CN103376101B - 陀螺传感器以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能具有较高检测灵敏度的陀螺传感器以及电子设备。本发明所涉及的陀螺传感器(100)包括：基体(10)；振动体(20)；驱动部(27)，其使振动体(20)在第一轴的方向上驱动；可动电极部(40)，其能够根据绕正交于第一轴的第二轴的角速度而在正交于第一轴及第二轴的第三轴的方向上进行位移；第一弹簧部(30)，其被连接在振动体(20)和与第一轴或第二轴交叉的可动电极部(40)的第一侧面(42a)上；第二弹簧部(32)，其被连接在振动体(20)和与第一侧面(42a)平行的可动电极部(40)的第二侧面(42b)上；固定电极部(50)，其被配置在基体(10)上，且在第三轴的方向上与可动电极部(40)对置，第一弹簧部(30)及第二弹簧部(32）具有在第一轴的方向上延伸的部分(30a、32a)以及在第二轴的方向上延伸的部分(30b、32b)。

Description

陀螺传感器以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种陀螺传感器以及电子设备。

背景技术

近年来，开发了例如使用硅MEMS（Micro Electro Mechanical System:微电子机械系统）技术而对角速度进行检测的角速度传感器（陀螺传感器）。

例如，在专利文献1中公开了一种如下的陀螺传感器，包括：传感器质量部，其通过扭杆而与驱动质量部相连接；检测电极，其以与传感器质量部隔开空隙的方式而被配置。传感器质量部能够绕被扭杆规定的旋转轴进行转动运动，并且这种陀螺传感器能够根据传感器质量部与检测电极之间的电容变化，而对角速度进行检测。

但是，在上述那样的陀螺传感器中，在旋转轴附近，传感器质量部与检测电极之间的间隙的大小几乎不会发生变化，从而检测灵敏度较低。

专利文献1：美国专利申请公开第2009/0100930号说明书

发明内容

本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种能够具有较高的检测灵敏度的陀螺传感器。此外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种具有上述陀螺传感器的电子设备。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而被完成的，并且能够作为以下的方式或者应用例而实现。

应用例1

本应用例所涉及的陀螺传感器包括：基体；振动体；驱动部，其使所述振动体在第一轴的方向上驱动；可动电极部，其能够根据绕第二轴的角速度，而在第三轴的方向上进行位移，其中，所述第二轴与所述第一轴正交，所述第三轴与所述第一轴以及所述第二轴正交；第一弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第一面上，所述可动电极部的第一面为，与所述第一轴或所述第二轴交叉的面；第二弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第二面上，所述可动电极部的第二面为，与所述第一面平行的面；固定电极部，其被配置在所述基体上，且在所述第三轴的方向上与所述可动电极部对置，所述第一弹簧部以及所述第二弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分。

根据这样的陀螺传感器，可动电极部能够根据绕第二轴的角速度，而在例如可动电极部的下表面与固定电极的上表面保持平行的同时，在第三轴的方向上进行位移。由此，在这样的陀螺传感器中，与可动电极部进行转动运动的情况相比，能够增大可动电极部与固定电极部之间的静电电容的变化，从而能够具有较高的检测灵敏度。

应用例2

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，包括：第三弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的交叉于所述第一轴的第三面上；第四弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第四面上，所述可动电极部的第四面为，与所述第三面平行的面，所述第一面与所述第二轴交叉，所述第三弹簧部以及所述第四弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分。

在这样的陀螺传感器中，能够抑制可动电极部相对于振动体而在第二轴的方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在从第三轴的方向观察时可动电极部的与固定电极部重叠的面积发生变化的情况，从而并能够具有较高的检测灵敏度。

应用例3

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，所述第一弹簧部被连接在，所述第一面与所述第三面所成的第一角部上；

所述第二弹簧部被连接在，所述第二面与所述第四面所成的第二角部上；所述第三弹簧部被连接在，所述第二面与所述第三面所成的第三角部上；所述第四弹簧部被连接在，所述第一面与所述第四面所成的第四角部上。

根据这样的陀螺传感器，可动电极部能够根据绕第二轴的角速度而稳定地在第三轴的方向上进行位移。

应用例4

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，所述第一面与所述第二轴交叉，所述第一弹簧部被连接在，所述第一面与所述可动电极部的与所述第一轴交叉的第三面所成的第一角部上，所述第二弹簧部被连接在，所述第二面与所述可动电极部的第四面所成的第二角部上，所述可动电极部的第四面为，与所述第三面平行的面，在从所述第三轴的方向观察时，所述第一弹簧部沿着所述第一角部而被设置，在从所述第三轴的方向观察时，所述第二弹簧部沿着所述第二角部而被设置。

根据这样的陀螺传感器，能够具有较高的检测灵敏度。

应用例5

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，包括：第三弹簧部，其被连接在所述振动体和所述第二面上；第四弹簧部，其被连接在所述振动体和所述第一面上，所述第一面与所述第二轴交叉，所述可动电极部在所述第一轴的方向上的大小大于，所述可动电极部在所述第二轴的方向上的大小，所述第三弹簧部以及所述第四弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分。

根据这样的陀螺传感器，能够具有较高的检测灵敏度。

应用例6

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，包括第一止动部，所述第一止动部在所述第一轴的方向上被配置在所述振动体与所述可动电极部之间。

根据这样的陀螺传感器，能够抑制可动电极部相对于振动体而在第一轴的方向上进行位移的情况。

应用例7

在本应用例所涉及的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，即，包括第二止动部，所述第二止动部在所述第三轴的方向上被配置在所述基体与所述可动电极部之间。

