JP2013096952A - ジャイロセンサー、電子機器、およびジャイロセンサーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るジャイロセンサー100は、駆動用バネ部114に接続されている駆動用支持部112を備えた駆動部110と、駆動用支持部112に検出バネ部124を介して接続されている検出用支持部122を備えた検出部120と、を含み、駆動用支持部112は第1軸(X軸)の方向に振動可能であり、検出用支持部122は第1軸(X軸)に直交する第2軸(Y軸)の方向に変位可能であり、駆動部110の共振周波数をf1とし、検出部120の共振周波数をf2とし、駆動用バネ部114の幅をw1とし、検出用バネ部124の幅をw2とすると、下記式(1)を満たす。
0.87(f2/f1)≦(w2/w1)≦1.13(f2/f1) ・・・ (1)
(ただし、w1≠w2、かつf1≠f2)
【選択図】図1
Description
本発明に係るジャイロセンサーは、
駆動用バネ部に接続されている駆動用支持部を備えた駆動部と、
前記駆動用支持部に検出バネ部を介して接続されている検出用支持部を備えた検出部と、
を含み、
前記駆動用支持部は第1軸の方向に振動可能であり、前記検出用支持部は前記第1軸に直交する第2軸の方向に変位可能であり、
前記駆動部の共振周波数をf1とし、前記検出部の共振周波数をf2とし、前記駆動用バネ部の幅をw1とし、前記検出用バネ部の幅をw2とすると、下記式(1)を満たす。
(ただし、w1≠w2、かつf1≠f2)
このようなジャイロセンサーによれば、離調周波数の変動を設定値の10%以内に抑えることができる。すなわち、駆動用バネ部の幅w1および検出用バネ部の幅w2の比を設定することにより、簡便に離調周波数を調整することができ、良好な感度特性および帯域特性を有することができる。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
下記式(2)を満たしてもよい。
このようなジャイロセンサーによれば、駆動用バネ部の幅w1および検出用バネ部の幅w2の寸法ずれ(加工プロセスのばらつき)が、離調周波数に及ぼす影響を抑制できる。したがって、このようなジャイロセンサーは、良好な感度特性および帯域特性を有することができる。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
前記駆動部の共振周波数f1と前記検出部の共振周波数f2との関係は、f1<f2であってもよい。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
前記駆動用バネ部および前記検出用バネ部は、ドライエッチング法により形成されてもよい。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
駆動用固定電極と、検出用固定電極と、をさらに含み、
前記駆動部は、前記駆動用支持部に接続されている駆動用可動電極を備え、
前記駆動用固定電極は、前記駆動用可動電極と対向して配置されており、
前記検出部は、前記検出用支持部に接続されている検出用可動電極を備え、
前記検出用固定電極は、前記検出用可動電極と対向して配置されていてもよい。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
前記駆動用支持部は、開口部を備え、
前記検出部は、前記開口部内に配置されていてもよい。
本発明に係るジャイロセンサーにおいて、
前記駆動部は、前記第1軸の方向に並んで配置された第1駆動部と第2駆動部とを含み、
前記検出部は、
前記第1駆動部に接続された第1検出部と、
前記第2駆動部に接続された第2検出部と、を含み、
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、前記第1軸に沿って互いに逆位相で振動してもよい。
本発明に係る電子機器は、
本発明に係るジャイロセンサーを含む。
本発明に係るジャイロセンサーの製造方法は、
基板をドライエッチング法により加工して、駆動用バネ部および前記駆動用バネ部に接続されている駆動用支持部を備えた駆動部と、前記駆動用支持部に接続されている検出バネ部および前記検出用バネ部に接続されている検出用支持部を備えた検出部と、を形成する工程を含み、
前記駆動用支持部は第1軸の方向に振動可能であり、前記検出用支持部は前記第1軸に直交する第2軸の方向に変位可能であり、
前記駆動部の共振周波数をf1とし、前記検出部の共振周波数をf2とし、前記駆動用バネ部の幅をw1とし、前記検出用バネ部の幅をw2とすると、下記式(1)を満たす。
(ただし、w1≠w2、かつf1≠f2)
このようなジャイロセンサーの製造方法によれば、良好な感度特性および帯域特性を有するジャイロセンサーを得ることができる。
本発明に係るジャイロセンサーの製造方法において、
前記ドライエッチング法は、フッ化炭素系ガスを用いた保護膜形成処理と、フッ化硫黄系のガスを用いたエッチング処理と、を交互に繰り返すボッシュ法であってもよい。
まず、本実施形態に係るジャイロセンサーについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るジャイロセンサー100を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図1では、互いに直交する3つの軸として、第1軸としてのX軸、第1軸に直交する第2軸としてのY軸、Z軸を図示している。
ジャイロセンサー100は、図1に示すように、振動系構造体104と、駆動用固定電極130と、検出用固定電極140と、固定部150と、を有することができる。
次に、ジャイロセンサー100の動作について説明する。図2〜図5は、本実施形態に係るジャイロセンサー100の動作を説明するための図である。なお、便宜上、図2〜図5では、ジャイロセンサー100の各部分を、簡略化して図示している。また、図2〜図5では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。
