JP2888029B2 - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

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JP2888029B2
JP2888029B2 JP4143148A JP14314892A JP2888029B2 JP 2888029 B2 JP2888029 B2 JP 2888029B2 JP 4143148 A JP4143148 A JP 4143148A JP 14314892 A JP14314892 A JP 14314892A JP 2888029 B2 JP2888029 B2 JP 2888029B2
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vibrating body
angular velocity
vibrating
vibration
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真司 小林
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両等の回転方
向,姿勢等を検出するのに用いて好適な角速度センサに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor suitable for detecting, for example, the rotational direction and attitude of a vehicle or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、車両等の回転方向を検出するの
に用いられる角速度センサとしては、例えば特公平3−
74926号公報、特開昭61−114123号公報等
によって知られている。
2. Description of the Related Art Generally, as an angular velocity sensor used for detecting a rotation direction of a vehicle or the like, for example, Japanese Patent Publication No.
No. 74926, JP-A-61-114123, and the like.

【0003】そこで、図19に従来技術による角速度セ
ンサとして、特公平3−74926号公報に記載の半導
体回転センサを例に挙げて示す。
FIG. 19 shows, as an example of a conventional angular velocity sensor, a semiconductor rotation sensor described in Japanese Patent Publication No. 3-74926.

【0004】図において、1はシリコン材料からなる基
板を示し、該基板1は、図中下側に位置する下側基板1
Aと、該下側基板1A上に形成された上側基板1Bとか
ら大略構成され、該各基板1A,1B間には後述する片
持梁2の振動を許す空間1Cが形成されている。
In the drawing, reference numeral 1 denotes a substrate made of a silicon material, and the substrate 1 is a lower substrate 1 located on the lower side in the drawing.
A and an upper substrate 1B formed on the lower substrate 1A, and a space 1C is formed between each of the substrates 1A and 1B to allow vibration of a cantilever 2 described later.

【0005】2は基板1の上側基板1Bにエッチング技
術等を用いて一体形成された片持梁を示し、該片持梁2
は、その基端2A側が上側基板1Bに固定された固定端
となり、その先端2B側が基板1に対して垂直な上,下
方向に振動可能な自由端となっている。また、該片持梁
2の基端2A側には、幅方向の中心に位置して長手方向
に伸びる角形状のスリット3が穿設されている。
Reference numeral 2 denotes a cantilever integrally formed on the upper substrate 1B of the substrate 1 by using an etching technique or the like.
The base end 2A side is a fixed end fixed to the upper substrate 1B, and the front end 2B side is a free end that can vibrate vertically upward and downward with respect to the substrate 1. On the base end 2A side of the cantilever 2, a rectangular slit 3 is formed, which is located at the center in the width direction and extends in the longitudinal direction.

【0006】4は片持梁2の先端2B側上面に形成され
た電極を示し、該電極4は所定の周波数信号を発振する
発振回路(図示せず)と接続されている。そして、発振
回路からの周波数信号が電極4を介して片持梁2に印加
されると、該片持梁2は静電力により上,下方向に振動
するようになっている。
Reference numeral 4 denotes an electrode formed on the upper surface of the tip 2B of the cantilever 2, and the electrode 4 is connected to an oscillation circuit (not shown) for oscillating a predetermined frequency signal. When a frequency signal from the oscillation circuit is applied to the cantilever 2 via the electrode 4, the cantilever 2 vibrates upward and downward by electrostatic force.

【0007】5,5はスリット3の左,右に位置して片
持梁2の基端2A側に設けられたピエゾ抵抗素子を示
し、該各ピエゾ抵抗素子5は、基板1の回転時に片持梁
2に生じる応力を抵抗値変化として検出し、これを回転
方向の角速度として信号処理回路(図示せず)に出力す
るものである。
[0007] Reference numerals 5 and 5 denote piezoresistive elements located on the left and right sides of the slit 3 and on the base end 2A side of the cantilever 2, respectively. The stress generated in the beam 2 is detected as a change in resistance value, and this is output as a rotational angular velocity to a signal processing circuit (not shown).

