JP2009204541A - Capacitance type sensor - Google Patents

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Makoto Kataoka
誠 片岡
Seiichi Kato
静一 加藤
Yuichi Kanayama
裕一 金山
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitance type sensor for lowering cross-axis sensitivity only by adjusting the sensitivity of an X-axis and a Y-axis even when the balance of beam members is not completely achieved due to variations in manufacturing. <P>SOLUTION: The capacitance type sensor includes displaceable weights 42a-42e; a holding member 41 for holding the weights 42a-42e via the beam members 43da, 43ab, 43bc, and 43cd; and detection electrodes 32a and 32b for the X-axis and detection electrodes 32c and 32d for the Y-axis opposed to the weights 42a-42e to detect changes in the electrostatic capacitance between the weights 42a-42e and the electrodes 32a to 32d. The electrodes 32a-32d are opposed to the weights 42a-42d. A plurality of the electrodes 32a-32d opposed to the weights to computes the difference between the sum of outputs of adjacent electrodes 32a and 32b among the plurality of electrodes and the sum of outputs obtained from the remaining adjacent electrodes 32c and 32d. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電容量型センサに関し、より詳細には、変位可能な重錘体と、この重錘体に対向して配置された複数の電極とを備え、重錘体と複数の電極間の静電容量の変化を検出するようにした静電容量型センサに関する。   The present invention relates to a capacitive sensor, and more specifically, includes a displaceable weight body and a plurality of electrodes arranged to face the weight body, and the weight body and a plurality of electrodes. The present invention relates to a capacitance type sensor that detects a change in capacitance.

従来の静電容量型センサとしては、振動子に作用するコリオリ力を容量素子の静電容量の変化に基づいて検出するものがある。例えば、特許文献1に記載のものは、可撓性を有する円盤状の変位基板と剛性を有する固定基板とを対向させて装置筐体で支持し、変位基板と固定基板にそれぞれが対向するように電極を設けるとともに、変位基板に振動子を固着する。対抗する電極間に交流駆動信号を与え、クーロン力を利用して振動子を上下に振動させる。対向する電極により第1の容量素子及び第2の容量素子を構成し、角速度が作用すると、コリオリ力+Fxにより変位基板が傾斜し、振動子と電極間の静電容量の変化を検出するものである。   As a conventional capacitive sensor, there is a sensor that detects Coriolis force acting on a vibrator based on a change in capacitance of a capacitive element. For example, in the device described in Patent Document 1, a flexible disc-shaped displacement substrate and a rigid fixed substrate are opposed to each other and supported by an apparatus housing, and the displacement substrate and the fixed substrate are opposed to each other. An electrode is provided on the vibrator and the vibrator is fixed to the displacement substrate. An AC drive signal is given between the opposing electrodes, and the vibrator is vibrated up and down using Coulomb force. The first capacitor element and the second capacitor element are configured by the opposing electrodes, and when the angular velocity is applied, the displacement substrate is tilted by the Coriolis force + Fx, and the change in the capacitance between the vibrator and the electrode is detected. is there.

また、特許文献2に記載のものは、中間基板を構成する重錘体に4本の梁部材を直交して設けた構造の静電容量型センサである。   Moreover, what is described in Patent Document 2 is a capacitive sensor having a structure in which four beam members are provided orthogonally to a weight body constituting an intermediate substrate.

図1は、従来の静電容量型センサの中間基板の構成図で、特許文献2の図27に記載されているものである。重錘体215は、上方から見ると4枚の羽状部分を備えた構造を有する。可撓部225は、この重錘体215の周囲を取り囲む板状枠体と、スリットSLによって隔てられた4本のビーム部BMとによって構成されている。スリットSLは、重錘体215と可撓部225とを隔てる貫通溝をなしている。このように、スリットSLで重錘体215を物理的に隔絶するようにすると、重錘体215は、4本のビーム部BMによってのみ支持された状態となるので、重錘体215がより変位しやすい構造が実現できる。   FIG. 1 is a configuration diagram of an intermediate substrate of a conventional capacitive sensor, which is described in FIG. The weight body 215 has a structure including four wing-like portions when viewed from above. The flexible portion 225 includes a plate-like frame body that surrounds the weight body 215 and four beam portions BM separated by the slit SL. The slit SL forms a through groove that separates the weight body 215 and the flexible portion 225. As described above, when the weight body 215 is physically separated by the slit SL, the weight body 215 is supported only by the four beam portions BM, so that the weight body 215 is further displaced. A structure that is easy to do

つまり、この特許文献2には、4本の梁部材が直交して設けられており、検出電極が梁部材に対して45°傾いている(隣り合う2つの梁部材の間にある)構造の静電容量型センサが開示されている。   That is, in this Patent Document 2, four beam members are provided orthogonally, and the detection electrode is inclined by 45 ° with respect to the beam member (between two adjacent beam members). A capacitive sensor is disclosed.

4本の梁部材で支えられている重錘体にかかるコリオリ力を重錘体の変位として検出しており、重錘体の変位の検出方法は、重錘体に対向して配置された検出電極と、重錘体との間の静電容量の変化を検出するものである。   The Coriolis force applied to the weight body supported by the four beam members is detected as the displacement of the weight body, and the detection method of the displacement of the weight body is a detection arranged facing the weight body. A change in capacitance between the electrode and the weight body is detected.

このような構造の静電容量型センサでは、X軸及びY軸方向の力を各軸に設置された2つの検出電極を用いて、その容量変化の差からコリオリ力を検出する場合、4本の梁部材のバランスが取れていることが前提となっている。   In the capacitance type sensor having such a structure, when detecting the Coriolis force from the difference in capacitance change by using the two detection electrodes provided on the respective axes in the X-axis and Y-axis directions, It is assumed that the beam members are balanced.

特開平10−227644号公報JP-A-10-227644 特開2007−46927号公報JP 2007-46927 A

しかしながら、上述した特許文献2においては、梁部材のバランスが狂うと、重錘体にかかるコリオリ力の方向と重錘体の変位の方向が一致せずに静電容量として変位を検出する加速度センサは、コリオリ力の向きに誤差を生じ、コリオリ力の方向を正確に検出できないという問題点があった。   However, in Patent Document 2 described above, when the balance of the beam members is out of order, the direction of the Coriolis force applied to the weight body does not coincide with the direction of displacement of the weight body, and the acceleration sensor detects the displacement as a capacitance. However, there is a problem that the direction of the Coriolis force is errored and the direction of the Coriolis force cannot be accurately detected.

