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32 and the shape of the portion composed of the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 are almost symmetrical. Therefore, the capacitance between the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32 and the capacitance between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 are substantially the same. Further, since the value of the positive drive signal superimposed on the extraction electrode pad 29 and the value of the positive drive signal superimposed on the extraction electrode pad 30 are substantially the same, they are canceled by the above-described differential amplifier. Therefore, while the angular velocity sensor is operating normally, only an angular velocity signal within a predetermined range appears from the detection circuit. The distance between the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32 is as small as 15 μm, and the distance between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 is also small. Further, since the piezoelectric film 26 is provided under the first pattern electrodes 31 a and 31 b and the second pattern electrodes 32 and 33, the gap between the first pattern electrode 31 a and the second pattern electrode 32 is provided. The capacitance value increases. Similarly, the capacitance value between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 is also large. As shown in FIG. 4, when the distance between the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32 is approximately 15 μm or less, the coupling capacitance value per opposing length exceeds approximately 45 fF that satisfies the required specifications. . The same can be said between the first pattern electrode 31 b and the second pattern electrode 33. Alternatively, the distance between the first pattern electrode 31a and the second pattern electrode 32, or the distance between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 is preferably 15 μm or less, but is preferably as small as possible. Considering process stability, etc., it is reasonable to have a thickness of about 5 μm.

次に、引き出し電極パッド29と前述のケースに設けられた電極パッドに接続されるワイヤが断線すると、前述の差動アンプによりキャンセルされていた引き出し電極パッド29に重畳されたプラスの駆動信号と引き出し電極パッド30に重畳されたプラスの駆動信号はもはやキャンセルされなくなる。また、前述の構成で説明したように第1のパターン電極31bと第2のパターン電極33の間の目標とする静電容量値は大きいため、引き出し電極パッド30から大きな電荷がカレントアンプに入力されることとなり、結果として差動アンプより所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な大きな出力が得られるようになる。これにより、前述のワイヤの断線が発生した場合に、所定の範囲の角速度信号出力と明確な差がある出力が得られ、異常と診断可能となる。   Next, when the lead electrode pad 29 and the wire connected to the electrode pad provided in the case are disconnected, the positive drive signal superimposed on the lead electrode pad 29 canceled by the differential amplifier and the lead are extracted. The positive drive signal superimposed on the electrode pad 30 is no longer canceled. Further, as described in the above configuration, since the target capacitance value between the first pattern electrode 31b and the second pattern electrode 33 is large, a large charge is input from the extraction electrode pad 30 to the current amplifier. As a result, a large output capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal within a predetermined range is obtained from the differential amplifier. As a result, when the aforementioned wire breakage occurs, an output having a clear difference from the angular velocity signal output within a predetermined range is obtained, and an abnormality can be diagnosed.

本実施の形態においては、第1のパターン電極31a,31bに駆動信号のプラスが印加される場合について説明してきたが、第1のパターン電極として導出部19a,21aから延出して設けられた櫛歯状の電極と前記第2のパターン電極32,33とをそれぞれ対向させる構成も可能である。   In the present embodiment, the case where the plus of the drive signal is applied to the first pattern electrodes 31a and 31b has been described. However, the comb provided as the first pattern electrode extending from the lead-out portions 19a and 21a. A configuration in which the tooth-shaped electrodes and the second pattern electrodes 32 and 33 are opposed to each other is also possible.

図5は、図3にも示した支持部10dの同一箇所のB−B断面図であり、さらに少なくとも第1のパターン電極31a,31bおよび第2のパターン電極32,33を覆うように高誘電率層40が設けられたものである。高誘電率層40は、例えばSiON,HfOx,HfSiOx等の材料を用いることが可能である。ただし、この材料に限定されるものではない。この高誘電率層40を設けることにより、より小型の角速度センサにおいてもユーザー仕様から要求される所定範囲の角速度信号を超える異常と診断可能な所定の出力が容易に得られる。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the same portion of the support portion 10d shown in FIG. 3, and further, a high dielectric so as to cover at least the first pattern electrodes 31a and 31b and the second pattern electrodes 32 and 33. The rate layer 40 is provided. For the high dielectric constant layer 40, for example, a material such as SiON, HfO x , HfSiO x or the like can be used. However, it is not limited to this material. By providing this high dielectric constant layer 40, even a smaller angular velocity sensor can easily obtain a predetermined output capable of diagnosing an abnormality exceeding an angular velocity signal in a predetermined range required by user specifications.

