JP2000028365A - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

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JP2000028365A
JP2000028365A JP10211844A JP21184498A JP2000028365A JP 2000028365 A JP2000028365 A JP 2000028365A JP 10211844 A JP10211844 A JP 10211844A JP 21184498 A JP21184498 A JP 21184498A JP 2000028365 A JP2000028365 A JP 2000028365A
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JP
Japan
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displacement
angular velocity
axis
vibrating body
acceleration
Prior art date
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Application number
JP10211844A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Negoro
泰宏 根来
Kazufumi Moriya
和文 森屋
Shiyougo Yoshino
彰悟 吉野
Kaneo Yachi
兼雄 矢地
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection sensitivity of angular velocity by detecting angular velocity without being affected by acceleration even when acceleration is added. SOLUTION: In an angular velocity sensor 1, a substrate 2 is provided with an angular velocity detecting element 3 to detect angular velocity Ω about the z-axis and with an acceleration detecting element 19 to detect acceleration added along the y-axis at a location different from the angular velocity detecting element 3. The angular velocity detecting element 3 is constituted of the first and second supporting beams 5 and 7, the first and second oscillators 6 and 8, etc. The acceleration detecting element 19 is constituted of the third supporting bean 21, the third oscillator 22, etc. The first displacement detecting parts 18L and 18R detect the displacement of the second oscillator 8 along the y-axis to detect the angular velocity Ω. The second displacement detecting parts 27L and 27R detect the displacement of the third oscillator 22 along the y-axis to detect the displacement of the second oscillator 8 due to acceleration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動する物
体、回転体等に作用する角速度を検出するのに用いて好
適な角速度センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor suitable for detecting an angular velocity acting on, for example, a moving object or a rotating body.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、従来技術による角速度センサと
しては、特開平5−312576号公報等に記載された
ものが知られている。
2. Description of the Related Art In general, as an angular velocity sensor according to the prior art, there is known an angular velocity sensor described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-31576.

【0003】ここで、この特開平5−312576号公
報に記載された角速度センサは、基板と、該基板に設け
られ、該基板に対して水平方向に直交する第1,第2の
軸と垂直に直交する第3の軸の周りに加わる角速度を検
出する角速度検出要素とを備えている。
Here, the angular velocity sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-321576 is provided on a substrate, and is provided on the substrate and is perpendicular to first and second axes which are orthogonal to the substrate in the horizontal direction. An angular velocity detecting element for detecting an angular velocity applied around a third axis orthogonal to.

【0004】そして、この角速度検出要素は、基板に第
1の支持梁によって支持され、第1の軸の方向に振動可
能に設けられた第1の振動体と、該第1の振動体に第2
の支持梁によって支持され、前記第1,第2の軸の方向
に振動可能に設けられた第2の振動体と、前記第1の振
動体を第1の軸の方向に振動させる振動発生手段と、該
振動発生手段により第1の振動体に第1の軸の方向に振
動を与えている状態で、第3の軸の周りに角速度が加わ
ったとき前記第2の振動体に生じる第2の軸方向への変
位を検出する角速度検出手段とから大略構成されてい
る。
The angular velocity detecting element is supported on a substrate by a first support beam, and is provided with a first vibrator provided to be vibrable in a direction of a first axis. 2
A second vibrating body supported by the supporting beam and vibrating in the directions of the first and second axes, and vibration generating means for vibrating the first vibrating body in the direction of the first axis A second vibration generated in the second vibrating body when an angular velocity is applied around a third axis in a state in which the first vibration body is vibrating in the direction of the first axis by the vibration generating means. And an angular velocity detecting means for detecting the displacement of the shaft in the axial direction.

【0005】ここで、この角速度センサでは、振動発生
手段により第1の振動体を基板に対して平行な第1の軸
の方向に振動させると、該第1の振動体に第2の支持梁
によって支持された第2の振動体も同一軸の方向となる
第1の軸の方向に振動する。この第2の振動体が振動し
ている状態で、センサ全体が該基板と垂直な回転軸(第
3の軸)を中心として回転すると、この回転力に応じた
コリオリ力によって、第2の振動体は第1の振動体の振
動方向と直交する方向(第2の軸の方向)に振動する。
そして、角速度検出手段は、該第2の振動体の振動時の
変位量を検出することにより、センサ全体に加わった角
速度を検出することができる。
In this angular velocity sensor, when the first vibrating body is vibrated in a direction of a first axis parallel to the substrate by the vibration generating means, the first vibrating body is moved to the second supporting beam. The second vibrator supported by vibrates also in the direction of the first axis, which is the same axis. When the entire sensor rotates around a rotation axis (third axis) perpendicular to the substrate while the second vibrating body is vibrating, the second vibration is generated by the Coriolis force corresponding to the rotational force. The body vibrates in a direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrating body (the direction of the second axis).
Then, the angular velocity detecting means can detect the angular velocity applied to the entire sensor by detecting the displacement amount of the second vibrating body during vibration.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による角速度センサでは、第2の軸の方向に加速
度が加わったときには、この加速度によって第2の振動
体が第2の軸の方向に変位する。このとき、角速度検出
手段は、このような加速度による第2の振動体の変位量
も角速度によるものとして検出する。即ち、センサ全体
が基板に垂直な第3の軸を中心として回転しないときで
あっても、第2の軸の方向に加速度が加わったときに
は、角速度検出手段は、第2の振動体の変位量を検出し
てしまう。
In the angular velocity sensor according to the prior art described above, when acceleration is applied in the direction of the second axis, the acceleration causes the second vibrating body to be displaced in the direction of the second axis. I do. At this time, the angular velocity detecting means also detects the amount of displacement of the second vibrating body due to the acceleration as being based on the angular velocity. That is, even when the entire sensor does not rotate around the third axis perpendicular to the substrate, when the acceleration is applied in the direction of the second axis, the angular velocity detecting means determines the amount of displacement of the second vibrator. Will be detected.

【0007】このように、第2の軸の方向に加速度が加
わったときには、この加速度による第2の振動体の変位
量がノイズとして加わってしまうため、角速度の検出精
度が低下するという問題がある。
As described above, when the acceleration is applied in the direction of the second axis, the displacement of the second vibrating body due to the acceleration is added as noise, so that there is a problem that the accuracy of detecting the angular velocity is reduced. .

【0008】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は第2の軸の方向に加速度が加わ
ったときでも、第3の軸の周りに加わる角速度が検出可
能な角速度センサを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention provides an angular velocity capable of detecting an angular velocity applied around the third axis even when acceleration is applied in the direction of the second axis. It is intended to provide a sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、基板と、該基板に設けられ該基板に
対して水平方向に直交する第1,第2の軸と垂直に直交
する第3の軸の周りに加わる角速度を検出する角速度検
出要素とを備え、該角速度検出要素を、前記基板に第1
の支持梁によって支持され、第1の軸の方向に振動可能
に設けられた第1の振動体と、該第1の振動体に第2の
支持梁によって支持され、前記第1,第2の軸の方向に
振動可能に設けられた第2の振動体と、前記第1の振動
体を第1の軸の方向に振動させる振動発生手段と、該振
動発生手段により第1の振動体に第1の軸の方向に振動
を与えている状態で、第3の軸の周りに角速度が加わっ
たとき前記第2の振動体に生じる第2の軸方向への変位
を検出する角速度検出手段により構成された角速度セン
サに適用される。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a substrate and a device which is provided on the substrate and which is perpendicular to first and second axes which are perpendicular to the substrate in a horizontal direction. An angular velocity detecting element for detecting an angular velocity applied around a third axis orthogonal to the first axis.
A first vibrating member supported by the supporting beam of the first vibrating member and capable of vibrating in the direction of the first axis; and a first vibrating member supported by the second vibrating member on the first vibrating member. A second vibrator provided so as to be capable of vibrating in the direction of the axis, vibration generating means for vibrating the first vibrator in the direction of the first axis; An angular velocity detecting means configured to detect a displacement in the second axial direction generated in the second vibrating body when an angular velocity is applied around the third axis in a state where vibration is applied in the direction of the first axis. Applied to the specified angular velocity sensor.

【0010】そして、請求項1の発明が採用する構成の
特徴は、前記基板には角速度検出要素と異なる位置に第
2の軸の方向に加わる加速度を検出する加速度検出要素
を設け、該加速度検出要素を、第3の支持梁によって支
持され第2の軸の方向に振動可能な第3の振動体と、第
2の軸の方向に加速度が加わったとき該第3の振動体に
生じる第2の軸方向への変位を検出する加速度検出手段
により構成したことにある。
A feature of the structure adopted by the invention of claim 1 is that the substrate is provided with an acceleration detecting element for detecting an acceleration applied in the direction of the second axis at a position different from the angular velocity detecting element. A third vibrator supported by the third support beam and capable of vibrating in the direction of the second axis; and a second vibrator generated in the third vibrator when acceleration is applied in the direction of the second axis. , Which is constituted by acceleration detecting means for detecting displacement in the axial direction.

【0011】このように構成したことにより、基板に設
けられた角速度検出要素は第3の軸周り加わる角速度を
検出する。即ち、振動発生手段は第1,第2の振動体を
第1の軸方向に振動させる。そして、第2の振動体が第
1の軸の方向に振動している状態で、センサ全体に第3
の軸周りの角速度が加わったときには、この角速度に応
じたコリオリ力によって、第2の振動体は第2の軸の方
向に向けて振動する。このため、角速度検出手段は、第
2の振動体の振動時の変位量を検出し、センサ全体に加
わった角速度を検出する。
With this configuration, the angular velocity detecting element provided on the substrate detects the angular velocity applied around the third axis. That is, the vibration generating means causes the first and second vibrators to vibrate in the first axial direction. Then, in a state where the second vibrating body is vibrating in the direction of the first axis, a third
When the angular velocity around the axis is applied, the second vibrating body vibrates in the direction of the second axis by Coriolis force corresponding to the angular velocity. For this reason, the angular velocity detecting means detects the amount of displacement of the second vibrating body during vibration, and detects the angular velocity applied to the entire sensor.