また、バランスに影響を与える梁部材や重錘体の形状は加工精度上、製造ばらつきを有しており、すべての角速度センサにおいて、バランスがとれているわけでない。このバランスの狂いは、角速度センサの重要な特性である他軸感度不良として現れる。   In addition, the shape of the beam member and the weight body that affect the balance has manufacturing variations in terms of processing accuracy, and not all angular velocity sensors are balanced. This imbalance of balance appears as a poor sensitivity of other axes, which is an important characteristic of the angular velocity sensor.

このような構造の角速度センサは、製造上のばらつきにより、梁部材のバランスが狂うと他軸感度が敏感に現れてしまうという欠点を有している。   The angular velocity sensor having such a structure has a drawback that the sensitivity of the other axis appears sensitively when the balance of the beam members is out of order due to manufacturing variations.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製造上のばらつきにより梁部材のバランスが完全に取れていない場合でもX軸及びY軸の感度調整のみで他軸感度を小さくできる静電容量型センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is only to adjust the sensitivity of the X-axis and the Y-axis even when the beam members are not perfectly balanced due to manufacturing variations. An object of the present invention is to provide a capacitive sensor that can reduce the sensitivity of other axes.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、変位可能な重錘体(42a〜42d)と、梁部材(43da〜43cd)を介して前記重錘体を保持する保持部材(41)と、前記重錘体に対向して配置された複数の電極(32a〜32d)とを備え、前記複数の電極(32a〜32d)は、前記重錘体に対向して配置され、前記複数の電極のうち、隣接する電極((32aと32b)又は(32dと32a))からの出力の和((A+B)又は(D+A))と、残りの隣接する電極((32cと32d)又は(32bと32c))から得られた出力の和((C+D)又は(B+C))との差分([(A+B)−(C+D)]又は[(D+A)−(B+C)])を算出し、各軸成分の角速度を演算する信号演算部(図5及び図6)を備え、前記重錘体と前記複数の電極間の静電容量の変化を検出することを特徴とする。   The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 includes a displaceable weight body (42a to 42d) and a beam member (43da to 43cd). A holding member (41) for holding the weight body, and a plurality of electrodes (32a to 32d) arranged to face the weight body, wherein the plurality of electrodes (32a to 32d) A sum of outputs from the adjacent electrodes ((32a and 32b) or (32d and 32a)) among the plurality of electrodes ((A + B) or (D + A)), and the remaining The difference ([(A + B) − (C + D)] or [([(C + D)] or the sum ((C + D) or (B + C))) obtained from the adjacent electrodes ((32c and 32d) or (32b and 32c)) D + A) − (B + C)]) and calculating the angular velocity of each axis component A signal calculating unit (FIGS. 5 and 6) is provided for detecting a change in capacitance between the weight body and the plurality of electrodes.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記重錘体は、前記梁部材の交点に配置された中心部(42e)を有するとともに、前記保持部材と前記梁部材に沿って前記中心部からクローバ型に配置された周辺部(42a〜42d)を有することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the weight body has a center portion (42e) arranged at an intersection of the beam members, and the holding member and the beam It has the peripheral part (42a-42d) arrange | positioned from the said center part to the clover type along the member, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記梁部材は、前記重錘体の中心部から前記保持部材の対角線上に沿って、前記重錘体の隣接する周辺部に挟まれるように配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the beam member is adjacent to the weight body along a diagonal line of the holding member from a central portion of the weight body. It is arranged so as to be sandwiched between peripheral portions.

また、請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の発明において、前記電極の形状は、前記クローバ型に配置された前記重錘体の前記周辺部に相似形の形状であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, in the invention of the second or third aspect, the shape of the electrode is similar to the peripheral portion of the weight body arranged in the crowbar shape. It is characterized by that.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記信号演算部は、前記複数の電極うち、第1の電極(32a)からの出力信号をA、第2の電極(32b)からの出力信号をB、第3の電極(32c)からの出力信号をC、第4の電極(32d)の出力信号をDとしたときに、前記第1の電極からの出力信号Aと前記第2の電極との出力信号Bとを加算する第1の加算器(201)と、前記第3の電極からの出力信号Cと前記第4の電極との出力信号Dとを加算する第2の加算器(202)とを備え、第1及び第2の加算器の出力信号の差分を演算する第1の演算増幅器(406)からの出力信号(A+B)−(C+D)をX軸成分の角速度とし、前記第4の電極からの出力信号Dと前記第1の電極との出力信号Aとを加算する第3の加算器(203)と、前記第2の電極からの出力信号Bと前記第3の電極との出力信号Cとを加算する第4の加算器(204)とを備え、第3及び第4の加算器の出力信号の差分を演算する第2の演算増幅器(407)からの出力信号(D+A)−(B+C)をY軸成分の角速度とすることを特徴とする。(図5)   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the signal calculation unit is configured to output the output signal from the first electrode (32a) among the plurality of electrodes as A and second electrodes. When the output signal from (32b) is B, the output signal from the third electrode (32c) is C, and the output signal from the fourth electrode (32d) is D, the output signal from the first electrode A first adder (201) for adding A and the output signal B of the second electrode, and adding the output signal C from the third electrode and the output signal D of the fourth electrode And an output signal (A + B) − (C + D) from a first operational amplifier (406) that calculates the difference between the output signals of the first and second adders. With the angular velocity of the axial component, the output signal D from the fourth electrode and the output signal A from the first electrode are added. A third adder (203), and a fourth adder (204) for adding the output signal B from the second electrode and the output signal C from the third electrode, And the output signal (D + A) − (B + C) from the second operational amplifier (407) for calculating the difference between the output signals of the fourth adder is used as the angular velocity of the Y-axis component. (Fig. 5)