本実施の形態においては、さらなる高誘電率層40を支持部10dの上に設ける構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば駆動部に設けられた上部電極と検知部に設けられた上部電極との間に設けたり、駆動部を構成する上面の電極に接続された導出部と検知部を構成する上面の電極に接続された導出部との間に設けることも可能である。   In the present embodiment, the configuration in which the further high dielectric constant layer 40 is provided on the support portion 10d has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the upper electrode provided in the drive portion and the detection portion are provided. It is also possible to provide between the lead-out part connected to the upper electrode constituting the driving part and the lead-out part connected to the upper electrode constituting the detection part. .

本実施の形態においては、音叉型振動子がシリコンから構成されるものについて説明したが、これに特定されるものではなく、非圧電材料からなる多くの材料を用いることが可能である。同じく圧電膜についてもPZTからなる構成について説明したが、これについても種々の圧電材料を用いることが可能である。   In the present embodiment, the tuning fork vibrator is made of silicon. However, the present invention is not limited to this, and many materials made of non-piezoelectric materials can be used. Similarly, the structure of PZT has been described for the piezoelectric film, but various piezoelectric materials can be used for this.

また、本実施の形態においては、振動子として音叉型形状のものについて説明してきたが、これに特定されるものではなく種々の形状のものを用いることが可能である。例えば、片持ち梁形状、両点支持の棒状の振動子等の形状が考えられる。   In the present embodiment, the tuning fork shape has been described as the vibrator. However, it is not limited to this, and various shapes can be used. For example, the shape of a cantilever beam, a rod-shaped vibrator that supports both points, or the like can be considered.

また、本実施の形態においては、異常値抽出手段として音叉型振動子の支持部に設けた構成について説明してきたが、これに必ずしも特定されるものではない。   Further, in the present embodiment, the configuration provided in the support portion of the tuning fork vibrator as the abnormal value extracting means has been described, but this is not necessarily specified.

本発明の角速度センサは小型でありながら、検知部系の的確な断線検知が可能な角速度センサとして有用である。   The angular velocity sensor of the present invention is useful as an angular velocity sensor that can detect an accurate disconnection of a detection unit system while being small in size.

本発明の実施の形態1における角速度センサの音叉型振動子の構成図Configuration diagram of tuning fork type vibrator of angular velocity sensor according to Embodiment 1 of the present invention 同振動子のA−A断面図AA sectional view of the same vibrator 同振動子のB−B断面図BB cross section of the same vibrator 第1のパターン電極と第2のパターン電極の間隔と結合容量の関係を説明する図The figure explaining the relationship between the space | interval of a 1st pattern electrode and a 2nd pattern electrode, and a coupling capacity | capacitance さらに高誘電率層が表面に付与された同振動子のB−B断面図Furthermore, BB cross section of the same vibrator with a high dielectric constant layer applied to the surface 従来の角速度センサの振動子を示す斜視図A perspective view showing a vibrator of a conventional angular velocity sensor

符号の説明Explanation of symbols

1 音叉型振動子
10a,10b アーム
10c 基部
10d 支持部
11a,12a,13a,14a,15a,16a 上面の電極
11b,12b,13b,14b,15b,16b,26 圧電膜
11c,12c,13c,14c,15c,16c 下面の電極
17a モニタ電極
18a,19a,20a,21a,22a,23a,24a 導出部
25 共通グランド
27,28,29,30,34 引き出し電極パッド
31a,31b 第1のパターン電極
32,33 第2のパターン電極
35,36 中心線
37,38 主面
40 高誘電率層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tuning fork type vibrator 10a, 10b Arm 10c Base 10d Support part 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a Upper surface electrode 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b, 26 Piezoelectric film 11c, 12c, 13c, 14c 15c, 16c Lower electrode 17a Monitor electrode 18a, 19a, 20a, 21a, 22a, 23a, 24a Deriving part 25 Common ground 27, 28, 29, 30, 34 Lead electrode pad 31a, 31b First pattern electrode 32, 33 Second pattern electrode 35, 36 Center line 37, 38 Main surface 40 High dielectric constant layer

