CN101189489B - 复合传感器 - Google Patents

复合传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN101189489B
CN101189489B CN2006800196307A CN200680019630A CN101189489B CN 101189489 B CN101189489 B CN 101189489B CN 2006800196307 A CN2006800196307 A CN 2006800196307A CN 200680019630 A CN200680019630 A CN 200680019630A CN 101189489 B CN101189489 B CN 101189489B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor element
mentioned
angular velocity
vibration type
maintaining part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800196307A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101189489A (zh
Inventor
大越伟生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101189489A publication Critical patent/CN101189489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101189489B publication Critical patent/CN101189489B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/02Housings
    • G01P1/023Housings for acceleration measuring devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/09Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/097Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

本发明提供一种复合传感器,包括外部保持部(6)、通过连接部(5)支撑在上述外部保持部(6)内的内部保持部(4)、设置在上述内部保持部(4)内的振动型角速度传感器元件(1)和加速度传感器元件(2),上述内部保持部(4)被支撑为,一方面实质上限制上述加速度传感器元件(2)沿检测方向移动,另一方面允许上述振动型角速度传感器元件(1)沿至少由于角速度而受到科里奥利力的方向移动。通过该结构,可实现复合传感器的小型化。

Description

复合传感器
技术领域
本发明涉及一种包括振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件的复合传感器。
背景技术
作为此种复合传感器,已知有一种在外封装壳(outer packing package)内设置封装振动型角速度传感器元件和IC等信号处理电路而成的振动型角速度传感器;和封装加速度传感器元件及其信号处理电路而成的加速度传感器的结构。例如,与本申请相关的先前技术文献,已知有日本专利公开公报特开2003-4450号。
在这种复合传感器中,随着搭载这些传感器的系统的小型化、多功能化的不继推进,要求进一步小型化的呼声越来越高涨。作为适应此要求的结构,可考虑将单独封装后的振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件封装为一体。
然而,将两个传感器元件封装为一体未必就容易。由于振动型角速度传感器是用于检测振动型传感器元件绕检测轴转动的角速度的传感器,为抑制外部冲击等干扰(disturbance)的影响,在安装到外封装壳上时,需要加入具有振动吸收功能的减振器。而加速度传感器元件,由于是用于高精度地检测出相对于检测方向的加速度的传感器,在安装到外封装壳上时,必须刚性地固定在外封装壳上,以直接传达施加在该外封装壳上的加速度。
因此,在一个封装壳内同时搭载需要减振器等缓冲结构的振动型角速度传感器元件和需要刚性固定结构的加速度传感器元件时,若无法充分满足两个传感器元件相反的要求,作为复合传感器的特性就会恶化,因此,每一个传感器都需要单独的安装结构,这样会使复合传感器的小型化变得困难。
发明内容
本发明的目的在于解决此类问题,实现复合传感器的小型化。
为达成此目的,本发明提供的复合传感器包括外部保持部、通过连接部支撑在上述外部保持部内的内部保持部、设置在上述内部保持部内的振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件,其中,上述内部保持部被支撑为,一方面实质上限制上述加速度传感器元件沿检测方向移动,另一方面允许上述振动型角速度传感器元件沿至少由于角速度而受到科里奥利力(coriolis force)的方向移动。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的复合传感器的简要纵剖视图。
