JP2018080958A - Gyro sensor and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、3軸まわりの角速度を検出することが可能なジャイロセンサ及びこれを備えた電子機器に関する。 The present technology relates to a gyro sensor capable of detecting angular velocities around three axes and an electronic device including the gyro sensor.
現在、モバイル機器を中心として、人間の動作を検知するためのモーションセンサが広く用いられている。そのうち、角速度を検出するジャイロセンサは近年、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の進展によって小型化が進み、様々なタイプのデバイスが開発・商品化されている。 Currently, motion sensors for detecting human movement are widely used mainly in mobile devices. Among them, gyro sensors that detect angular velocities have recently been reduced in size due to progress in MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and various types of devices have been developed and commercialized.
例えば特許文献1には、3軸まわりの角速度を検出することが可能な角速度センサが開示されている。当該角速度センサは、主面を有する矩形環状のフレームと、フレームの四隅部からフレームの中心部に向かって突出する複数の振り子部と、フレームを主面に平行な面内で基本振動させる駆動部とを有する。そして当該角速度センサは、フレームの変形量に基づいて主面に垂直な軸まわりの角速度を検出し、主面と直交する方向への複数の振り子部の変形量に基づいて、主面に平行な2軸まわりの角速度を検出するように構成されている。
For example,
一方、MEMSプロセスで作製されるジャイロセンサにおいては、加工精度に起因する素子形状のバラツキあるいは非対称性等によって所望とする振動特性が得られない場合が多く、素子の作製後に振動部の振動調整を実施することが一般的である。例えば特許文献2には、振動子の所定部位にレーザ加工を施し、当該振動子を所望とする振動特性に調整する技術が開示されている。
On the other hand, in a gyro sensor manufactured by the MEMS process, desired vibration characteristics are often not obtained due to variation in element shape or asymmetry due to processing accuracy, and vibration adjustment of the vibration part is performed after the element is manufactured. It is common to implement. For example,
特許文献1に記載の多軸ジャイロセンサは、一つのセンサ素子に各検出軸に対応する複数の振動子を有する。このため、一の振動子の振動特性を調整すると他の振動子の振動特性が影響を受ける場合があり、各検出軸の振動子の振動特性を容易に調整することができないという問題がある。
The multi-axis gyro sensor described in
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、各検出軸について所望とする振動特性が得られるジャイロセンサ及びこれを備えた電子機器を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present technology is to provide a gyro sensor capable of obtaining a desired vibration characteristic for each detection axis, and an electronic apparatus including the gyro sensor.
本技術の一形態に係るジャイロセンサは、環状のフレームと、駆動部と、第1の検出部と、複数の振り子部と、第2の検出部と、第1の振動調整部とを具備する。
上記環状のフレームは、第1の主面と、上記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する。
上記駆動部は、上記第1の主面に設けられ、上記フレームを上記第1の主面に平行な面内で振動させる。
上記第1の検出部は、上記第1の主面に設けられ、上記フレームの上記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、上記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する。
上記複数の振り子部は、上記フレームに接続され、上記フレームの振動に同期して上記主面に平行な面内で振動する。
上記第2の検出部は、上記複数の振り子部に設けられ、上記複数の振り子部の上記第1の軸方向への変形量に基づいて、上記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する。
上記第1の振動調整部は、上記第2の主面であって上記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む。
A gyro sensor according to an aspect of the present technology includes an annular frame, a drive unit, a first detection unit, a plurality of pendulum units, a second detection unit, and a first vibration adjustment unit. .
The annular frame has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface.
The drive unit is provided on the first main surface and vibrates the frame in a plane parallel to the first main surface.
The first detection unit is provided on the first main surface, and is based on a deformation amount in a plane parallel to the first main surface of the frame and is orthogonal to the first main surface. Detect the angular velocity around the axis.
The plurality of pendulum portions are connected to the frame and vibrate in a plane parallel to the main surface in synchronization with the vibration of the frame.
The second detection unit is provided in the plurality of pendulum units, and based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction, an angular velocity about an axis orthogonal to the first axis is calculated. To detect.
The first vibration adjustment unit is provided on the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the second main surface, and includes a plurality of recesses.
上記ジャイロセンサにおいて、第1の振動調整部は、第1の軸まわりの角速度を検出するフレームの振動特性を調整するためのものである。第1の振動調整部をフレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けることで、フレームの振動特性だけでなく、フレームに同期して振動する複数の振り子部の振動特性をも協調して調整することが可能となる。これにより、各振り子部を個別に調整する場合と比較して、フレーム及び各振り子部の協調的な振動特性の調整が容易となり、各検出軸について所望とする振動特性を得ることができる。 In the gyro sensor, the first vibration adjusting unit is for adjusting the vibration characteristics of the frame that detects the angular velocity around the first axis. By providing the first vibration adjustment unit at the inner and outer peripheral edges of the frame, not only the vibration characteristics of the frame but also the vibration characteristics of a plurality of pendulum parts that vibrate in synchronization with the frame are adjusted in coordination. It becomes possible to do. Thereby, compared with the case where each pendulum part is adjusted individually, the coordinated vibration characteristic of a flame | frame and each pendulum part becomes easy, and the desired vibration characteristic about each detection axis can be obtained.
上記フレームは、第1の梁の組と、第2の梁の組と、複数の接続部とを有してもよい。上記第1の梁の組は、上記第1の軸と直交する第2の軸方向に延在し、上記第1の軸及び上記第2の軸と直交する第3の軸方向に相互に対向する。上記第2の梁の組は、上記第3の軸方向に延在し、上記第2の軸方向に相互に対向する。上記複数の接続部は、上記第1の梁と上記第2の梁との間を接続し、上記複数の振り子部の一端を支持する。
この場合、上記第1の振動調整部は、上記第1の梁の組及び上記第2の梁の組の少なくとも一方の組にそれぞれ設けられる。
The frame may include a first set of beams, a second set of beams, and a plurality of connecting portions. The first set of beams extends in a second axial direction orthogonal to the first axis, and faces each other in a third axial direction orthogonal to the first axis and the second axis. To do. The pair of second beams extends in the third axial direction and opposes each other in the second axial direction. The plurality of connection portions connect between the first beam and the second beam, and support one end of the plurality of pendulum portions.
In this case, the first vibration adjusting unit is provided in at least one of the first beam set and the second beam set.
上記ジャイロセンサは、第2の振動調整部をさらに具備してもよい。上記第2の振動調整部は、上記複数の振り子部それぞれ設けられ、複数の凹部を含む。
これにより、フレームだけでなく、各振り子部の振動特性を調整することができる。
The gyro sensor may further include a second vibration adjustment unit. The second vibration adjustment unit is provided with each of the plurality of pendulum units and includes a plurality of recesses.
Thereby, not only a frame but the vibration characteristic of each pendulum part can be adjusted.
上記第2の振動調整部は、上記複数の振り子部各々についてそれぞれ対応する箇所に設けられてもよい。
また、上記第2の振動調整部は、上記複数の振り子部各々の幅方向の中心に関して対称な位置に設けられてもよい。
さらに、上記第2の振動調整部は、上記複数の振り子部各々の長さ方向の中心に関して対称な3本以上の仮想線上に設けられてもよい。
これにより、複数の振り子部の振動調整を個々に行うことができるとともに、各振り子部の振動特性を協調的に調整することができる。
The second vibration adjustment unit may be provided at a location corresponding to each of the plurality of pendulum units.
In addition, the second vibration adjusting unit may be provided at a symmetrical position with respect to the center in the width direction of each of the plurality of pendulum units.
Furthermore, the second vibration adjusting unit may be provided on three or more virtual lines that are symmetrical with respect to the center in the length direction of each of the plurality of pendulum units.
Thereby, vibration adjustment of a plurality of pendulum parts can be performed individually, and vibration characteristics of each pendulum part can be adjusted cooperatively.
上記ジャイロセンサは、環状のベース部と、複数の連結部と、第3の振動調整部とをさらに具備してもよい。上記環状のベース部は、上記フレームの周囲に配置される。上記複数の連結部は、上記フレームと上記ベース部との間に設けられ、上記ベース部に対して上記フレームを振動可能に支持する。上記第3の振動調整部は、上記複数の連結部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む。 The gyro sensor may further include an annular base portion, a plurality of connecting portions, and a third vibration adjusting portion. The annular base portion is disposed around the frame. The plurality of connecting portions are provided between the frame and the base portion, and support the frame so as to vibrate with respect to the base portion. The third vibration adjustment unit is provided in each of the plurality of coupling units, and includes a plurality of recesses.
上記複数の凹部は、円形の開口部を有し、相互に間隔において配列されてもよい。
上記間隔は、上記開口部の開口径以上の大きさであってもよい。
The plurality of recesses may have circular openings and be arranged at intervals from each other.
The interval may be larger than the opening diameter of the opening.