【0012】また、角速度検出要素と異なる位置で基板
に設けられた加速度検出要素は、角速度検出要素を含む
センサ全体に対して加わる第2の軸方向の加速度を検出
する。即ち、センサ全体に第2の軸方向の加速度が加わ
ったときには、第3の振動体は第2の軸の方向に変位す
る。このとき、加速度検出手段は、第3の振動体の変位
量を検出するから、センサ全体に加わった角速度のみを
検出する。
An acceleration detecting element provided on the substrate at a position different from the angular velocity detecting element detects a second axial acceleration applied to the entire sensor including the angular velocity detecting element. That is, when acceleration in the second axial direction is applied to the entire sensor, the third vibrator is displaced in the direction of the second axis. At this time, since the acceleration detecting means detects the displacement amount of the third vibrating body, it detects only the angular velocity applied to the entire sensor.

【0013】一方、センサ全体に第2の軸方向の加速度
が加わったときには、第2の振動体も第2の軸の方向に
変位するから、角速度検出手段は、センサ全体に加わっ
た角速度に加えて加速度をも検出する。このとき、角速
度検出手段の検出信号から加速度検出手段の検出信号を
相殺することによって、センサ全体に加わった角速度の
みを検出することができる。
On the other hand, when the acceleration in the second axial direction is applied to the entire sensor, the second vibrating body is also displaced in the direction of the second axis. Therefore, the angular velocity detecting means adds the angular velocity applied to the entire sensor. To detect acceleration. At this time, by canceling the detection signal of the acceleration detecting means from the detection signal of the angular velocity detecting means, only the angular velocity applied to the entire sensor can be detected.

【0014】また、請求項2の発明は、第3の支持梁
は、前記第2の支持梁のばね定数とほぼ等しいばね定数
を有し、前記第3の振動体は、前記第2の振動体とほぼ
等しい質量を有する構成としたことにある。
According to a second aspect of the present invention, the third supporting beam has a spring constant substantially equal to the spring constant of the second supporting beam, and the third vibrating member is provided with the second vibrating member. That is, it has a configuration having a mass substantially equal to the body.

【0015】これにより、センサ全体に第2の軸方向の
加速度が加わったときには、この加速度によって第3の
振動体が第2の軸の方向に変位する変位量と第2の振動
体が第2の軸の方向に変位する変位量とをほぼ等しくす
ることができる。このため、角速度検出手段によって第
3の振動体の変位量を検出することによって、加速度に
よる第2の振動体の変位量を検出することができる。
Thus, when acceleration in the second axial direction is applied to the entire sensor, the amount of displacement of the third vibrating body in the direction of the second axis due to this acceleration and the second vibrating body become the second vibrating body. And the displacement amount displaced in the direction of the axis can be made substantially equal. Therefore, by detecting the displacement of the third vibrating body by the angular velocity detecting means, it is possible to detect the displacement of the second vibrating body due to acceleration.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る角速度センサ
の実施の形態を、図1ないし図5を参照しつつ詳細に説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an angular velocity sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

【0017】1は角速度センサ、2は該角速度センサ1
の基台をなす矩形状に形成された基板で、該基板2は例
えばガラス材料によって形成されている。また、基板2
には後述の角速度検出要素3と加速度検出要素19とが
設けられている。そして、角速度検出要素3は角速度セ
ンサ1に加わる角速度を検出すると共に、加速度検出要
素19は角速度センサ1に加わる加速度を検出する。
1 is an angular velocity sensor, 2 is the angular velocity sensor 1
The substrate 2 is formed of, for example, a glass material. Also, the substrate 2
Is provided with an angular velocity detecting element 3 and an acceleration detecting element 19 described later. Then, the angular velocity detecting element 3 detects the angular velocity applied to the angular velocity sensor 1, and the acceleration detecting element 19 detects the acceleration applied to the angular velocity sensor 1.

【0018】3は基板2上にP,Sb等がドーピングさ
れた低抵抗なポリシリコン、単結晶シリコン等によって
形成された角速度検出要素で、該角速度検出要素3は基
板2の左側に配設され、後述の支持部4、第1の支持梁
5、第1の振動体6、第2の支持梁7、第2の振動体8
等から構成されている。
Reference numeral 3 denotes an angular velocity detecting element formed of low resistance polysilicon or single crystal silicon doped with P, Sb, etc. on the substrate 2, and the angular velocity detecting element 3 is disposed on the left side of the substrate 2. , A support portion 4, a first support beam 5, a first vibrator 6, a second support beam 7, and a second vibrator 8, which will be described later.
And so on.

【0019】4,4,…は基板2上に設けられた4個の
支持部で、該支持部4は略四角形状をなす角速度検出要
素3の四隅に配置されている。そして、各支持部4に
は、第1の支持梁5の基端側が取付けられ、これら合計
4本の支持梁5は角速度検出要素3の中央部に向けてY
軸(第2の軸)方向に延びている。また、第1の支持梁
5の先端側には、第1の振動体6が取付けられている。
このため、これら合計4本の支持梁5によって、第1の
振動体6はX軸(第1の軸)方向に振動可能に支持され
ている。
Reference numerals 4, 4,... Denote four support portions provided on the substrate 2, and the support portions 4 are arranged at four corners of the angular velocity detecting element 3 having a substantially square shape. Then, the base end side of the first support beam 5 is attached to each support portion 4, and these four support beams 5 are moved toward the center of the angular velocity detecting element 3 in a Y direction.
It extends in the axis (second axis) direction. Further, a first vibrating body 6 is attached to a tip end of the first support beam 5.
For this reason, the first vibrating body 6 is supported by these four support beams 5 so as to be able to vibrate in the X-axis (first axis) direction.

【0020】6は第1の支持梁5によってX軸の方向に
変位可能に前記基板2の表面から離間した状態で支持さ
れた第1の振動体で、該第1の振動体6は長方形の枠状
に形成され、第1の振動体6の枠内には第2の支持梁
7、第2の振動体8等が配設されている。また、第1の
振動体6の前,後の長尺辺には、後述する可動側振動電
極13,13が枠外に向けて突出して形成されている。
Reference numeral 6 denotes a first vibrator supported by the first support beam 5 so as to be displaceable in the direction of the X axis while being separated from the surface of the substrate 2. The first vibrator 6 has a rectangular shape. It is formed in a frame shape, and a second support beam 7, a second vibrating body 8, and the like are disposed in a frame of the first vibrating body 6. Further, on the long sides before and after the first vibrating body 6, movable side vibrating electrodes 13, 13 to be described later are formed to protrude outside the frame.

【0021】7,7,…は4本の第2の支持梁で、該各
支持梁7は、基端側が第1の振動体6の短尺辺の中央に
取付けられ、第1の振動体6の枠内でX軸方向に延びて
いる。そして、各支持梁7の先端側は、第2の振動体8
に取付けられている。
Are four second support beams, each of the support beams 7 having its base end side attached to the center of the short side of the first vibrator 6, Extend in the X-axis direction within the frame. The distal end of each support beam 7 is connected to a second vibrating body 8.
Mounted on

【0022】8は第1の振動体6の枠内に配設された第
2の振動体で、該第2の振動体8は、Y軸方向に延びる
2本の腕部8Aと、該各腕部8Aを連結する連結部8B
とによって略H字状に形成され、各腕部8Aの両端側が
各支持梁7の先端側に取付けられている。このため、第
2の振動体8は、4本の支持梁7を介して第1の振動体
6に取付けられ、Y軸の方向に振動可能となっている。
また、第2の振動体8の連結部8Bの中心には、左,右
に向けて後述する可動側検出電極16,16が形成され
ている。
Reference numeral 8 denotes a second vibrating member disposed in the frame of the first vibrating member 6. The second vibrating member 8 includes two arm portions 8A extending in the Y-axis direction, Connecting portion 8B for connecting arm portion 8A
Thus, both ends of each arm 8A are attached to the tip end of each support beam 7. For this reason, the second vibrating body 8 is attached to the first vibrating body 6 via the four support beams 7, and is capable of vibrating in the Y-axis direction.
Further, at the center of the connecting portion 8B of the second vibrating body 8, movable side detection electrodes 16, 16 to be described later are formed toward left and right.

【0023】ここで、第1の支持梁5、第1の振動体
6、第2の振動体8によって第1の軸方向となるX軸方
向へ振動する振動系9を構成し、前記第2の支持梁7、
第2の振動体8によって第2の軸方向となるY軸方向へ
振動する検出系10を構成する。そして、前記振動系9
は、第1の振動体6と第2の振動体8の質量と、第1の
支持梁5のばね定数によって設定される振動側共振周波
数f1 を有し、検出系10は、第2の振動体8の質量
と、第2の支持梁7のばね定数によって設定される検出
側共振周波数f2 を有している。
Here, the first supporting beam 5, the first vibrating body 6, and the second vibrating body 8 constitute a vibrating system 9 that vibrates in the X-axis direction which is the first axial direction. Support beam 7,
The detection system 10 vibrates in the Y-axis direction, which is the second axial direction, by the second vibrator 8. And the vibration system 9
Has a vibration side resonance frequency f1 set by the mass of the first vibrating body 6 and the second vibrating body 8 and the spring constant of the first support beam 5, and the detection system 10 It has a detection-side resonance frequency f2 set by the mass of the body 8 and the spring constant of the second support beam 7.