图2是表示该复合传感器的内封装壳(inner packing package)内部的简要横剖视图。
图3是表示该复合传感器的简要局部剖视图。
图4是表示另一实施例的复合传感器的简要纵剖视图。
图5是表示又一实施例的复合传感器的简要纵剖视图。
图6是采用了图5的复合传感器的系统(车辆)的简要侧视图。
图7是表示又一实施例的复合传感器的概略纵剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施本发明的理想方式进行详细说明。
下面,用图说明本发明的一个实施例。
图1是将振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2一体化而成的复合传感器的示意图。另外,在以下的说明中,设图1的左右方向为X、与纸面垂直的方向为Y、纸面的上下方向为Z,来说明该图及各图的对应方向,假设图2的纸面右侧为Y方向的前方。
复合传感器的基本结构是,将振动型角速度传感器元件1、加速度传感器元件2和作为处理上述两者的输出信号的处理电路的一个例子的集成电路3集成在作为内部保持部的一个例子的内封装壳4中,该内封装壳4,通过作为连接部的一个例子的连接部件5收纳于作为外部保持部的一个例子的外封装壳6内。
内封装壳4,如图2所示,后面侧由树脂板7构成,前面侧由陶瓷层叠基板(ceramiclaminated substrate)8构成。在陶瓷层叠基板8的前部,形成后面侧逐渐变窄的阶梯状凹部9。在凹部9,在前面安装振动型角速度传感器元件1及加速度传感器元件2,在后面相对于两个传感器元件1和2在Y方向上间隔一段距离安装集成电路3。如上,在本实施例中,内封装壳4,包括树脂板7和层叠在该树脂板7上的陶瓷层叠基板8,振动型角速度传感器元件1、加速度传感器元件2和集成电路3,收容于在该陶瓷层叠基板8中形成的凹部9内。因此,由于各传感器元件1和2及集成电路3收容于陶瓷层叠基板8内,所以,绝缘性、温度/湿度稳定性得以提高。而且,由于集成电路3的整个表面是以紧贴在陶瓷层叠基板8上的状态而设置的,因此,可以更有效地放出集成电路3的热。
而且在本实施例中,内封装壳4的凹部9被形成为多个台阶形状,振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2被设置在前方台阶处,集成电路3被设置在与上述振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2所设置的台阶不同的台阶上,以便相对于振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2形成间隙。因此,通过在各传感器元件1和2与集成电路3之间形成间隙,可以尽量降低集成电路3的热影响。而且,由于可将两个传感器元件1和2设置在集成电路3的面内,因此,进一步有利于小型化。
另外,在本实施例中,凹部9的内壁上施以屏蔽涂层(shield coating)9A,通过该屏蔽涂层9A消除噪音。不过,该屏蔽涂层9A也可以省略。
振动型角速度传感器元件1如图3的左侧所示,构成音叉型振动子(tuning forkvibrator),具体包括固着在内封装壳4上的基座10、自该基座10沿Z方向突出的茎部11、从该茎部11的上端分支为两股沿Z方向延伸的薄板状的振动部12、构成振动部12的一对分支片12a、从两个分支片12a到底座10内置的驱动电极14和检测电极15。驱动电极14和检测电极15,采用用薄板状的导电体夹住由PZT(PbZrO3-PbTiO3)构成的压电薄膜的上下表面的结构。在利用该振动型角速度传感器元件1的角速度检测中,通过在向驱动电极14施加驱动电压,分支片12a的自由端如箭头A1所示沿着X方向振动。在该振动状态下,通过向搭载了振动型角速度传感器元件1的系统(例如车辆)施加绕Z轴(检测轴)的加速度,使振动型角速度传感器元件1在科里奥利力(Coriolis force)的作用下向Y方向(参照图2)弯曲,将来自检测电极15的基于该Y方向弯曲的检测信号作为角速度输出。
此外,加速度传感器元件2如图3的右侧所示,构成作为整体在Z方向上伸长的由硅板形成的振动子,具体而言是将固着在内封装壳4上的基座20、在基座20的上部延续的弦部21和在弦部21的上部延续的锤部22一体地构成的结构。弦部21,具有在基座20和锤部22之间延伸的中空的茎部23、隔着该茎部23在该加速度传感器元件2的宽度方向(安装时为复合传感器的X方向)上相对地成对并从基座20向上方悬臂状突出的一对驱动电极24、与驱动电极24相对应隔着茎部23在该加速度传感器元件2的宽度方向(安装时为复合传感器的X方向)上相对地成对并从锤部22向下方垂下的一对检测电极25。驱动电极24和检测电极25,分别采用用薄板状的导电体夹住由PZT(PbZrO3-PbTiO3)构成的压电薄膜的上下表面的结构。在利用该加速度传感器元件2的加速度检测中,通过向驱动电极24施加驱动电压,弦部21以规定的频率振动。在该状态下加速度传感器元件2的锤部22,如箭头A2所示沿着X方向受力,从而弦部21弯曲,据此一方的弦部21伸长另一方的弦部21收缩,一对弦部21的振动频率分别变化,由检测电极25将该振动频率的变化作为检测信号而输出。