本技術の一形態に係る電子機器は、ジャイロセンサを具備する。
上記ジャイロセンサは、環状のフレームと、駆動部と、第1の検出部と、複数の振り子部と、第2の検出部と、第1の振動調整部とを有する。
上記環状のフレームは、第1の主面と、上記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する。
上記駆動部は、上記第1の主面に設けられ、上記フレームを上記第1の主面に平行な面内で振動させる。
上記第1の検出部は、上記第1の主面に設けられ、上記フレームの上記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、上記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する。
上記複数の振り子部は、上記フレームに接続され、上記フレームの振動に同期して上記主面に平行な面内で振動する。
上記第2の検出部は、上記複数の振り子部に設けられ、上記複数の振り子部の上記第1の軸方向への変形量に基づいて、上記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する。
上記第1の振動調整部は、上記第2の主面であって上記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む。
An electronic apparatus according to an embodiment of the present technology includes a gyro sensor.
The gyro sensor includes an annular frame, a drive unit, a first detection unit, a plurality of pendulum units, a second detection unit, and a first vibration adjustment unit.
The annular frame has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface.
The drive unit is provided on the first main surface and vibrates the frame in a plane parallel to the first main surface.
The first detection unit is provided on the first main surface, and is based on a deformation amount in a plane parallel to the first main surface of the frame and is orthogonal to the first main surface. Detect the angular velocity around the axis.
The plurality of pendulum portions are connected to the frame and vibrate in a plane parallel to the main surface in synchronization with the vibration of the frame.
The second detection unit is provided in the plurality of pendulum units, and based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction, an angular velocity about an axis orthogonal to the first axis is calculated. To detect.
The first vibration adjustment unit is provided on the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the second main surface, and includes a plurality of recesses.
以上のように、本技術によれば、各検出軸について所望とする振動特性が得ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
As described above, according to the present technology, desired vibration characteristics can be obtained for each detection axis.
Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present technology will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は本技術の一実施形態に係るジャイロセンサ1を示す斜視図である。図において、X、Y及びZ軸は、相互に直交する3軸方向を示しており、X軸方向はジャイロセンサ1の縦方向、Y軸方向はその横方向、Z軸方向はその厚み方向にそれぞれ相当する(以下の各図においても同様とする)。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a
[ジャイロセンサ]
本実施形態のジャイロセンサ1は、センサ素子100と、コントローラ200とを備える。ジャイロセンサ1は、全体的に略直方体形状に形成された単一のパッケージ部品として構成され、センサ素子100がコントローラ200の上に実装されたCOC(Chip On Chip)構造を有する。ジャイロセンサ1は、例えば、縦及び横がそれぞれ約2mm、厚みが約0.7mmの寸法で構成される。
[Gyro sensor]
The
なお、上記の構成に限られず、ジャイロセンサ1は、センサ素子100とコントローラ200とを共通に支持する制御基板を別途備え、センサ素子100とコントローラ200とが当該制御基板を介して電気的に接続される構成であってもよい。
あるいは、センサ素子100とコントローラ200とを共通に支持するパッケージ基材を別途備え、センサ素子100とコントローラ200とが当該パッケージ基材を介して電気的に接続される構成であってもよい。
Note that the
Alternatively, a configuration may be adopted in which a package base material that supports the
センサ素子100は、角速度に関する信号を出力することが可能なジャイロセンサ素子として構成される。センサ素子100は、後述するように、SOI(Silicon On Insulator)基板を所定形状に微細加工することで形成されたMEMS(Micro Electro Mechanical System)構造を有する。
The
コントローラ200は、典型的には、IC(Integrated Circuit)チップ等の回路素子で構成される。コントローラ200は、センサ素子100を駆動するとともに、センサ素子100の出力から角速度信号を演算する機能を有する。コントローラ200の上面210には、センサ素子100と電気的に接続される複数の内部接続端子が設けられており、コントローラ200の下面220には、図示しない制御基板(配線基板)に電気的に接続される外部接続端子が設けられている。
The
ジャイロセンサ1は、センサ素子100を被覆する被覆部300をさらに備える。被覆部300は、コントローラ200の上面210に取り付けられ、外部からセンサ素子100を遮蔽することが可能に構成される。
The
被覆部300は、金属等の導電性材料で構成されてもよいし、合成樹脂材料等の電気絶縁性材料で構成されてもよい。被覆部300は、ジャイロセンサ1内部への異物の侵入を防止するカバーとして機能する。また、被覆部300は、導電性材料で構成される場合には、例えばコントローラ200のグランド端子に電気的に接続されることで、センサ素子100の電磁シールドとして機能する。
The covering
ジャイロセンサ1は、コントローラ200の下面220に設けられた外部接続端子を介して図示しない電子機器の制御基板に搭載される。電子機器としては、例えば、ビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、更にはヘッドマウントディスプレイ等のウェアラブル機器が挙げられる。
The
[センサ素子の基本構成]
続いて、センサ素子100の詳細について説明する。図2は、センサ素子100の一構成例を示す概略斜視図であり、コントローラ200に対向する素子の裏面(第1の主面)側を示している。
[Basic configuration of sensor element]
Next, details of the
センサ素子100は、単結晶シリコン(Si)を含む材料で構成される。例えば、センサ素子100は、2枚のシリコン基板を貼り合わせたSOI基板に微細加工を施すことで形成され、活性層W1と、支持層W2と、接合層(BOX(Buried-Oxide)層)W3とを有する。活性層W1及び支持層W2はシリコン基板で構成され、接合層W3はシリコン酸化膜で構成される。
The
センサ素子100は、振動子本体101と、枠体102とを有する。振動子本体101及び枠体102は、活性層W1を所定形状に微細加工することで形成される。支持層W2及び接合層W3は、活性層W1の周囲に枠状に形成される。活性層W1、支持層W2及び接合層W3の厚みはそれぞれ、例えば、約40μm、約300μm及び約1μmとされる。
The
[振動子本体]
図3は、振動子本体101の構成を模式的に示す平面図である。振動子本体101は、環状のフレーム10と、複数の振り子部21a,21b,21c,21dとを有する。
[Transducer body]
FIG. 3 is a plan view schematically showing the configuration of the
(フレーム)
フレーム10は、X軸(第2の軸)方向に横方向、Y軸(第3の軸)方向に縦方向、Z軸(第1の軸)方向に厚み方向を有する。フレーム10は、Z軸に垂直な主面10s1(第1の主面)を有する。フレーム10の各辺は、振動梁として機能し、第1の梁11a,11bの組と、第2の梁12a,12bの組とを含む。
(flame)
The
第1の梁11a,11bの組は、図3においてX軸方向に平行に延在しY軸方向に相互に対向する一組の対辺で構成される。第2の梁12a,12bの組は、Y軸方向に延在しX軸方向に相互に対向する他の一組の対辺で構成される。各梁11a,11b,12a,12bは、それぞれ同一の長さ、幅及び厚みを有しており、各梁の長手方向に垂直な断面は、略矩形に形成される。
The pair of
フレーム10の大きさは特に限定されず、例えば、フレーム10の一辺の長さは1000〜4000μm、フレーム10の厚みは10〜200μm、梁11a,11b,12a,12bの幅は50〜200μmである。
The size of the
フレーム10の四隅に相当する部位には、第1の梁11a,11bの組と第2の梁12a,12bの組との間を接続する複数(本例では4つ)の接続部13a,13b,13c,13dがそれぞれ形成されている。第1の梁11a,11bの組及び第2の梁12a,12bの組の両端は、接続部13a〜13dによって支持される。すなわち、各梁11a,11b,12a,12bは、接続部13a〜13dによって両端が支持された振動梁として機能する。
At portions corresponding to the four corners of the
(振り子部)
振動子本体101は、片持ち梁構造の複数(本例では4つ)の振り子部21a,21b,21c,21dを有する。
(Pendulum part)
The vibrator