【0024】また、振動系9の振動側共振周波数f1 と
検出系10の検出側共振周波数f2とはほぼ等しい値に
設定されている。これにより、第2の振動体8に作用す
るコリオリ力Fを大きくし、Z軸(第3の軸)の周りに
角速度Ωが加わったときに、第2の振動体8をより大き
くY軸方向に変位させることができる。
Further, the vibration side resonance frequency f1 of the vibration system 9 and the detection side resonance frequency f2 of the detection system 10 are set to substantially equal values. Thereby, the Coriolis force F acting on the second vibrating body 8 is increased, and when the angular velocity Ω is applied around the Z axis (third axis), the second vibrating body 8 is further increased in the Y-axis direction. Can be displaced.

【0025】11,11は基板2上の前,後方向に離間
して設けられた振動用固定部で、該各振動用固定部11
は第1の振動体6を前,後から挟み、基板2上に固定し
て設けられている。
Numerals 11 and 11 denote vibration fixing portions provided on the substrate 2 so as to be separated from each other in the front and rear directions.
Is fixedly provided on the substrate 2 with the first vibrator 6 sandwiched between the front and rear.

【0026】12,12は振動用固定部11から第1の
振動体6に向けて突出して形成された固定側振動電極
で、該各固定側振動電極12は、振動用固定部11に向
けて突出して形成された6枚の電極板12Aによって構
成されている。そして、各電極板12Aは、第1の振動
体6に一体形成された後述の各電極板13Aと隙間をも
って交互に対面している。
Reference numerals 12 and 12 denote fixed-side vibrating electrodes formed so as to protrude from the vibration fixing portion 11 toward the first vibrating body 6. Each of the fixed-side vibrating electrodes 12 faces the vibration fixing portion 11. It is composed of six protruding electrode plates 12A. Each of the electrode plates 12A alternately faces each of the electrode plates 13A, which will be described later, formed integrally with the first vibrator 6 with a gap.

【0027】13,13は第1の振動体6に形成された
可動側振動電極で、該各可動側振動電極13は、振動体
6の前,後の長尺辺に配設されている。そして、可動側
振動電極13は、振動用固定部11に向けて前,後方向
に突出した7枚の電極板13Aによって構成され、これ
らの電極板13Aはくし状に配置されている。そして、
可動側振動電極13は、固定側振動電極12と共に振動
発生部17を構成するものである。
Reference numerals 13, 13 denote movable-side vibrating electrodes formed on the first vibrating body 6, and each movable-side vibrating electrode 13 is disposed on a long side before and after the vibrating body 6. The movable-side vibrating electrode 13 is constituted by seven electrode plates 13A protruding forward and backward toward the vibration fixing portion 11, and these electrode plates 13A are arranged in a comb shape. And
The movable-side vibrating electrode 13 constitutes a vibration generator 17 together with the fixed-side vibrating electrode 12.

【0028】14,14は左,右方向に離間して基板2
に設けられた検出用固定部で、該各検出用固定部14は
第2の支持梁7と第2の振動体8とによって取囲まれた
空間内に配設されている。
The substrates 14 are separated from each other in the left and right directions.
The fixing portions for detection 14 are arranged in a space surrounded by the second support beam 7 and the second vibrating body 8.

【0029】15,15は検出用固定部14に設けられ
た固定側検出電極で、該各固定側検出電極15は、検出
用固定部14の前,後両側から左,右方向に延びる腕部
15Aと、後述する可動側検出電極16の各電極板16
Bと隙間をもって交互に対面するように、該腕部15A
から内側に向けて突出形成された6枚の電極板15Bと
から構成される。
Reference numerals 15 and 15 denote fixed-side detection electrodes provided on the fixed portion 14 for detection. Each fixed-side detection electrode 15 is an arm extending left and right from both the front and rear sides of the fixed portion 14 for detection. 15A and each electrode plate 16 of the movable-side detection electrode 16 described later.
B so that the arms 15A face each other alternately with a gap.
And six electrode plates 15B protruding inward from.

【0030】16,16は第2の振動体8の連結部8B
の中心から左,右に向けて突出して形成された可動側検
出電極で、該各可動側検出電極16は、軸線O−Oに沿
ってY軸方向に延びる腕部16Aと、該腕部16Aに均
等間隔で前,後方向(X軸方向)に向けて延びる6枚の
電極板16Bとによってアンテナ状に形成されている。
そして、可動側検出電極16は固定側検出電極15と共
に第1の変位検出部18L,18Rを構成するものであ
る。
Reference numerals 16 and 16 denote connecting portions 8B of the second vibrating body 8.
The movable-side detection electrodes 16 are formed so as to project leftward and rightward from the center of the arm. Each of the movable-side detection electrodes 16 includes an arm 16A extending in the Y-axis direction along the axis OO, and the arm 16A. And six electrode plates 16B extending at equal intervals in the front and rear directions (X-axis direction) to form an antenna.
The movable-side detection electrode 16 and the fixed-side detection electrode 15 constitute first displacement detection units 18L and 18R.

【0031】そして、角速度検出要素3は各支持部4の
みが基板2に固着され、第1の支持梁5、第1の振動体
6、第2の支持梁7、第2の振動体8は前記基板2から
所定間隔を離間した状態で4点支持されている。また、
各第1の支持梁5はY軸方向に伸長しているからX軸方
向に撓ませることにより、第1の振動体6をX軸の方向
に変位させ、各第2の支持梁7はX軸方向に伸長してい
るからY軸方向に撓ませることにより、第2の振動体8
をY軸の方向に変位させることができる。
In the angular velocity detecting element 3, only the support portions 4 are fixed to the substrate 2, and the first support beam 5, the first vibrator 6, the second support beam 7, and the second vibrator 8 are Four points are supported at a predetermined distance from the substrate 2. Also,
Since each first support beam 5 extends in the Y-axis direction, it is bent in the X-axis direction, thereby displacing the first vibrating body 6 in the X-axis direction. Since the second vibrating body 8 is extended in the axial direction and flexed in the Y-axis direction,
Can be displaced in the direction of the Y axis.

【0032】17,17は前,後方向に離間して設けら
れた振動発生部で、該各振動発生部17は、固定側振動
電極12と可動側振動電極13とによって構成され、固
定側振動電極12の各電極板12Aと、可動側振動電極
13の各電極板13Aとの間にはそれぞれ等しい隙間が
形成されている。
Numerals 17 and 17 denote vibration generators provided apart from each other in the front and rear directions. Each of the vibration generators 17 is composed of the fixed vibration electrode 12 and the movable vibration electrode 13 and Equal gaps are formed between the respective electrode plates 12A of the electrode 12 and the respective electrode plates 13A of the movable vibration electrode 13.

【0033】ここで、固定側振動電極12と可動側振動
電極13との間に逆位相となる周波数f0 のパルス波ま
たは正弦波等の駆動信号を印加すると、前,後に位置し
た電極板12A,13A間には静電引力が交互に発生
し、各振動発生部17で近接、離間を繰り返す。これに
より、各振動発生部17は、第1の振動体6、第2の振
動体8等をX軸の方向に振動させるものである。
Here, when a driving signal such as a pulse wave or a sine wave having a frequency f0 having an opposite phase is applied between the fixed-side vibrating electrode 12 and the movable-side vibrating electrode 13, the front and rear electrode plates 12A, Electrostatic attraction is generated alternately between 13A, and each vibration generating unit 17 repeats approaching and separating. Thus, each vibration generating unit 17 vibrates the first vibrating body 6, the second vibrating body 8, and the like in the X-axis direction.

【0034】18L,18Rは角速度検出手段としての
左,右に位置する第1の変位検出部で、該各変位検出部
18L,18Rは固定側検出電極15と可動側検出電極
16とによって構成されている。
Reference numerals 18L and 18R denote first and left displacement detecting sections as angular velocity detecting means. Each of the displacement detecting sections 18L and 18R comprises a fixed side detecting electrode 15 and a movable side detecting electrode 16. ing.

【0035】また、各変位検出部18L,18Rは、初
期時においては図3に示す状態にあり、固定側検出電極
15の電極板15Bと可動側検出電極16の電極板16
Bとを交互に対面させるとき、左側の変位検出部18L
の隣合う電極板15B,16Bの離間寸法は、隙間の狭
い離間寸法d0 と隙間の広い離間寸法d0 ′とが交互に
位置した状態にある。
Each of the displacement detectors 18L and 18R is initially in the state shown in FIG. 3, and includes an electrode plate 15B of the fixed-side detection electrode 15 and an electrode plate 16B of the movable-side detection electrode 16.
B, when facing each other alternately, the left displacement detector 18L
Of the adjacent electrode plates 15B and 16B are in a state in which the distance d0 with a narrow gap and the distance d0 'with a wide gap are alternately positioned.

【0036】一方、右側の変位検出部18Rも左側の変
位検出部18Lと同様に構成され、隣合う電極板15
B,16Bの離間寸法は、隙間の狭い離間寸法d0 と隙
間の広い離間寸法d0 ′とが交互に位置した状態にあ
る。そして、左側の変位検出部18Lの電極板15B,
16Bの離間寸法d0 ,d0 ′と右側の変位検出部18
Rの電極板15B,16Bの離間寸法d0 ,d0 ′と
は、連結部8Bを挟んで左,右両側で線対称の関係にな
っている。
On the other hand, the right displacement detecting section 18R is configured similarly to the left displacement detecting section 18L,
The spacing between B and 16B is such that the spacing d0 with a narrow gap and the spacing d0 'with a wide gap are alternately positioned. Then, the electrode plate 15B of the left displacement detecting unit 18L,
16B and the right side displacement detector 18
The distances d0 and d0 'between the R electrode plates 15B and 16B are line-symmetrical on both the left and right sides of the connecting portion 8B.