また、請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記信号演算部は、前記複数の電極うち、第1の電極(32a)からの出力信号をA、第2の電極(32b)からの出力信号をB、第3の電極(32c)からの出力信号をC、第4の電極(32d)の出力信号をDとしたときに、前記第1の電極からの出力信号Aと前記第3の電極との出力信号Cの差分を演算する第1の演算増幅器(411)と、前記第2の電極からの出力信号Bと前記第4の電極との出力信号Dとの差分を演算する第2の演算増幅器(412)と、前記第1及び第2の演算増幅器の出力信号を加算する加算器(200)とを備え、該加算器からの出力信号(A+B)−(C+D)をX軸成分の角速度とし、前記第1の電極からの出力信号Aと前記第2の電極との出力信号Bの差分を演算する第3の演算増幅器(413)と、前記第3の電極からの出力信号Cと前記第4の電極との出力信号Dの差分を演算する第4の演算増幅器(414)と、前記1及び第2の演算増幅器の出力信号の差分を演算する第5の演算増幅器(408)とを備え、該第5の演算増幅器からの出力信号(D+A)−(B+C)をY軸成分の角速度とすることを特徴とする。(図6)   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the signal computation unit outputs an output signal from the first electrode (32a) among the plurality of electrodes as A and second electrodes. When the output signal from (32b) is B, the output signal from the third electrode (32c) is C, and the output signal from the fourth electrode (32d) is D, the output signal from the first electrode A first operational amplifier (411) for calculating a difference between an output signal C between A and the third electrode; an output signal B from the second electrode; and an output signal D from the fourth electrode A second operational amplifier (412) for calculating a difference; and an adder (200) for adding the output signals of the first and second operational amplifiers. An output signal (A + B) − ( C + D) is the angular velocity of the X-axis component, and the output signal A from the first electrode and the second electric power are A third operational amplifier (413) for calculating the difference between the output signal B and the fourth operation for calculating the difference between the output signal C from the third electrode and the output signal D from the fourth electrode. An amplifier (414) and a fifth operational amplifier (408) for calculating a difference between the output signals of the first and second operational amplifiers, and an output signal (D + A)-(B + C) from the fifth operational amplifier ) Is the angular velocity of the Y-axis component. (Fig. 6)

また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記複数の電極に対向して前記重錘体を挟むようにさらに他の複数の電極が配置されたサンドイッチ構造を有することを特徴とする。   The invention according to claim 7 has a sandwich structure in which another plurality of electrodes are arranged to face the plurality of electrodes and sandwich the weight body in the invention according to claim 1. It is characterized by that.

また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記複数の他の電極の形状は、クローバ型に配置された前記重錘体の周辺部に相似形の形状であることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the shape of the plurality of other electrodes is similar to the periphery of the weight body arranged in a clover shape. It is characterized by that.

本発明によれば、変位可能な重錘体と、梁部材を介して重錘体を保持する保持部材と、重錘体に対向して配置された複数の電極とを備え、複数の電極は、重錘体に対向して配置され、複数の電極のうち、隣接する電極からの出力の和と、残りの隣接する電極から得られた出力の和との差分を算出し、軸成分の角速度を演算する信号演算部を備えているので、製造上のばらつきにより梁部材のバランスが完全に取れていない場合でもX軸及びY軸の感度調整のみで他軸感度を小さくできる静電容量型センサを提供することができる。   According to the present invention, the movable body includes a displaceable weight body, a holding member that holds the weight body via the beam member, and a plurality of electrodes that are disposed to face the weight body, The angular velocity of the axial component is calculated by calculating the difference between the sum of the outputs from the adjacent electrodes of the plurality of electrodes and the sum of the outputs obtained from the remaining adjacent electrodes. Capacitance type sensor that can reduce the sensitivity of other axes only by adjusting the sensitivity of the X and Y axes even if the beam members are not perfectly balanced due to manufacturing variations. Can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
本発明に係る静電容量型センサの特徴を明確にするために、まず、以下に比較例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In order to clarify the characteristics of the capacitive sensor according to the present invention, first, a comparative example will be described below.

図2は、本発明に係る静電容量型センサとの比較例を説明するための構成図である。この比較例の静電容量型センサは、変位可能な重錘体22a乃至22eを保持する保持部材21と、重錘体22a乃至22eに対向するように、基板11上に設けられた検出電極12a乃至12dとを備え、重錘体22a乃至22dと検出電極12a乃至12d間の静電容量の変化を検出するように構成されている。   FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a comparative example with the capacitive sensor according to the present invention. The capacitance type sensor of this comparative example includes a holding member 21 that holds displaceable weight bodies 22a to 22e, and a detection electrode 12a provided on the substrate 11 so as to face the weight bodies 22a to 22e. Thru | or 12d, and it is comprised so that the change of the electrostatic capacitance between the weight bodies 22a thru | or 22d and the detection electrodes 12a thru | or 12d may be detected.

重錘体22a乃至22eは、梁部材23da,23ab、23bc,23cdを介して保持部材21によって保持されている。基板11上に設けられた検出電極12a乃至12dは、重錘体22a乃至22dに対向して配置されたX軸用検出電極12a,12cと、Y軸用検出電極12b,12dとを備えている。なお、符号13は、X軸用検出電極12a,12cとY軸用検出電極12b,12dの中央部分に配置された駆動電極を示している。   The weight bodies 22a to 22e are held by the holding member 21 via the beam members 23da, 23ab, 23bc, and 23cd. The detection electrodes 12a to 12d provided on the substrate 11 are provided with X-axis detection electrodes 12a and 12c and Y-axis detection electrodes 12b and 12d arranged to face the weights 22a to 22d. . Reference numeral 13 denotes a drive electrode disposed at the center of the X-axis detection electrodes 12a and 12c and the Y-axis detection electrodes 12b and 12d.

また、検出電極12a乃至12dは、梁部材23da乃至23cdの直上を覆うことなく、重錘体22a乃至22dのそれぞれに対向して配置されている。   Further, the detection electrodes 12a to 12d are arranged to face the weight bodies 22a to 22d without covering directly above the beam members 23da to 23cd.

なお、梁部材23daは、重錘体22dと重錘体22aに挟まれ、梁部材23abは、重錘体22aと重錘体22bに挟まれ、梁部材23bcは、重錘体22bと重錘体22cに挟まれ、梁部材23cdは、重錘体22cと重錘体22dに挟まれた梁部材である。   The beam member 23da is sandwiched between the weight body 22d and the weight body 22a, the beam member 23ab is sandwiched between the weight body 22a and the weight body 22b, and the beam member 23bc is sandwiched between the weight body 22b and the weight body 22b. The beam member 23cd is a beam member sandwiched between the weight body 22c and the weight body 22d.

また、重錘体22a乃至22eは、梁部材23da乃至23cdの交点に配置された中心部22eを有するとともに、保持部材21と梁部材23da乃至23cdに沿って中心部22eからクローバ型に配置された周辺部22a乃至22dを有している。   The weight bodies 22a to 22e have a center portion 22e disposed at the intersections of the beam members 23da to 23cd, and are disposed in a clover shape from the center portion 22e along the holding member 21 and the beam members 23da to 23cd. Peripheral portions 22a to 22d are provided.

