CN103363968A - 传感器装置、传感器装置的制造方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器装置、传感器装置的制造方法及电子设备，所述传感器装置能够在降低以相互不同的驱动频率而驱动的多个传感器元件之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的多个检测轴的角速度进行检测。本发明的传感器装置（1）具备：对绕z轴的角速度进行检测的传感器元件（30z）、和对绕x轴的角速度进行检测的传感器元件（30x），当将传感器元件（30z）的驱动频率设为fd1，将传感器元件（30x）的驱动频率设为fd2，将传感器元件（30z）的失调频率设为fm1，将传感器元件（30x）的失调频率设为fm2时，满足fd1＞fd2且fm1＜fm2的关系。

Description

传感器装置、传感器装置的制造方法及电子设备
技术领域
本发明涉及传感器装置、传感器装置的制造方法和电子设备。
背景技术
对角速度、加速度等物理量进行检测的传感器装置例如被用于，车辆中的车身控制、汽车导航系统的本车位置检测、数码相机和摄像机等的振动控制校正（所谓的手振校正）等。作为上述传感器装置，已知有例如，具备多个传感器元件、并对绕相互正交的两个或三个检测轴的角速度进行检测的传感器装置（例如参照专利文献1）。
例如，专利文献1记载的振动型陀螺传感器将2个振动元件（传感器元件）以成为相互不同的姿势的方式安装在支承基板上，并对绕相互正交的两个检测轴的角速度进行检测。
另外，在专利文献1记载的振动型陀螺传感器中，通过将2个振动元件之间的动作频率差设为1kHz以上，从而降低这些振动部件之间的振动信号和检测信号的串扰，以提高检测精度。
然而，在专利文献1记载的振动型陀螺传感器中，两个振动部件之间的、传感器输出的噪声电平之差将变大，其结果为，例如存在如下问题，即，振动控制校正精度将根据检测轴的方向而有所不同。
专利文献1：日本特开2010－230691号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种传感器装置及传感器装置的制造方法，所述传感器装置能够在降低以相互不同的驱动频率来驱动的多个传感器元件之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的多个检测轴的角速度进行检测，另外，提供一种具备该传感器装置的、可靠性较高的电子设备。
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的发明，并能够作为以下方式或应用例而实现。
应用例1
本发明的传感器装置的特征在于，具备：第一传感器元件，其对绕第一检测轴的角速度进行检测；第二传感器元件，其对绕与所述第一检测轴交叉的第二检测轴的角速度进行检测，当将所述第一传感器元件的驱动频率设为fd1，将所述第二传感器元件的驱动频率设为fd2，将所述第一传感器元件的失调频率设为fm1，将所述第二传感器元件的失调频率设为fm2时，满足fd1＞fd2且fm1＜fm2的关系。
根据这样构成的传感器装置，能够在降低以相互不同的驱动频率而驱动的多个传感器元件之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的多个检测轴的角速度进行检测。
应用例2
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第一传感器元件的传感器输出的噪声密度、与所述第二传感器元件的传感器输出的噪声密度之差为，0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下。
由此，能够使第一传感器元件和第二传感器元件的传感器输出的噪声密度实质上相等。
应用例3
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第一传感器元件的驱动频率fd1与所述第二传感器元件的驱动频率fd2之差为3kHz以上且30kHz以下。
由此，能够有效地降低第一传感器元件与第二传感器元件之间的驱动信号或检测信号的串扰。
应用例4
在本发明的传感器装置中，优选为，当将所述第一传感器元件的检测频率设为fs1，将所述第二传感器元件的检测频率设为fs2时，满足fd1＜fs1且fd2＜fs2的关系，或满足fd1＞fs1且fd2＞fs2的关系。
由此，能够使第一传感器元件和第二传感器元件的设计较为容易。
应用例5
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第一传感器元件和所述第二传感器元件分别具有：基部；振动臂，所述振动臂从所述基部起延伸，并被驱动振动；质量调整用膜，所述质量调整用膜被设置在所述振动臂上。
在以此方式构成的第一传感器元件和第二传感器元件中，通过除去质量调整用膜的至少一部分，能够容易地进行驱动频率、检测频率和失调频率的调整。
应用例6
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第一传感器元件和所述第二传感器元件分别具有检测用振动臂，所述检测用振动臂从所述基部起延伸，并被激起检测振动。
在以此方式构成的第一传感器元件和第二传感器元件中，能够对驱动频率和检测频率单个进行调整。因此，能够容易地进行失调频率的调整。
应用例7
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第一检测轴和所述第二检测轴相互正交。
由此，能够通过简单的结构，对绕相互正交的两个检测轴的角速度进行高精度的检测。
应用例8
在本发明的传感器装置中，优选为，具备第三传感器元件，所述第三传感器元件对绕与所述第一检测轴以及所述第二检测轴交叉的第三检测轴的角速度进行检测，当将所述第三传感器元件的驱动频率设为fd3,将所述第三传感器元件的失调频率设为fm3时，满足fd1＞fd2＞fd3且fm1＜fm2＜fm3的关系。
由此，能够在降低以相互不同的驱动频率而驱动的三个传感器元件之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的三个检测轴的角速度进行检测。