Claims (10)

x軸方向および前記x軸と直交するz軸方向に変位する振動部とこの振動部につながる振動遷移部とこの振動遷移部につながる支持部とを有した振動子と、前記振動部を前記x軸方向に励振することを可能とする前記振動部に設けられた1対の電極が形成された駆動部と、前記振動部を前記x軸方向に励振するために前記駆動部に形成された1対の電極に逆極性の駆動信号を供給するための駆動回路と、前記z軸方向に振動する前記振動部のたわみを検出するために前記振動部に設けられた1対の電極が形成された検知部と、前記x軸及び前記z軸と直交するy軸周りに角速度が印加されたときコリオリ力に基づき前記z軸方向にたわむことにより前記検知部に形成された1対の電極から出力される逆極性の電荷を増幅処理し、所定範囲の角速度信号を得るための差動アンプを有した検知回路と、前記駆動部に形成された1対の電極の一方から引き出され前記支持部に設けられた第1のパターン電極と、前記検知部に形成された1対の電極からそれぞれ引き出され前記支持部に設けられた1対の第2のパターン電極と、前記第1のパターン電極と前記1対の第2のパターン電極の一方との間及び前記第1のパターン電極と前記1対の第2のパターン電極の他方との間に設けられた高誘電率層とを備えた角速度センサにおいて、前記検知回路は、前記差動アンプから出力される角速度信号が前記所定範囲を超えた場合に異常と診断可能な所定の出力を行う異常値抽出手段が設けられた角速度センサ。 wherein a vibration portion that is displaced in the z-axis direction, the vibration transitions leading to the vibration part and a vibrator having a supporting portion connected to the vibrating transition, the vibrating section perpendicular to the x-axis direction and the x-axis and the vibration unit to the drive unit for a pair of electrodes are formed which are provided to be able to excite in the x-axis direction, it is formed in the drive unit in order to excite the vibrating portion in the x-axis direction a drive circuit for supplying a reverse polarity driving signals to a pair of electrodes, a pair of electrodes, wherein provided in the vibrating unit in order to detect the deflection of the vibrating portion which vibrates in the z-axis direction is formed and a detection unit, wherein the x-axis and the output from a pair of electrodes formed on the detecting portion by flexing the z-axis direction based on the Coriolis force when an angular velocity is applied about the y-axis perpendicular to the z-axis and amplification of the opposite polarity of charge, a predetermined range A sensing circuit having a differential amplifier for obtaining a speed signal, a first pattern electrode drawn from one of a pair of electrodes formed on the driving part provided in the support portion, the detection portion A pair of second pattern electrodes each drawn from the formed pair of electrodes and provided on the support; between the first pattern electrode and one of the pair of second pattern electrodes; and In the angular velocity sensor including the high dielectric constant layer provided between the first pattern electrode and the other of the pair of second pattern electrodes , the detection circuit is output from the differential amplifier. An angular velocity sensor provided with an abnormal value extracting means for performing a predetermined output capable of diagnosing an abnormality when the angular velocity signal exceeds the predetermined range . 振動子は振動部としての少なくとも2つのアームとこのアームを連結する振動遷移部としての少なくとも1つの基部とこの基部の端に固定するための支持部とを有した非圧電材料からなる音叉型振動子であり、駆動部はこの音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上の中心線を境に少なくとも上部電極が離間するように設けられた圧電膜であり、さらに検知部は前記音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上に設けられ、両面に電極を有した圧電膜である請求項1に記載の角速度センサ。 The vibrator is a tuning fork type vibration made of a non-piezoelectric material having at least two arms as a vibration part, at least one base part as a vibration transition part connecting the arms, and a support part for fixing to the end of the base part. The drive unit is a piezoelectric film provided such that at least the upper electrode is separated from the center line on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator, and the detection unit The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the angular velocity sensor is a piezoelectric film that is provided on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator and has electrodes on both surfaces. 