また、梁部材23da乃至23cdは、重錘体の中心部22eから保持部材21の対角線上に沿って、重錘体の隣接する周辺部22a乃至22dに挟まれるように配置されている。また、電極12a乃至12dの形状は、中心から四方に連なるクローバ型に配置された重錘体の周辺部22a乃至22dに相似形の三角形である。   Further, the beam members 23da to 23cd are arranged so as to be sandwiched between adjacent peripheral portions 22a to 22d of the weight body along the diagonal line of the holding member 21 from the center portion 22e of the weight body. The electrodes 12a to 12d have a shape similar to that of the peripheral portions 22a to 22d of the weight body arranged in a crowbar shape extending in four directions from the center.

このような構成において、X軸用検出電極12aからの出力信号をA、X軸用検出電極12bからの出力信号をB、Y軸用検出電極12cからの出力信号をC、Y軸用検出電極12dからの出力信号をDとすると、図4(a)に示すように、X軸方向の角速度成分はX=A−B、Y軸方向の角速度成分はY=D−Cとして検出する。この場合の検出方向は、梁部材23da乃至23cdに対して45°の傾きを有している。つまり、梁部材23daと23bcで構成される軸と、梁部材23abと23cdで構成される軸は、X軸用検出電極12aと12cで構成される軸と、Y軸用検出電極12bと12dで構成される軸とそれぞれ45°の傾きを有している。   In such a configuration, the output signal from the X-axis detection electrode 12a is A, the output signal from the X-axis detection electrode 12b is B, the output signal from the Y-axis detection electrode 12c is C, and the Y-axis detection electrode Assuming that the output signal from 12d is D, as shown in FIG. 4A, the angular velocity component in the X-axis direction is detected as X = A−B, and the angular velocity component in the Y-axis direction is detected as Y = D−C. The detection direction in this case has an inclination of 45 ° with respect to the beam members 23da to 23cd. That is, the axis constituted by the beam members 23da and 23bc, the axis constituted by the beam members 23ab and 23cd are the axis constituted by the X-axis detection electrodes 12a and 12c, and the Y-axis detection electrodes 12b and 12d. Each has an inclination of 45 ° with the axis of construction.

この比較例における構成による容量変化と角速度との特性は、図7(a)に示すように、Y軸回転させることによりY軸まわりに角速度を与えた場合であって、X軸方向とY軸方向にあらわれる出力を角速度の大きさを変化させてプロットしているが、本来Z軸方向に振動に対するY軸まわりの角速度であれば、コリオリ力としてはX軸出力のみ出現すべきであるが、Y軸出力が得られているようになっている。Y軸まわりの角速度においては本来現れることのないY軸出力は所望の出力であるX軸出力の35%に相当しており、すなわち、他軸感度は35%であることを示している。ここで、図中の菱型はX軸方向の角速度成分で、矩形はY軸方向の角速度成分を示している。   As shown in FIG. 7A, the characteristics of the capacity change and the angular velocity due to the configuration in this comparative example are obtained when the angular velocity is given around the Y axis by rotating the Y axis, and the X axis direction and the Y axis Although the output that appears in the direction is plotted while changing the magnitude of the angular velocity, if the angular velocity is about the Y axis with respect to vibration in the Z-axis direction, only the X-axis output should appear as the Coriolis force, Y-axis output is obtained. The Y-axis output that does not appear originally at the angular velocity around the Y-axis corresponds to 35% of the desired X-axis output, that is, the other-axis sensitivity is 35%. Here, the diamond shape in the figure indicates the angular velocity component in the X-axis direction, and the rectangle indicates the angular velocity component in the Y-axis direction.

図3は、本発明に係る静電容量型センサの一実施例を説明するための構成図である。
本発明の静電容量型センサは、変位可能な重錘体42a乃至42eを保持する保持部材41と、重錘体42a乃至42eに対向するように、基板31上に設けられた複数の検出電極32a乃至32dとを備え、重錘体42a乃至42dと検出電極32a乃至32d間の静電容量の変化を検出するように構成されている。
FIG. 3 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the capacitance type sensor according to the present invention.
The capacitive sensor of the present invention includes a holding member 41 that holds displaceable weight bodies 42a to 42e and a plurality of detection electrodes provided on the substrate 31 so as to face the weight bodies 42a to 42e. 32a to 32d, and configured to detect a change in capacitance between the weight bodies 42a to 42d and the detection electrodes 32a to 32d.

重錘体42a乃至42eは、梁部材43da,43ab、43bc,43cdを介して保持部材41によって保持されている。基板31上に設けられた複数の検出電極32a乃至32dは、重錘体42a乃至42dに対向して配置された第1及び第2の検出電極32a,32bと、第3及び第4の検出電極32c,32dとを備えている。なお、符号33は、第1及び第2の検出電極32a,32bと、第3及び第4の検出電極32c,32dの中央部分に配置された駆動電極を示している。   The weight bodies 42a to 42e are held by the holding member 41 via the beam members 43da, 43ab, 43bc, 43cd. The plurality of detection electrodes 32a to 32d provided on the substrate 31 are the first and second detection electrodes 32a and 32b arranged to face the weight bodies 42a to 42d, and the third and fourth detection electrodes. 32c and 32d. Reference numeral 33 denotes a drive electrode disposed in the central portion of the first and second detection electrodes 32a and 32b and the third and fourth detection electrodes 32c and 32d.

また、複数の電極32a乃至32dは、重錘体に対向して配置され、複数の電極のうち、隣接する電極32a,32bからの出力の和と、残りの隣接する電極32c,32dから得られた出力の和との差分を算出し、軸成分の加速度を演算する信号演算部(後述する図5)を備えている。   The plurality of electrodes 32a to 32d are arranged to face the weight body, and are obtained from the sum of outputs from the adjacent electrodes 32a and 32b and the remaining adjacent electrodes 32c and 32d among the plurality of electrodes. A signal calculation unit (FIG. 5 to be described later) that calculates the difference from the sum of the outputs and calculates the acceleration of the axis component is provided.

なお、梁部材43daは、重錘体42dと重錘体42aに挟まれ、梁部材43abは、重錘体42aと重錘体42bに挟まれ、梁部材43bcは、重錘体42bと重錘体42cに挟まれ、梁部材43cdは、重錘体42cと重錘体42dに挟まれた梁部材である。   The beam member 43da is sandwiched between the weight body 42d and the weight body 42a, the beam member 43ab is sandwiched between the weight body 42a and the weight body 42b, and the beam member 43bc is sandwiched between the weight body 42b and the weight body 42b. The beam member 43cd is a beam member sandwiched between the weight body 42c and the weight body 42d.