应用例9
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第二传感器元件的传感器输出的噪声密度、与所述第三传感器元件的传感器输出的噪声密度之差为，0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下。
由此，能够使第二传感器元件和第三传感器元件的传感器输出的噪声密度实质上相等。
应用例10
在本发明的传感器装置中，优选为，所述第二传感器元件的驱动频率fd2与所述第三传感器元件的驱动频率fd3之差值为3kHz以上且30kHz以下。
由此，能够有效地降低第二传感器元件和第三传感器元件之间的驱动信号或检测信号的串扰。
应用例11
在本发明的传感器装置中，优选为，当将所述第二传感器元件的检测频率设为fs2，将所述第三传感器元件的检测频率设为fs3时，满足fd2＜fs2且fd3＜fs3的关系，或满足fd2＞fs2且fd3＞fs3的关系。
由此，能够使第二传感器元件和第三传感器元件的设计较为容易。
应用例12
本发明的传感器装置的制造方法的特征在于，为如下传感器装置的制造方法，所述传感器装置具备：第一传感器元件，所述第一传感器元件对绕第一检测轴的角速度进行检测；第二传感器元件，所述第二传感器元件对绕与所述第一检测轴交叉的第二检测轴的角速度进行检测，当将所述第一传感器元件的驱动频率设为fd1，将所述第二传感器元件的驱动频率设为fd2时，满足fd1＞fd2的关系，所述传感器装置的制造方法具有如下工序，即：准备所述第一传感器元件和所述第二传感器元件的工序；对所述第一传感器元件和所述第二传感器元件中的至少一个传感器元件的失调频率进行调整的工序，在对所述失调频率进行调整的工序中，当将所述第一传感器元件的失调频率设为fm1，将所述第二传感器元件的失调频率设为fm2时，以满足fm1＜fm2的关系的方式进行所述调整。
根据这种传感器装置的制造方法，能够制造如下的传感器装置，所述传感器装置在能够降低以相互不同的驱动频率而驱动的多个传感器元件之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的多个检测轴的角速度进行检测。
应用例13
本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的传感器装置。
由此，能够提供可靠性优异的电子设备。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式所涉及的传感器装置的简要结构的示意剖视图。
图2为图1所示的传感器装置的俯视图。
图3为表示图1所示的传感器装置中所设置的支承部件的立体图。
图4为图1所示的传感器装置中所设置的传感器元件的俯视图。
图5为表示图1所示的传感器装置的控制系统的框图。
图6为表示图1所示的传感器装置中所设置的多个传感器元件的、失调频率与传感器输出的噪声密度之间的关系的线图。
图7为用于说明图1所示的传感器制造方法中的失调频率的调整工序的图。
图8为表示应用了本发明的电子设备的便携式（或笔记本式）个人计算机的结构的立体图。
图9为表示应用了本发明的电子设备的移动电话（也包含PHS）的结构的立体图。
图10为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示实施方式，对本发明的传感器装置、传感器装置的制造方法及电子设备进行详细说明。
图1为表示本发明的实施方式所涉及的传感器装置的简要构成的示意剖视图，图2为图1所示的传感器装置的俯视图，图3为表示图1所示的传感器装置中所设置的支承部件的立体图，图4为图1所示的传感器装置中所设置的传感器元件的俯视图，图5为表示图1所示的传感器装置的控制系统的框图，图6为表示图1所示的传感器装置中所设置的多个传感器元件的、失调频率与传感器输出的噪声密度之间的关系的线图，图7为用于说明图1所示的传感器制造方法中的失调频率的调整工序的图。
并且，以下为了便于说明，在图1～图3中，将x轴、y轴和z轴图示为相互正交的三个轴，并将上述轴的、图示箭头标记的顶端侧设为“＋侧”，将基端侧设为“－侧”。另外，将与x轴平行的方向称作“x轴方向”，将与y轴平行的方向称作“y轴方向”，将与z轴平行的方向（上下方向）称作“z轴方向”，将＋z侧（图1中的上侧）称作“上”，将－z侧（图1中的下侧）称作“下”。另外，在图4中，图示了水晶的X轴（电轴）、Y轴（机械轴）和Z轴（光学轴）。
传感器装置
图1所示传感器装置1为，分别对绕相互正交的x轴、y轴和z轴这三个轴（三个检测轴）的角速度进行检测的陀螺传感器。
这种传感器装置1例如能够在摄像设备的手振校正、和使用了GPS（Global Positioning System：全球定位系统）卫星信号的移动体导航系统中的车辆等的姿势检测、姿势控制等中使用。
如图1所示，该传感器装置1具有传感器模块2、收容传感器模块2的封装件3。
以下，依次对构成传感器装置1的各个部分进行说明。
传感器模块
如图1和图2所示，传感器模块2具有支承部件10、对绕z轴（第一检测轴）的角速度进行检测的传感器单元101、对绕x轴（第二检测轴）的角速度进行检测的传感器单元102、对绕y轴（第三检测轴）的角速度进行检测的传感器单元103。
而且，传感器单元101具备IC(Integrated circuit,集成电路)芯片20z、传感器元件30z、柔性配线基板41。另外，传感器单元102具备IC芯片20x、传感器元件30x、柔性配线基板42。另外，传感器单元103具备IC芯片20y、传感器元件30y、柔性配线基板43。
在此，传感器元件30z、30x、30y（以下简称为“传感器元件30”）除了驱动频率、检测频率和失调频率不同之外，以彼此相同的方式构成。另外，IC芯片20z、20x、20y（以下简称为“IC芯片20”）除了与传感器元件30z、30x、30y的差异相关的结构之外，以彼此相同的方式构成。
如此，传感器模块2具备支承部件10、三个IC芯片20、三个传感器元件30、和三个柔性配线基板41、42、43。
支承部件
支承部件10具有支承三个传感器单元101、102和103的功能。