根据这样的陀螺传感器，能够抑制可动电极部向基体侧被牵拉，并粘着在例如固定电极部上的情况。

应用例8

本应用例所涉及的电子设备包括本应用例所涉及的陀螺传感器。

根据这样的电子设备，由于包括本应用例所涉及的陀螺传感器，因此能够具有较高的检测灵敏度。

附图说明

图1为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的俯视图；

图2为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的剖视图；

图3为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的动作的剖视图；

图4为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的动作的剖视图；

图5为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的动作的剖视图；

图6为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的动作的剖视图；

图7为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的制造工序的剖视图；

图8为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的制造工序骤的剖视图；

图9为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的制造工序的剖视图；

图10为模式化地表示本实施方式的第一改变例所涉及的陀螺传感器的俯视图；

图11为模式化地表示本实施方式的第二改变例所涉及的陀螺传感器的俯视图；

图12为模式化地表示本实施方式的第三改变例所涉及的陀螺传感器的俯视图；

图13为模式化地表示本实施方式的第三改变例所涉及的陀螺传感器的剖视图；

图14为模式化地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图；

图15为模式化地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图；

图16为模式化地表示本实施方式所涉及的电子设备的立体图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下所说明的实施方式并不是对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定的实施方式。此外，以下所说明的结构并不一定全是本发明的必要结构要件。

1．陀螺传感器

首先，参照附图对本实施方式所涉及的陀螺传感器进行说明。图1为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器100的俯视图。图2为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器100的、沿图1的II-II线的剖视图。另外，为了便于说明，在图1中省略了基体10以及盖体60的图示。此外，在图1以及图2中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。此外，在本实施方式以及以下所示的各个改变例中，将与X轴平行的轴设为第一轴，将与Y轴平行的轴设为第二轴，将与Z轴平行的轴设为第三轴。此外，在本实施方式以及以下所示的各个改变例中，将与X轴平行的方向（第一轴的方向）称为X轴方向，将与Y轴平行的方向（第二轴的方向）称为Y轴方向，将与Z轴平行的方向（第三轴的方向）称为Z轴方向。

如图1以及图2所示，陀螺传感器100可以包括：基体10、盖体60、功能元件110。功能元件110被构成为，例如包括：振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、驱动部27、第一检测弹簧部30、第二检测弹簧部32、第三检测弹簧部34、第四检测弹簧部36、可动检测电极部（可动电极部）40、固定检测电极部（固定电极部）50。

基体10的材质例如为玻璃、硅。如图2所示，在基体10的上表面11上，设置有凹部14。凹部14的俯视形状未被特别限定。例如，振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、驱动部27的可动驱动电极部、检测弹簧部30、32、34、36、可动检测电极部40被设置在凹部14上，并与基体10分开。

固定部22被固定（接合）在基体10上（基体10的＋Z轴方向侧）。固定部22也可以被固定在基体10的上表面11上。固定部22通过驱动弹簧部24而对振动体20进行支承。在图1所示的示例中，设置了四个固定部22。

驱动弹簧部24被连接在固定部22以及振动体20上。驱动弹簧24以能够沿着X轴进行位移，从而可使振动体20在X轴方向上进行位移的方式而被构成。更加具体而言，驱动弹簧部24在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。虽然在图1所示的示例中，设置了四个驱动弹簧部24，但是只要能够使振动体20在X轴方向上进行位移，则其数量不被特别限定。

振动体20能够在X轴方向上（沿着X轴）进行振动。在图1所示的示例中，振动体20的俯视形状为框状。更具体而言，振动体20由在X轴方向上延伸的第一延伸部20a以及第二延伸部20b、和在Y轴方向上延伸的第三延伸部20c以及第四延伸部20d构成。第一延伸部20a与第二延伸部20b相比位于＋Y轴方向侧。第三延伸部20c与第四延伸部20d相比位于－X轴方向侧。

驱动部27能够使振动体20在X轴方向上驱动（振动）。虽然在图1所示的示例中，设置有八个驱动部27，但是只要能够使振动体20在X轴方向上振动，则其数量不被特别限定。驱动部27被构成为，包括可动驱动电极部26、和固定驱动电极部28a、28b。

可动驱动电极部26被连接在振动体20上。在图1所示的示例中，可动驱动电极部26从振动体20的第一延伸部20a起向＋Y轴方向延伸。此外，可动驱动电极部26从振动体20的第二延伸部20b起向－Y轴方向延伸。如图1所示，可动驱动电极部26为具有干部和多个枝部的梳齿状电极，所述干部从振动体20起向＋Y轴方向（或－Y轴方向）延伸，所述多个枝部从该干部起向＋X轴方向以及－X轴方向延伸。

固定驱动电极部28a、28b被固定（接合）在基体10上。固定驱动电极部28a、28b也可以被固定在基体10的上表面11上。固定驱动电极部28a、28b以隔着间隙的方式与可动驱动电极部26对置。在图1所示的示例中，固定驱动电极部28a被设置于可动驱动电极部26的－X轴方向侧，固定驱动电极部28b被设置于可动驱动电极部26的＋X轴方向侧。如图1所示，在可动驱动电极部26具有梳齿状的形状的情况下，固定驱动电极部28a、28b的形状也可以为与可动驱动电极部26相对应的梳齿状电极。