また、重錘体42a乃至42eは、梁部材43da乃至43cdの交点に配置された中心部42eを有するとともに、保持部材41と梁部材43da乃至43cdに沿って中心部42eからクローバ型に配置された周辺部42a乃至42dを有している。   Further, the weight bodies 42a to 42e have a center part 42e arranged at the intersections of the beam members 43da to 43cd, and are arranged in a clover shape from the center part 42e along the holding member 41 and the beam members 43da to 43cd. Peripheral portions 42a to 42d are provided.

また、梁部材43da乃至43cdは、重錘体の中心部42eから保持部材41の対角線上に沿って、重錘体の隣接する周辺部42a乃至42dに挟まれるように配置されている。   The beam members 43da to 43cd are arranged so as to be sandwiched between adjacent peripheral portions 42a to 42d of the weight body along the diagonal line of the holding member 41 from the center portion 42e of the weight body.

また、電極の形状は、クローバ型に配置された重錘体の周辺部に相似形の形状が最適であるが、重錘体の周辺部の直上に配置されるものであれば、これらの形状に限定されるものではない。   In addition, the shape of the electrode is optimally similar to the periphery of the weight body arranged in the clover type, but if it is arranged directly above the periphery of the weight body, these shapes It is not limited to.

このような構成において、第1及び第2の検出電極32a,32bからの出力信号をA,B、第3及び第4の検出電極32c,32dからの出力信号をC,Dとすると、図4(b)に示すように、X軸の角速度成分は、複数の電極のうち、隣接する電極32a,32bからの出力の和A+Bと、残りの隣接する電極32c,32dから得られた出力の和C+Dとの差分(A+B)−(C+D)を算出し、Y軸の角速度成分は、複数の電極のうち、隣接する電極32d,32aからの出力の和D+Aと、残りの隣接する電極32b,32cから得られた出力の和B+Cとの差分(D+A)−(B+C)を算出し、各軸成分の角速度を演算する。この場合の検出方向は、梁部材43da乃至43cdに対して同じ方向を有している。つまり、梁部材43abと43cdで構成される軸がX軸と一致しており、梁部材43daと43bcで構成される軸が軸と一致している。   In such a configuration, if the output signals from the first and second detection electrodes 32a and 32b are A and B, and the output signals from the third and fourth detection electrodes 32c and 32d are C and D, FIG. As shown in (b), the angular velocity component of the X-axis is the sum of outputs A + B from the adjacent electrodes 32a and 32b and the outputs obtained from the remaining adjacent electrodes 32c and 32d among the plurality of electrodes. The difference (A + B) − (C + D) from C + D is calculated, and the Y-axis angular velocity component is the sum D + A of the outputs from the adjacent electrodes 32d and 32a among the plurality of electrodes, and the remaining adjacent electrodes 32b and 32c. The difference (D + A) − (B + C) from the sum B + C of the outputs obtained from is calculated, and the angular velocity of each axis component is calculated. The detection direction in this case has the same direction with respect to the beam members 43da to 43cd. That is, the axis constituted by the beam members 43ab and 43cd coincides with the X axis, and the axis constituted by the beam members 43da and 43bc coincides with the axis.

図5は、本発明の静電容量型センサに係る信号演算部の回路図で、この信号演算部は、複数の電極のうち、隣接する電極32a,32bからの出力の和と、残りの隣接する電極32c,32dから得られた出力の和との差分を算出し、各軸成分の角速度を演算するものである。   FIG. 5 is a circuit diagram of a signal calculation unit according to the capacitance type sensor of the present invention. This signal calculation unit includes a sum of outputs from adjacent electrodes 32a and 32b among a plurality of electrodes and the remaining adjacent ones. The difference between the output obtained from the electrodes 32c and 32d to be calculated is calculated, and the angular velocity of each axis component is calculated.

図中符号C1は、第1の電極32aと重錘体42aとで構成される容量素子を示し、C2は、第2の電極32bと重錘体42bとで構成される容量素子を示し、C3は、第3の電極32cと重錘体42cとで構成される容量素子を示し、C4は、第4の電極32dと重錘体42dとで構成される容量素子を示している。   In the figure, C1 indicates a capacitive element constituted by the first electrode 32a and the weight body 42a, C2 indicates a capacitive element constituted by the second electrode 32b and the weight body 42b, and C3 Indicates a capacitive element configured by the third electrode 32c and the weight body 42c, and C4 indicates a capacitive element configured by the fourth electrode 32d and the weight body 42d.

上述したように、第1の電極32aからの出力信号をA、第2の電極32bからの出力信号をB、第3の電極32cからの出力信号をC、第4の電極32dの出力信号をDとすると、容量素子C1からの出力信号は、C/V変換回路401を介してV1が得られ、容量素子C2からの出力信号は、C/V変換回路402を介してV2が得られ、加算器201の出力A+B=V1+V2が得られる。また、容量素子C3からの出力信号は、C/V変換回路403を介してV3が得られ、容量素子C4からの出力信号は、C/V変換回路404を介してV4が得られ、加算器201の出力C+D=V3+V4が得られる。これらの差分をとると、演算増幅器406の出力(A+B)−(C+D)=(V1+V2)−(V3+V4)が得られる。これがX軸方向の角速度成分になる。   As described above, the output signal from the first electrode 32a is A, the output signal from the second electrode 32b is B, the output signal from the third electrode 32c is C, and the output signal from the fourth electrode 32d is If D, the output signal from the capacitive element C1 is obtained V1 via the C / V conversion circuit 401, and the output signal from the capacitive element C2 is obtained V2 via the C / V conversion circuit 402, The output A + B = V1 + V2 of the adder 201 is obtained. An output signal from the capacitive element C3 is obtained as V3 via the C / V conversion circuit 403, and an output signal from the capacitive element C4 is obtained as V4 via the C / V conversion circuit 404, and an adder 201 outputs C + D = V3 + V4 are obtained. Taking these differences, the output (A + B) − (C + D) = (V1 + V2) − (V3 + V4) of the operational amplifier 406 is obtained. This becomes an angular velocity component in the X-axis direction.