该支承部件10如图3所示，具有与z轴正交的第一支承面11、与x轴正交的第二支承面12、与y轴正交的第三支承面13。
在此，第一支承面11与第二支承面12所成的角度θ1、第二支承面12与第三支承面13所成的角度θ2、第一支承面11与第三支承面13所成的角度θ3分别为90度（直角）。并且，角度θ1、θ1、θ3分别可以不是严格的90度，在不影响传感器模块2的传感功能的范围内，允许具有少许误差（0度～2度左右）。
作为这种支承部件10的构成材料，虽然并未进行特殊限定，但是可以优选使用例如结构用钢、不锈钢、铜、黄铜、磷青铜、锌白铜等金属。
另外，在支承部件10由上述这种金属构成的情况下，能够通过对由上述的金属构成的金属板进行弯曲加工的方式来形成支承部件10。并且，支承部件10的形状并不限定于图3所示的形状，也可以由例如长方体、多棱柱状、多棱锤状等的块体构成。
IC芯片
图1和图2所示的IC芯片20具有对传感器元件30进行驱动的功能、和对来自传感器元件30的信号进行检测的功能。
该IC芯片20呈板状，其一个面构成有源面，另一面构成非有源面。
而且，传感器单元101的IC芯片20的非有源面通过具有绝缘性的粘合剂（未图示）而被粘合在上述支承部件10的第一支承面11上。同样，传感器单元102的IC芯片20的非有源面通过具有绝缘性的粘合剂（未图示）而被粘合在支承部件10的第二支承面12上。另外，传感器单元103的IC芯片20的非有源面通过具有绝缘性的粘合剂（未图示）而被粘合在支承部件10的第三支承面13上。
另一方面，在IC芯片20的有源面上形成有集成电路。
具体而言，如图5所示，IC芯片20z具备：驱动电路201z,其输出对传感器元件30z进行驱动的驱动信号；检测电路202z，其对来自传感器元件30z的检测信号进行检测。
同样，IC芯片20x具备：驱动电路201x，其输出对传感器元件30x进行驱动的驱动信号；检测电路202x，其对来自传感器元件30x的检测信号进行检测。
另外，IC芯片20y具备：驱动电路201y，其输出对传感器元件30y进行驱动的驱动信号；检测电路202y，其对来自传感器元件30y的检测信号进行检测。
驱动电路201z按照使传感器元件30z以驱动频率fd1来驱动的方式输出驱动信号。同样，驱动电路201x按照使传感器元件30x以驱动频率fd2来驱动的方式输出驱动信号。另外，驱动电路201y按照使传感器元件30y以驱动频率fd3来驱动的方式输出驱动信号。
在此，从驱动电路201z、201x、201y输出的驱动信号既可以互相相同，也可以不同。在从驱动电路201z、201x、201y输出的驱动信号互相相同的情况下，通过使用与三个驱动频率中的中间的驱动频率一致的驱动信号，从而能够以驱动传感器元件30z、30x、30y彼此的共振频率对传感器元件30z、30x、30y进行驱动。另外，在从驱动电路201z、201x、201y输出的驱动信号相互不同的情况下，能够使用与传感器元件30z、30x、30y各自的共振频率一致的驱动信号。
另外，检测电路202z、202x、202y根据需要对检测信号进行放大并作为传感器输出S1、S2、S3来输出。例如，检测电路202z、202x、202y将检测信号放大为，使传感器输出S1、S2、S3的信号量变得相等。
另外，虽然未图示，但在IC芯片20的有源面侧，设置有与上述集成电路电连接的连接端子和外部连接端子。
该IC芯片20的连接端子例如为使用焊接球、金线、铝线等而被形成为凸出形状的突起电极。而且，上述的连接端子与传感器元件30电连接且机械连接。由此，IC芯片20的集成电路与传感器元件30电连接。
另外，该连接端子也具有将传感器元件30固定并支承在IC芯片20上的功能。在此，由于该连接端子为突起电极，因此也作为在传感器元件30与IC芯片20之间形成间隙的隔离部件而发挥功能。由此，能够确保容许传感器元件30的驱动振动和检测振动的空间。
另外，IC芯片20的外部连接端子例如为使用焊接球、金线、铝线等而被形成为凸出形状的突起电极。而且，上述外部连接端子在传感器单元101中，与柔性配线基板41电连接，在传感器单元102中，与柔性配线基板42电连接，在传感器单元103中，与柔性配线基板43电连接。由此，各个传感器单元101、102、103的IC芯片20的集成电路与柔性配线基板41、42、43电连接。
传感器元件
传感器元件30（传感器元件片）为，对绕一个轴的角速度进行检测的陀螺传感器元件。具体而言，传感器元件30z（第一传感器元件）对绕z轴（第一检测轴）的角速度进行检测，传感器元件30x（第二传感器元件）对绕x轴（第二检测轴）的角速度进行检测，传感器元件30y（第三传感器元件）对绕y轴（第三检测轴）的角速度进行检测。
如此，由于传感器元件30z、30x、30y的检测轴相互正交，因而检测信号的处理变得简单。因此，通过简单的结构，能够高精度地对绕相互正交的三个检测轴的角速度进行检测。
该传感器元件30的主要部分（基材）由作为压电材料的水晶构成。
水晶具有相互正交的X轴（电轴）、Y轴（机械轴）和Z轴（光学轴）。传感器元件30呈具有与水晶的X轴和Y轴平行的板面的板状。另外，在传感器元件30中，使水晶的Z轴沿着传感器元件30的厚度方向而存在。这种传感器元件30的厚度根据振荡频率（共振频率）、外形尺寸、加工性等而被适当地设定。
在此，传感器元件30z以水晶的Z轴平行于z轴的方式被配置。另外，传感器元件30x以水晶的Z轴平行于x轴的方式被配置。另外，传感器元件30y以水晶的Z轴平行于y轴的方式被配置。
另外，对于传感器元件30中的水晶的X轴、Y轴和Z轴的朝向，分别可以容许少许范围（0度～7度）内的从水晶上切割时的误差。
另外，传感器元件30通过使用了光刻技术的蚀刻（湿蚀刻或干蚀刻）而形成。
如图4所示，传感器元件30具有被称为所谓的双T型的构造。
具体而言，传感器元件30具有基部31、对基部31进行支承的支承部32、从基部31延伸出的两个检测用振动臂33、34以及四个驱动用振动臂35～38。
基部31具有主体部311、和从主体部311起沿x轴方向互相向相反侧延伸的一对连接臂312、313。