可动驱动电极部26以及固定驱动电极部28a、28b与未图示的电源电连接。当可动驱动电极部26以及固定驱动电极部28a、28b上被施加有电压时，能够使可动驱动电极部26与固定驱动电极部28a、28b之间产生静电力。由此，能够使驱动弹簧部24沿着X轴进行伸缩，进而能够使振动体20沿着X轴振动。

可动检测电极部40以与振动体20分开的方式而被设置在振动体20的内侧。在图1所示的示例中，可动检测电极部40的俯视形状为具有沿着X轴的长边的长方形。可动检测电极部40在X轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

可动检测电极部40可以具有第一侧面42a、第二侧面42b、第三侧面42c、和第四侧面42d。在图1所示的示例中，第一侧面42a为与第二轴交叉（正交）的面。更具体而言，第一侧面42a为朝向＋Y轴方向的面。第二侧面42b为与第二轴交叉（正交）、且与第一侧面42a为相反侧的面。第二侧面42b与第一侧面42a平行。更具体而言，第二侧面42b为朝向－Y轴方向的面。第三侧面42c为与第一轴交叉（正交）的面。更具体而言，第三侧面42c为朝向－X轴方向的面。第四侧面42d为与第一轴交叉（正交）、且与第三侧面42c为相反侧的面。第四侧面42d与第三侧面42c平行。更具体而言，第四侧面42d为朝向＋X轴方向的面。

在图1所示的示例中，在俯视观察时（在从Z轴方向观察时），第一侧面42a以及第二侧面42b为形成具有长方形的俯视形状的可动检测电极部40的长边的面，第三侧面42c以及第四侧面42d为形成具有长方形的俯视形状的可动检测电极部40的短边的面。

可动检测电极部40可以具有第一角部44a、第二角部44b、第三角部44c、和第四角部44d。第一角部44a为第一侧面42a与第三侧面42c所成的角部。第二角部44b为第二侧面42b与第四侧面42d所成的角部。第三角部44c为第二侧面42b与第三侧面42c所成的角部。第四角部44d为第一侧面42a与第四侧面42d所成的角部。

可动检测电极部40能够随着振动体20的振动而沿着X轴进行振动。可动检测电极部40能够根据绕第二轴的角速度（绕Y轴的角速度），而在Z轴方向上进行位移。

第一检测弹簧部30被连接在振动体20的第一延伸部20a以及可动检测电极部40的第一侧面42a上。在图1所示的示例中，第一检测弹簧部30被连接在可动检测电极部40的第一角部44a上。更具体而言，第一检测弹簧部30被连接在第一侧面42a的、第三侧面42c侧的端部上。第一检测弹簧部30具有在X轴方向上延伸的第一部分30a、以及在Y轴方向上延伸的第二部分30b。在图示的示例中，第一检测弹簧部30由两个第一部分30a和三个第二部分30b构成，并且在X轴方向上往复的同时在Y轴方向上延伸。第一部分30a在X轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小。

第二检测弹簧部32被连接在振动体20的第二延伸部20b以及可动检测电极部40的第二侧面42b上。在图1所示的示例中，第二检测弹簧部32被连接在可动检测电极部40的第二角部44b上。更具体而言，第二检测弹簧部32被连接在第二侧面42b的、第四侧面42d侧的端部上。第二检测弹簧部32具有在X轴方向上延伸的第一部分32a、以及在Y轴方向上延伸的第二部分32b。在图示的示例中，第二检测弹簧部32由两个第一部分32a和三个第二部分32b构成，并且在X轴方向上往复的同时在Y轴方向上延伸。第一部分32a在X轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小。

第三检测弹簧部34被连接在振动体20的第三延伸部20c以及可动检测电极部40的第三侧面42c上。在图1所示的示例中，第三检测弹簧部34被连接在可动检测电极部40的第三角部44c上。更具体而言，第三检测弹簧部34被连接在第三侧面42c的、第二侧面42b侧的端部上。第三检测弹簧部34具有在X轴方向上延伸的第一部分34a、以及在Y轴方向上延伸的第二部分34b。在图示的示例中，第三检测弹簧部34由三个第一部分34a和两个第二部分34b构成，并且在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。第二部分34b在Y轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

第四检测弹簧部36被连接在振动体20的第四延伸部20d以及可动检测电极部40的第四侧面42d上。在图1所示的示例中，第四检测弹簧部36被连接在可动检测电极部40的第四角部44d上。更具体而言，第四检测弹簧部36被连接在第四侧面42d的、第一侧面42a侧的端部上。第四检测弹簧部36具有在X轴方向上延伸的第一部分36a、以及在Y轴方向上延伸的第二部分36b。在图示的示例中，第四检测弹簧部36由三个第一部分36a和两个第二部分36b构成，并且在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。第二部分36b在Y轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

在俯视观察时，第一检测弹簧部30和第二检测弹簧部32可以关于可动检测电极部40的中心C而对称。在俯视观察时，第三检测弹簧部34和第四检测弹簧部36可以关于可动检测电极部40的中心C而对称。检测弹簧部30、32、34、36能够根据绕第二轴的角速度（绕Y轴的角速度）而在Z轴方向上进行位移。

另外，虽然未进行图示，但是也可以不设置第三检测弹簧部34以及第四检测弹簧部36，而使可动检测电极部40通过第一检测弹簧部30以及第二检测弹簧部32而与振动体20相连接。此外，虽然未进行图示，但是也可以不设置第一检测弹簧部30以及第二检测弹簧部32，而使可动检测电极部40通过第三检测弹簧部34以及第四检测弹簧部36而与振动体20相连接。