振り子部21a,21c(一対の第1の振り子部)は、相互に対角関係にある一組の接続部13a,13cにそれぞれ形成されており、その対角線方向(主面10s1に平行な面内でX軸及びY軸方向と交差する第4の軸方向)に沿ってフレーム10の内側に延在している。振り子部21a,21cのそれぞれの一端は接続部13a,13cに支持され、フレーム10の中心に向かって突出し、それぞれの他端は、フレーム10の中央付近において相互に対向している。
The
振り子部21b,21d(一対の第2の振り子部)は、相互に対角関係にある他の一組の接続部13b,13dにそれぞれ形成されており、その対角線方向(主面10s1に平行な面内でX軸、Y軸及び上記第4の軸方向と交差する第5の軸方向)に沿ってフレーム10の内側に延在している。振り子部21b,21dのそれぞれの一端は、接続部13b,13dに支持され、フレーム10の中心に向かって突出し、それぞれの他端は、フレーム10の中央付近において相互に対向している。
The
振り子部21a〜21dは、それぞれ典型的には同一の形状及び大きさを有しており、フレーム10の外形加工の際に同時に形成される。振り子部21a〜21dの形状、大きさは特に限定されず、全てが同一の形状等で形成されていなくてもよい。
Each of the
[枠体]
図2に示すように、枠体102は、振動子本体101の周囲に配置された環状のベース部81と、振動子本体101とベース部81との間に配置された複数の連結部82とを有する。
[Frame]
As shown in FIG. 2, the
(ベース部)
ベース部81は、振動子本体101の外側を囲む四角形状の枠体で構成されている。ベース部81は、フレーム10の主面10s1と同一の平面上に形成された矩形環状の主面81sを有し、その主面81s上には、コントローラ200(図1参照)に対して電気的に接続される複数の端子部(電極パッド)810が設けられている。主面81sの反対側の面(第2の主面)は、接合層W3を介して支持層W2に接合される。支持層W2は、ベース部81と同様の枠体で構成され、ベース部81を部分的に支持する。
(Base part)
The
コントローラ200は、後述するように、センサ素子100を駆動し、かつ、センサ素子100の出力を処理して各軸まわりの角速度を検出する制御回路で構成される。各端子部810は、図示しないバンプを介してコントローラ200に(あるいはコントローラ200が搭載された制御基板上に)電気的かつ機械的に接続される。
As will be described later, the
(連結部)
連結部82は、ベース部81に対して振動子本体101を振動可能に支持する複数の連結部82a,82b,82c,82dを含む。各連結部82a〜82dは、フレーム10の各接続部13a〜13dからベース部81に向かって延びる。連結部82a〜82dは、振動子本体101に接続される第1の端部821と、ベース部81に接続される第2の端部822とをそれぞれ有し、フレーム10の振動を受けて、主としてXY平面内において変形可能に構成される。すなわち連結部82a〜82dは、振動子本体101を振動可能に支持するサスペンションとして機能する。
(Connecting part)
The connecting
連結部82a〜82dは、フレーム10の主面10s1及びベース部81の主面81sと平行な主面82sをそれぞれ有し、典型的には、主面82sは、上記各主面10s1,81sと同一の平面で構成される。すなわち本実施形態の連結部82a〜82dは、振動子本体101を構成するシリコン基板と同一のシリコン基板で構成されている。
The connecting
連結部82a〜82dは、典型的には、X軸及びY軸に関して対称な形状に形成される。これにより、XY平面内におけるフレーム10の変形方向が等方的となり、フレーム10にねじれ等を生じさせることなく、各軸まわりの高精度な角速度検出が可能となる。
The connecting
連結部82a〜82dの形状は、直線的なものであってもよいし、非直線的なものであってもよい。本実施形態において連結部82a〜82dは、図2に示すように、振動子本体101とベース部81との間において延出方向が略180°反転する転回部820をそれぞれ有する。このように各連結部82a〜82dの延在長を大きくすることで、振動子本体101の振動を阻害することなく、振動子本体101を支持することが可能となる。さらに、外部からの振動(衝撃)を振動子本体101に伝達させないという効果も得られる。
The shapes of the connecting
[圧電駆動部]
センサ素子100は、フレーム10をその主面10s1に平行なXY平面内で振動させる複数の圧電駆動部を有する。
[Piezoelectric drive unit]
The
複数の圧電駆動部は、図3に示すように、第1の梁11a,11bの組の主面10sにそれぞれ設けられた一対の第1の圧電駆動部31と、第2の梁12a,12bの組の主面10s1にそれぞれ設けられた一対の第2の圧電駆動部32とを含む。第1及び第2の圧電駆動部31,32は、入力電圧に応じて機械的に変形し、その変形の駆動力で梁11a,11b,12a,12bを振動させる。変形の方向は、入力電圧の極性で制御される。
As shown in FIG. 3, the plurality of piezoelectric driving units include a pair of first
第1及び第2の圧電駆動部31,32は、梁11a,11b,12a,12bの上面(主面10s1)であって、それらの軸線に平行にそれぞれ直線的に形成されている。図3においては、理解を容易にするため、第1及び第2の圧電駆動部31,32をそれぞれ異なるハッチングで示す。第1の圧電駆動部31は、第1の梁11a,11bの組の外縁側に配置され、第2の圧電駆動部32は、第2の梁12a,12bの組の外縁側に配置されている。
The first and second
第1及び第2の圧電駆動部31,32は、それぞれ同一の構成を有している。各圧電駆動部はそれぞれ、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層構造を有する。上部電極層は、第1の圧電駆動部31にあっては第1の駆動用電極(D1)に相当し、第2の圧電駆動部32にあっては第2の駆動用電極(D2)に相当する。一方、下部電極層は、第1の圧電駆動部31にあっては第2の駆動用電極(D2)に相当し、第2の圧電駆動部32にあっては第1の駆動用電極(D1)に相当する。各圧電駆動層が形成される梁の表面(主面10s1)には、シリコン酸化膜等の絶縁膜が形成されている。
The first and second
圧電膜は、典型的には、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で構成される。圧電膜は、下部電極層と上部電極層との電位差に応じて伸縮するように分極配向されている。この際、上部電極層と下部電極層とに相互に逆位相の交流電圧が印加される。これにより、下部電極層を共通電極とする場合と比較して、約2倍の振幅で圧電膜を伸縮させることができる。 The piezoelectric film is typically composed of lead zirconate titanate (PZT). The piezoelectric film is polarized and oriented so as to expand and contract in accordance with the potential difference between the lower electrode layer and the upper electrode layer. At this time, AC voltages having opposite phases are applied to the upper electrode layer and the lower electrode layer. Thereby, compared with the case where a lower electrode layer is used as a common electrode, the piezoelectric film can be expanded and contracted with about twice the amplitude.
本実施形態では、第1の圧電駆動部31各々の上部電極層(第1の駆動用電極D1)には第1の駆動信号(G+)がそれぞれ入力され、これらの下部電極層(第2の駆動用電極D2)には、駆動信号(G+)とは差動(逆位相)の第2の駆動信号(G−)がそれぞれ入力されるように構成される。一方、第2の圧電駆動部32各々の上部電極層(第2の駆動用電極D2)には第2の駆動信号(G−)がそれぞれ入力され、これらの下部電極層(第1の駆動用電極D1)には第1の駆動信号(G+)がそれぞれ入力されるように構成される。
In the present embodiment, the first drive signal (G +) is input to the upper electrode layer (first drive electrode D1) of each of the first
(駆動原理)
第1の圧電駆動部31及び第2の圧電駆動部32には、一方が伸びたとき他方が縮むように相互に逆位相の電圧が印加される。これにより、第2の梁の組12a,12bは、両端が接続部13a〜13dに支持された状態でX軸方向に撓み変形を受け、XY平面内において双方が離間する方向と双方が近接する方向とに交互に振動する。第1の梁11a,11bの組も同様に、両端が接続部13a〜13dに支持された状態でY軸方向に撓み変形を受け、XY平面内において双方が離間する方向と双方が近接する方向とに交互に振動する。
(Drive principle)
The first
したがって、第1の梁11a,11bの組が相互に近接する方向に振動する場合は、第2の梁12a,12bの組は相互に離間する方向に振動し、第1の梁11a,11bの組が相互に離間する方向に振動する場合は、第2の梁12a,12bの組は相互に近接する方向に振動する。このとき、各梁11a,11b,12a,12bの中央部は、振動の腹を形成し、それらの両端部(接続部13a〜13d)は、振動の節(ノード)を形成する。このような振動モードを以下、フレーム10の基本振動と称する。
Therefore, when the set of the
梁11a,11b,12a,12bは、それらの共振周波数で駆動される。各梁11a,11b,12a,12bの共振周波数は、それらの形状、長さ等によって定められる。典型的には、梁11a,11b,12a,12bの共振周波数は、1〜100kHzの範囲で設定される。
The
図4は、フレーム10の基本振動の時間変化を示す模式図である。図3において「駆動信号1」は、第1の圧電駆動部31の上部電極(第1の駆動用電極D1)に印加される入力電圧の時間変化を示し、「駆動信号2」は、第2の圧電駆動部32の上部電極(第2の駆動用電極D2)に印加される入力電圧の時間変化を示す。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a time change of the fundamental vibration of the
図4に示すように、駆動信号1と駆動信号2とは相互に逆位相で変化する交流波形を有する。これによりフレーム10は、(a)、(b)、(c)、(d)、(a)、・・・の順に変化し、第1の梁11a,11bの組と第2の梁12a,12bの組とのうち、一方の組が近接したときは他方の組が離間し、上記一方の組が離間したときは上記他方の組が近接する振動モードで、フレーム10は振動する。
As shown in FIG. 4, the
上述したフレーム10の基本振動に伴って、振り子部21a〜21dもまた、フレーム10の振動に同期して、接続部13a〜13dを中心としてXY平面内でそれぞれ振動する(図3に示す矢印方向及び図4参照)。各振り子部21a〜21dの振動は、梁11a,11b,12a,12bの振動により励起される。この場合、振り子部21a,21cと振り子部21b,21dとは、XY平面内におけるアーム部分の支持点すなわち接続部13a〜13dからの左右の搖動方向において、相互に逆位相で振動(搖動)する。