支承部32具有：被固定在IC芯片20上的1对固定部321、322；对固定部321与基部31的主体部311进行连结的一对梁部323、324；对固定部322与基部31的主体部311进行连结的一对梁部325、326。
检测用振动臂33、34从基部31的主体部311起，沿y轴方向互相向相反侧延伸。
驱动用振动臂35、36从基部31的连接臂312的顶端部起，沿y轴方向互相向相反侧延伸。
驱动用振动臂37、38从基部31的连接臂313的顶端部起，沿y轴方向互相向相反侧延伸。
在本实施方式中，在检测用振动臂33的顶端部，设置有与基端部相比宽度较大的锤部（锤头）331。同样，在检测用振动臂34的顶端部，设置有锤部341，在驱动用振动臂35的顶端部，设置有锤部351，在驱动用振动臂36的顶端部，设置有锤部361，在驱动用振动臂37的顶端部，设置有锤部371，在驱动用振动臂38的顶端部，设置有锤部381。通过设置这种锤部，能够对传感器元件30的频率进行调整。
另外，在检测用振动臂33的顶端部（锤部331）上，设置有质量调整用膜332。同样，在检测用振动臂34的顶端部（锤部341）上，设置有质量调整用膜342。另外，在驱动用振动臂35的顶端部（锤部351）上，设置有质量调整用膜352。另外，在驱动用振动臂36的顶端部（锤部361）上，设置有质量调整用膜362。另外，在驱动用振动臂37的顶端部（锤部371）上，设置有质量调整用膜372。另外，在驱动用振动臂38的顶端部（锤部381）上设置有质量调整用膜382。
在具有这种质量调整用膜332、342、352、362、372、382的传感器元件30中，通过除去质量调整用膜332、342、352、362、372、382的至少一部分，能够容易地实施驱动频率、检测频率和失调频率的调整。
另外，在具有检测用振动臂33、34和驱动用振动臂35～38的传感器元件30中，在后文所述的频率调整工序中，能够对驱动频率和检测频率单独进行调整。因此，能够容易地实施失调频率的调整。
作为该质量调整用膜332、342、352、362、372、382的构成材料，并不被特别限定，虽然可以使用例如金属、无机化合物、树脂等，但优选使用金属或金属化合物。
金属或无机化合物能够通过气相成膜法而简单且高精度地成膜。
另外，通过能量射线（特别是激光）的照射能够简单且高精度地除去由金属或无机化合物构成的质量调整膜（锤膜）。因此，通过用金属或无机化合物来成膜的方式而形成质量调整用膜，使得后文所述的频率调整变得更简单且精度更高。
作为上述的金属材料，例如可以列举金（Au）、金合金、铂（Pt）、铝（Al）、铝合金、银（Ag）、银合金、铬（Cr）、铬合金、铜（Cu）、钼（Mo）、铌（Nb）、钨（W）、铁（Fe）、钛（Ti）、钴（Co）、锌（Zn）、锆（Zr）等，可以将这些材料中的一种或两种以上组合而使用。其中，从一并形成驱动电极和检测电极的观点出发，作为上述金属材料，又优选使用Al、Cr、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Pt或包含这些金属中至少一种金属的合金。
另外，作为上述无机化合物，可以列举氧化铝（alumina）、二氧化硅（氧化硅）、二氧化钛（氧化钛）、氧化锆、氧化钇、磷酸钙等氧化物陶瓷、氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化硼等氮化物陶瓷、石墨、碳化钨等碳化物类陶瓷，除此之外，还可以列举例如钛酸钡、钛酸锶、PZT、PLZT、PLLZT等铁电体材料等。其中，作为上述陶瓷，又优选使用氧化硅（SiO2）、氧化钛（TiO2）、氧化铝（Al2O3）等绝缘材料。
另外，虽然质量调整用膜332、342、352、362、372、382的厚度（平均厚度）各自都没有被特别限定，但优选为1～1000nm左右。由此，能够容易地获得高精度地规定了厚度的质量调整用膜332、342、352、362、372、382。
此外，传感器元件30具有分别设置在检测用振动臂33、34上的检测电极（未图示）、分别设置在驱动用振动臂35～38上的驱动电极（未图示）、和设置在支承部32的固定部321、322上的多个端子39a～39f。端子39a、39d与驱动用振动臂35～38的驱动电极电连接；端子39b、39c与检测用振动臂33的检测电极电连接；端子39e、39f与检测用振动臂34的检测电极电连接。
这种传感器元件30以在俯视观察时与IC芯片20重叠的方式，被安装在上述IC芯片20的有源面上。
在此，传感器元件30通过使端子39a～39f与IC芯片20的各个连接端子电连接并且机械连接，从而被安装在IC芯片20上。
另外，传感器元件30以其板面沿着IC芯片20的板面（呈大致平行）的方式被设置。由此，在传感器单元101中，传感器元件30z的板面与z轴正交。另外，在传感器单元102中，传感器元件30x的板面与x轴正交。另外，在传感器单元103中，传感器元件30y的板面与y轴正交。
在以此方式构成的传感器元件30中，通过从IC芯片20的驱动电路经由端子39a、39d而向驱动电极施加驱动信号，从而使驱动用振动臂35和驱动用振动臂37以相互接近、离开的方式进行弯曲振动（驱动振动），同时使驱动用振动臂36和驱动用振动臂38在与上述弯曲振动相同的方向上，以相互接近、离开的方式进行弯曲振动（驱动振动）。
当在以此方式使驱动用振动臂35～38进行了驱动振动的状态下对传感器元件30施加有绕通过其重心G的法线的角速度ω时，在驱动用振动臂35～38上将作用有科里奥利力。由此，在使连接臂312、313进行弯曲振动的同时，使主体部311绕通过重心G的法线（检测轴）进行旋转振动，随之而激起检测用振动臂33、34的弯曲振动（检测振动）。
由于这种检测用振动臂33、34的检测振动而在检测电极上所产生的电荷（检测信号），经由端子39b、39c、39e、39f而通过IC芯片20的检测电路来进行检测。由此，能够求取施加在传感器元件30上的角速度ω。
具体而言，由于传感器单元101的传感器元件30z的板面与z轴正交，因此能够对绕z轴的角速度进行检测。另外，由于传感器单元102的传感器元件30x的板面与x轴正交，因此能够对绕x轴的角速度进行检测。另外，由于传感器单元103的传感器元件30y的板面与y轴正交，因此能够对绕y轴的角速度进行检测。