而且,在该复合传感器中,振动型角速度传感器元件1的驱动面S即图3所示的振动型角速度传感器元件1的分支片12a在驱动电极14的作用下向箭头A1的方向振动的轨迹所成的面,与加速度传感器元件2的检测方向即图3的箭头A2所示的方向,沿着图1的X方向平行地将振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2安装在内封装壳4中。此外,在图示的实施例中,由图3可知,两个传感器元件1和2的基座10和20以并置于内封装壳4的同一面上的状态竖立设置。据此,由于可使两个传感器元件1和2尽可能接近地排列,可将其并置方向的尺寸设定得较短。
接着,参照图1,内封装壳4通过正视呈S字状的连接部件5安装在外封装壳6上。连接部件5,是沿着前后(图2的Y方向)大幅度弯曲,上下左右(图1的Z方向和X方向)尽可能为刚性(rigid)的金属制板材。如上,通过采用金属制的板材,可以容易地实现只在Y方向上弯曲,X方向和Z方向维持刚性的连接部件5。另外,将连接部件5的板形状制成S字状,是为了在有限的空间内增加该连接部件5在Y方向上的延伸距离,并确保X方向和Z方向上的较高刚性和Y方向上的较大可挠性。作为连接部件5的具体形式,较为理想的是磷、青铜、铍钢(beryllium steel)、弹簧钢等的板簧。此外,也可以将上述金属部件上和减振部件层叠,以可提高振动的减振效果的叠层体构成连接部件5。另外,还可将连接部件5兼用作通电用的电路部件。
此外,在本实施例中,内封装壳4收容于外封装壳6中设置的长方形空间内,连接部件5,在外封装壳6的内周面中的底部和两侧部各设置2个。因此,可根据包括传感器元件1和2或集成电路3在内的内封装壳4的总质量、或所需的可挠性和刚性,适当地变更规格,在所使用的每个系统中获得理想的特性。
在本实施例中,在安装时,连接部件5以使内封装壳4相对于外封装壳6的弯曲方向(Y方向),相对于振动型角速度传感器元件1的驱动面S(参照图3)垂直地连接两个封装壳4和6。在本实施例中,连接部件5,至少设置在内封装壳4中固定各传感器元件1和2的部位上。因此,可用连接部件5对干扰最易传达的部位提供弹性支撑,从而吸收干扰。
根据此结构,可使连接部件5在Y方向上具有较大的可挠性,同时在X方向和Z方向上确保较高的刚性。因此,就振动型角速度传感器元件1,可通过内封装壳4在Y方向上的移位,抑制外部冲击等干扰的影响,维持尽可能高的角速度检测灵敏度。而就加速度传感器元件2,由于来自外封装壳6的沿X方向或Z方向的冲击通过连接部件5直接向锤部22传播,因此,可以维持尽可能高的加速度检测灵敏度。
从而,即使在这样将加速度传感器元件2和振动型角速度传感器元件1复合在一起的情况下,也可以较高水准地确保各自的检测精度。
其结果,即使在一个内封装壳4内同时搭载振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2的结构中,也可以抑制振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2对彼此特性的影响,结果可以共用以往传感器各自具有的集成电路3和内封装壳4,可以实现复合传感器的小型化。
更为详细地说明的话,为检测出角速度,振动型角速度传感器元件1向X方向振动,沿着该X方向的轨迹形成驱动面S。然后,通过向搭载本复合传感器的系统(汽车等)施加绕Z轴的加速度,振动型角速度传感器元件1的分支片12a向Y方向弯曲,检测出角速度。另一方面,与驱动面S正交的Y方向的干扰,由于外封装壳6和内封装壳4因连接部件5的弯曲而相对地移位,被该移位所吸收,不易传给振动型角速度传感器元件1。因此,可以尽量减少对振动型角速度传感器元件1的干扰。
进一步,搭载本复合传感器的系统(汽车等)进行加速等,被施加X方向的加速度时,可以想到角速度传感器元件1的各分支片12a,在惯性力的作用下向X方向弯曲,或者由于在振动,振动的中心发生偏移。但是,科里奥利力取决于角速度和各分支片12a的基于振动的向X方向上的速度,并不取决于分支片12a的移位。因此,在各分支片12a处于向X方向弯曲的状态的情况下,并不会影响基于科里奥利力的向Y方向的弯曲。此外,从加速度为0的状态被施加了规定的加速度时,会产生与加速度相应的规定弯曲(摇动中心的向X方向的偏移),在从没有发生弯曲的状态到产生规定弯曲的过渡期中,严格来说虽可以想到产生与加速度为0的状态的分支片12a不同的状态,但由于是过渡性的微小变化,该影响实际上可以忽略不计。因此,即使在X方向上产生加速度,也不会影响角速度的检测。
另一方面,通过采用上述设计,传至系统的与驱动面S平行的力,从外封装壳6通过连接部件5传至内封装壳4,并被加速度传感器元件2检测出。因此,系统受到冲击时,尽管连接部件5具有减振功能,也可敏锐地检测出基于冲击的加速度。其结果,由于可在同一内封装壳4内安装振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2,并用同一集成电路3施行信号处理,因此,可在使复合传感器的整体尽量小型化的同时,可维持各传感器元件的高检测性能。