Along with the basic vibration of the
以上のように、第1及び第2の駆動用電極D1,D2に対して相互に逆位相の交流電圧が印加されることで、フレーム10の各梁11a,11b,12a,12bは、図4に示した振動モードで振動する。このような基本振動を継続するフレーム10にZ軸まわりの角速度が作用すると、フレーム10の各点に当該角速度に起因するコリオリ力F0が作用することで、フレーム10は、例えば図5に模式的に示すようにXY平面内において歪むように変形する。したがって、このXY平面内におけるフレーム10の変形量を検出することで、フレーム10に作用したZ軸まわりの角速度の大きさ及び方向を検出することが可能となる。
As described above, the
[第1の圧電検出部]
センサ素子100は、図3に示すように、複数の第1の圧電検出部51a,51b,51c、51d(第1の検出部)をさらに有する。第1の圧電検出部51a〜51dは、フレーム10の主面10s1における変形量に基づいて、主面10s1に垂直なZ軸(第1の軸)まわりの角速度を検出する。第1の圧電検出部51a〜51dは、4つの接続部13a〜13dの主面10s1上にそれぞれ設けられた4つの圧電検出部を含む。
[First piezoelectric detector]
As shown in FIG. 3, the
第1の圧電検出部51a,51cは、対角関係にある一方の組の接続部13a,13cの周辺にそれぞれ形成されている。このうち一方の圧電検出部51aは、接続部13aから梁11a及び梁12aに沿って2方向に延びており、他方の圧電検出部51cは、接続部13cから梁11b及び梁12bに沿って2方向に延びている。
The first
同様に、第1の圧電検出部51b,51dは、対角関係にある他方の組の接続部13b,13dの周辺にそれぞれ形成されている。このうち一方の圧電検出部51bは、接続部13bから梁11b及び梁12aに沿って2方向に延びており、他方の圧電検出部51dは、接続部13dから梁11a及び梁12bに沿って2方向に延びている。
Similarly, the first
第1の圧電検出部51a〜51dは、第1及び第2の圧電駆動部31,32と同様の構成を有する。すなわち、第1の圧電検出部51a〜51dは、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成され、各梁11a,11b,12a,12bの機械的変形を電気信号に変換する機能を有する。第1の圧電検出部51a〜51dにおいて、各下部電極層は、グランド電位等の基準電位(Vref)に接続され、各上部電極層は、検出信号(z1,z2,z3,z4)をそれぞれ出力する第1の検出用電極(S1)を構成する。
The first
本実施形態において、フレーム10に設けられた第1の圧電検出部51a〜51d各々は、Z軸まわりの角速度情報を含む第1の検出信号を出力する複数の検出電極部(第1の検出電極)として機能する。
In the present embodiment, each of the first
図3に示す振動子本体101においては、Z軸まわりに角速度が作用した際、フレーム10の内角の大きさが図4及び図5に示したように周期的に変動する。このとき、対角関係にある一方の接続部13a,13cの組と他方の接続部13b,13dの組とでは内角の変動が相互に逆位相となる。したがって接続部13a上の圧電検出部51aの出力と接続部13c上の圧電検出部51cの出力とは原理的には同一であり、接続部13b上の圧電検出部51bの出力と接続部13d上の圧電検出部51dの出力とは原理的に同一である。そこで、2つの圧電検出部51a,51cの出力の和と2つの圧電検出部51b,51dの出力の和との差分を算出することにより、フレーム10に作用するZ軸まわりの角速度の大きさ及び方向が検出可能となる。
In the vibrator
[第2の圧電検出部]
一方、X軸まわりの角速度及びY軸まわりの角速度を検出する検出部として、センサ素子100は、図3に示すように、複数の第2の圧電検出部71a,71b,71c,71d(第2の検出部)を有する。第2の圧電検出部71a〜71dは、複数の振り子部21a〜21dのZ軸方向における変形量に基づいて、Z軸と直交する2軸方向(例えばX軸方向及びY軸方向)の角速度を検出する。第2の圧電検出部71a〜71dは、4つの振り子部21a〜21dにそれぞれ設けられた4つの圧電検出部を含む。
[Second piezoelectric detector]
On the other hand, as a detector that detects an angular velocity around the X axis and an angular velocity around the Y axis, the
第2の圧電検出部71a〜71dは、各振り子部21a〜21dの表面(主面10s1と同一の主面)であって、これらの軸心上に配置されている。第2の圧電検出部71a〜71dは、第1の圧電検出部51a〜51dと同様の構成を有し、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成され、各振り子部21a〜21dの機械的変形を電気信号に変換する機能を有する。第2の圧電検出部71a〜71dにおいて、各下部電極層は、グランド電位等の基準電位(Vref)に接続され、各上部電極層は、検出信号(xy1,xy2,xy3,xy4)をそれぞれ出力する第2の検出用電極(S2)を構成する。
The second
本実施形態において、振り子部21a〜21dに設けられた第2の圧電検出部71a〜71d各々は、X軸まわりの角速度情報及びY軸まわりの角速度情報を含む第2の検出信号及び第3の検出信号を出力する複数の検出電極部(第2の検出電極、第3の検出電極)として機能する。
In the present embodiment, each of the second
例えば、基本振動で振動するフレーム10にX軸まわりの角速度が作用すると、図6に模式的に示すように各振り子部21a〜21dにその瞬間での振動方向と直交する方向のコリオリ力F1がそれぞれ発生する。これにより、X軸方向に隣接する一方の振り子部21a,21dの組は、コリオリ力F1によりZ軸の正の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部71a,71dによって各々検出される。また、X軸方向に隣接する他方の振り子部21b,21cの組は、コリオリ力F1によりZ軸の負の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部71b,71cによって各々検出される。
For example, when an angular velocity around the X-axis acts on the
同様に、基本振動で振動するフレーム10にY軸まわりの角速度が作用すると、図7に模式的に示すように各振り子部21a〜21dにその瞬間での振動方向と直交する方向のコリオリ力F2がそれぞれ発生する。これにより、Y軸方向に隣接する一方の振り子部21a,21bの組は、コリオリ力F2によりZ軸の正の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部71a,71bによって各々検出される。また、Y軸方向に隣接する他方の振り子部21c,21dの組は、コリオリ力F2によりZ軸の負の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部71c,71dによって各々検出される。
Similarly, when an angular velocity around the Y-axis acts on the
X軸及びY軸に各々斜めに交差する方向の軸まわりに角速度が生じた場合にも、上述と同様な原理で角速度が検出される。すなわち、各振り子部21a〜21dは、当該角速度のX方向成分及びY方向成分に応じたコリオリ力によって変形し、それらの変形量が圧電検出部71a〜71dによって各々検出される。コントローラ200は、これら圧電検出部71a〜71dの出力に基づいて、X軸まわりの角速度及びY軸まわりの角速度をそれぞれ抽出する。これにより、XY平面に平行な任意の軸まわりの角速度を検出することが可能となる。
Even when an angular velocity is generated around an axis in a direction that obliquely intersects the X axis and the Y axis, the angular velocity is detected based on the same principle as described above. That is, each
[参照電極]
センサ素子100は、図3に示すように参照電極61を有する。参照電極61は、梁12a及び梁12b上に第2の圧電駆動部32と隣接して配置されている。参照電極61は、第1及び第2の圧電検出部51a〜51d、71a〜71dと同様の構成を有しており、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成され、梁12a,12bの機械的変形を電気信号に変換する機能を有する。下部電極層は、グランド電位等の基準電位に接続され、上部電極層は参照信号(FB信号)を出力する検出用電極として機能する。参照信号は、振動子100の振動状態を示す振動モニタ信号として用いられる。
[Reference electrode]
The
なお、参照電極61の形成に代えて、第1の圧電検出部51a〜51dの各出力の和信号を生成し、これを上記参照信号として用いることも可能である。
Instead of forming the
[コントローラ]
次に、コントローラ200の詳細について説明する。図8は、コントローラ200の構成を示すブロック図である。
[controller]
Next, details of the
コントローラ200は、自励発振回路201と、検出回路(演算回路203、検波回路204、平滑回路205)とを有する。自励発振回路201は、振動子本体101(フレーム10、振り子部21a〜21d)をXY平面内で振動させる駆動信号を生成する。検出回路は、振動子本体101から出力される検出信号(z1,z2,z3,z4,xy1,xy2,xy3,xy4)に基づいてX、Y及びZ軸まわりの角速度を生成し、出力する。
The
コントローラ200は、G+端子、G−端子、GFB端子、Gxy1端子、Gxy2端子、Gxy3端子、Gxy4端子、Gz1端子、Gz2端子、Gz3端子、Gz4端子及びVref端子を有する。
なお、Gz1端子及びGz3端子はそれぞれ共通の端子で構成されてもよく、Gz2端子及びGz4端子はそれぞれ共通の端子で構成されてもよい。この場合、Gz1端子及びGz3端子に接続される配線は途中で相互に一体化され、Gz2端子及びGz4端子に接続される配線は途中で相互に一体化される。
The
Note that the Gz1 terminal and the Gz3 terminal may be configured by a common terminal, and the Gz2 terminal and the Gz4 terminal may be configured by a common terminal. In this case, the wirings connected to the Gz1 terminal and the Gz3 terminal are integrated with each other on the way, and the wirings connected to the Gz2 terminal and the Gz4 terminal are integrated with each other on the way.