在这种传感器元件30z、30x、30y中，在将传感器元件30z的驱动频率设为fd1,将传感器元件30x的驱动频率设为fd2，将传感器元件30y的驱动频率设为fd3时,满足fd1＞fd2＞fd3的关系。
由此，能够降低在传感器元件30z、30x、30y之间的驱动信号和检测信号的串扰，从而提高检测精度。
而且，在这种驱动频率的关系之下，当将传感器元件30z的失调频率设为fm1，将传感器元件30x的失调频率设为fm2，将传感器元件30y的失调频率设为fm3时，满足fm1＜fm2＜fm3的关系。并且，失调频率是指驱动频率与检测频率之差的绝对值。
通过满足这种失调频率的关系，能够在降低以相互不同的驱动频率而驱动的三个传感器元件30z、30x、30y之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉的三个检测轴的角速度进行检测。
具体而言，如图6所示，在驱动频率不同的传感器元件中，在失调频率相等的情况下，驱动频率越大，则传感器输出的噪声密度越增大。即，在驱动频率不同的传感器元件中，在失调频率相等的情况下，驱动频率越大，则传感器元件的灵敏度（S/N比）越变得恶化。这是因为驱动频率越增大，Q值越下降。另外，失调频率越增大，传感器输出的噪声密度越增大。
由此，通过满足上述这种驱动频率以及失调频率的关系，能够降低传感器元件30z、30x、30y之间的、传感器输出的噪声电平之差，即传感器输出S1、S2、S3之间的噪声密度（噪声电平）之差。
另外，传感器元件30z（第一传感器元件）的传感器输出S1的噪声密度与传感器元件30x（第二传感器元件）的传感器输出S2的噪声密度之差优选为0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下，进一步优选为0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0001［deg·s－1/√Hz］以下。由此，能够使传感器元件30z与传感器元件30x的传感器输出的噪声密度实质上相等。
根据相同的观点，传感器元件30x（第二传感器元件）的传感器输出S2的噪声密度与传感器元件30y（第三传感器元件）的传感器输出S3的噪声密度之差优选为0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下，进一步优选为0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0001［deg·s－1/√Hz］以下。
另外，传感器元件30z的驱动频率fd1与传感器元件30x的驱动频率fd2之差优选为3kHz以上，进一步优选为3kHz以上且30kHz以下，更进一步优选为5kHz以上且15kHz以下。由此，能够有效地降低传感器元件30z与传感器元件30x之间的驱动信号或检测信号的串扰。
根据相同的观点，传感器元件30x的驱动频率fd2与传感器元件30y的驱动频率fd3之差优选为3kHz以上，进一步优选为3kHz以上且30kHz以下，更进一步优选为5kHz以上且15kHz以下。
另外，当将传感器元件30z的检测频率设为fs1，并将传感器元件30x的检测频率设为fs2时，优选满足fd1＜fs1且fd2＜fs2的关系，或满足fd1＞fs1且fd2＞fs2的关系。由此，能够使传感器元件30z和传感器元件30x的设计较为容易。
根据相同的观点，当将传感器元件30y的检测频率设为fs3时，如果满足fd1＜fs1且fd2＜fs2的关系，则优选满足fd3＜fs3的关系，另外，如果满足fd1＞fs1且fd2＞fs2的关系，则优选满足fd3＞fs3的关系。
并且，驱动频率fd1、fd2、fd3和失调频率fm1、fm2、fm3的具体数值分别为，根据传感器元件30的尺寸、形状、材料、传感器装置1的用途等而适当决定的值，只要是满足上述这种关系的值，则并不局限于图4所示的传感器元件3的情况。
柔性配线基板
图1、2所示的柔性配线基板41、42、43分别具备例如以聚酰亚胺等具有可挠性的树脂为主体的基底层（未图示）、和被接合在该基底层上的配线图案层（未图示）。
而且，柔性配线基板41的配线图案层的一侧的端部被安装（接合）在被第一支承面11支承的IC芯片20z的、外部连接端子（未图示）上，而配线图案层的另一侧的端部与后述封装件3的内部端子71电连接。同样，柔性配线基板42的配线图案层的一侧的端部被安装（接合）在被第二支承面12支承的IC芯片20x的、外部连接端子（未图示）上，而配线图案层的另一侧的端部与后述封装件3的内部端子72电连接。另外，柔性配线基板43的配线图案层的一侧的端部被安装（接合）在被第三支承面13支承的IC芯片20y的、外部连接端子（未图示）上，而配线图案层的另一侧的端部与后述封装件3的内部端子73电连接。
根据以上述说明的方式构成的传感器模块2，能够对绕x轴、y轴和z轴中各个轴的角速度进行检测。
通过将这种传感器模块2收纳在封装件3内，能够提供一种可对绕x轴、y轴和z轴中各个轴的角速度进行检测的传感器装置1。
另外，由于传感器模块2与以三个对绕一个轴的角速度进行检测的传感器装置组合而成的产品（即，将三个传感器装置单个地组装在设备中的产品）相比，能够在相当大的程度上减少安装空间，因此既能够实现组装有传感器装置1的设备的小型化，又能够提高向设备中组装时的配置、设计等的自由度。
另外，由于传感器模块2与以三个对绕一个轴的角速度进行检测的传感器装置组合而成的产品相比，只需较少数量的封装件即可，因此能够实现低成本化。
另外，由于传感器模块2与以三个对绕一个轴的角速度进行检测的传感器装置组合而成的产品相比，能够使安装姿势成为本来的稳定的姿势，因此能够提高耐冲击性。
另外，由于传感器模块2的三个传感器元件30的检测轴的垂直度由支承部件10的加工精度（θ1、θ2、θ3的精度）决定，因此三个检测轴的垂直度不依赖于组装有传感器装置1的设备的安装精度（封装件的安装角度的精度），而能够简单地实现检测精度的高精度化。相对于此，在以三个对绕一个轴的角速度进行检测的传感器装置组合而成的产品中，由于三个检测轴的垂直度依赖于各个传感器装置的安装精度，因此难以提高检测精度。
封装件
如图1所示，封装件3具备平板状的底座部件61、和具有凹部62的盖部件63（盖）。