振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、可动驱动电极部26、检测弹簧部30、32、34、36、以及可动检测电极部40被一体地设置。振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、可动驱动电极部26、检测弹簧部30、32、34、36、以及可动检测电极部40通过对一个基板（例如硅基板）进行图案形成，从而被一体地设置。

振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、可动驱动电极部26、检测弹簧部30、32、34、36、以及可动检测电极部40的材质例如为，通过掺杂有磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。

虽然固定部22以及固定驱动电极部28a、28b与基体10之间的接合方法未被特别地限定，但例如在基体10的材质为玻璃，固定部22以及固定驱动电极部28a、28b的材质为硅时，基体10与固定部22以及固定驱动电极部28a、28b之间，能够被阳极接合。

固定检测电极部50被配置在基体10上。在图2所示的示例中，固定检测电极部50被固定在凹部14的底面（对凹部进行规定的基体10的表面）15上。底面15为平坦的面。固定检测电极部50在Z轴方向上与可动检测电极部40对置。固定检测电极部50的上表面（朝向＋Z轴方向的面）51，例如与可动检测电极部40的下表面（朝向－Z轴方向的面）41平行。也可以使固定检测电极部50的上表面51、可动检测电极部40的下表面41以及底面15与XY平面平行。在图1所示的示例中，在俯视观察时，固定检测电极部50被配置在可动检测电极部40的外缘的内侧。固定检测电极部50的俯视形状例如为长方形。

固定检测电极部50的材质例如为铝、金、ITO（Indium Tin Oxide：铟锡氧化物）等。固定检测电极部50的材质优选为ITO等的透明电极材料。其原因在于，通过使用透明电极材料以作为固定检测电极部50，从而在基体10为透明基板（玻璃基板）时，能够容易地从基体10的下表面12侧，对存在于固定检测电极部50上的异物等进行目视确认。

盖体60被载置于基体10上（上表面11上）。盖体60的材质例如为硅。虽然盖体60与基体10之间的接合方法未被特别限定，但是例如，当基体10的材质为玻璃，盖体60的材质为硅时，基体10与盖体60能够被阳极接合。盖体60以及基体10能够形成对功能元件110进行收纳的腔室62。腔室62例如以减压状态而被密封。由此，能够抑制陀螺传感器100（功能元件110的）的振动现象由于空气粘性而衰减的情况。

接下来，对陀螺传感器100的动作进行说明。图3～图6为用于对本实施方式所涉及的陀螺传感器100的动作进行说明的图。另外，在图3～图6中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。

当通过未图示的电源而对可动驱动电极部26以及固定驱动电极部28a、28b施加电压时，能够使可动驱动电极部26与固定驱动电极部28a、28b之间产生静电力。由此，能够使驱动弹簧部24沿着X轴（在X轴方向上）进行伸缩，从而能够使振动体20在X轴方向上振动。

更具体而言，在可动驱动电极部26与固定驱动电极部28a之间施加第一交流电压，在可动驱动电极部26与固定驱动电极部28b之间施加相位与第一交流电压错开180度的第二交流电压。由此，能够使振动体20以预定的频率在X轴方向上振动。在图3所示的示例中，振动体20向α1方向进行了位移。在图4所示的示例中，振动体20向与α1方向为相反方向的α2方向进行了位移。随着振动体20的振动，可动检测电极部40也能够在X轴方向上进行振动。

当在振动体20于X轴方向上进行着振动的状态下，对陀螺传感器100施加有绕Y轴的角速度ω时，科里奥利力将发生作用，从而可动检测电极部40将在Z轴方向上进行位移。即，检测弹簧部30、32、34、36以可动检测电极部40能够相对于振动体20而在Z轴方向上进行位移的方式，与可动检测电极部40以及振动体20相连接。在图5所示的示例中，可动检测电极部40向β1方向进行了位移。在图6中所示的示例中，可动检测电极部40向与β1方向为相反方向的β2方向进行了位移。

通过可动检测电极部40在Z轴方向上进行位移，从而可动检测电极部40与固定检测电极部50之间的距离发生变化。因此，可动检测电极部40与固定检测电极部50之间的静电电容发生变化。在陀螺传感器100中，通过对可动检测电极部40以及固定检测电极部50施加电压，能够对可动检测电极部40与固定检测电极部50之间的静电电容的变化量进行检测，从而求出绕Y轴的角速度ω。

另外，虽然在上文中，对通过静电力而使振动体20驱动的方式（静电驱动方式）进行了说明，但是使振动体20驱动的方法未被特别限定，可以应用压电驱动方式、和利用了磁场的洛仑兹力的电磁驱动方式等。

本实施方式所涉及的陀螺传感器100例如具有以下的特征。

根据陀螺传感器100，检测弹簧部30、32分别被连接在与第二轴（与Y轴平行的轴）交叉（正交）的、振动体20的面42a、42b上，且分别具有在第一轴的方向（X轴方向）上延伸的第一部分30a、32a。因此，可动检测电极部40能够根据绕第二轴的角速度（绕Y轴的角速度），而在例如可动检测电极部40的下表面41与固定检测电极部50的上表面51保持平行的同时，在Z轴方向上进行位移。由此，在陀螺传感器100中，与可动检测电极部进行转动运动的情况相比，能够增大可动检测电极部40与固定检测电极部50之间的静电电容的变化，从而能够具有较高的检测灵敏度。此外，由于可动检测电极部40与固定检测电极部50保持平行，因此，能够抑制例如驱动振动（驱动部27在X轴方向上的振动）的影响、和关于其他轴（第一轴和第三轴）而具有灵敏度的情况。例如当检测弹簧部不具有在X轴方向上延伸的部分时，检测弹簧部的全长将变小，从而存在可动检测电极部无法在Z轴方向上进行位移的情况。