駆動部110の第1振動の共振周波数f1、検出部120の第2振動の共振周波数f2、駆動用バネ部114の幅w1、および検出用バネ部124の幅w2は、下記式(1)を満たす。さらに、より好ましくは、下記式(2)を満たす。ただし、式(1)および式(2)において、w1≠w2、かつf1≠f2である。
次に、実験例について説明する。なお、本発明は、以下の実験によって何ら限定されるものではない。
次に、本実施形態に係る電子デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図9は、本実施形態に係る電子デバイス200を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る電子デバイスは、本発明に係るジャイロセンサーを含む。以下では、本発明に係るジャイロセンサーとして、ジャイロセンサー100を含む電子デバイスについて、説明する。なお、便宜上、図9では、ジャイロセンサー100を簡略化して図示している。
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る電子デバイスを含む。以下では、本発明に係る電子デバイスとして、電子デバイス200を含む電子機器について、説明する。
32 キャビティー、100 ジャイロセンサー、104 振動系構造体、
106 第1振動体、108 第2振動体、110 駆動部、112 駆動用支持部、
112a 第1延在部、112b 第2延在部、113 開口部、
114 駆動用バネ部、116 駆動用可動電極、116a 突出部、120 検出部、
122 検出用支持部、122a 第3延在部、122b 第4延在部、
124 検出用バネ部、126 検出用可動電極、130 駆動用固定電極、
140 検出用固定電極、150 固定部、200 電子デバイス、
1100 パーソナルコンピューター、1102 キーボード、1104 本体部、
1106 表示ユニット、1108 表示部、1200 携帯電話機、
1202 操作ボタン、1204 受話口、1206 送話口、1208 表示部、
1300 デジタルスチルカメラ、1302 ケース、1304 受光ユニット、
1306 シャッターボタン、1308 メモリー、1310 表示部、
1312 ビデオ信号出力端子、1314 入出力端子、1430 テレビモニター、
1440 パーソナルコンピューター
Claims (10)
- 駆動用バネ部に接続されている駆動用支持部を備えた駆動部と、
前記駆動用支持部に検出バネ部を介して接続されている検出用支持部を備えた検出部と、
を含み、
前記駆動用支持部は第1軸の方向に振動可能であり、前記検出用支持部は前記第1軸に直交する第2軸の方向に変位可能であり、
前記駆動部の共振周波数をf1とし、前記検出部の共振周波数をf2とし、前記駆動用バネ部の幅をw1とし、前記検出用バネ部の幅をw2とすると、下記式(1)を満たす、ジャイロセンサー。
0.87(f2/f1)≦(w2/w1)≦1.13(f2/f1) ・・・ (1)
(ただし、w1≠w2、かつf1≠f2) - 請求項1において、
下記式(2)を満たす、ジャイロセンサー。
(w2/w1)=(f2/f1) ・・・ (2) - 請求項1または2において、
前記駆動部の共振周波数f1と前記検出部の共振周波数f2との関係は、f1<f2である、ジャイロセンサー。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記駆動用バネ部および前記検出用バネ部は、ドライエッチング法により形成された、ジャイロセンサー。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
駆動用固定電極と、検出用固定電極と、をさらに含み、
前記駆動部は、前記駆動用支持部に接続されている駆動用可動電極を備え、
前記駆動用固定電極は、前記駆動用可動電極と対向して配置されており、
前記検出部は、前記検出用支持部に接続されている検出用可動電極を備え、
前記検出用固定電極は、前記検出用可動電極と対向して配置されている、ジャイロセンサー。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記駆動用支持部は、開口部を備え、
前記検出部は、前記開口部内に配置されている、ジャイロセンサー。 - 請求項1ないし6のいずれか1項において、
前記駆動部は、前記第1軸の方向に並んで配置された第1駆動部と第2駆動部とを含み、
前記検出部は、
前記第1駆動部に接続された第1検出部と、
前記第2駆動部に接続された第2検出部と、を含み、
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、前記第1軸に沿って互いに逆位相で振動する、ジャイロセンサー。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のジャイロセンサーを含む、電子機器。
- 基板をドライエッチング法により加工して、駆動用バネ部および前記駆動用バネ部に接続されている駆動用支持部を備えた駆動部と、前記駆動用支持部に接続されている検出バネ部および前記検出用バネ部に接続されている検出用支持部を備えた検出部と、を形成する工程を含み、
前記駆動用支持部は第1軸の方向に振動可能であり、前記検出用支持部は前記第1軸に直交する第2軸の方向に変位可能であり、
前記駆動部の共振周波数をf1とし、前記検出部の共振周波数をf2とし、前記駆動用バネ部の幅をw1とし、前記検出用バネ部の幅をw2とすると、下記式(1)を満たす、ジャイロセンサーの製造方法。
0.87(f2/f1)≦(w2/w1)≦1.13(f2/f1) ・・・ (1)
(ただし、w1≠w2、かつf1≠f2) - 請求項9において、
前記ドライエッチング法は、フッ化炭素系ガスを用いた保護膜形成処理と、フッ化硫黄系のガスを用いたエッチング処理と、を交互に繰り返すボッシュ法である、ジャイロセンサーの製造方法。
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