【0037】このため、初期時において、隙間の狭い離
間寸法d0 による平行平板コンデンサの静電容量C0
と、同じく初期時において隙間の広い離間寸法d0 ′に
よる平行平板コンデンサの静電容量C0 ′との関係は、
下記数1のようになる。
For this reason, at the initial stage, the capacitance C0 of the parallel plate capacitor due to the small clearance d0 is set.
Similarly, at the initial stage, the relationship between the capacitance C0 'of the parallel plate capacitor due to the large gap d0' is as follows.
It becomes like following Formula 1.

【0038】[0038]

【数1】C0 ≫C0 ′## EQU1 ## C0 ≫C0 '

【0039】このため、角速度検出要素3が作動してい
ない初期時には、隙間の狭い離間寸法d0 側のみが平行
平板コンデンサとして構成されている。この結果、角速
度検出センサ1に角速度Ωが作用したときには、各変位
検出部18L,18Rは、各電極板15B,16B間の
隙間の狭い離間寸法d0 の変化を静電容量の変化として
検出するものである。
For this reason, at the initial stage when the angular velocity detecting element 3 is not operated, only the side of the gap d0 with a narrow gap is configured as a parallel plate capacitor. As a result, when the angular velocity .OMEGA. Acts on the angular velocity detecting sensor 1, each of the displacement detecting sections 18L and 18R detects a change in a small separation dimension d0 between the electrode plates 15B and 16B as a change in capacitance. It is.

【0040】19は角速度検出要素3と同様にポリシリ
コン、単結晶シリコン等によって基板2上に形成された
加速度検出要素で、該加速度検出要素19は、角速度検
出要素3とは異なる位置として図1、図2に示すように
基板2の右側に配設され、後述の支持部20、第3の支
持梁21、第3の振動体22等から構成されている。
Reference numeral 19 denotes an acceleration detecting element formed on the substrate 2 by polysilicon, single crystal silicon, or the like, similarly to the angular velocity detecting element 3. The acceleration detecting element 19 is different from the angular velocity detecting element 3 in FIG. As shown in FIG. 2, it is disposed on the right side of the substrate 2 and includes a support portion 20, a third support beam 21, a third vibrating body 22, and the like, which will be described later.

【0041】20,20は基板2上に設けられた2個の
支持部で、該各支持部20は略四角形状をなす加速度検
出要素19の左,右方向両端側に配設されている。そし
て、各支持部20には、第3の支持梁21に2本ずつ取
付けられ、それぞれX軸方向に向って延びている。ま
た、各支持梁21の先端側は、第3の振動体22に取付
けられている。そして、第3の支持梁21は、長尺状に
延びる長さ寸法等が第2の支持梁7とほぼ等しい寸法に
形成されているため、そのばね定数も第2の支持梁7と
ほぼ等しい値となっている。
Reference numerals 20 and 20 denote two support portions provided on the substrate 2, and each of the support portions 20 is disposed on both left and right ends of the acceleration detecting element 19 having a substantially square shape. Each of the support portions 20 is attached to the third support beam 21 two by two, and extends in the X-axis direction. Further, the distal end side of each support beam 21 is attached to the third vibrating body 22. Since the length of the third support beam 21 extending in a long shape is substantially equal to the length of the second support beam 7, the spring constant thereof is also substantially equal to that of the second support beam 7. Value.

【0042】22は第3の振動体で、該第3の振動体2
2は、第2の振動体8とほぼ同様に2本の腕部22Aと
該各腕部22Aを連結する連結部22Bとによって略H
字状に形成され、各腕部22Aの両端側が各支持梁21
の先端側に取付けられている。このため、第3の振動体
22は、4本の支持梁21を介して支持部20に取付け
られ、Y軸(第2の軸)方向に振動可能となっている。
また、第3の振動体22の連結部22Bの中心には、
左,右に向けて後述する可動側検出電極26,26が形
成されている。そして、第3の振動体22の質量は、第
2の振動体8の質量とほぼ等しい値に設定されている。
Reference numeral 22 denotes a third vibrator, and the third vibrator 2
2 is substantially H by two arms 22A and a connecting portion 22B connecting the arms 22A in substantially the same manner as the second vibrating body 8.
Each of the arms 22A has a support beam 21
It is mounted on the tip side. For this reason, the third vibrating body 22 is attached to the supporting portion 20 via the four supporting beams 21 and is capable of vibrating in the Y-axis (second axis) direction.
Also, at the center of the connecting portion 22B of the third vibrating body 22,
Movable detection electrodes 26, 26, which will be described later, are formed toward the left and right. The mass of the third vibrating body 22 is set to a value substantially equal to the mass of the second vibrating body 8.

【0043】ここで、第3の支持梁21、第3の振動体
22によって第2の軸方向となるY軸の方向へ振動する
検出系23を構成する。そして、検出系23は、第3の
振動体22の質量と、第3の支持梁21のばね定数によ
って設定される検出側共振周波数f3 を有している。ま
た、第3の振動体22の質量は第2の振動体8とほぼ等
しく、第3の支持梁21のばね定数は第2の支持梁7の
ばね定数とほぼ等しくなっているから、検出系23の検
出側共振周波数f3 は検出系10の検出側共振周波数f
2 とほぼ等しい値に設定されている。
Here, the third supporting beam 21 and the third vibrating body 22 constitute a detection system 23 that vibrates in the direction of the Y axis which is the second axial direction. The detection system 23 has a detection-side resonance frequency f3 set by the mass of the third vibrating body 22 and the spring constant of the third support beam 21. Since the mass of the third vibrating body 22 is substantially equal to that of the second vibrating body 8 and the spring constant of the third supporting beam 21 is substantially equal to the spring constant of the second supporting beam 7, the detection system 23 is the detection-side resonance frequency f3 of the detection system 10.
It is set to a value approximately equal to 2.

【0044】24,24は左,右方向に離間して基板2
に設けられた検出用固定部で、該各検出用固定部24は
第3の支持梁21と第3の振動体22とによって取囲ま
れた空間内に配設されている。
Reference numerals 24, 24 denote left and right sides of the substrate 2
The detection fixing portions 24 are provided in a space surrounded by the third support beam 21 and the third vibrating body 22.

【0045】25,25は検出用固定部24に設けられ
た固定側検出電極で、該各固定側検出電極25は、検出
用固定部24の前,後両側から左,右方向に延びる腕部
25Aと、後述する可動側検出電極26の各電極板26
Bと隙間をもって交互に対面するように、該腕部25A
から内側に向けて突出して形成された6枚の電極板25
Bとから構成される。
Reference numerals 25, 25 denote fixed-side detection electrodes provided on the fixed portion for detection 24. Each fixed-side detected electrode 25 is an arm extending left and right from both the front and rear sides of the fixed portion for detection 24. 25A and each electrode plate 26 of a movable-side detection electrode 26 described later.
B so that the arms 25A face each other alternately with a gap.
Electrode plates 25 formed to protrude inward from
B.

【0046】26,26は第3の振動体22の連結部2
2Bの中心から左,右に向けて形成された可動側検出電
極で、該各可動側検出電極26は、第2の振動体8の可
動側検出電極16とほぼ同様に形成され、軸線O−Oに
沿ってY軸方向に延びる腕部26Aと、該腕部26Aに
均等間隔で前,後方向(X軸方向)に向けて延びる6枚
の電極板26Bとによってアンテナ状に形成されてい
る。そして、該可動側検出電極26は固定側検出電極2
5と共に第2の変位検出部27L,27Rを構成するも
のである。
Reference numerals 26, 26 designate connecting portions 2 of the third vibrating body 22
The movable detection electrodes 26 are formed substantially in the same manner as the movable detection electrodes 16 of the second vibrating body 8, with the movable detection electrodes 26 formed to the left and right from the center of 2B. An arm 26A extending in the Y-axis direction along O and six electrode plates 26B extending frontward and rearward (X-axis direction) at equal intervals on the arm 26A are formed in an antenna shape. . The movable detection electrode 26 is fixed to the fixed detection electrode 2.
5 together with the second displacement detector 27L, 27R.

【0047】そして、加速度検出要素19は各支持部2
0のみが基板2に固着され、第3の支持梁21、第3の
振動体22は前記基板2から所定間隔を離間した状態で
2点支持されている。また、各第3の支持梁21はX軸
方向に伸長しているからY軸方向に撓ませることによ
り、第3の振動体22をY軸の方向に変位させることが
できる。
The acceleration detecting element 19 is connected to each support 2.
Only 0 is fixed to the substrate 2, and the third support beam 21 and the third vibrating body 22 are supported at two points at a predetermined distance from the substrate 2. In addition, since each third support beam 21 extends in the X-axis direction, the third vibrating body 22 can be displaced in the Y-axis direction by bending in the Y-axis direction.

【0048】27L,27Rは加速度検出手段としての
左,右に位置する第2の変位検出部で、該各変位検出部
27L,27Rは、固定側検出電極25と可動側検出電
極26とによって構成されている。
Reference numerals 27L and 27R denote left and right second displacement detectors serving as acceleration detectors. Each of the displacement detectors 27L and 27R includes a fixed-side detection electrode 25 and a movable-side detection electrode 26. Have been.