而且，在陀螺传感器100中，第一检测弹簧部30被连接在振动体20的第一侧面42a上，第二检测弹簧部32被连接在振动体20的第二侧面42b上。因此，在陀螺传感器100中，能够抑制可动检测电极部40相对于振动体20而在X轴方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在俯视观察时可动检测电极部40的与固定检测电极部50重叠的面积发生变化的情况，从而陀螺传感器100能够具有较高的检测灵敏度。

根据陀螺传感器100，第三检测弹簧部34被连接在振动体20的第三侧面42c上，第四检测弹簧部36被连接在振动体20的第四侧面42d上。因此，在陀螺传感器100中，能够抑制可动检测电极部40相对于振动体20而在Y轴方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在俯视观察时可动检测电极部40的与固定检测电极部50重叠的面积发生变化的情况，从而陀螺传感器100能够具有较高的检测灵敏度。

根据陀螺传感器100，检测弹簧部30、32、34、36分别被连接在角部44a、44b、44c、44d上。因此，可动检测电极部40能够根据绕第二轴的角速度（绕Y轴的角速度），而在可动检测电极部40的下表面41与固定检测电极部50的上表面51保持平行的同时，更稳定地在Z轴方向上进行位移。

2.陀螺传感器的制造方法

接下来，参照附图对本实施方式所涉及的陀螺传感器的制造方法进行说明。图7～图9为模式化地表示本实施方式所涉及的陀螺传感器100的制造工序的剖视图。

如图7所示，例如，对玻璃基板进行蚀刻，以在玻璃基板上形成凹部14，从而获得基体10。蚀刻通过例如湿蚀刻来实施。通过本工序，能够准备出设置有凹部14的基体10。

接下来，在凹部14的底面15上，形成有固定检测电极部50。固定检测电极部50通过如下方式而形成，即，在利用阴极真空喷镀法等而于底面15上形成了导电层之后，使用光刻技术以及蚀刻技术来对该导电层进行图案形成。

如图8所示，将例如硅基板2接合在基体10的上表面11上。基体10与硅基板2之间的结合例如通过阳极接合来实施。

如图9所示，在通过例如磨削机而对硅基板2进行磨削而使之薄膜化之后，以所需的形状进行图案形成（加工），从而形成振动体20、固定部22、驱动弹簧24、驱动部27、检测弹簧部30、32、34、26、以及可动检测电极40。图案形成通过光刻技术以及蚀刻技术（干蚀刻）来实施，作为更加具体的蚀刻技术，可以使用博世（Bosch）法。在本工序中，通过对硅基板2进行图案形成（蚀刻），从而一体地形成了振动体20、固定部22、驱动弹簧部24、可动驱动电极部26、检测弹簧部30、32、34、36、以及可动检测电极40。

如图2所示，将盖体60接合于基体10上，从而将功能元件110收纳于通过基体10以及盖体60而形成的腔室62内。基体10与盖体60之间的接合例如通过使用阳极接合或粘结剂等而被实施。

根据以上的工序，能够制造本实施方式所涉及的陀螺传感器100。

根据陀螺传感器100的制造方法，能够得到具有较高的检测灵敏度的陀螺传感器100。

3.陀螺传感器的改变例

3.1第一改变例

接下来，参照附图对本实施方式的第一改变例所涉及的陀螺传感器进行说明。图10为模式化地表示本实施方式的第一改变例所涉及的陀螺传感器200的俯视图。另外，为了便于说明，在图10中，省略了基体10以及盖体60的图示。此外，在图10中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。以下，对陀螺仪传感器200中、具有与上述的陀螺仪传感器100的结构部件相同的功能的部件，标记相同的符号，并省略其详细说明。

如图1所示，在陀螺传感器100中，第一检测弹簧部30以及第二检测弹簧部32在X轴方向上往复的同时在Y轴方向上延伸。此外，第三检测弹簧部34以及第四检测弹簧部36在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。

相对于此，如图10所示，在陀螺传感器200中，第一检测弹簧部30在X轴以及Y轴方向上往复的同时，从振动体20的第一延伸部20a起延伸至可动检测电极部40的第一角部44a。在俯视观察时，第一检测弹簧部30沿着第一角部44a而设置。第一检测弹簧部30由多个第一部分30a（在X轴方向上延伸的部分）以及多个第二部分30b（在Y轴方向上延伸的部分）构成。第一部分30a在X轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小，第二部分30b在Y轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

第二检测弹簧部32在X轴方向以及Y轴方向上往复的同时，从振动体20的第二延伸部20b起延伸至可动检测电极部40的第二角部44b。在俯视观察时，第二检测弹簧部32沿着第二角部44b而设置。第二检测弹簧部32由多个第一部分32a以及多个第二部分32b构成。第一部分32a在X轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小，第二部分32b在Y轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

第三检测弹簧部34在X轴方向以及Y轴方向上往复的同时，从振动体20的第二延伸部20b起延伸至可动检测电极部40的第三角部44c。在图示的示例中，第三检测弹簧部34被连接在可动检测电极部40的第二侧面42b上。在俯视观察时，第三检测弹簧部34沿着第三角部44c而设置。第三检测弹簧部34由多个第一部分34a以及多个第二部分34b构成。第一部分34a在X轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小，第二部分34b在Y轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。另外，虽然未进行图示，但是第三检测弹簧部34也可以被连接在振动体20的第三延伸部20c和可动检测电极部40的第三侧面42c上。