另外,在这个实施例中,以将振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2并排连接在内封装壳4内的结构为例进行了说明,但只要使振动型角速度传感器元件1的驱动面S和加速度传感器元件2的检测方向A2平行地设置即可,如图4所示以振动型角速度传感器元件1的检测轴(Z方向的轴)与加速度传感器元件2的检测方向平行的姿势保持于内封装壳4中时也可获得同样的作用效果。在图4的实施例中,由于可在各传感器元件1和2的高度方向的尺寸范围内来布置两个传感器元件1和2,这一点也有利于小型化。
另外,还可以采用图5的结构。
请参照图5,在该图所涉及的实施例中,振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2,相对于外封装壳6的安装部6a在正面(XZ平面)上以规定角度θ(例如以X轴为基准,为85°或80°或从85°到80°之间)倾斜。换言之,较为理想的是,以外封装壳6的安装部6a为基准,角速度传感器元件1,被设置成使其检测轴相对于与该外封装壳6的安装部6a成直角的方向呈倾斜方向,并且,加速度传感器元件2,最好也是被设置成使其检测方向相对于外封装壳6的安装部6a呈倾斜。或者较为理想的是,相对于与外封装壳6的安装部6a成直角的方向,使角速度传感器元件1的检测方向倾斜,使该角速度传感器元件1本身与加速度传感器元件2的检测轴平行地设置。
请参照图6,将图5的复合传感器安装到车辆,特别是汽车30上时,通常集成在汽车导航系统(car navigation system)31中而安装。汽车导航系统31则通常安装在汽车30的中央控制台(center console)32中。
设置于中央控制台32中的设备,考虑到操作性能及扩大车内空间(前后较长)等,设备的正面(靠近乘员一侧的表面、操作面)朝向斜上方而安装。
因此,在内部具有复合传感器的导航系统31等也倾斜地安装。
在此,在汽车30的情况下,较为理想的是,角速度传感器元件1的检测轴(图6的Z方向的轴)相对于前进方向垂直,加速度传感器元件2的检测方向相对于前进方向平行。这是因为如果倾斜只能检测出余弦(cosine)成分,会产生检测误差。
因此,将振动型角速度传感器元件1和加速度传感器元件2安装到汽车30上时,预先使内封装壳内的角速度传感器元件1和加速度传感器元件2倾斜,以便使角速度传感器元件1的检测轴相对于前进方向垂直,加速度传感器元件2的检测方向相对于行前方向平行,这样构成不易产生检测误差的理想的结构。
即,在系统中安装外封装壳6时,将两个传感器元件1和2倾斜地安装在内封装壳4中,以便使该振动型角速度传感器元件1的检测轴(Z方向的轴)相对于系统的移动方向垂直,并且使加速度传感器元件2检测加速度的方向相对于移动方向平行。在本实施例中,由于将外封装壳6安装到作为系统的汽车30上时,以最有利于各传感器元件1和2检测出相应的物理量(即角速度或加速度)的姿势设置在系统中,因此,可使上述传感器元件1和2维持尽可能高的检测精度。此外,由于两个传感器元件1和2以相对于内封装壳4倾斜的姿势设置,因此,可以缩短内封装壳4上下左右的尺寸,结果更有利于小型化。
另外,虽然在上述各实施例中,内封装壳4及外封装壳6为封装结构,但未必一定就是封装结构或密封结构,也可以是开放的形状,例如平面形状。通过采用封装结构,可以防止收容在内部的角速度传感器元件1和加速度传感器元件2的机械性损伤,进一步,通过采用密封结构,可以防止尘埃或湿气的混入,能提高各元件1、2的可靠性。
另外,作为传感器元件,如图7所示,也可采用兼具角速度检测功能和加速度检测功能的传感器元件40。
如上说明,本发明的实施例为,包括外部保持部、收容于上述外部保持部内的内部保持部、设置在上述内部保持部内的振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件,设置于上述内部保持部中并使上述振动型角速度传感器元件的驱动面和上述加速度传感器元件的检测方向平行地对两个传感器元件予以支撑的支撑部件、介于上述内部保持部和上述外部保持部之间并只在相对于上述振动型角速度传感器元件的驱动面垂直的方向上具有可挠性的连接部的复合传感器。
换言之,本发明的复合传感器以,包括外部保持部、通过连接部支撑在上述外部保持部内的内部保持部、设置在上述内部保持部内的振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件,上述内部保持部,一方面实质上限制上述加速度传感器元件沿检测方向移动,另一方面允许上述振动型角速度传感器元件沿至少由于角速度而受到科里奥利力的方向移动为特征。