【0049】また、各変位検出部27L,27Rは、図
3に示すように角速度検出要素3の変位検出部18L,
18Rとほぼ同様に構成されている。即ち、初期時にお
いて、固定側検出電極25の電極板25Bと可動側検出
電極26の電極板26Bとを交互に対面させるとき、左
側の変位検出部27Lの隣合う電極板25B,26Bの
離間寸法は、隙間の狭い離間寸法d0 と隙間の広い離間
寸法d0 ′とが交互に位置した状態にある。
As shown in FIG. 3, each of the displacement detectors 27L, 27R is provided with a displacement detector 18L,
It is configured almost similarly to 18R. That is, at the initial stage, when the electrode plates 25B of the fixed-side detection electrodes 25 and the electrode plates 26B of the movable-side detection electrodes 26 alternately face each other, the distance between the adjacent electrode plates 25B and 26B of the left displacement detection unit 27L. Is in a state in which the spacing d0 with a narrow gap and the spacing d0 'with a wide gap are alternately positioned.

【0050】一方、右側の変位検出部27Rの隣合う電
極板25B,26Bの離間寸法は、隙間の狭い離間寸法
d0 と隙間の広い離間寸法d0 ′とが交互に位置した状
態にある。そして、左側の変位検出部27Lの電極板2
5B,26Bの離間寸法d0,d0 ′と右側の変位検出
部27Rの電極板25B,26Bの離間寸法d0 ,d0
′とは、連結部22Bを挟んで左,右両側で線対称の
関係になっている。
On the other hand, the distance between the adjacent electrode plates 25B and 26B of the right displacement detector 27R is such that the distance d0 with a narrow gap and the distance d0 'with a wide gap are alternately positioned. Then, the electrode plate 2 of the left displacement detection unit 27L
5B and 26B, and the separation dimensions d0 and d0 of the electrode plates 25B and 26B of the right displacement detector 27R.
′ Has a line-symmetrical relationship on both the left and right sides of the connecting portion 22B.

【0051】このため、各変位検出部27L,27R
は、第1の変位検出部18L,18Rと同様に隙間の狭
い離間寸法d0 側のみが平行平板コンデンサとして構成
され、離間寸法d0 側の静電容量C1 は、第1の変位検
出部18L,18Rの静電容量C0 とほぼ等しい値に設
定されている。この結果、角速度検出素子1に加速度G
が作用したときには、変位検出部27L,27Rは、各
電極板25B,26B間の隙間の狭い離間寸法d0 の変
化を静電容量の変化として検出する。
Therefore, each of the displacement detectors 27L, 27R
In the same manner as the first displacement detecting units 18L and 18R, only the separation dimension d0 with a narrow gap is configured as a parallel plate capacitor, and the capacitance C1 on the separation dimension d0 is determined by the first displacement detecting units 18L and 18R. Is set to a value that is substantially equal to the capacitance C0. As a result, the acceleration G
Is applied, the displacement detection units 27L and 27R detect a change in the separation dimension d0 in which the gap between the electrode plates 25B and 26B is small as a change in capacitance.

【0052】本実施の形態による角速度センサ1は、上
述した如くに構成され、次にZ軸周りに角速度Ωを加え
た場合の基本的な検出動作について図4を参照しつつ説
明する。
The angular velocity sensor 1 according to the present embodiment is configured as described above. Next, a basic detection operation when an angular velocity Ω is applied around the Z axis will be described with reference to FIG.

【0053】まず、角速度検出要素3については、左右
に位置した振動発生部17に逆位相となる駆動信号を印
加すると、各電極板12A,13A間に静電引力が左右
の振動発生部17,17に対して交互に作用し、第1の
振動体6と第2の振動体8はX軸の方向に振動を発生す
る。この場合、各第1の支持梁5がX軸方向に撓むだけ
で、第2の支持梁7はX軸方向には撓まないから、第2
の振動体8もX軸の方向にのみ振動する。
First, with respect to the angular velocity detecting element 3, when a driving signal having an opposite phase is applied to the vibration generators 17 located on the left and right sides, the electrostatic attraction is applied between the electrode plates 12A and 13A. 17, the first vibrating body 6 and the second vibrating body 8 generate vibrations in the X-axis direction. In this case, the first support beams 5 only bend in the X-axis direction and the second support beams 7 do not bend in the X-axis direction.
Also vibrates only in the X-axis direction.

【0054】この状態で、Z軸(第3の軸)の周りに角
速度Ωが加わると、Y軸(第2の軸)方向に下記の数2
に示すコリオリ力F(慣性力)が発生する。
In this state, when an angular velocity Ω is applied around the Z axis (third axis), the following equation (2) is obtained in the Y axis (second axis) direction.
A Coriolis force F (inertial force) shown in FIG.

【0055】[0055]

【数2】F=2mΩv m:第2の振動体8の質量 Ω:角速度 v:第2の振動体8のX軸方向の速度F = 2 mΩv m: mass of the second vibrating body 8 Ω: angular velocity v: velocity of the second vibrating body 8 in the X-axis direction

【0056】そして、このコリオリ力Fによって、第2
の振動体8はY軸の方向に振動し、この第2の振動体8
の振動変位を、第1の変位検出部18L,18Rでは、
固定側検出電極15と可動側検出電極16との間の静電
容量の変化として検出し、Z軸周りの角速度Ωを検出す
ることができる。
The Coriolis force F causes the second
Vibrator 8 vibrates in the direction of the Y axis, and the second vibrator 8
In the first displacement detection units 18L and 18R, the vibration displacement of
The angular velocity Ω around the Z-axis can be detected by detecting the change in capacitance between the fixed-side detection electrode 15 and the movable-side detection electrode 16.

【0057】特に、第1の変位検出部18L,18Rの
各電極板15B,16Bは、連結部8Bを挟んで左,右
両側で、離間寸法d0 ,d0 ′の離間関係が線対称とな
るように配設されている。このため、図4に示すよう
に、第2の振動体8が左側に変位したときには、連結部
8Bの左側の変位検出部18Lでは、電極板15B,1
6B間の離間寸法d0 が変位寸法(−Δdc0)だけ小さ
くなる。このとき、左側の変位検出部18Lは、変位容
量(+ΔCc0)の変位信号を出力する。
In particular, the respective electrode plates 15B and 16B of the first displacement detecting portions 18L and 18R are line-symmetrically spaced apart from each other on the left and right sides of the connecting portion 8B by the spacing dimensions d0 and d0 '. It is arranged in. For this reason, as shown in FIG. 4, when the second vibrating body 8 is displaced to the left, the displacement detection unit 18L on the left side of the connecting portion 8B causes the electrode plates 15B, 1
The separation dimension d0 between 6B becomes smaller by the displacement dimension (-Δdc0). At this time, the left displacement detector 18L outputs a displacement signal of the displacement capacitance (+ ΔCc0).

【0058】ここで、変位寸法(−Δdc0)とは、コリ
オリ力Fによって第2の振動体8が変位し、電極板15
B,16B間の離間寸法が初期時の離間寸法d0 に対し
て減少したときの離間寸法の変化分を示している。ま
た、変位容量(+ΔCc0)とは、電極板15B,16B
間の離間寸法が変位寸法(−Δdc0)だけ減少し、電極
板15B,16B間の静電容量が初期時の静電容量C0
に対して増加したときの静電容量の変化分を示してい
る。
Here, the displacement dimension (-Δdc0) means that the second vibrating body 8 is displaced by the Coriolis force F and the electrode plate 15
It shows the change in the separation dimension when the separation dimension between B and 16B is reduced with respect to the initial separation dimension d0. Further, the displacement capacity (+ ΔCc0) means the electrode plates 15B, 16B
The distance between the electrode plates 15B and 16B is reduced by the displacement dimension (-Δdc0), and the capacitance between the electrode plates 15B and 16B is reduced to the initial capacitance C0.
2 shows a change in the capacitance when the capacitance increases.

【0059】一方、連結部8Bの右側の変位検出部18
Rでは、電極板15B,16B間の離間寸法d0 が変位
寸法(+Δdc0)だけ大きくなる。このとき、右側の変
位検出部18Rは、変位容量(−ΔCc0)の変位信号を
出力する。即ち、第2の振動体8が左側に変位したとき
には、左側,右側の変位検出部18L,18Rの変位寸
法、変位容量は下記表1に示すようになる。
On the other hand, the displacement detector 18 on the right side of the connecting portion 8B
At R, the separation dimension d0 between the electrode plates 15B and 16B increases by the displacement dimension (+ Δdc0). At this time, the displacement detector 18R on the right side outputs a displacement signal of the displacement capacity (−ΔCc0). That is, when the second vibrating body 8 is displaced to the left, the displacement dimensions and displacement capacities of the left and right displacement detectors 18L and 18R are as shown in Table 1 below.

【0060】ここで、変位寸法(+Δdc0)とは、コリ
オリ力Fによって第2の振動体8が変位し、電極板15
B,16B間の離間寸法が初期時の離間寸法d0 に対し
て増加したときの離間寸法の変化分を示している。ま
た、変位容量(−ΔCc0)とは、電極板15B,16B
間の離間寸法が変位寸法(+Δdc0)だけ増加し、電極
板15B,16B間の静電容量が初期時の静電容量C0
に対して減少したときの静電容量の変化分を示してい
る。
Here, the displacement dimension (+ Δdc0) means that the second vibrating body 8 is displaced by the Coriolis force F and the electrode plate 15
It shows a change in the separation dimension when the separation dimension between B and 16B is increased with respect to the initial separation dimension d0. Further, the displacement capacity (−ΔCc0) refers to the electrode plates 15B, 16B
The distance between them increases by the displacement size (+ Δdc0), and the capacitance between the electrode plates 15B and 16B becomes the initial capacitance C0.
2 shows a change in the capacitance when the capacitance decreases.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】そして、左側の変位検出部18Lによる変
位信号から右側の変位検出部18Rによる変位信号を下
記数3に示す如く減算することにより、(2×ΔCc0)
の変位信号を検出することができる。これにより、角速
度Ωの検出精度を高めることができる。
Then, by subtracting the displacement signal from the right displacement detector 18R from the displacement signal from the left displacement detector 18L as shown in the following equation (3), (2 × ΔCc0)
Can be detected. Thereby, the detection accuracy of the angular velocity Ω can be improved.