本実施形態において、G+端子は、第1の圧電駆動部31の上部電極層と第2の圧電駆動部32の下部電極層とにそれぞれ電気的に接続される。G−端子は、第1の圧電駆動部31の下部電極層と第2の圧電駆動部32の上部電極層(駆動用電極D2)とにそれぞれ電気的に接続される。GFB端子は、参照電極61の上部電極層にそれぞれ電気的に接続される。
In the present embodiment, the G + terminal is electrically connected to the upper electrode layer of the first
G+端子は、自励発振回路201の出力端に接続される。G−端子は、反転アンプ202を介して自励発振回路201の出力端に接続される。自励発振回路201は、第1及び第2の圧電駆動部31,32を駆動するための駆動信号(交流信号)を生成する。反転アンプ202は、自励発振回路201にて生成された駆動信号(第1の駆動信号G+)と同一の大きさで位相が180°反転した駆動信号(第2の駆動信号G−)を生成する。これにより、第1及び第2の圧電駆動部31,32は、相互に逆位相で伸縮される。なお、理解を容易にするため、図8において各圧電駆動部31,32の下部電極層とコントローラ200との間の結線は省略されている。
The G + terminal is connected to the output terminal of the self-
Gxy1端子、Gxy2端子、Gxy3端子及びGxy4端子は、第2の圧電検出部71a,71b,71c及び71dの上部電極層(第2の検出用電極S2)にそれぞれ電気的に接続される。Gz1端子、Gz2端子、Gz3端子及びGz4端子は、第1の圧電検出部51a,51b,51c及び51dの上部電極層(第1の検出用電極S1)にそれぞれ電気的に接続される。Vref端子は、参照電極61の下部電極層と、第1及び第2の圧電検出部51a〜51d、71a〜71dの下部電極層にそれぞれ電気的に接続される。
The Gxy1 terminal, the Gxy2 terminal, the Gxy3 terminal, and the Gxy4 terminal are electrically connected to the upper electrode layer (second detection electrode S2) of the second
GFB端子、Gxy1端子、Gxy2端子、Gxy3端子、Gxy4端子、Gz1端子、Gz2端子、Gz3端子及びGz4端子は、それぞれ演算回路203の入力端に接続される。演算回路203は、X軸まわりの角速度信号を生成するための第1の差分回路と、Y軸まわりの角速度信号を生成するための第2の差分回路と、Z軸まわりの角速度信号を生成するための第3の差分回路とを有する。
The GFB terminal, the Gxy1 terminal, the Gxy2 terminal, the Gxy3 terminal, the Gxy4 terminal, the Gz1 terminal, the Gz2 terminal, the Gz3 terminal, and the Gz4 terminal are each connected to the input terminal of the
第1の圧電検出部51a〜51dの出力をそれぞれz1〜z4、第2の圧電検出部71a〜71dの出力をそれぞれxy1〜xy4とする。このとき、上記第1の差分回路は、(xy1+xy2)−(xy3+xy4)を演算し、その演算値を検波回路204xへ出力する。上記第2の差分回路は、(xy1+xy4)−(xy2+xy3)を演算し、その演算値を検波回路204yへ出力する。そして、上記第3の差分回路は、(z1+z3)−(z2+z4)を演算し、その演算値を検波回路204zへ出力する。
Assume that the outputs of the first
検波回路204x,204y,204zは、自励発振回路201からの駆動信号の出力あるいは参照信号(FB)に同期して、上記差分信号を全波整流し、直流化する。平滑回路205x、205y、205zは、検波回路204x,204y,204zの出力を平滑化する。平滑回路205xから出力される直流電圧信号ωxは、X軸まわりの角速度の大きさ及び方向に関する情報を含み、平滑回路205yから出力される直流電圧信号ωyは、Y軸まわりの角速度の大きさ及び方向に関する情報を含む。同様に、平滑回路205zから出力される直流電圧信号ωzは、Z軸まわりの角速度の大きさ及び方向に関する情報を含む。すなわち、基準電位Vrefに対する上記直流電圧信号ωx、ωy、ωzの大きさが角速度の大きさに関する情報に相当し、当該直流電圧信号の極性が角速度の方向に関する情報に相当する。
The
[振動調整部]
上述のようにセンサ素子100は、圧電駆動部31,32により駆動されるフレーム10の基本振動に同期して、各振り子部21a〜21dもXY平面内で振動するように構成される(図4参照)。しかし、センサ素子100各部の機械加工精度や圧電膜等の各種機能膜のパターニング精度により所望とする面内の対称性が得られない場合がある。この場合、振り子部21a〜21dにXY平面に平行な面内における横共振振動(駆動モード)だけでなく、XY平面に交差する面外における縦共振振動(検出モード)が発生するおそれがある。その結果、角速度が生じていないにもかかわらず、振り子部21a〜21dの面外振動に伴う第2の圧電検出部71a〜71dの出力より有意の角速度信号が生成されてしまい、検出精度が低下する。
[Vibration adjuster]
As described above, the
そこで本実施形態のセンサ素子100は、駆動モードにおける各振り子部の面外振動(以下、不要振動ともいう)を抑えるための振動調整部VAを有する。以下、振動調整部VAの詳細について説明する。
Therefore, the
図9は、振動子本体101の第2の主面10s2の概略平面図である。第2の主面10s2は、図3に示す圧電駆動部31や圧電検出部51a〜51d、71a〜71dが形成される第1の主面10s1とは反対側の主面である。振動調整部VAは、振動子本体101の第2の主面10s2の所定領域に設けられる第1の振動調整部VA1と第2の振動調整部VA2とを有する。
FIG. 9 is a schematic plan view of the second
(第1の振動調整部)
第1の振動調整部VA1は、フレーム10を構成する第1の梁11a,11bおよび第2の梁12a,12b(以下、梁11a〜12bともいう)に設けられる。本実施形態において第1の振動調整部VA1は、フレーム10の第2の主面10s2であって、フレーム10の内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられる。第1の振動調整部VA1は、すべての梁11a〜12bに設けられるが、これに限られず、少なくとも1つの梁に設けられていればよい。
(First vibration adjustment unit)
The first vibration adjustment unit VA1 is provided on the
図10は、第1の振動調整部VA1の構成例を示す梁11a〜12bの要部平面図である。
FIG. 10 is a plan view of main parts of the
図10に示すように、第1の振動調整部VA1は複数の凹部91を含む。複数の凹部91は、梁11a〜12bの内周縁部及び外周縁部に沿う直線的な2つ基準線11v1,11v2上に間隔をあけて配列される。2つの基準線11v1,11v2は、梁11a〜12bの主面10s2上の中心線11cに関して対称な位置にそれぞれ設定される仮想線である。中心線11cは、梁11a〜12bの主面10s2の幅方向中心を通り、梁11a〜12bの長手方向に平行な仮想的な直線である。
As shown in FIG. 10, the first vibration adjustment unit VA <b> 1 includes a plurality of
梁11a,11bについて、第1の振動調整部VA1は、梁11a,11bのY軸方向に沿った振動特性を調整するためのものである。梁11a,11bの基準線11v1,11v2上の適宜の位置に適宜の個数の凹部91が設けられ、梁11a,11bの剛性が低下し、振動時の梁11a,11bのばね定数が低下することにより、梁11a,11bは、Y軸方向に沿って振動し易くなる。
梁12a,12bについても同様に、第1の振動調整部VA1によって、X軸方向に沿った振動特性が調整される。
For the
Similarly, with respect to the
以上のように、第1の振動調整部VA1は、各梁11a〜12bのXY平面内における面内振動を安定化させ、フレーム10を所定の基本振動で駆動させる。これにより、各振り子部21a〜21dの安定した面内振動が促進され、各振り子部21a〜21dの不要振動が抑制される。
As described above, the first vibration adjustment unit VA1 stabilizes the in-plane vibration in the XY plane of each
基準線11v1,11v2上に設けられる凹部91の数、部位等は、不要振動の種類に応じて異なり、典型的には、凹部91は、梁11a〜12bの中央部から外側に対称に設けられる。例えば梁12aの外周縁部に沿った基準線11v2上に設けられる凹部91の形成例を図11Aに示す。同図に示すように、凹部91は加工位置1から加工位置8にわたって、梁中央部から外側に向かって対象に設けられる。凹部91の加工位置に応じてフレーム10のY軸方向への振動時における不要振動(Null Y)の大きさは異なり、例えば図11Bに示すように加工位置に応じて当該不要振動の大きさが変化する(なお図11B中、加工位置0は、凹部無しの状態を意味する。図12B,13B,14Bにおいて同様)。
The number, part, and the like of the
一方、梁12aの内周縁部に沿った基準線11v1上への凹部91の形成位置と不要振動の大きさとの関係の一例を図12A,Bに示す。同図に示すように、凹部91の形成範囲が広くなるにつれて、Y軸方向への振動時における不要振動(Null Y)の大きさの変化が、図11Bの例と逆になる傾向にあることがわかる。この関係は、同じ基準線11v1(又は11v2)上への凹部形成においても、図中左側の梁12aと右側の梁12bとで同様な傾向を示す。
On the other hand, FIGS. 12A and 12B show an example of the relationship between the formation position of the
なお梁11a,11bに形成される凹部91もまた、上述と同様の作用を有する。梁11aの外周縁部に沿った基準線11v2上への凹部91の形成位置と不要振動の大きさとの関係の一例を図13A,Bに、梁11aの内周縁部に沿った基準線11v1上への凹部91の形成位置と不要振動の大きさとの関係の一例を図14A,Bに、それぞれ示す。
The
以上のように、不要振動に応じて梁11a〜12bの一部を加工することで、振動子全体のばね定数を調整し、振動モードを整えることができる。
As described above, by processing a part of the
第1の振動調整部VA1を構成する各凹部91は、典型的には、主面10s2に対するレーザ光の照射(レーザ加工法)によって形成される。凹部91の形状、大きさ、深さ等は特に限定されず、フレーム10の大きさや厚さ等によって適宜設定される。典型的には、凹部の開口形状は円形であり、その大きさ(開口径)は梁11a〜12bの幅の1/50〜1/3、深さは梁11a〜12bの厚みの1/150〜1/3の範囲とされる。
Each
凹部91の間隔(隣接する凹部91の中心間距離)は特に限定されず、等ピッチであってもよいし、不等ピッチであってもよい。梁の局所的な応力集中を防ぐため、凹部91どうしは重なり合わないのが好ましく、典型的には、凹部91の間隔は、凹部91の開口径以上とされる。
The interval between the recesses 91 (the distance between the centers of the adjacent recesses 91) is not particularly limited, and may be an equal pitch or an unequal pitch. In order to prevent local stress concentration of the beam, it is preferable that the
(第2の振動調整部)
第2の振動調整部VA2は、振り子部21a〜21dの振動特性を調整するためのものであり、振り子部21a〜21dの主面上に設けられ、典型的には、振り子部21a〜21dのアーム部上に設けられる。なお、振り子部21a〜21dの主面は、フレーム10の主面10s2と同一平面で構成されるため、同様に主面10s2と称する。
(Second vibration adjustment unit)
The second vibration adjustment unit VA2 is for adjusting the vibration characteristics of the
図15A〜Dは、第2の振動調整部VA2の代表的な形態を示す要部の概略平面図である。 15A to 15D are schematic plan views of the main part showing a typical form of the second vibration adjustment unit VA2.