在该实施例中,为检测出角速度,振动型角速度传感器元件向规定方向振动,沿上述规定方向的轨迹形成驱动面。然后,通过向搭载本复合传感器的系统施加加速度,角速度传感器元件检测出角速度。另一方面,与驱动面正交的方向的干扰,由于外部保持部和内部保持部因连接部的弯曲而产生的相对移位,因此,被该移位所吸收,不易传至角速度传感器元件。因此,可以尽量减少对角速度传感器元件的干扰。另一方面,通过采用上述设计,传至上述系统的与上述驱动面平行的力,从外部保持部通过连接部传至内部保持部,并由加速度传感器元件检测出。因此,在上述系统受到冲击时,尽管连接部具有减振功能,也可敏锐地检测出基于冲击的加速度。其结果,由于可在同一内部保持部内安装角速度传感器元件和加速度传感器元件,并用同一处理电路施行信号处理,所以可在使复合传感器的整体尽量小型化的同时维持各传感器元件的高检测性能。另外,作为连接部的具体形式,除上述实施例中的弯曲部件外,还可采用通过机构组合加以保持的结构。作为此类机构,例如可考虑通过轴承转动体(滚轴(roller),滚珠(ball))等连接外部保持部和内部保持部的方法。或者,采用如摩托车的悬架(suspension),利用中空的圆筒和嵌于其内部的圆筒的组合体,使内部保持部只能在Y方向上移动。或者,也可采用连杆(link)机构。进一步,也可是与内部保持部一体化的弹簧状部位。作为此类弹簧状部位,较为理想的是,形成为蜿蜒形状或振幅较大周期较短的数字矩形波连续反复的形状。另外,在用其它的部件构成连接部时,还可采用防振橡胶。作为此类防振橡胶,较为理想的是,采用相对于压力变形(或弹性常数(spring constant))小,相对于剪应力(shear stress)变形(或弹性常数)大者。采用这样的防振橡胶或弹性体的情况下,可允许向图的Y方向弯曲,并能有效地限制X方向和Z方向的移位。
此外,在较为理想的实施例中,上述内部保持部为具有陶瓷层叠基板和处理上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件的输出信号的处理电路的内封装壳,上述振动型角速度传感器元件、上述加速度传感器元件和上述处理电路,收容于该陶瓷层叠基板上形成的凹部内。在该实施例中,由于各传感器元件及处理电路收容于陶瓷层叠基板内,因此,绝缘性、温度/湿度稳定性提高。
此外,在较为理想的实施例中,上述内封装壳的凹部,被形成为多个台阶形状,上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,相对于上述处理电路形成间隙地设置在不同台阶上。在该实施例中,通过在各传感器元件与处理电路之间形成间隙,可以尽量降低处理电路的热影响。
此外,在较为理想的实施例中,上述内封装壳的凹部,被形成为多个台阶形状,上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,设置在一级上,上述处理电路,相对于上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件形成间隙地设置在另一级上。在该实施例中,也通过在各传感器元件与处理电路之间形成间隙,尽可能地降低处理电路的热影响。此外,由于可将两个传感器元件设置在处理电路的面内,因此,进一步有利于小型化。
此外,在较为理想的实施例中,上述处理电路,相对于上述陶瓷层叠基板以面接触的状态设置。在该实施例中,处理电路可以更为有效地散热。
此外,在较为理想的实施例中,上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,并置于同一固着面上。在该实施例中,由于可将两个传感器元件尽可能接近地排列,因此,可将其并置方向的尺寸设定得较短。
此外,在较为理想的实施例中,将上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件倾斜地安装于上述内封装壳内。在该实施例中,由于在将外部保持部安装到系统中时,以最有利于各传感器元件检测出相应的物理量(即角速度或加速度)的姿势设置在系统中,因此,可使上述传感器元件维持尽可能高的检测精度。具体而言,较为理想的是,以外部保持部的底部为基准,角速度传感器元件,沿其检测轴相对于与该外部保持部的底部成直角的方向倾斜的方向而设置,并且加速度传感器元件,使其检测方向相对于外部保持部的底部倾斜地设置。或者较为理想的是,相对于与外部保持部的底部成直角的方向,使角速度传感器元件的检测方向倾斜,使该角速度传感器元件本身和加速度传感器元件的检测轴平行设置。
在另一较为理想的实施例中,以上述振动型角速度传感器元件的检测轴和上述加速度传感器元件的检测方向平行的姿势固定于内部保持部中。在该实施例中,由于可在各传感器元件高度方向的尺寸内布置两个传感器元件,因此,这一点也有利于小型化。
此外,在另一实施例中,上述连接部为金属制板材。在该实施例中,可以容易地实现只在规定方向上弯曲,在其它方向上维持刚性的结构。
另外,在具体的实施例中,上述连接部的板面,形成为S字状。在该实施例中,在有限的空间内增加该连接部在规定方向上的延伸距离,可确保较大的可挠性,另一方面,可在其它方向上确保较高的刚性。
此外,在另一实施例中,上述内部保持部为内封装壳,上述外部保持部为收容上述内部保持部的外封装壳,上述内封装壳,间隔一段距离地设置于上述外封装壳中形成的长方形凹部中,并且上述连接部,对称地设置在上述外封装壳的内表面中彼此相对的至少两个面上。在该实施例中,可根据包括传感器元件及处理电路在内的内部保持部的总质量、所需的可挠性和刚性,适当地变更规格,在使用的各系统中获得理想的特性。
此外,在具体的实施例中,上述连接部,至少设置在上述内部保持部中固定各传感器元件的部位上。在该实施例中,可用连接部对干扰最易传达的部位提供弹性支撑,从而吸收干扰。
此外,在另一实施例中,较为理想的是,上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,整合在一个传感器元件中。此处的“整合”,是指一个传感器元件兼具振动型角速度传感器元件的功能和加速度传感器元件的功能。