【0063】[0063]

【数3】(2×ΔCc0)=+ΔCc0−(−ΔCc0)(2 × ΔCc0) = + ΔCc0 − (− ΔCc0)

【0064】一方、加速度検出要素19については、コ
リオリ力Fは作用しないから、Z軸周りの角速度Ωが加
わったときでも、第3の振動体22が変位することはな
い。このため、第2の変位検出部27L,27Rでは、
固定側検出電極25と可動側検出電極26との間の静電
容量C1 は変化せず、第2の変位検出部27L,27R
から変位信号が出力されることはない。
On the other hand, since the Coriolis force F does not act on the acceleration detecting element 19, the third vibrating body 22 does not displace even when an angular velocity Ω around the Z axis is applied. For this reason, in the second displacement detection units 27L and 27R,
The capacitance C1 between the fixed side detection electrode 25 and the movable side detection electrode 26 does not change, and the second displacement detection units 27L and 27R
Does not output a displacement signal.

【0065】なお、第2の振動体8が角速度Ωのコリオ
リ力Fによって左側に変位したときについて説明した
が、第2の振動体8がコリオリ力Fによって右側に変位
したときであっても、変位容量の符号が変わる以外はほ
ぼ同様の変位信号を検出することができる。即ち、左側
の変位検出部18Lでは変位容量(−ΔCc0)の変位信
号を出力し、右側の変位検出部18Rでは変位容量(+
ΔCc0)の変位信号を出力する。このため、数3と同様
に2つの変位信号を減算することによって、{2×(−
ΔCc0)}の変位信号を検出することができる。
Although the case where the second vibrating body 8 is displaced to the left by the Coriolis force F of the angular velocity Ω has been described, even when the second vibrating body 8 is displaced to the right by the Coriolis force F, Approximately the same displacement signal can be detected except that the sign of the displacement capacitance changes. That is, the left displacement detector 18L outputs a displacement signal of the displacement capacitance (−ΔCc0), and the right displacement detector 18R outputs the displacement capacitance (+
ΔCc0) is output. Therefore, by subtracting the two displacement signals as in Equation 3, {2 × (−
ΔCc0)} displacement signal can be detected.

【0066】次に、Z軸周りに角速度Ωを加えつつ、Y
軸方向に加速度Gを加えた場合の検出動作について図
5、図6を参照しつつ説明する。
Next, while adding the angular velocity Ω around the Z axis,
The detection operation when the acceleration G is applied in the axial direction will be described with reference to FIGS.

【0067】まず、角速度検出要素3については、左右
に位置した振動発生部17に逆位相となる駆動信号を印
加し、第1の振動体6と第2の振動体8はX軸の方向に
振動させる。この状態で、Z軸の周りに角速度Ωが加わ
ると、コリオリ力Fによって、第2の振動体8はY軸の
方向に振動する。
First, with respect to the angular velocity detecting element 3, drive signals having opposite phases are applied to the vibration generators 17 located on the left and right, and the first vibrator 6 and the second vibrator 8 are moved in the X-axis direction. Vibrate. In this state, when an angular velocity Ω is applied around the Z axis, the second vibrating body 8 vibrates in the Y axis direction due to the Coriolis force F.

【0068】また、角速度センサ1の全体にY軸方向に
沿って例えば右側に向う加速度Gが作用したときには、
第2の振動体8は、この加速度Gとは逆方向となる左側
に向ってY軸の方向に変位する。このように、第2の振
動体8は、角速度Ωによるコリオリ力Fと加速度Gとが
作用することになる。
When an acceleration G, for example, to the right, acts on the entire angular velocity sensor 1 along the Y-axis direction,
The second vibrating body 8 is displaced in the direction of the Y axis toward the left side opposite to the acceleration G. Thus, the Coriolis force F and the acceleration G due to the angular velocity Ω act on the second vibrating body 8.

【0069】このため、図5に示すように、Y軸方向に
沿って右側に向う加速度Gが加わると共に、第2の振動
体8がコリオリ力Fによって左側に変位したときには、
連結部8Bの左側の変位検出部18Lでは、電極板15
B,16B間の離間寸法d0がコリオリ力Fによる変位
寸法(−Δdc0)に加えて加速度Gの変位寸法(−Δd
g0)だけ小さく(−Δdc0−Δdg0)なる。このため、
左側の変位検出部18Lは、コリオリ力Fによる変位容
量(+ΔCc0)と加速度Gによる変位容量(+ΔCg0)
とを加えた変位容量(+ΔCc0+ΔCg0)の変位信号を
出力する。
For this reason, as shown in FIG. 5, when acceleration G is applied to the right along the Y-axis direction and the second vibrating body 8 is displaced to the left by Coriolis force F,
In the displacement detector 18L on the left side of the connecting portion 8B, the electrode plate 15
The separation dimension d0 between B and 16B is the displacement dimension of the acceleration G (−Δdc0) in addition to the displacement dimension (−Δdc0) due to the Coriolis force F.
g0) and (−Δdc0−Δdg0). For this reason,
The displacement detector 18L on the left side has a displacement capacity (+ ΔCc0) due to the Coriolis force F and a displacement capacity (+ ΔCg0) due to the acceleration G.
And outputs a displacement signal of the displacement capacity (+ ΔCc0 + ΔCg0).

【0070】ここで、変位寸法(−Δdg0)とは、加速
度Gによって第2の振動体8が変位し、電極板15B,
16B間の離間寸法が初期時の離間寸法d0 に対して減
少したときの離間寸法の変化分を示している。また、変
位容量(+ΔCg0)とは、電極板15B,16B間の離
間寸法が変位寸法(−Δdg0)だけ減少し、電極板15
B,16B間の静電容量が初期時の静電容量C0 に対し
て増加したときの静電容量の変化分を示している。
Here, the displacement size (-Δdg0) means that the second vibrating body 8 is displaced by the acceleration G, and the electrode plate 15B,
It shows the change in the separation dimension when the separation dimension between 16B is reduced with respect to the initial separation dimension d0. The displacement capacity (+ ΔCg0) means that the distance between the electrode plates 15B and 16B is reduced by the displacement size (−Δdg0),
The figure shows a change in the capacitance when the capacitance between B and 16B increases with respect to the initial capacitance C0.

【0071】一方、連結部8Bの右側の変位検出部18
Rでは、電極板15B,16B間の離間寸法d0 がコリ
オリ力Fによる変位寸法(+Δdc0)に加えて加速度G
の変位寸法(+Δdg0)だけ大きく(+Δdc0+Δdg
0)なる。このため、右側の変位検出部18Rは、コリ
オリ力Fによる変位容量(−ΔCc0)と加速度Gによる
変位容量(−ΔCg0)とを加えた変位容量(−ΔCc0−
ΔCg0)の変位信号を出力する。即ち、Y軸方向に沿っ
て右側に向う加速度Gが加わると共に、第2の振動体8
がコリオリ力Fによって左側に変位したときには、左
側,右側の変位検出部18L,18Rの変位寸法、変位
容量は下記表2に示すようになる。
On the other hand, the displacement detector 18 on the right side of the connecting portion 8B
In R, the distance d0 between the electrode plates 15B and 16B is determined by the acceleration G in addition to the displacement (+ Δdc0) due to the Coriolis force F.
Larger by the displacement dimension (+ Δdg0) of (+ Δdc0 + Δdg)
0). For this reason, the displacement detector 18R on the right side calculates the displacement capacity (−ΔCc0−) obtained by adding the displacement capacity (−ΔCc0) due to the Coriolis force F and the displacement capacity (−ΔCg0) due to the acceleration G.
ΔCg0) is output. That is, acceleration G toward the right along the Y-axis direction is applied, and the second vibrating body 8
Is displaced to the left by the Coriolis force F, the displacement dimensions and displacement capacities of the left and right displacement detectors 18L and 18R are as shown in Table 2 below.

【0072】ここで、変位寸法(+Δdg0)とは、加速
度Gによって第2の振動体8が変位し、電極板15B,
16B間の離間寸法が初期時の離間寸法d0 に対して増
加したときの離間寸法の変化分を示している。また、変
位容量(−ΔCg0)とは、電極板15B,16B間の離
間寸法が変位寸法(+Δdg0)だけ増加し、電極板15
B,16B間の静電容量が初期時の静電容量C0 に対し
て減少したときの静電容量の変化分を示している。
Here, the displacement size (+ Δdg0) means that the second vibrating body 8 is displaced by the acceleration G, and the electrode plate 15B,
It shows a change in the separation dimension when the separation dimension between 16B is increased with respect to the initial separation dimension d0. The displacement capacity (−ΔCg0) means that the distance between the electrode plates 15B and 16B increases by the displacement size (+ Δdg0),
The figure shows a change in the capacitance when the capacitance between B and 16B decreases with respect to the initial capacitance C0.

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】そして、左側の変位検出部18Lによる変
位信号から右側の変位検出部18Rによる変位信号を下
記数4に示す如く減算したときには、(2×ΔCc0+2
×ΔCg0)の変位信号を検出することになる。
When the displacement signal from the right displacement detector 18R is subtracted from the displacement signal from the left displacement detector 18L as shown in the following equation (4), (2 × ΔCc0 + 2)
× ΔCg0) is detected.