在本实施方式中，底座部件61在从z轴方向进行俯视观察（以下简称为“俯视观察”）时呈矩形形状。
该底座部件61例如由氧化铝质烧结体、水晶、玻璃等构成。
如图1所示，上述支承部件10的与第一支承面11为相反侧的背面14通过如粘接剂这样的接合部件51而被接合在底座部件61的上表面65（被盖部件63覆盖侧的面）上，由此，传感器模块2被支承并固定在底座部件61上。
另外，在底座部件61的上表面65上，设置有内部端子71、72、73。传感器模块2的柔性配线基板41、42、43经由导电性粘合剂、各向异性导电膜、焊料等具有导电性的接合部件（未图示）而与该内部端子71、72、73电连接。
另一方面，在底座部件61的下表面66（封装件3的底面、即沿着上表面65的面）上，设置有向组装有传感器装置1的设备（外部设备）上安装时所使用的、多个外部端子74。
该多个外部端子74经由未图示的内部配线而与上述内部端子71、72、73电连接。由此，使得传感器模块2的各个传感器单元101、102、103与多个外部端子74电连接。
这种内部端子71、72、73以及各个外部端子74分别由例如，利用电镀法等在钨（W）等的金属化层上层叠镍（Ni）、金（Au）等覆膜而形成的金属覆膜构成。
在以此方式而安装了传感器模块2的底座部件61的上表面65上，以覆盖传感器模块2的方式设置有盖部件63。
盖部件63具有在底座部件61侧开口的凹部62。由此，在盖部件63和底座部件61之间形成了可收纳传感器模块2的内部空间。
在盖部件63的凹部62的开口的外周部，形成有凸缘67。
该凸缘67在俯视观察时呈环状。
该盖部件63例如采用与底座部件61相同的材料、或科瓦铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属而构成。
这种盖部件63的凸缘67与底座部件61的上表面65气密性地相接合。由此，封装件3内被气密封闭。
在本实施方式中，凸缘67和底座部件61通过由金属构成的接合部件64而相接合。具体而言，例如，接合部件64通过钎焊而与底座部件61的上表面65相接合的同时，通过缝焊、能量射线焊接（激光焊接、电子束焊接等）等而与盖部件63的凸缘67相接合。
并且，在底座部件61由能够通过缝焊和能量射线焊接等而与凸缘67进行扩散接合的金属构成的情况下，可以省略接合部件64.
此时，盖部件63的凸缘67通过缝焊或能量射线焊接等而直接被接合在底座部件61的上表面65上。
该接合部件64呈沿着盖部件63的凸缘67的方形环状。
传感器装置的制造方法
接下来，以上述传感器装置1的制造方法为例，对本发明的传感器装置的制造方法进行说明。
传感器装置1的制造方法具有如下工序：[A]准备传感器元件30z、30x、30y（频率调整前）的工序；[B]对传感器元件30z、30x、30y中的至少一个传感器元件的失调频率进行调整的工序。
以下，依次说明各个工序。
[A]
首先，准备频率调整前（未调整）的传感器元件30z、30x、30y。
此时，传感器元件30z、30x、30y只要能够进行后述的频率调整，则可以处于被组装在传感器模块2中的状态，也可以被收纳在封装件3内。
[B]
接下来，对传感器元件30z、30x、30y中的至少一个传感器元件的失调频率进行调整。
具体而言，通过利用能量射线的照射来除去质量调整用膜332、342、352、362、372、382的至少一部分，从而使驱动频率（驱动用振动臂35～38的共振频率）和检测频率（检测用振动臂33、34的共振频率）中的至少一方的频率发生变化，以对失调频率进行调整。此时，以满足如上所述的驱动频率以及失调频率的关系的方式进行失调频率的调整。
例如，如图7（a）所示，除去检测用振动臂33的质量调整用膜332A的顶端侧部分，以进行检测用振动臂33的共振频率（检测频率）的粗调整，然后，如图7（b）所示，除去粗调整后的质量调整用膜332B的基端部侧部分，以进行检测用振动臂33的共振频率（检测频率）的微调整。
并且，在该微调整和粗调整中所除去的质量调整用膜332的形状、部位和其除去量根据需要而适当地被设定，而并不局限于图示的情况。例如，当通过激光的照射来除去质量调整用膜332的一部分时，该被除去的部分呈线状、点状等形状。
通过这种粗调整和微调整，使得质量调整用膜332成为质量减少了的质量调整用膜332B。其结果为，提高了检测用振动臂33的共振频率，即检测频率。由此，能够改变失调频率。具体而言，当驱动频率大于检测频率时，通过提高检测频率，能够降低失调频率；另外，当驱动频率小于检测频率时，通过提高检测频率，能够增大失调频率。
同样，通过提高驱动频率，也能够改变失调频率。具体而言，当驱动频率大于检测频率时，通过提高驱动频率，能够增大失调频率；另外，当驱动频率小于检测频率时，通过提高驱动频率，能够降低失调频率。
另外，在这种频率调整中所使用的能量射线，只要是能够在对传感器元件30不会造成恶劣影响的条件下将质量调整用膜的必要部位除去的能量射线，则并不作特别限定，虽然可以例举放射线、电子射线、激光、离子束等，但优选使用二氧化碳激光、准分子激光、YAG(yttrium aluminum garnet钇铝石榴石)激光等激光。由此，能够简单且可靠地仅以所需的量除去质量调整用膜的一部分或全部。
经过上述说明的工序[A]、[B]，而获得传感器装置1。
根据这种传感器装置1的制造方法，能够制造如下的传感器装置1，该传感器装置1能够在降低以相互不同的驱动频率而驱动的多个传感器元件30z、30x、30y之间的、传感器输出的噪声电平之差的同时，对绕相互交叉方向的多个检测轴的角速度进行检测。
如以上说明的各个实施方式的传感器装置能够组装在各种电子设备中来使用。
根据这种电子设备，能够实现可靠性优异的电子设备。
电子设备
在此，根据图8～图10，对具备本发明的传感器装置的电子设备的一个示例进行详细说明。
图8为表示应用了本发明的电子设备的便携式（或笔记本式）的个人计算机的结构的立体图。
在该图中，个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104、和具备显示部100的显示单元1106而构成，并且显示单元1106以能够通过铰链结构部而相对于主体部1104进行旋转的方式被支承。