振動子は振動部としての少なくとも2つのアームとこのアームを連結する振動遷移部としての少なくとも1つの基部とこの基部の端に固定するための支持部とを有した非圧電材料からなる音叉型振動子であり、駆動部はこの音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上の中心線を境に離間するように設けられ、上面、下面にそれぞれ電極を有した1対の圧電膜であり、さらに検知部は前記音叉型振動子の少なくとも1つのアームの少なくとも1つの主面上に設けられ、両面に電極を有した圧電膜である請求項1に記載の角速度センサ。 The vibrator is a tuning fork type vibration made of a non-piezoelectric material having at least two arms as a vibration part, at least one base part as a vibration transition part connecting the arms, and a support part for fixing to the end of the base part. A pair of piezoelectric elements provided with electrodes on the upper surface and the lower surface, respectively. The drive unit is provided so as to be separated from the center line on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the sensor is a film, and the detection unit is a piezoelectric film provided on at least one main surface of at least one arm of the tuning fork vibrator and having electrodes on both surfaces. 異常値抽出手段は支持部上に設けられた下部電極とこの下部電極の上に設けられた圧電膜とこの圧電膜の上に前記第1のパターン電極と前記1対の第2のパターン電極が対向し、かつ、離間するように設けられた請求項1に記載の角速度センサ。 Abnormal value extracting means the second pattern electrode and the first pattern electrode of the pair on the piezoelectric film and the piezoelectric film provided on the lower electrode and the lower electrode provided on the support portion The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the angular velocity sensor is provided so as to face and be separated from each other. 音叉型振動子はシリコンからなる請求項2または請求項3に記載の角速度センサ。 4. The angular velocity sensor according to claim 2, wherein the tuning fork vibrator is made of silicon. 異常値抽出手段を構成する圧電膜はPZT系の材料からなり、第1のパターン電極と第2のパターン電極はほぼ8対の対向をなし、前記第1のパターン電極と前記1対の第2のパターン電極のそれぞれの対向する長さはほぼ450μmで、前記第1のパターン電極と前記1対の第2のパターン電極のそれぞれの対向する間隔はほぼ5μmから15μmである請求項4に記載の角速度センサ。 The piezoelectric film constituting the abnormal value extracting means is made of a PZT-based material, and the first pattern electrode and the second pattern electrode are almost 8 pairs opposite to each other, and the first pattern electrode and the pair of second electrodes are arranged. each of the opposing length of the pattern electrode is approximately 450 [mu] m, according to claim 4 interval is 15μm approximately 5μm to respective opposing the first pattern electrode and the pair second pattern electrodes Angular velocity sensor. 前記高誘電率層は、SiON、HfOThe high dielectric constant layer is made of SiON, HfO. x 、HfSiO, HfSiO x のいずれかの材料よりなる請求項1に記載の角速度センサ。The angular velocity sensor according to claim 1, which is made of any one of the materials described above. 少なくとも駆動部に設けられた上部電極と検知部に設けられた上面の電極との間にさらに高誘電率層が設けられた請求項2に記載の角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 2, wherein a high dielectric constant layer is further provided at least between an upper electrode provided in the drive unit and an upper electrode provided in the detection unit. 少なくとも駆動部に設けられた上面の電極と検知部に設けられた上面の電極との間にさらに高誘電率層が設けられた請求項3に記載の角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 3, wherein a high dielectric constant layer is further provided at least between an upper surface electrode provided in the drive section and an upper surface electrode provided in the detection section. 少なくとも駆動部に形成された電極から引き出された導出部と検知部に形成された電極から引き出された導出部の間にさらに高誘電率層が設けられた請求項1に記載の角速度センサ。 2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein a high dielectric constant layer is further provided between at least a lead-out portion drawn from the electrode formed in the drive portion and a lead-out portion drawn from the electrode formed in the detection portion.
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