また、容量素子C4からの出力信号は、C/V変換回路404を介してV4が得られ、容量素子C1からの出力信号は、C/V変換回路401を介してV1が得られ、加算器203の出力D+A=V4+V1が得られる。また、容量素子C2からの出力信号は、C/V変換回路402を介してV2が得られ、容量素子C3からの出力信号は、C/V変換回路403を介してV3が得られ、加算器204の出力B+C=V2+V3が得られる。これらの差分をとると、演算増幅器407の出力(D+A)−(B+C)=(V4+V1)−(V2+V3)が得られる。これがY軸方向の角速度成分になる。   An output signal from the capacitive element C4 is obtained as V4 via the C / V conversion circuit 404, and an output signal from the capacitive element C1 is obtained as V1 via the C / V conversion circuit 401, and an adder An output 203 of D + A = V4 + V1 is obtained. An output signal from the capacitive element C2 is obtained as V2 via the C / V conversion circuit 402, and an output signal from the capacitive element C3 is obtained as V3 via the C / V conversion circuit 403. 204 outputs B + C = V2 + V3 are obtained. Taking these differences, the output (D + A) − (B + C) = (V4 + V1) − (V2 + V3) of the operational amplifier 407 is obtained. This becomes an angular velocity component in the Y-axis direction.

図5において、X,Yが従来の軸の方向とすると、X’,Y’は45度回転した軸方向である。図5に示した信号演算部のように、加算処理と減算処理により軸は45度回転するため、X’,Y’の加算処理と減算処理によりX,Yにもどすことが可能である。   In FIG. 5, when X and Y are the directions of the conventional axes, X 'and Y' are axial directions rotated by 45 degrees. Like the signal calculation unit shown in FIG. 5, the axis rotates 45 degrees by the addition process and the subtraction process, so that it can be returned to X and Y by the addition process and the subtraction process of X ′ and Y ′.

図6は、本発明の静電容量型センサに係る他の信号演算部の回路図で、この信号演算部は、複数の電極のうち、X軸成分については、対面する電極32a,32cと電極32b,32dからの出力の差分を加算し、Y軸成分については、隣接する電極32a,32bと電極32c,32dからの出力の差分をさらに差分して算出し、結果として、図5と同様な各軸成分の角速度を演算することができる。   FIG. 6 is a circuit diagram of another signal calculation unit according to the capacitive sensor of the present invention. This signal calculation unit includes electrodes 32a and 32c facing each other with respect to the X-axis component among a plurality of electrodes. The difference between the outputs from 32b and 32d is added, and the difference between the outputs from the adjacent electrodes 32a and 32b and the electrodes 32c and 32d is further calculated for the Y-axis component. As a result, the same as in FIG. The angular velocity of each axis component can be calculated.

上述したように、第1の電極32aからの出力信号をA、第2の電極32bからの出力信号をB、第3の電極32cからの出力信号をC、第4の電極32dの出力信号をDとすると、容量素子C1からの出力信号は、C/V変換回路401を介してV1が得られ、容量素子C3からの出力信号は、C/V変換回路403を介してV3が得られ、演算増幅器411によりその差分V1−V3が得られ、また、容量素子C2からの出力信号は、C/V変換回路402を介してV2が得られ、容量素子C4からの出力信号は、C/V変換回路404を介してV4が得られ、演算増幅器412によりその差分V2−V4が得られ、加算器200の出力(V1+V2)−(V3+V4)が得られる。これがX軸方向の角速度成分になる。   As described above, the output signal from the first electrode 32a is A, the output signal from the second electrode 32b is B, the output signal from the third electrode 32c is C, and the output signal from the fourth electrode 32d is When D, the output signal from the capacitive element C1 is obtained through the C / V conversion circuit 401, V1 is obtained, and the output signal from the capacitive element C3 is obtained through the C / V conversion circuit 403, and V3 is obtained. The operational amplifier 411 obtains the difference V1-V3, and the output signal from the capacitive element C2 is obtained via the C / V conversion circuit 402, and the output signal from the capacitive element C4 is C / V V4 is obtained through the conversion circuit 404, the difference V2-V4 is obtained by the operational amplifier 412, and the output (V1 + V2)-(V3 + V4) of the adder 200 is obtained. This becomes an angular velocity component in the X-axis direction.

また、容量素子C1からの出力信号は、C/V変換回路401を介してV1が得られ、容量素子C2からの出力信号は、C/V変換回路402を介してV2が得られ、演算増幅器413によりその差分V1−V2が得られ、また、容量素子C3からの出力信号は、C/V変換回路403を介してV3が得られ、容量素子C4からの出力信号は、C/V変換回路404を介してV4が得られ、演算増幅器414によりその差分V3−V4が得られる。これらの差分をとると、演算増幅器408の出力(V4+V1)−(V2+V3)が得られる。これがY軸方向の角速度成分になる。   An output signal from the capacitive element C1 is obtained as V1 via the C / V conversion circuit 401, and an output signal from the capacitive element C2 is obtained as V2 via the C / V conversion circuit 402, and an operational amplifier The difference V1-V2 is obtained by 413, the output signal from the capacitive element C3 is obtained via the C / V conversion circuit 403, and the output signal from the capacitive element C4 is obtained by the C / V conversion circuit. V4 is obtained via 404, and the difference V3-V4 is obtained by the operational amplifier 414. Taking these differences, the output (V4 + V1) − (V2 + V3) of the operational amplifier 408 is obtained. This becomes an angular velocity component in the Y-axis direction.

図6に示した信号演算部において、差動増幅器411乃至414で全差動となるため、コモンモードノイズに強いことが特徴となる。また、差動増幅器411乃至414による加算又は減算により、X,Yが45°傾けた新しい軸を設定できるので、これにより自由に軸が選べるという効果がある。   In the signal calculation unit shown in FIG. 6, the differential amplifiers 411 to 414 are fully differential, and are therefore resistant to common mode noise. Further, a new axis in which X and Y are inclined by 45 ° can be set by addition or subtraction by the differential amplifiers 411 to 414, so that the axis can be freely selected.

本発明における構成による容量変化と角速度との特性は、図7(b)に示すように、Y‘軸回転させることによりY’軸まわりに角速度を与えた場合であって、X‘軸方向とY’軸方向にあらわれるアンプからの出力を角速度の大きさを変化させてプロットしている。本来Y‘軸まわりの角速度から得られるX‘軸出力のみ出現しており、不要な信号であるY’軸出力はX‘軸出力の1%以下になっている。すなわち他軸感度は1%以下であることを示している。比較例と本発明では、コリオリ力を検出するために必要な重錘体や梁部材を含むセンサ構造は同じであるにもかかわらず、本発明により、大幅に他軸感度が低減していることがわかる。ここで、図中の菱型はX’軸方向の角速度成分で、図中の矩形はY‘軸方向の角速度成分を示している。   As shown in FIG. 7B, the characteristics of the capacity change and the angular velocity according to the configuration of the present invention are obtained when the angular velocity is given around the Y ′ axis by rotating the Y ′ axis, and in the X ′ axis direction. The output from the amplifier that appears in the Y′-axis direction is plotted while changing the magnitude of the angular velocity. Originally, only the X ′ axis output obtained from the angular velocity around the Y ′ axis appears, and the Y ′ axis output, which is an unnecessary signal, is 1% or less of the X ′ axis output. That is, the other-axis sensitivity is 1% or less. In the comparative example and the present invention, the sensor structure including the weight body and the beam member necessary for detecting the Coriolis force is the same, but the sensitivity of the other axis is greatly reduced by the present invention. I understand. Here, the diamond shape in the figure indicates the angular velocity component in the X′-axis direction, and the rectangle in the figure indicates the angular velocity component in the Y′-axis direction.