在这种个人计算机1100中，内置有作为陀螺传感器而发挥功能的前文所述的传感器装置1。
图9为表示应用了本发明的电子设备的移动电话（也包括PHS、智能电话）的结构的立体图。
在该图中，移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，并且在操作按钮1202和听筒1204之间配置有显示部100。
在这种移动电话1200中，内置有作为陀螺传感器而发挥功能的前文所述的传感器装置1。
图10为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。另外，在该图中，对该数码照相机与外部设备之间的连接也简单地进行了图示。
此处，通常的照相机通过被摄物体的光图像而对银盐感光胶片进行感光，与此相对，数码照相机1300通过CCD（Charge Coupled Device：电荷耦合装置）等的摄像元件而对被摄物体的光图像进行光电转换，从而生成摄像信号（图像信号）。
在数码照相机1300的壳体（主体）1302的背面上设置有显示部100，并且成为根据由CCD产生的摄像信号来进行显示的结构，显示部100作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。
此外，在壳体1302的正面侧（图中背面侧）设置有包括光学透镜（摄像光学系统）及CCD等在内的受光单元1304。
当摄影者对被显示在显示部上的被摄物体图像进行确认，并按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的摄像信号被输送并存储于存储器1308中。
此外，在该数码照相机1300中，在壳体1302的侧面上设置有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要，而在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430，在数据通信用输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。而且，成为如下的结构，即，通过预定的操作，从而使被存储于存储器1308中的摄像信号向影像监视器1430或个人计算机1440输出。
在这种数码照相机1300中，内置有作为陀螺传感器而发挥功能的前文所述的传感器装置1。
另外，本发明的电子设备除了能够应用于图8的个人计算机（便携式个人计算机）、图9的移动电话、图10的数码照相机中之外，根据电子设备的类型，还能够应用于如下装置中，例如，车身姿态检测装置、指示器、头戴式显示器、喷墨式喷出装置（例如喷墨式打印机）、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本（也包括带有通信功能的产品）、电子词典、台式电子计算机、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS（point of sale：销售点）终端、医疗设备（例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜）、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类（例如，车辆、飞机、船舶的计量仪器类）、飞行模拟器等。
以上，虽然根据图示的实施方式对本发明的传感器装置、传感器装置的制造方法和电子设备进行了说明，但本发明并不被限定于此。
另外，在本发明的传感器装置和电子设备中，各部分的结构可以置换成能够发挥相同功能的任意结构，另外，也可以附加任意的结构。
另外，在本发明的传感器装置的制造方法中，也可以追加任意的工序。
另外，虽然在上述实施方式中，以传感器装置具备三个传感器元件的情况为例而进行了说明，但传感器装置所具备的传感器元件的数量并不被限定于此，例如也可以为两个或四个以上。
另外，虽然在上述实施方式中，以多个传感器元件的检测轴相互正交的情况为例而进行了说明，但多个传感器元件的检测轴只要相互交叉即可，无需一定要正交。
另外，虽然在上述实施方式中，以用水晶来构成传感器元件30的主要部分（基材）的情况为例而进行了说明，但并不限定于此，传感器元件30的主要部分（基材）例如也可以为钽酸锂（LiTaO3）、四硼酸锂（Li2B4O7）、铌酸锂（LiNbO3）、钛酸锆酸铅（PZT）、氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）等压电体、或硅（Si）等半导体。
另外，传感器元件30的主要部分也可以由压电体材料之外的材料（非压电体材料）、例如硅、石英等构成。在这种情况下，只要在检测用振动臂和驱动用振动臂上设置压电体元件即可。
另外，除了上述这种双T型之外，传感器元件30也可以使用双脚音叉、三脚音叉、H型音叉、梳齿型、正交型、棱柱型等各种陀螺部件。
另外，传感器元件的检测轴不仅可以是与传感器元件的主面（板面）正交的轴之外，也可以是与传感器元件的主面平行的轴。
另外，虽然在上述实施方式中，以将传感器元件经由支承部件和IC芯片而固定并支承在封装件上的结构为例而进行了说明，但也可以为省略该支承部件，而将传感器元件经由IC芯片而固定并支承在封装件上、或将传感器元件直接固定并支承在封装件上的结构。
另外，虽然在上述实施方式中，以传感器装置具有三个IC芯片的情况为例而进行了说明，但并不被限定于此，例如，也可以构成为用一个IC芯片来进行多个传感器元件的驱动和检测。
另外，虽然在上述实施方式中，以使IC芯片与壳体经由柔性配线基板而电连接的结构为例而进行了说明，但IC芯片与封装件的电连接并不被限定于此，例如，也可以为经由接合线而实现的连接、或通过倒焊安装而实现的连接等。
符号说明