図15A〜Dに示すように、第2の振動調整部VA2は複数の凹部92を含む。複数の凹部92は、振り子部21aの主面10s2の中心線20c上に、又は、振り子部21aのアーム部の両側縁に沿う主面10s2の直線的な2つの基準線20v1,20v2上に間隔をあけて配列される。2つの基準線20v1,20v2は、中心線20cに関して対称な位置にそれぞれ設定される仮想線である。中心線20cは、振り子部21aのアーム部の主面10s2の幅方向の中心を通り、当該アーム部の長手方向に平行な仮想的な直線である。
As shown in FIGS. 15A to 15D, the second vibration adjustment unit VA <b> 2 includes a plurality of
第2の振動調整部VA2は、振り子部21a〜21dの面内振動及び面外振動を調整するためのものである。典型的には、第2の振動調整部VA2は、各振り子部21a〜21dの駆動モード(横共振周波数)、検出モード(縦共振周波数)、離調度などの調整に用いられる。
The second vibration adjustment unit VA2 is for adjusting the in-plane vibration and the out-of-plane vibration of the
振り子部21a〜21dの面内振動を調整する場合には、図15Aに示すように、アーム部の中心線20cに対称な2つの基準線20v1,20v2上にレーザ光を照射して適宜の数、大きさの凹部92を形成する。これにより、振り子部21a〜21dのXY平面内における振動時のばね定数や振動質量が変化するため、振り子部21a〜21dを所望とする駆動周波数(横共振周波数)で振動させることができる。
When adjusting the in-plane vibrations of the
各基準線20v1,20v2上の凹部92は、中心線20cに関して対称な位置、大きさに設けられるのが好ましい。面内における対称性が維持されるため、面内振動特性の調整が容易となる。また、各基準線20v1,20v2上の凹部92は、各振り子部21a〜21dの対応する位置にそれぞれ共通に設けられることが好ましい。これにより、すべての振り子部21a〜21dの面内振動がより協調的に調整されるため、不要振動の発生が抑えられる。
The
一方、振り子部21a〜21dの面外振動を調整する場合には、図15Bに示すように、アーム部の中心線20c上にレーザ光を照射して適宜の数、大きさの凹部92を形成する。これにより、振り子部21a〜21dのXY平面に垂直な方向における振動時のばね定数が変化するため、振り子部21a〜21dを所望とする検出周波数(縦共振周波数)で振動させることができる。
On the other hand, when adjusting the out-of-plane vibration of the
図15Cは、中心線20cが2つの中心補助線20c1,20c2に分けて設定された例を示す模式図である。中心補助線20c1,20c2は、中心線20cに関して対称であり、かつ、中心線20cに近接して設定される仮想線である。これら中心補助線20c1,20c2に凹部92がそれぞれ設けられることにより、振り子部21a〜21dの縦共振周波数をより細かく調整することができる。
FIG. 15C is a schematic diagram illustrating an example in which the
図15Dは、振り子部21a〜21dの中心線20c(又は中心補助線20c1,20c2)及び基準線20v1,20v2上に凹部92が設けられた例を示す。この例によれば、振り子部21a〜21dの面内共振周波数と面外共振周波数とのより協調的な調整が可能となる。
FIG. 15D shows an example in which a
第2の振動調整部VA2を構成する各凹部92は、第1の振動調整部VA1を構成する凹部91と同様に方法、形態で構成される。凹部92の形状、大きさ、深さ等は特に限定されず、振り子部21a〜21の長さや厚さ等によって適宜設定される。凹部92の開口形状、大きさ(開口径)、深さ、間隔等は、凹部91と同様に設定することができる。
Each recessed
なお、以上の説明では、振り子部21a〜21dのアーム部上に第2の振動調整部VA2が設けられる例について説明したが、これに代えて又はこれに加えて、振り子部21a〜21dの先端の錘部にも当該振動調整部が設けられてもよい。また、凹部92が形成される基準線、中心補助線の数も特に限られず、中心線20cを含む3つ以上の仮想線であってもよい。
In the above description, the example in which the second vibration adjustment portion VA2 is provided on the arm portion of the
多軸まわりの角速度を検出することが可能な多軸ジャイロセンサにおいては、一つのセンサ素子に各検出軸に対応する複数の振動子が設けられているため、一の振動子の振動特性を調整すると他の振動子の振動特性に影響を及ぼし合い、各検出軸の振動子の振動特性を容易に調整することができないという問題があった。
しかしながら本実施形態のジャイロセンサ1(センサ素子100)によれば、複数の振動子(フレーム10、振り子部21a〜21d)の振動特性を協調的に調整することができるため、各検出軸の振動子を所望とする振動特性に容易に調整することができる。
In a multi-axis gyro sensor capable of detecting angular velocities around multiple axes, a single sensor element is provided with multiple transducers corresponding to each detection axis, so the vibration characteristics of one transducer can be adjusted. As a result, the vibration characteristics of the other vibrators are affected, and the vibration characteristics of the vibrators of the respective detection axes cannot be easily adjusted.
However, according to the gyro sensor 1 (sensor element 100) of the present embodiment, the vibration characteristics of the plurality of vibrators (the
また本実施形態によれば、第1及び第2の振動調整部VA1,VA2がセンサ素子100の第2の主面10s2に設けられるため、圧電駆動部31,32や圧電検出部51a〜51d、71a〜71d、参照電極61等の位置に依存することなく、振動特性の調整を行うことができる。
Further, according to the present embodiment, since the first and second vibration adjustment units VA1 and VA2 are provided on the second main surface 10s2 of the
<第2の実施形態>
続いて、本技術の第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Subsequently, a second embodiment of the present technology will be described.
図16は、本実施形態のジャイロセンサにおけるセンサ素子の構成を示す第1の主面10s1側の概略平面図である。図17は、当該センサ素子の第2の主面10s2側の概略平面図である。
以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
FIG. 16 is a schematic plan view of the first principal surface 10s1 side showing the configuration of the sensor element in the gyro sensor of the present embodiment. FIG. 17 is a schematic plan view of the sensor element on the second main surface 10s2 side.
Hereinafter, the configuration different from the first embodiment will be mainly described, and the same configuration as the first embodiment will be denoted by the same reference numeral, and the description thereof will be omitted or simplified.