上述したように、従来の対角線上に梁部材を設けた構造の静電容量型センサにおいて、容量変化を検知する電極は、梁部材と45°ずれた位置で変位を検出していた。このため、製造のばらつきにより、梁部材のバランスが崩れた場合に、実際にコリオリ力がかかった方向と異なる方向に変位するため、正確にコリオリ力の方向を検出することができなかったが、本発明の静電容量型センサは、信号演算部を備えているので、他軸感度の発生しない多軸の静電容量型センサを提供できるようになった。   As described above, in a conventional capacitive sensor having a beam member provided on a diagonal line, an electrode for detecting a change in capacitance detects a displacement at a position shifted by 45 ° from the beam member. For this reason, when the balance of the beam member collapses due to manufacturing variations, the direction of the Coriolis force could not be accurately detected because the beam member is displaced in a direction different from the direction in which the Coriolis force was actually applied. Since the capacitive sensor of the present invention includes the signal calculation unit, it is possible to provide a multi-axis capacitive sensor that does not generate other-axis sensitivity.

また、信号演算部によれば、隣り合う電極の和と他の隣り合う電極の和との差を用いる演算回路である。これにより各軸かかるコリオリ力を梁部材のバランスが崩れている場合でも正確に計算できる。   Further, the signal calculation unit is an arithmetic circuit that uses a difference between the sum of adjacent electrodes and the sum of other adjacent electrodes. As a result, the Coriolis force applied to each axis can be accurately calculated even when the beam member is out of balance.

本発明では、4電極においては2通りの場合のある、隣り合った電極の和と残りの電極との和との差を求める信号演算部を2つ設け、X軸,Y軸の2軸の方向に受けるコリオリ力を検出できる。   In the present invention, there are two signal calculation units for obtaining the difference between the sum of the adjacent electrodes and the sum of the remaining electrodes, which may be two in the case of four electrodes, and the two axes of the X axis and the Y axis are provided. Coriolis force in the direction can be detected.

また、梁部材のバランスが崩れているためにX軸.Y軸の2軸に感度差がある場合には、この2軸の感度を信号処理により揃えることにより、他軸感度を全く発生させない角速度センサを提供できる。つまり、上述した信号演算部により、対角する梁部材のバランスが狂っていても他軸感度が発生しない多軸の静電容量型センサを提供できる。   Also, because the beam member is out of balance, the X axis. When there is a sensitivity difference between the two Y axes, an angular velocity sensor that does not generate any other axis sensitivity can be provided by aligning the sensitivity of the two axes by signal processing. That is, the signal calculation unit described above can provide a multi-axis capacitive sensor that does not generate other-axis sensitivity even if the diagonal beam members are out of balance.

上述した実施例では、1つの電極が重錘体に対向して配置されている場合について説明したが、一方も電極に対向して重錘体を挟むようにさらに他の電極を配置したサンドイッチ構造にしてもよい。この場合の他の電極の形状は、クローバ型に配置された重錘体の周辺部に相似形の形状が最適であるが、重錘体の周辺部の直下に配置されるものであれば、これらの形状に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the case where one electrode is arranged opposite to the weight body has been described. However, the sandwich structure in which another electrode is arranged so as to sandwich the weight body opposite to the electrode. It may be. The shape of the other electrode in this case is optimally similar to the periphery of the weight body arranged in the clover type, but if it is arranged directly under the periphery of the weight body, It is not limited to these shapes.

従来の静電容量型センサの中間基板の構成図である。It is a block diagram of the intermediate board of the conventional electrostatic capacitance type sensor. 本発明に係る静電容量型センサとの比較例を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the comparative example with the electrostatic capacitance type sensor which concerns on this invention. 本発明に係る静電容量型センサの一実施例を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating one Example of the electrostatic capacitance type sensor which concerns on this invention. (a),(b)は、X軸及びY軸の角速度の検出方向を示す図で、(a)は比較例の場合、(b)は本発明の場合を示している。(A), (b) is a figure which shows the detection direction of the angular velocity of a X-axis and a Y-axis, (a) is the case of a comparative example, (b) has shown the case of this invention. 本発明の静電容量型センサに係る信号演算部の回路図である。It is a circuit diagram of the signal calculating part which concerns on the capacitive sensor of this invention. 本発明の静電容量型センサに係る他の信号演算部の回路図である。It is a circuit diagram of the other signal calculating part which concerns on the electrostatic capacitance type sensor of this invention. (a),(b)は、角速度の検出感度特性を示す図で、(a)は比較例の場合、(b)は本発明の場合を示している。(A), (b) is a figure which shows the detection sensitivity characteristic of angular velocity, (a) is the case of a comparative example, (b) has shown the case of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

12a,12c,32a,32b X軸用検出電極
12b,12d,32c,32d Y軸用検出電極
13,33 駆動電極
21,41 保持部材
22a乃至22e,42a乃至42e 重錘体
22e,42e 重錘体の中心部
22a乃至22d,42a乃至42d 重錘体の周辺部
23da乃至23cd,43da乃至43cd 梁部材
200,201,202,203,204 加算器
215 重錘体
225 可撓部
401,402,403,404 C/V変換回路
406,407,408,411,412,413,414 演算増幅器
SL スリット
BM ビーム部
12a, 12c, 32a, 32b X-axis detection electrodes 12b, 12d, 32c, 32d Y-axis detection electrodes 13, 33 Drive electrodes 21, 41 Holding members 22a to 22e, 42a to 42e Weight bodies 22e, 42e Weight bodies Center portions 22a to 22d, 42a to 42d Peripheral portions 23da to 23cd, 43da to 43cd of weight bodies Beam members 200, 201, 202, 203, 204 Adder 215 Weight body 225 Flexible portions 401, 402, 403, 404 C / V conversion circuit 406, 407, 408, 411, 412, 413, 414 operational amplifier SL slit BM beam section

Claims (8)