产业上的可利用性
本发明所涉及的复合传感器,具有可以小型化的效果,特别在小型化及多功能化程度高的电子设备中很有实用价值。

Claims (12)

1.一种复合传感器,其特征在于包括:
外部保持部;
通过连接部支撑在上述外部保持部内的内部保持部;
设置在上述内部保持部内的振动型角速度传感器元件和加速度传感器元件,其中,
上述内部保持部被支撑为,一方面实质上限制上述加速度传感器元件沿检测方向移动,另一方面允许上述振动型角速度传感器元件沿至少由于角速度而受到科里奥利力的方向移动,由于外部保持部和内部保持部因连接部的弯曲而产生相对移位,因此,与上述振动型角速度传感器元件的驱动面正交的方向的干扰被该移位所吸收。
2.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:上述内部保持部为具有陶瓷层叠基板和处理上述振动型角速度传感器元件及上述加速度传感器元件的输出信号的处理电路的内封装壳,其中,
上述振动型角速度传感器元件、上述加速度传感器元件以及上述处理电路被收容于形成在该陶瓷层叠基板上的凹部内。
3.根据权利要求2所述的复合传感器,其特征在于:
上述内封装壳的凹部,被形成为多个台阶形状,
上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,被设置在相对于上述处理电路隔开间隙的不同的台阶上。
4.根据权利要求2所述的复合传感器,其特征在于:
上述内封装壳的凹部,被形成为多个台阶形状,
上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,被设置在同一台阶上,
上述处理电路,被设置在相对于上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件隔开间隙的另一台阶上。
5.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,并置于同一固着面上。
6.根据权利要求2所述的复合传感器,其特征在于:上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件被倾斜地安装于上述内封装壳内。
7.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:以上述振动型角速度传感器元件的检测轴和上述加速度传感器元件的检测方向相互平行的姿势,将上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件固定于内部保持部。
8.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:上述连接部为金属制板材。
9.根据权利要求8所述的复合传感器,其特征在于:上述连接部的板面,大致为S字状。
10.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:
上述内部保持部为内封装壳,上述外部保持部为收容上述内部保持部的外封装壳;
上述内封装壳,被间隔一段距离地设置于上述外封装壳中形成的长方形凹部中,上述连接部,对称地设置在上述外封装壳的内表面中彼此相对的至少两个面上。
11.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:上述连接部,至少设置在上述内部保持部中固定各传感器元件的部位上。
12.根据权利要求1所述的复合传感器,其特征在于:上述振动型角速度传感器元件和上述加速度传感器元件,整合在一个传感器元件中。
CN2006800196307A 2005-06-09 2006-06-07 复合传感器 Expired - Fee Related CN101189489B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005169150 2005-06-09
JP169150/2005 2005-06-09
PCT/JP2006/311433 WO2006132277A1 (ja) 2005-06-09 2006-06-07 複合センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101189489A CN101189489A (zh) 2008-05-28
CN101189489B true CN101189489B (zh) 2011-12-07

Family

ID=37498476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800196307A Expired - Fee Related CN101189489B (zh) 2005-06-09 2006-06-07 复合传感器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7845226B2 (zh)
EP (1) EP1898179B1 (zh)
JP (1) JP4922161B2 (zh)