第四检测弹簧部36在X轴方向以及Y轴方向上往复的同时，从振动体20的第一延伸部20a起延伸至可动检测电极部40的第四角部44d。在图示的示例中，第四检测弹簧部36被连接在可动检测电极部40的第一侧面42a上。在俯视观察时，第四检测弹簧部36沿着第四角部44d而设置。第四检测弹簧部36由多个第一部分36a以及多个第二部分36b构成。第一部分36a在X轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在X轴方向上的大小，第二部分36b在Y轴方向上的大小小于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。另外，虽然未进行图示，但是第四检测弹簧部36也可以被连接在振动体20的第四延伸部20d和可动检测电极部40的第四侧面42d上。

陀螺传感器200可以具有第一止动部70，所述第一止动部70在X轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。在图示的示例中，第一止动部70被设置在振动体20的第三延伸部20c以及第四延伸部20d上，并与可动检测电极部40对置。第一止动部70例如与振动体20一体地设置。另外，虽然未进行图示，但是第一止动部70也可以被设置在可动检测电极部40上，并与振动体20的第三延伸部20c以及第四延伸部20d对置。

陀螺传感器200可以具有第三止动部74，所述第三止动部74在Y轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。在图示的示例中，第三止动部74被设置在振动体20的第一延伸部20a以及第二延伸部20b上，并与可动检测电极部40对置。第三止动部74例如与振动体20一体地设置。另外，虽然未进行图示，但是第三止动部74也可以被设置在可动检测电极部40上，并与振动体20的第一延伸部20a以及第二延伸部20b对置。

根据陀螺传感器200，检测弹簧部30、32、34、36分别沿着可动检测电极部40的角部44a、44b、44c、44d而设置。因此，陀螺传感器200与陀螺传感器100相比，能够在保持检测弹簧部30、32、34、36的全长的同时，增大可动检测电极部40以及固定检测电极部50的面积。其结果为，陀螺传感器200能够具有较高的检测灵敏度。

根据陀螺传感器200，包括第一止动部70，所述第一止动部70在X轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。因此，在陀螺传感器200中，能够抑制可动检测电极部40相对于振动体20而在X轴方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在俯视观察时可动检测电极部40的与固定检测电极部50重叠的面积发生变化的情况，从而陀螺传感器200能够具有较高的检测灵敏度。此外，能够抑制例如可动检测电极部40与振动体20发生碰撞从而破损的情况。

根据陀螺传感器200，包括第三止动部74，所述第三止动部74在Y轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。因此，在陀螺传感器200中，能够抑制可动检测电极部40相对于振动体20而在Y轴方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在俯视观察时可动检测电极部40的与固定检测电极部50重叠的面积发生变化的情况，从而陀螺传感器200能够具有较高的检测灵敏度。此外，能够抑制例如可动检测电极部40与振动体20发生碰撞从而破损的情况。

3.2第二改变例

接下来，参照附图对本实施方式的第二改变例所涉及的陀螺传感器进行说明。图11为模式化地表示本实施方式的第二改变例所涉及的陀螺传感器300的俯视图。另外，为了便于说明，在图11中，省略了基体10以及盖体60的图示。此外，在图11中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。以下，对陀螺仪传感器300中具有与上述的陀螺仪传感器100、200的结构部件相同的功能的部件，标记相同的符号，并省略其详细说明。

如图1所示，在陀螺传感器100中，第三检测弹簧部34在Y轴方向上往复的同时，在X轴方向上从振动体30的第三延伸部30起延伸至可动检测电极部40的第三侧面42c。此外，第四检测弹簧部36在Y轴的方向上往复的同时，在X轴方向上从振动体20的第四延伸部20d起延伸至可动检测电极部40的第四侧面42d。

相对于此，如图11所示，在陀螺传感器300中，第三检测弹簧34在X轴方向上往复的同时，在Y轴方向上从振动体20的第二延伸部20b起延伸至可动检测电极部40的第二侧面42b。在图示的示例中，第三检测弹簧部34被连接在可动检测电极部40的第三角部44c上。更具体而言，第三检测弹簧部34被连接在第二侧面42b的、第三侧面42c侧的端部上。第三检测弹簧部34的第一部分34a沿着第二侧面42b而设置。

第四检测弹簧部36b在X轴方向上往复的同时，在Y轴方向上从振动体20的第一延伸部20a起延伸至可动检测电极部40的第一侧面42a。在图示的示例中，第四检测弹簧部36被连接在可动检测电极部40的第四角部44d上。更具体而言，第四检测弹簧部36被连接在第一侧面42a的、第四侧面42d侧的端部上。第四检测弹簧部36的第一部分36a沿着第一侧面42a而设置。

可动检测电极部40的平面形状例如为具有沿着X轴的长边的长方形，可动检测电极部40在X轴方向上的大小大于，可动检测电极部40在Y轴方向上的大小。

在陀螺传感器300中，可以具有第一止动部71a、71b，所述第一止动部71a、71b在X轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。止动部71a、71b被设置在可动检测电极部40的第三侧面42c以及第四侧面42d上，且与振动体20对置。止动部71a、71b例如与可动检测电极部40一体地设置。止动部71a被设置于止动部70的＋Y轴方向侧。止动部71a具有在Y轴方向上与止动部70对置的部分。止动部71b被设置于止动部70的－Y轴方向侧。止动部71b具有在Y轴方向上与止动部70对置的部分。