1、传感器装置；2、传感器模块；3、封装件；10、支承部件；11、支承面；12、支承面；13、支承面；14、背面；20、IC芯片；20x、IC芯片；20y、IC芯片；20z、IC芯片；30、传感器元件；30x、传感器元件；30y、传感器元件；30z、传感器元件；31、基部；32、支承部；33、检测用振动臂；34、检测用振动臂；35、驱动用振动臂；36、驱动用振动臂；37、驱动用振动臂；38、驱动用振动臂；39a、端子；39b、端子；39c、端子；39d、端子；39e、端子；39f、端子；41、柔性配线基板；42、柔性配线基板；43、柔性配线基板；51、接合部件；61、底座部件；62、凹部；63、盖部件；64、接合部；65、上表面；66、下表面；67、凸缘；71、内部端子；72、内部端子；73、内部端子；74、外部端子；100、显示部；101、传感器单元；102、传感器单元；103、传感器单元；201x、驱动电路；201y、驱动电路；201z、驱动电路；202x、检测电路；202y、检测电路；202z、检测电路；311、主体部；312、连接臂；313、连接臂；321、固定部；322、固定部；323、梁部；324、梁部；325、梁部；331、锤部；332、质量调整用膜；332A、质量调整用膜；332B、质量调整用膜；341、锤部；342、质量调整用膜；351、锤部；352、质量调整用膜；361、锤部；362、质量调整用膜；371、锤部；372、质量调整用膜；381、锤部；382、质量调整用膜；1100、个人计算机；1102、键盘；1104主体部；1106、显示单元；1200、移动电话；1202、操作按钮；1204、听筒；1206、话筒；1300、数码照相机；1302、壳体；1304、受光单元；1306快门按钮；1308、存储器；1312、视频信号输出端子；1314、输入输出端子；1430影像监视器；1440、个人计算机；fd1、驱动频率；fd2、驱动频率；fd3、驱动频率；fs1检测频率；fs2、检测频率；fs3、检测频率；fm1、失调频率；fm2、失调频率；fm3、失调频率；G、重心；S1、传感器输出；S2、传感器输出；S3、传感器输出；θ1、角度；θ2、角度；θ3、角度；ω、角速度。

Claims (13)

1.一种传感器装置，其特征在于，具备：
第一传感器元件，其对绕第一检测轴的角速度进行检测；
第二传感器元件，其对绕与所述第一检测轴交叉的第二检测轴的角速度进行检测，
当将所述第一传感器元件的驱动频率设为fd1，将所述第二传感器元件的驱动频率设为fd2，将所述第一传感器元件的失调频率设为fm1，将所述第二传感器元件的失调频率设为fm2时，满足fd1＞fd2且fm1＜fm2的关系。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述第一传感器元件的传感器输出的噪声密度、与所述第二传感器元件的传感器输出的噪声密度之差为，0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下。
3.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述第一传感器元件的驱动频率fd1与所述第二传感器元件的驱动频率fd2之差为3kHz以上且30kHz以下。
4.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
当将所述第一传感器元件的检测频率设为fs1，将所述第二传感器元件的检测频率设为fs2时，满足fd1＜fs1且fd2＜fs2的关系，或满足fd1＞fs1且fd2＞fs2的关系。
5.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述第一传感器元件和所述第二传感器元件分别具有：基部；振动臂，所述振动臂从所述基部起延伸，并被驱动振动；质量调整用膜，所述质量调整用膜被设置在所述振动臂上。
6.如权利要求5所述的传感器装置，其中，
所述第一传感器元件和所述第二传感器元件分别具有检测用振动臂，所述检测用振动臂从所述基部起延伸，并被激起检测振动。
7.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述第一检测轴和所述第二检测轴相互正交。
8.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
具备第三传感器元件，所述第三传感器元件对绕与所述第一检测轴以及所述第二检测轴交叉的第三检测轴的角速度进行检测，
当将所述第三传感器元件的驱动频率设为fd3,将所述第三传感器元件的失调频率设为fm3时，满足fd1＞fd2＞fd3且fm1＜fm2＜fm3的关系。
9.如权利要求8所述的传感器装置，其中，
所述第二传感器元件的传感器输出的噪声密度、与所述第三传感器元件的传感器输出的噪声密度之差为，0［deg·s－1/√Hz］以上且0.0003［deg·s－1/√Hz］以下。
10.如权利要求8所述的传感器装置，其中，
所述第二传感器元件的驱动频率fd2与所述第三传感器元件的驱动频率fd3之差值为3kHz以上且30kHz以下。
11.如权利要求8所述的传感器装置，其中，
当将所述第二传感器元件的检测频率设为fs2，将所述第三传感器元件的检测频率设为fs3时，满足fd2＜fs2且fd3＜fs3的关系，或满足fd2＞fs2且fd3＞fs3的关系。
12.一种传感器装置的制造方法，其特征在于，为如下传感器装置的制造方法，所述传感器装置具备：第一传感器元件，所述第一传感器元件对绕第一检测轴的角速度进行检测；第二传感器元件，所述第二传感器元件对绕与所述第一检测轴交叉的第二检测轴的角速度进行检测，当将所述第一传感器元件的驱动频率设为fd1，将所述第二传感器元件的驱动频率设为fd2时，满足fd1＞fd2的关系，
所述传感器装置的制造方法具有如下工序，即：
准备所述第一传感器元件和所述第二传感器元件的工序；
对所述第一传感器元件和所述第二传感器元件中的至少一个传感器元件的失调频率进行调整的工序，
在对所述失调频率进行调整的工序中，当将所述第一传感器元件的失调频率设为fm1，将所述第二传感器元件的失调频率设为fm2时，以满足fm1＜fm2的关系的方式进行所述调整。
13.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求1至8中任一项所述的传感器装置。
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