CN (1) CN101189489B (zh)
DE (1) DE602006020042D1 (zh)
WO (1) WO2006132277A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248328A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合センサ
US8390912B2 (en) 2007-01-10 2013-03-05 Seiko Epson Corporation Actuator, optical scanner and image forming device
WO2009031285A1 (ja) 2007-09-03 2009-03-12 Panasonic Corporation 慣性力センサ
JP2010190706A (ja) 2009-02-18 2010-09-02 Panasonic Corp 慣性力センサ
JP2012063243A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Panasonic Corp 角速度および加速度検出用複合センサ
US9091543B2 (en) 2010-02-18 2015-07-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Angular speed sensor for detecting angular speed
JP2011209002A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Seiko Epson Corp 振動片、角速度センサー、および電子機器
US10292445B2 (en) 2011-02-24 2019-05-21 Rochester Institute Of Technology Event monitoring dosimetry apparatuses and methods thereof
US9339224B2 (en) 2011-02-24 2016-05-17 Rochester Institute Of Technology Event dosimeter devices and methods thereof
DE102013222966A1 (de) * 2013-11-12 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh Inertialsensor
CN103884328A (zh) * 2014-03-27 2014-06-25 中国人民解放军军械工程学院 光纤陀螺磁屏蔽装置
JP6311469B2 (ja) * 2014-06-12 2018-04-18 株式会社デンソー 物理量センサ
EP3171131A4 (en) * 2014-07-16 2018-03-07 Seiko Epson Corporation Sensor unit, electronic apparatus, and mobile body
JP6464749B2 (ja) 2015-01-06 2019-02-06 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
JP6372361B2 (ja) * 2015-01-16 2018-08-15 株式会社デンソー 複合センサ
FR3039641B1 (fr) * 2015-07-31 2017-08-11 Sagem Defense Securite Dispositif de mesure inertielle a double suspension
CN108020684A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 上乘精密科技(苏州)有限公司 一种用于主动悬架控制的传感器装置
CN108759785B (zh) * 2018-06-13 2021-10-15 山东交通职业学院 一种桥梁建筑用角度测量仪
JP7209254B2 (ja) * 2019-03-22 2023-01-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 センサ装置
JP6545918B1 (ja) * 2019-05-22 2019-07-17 Imv株式会社 加速度センサコアユニット、加速度センサを載置する基板のたわみを防止する方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257552A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Murata Mfg Co Ltd 物理量センサ装置
JP2003004450A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度および加速度検出用複合センサ
CN1457246A (zh) * 2001-03-06 2003-11-19 微石有限公司 身体动作检测装置