根据陀螺传感器300，第三检测弹簧部34被连接在振动体20的第一侧面42a上，第四检测弹簧部36被连接在振动体20的第二侧面42b上。而且，可动检测电极部40在X轴方向上的大小大于，可动检测电极40在Y轴方向上的大小。因此，在陀螺传感器300中，能够沿着在俯视观察时沿着X轴的第一侧面42a以及第二侧面42b，而配置第三检测弹簧部34的第一部分34a以及第四检测弹簧部36的第一部分36a。由此，在陀螺传感器300中，与陀螺传感器100相比，能够增加第三检测弹簧部34以及第四检测弹簧部26的全长。因此，陀螺传感器300的可动检测电极部40与陀螺传感器100的可动检测电极部40相比，更容易根据绕第二轴的角速度而在Z轴方向上进行位移，从而能够具有较高的检测灵敏度。

根据陀螺传感器300，如上所述，包括第一止动部70、71a、71b，所述第一止动部70、71a、71b在X轴方向上被配置在振动体20与可动检测电极部40之间。因此，在陀螺传感器300中，能够抑制可动检测电极部40相对于振动体20而在X轴方向以及Y轴方向上进行位移的情况。由此，能够抑制在俯视观察时可动检测电极部40的与固定检测电极部50重叠的面积发生变化的情况，从而陀螺传感器300能够具有较高的检测灵敏度。此外，能够抑制例如可动检测电极部40与振动体20发生碰撞从而破损的情况。

3.3第三改变例

接下来，参照附图对本实施方式的第三改变例所涉及的陀螺传感器进行说明。图12为模式化地表示本实施方式的第三改变例所涉及的陀螺传感器400的俯视图。图13为模式化地表示本实施方式的第三改变例所涉及的陀螺传感器400的、沿图12的XIII-XIII线的剖视图。另外，为了便于说明，在图12中，省略了基体10以及盖体60的图示。此外，图12中，图示了作为相互正交的三个轴的X轴、Y轴、Z轴。以下，对物理量传感器400中具有与上述的物理量传感器100的结构部件相同的功能的部件，标记相同的符号，并省略其详细说明。

如图12以及图13所示，陀螺传感器400在具有第二止动部72的这一点上，不同于陀螺传感器100。

第二止动部72在Z轴方向上被配置在基体10与可动检测电极部40之间。如图12所示，在俯视观察时，第二止动部72与可动检测电极部40重叠配置。在图13所示的示例中，第二止动部72被设置在凹部14的底面15上，并且从该基体10的表面起向上方（向＋Z轴方向侧）突出。第二止动部72例如与基体10一体地设置。在图12所示的示例中，设置有四个第二止动部72，且配置在与第一角部44a重叠的位置、与第二角部44b重叠的位置、与第三角部44c重叠的位置、与第四角部44d重叠的位置处。第二止动部72以避开固定检测电极部50的方式而被配置。

另外，虽然未进行图示，但是第二止动部72也可以被设置在可动检测电极部40的下表面41上，而不是设置在基体10的表面上。此外，第二止动部72的数量未被特别限定，也可以在与可动检测电极部40的中心C重叠的位置处设置一个第二止动部72。

根据陀螺传感器400，包括第二止动部72，所述第二止动部72在Z轴方向上被配置在基体10与可动检测电极部40之间。在陀螺传感器中，例如，为了产生角速度检测信号，常时在固定检测电极部与可动检测电极部之间赋予电位差，其结果为，静电引力将产生作用，并且在通常情况下通过弹簧部的复原力而平衡。当受到较强的冲击时，可动检测电极部将在基体垂直方向（Z轴方向）上大幅地运动，从而有时可动检测电极部会由于静电引力而粘着于固定检测电极部上。第二止动部72能够阻止这样的可动检测电极部40的粘着。而且，第二止动部72能够阻止例如下述的情况，即，在对硅基板进行干蚀刻而形成可动检测电极部40时，通过蚀刻离子而使基体10和固定检测电极部50带电，从而在蚀刻结束时与可动检测电极部40发生粘着。

4．电子设备

接下来，参照附图对本实施方式所涉及的电子设备进行说明。本实施方式所涉及的电子设备包括本发明所涉及的陀螺传感器。在下文中，对包括作为本发明所涉及的陀螺传感器的螺传感器100的电子设备进行说明。

图14为模式化地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的便携式（或者笔记本式）个人计算机1100的立体图。

如图14所示，个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108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进行转动的方式被支承。

在这样的个人计算机1100中内置有陀螺传感器100。

图15为模式化地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的移动电话（也包括PHS：Personal Handy-phone System，个人移动电话系统）1200的立体图。

如图15所示，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与听筒1204之间配置有显示部1208。

在这样的移动电话1200中内置有陀螺传感器100。

图16为模式化地表示作为第三实施方式所涉及的电子设备的数码照相机1300的立体图。另外，在图16中，还简单地图示了与外部设备之间的连接。

在此，通常的照相机通过被摄物体的光图像而使银盐感光胶片感光，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的背面设置有显示部1310，并且成为根据由CCD产生的摄像信号而进行显示的结构，显示部1310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），设置有包括光学镜片（摄像光学系统）和CCD等在内的受光单元1304。

当摄影者对被显示在显示部1310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的摄像信号将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，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，在数据通信用的输入输出端子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。