【0075】[0075]

【数4】(2×ΔCc0+2×ΔCg0)=+ΔCc0+ΔC
g0−(−ΔCc0−ΔCg0)
(2 × ΔCc0 + 2 × ΔCg0) = + ΔCc0 + ΔC
g0 − (− ΔCc0−ΔCg0)

【0076】このため、各変位検出部18L,18Rか
ら出力される変位信号には、角速度Ωによる変位信号
(2×ΔCc0)に加速度Gによる変位信号(2×ΔCg
0)がノイズとして加わることになる。
For this reason, the displacement signals output from the displacement detectors 18L and 18R include a displacement signal (2 × ΔCc0) based on the angular velocity Ω and a displacement signal (2 × ΔCg) based on the acceleration G.
0) is added as noise.

【0077】一方、加速度検出要素19についても、Y
軸方向の加速度Gが作用するから、加速度Gによって第
3の振動体22は、図6に示すように左側に変位寸法Δ
dg0だけ変位する。このため、第3の振動体22が加速
度Gによって左側に変位したときには、連結部22Bの
左側の変位検出部27Lでは、電極板25B,26B間
の離間寸法d0 が変位寸法(−Δdg0)だけ小さくな
る。このとき、左側の変位検出部27Lは、変位容量
(+ΔCg0)の変位信号を出力する。
On the other hand, for the acceleration detecting element 19, Y
Since the axial acceleration G acts, the third vibrating body 22 is displaced to the left by the acceleration G by a displacement dimension Δ as shown in FIG.
Displaced by dg0. Therefore, when the third vibrating body 22 is displaced to the left due to the acceleration G, the distance d0 between the electrode plates 25B and 26B is reduced by the displacement (-Δdg0) in the displacement detector 27L on the left side of the connecting portion 22B. Become. At this time, the left displacement detection unit 27L outputs a displacement signal of the displacement capacitance (+ ΔCg0).

【0078】一方、連結部22Bの右側の変位検出部2
7では、電極板25B,26B間の離間寸法d0 が変位
寸法(+Δdg0)だけ大きくなる。このとき、右側の変
位検出部27Rは、変位容量(−ΔCg0)の変位信号を
出力する。即ち、右側に向う加速度Gが加わるときに
は、左,右側の変位検出部27L,27Rの変位寸法、
変位容量は下記表3に示すようになる。
On the other hand, the displacement detector 2 on the right side of the connecting portion 22B
In No. 7, the separation dimension d0 between the electrode plates 25B and 26B is increased by the displacement dimension (+ Δdg0). At this time, the right displacement detection unit 27R outputs a displacement signal of the displacement capacity (−ΔCg0). That is, when the acceleration G to the right is applied, the displacement dimensions of the left and right displacement detectors 27L and 27R,
The displacement capacity is as shown in Table 3 below.

【0079】[0079]

【表3】 [Table 3]

【0080】そこで、左側の変位検出部27Lによる変
位信号から右側の変位検出部27Rによる変位信号を下
記数5に示す如く減算したときには、(2×ΔCg0)の
変位信号を検出することができる。
Therefore, when the displacement signal from the right displacement detection unit 27R is subtracted from the displacement signal from the left displacement detection unit 27L as shown in the following equation (5), a displacement signal of (2 × ΔCg0) can be detected.

【0081】[0081]

【数5】(2×ΔCg0)=+ΔCg0−(−ΔCg0)(2 × ΔCg0) = + ΔCg0 − (− ΔCg0)

【0082】このため、第1の変位検出部18L,18
Rの変位信号を減算した変位信号(2×ΔCc0+2×Δ
Cg0)から第2の変位検出部27L,27Rの変位信号
を減算した変位信号(2×ΔCg0)を下記数6に示すよ
うに減算することにより、加速度Gに基づく変位信号
(2×ΔCg0)を相殺し、角速度Ωに基づく変位信号
(2×ΔCc0)のみを取り出すことができる。
Therefore, the first displacement detectors 18L, 18L
The displacement signal obtained by subtracting the displacement signal of R (2 × ΔCc0 + 2 × Δ
The displacement signal (2 × ΔCg0) based on the acceleration G is obtained by subtracting the displacement signal (2 × ΔCg0) obtained by subtracting the displacement signals of the second displacement detection units 27L and 27R from Cg0) as shown in the following Expression 6. Thus, only the displacement signal (2 × ΔCc0) based on the angular velocity Ω can be taken out.

【0083】[0083]

【数6】(2×ΔCc0)=(2×ΔCc0+2×ΔCg0)
−(2×ΔCg0)
(2 × ΔCc0) = (2 × ΔCc0 + 2 × ΔCg0)
− (2 × ΔCg0)

【0084】これにより、Y軸方向に加わる加速度Gの
影響を受けずに角速度Ωに基づく変位信号のみを取り出
すことができ、角速度Ωの検出精度を向上させることが
できる。
As a result, only the displacement signal based on the angular velocity Ω can be extracted without being affected by the acceleration G applied in the Y-axis direction, and the detection accuracy of the angular velocity Ω can be improved.

【0085】なお、第2の振動体8が角速度Ωのコリオ
リ力Fによって左側に変位したときについて説明した
が、第2の振動体8がコリオリ力Fによって右側に変位
したときであっても、ほぼ同様に左側,右側の変位検出
部18L,18Rでは、角速度Ωと加速度Gとに基づく
変位容量(−ΔCc0+ΔCg0),(+ΔCc0−ΔCg0)
を検出し、左側,右側の変位検出部27L,27Rで
は、加速度Gに基づく変位容量(+ΔCg0),(−ΔC
g0)のみを検出する。
Although the case where the second vibrating body 8 is displaced to the left by the Coriolis force F of the angular velocity Ω has been described, even when the second vibrating body 8 is displaced to the right by the Coriolis force F, In substantially the same manner, in the left and right displacement detectors 18L and 18R, displacement capacities (−ΔCc0 + ΔCg0) and (+ ΔCc0−ΔCg0) based on the angular velocity Ω and the acceleration G.
And the displacement detectors 27L and 27R on the left and right sides displace the displacements (+ ΔCg0) and (−ΔCg) based on the acceleration G.
g0) only.

【0086】従って、左側,右側の変位検出部18L,
18Rの変位信号を減算した変位信号{2×(−ΔCc
0)+2×ΔCg0}から第2の変位検出部27L,27
Rの変位信号を減算した変位信号(2×ΔCg0)を下記
数7に示すように減算することにより、加速度Gに基づ
く変位信号(2×ΔCg0)を相殺し、角速度Ωに基づく
変位信号{2×(−ΔCc0)}のみを取り出すことがで
きる。
Accordingly, the left and right displacement detectors 18L, 18L,
Displacement signal obtained by subtracting the displacement signal of 18R {2 × (−ΔCc
0) From + 2 × ΔCg0}, the second displacement detection units 27L, 27
The displacement signal (2 × ΔCg0) based on the acceleration G is canceled by subtracting the displacement signal (2 × ΔCg0) obtained by subtracting the displacement signal of R as shown in the following Expression 7, and the displacement signal {2 based on the angular velocity Ω. × (−ΔCc0)} alone can be extracted.

【0087】[0087]

【数7】{2×(−ΔCc0)}={2×(−ΔCc0)+
2×ΔCg0}−(2×ΔCg0)
(7) {2 × (−ΔCc0)} = {2 × (−ΔCc0) +
2 × ΔCg0}-(2 × ΔCg0)

【0088】かくして、本実施の形態では、基板2に
は、Z軸の周りに角速度Ωが加わったとき第2の振動体
8に生じるY軸方向への変位容量を検出する第1の変位
検出部18L,18Rと、Y軸の方向に加速度Gが加わ
ったとき第3の振動体22に生じるY軸方向への変位容
量を検出する第2の変位検出部27L,27Rとを設け
ている。これにより、変位検出部27L,27Rによっ
て検出された第3の振動体22の変位容量を用いて、加
速度Gによって生じる第2の振動体8の変位容量を演算
することができる。
Thus, in the present embodiment, the first displacement detection for detecting the displacement capacity in the Y-axis direction generated in the second vibrating body 8 when the angular velocity Ω is applied to the substrate 2 around the Z-axis. Parts 18L and 18R, and second displacement detectors 27L and 27R for detecting displacement capacitance in the Y-axis direction generated in the third vibrator 22 when acceleration G is applied in the Y-axis direction. Thus, the displacement capacity of the second vibrating body 8 caused by the acceleration G can be calculated using the displacement capacity of the third vibrating body 22 detected by the displacement detecting units 27L and 27R.

【0089】このため、第2の振動体8が角速度Ωによ
って変位するのに加えて、加速度Gによって変位し、第
1の変位検出部18L,18Rによって検出された変位
容量が角速度Ωによる変位容量と加速度Gによる変位容
量とを含むときでも、第2の変位検出部27L,27R
によって検出された変位容量を用いて、第1の変位検出
部18L,18Rによって検出された変位容量のうち加
速度Gによる変位容量を相殺することができる。これに
より、角速度Ωの検出感度を向上することができる。
For this reason, in addition to the second vibrating body 8 being displaced by the angular velocity Ω, the second vibrating body 8 is displaced by the acceleration G, and the displacement capacitance detected by the first displacement detectors 18L and 18R becomes the displacement capacitance by the angular velocity Ω. And the displacement displacement caused by the acceleration G, the second displacement detection units 27L and 27R
By using the displacement capacitance detected by the first and second displacement detection units 18L and 18R, the displacement capacitance due to the acceleration G can be offset among the displacement capacitances detected by the first displacement detection units 18L and 18R. Thereby, the detection sensitivity of the angular velocity Ω can be improved.