変位可能な重錘体と、梁部材を介して前記重錘体を保持する保持部材と、前記重錘体に対向して配置された複数の電極とを備え、
前記複数の電極は、前記重錘体に対向して配置され、
前記複数の電極のうち、隣接する電極からの出力の和と、残りの隣接する電極から得られた出力の和との差分を算出し、各軸成分の角速度を演算する信号演算部を備え、前記重錘体と前記複数の電極間の静電容量の変化を検出することを特徴とする静電容量型センサ。
A displaceable weight body, a holding member that holds the weight body via a beam member, and a plurality of electrodes disposed to face the weight body,
The plurality of electrodes are disposed to face the weight body,
Among the plurality of electrodes, a difference between a sum of outputs from adjacent electrodes and a sum of outputs obtained from the remaining adjacent electrodes is calculated, and a signal calculation unit that calculates an angular velocity of each axis component is provided. A capacitance type sensor that detects a change in capacitance between the weight body and the plurality of electrodes.
前記重錘体は、前記梁部材の交点に配置された中心部を有するとともに、前記保持部材と前記梁部材に沿って前記中心部からクローバ型に配置された周辺部を有することを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。   The weight body has a central portion arranged at an intersection of the beam members, and a peripheral portion arranged in a clover shape from the central portion along the holding member and the beam members. The capacitive sensor according to claim 1. 前記梁部材は、前記重錘体の中心部から前記保持部材の対角線上に沿って、前記重錘体の隣接する周辺部に挟まれるように配置されていることを特徴とする請求項2に記載の静電容量型センサ。   The said beam member is arrange | positioned so that it may be pinched | interposed into the adjacent peripheral part of the said weight body along the diagonal of the said holding member from the center part of the said weight body. The capacitance type sensor described. 前記電極の形状は、前記クローバ型に配置された前記重錘体の前記周辺部に相似形の形状であることを特徴とする請求項2又は3に記載の静電容量型センサ。   4. The capacitance type sensor according to claim 2, wherein the electrode has a shape similar to the peripheral portion of the weight body arranged in the clover type. 5. 前記信号演算部は、前記複数の電極うち、第1の電極からの出力信号をA、第2の電極からの出力信号をB、第3の電極からの出力信号をC、第4の電極の出力信号をDとしたときに、
前記第1の電極からの出力信号Aと前記第2の電極との出力信号Bとを加算する第1の加算器と、前記第3の電極からの出力信号Cと前記第4の電極との出力信号Dとを加算する第2の加算器とを備え、第1及び第2の加算器の出力信号の差分を演算する第1の演算増幅器からの出力信号(A+B)−(C+D)をX軸成分の角速度とし、
前記第4の電極からの出力信号Dと前記第1の電極との出力信号Aとを加算する第3の加算器と、前記第2の電極からの出力信号Bと前記第3の電極との出力信号Cとを加算する第4の加算器とを備え、第3及び第4の加算器の出力信号の差分を演算する第2の演算増幅器からの出力信号(D+A)−(B+C)をY軸成分の角速度とする
ことを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。
The signal calculation unit is configured such that, among the plurality of electrodes, the output signal from the first electrode is A, the output signal from the second electrode is B, the output signal from the third electrode is C, and the fourth electrode When the output signal is D,
A first adder that adds an output signal A from the first electrode and an output signal B from the second electrode; an output signal C from the third electrode; and the fourth electrode. An output signal (A + B) − (C + D) from a first operational amplifier that calculates the difference between the output signals of the first and second adders. The angular velocity of the axis component,
A third adder for adding an output signal D from the fourth electrode and an output signal A from the first electrode; an output signal B from the second electrode; and the third electrode. A fourth adder that adds the output signal C, and outputs the output signal (D + A) − (B + C) from the second operational amplifier that calculates the difference between the output signals of the third and fourth adders as Y The capacitive sensor according to claim 1, wherein the angular velocity is an axial component.
前記信号演算部は、前記複数の電極うち、第1の電極からの出力信号をA、第2の電極からの出力信号をB、第3の電極からの出力信号をC、第4の電極の出力信号をDとしたときに、
前記第1の電極からの出力信号Aと前記第3の電極との出力信号Cの差分を演算する第1の演算増幅器と、前記第2の電極からの出力信号Bと前記第4の電極との出力信号Dとの差分を演算する第2の演算増幅器と、前記第1及び第2の演算増幅器の出力信号を加算する加算器とを備え、該加算器からの出力信号(A+B)−(C+D)をX軸成分の角速度とし、
前記第1の電極からの出力信号Aと前記第2の電極との出力信号Bの差分を演算する第3の演算増幅器と、前記第3の電極からの出力信号Cと前記第4の電極との出力信号Dの差分を演算する第4の演算増幅器と、前記1及び第2の演算増幅器の出力信号の差分を演算する第5の演算増幅器とを備え、該第5の演算増幅器からの出力信号(D+A)−(B+C)をY軸成分の角速度とする
ことを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。
The signal calculation unit is configured such that, among the plurality of electrodes, the output signal from the first electrode is A, the output signal from the second electrode is B, the output signal from the third electrode is C, and the fourth electrode When the output signal is D,
A first operational amplifier for calculating a difference between an output signal A from the first electrode and an output signal C from the third electrode; an output signal B from the second electrode; and the fourth electrode; A second operational amplifier that computes the difference between the output signal D and an adder that adds the output signals of the first and second operational amplifiers, and an output signal (A + B) − ( C + D) is the angular velocity of the X-axis component,
A third operational amplifier that calculates a difference between an output signal A from the first electrode and an output signal B from the second electrode; an output signal C from the third electrode; and a fourth electrode; A fourth operational amplifier for computing the difference between the output signals D of the first and second operational amplifiers, and a fifth operational amplifier for computing the difference between the output signals of the first and second operational amplifiers. The signal (D + A) − (B + C) is an angular velocity of a Y-axis component. The capacitive sensor according to claim 1, wherein:
前記複数の電極に対向して前記重錘体を挟むようにさらに他の複数の電極が配置されたサンドイッチ構造を有することを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。   The capacitive sensor according to claim 1, further comprising a sandwich structure in which a plurality of other electrodes are arranged so as to face the plurality of electrodes so as to sandwich the weight body. 前記複数の他の電極の形状は、クローバ型に配置された前記重錘体の周辺部に相似形の形状であることを特徴とする請求項7に記載の静電容量型センサ。   8. The capacitive sensor according to claim 7, wherein the plurality of other electrodes have a shape similar to a peripheral portion of the weight body arranged in a clover shape.
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