在这样的数码照相机1300中内置有陀螺传感器100。

由于以上这样的电子设备1100、1200、1300包括陀螺传感器100、因而能够具有较高的检测灵敏度。

另外，具备上述陀螺传感器100的电子设备除了能够应用于图14所示的个人计算机（便携式个人计算机）、图15所示的移动电话、图16所示的数码照相机中之外，还能够应用于如下的装置中，例如，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、摄像机、录像机、各种汽车导航装置、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、电子游戏机、头戴式显示器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监控器、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、心电图计测装置、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、火箭、船舶的计量仪器类）、机器人或人体等的姿态控制、飞行模拟器等。

上述的实施方式以及改变例为一个示例，并不限定于上述方式。例如，还可以对各个实施方式以及各个改变例进行适当组合。

本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质相同的结构（例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构）。此外，本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括能够起到与在实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构，或者能够实现相同目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构上附加了公知技术的结构。

符号说明

2…硅基板；10…基体；11…上表面；12…下表面；14…凹部；15…底面；20…振动体；20a…第一延伸部；20b…第二延伸部；20c…第三延伸部；20d…第四延伸部；22…固定部；24…驱动弹簧部；26…可动驱动电极部；28a、28b…固定驱动电极部；30…第一检测弹簧部；30a…第一部分；30b…第二部分；32…第二检测弹簧部；32a…第一部分；32b…第二部分；34…第三检测弹簧部；34a…第一部分；34b…第二部分；36…第四检测弹簧部；36a…第一部分；36b…第二部分；40…可动检测电极部；41…下表面；42a…第一侧面；42b…第二侧面；42c…第三侧面；42d…第四侧面；44a…第一角部；44b…第二角部；44c…第三角部；44d…第四角部；50…固定检测电极部；51…上表面；60…盖体；62…腔室；70、71a、71b…第一止动部；72…第二止动部；74…第三止动部；100…陀螺传感器；110…功能元件；200、300、400…陀螺传感器；1100…个人计算机；1102…键盘；1104…主体部；1106…显示单元；1108…显示部；1200…移动电话；1202…操作按钮；1204…听筒；1206…话筒；1208…显示部；1300…数码照相机；1302…壳体；1304…受光；1306…快门按钮；1308…存储器；1310…显示部；1312…影像信号输出端子；1314…输入输出端子；1430…影像监视器；1440…个人计算机。

Claims (9)

1.一种陀螺传感器，包括：

基体；

振动体；

驱动部，其使所述振动体在第一轴的方向上驱动；

可动电极部，其能够根据绕第二轴的角速度，而在第三轴的方向上进行位移，其中，所述第二轴与所述第一轴正交，所述第三轴与所述第一轴以及所述第二轴正交；

第一弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第一面上，所述可动电极部的第一面为，与所述第一轴或所述第二轴交叉的面；

第二弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第二面上，所述可动电极部的第二面为，与所述第一面平行的面；

固定电极部，其被配置在所述基体上，且在所述第三轴的方向上与所述可动电极部对置，

所述第一弹簧部以及所述第二弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分，

所述振动体由在所述第一轴的方向上延伸的第一延伸部以及第二延伸部、和在所述第二轴的方向上延伸的第三延伸部以及第四延伸部构成，所述第一延伸部、所述第二延伸部、所述第三延伸部以及所述第四延伸部被一体地设置。

2.如权利要求1所述的陀螺传感器，包括：

第三弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的交叉于所述第一轴的第三面上；

第四弹簧部，其被连接在所述振动体、和所述可动电极部的第四面上，所述可动电极部的第四面为，与所述第三面平行的面，

所述第一面与所述第二轴交叉，

所述第三弹簧部以及所述第四弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分。

3.如权利要求2所述的陀螺传感器，其中，

所述第一弹簧部被连接在，所述第一面与所述第三面所成的第一角部上；

所述第二弹簧部被连接在，所述第二面与所述第四面所成的第二角部上；

所述第三弹簧部被连接在，所述第二面与所述第三面所成的第三角部上；

所述第四弹簧部被连接在，所述第一面与所述第四面所成的第四角部上。

4.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中，

所述第一面与所述第二轴交叉，

所述第一弹簧部被连接在，所述第一面与所述可动电极部的交叉于所述第一轴的第三面所成的第一角部上，

所述第二弹簧部被连接在，所述第二面与所述可动电极部的第四面所成的第二角部上，所述可动电极部的第四面为，与所述第三面平行的面，

在从所述第三轴的方向观察时，所述第一弹簧部沿着所述第一角部而被设置，

在从所述第三轴的方向观察时，所述第二弹簧部沿着所述第二角部而被设置。

5.如权利要求1所述的陀螺传感器，包括：

第三弹簧部，其被连接在所述振动体和所述第二面上；

第四弹簧部，其被连接在所述振动体和所述第一面上，

所述第一面与所述第二轴交叉，

所述可动电极部在所述第一轴的方向上的大小大于，所述可动电极部在所述第二轴的方向上的大小，

所述第三弹簧部以及所述第四弹簧部具有在所述第一轴的方向上延伸的部分、以及在所述第二轴的方向上延伸的部分。

6.如权利要求4所述的陀螺传感器，其中，

包括第一止动部，所述第一止动部在所述第一轴的方向上被配置在所述振动体与所述可动电极部之间。

7.如权利要求5所述的陀螺传感器，其中，

包括第一止动部，所述第一止动部在所述第一轴的方向上被配置在所述振动体与所述可动电极部之间。

8.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中，

包括第二止动部，所述第二止动部在所述第三轴的方向上被配置在所述基体与所述可动电极部之间。

9.一种电子设备，包括权利要求1至8中任一项所述的陀螺传感器。