【0090】また、第3の支持梁21は、第2の支持梁
7のばね定数とほぼ等しいばね定数を有し、第3の振動
体22は、第2の振動体8とほぼ等しい質量を有してい
るから、Y軸の方向に加速度Gが加わったときには、第
2の振動体8と第3の振動体22とがほぼ等しい量だけ
変位する。このため、第2の変位検出部27L,27R
によって第3の振動体22の変位容量を検出することに
よって、第2の振動体8が加速度Gによって変位したと
きの変位容量を得ることができる。このため、種々の演
算を施すことなく、第1の変位検出部18L,18Rに
よって検出された変位容量のうち加速度Gによる変位容
量を容易に相殺することができる。
The third support beam 21 has a spring constant substantially equal to the spring constant of the second support beam 7, and the third vibrator 22 has a mass substantially equal to that of the second vibrator 8. Therefore, when the acceleration G is applied in the direction of the Y axis, the second vibrating body 8 and the third vibrating body 22 are displaced by substantially equal amounts. For this reason, the second displacement detectors 27L and 27R
By detecting the displacement capacity of the third vibrating body 22, the displacement capacity when the second vibrating body 8 is displaced by the acceleration G can be obtained. For this reason, the displacement capacity due to the acceleration G among the displacement capacities detected by the first displacement detection units 18L and 18R can be easily canceled without performing various calculations.

【0091】なお、実施の形態では、固定側振動電極1
2の電極板12Aを6枚、可動側振動電極13の電極板
13Aを7枚とした場合を例示したが、これに限らず、
7枚以上にしてもよく、枚数を増やすことにより、振動
発生部17で発生する駆動力を増やすことができる。
In the embodiment, the fixed-side vibrating electrode 1
Although the case where the number of the electrode plates 12A of the second 2 is six and the number of the electrode plates 13A of the movable-side vibrating electrode 13 are seven is illustrated, the invention is not limited thereto.
The number of sheets may be seven or more. By increasing the number of sheets, the driving force generated by the vibration generating section 17 can be increased.

【0092】また、実施の形態では、固定側検出電極1
5,25の電極板15B,25Bを6枚、可動側検出電
極16,26の電極板16B,26Bを6枚とした場合
を例示したが、これに限らず、8枚以上にしてもよく、
枚数を増やすことにより、変位検出部18L,27L
(18R,27R)での検出感度を高めることができ
る。
In the embodiment, the fixed-side detection electrode 1
Although the case where the number of the electrode plates 15B and 25B of 5, 25 is six and the number of the electrode plates 16B and 26B of the movable detection electrodes 16 and 26 are six is exemplified, the present invention is not limited to this, and may be eight or more.
By increasing the number, the displacement detection units 18L and 27L
The detection sensitivity at (18R, 27R) can be increased.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項1の発明によ
れば、基板には、第2の振動体に生じる第2の軸方向へ
の変位を検出し、第3の軸周りに加わる角速度を検出す
る角速度検出要素を設けると共に、該角速度検出要素と
は異なる位置で第2の軸方向に加わる加速度を検出する
加速度検出要素を設けている。これにより、センサ全体
に加速度が加わり、第2の振動体が加速度によって変位
したときでも、加速度検出要素によって、加速度による
第2の振動体の変位量を検出することができる。このた
め、加速度検出要素から出力される信号を用いることに
よって、角速度検出要素から出力される信号のうち加速
度によるもの相殺することができ、角速度の検出感度を
向上することができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the displacement of the second vibrating body in the second axial direction is detected and applied to the substrate around the third axis. An angular velocity detecting element for detecting an angular velocity is provided, and an acceleration detecting element for detecting an acceleration applied in a second axial direction at a position different from the angular velocity detecting element is provided. Thus, even when the acceleration is applied to the entire sensor and the second vibrating body is displaced by the acceleration, the displacement amount of the second vibrating body due to the acceleration can be detected by the acceleration detecting element. Therefore, by using the signal output from the acceleration detecting element, the signal output from the angular velocity detecting element can be canceled by the acceleration, and the detection sensitivity of the angular velocity can be improved.

【0094】また、請求項2の発明によれば、第3の支
持梁は、第2の支持梁のばね定数とほぼ等しいばね定数
を有し、第3の振動体は、第2の振動体とほぼ等しい質
量を有しているから、第2の軸方向に加速度が加わった
ときには、第2の振動体と第3の振動体とがほぼ等しい
量だけ変位する。このため、加速度検出手段によって第
3の振動体の変位を検出し、加速度による第2の振動体
の変位量を検出することができる。このため、種々の演
算を施すことなく、角速度検出手段によって検出された
変位のうち加速度によるものを容易に相殺することがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, the third support beam has a spring constant substantially equal to the spring constant of the second support beam, and the third vibrator is the second vibrator. , The second vibrating body and the third vibrating body are displaced by substantially equal amounts when acceleration is applied in the second axial direction. Therefore, the displacement of the third vibrating body can be detected by the acceleration detecting means, and the amount of displacement of the second vibrating body due to the acceleration can be detected. Therefore, the displacements detected by the angular velocity detecting means due to the acceleration can be easily canceled without performing various calculations.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態による角速度センサを示す正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view showing an angular velocity sensor according to an embodiment.

【図2】図1中の矢示II−II方向からみた縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view as seen from the direction of arrows II-II in FIG.

【図3】初期時の第2の振動体等の状態を拡大して示す
正面図である。
FIG. 3 is an enlarged front view showing a state of a second vibrating body and the like at an initial stage.

【図4】Z軸周りに角速度Ωが加わったときの第2の振
動体等の状態を拡大して示す正面図である。
FIG. 4 is an enlarged front view showing a state of a second vibrating body and the like when an angular velocity Ω is applied around the Z axis.

【図5】Z軸周りに角速度Ωが加わると共に、Y軸方向
に加速度Gが加わったときの第2の振動体等の状態を拡
大して示す正面図である。
FIG. 5 is an enlarged front view showing a state of a second vibrating body and the like when an angular velocity Ω is applied around the Z axis and an acceleration G is applied in the Y axis direction.

【図6】Y軸方向に加速度Gが加わったときの第3の振
動体等の状態を拡大して示す正面図である。
FIG. 6 is an enlarged front view showing a state of a third vibrating body and the like when an acceleration G is applied in a Y-axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 角速度センサ 2 基板 3 角速度検出要素 5 第1の支持梁 6 第1の振動体 7 第2の支持梁 8 第2の振動体 18L,18R 第1の変位検出部(角速度検出手段) 19 加速度検出要素 21 第3の支持梁 22 第3の振動体 27L,27R 第2の変位検出部(加速度検出手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Angular velocity sensor 2 Substrate 3 Angular velocity detecting element 5 First supporting beam 6 First vibrating body 7 Second supporting beam 8 Second vibrating body 18L, 18R First displacement detecting unit (angular velocity detecting means) 19 Acceleration detection Element 21 Third support beam 22 Third vibrator 27L, 27R Second displacement detector (acceleration detector)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 彰悟 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 矢地 兼雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 2F105 BB02 BB03 BB07 BB14 BB17 CC04 CD03 CD05 CD13  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Shogo Yoshino 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Inside Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Kaneo Yachi 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto F-term in Murata Manufacturing Co., Ltd. (reference) 2F105 BB02 BB03 BB07 BB14 BB17 CC04 CD03 CD05 CD13

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板に設けられ該基板に対し
て水平方向に直交する第1,第2の軸と垂直に直交する
第3の軸の周りに加わる角速度を検出する角速度検出要
素とを備え、 該角速度検出要素を、前記基板に第1の支持梁によって
支持され、第1の軸の方向に振動可能に設けられた第1
の振動体と、該第1の振動体に第2の支持梁によって支
持され、前記第1,第2の軸の方向に振動可能に設けら
れた第2の振動体と、前記第1の振動体を第1の軸の方
向に振動させる振動発生手段と、該振動発生手段により
第1の振動体に第1の軸の方向に振動を与えている状態
で、第3の軸の周りに角速度が加わったとき前記第2の
振動体に生じる第2の軸方向への変位を検出する角速度
検出手段により構成してなる角速度センサにおいて、 前記基板には角速度検出要素と異なる位置に第2の軸の
方向に加わる加速度を検出する加速度検出要素を設け、 該加速度検出要素を、第3の支持梁によって支持され第
2の軸の方向に振動可能な第3の振動体と、第2の軸の
方向に加速度が加わったとき該第3の振動体に生じる第
2の軸方向への変位を検出する加速度検出手段により構
成したことを特徴とする角速度センサ。
1. An angular velocity detecting element provided on the substrate and detecting an angular velocity applied around a third axis perpendicular to a first axis and a second axis perpendicular to a horizontal direction of the substrate and perpendicular to the substrate. A first support beam supported on the substrate by a first support beam and oscillating in a direction of a first axis.
A vibrating body, a second vibrating body supported by the first vibrating body by a second support beam, and capable of vibrating in the directions of the first and second axes, and the first vibration Vibration generating means for vibrating the body in the direction of the first axis; and angular velocity about the third axis in a state where the vibration generating means applies vibration to the first vibrating body in the direction of the first axis. An angular velocity sensor configured to detect a displacement of the second vibrating body in a second axial direction when a vibration is applied, wherein the substrate has a second shaft at a position different from an angular velocity detecting element. An acceleration detection element for detecting an acceleration applied in the direction of: a third vibrator supported by a third support beam and capable of vibrating in a direction of a second axis; A third axial change in the third vibrating body when acceleration is applied in the second direction. An angular velocity sensor characterized by being configured by an acceleration detecting means for detecting.
【請求項2】 前記第3の支持梁は、前記第2の支持梁
のばね定数とほぼ等しいばね定数を有し、前記第3の振
動体は、前記第2の振動体とほぼ等しい質量を有してな
る請求項1に記載の角速度センサ。
2. The third support beam has a spring constant substantially equal to a spring constant of the second support beam, and the third vibrator has a mass substantially equal to the second vibrator. The angular velocity sensor according to claim 1, comprising:
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