本実施形態のセンサ素子150は、環状のフレーム110を有する。図16に示すフレーム110において、第1の梁11a,11bの組と第2の梁12a,12bの組は、各接続部13a〜13dを頂点とする正方形Sの内方側に突出する突出部pをそれぞれ有し、全体として弓形に形成されている。
The
第1の梁11a,11bの突出部pはそれぞれX軸方向に平行に形成され、Y軸方向に相互に対向している。第2の梁12a,12bの突出部pはそれぞれY軸方向に平行に形成され、X軸方向に相互に対向している。フレーム110及び振り子部21a〜21dの表面(第1の主面10s1)には、第1及び第2の圧電駆動部31,32、第1及び第2の圧電検出部51a〜51d,71a〜71d、参照電極61が設けられている。
The protrusions p of the
以上のように構成されるフレーム110においては、各梁11a,11b,12a,12bが弓形に形成されているため、フレームの占有面積が小さくなってもフレームを形成する各梁の長さは短くならず、振動モードの共振周波数は大きく変化しない。したがって例えばZ軸まわりに角速度が作用した際、図5に示したようなXY平面内における歪曲変形は阻害されないため、Z軸まわりの角速度検出感度を維持することができる。
In the
一方、フレーム110をベース部81へ連結する複数の連結部82a〜82dは、フレーム110に接続される第1の端部821と、ベース部81に接続される第2の端部822とを有する(図16において連結部82aについてのみ符示する)。
On the other hand, the plurality of connecting
連結部82a〜82dは、第1の反転部wa1,wb1,wc1,wd1及び第2の反転部wa2,wb2,wc2,wd2をそれぞれ有する。第1の反転部wa1〜wd1は、接続部13a〜13dに一端が連結され、X軸方向に略180°折り返された転回部823を有する。一方、第2の反転部wa2〜wd2は、第1の反転部wa1〜wd1の他端部に一端が接続され、Y軸方向に略180°折り返された転回部824を有する。第2の反転部wa2〜wd2の他端は、ベース部81に接続される。
The connecting
この際、第2の反転部wa2〜wd2は、図16に示すように、フレーム110の外形を形成する正方形Sの内方側に転回部822が入り込むように、第2の梁12a,12bの突出部pの外周側に向かって部分的に折り曲げられている。このように、連結部82a〜82dの少なくとも一部をフレーム110の外形に合わせて設計することで、ベース部81の大型化を招くことなく連結部82a〜82dの延在長を大きくすることができる。
At this time, as shown in FIG. 16, the second reversing portions wa <b> 2 to wd <b> 2 are formed on the
以上のように構成されるセンサ素子150は、振動調整部VAとして、第1の振動調整部VA1と、第2の振動調整部VA2と、第3の振動調整部VA3とを有する。
The
第1の振動調整部VA1は、フレーム110及び振り子部21a〜21dの不要振動を抑制するためのもので、第1の実施形態と同様に、フレーム110を構成する各梁11a,11b,12a,12bの第2の主面10s2に設けられる(図17参照)。
第2の振動調整部VA2は、振り子部21a〜21dの面内振動及び面外振動を調整するためのもので、第1の実施形態と同様に、各振り子部21a〜21dの第2の主面10s2に設けられる(図17参照)。
そして、第3の振動調整部VA3は、フレーム110の不要振動及び横共振周波数あるいは離調度を調整するためのもので、複数の連結部82a〜82dの第2の主面10s2に設けられている。
The first vibration adjustment unit VA1 is for suppressing unnecessary vibrations of the
The second vibration adjustment unit VA2 is for adjusting the in-plane vibration and the out-of-plane vibration of the
The third vibration adjustment unit VA3 is for adjusting unnecessary vibration and lateral resonance frequency or detuning degree of the
本実施形態において第3の振動調整部VA3は、図17に示すように、連結部82a〜82dのうち、第1の反転部wa1〜wd1及び第2の反転部wa2〜wd2(図16参照。以下、反転部wa1〜wd2ともいう)の長手方向の両側縁部にそれぞれ設けられる。第3の振動調整部VA3は、第1の実施形態と同様に複数の凹部を含み、これら複数の凹部により連結部82a〜82dの所定領域の機械的剛性(ばね定数)を変化させることで、振動特性を調整する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the third vibration adjustment unit VA3 includes first inversion units wa1 to wd1 and second inversion units wa2 to wd2 (see FIG. 16) among the
上記複数の凹部は、反転部wa1〜wd2の内周縁部及び外周縁部に沿う直線的な2つ基準線上に間隔をあけて配列される。2つの基準線は、反転部wa1〜wd2の主面10s2上の中心線に関して対称な位置にそれぞれ設定される仮想線である。当該中心線11cは、反転部wa1〜wd2の主面10s2の幅方向中心を通り、反転部wa1〜wd2の長手方向に平行な仮想的な直線である。
The plurality of recesses are arranged at intervals on two linear reference lines along the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the reversing parts wa1 to wd2. The two reference lines are virtual lines that are respectively set at symmetrical positions with respect to the center line on the main surface 10s2 of the reversing portions wa1 to wd2. The
以上のように、第3の振動調整部VA3は、反転部wa1〜wd2のXY平面内における面内振動を調整し、これによりフレーム110の面外振動(不要振動)を抑制する。また、第3の振動調整部VA3は、反転部wa1〜wd2のXY平面内における面内振動を調整し、これによりフレーム110の横共振周波数あるいは離調度を調整することができる。
As described above, the third vibration adjustment unit VA3 adjusts the in-plane vibration in the XY plane of the reversing units wa1 to wd2, thereby suppressing the out-of-plane vibration (unnecessary vibration) of the
ここで、第3の振動調整部VA3は、複数の連結部82a〜82d各々について互いに対称に形成されることが好ましい。例えば、各反転部wa1〜wd2に設けられる凹部の位置、数、大きさ、間隔等は、対応する他の連結部の反転部と同一となるように形成される。これによりフレーム110を中心とするセンサ素子150の面内において対称な振動特性を得ることができるため、不要振動の発生を効果的に抑制することができる。
Here, it is preferable that the third vibration adjustment unit VA3 is formed symmetrically with respect to each of the plurality of
なお本実施形態において、第3の振動調整部VA3は、各連結部82a〜82dの第1及び第2の反転部wa1〜wd2に設けられたが、これに代えて、第1の反転部wa1〜wd1及び第2の反転部wa2〜wd2のいずれか一方に設けられてもよい。あるいは、第3の振動調整部VA3は、反転部以外の他の領域に設けられてもよい。
In the present embodiment, the third vibration adjustment unit VA3 is provided in the first and second inversion units wa1 to wd2 of the
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this technique was described, this technique is not limited only to the above-mentioned embodiment, Of course, a various change can be added.
例えば以上の実施形態では、第1〜第3の振動調整部VA1〜VA3がそれぞれ円形の開口形状を有する複数の凹部91,92で構成されたが、各凹部の形状は円形に限られず、溝状あるいはストライプ状のものが少なくとも一部に含まれてもよい。
For example, in the above embodiment, the first to third vibration adjustment portions VA1 to VA3 are each configured by the plurality of
また、上記各凹部は主面10s2の面内にのみ形成される場合に限られず、主面10s23に加えて、主面10s2を少なくとも一部に含む稜線上にも設けられてもよい。 Each of the recesses is not limited to being formed only in the surface of the main surface 10s2, and may be provided on a ridge line including at least a portion of the main surface 10s2 in addition to the main surface 10s23.
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1) 第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する環状のフレームと、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームを前記第1の主面に平行な面内で振動させる駆動部と、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームの前記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、前記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する第1の検出部と、
前記フレームに接続され、前記フレームの振動に同期して前記主面に平行な面内で振動する複数の振り子部と、
前記複数の振り子部に設けられ、前記複数の振り子部の前記第1の軸方向への変形量に基づいて、前記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する第2の検出部と、
前記第2の主面であって前記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第1の振動調整部と
を具備するジャイロセンサ。
(2)上記(1)に記載のジャイロセンサであって、
前記フレームは、前記第1の軸と直交する第2の軸方向に延在し、前記第1の軸及び前記第2の軸と直交する第3の軸方向に相互に対向する第1の梁の組と、前記第3の軸方向に延在し前記第2の軸方向に相互に対向する第2の梁の組と、前記第1の梁と前記第2の梁との間を接続し、前記複数の振り子部の一端を支持する複数の接続部とを有し、
前記第1の振動調整部は、前記第1の梁の組及び前記第2の梁の組の少なくとも一方の組にそれぞれ設けられる
ジャイロセンサ。
(3)上記(1)又は(2)に記載のジャイロセンサであって、
前記複数の振り子部それぞれ設けられ、複数の凹部を含む第2の振動調整部をさらに具備する
ジャイロセンサ。
(4)上記(3)に記載のジャイロセンサであって、
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々についてそれぞれ対応する箇所に設けられる
ジャイロセンサ。
(5)上記(3)又は(4)に記載のジャイロセンサであって、
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々の幅方向の中心に関して対称な位置に設けられる
ジャイロセンサ。
(6)上記(3)〜(6)のいずれか1つに記載のジャイロセンサであって、
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々の長さ方向の中心に関して対称な3本以上の仮想線上に設けられる
ジャイロセンサ。
(7)上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載のジャイロセンサであって、
前記フレームの周囲に配置された環状のベース部と、
前記フレームと前記ベース部との間に設けられ、前記ベース部に対して前記フレームを振動可能に支持する複数の連結部と、
前記複数の連結部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第3の振動調整部と
をさらに具備するジャイロセンサ。
(8)上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載のジャイロセンサであって、
前記複数の凹部は、円形の開口部を有し、相互に間隔において配列される
ジャイロセンサ。
(9)上記(8)に記載のジャイロセンサであって、
前記間隔は、前記開口部の開口径以上の大きさである
ジャイロセンサ。
(10) 第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する環状のフレームと、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームを前記第1の主面に平行な面内で振動させる駆動部と、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームの前記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、前記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する第1の検出部と、
前記フレームに接続され、前記フレームの振動に同期して前記主面に平行な面内で振動する複数の振り子部と、
前記複数の振り子部に設けられ、前記複数の振り子部の前記第1の軸方向への変形量に基づいて、前記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する第2の検出部と、
前記第2の主面であって前記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第1の振動調整部と
を有するジャイロセンサ
を具備する電子機器。
In addition, this technique can also take the following structures.