US20040211256A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Analog Devices, Inc. Micro-machined multi-sensor providing 2-axes of acceleration sensing and 1-axis of angular rate sensing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10239064A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度と加速度の複合センサ
JP3435665B2 (ja) * 2000-06-23 2003-08-11 株式会社村田製作所 複合センサ素子およびその製造方法
JP2007248328A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257552A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Murata Mfg Co Ltd 物理量センサ装置
CN1457246A (zh) * 2001-03-06 2003-11-19 微石有限公司 身体动作检测装置
JP2003004450A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度および加速度検出用複合センサ
US20040211256A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Analog Devices, Inc. Micro-machined multi-sensor providing 2-axes of acceleration sensing and 1-axis of angular rate sensing

Also Published As

Publication number Publication date
DE602006020042D1 (de) 2011-03-24
EP1898179A4 (en) 2009-11-04
US20090100929A1 (en) 2009-04-23
EP1898179A1 (en) 2008-03-12
WO2006132277A1 (ja) 2006-12-14
US7845226B2 (en) 2010-12-07
EP1898179B1 (en) 2011-02-09
CN101189489A (zh) 2008-05-28
JPWO2006132277A1 (ja) 2009-01-08
JP4922161B2 (ja) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101189489B (zh) 复合传感器
CN104884961B (zh) 用于传感器单元的减震器以及用于机动车的传感器装置
CN1782714B (zh) 加速度传感器
JP4985789B2 (ja) 力学量センサ
JP4929918B2 (ja) 複合センサ
KR20090052832A (ko) 커플링 바를 구비한 회전 속도 센서
JP6031682B2 (ja) 角速度センサとそれに用いられる検出素子
JP4720528B2 (ja) 角速度センサ装置
JP2005331258A (ja) 振動型角速度センサ
US8166815B2 (en) Angular velocity sensor element
US8028578B2 (en) Composite sensor
JP5353610B2 (ja) 圧電振動デバイス
US8561467B2 (en) Angular velocity sensor element, angular velocity sensor and angular velocity sensor unit both using angular velocity sensor element, and signal detecting method for angular velocity sensor unit
JP2006242730A (ja) センサ及び物理量検出装置
JP2007057238A (ja) センサ
WO2011074099A1 (ja) 角速度検出装置
JP2009133807A (ja) センサおよびセンサ装置
CN101059346A (zh) 角速度传感器
JP4816273B2 (ja) ジャイロセンサ
JP2004279373A (ja) 角速度検出装置
EP1847802A1 (en) Angular velocity sensor
JP3913925B2 (ja) 角速度センサ
JP5125138B2 (ja) 複合センサ
JP5272778B2 (ja) センサ部品
JP5287760B2 (ja) 角速度センサユニット

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111207

Termination date: 20160607