(1) an annular frame having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A drive unit provided on the first main surface and configured to vibrate the frame in a plane parallel to the first main surface;
An angular velocity around a first axis orthogonal to the first main surface is detected based on a deformation amount provided in the first main surface and parallel to the first main surface of the frame. A first detection unit;
A plurality of pendulum parts connected to the frame and vibrating in a plane parallel to the main surface in synchronization with the vibration of the frame;
A second detection unit that is provided in the plurality of pendulum units and detects an angular velocity around an axis orthogonal to the first axis based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction; ,
A gyro sensor comprising: a first vibration adjustment unit that is provided on each of the second main surface and the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the frame and includes a plurality of concave portions.
(2) The gyro sensor according to (1) above,
The frame extends in a second axial direction orthogonal to the first axis and is opposed to each other in a third axial direction orthogonal to the first axis and the second axis. A pair of second beams extending in the third axial direction and facing each other in the second axial direction, and the first beam and the second beam. A plurality of connection parts for supporting one end of the plurality of pendulum parts,
The first vibration adjusting unit is provided in each of at least one of the first beam set and the second beam set.
(3) The gyro sensor according to (1) or (2) above,
A gyro sensor further comprising a second vibration adjustment unit provided with each of the plurality of pendulum units and including a plurality of recesses.
(4) The gyro sensor according to (3) above,
The second vibration adjustment unit is provided at a corresponding location for each of the plurality of pendulum units.
(5) The gyro sensor according to (3) or (4) above,
The second vibration adjustment unit is provided at a position symmetrical with respect to the center in the width direction of each of the plurality of pendulum units.
(6) The gyro sensor according to any one of (3) to (6) above,
The second vibration adjustment unit is provided on three or more virtual lines that are symmetrical with respect to the center in the length direction of each of the plurality of pendulum units.
(7) The gyro sensor according to any one of (1) to (6) above,
An annular base disposed around the frame;
A plurality of connecting portions that are provided between the frame and the base portion and support the frame so as to vibrate with respect to the base portion;
A gyro sensor further comprising: a third vibration adjusting unit that is provided in each of the plurality of connecting portions and includes a plurality of concave portions.
(8) The gyro sensor according to any one of (1) to (7) above,
The plurality of recesses have circular openings and are arranged at intervals from each other.
(9) The gyro sensor according to (8) above,
The said space | interval is a magnitude | size beyond the opening diameter of the said opening part.
(10) an annular frame having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A drive unit provided on the first main surface and configured to vibrate the frame in a plane parallel to the first main surface;
An angular velocity around a first axis orthogonal to the first main surface is detected based on a deformation amount provided in the first main surface and parallel to the first main surface of the frame. A first detection unit;
A plurality of pendulum parts connected to the frame and vibrating in a plane parallel to the main surface in synchronization with the vibration of the frame;
A second detection unit that is provided in the plurality of pendulum units and detects an angular velocity around an axis orthogonal to the first axis based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction; ,
An electronic apparatus comprising: a gyro sensor having a first vibration adjustment unit that is provided on each of the second main surface and the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the frame and includes a plurality of recesses.
1…ジャイロセンサ
10,110…フレーム
10s1…第1の主面
10s2…第2の主面
11a,11b,12a,12b…梁
13a〜13d…接続部
21a〜21d…振り子部
31,32…圧電駆動部
51a〜51d…第1の圧電検出部
71a〜71d…第2の圧電検出部
91,92…凹部
100,150…センサ素子
101…振動子本体
200…コントローラ
VA1…第1の振動調整部
VA2…第2の振動調整部
VA3…第3の振動調整部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1の主面に設けられ、前記フレームを前記第1の主面に平行な面内で振動させる駆動部と、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームの前記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、前記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する第1の検出部と、
前記フレームに接続され、前記フレームの振動に同期して前記第1の主面に平行な面内で振動する複数の振り子部と、
前記複数の振り子部に設けられ、前記複数の振り子部の前記第1の軸方向への変形量に基づいて、前記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する第2の検出部と、
前記第2の主面であって前記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第1の振動調整部と
を具備するジャイロセンサ。 An annular frame having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A drive unit provided on the first main surface and configured to vibrate the frame in a plane parallel to the first main surface;
An angular velocity around a first axis orthogonal to the first main surface is detected based on a deformation amount provided in the first main surface and parallel to the first main surface of the frame. A first detection unit;
A plurality of pendulum parts connected to the frame and vibrating in a plane parallel to the first main surface in synchronization with the vibration of the frame;
A second detection unit that is provided in the plurality of pendulum units and detects an angular velocity around an axis orthogonal to the first axis based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction; ,
A gyro sensor comprising: a first vibration adjustment unit that is provided on each of the second main surface and the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the frame and includes a plurality of concave portions.
前記フレームは、前記第1の軸と直交する第2の軸方向に延在し、前記第1の軸及び前記第2の軸と直交する第3の軸方向に相互に対向する第1の梁の組と、前記第3の軸方向に延在し前記第2の軸方向に相互に対向する第2の梁の組と、前記第1の梁と前記第2の梁との間を接続し、前記複数の振り子部の一端を支持する複数の接続部とを有し、
前記第1の振動調整部は、前記第1の梁の組及び前記第2の梁の組の少なくとも一方の組にそれぞれ設けられる
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 1,
The frame extends in a second axial direction orthogonal to the first axis and is opposed to each other in a third axial direction orthogonal to the first axis and the second axis. A pair of second beams extending in the third axial direction and facing each other in the second axial direction, and the first beam and the second beam. A plurality of connection parts for supporting one end of the plurality of pendulum parts,
The first vibration adjusting unit is provided in each of at least one of the first beam set and the second beam set.
前記複数の振り子部それぞれ設けられ、複数の凹部を含む第2の振動調整部をさらに具備する
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 1,
A gyro sensor further comprising a second vibration adjustment unit provided with each of the plurality of pendulum units and including a plurality of recesses.
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々についてそれぞれ対応する箇所に設けられる
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 3,
The second vibration adjustment unit is provided at a corresponding location for each of the plurality of pendulum units.
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々の幅方向の中心に関して対称な位置に設けられる
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 3,
The second vibration adjustment unit is provided at a position symmetrical with respect to the center in the width direction of each of the plurality of pendulum units.
前記第2の振動調整部は、前記複数の振り子部各々の長さ方向の中心に関して対称な3本以上の仮想線上に設けられる
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 3,
The second vibration adjustment unit is provided on three or more virtual lines that are symmetrical with respect to the center in the length direction of each of the plurality of pendulum units.
前記フレームの周囲に配置された環状のベース部と、
前記フレームと前記ベース部との間に設けられ、前記ベース部に対して前記フレームを振動可能に支持する複数の連結部と、
前記複数の連結部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第3の振動調整部と
をさらに具備するジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 1,
An annular base disposed around the frame;
A plurality of connecting portions that are provided between the frame and the base portion and support the frame so as to vibrate with respect to the base portion;
A gyro sensor further comprising: a third vibration adjusting unit that is provided in each of the plurality of connecting portions and includes a plurality of concave portions.
前記複数の凹部は、円形の開口部を有し、相互に間隔において配列される
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 1,
The plurality of recesses have circular openings and are arranged at intervals from each other.
前記間隔は、前記開口部の開口径以上の大きさである
ジャイロセンサ。 The gyro sensor according to claim 8, wherein
The said space | interval is a magnitude | size beyond the opening diameter of the said opening part.
前記第1の主面に設けられ、前記フレームを前記第1の主面に平行な面内で振動させる駆動部と、
前記第1の主面に設けられ、前記フレームの前記第1の主面に平行な面内おける変形量に基づいて、前記第1の主面に直交する第1の軸まわりの角速度を検出する第1の検出部と、
前記フレームに接続され、前記フレームの振動に同期して前記主面に平行な面内で振動する複数の振り子部と、
前記複数の振り子部に設けられ、前記複数の振り子部の前記第1の軸方向への変形量に基づいて、前記第1の軸と直交する軸まわりの角速度を検出する第2の検出部と、
前記第2の主面であって前記フレームの内周縁部及び外周縁部にそれぞれ設けられ、複数の凹部を含む第1の振動調整部と
を有するジャイロセンサ
を具備する電子機器。 An annular frame having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A drive unit provided on the first main surface and configured to vibrate the frame in a plane parallel to the first main surface;
An angular velocity around a first axis orthogonal to the first main surface is detected based on a deformation amount provided in the first main surface and parallel to the first main surface of the frame. A first detection unit;
A plurality of pendulum parts connected to the frame and vibrating in a plane parallel to the main surface in synchronization with the vibration of the frame;
A second detection unit that is provided in the plurality of pendulum units and detects an angular velocity around an axis orthogonal to the first axis based on a deformation amount of the plurality of pendulum units in the first axial direction; ,
An electronic apparatus comprising: a gyro sensor having a first vibration adjustment unit that is provided on each of the second main surface and the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the frame and includes a plurality of recesses.
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- 2016-11-15 JP JP2016222080A patent/JP2018080958A/en active Pending
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2017
- 2017-10-04 DE DE112017005746.9T patent/DE112017005746T5/en not_active Withdrawn
- 2017-10-04 WO PCT/JP2017/036099 patent/WO2018092449A1/en active Application Filing
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