【0008】従来技術による角速度センサは上述の如き
構成を有するもので、発振回路から電極4を介して所定
の周波数信号を印加すると静電力が発生し、これによ
り、片持梁2の先端2Bは例えば自身の共振周波数で基
板1に対して垂直な上,下方向に振動する。そして、こ
の状態で、基板1に回転軸Oを中心とする回転力Tが加
わると、コリオリの力F,F′によって片持梁2によじ
れ(応力)が生じ、この回転によるよじれは、スリット
の左,右に圧縮応力,引張応力としてそれぞれ表われ
る。これにより、各ピエゾ抵抗素子5は、これら圧縮応
力,引張応力に応じた信号を出力し、回転力Tの角速度
を検出する。
The angular velocity sensor according to the prior art has the above-described configuration. When a predetermined frequency signal is applied from the oscillation circuit via the electrode 4, an electrostatic force is generated, whereby the tip 2 B of the cantilever 2 is moved. For example, it vibrates upward and downward perpendicular to the substrate 1 at its own resonance frequency. When a rotational force T about the rotation axis O is applied to the substrate 1 in this state, a twist (stress) is generated in the cantilever 2 by Coriolis forces F and F ', and the twist due to the rotation is caused by a slit. To the left and right, respectively, as compressive stress and tensile stress. Accordingly, each piezoresistive element 5 outputs a signal corresponding to the compressive stress and the tensile stress, and detects the angular velocity of the rotational force T.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による角速度センサでは、シリコン材料からなる
基板1にエッチング技術等を用いて片持梁2を一体形成
し、該片持梁2を上,下方向に振動させることにより、
回転力Tの角速度に応じた応力を各ピエゾ抵抗素子5に
よって検出している。しかし、片持梁2を基板1に対し
て垂直な上,下方向に振動させる3次元的構成であるか
ら、励振構造が複雑化し、空気の粘性抵抗を受け易い。
In the angular velocity sensor according to the prior art described above, a cantilever 2 is integrally formed on a substrate 1 made of a silicon material by using an etching technique or the like. By vibrating downward,
Each piezoresistive element 5 detects a stress corresponding to the angular velocity of the rotational force T. However, since the cantilever 2 is vibrated vertically upward and downward with respect to the substrate 1 in a three-dimensional configuration, the excitation structure is complicated, and the viscous resistance of air is likely to occur.

【0010】このため、上述した従来技術によるもので
は、片持梁2の振動時に生じる空気の粘性抵抗力が大き
くなって、該片持梁2を振動させるためのエネルギが徒
に浪費されてしまい、エネルギ効率が極めて低いという
問題がある。また、この粘性抵抗力のため、片持梁2の
振幅を大きくすることができないから、各ピエゾ抵抗素
子5による角速度の検出感度が低いという問題がある。
Therefore, according to the above-described prior art, the viscous resistance force of the air generated when the cantilever 2 vibrates becomes large, and the energy for vibrating the cantilever 2 is wasted. However, there is a problem that the energy efficiency is extremely low. Further, since the amplitude of the cantilever 2 cannot be increased due to the viscous resistance, there is a problem that the sensitivity of each piezoresistive element 5 for detecting the angular velocity is low.

【0011】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、振動体に加わる気体の粘性抵抗力を効果
的に低減して検出感度を向上することができ、全体構造
をコンパクトに形成することができるようにした角速度
センサを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to effectively reduce the viscous resistance force of gas applied to a vibrating body to improve the detection sensitivity, and to form a compact overall structure. It is an object of the present invention to provide an angular velocity sensor capable of performing the following.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、基板と、該基板に第1
の支持梁を介して支持され、該基板と平行方向に振動可
能に設けられた第1の振動体と、該第1の振動体に第2
の支持梁を介して平行に支持され、該第1の振動体の振
動方向に対して直交方向に振動可能に設けられた第2の
振動体と、前記第1の振動体を前記基板に対して平行方
向に振動させる振動発生手段と、前記第2の振動体の変
位量を検出する変位量検出手段とからなる。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention employs a structure including a substrate and a first substrate.
A first vibrating member supported via a supporting beam of the first vibrating member and capable of vibrating in a direction parallel to the substrate;
A second vibrating body supported in parallel via a supporting beam of the first vibrating body and capable of vibrating in a direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrating body; And a displacement detecting means for detecting a displacement of the second vibrating body.

【0013】[0013]

【作用】振動発生手段により第1の振動体が基板に対し
て平行方向に振動している状態で、センサ全体が該基板
と垂直な回転軸を中心として回転すると、第2の振動体
は、この回転力の角速度に応じたコリオリの力によって
第1の振動体の振動方向と直交方向に振動する。そし
て、変位量検出手段は、該第2の振動体の振動時の変位
量を検出し、これを前記回転力の角速度信号として出力
する。
In a state where the first vibrating body is vibrating in the direction parallel to the substrate by the vibration generating means, when the entire sensor is rotated around a rotation axis perpendicular to the substrate, the second vibrating body becomes: The first vibrator vibrates in a direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrator by Coriolis force corresponding to the angular velocity of the rotational force. Then, the displacement amount detecting means detects a displacement amount of the second vibrating body during vibration, and outputs this as an angular velocity signal of the rotational force.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図18に
基づき、独立した角速度センサとして構成した場合を例
に挙げて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0015】まず、図1ないし図12は本発明の第1の
実施例を示している。
First, FIG. 1 to FIG. 12 show a first embodiment of the present invention.

【0016】図中、11はシリコン材料等からなる基板
を示し、該基板11は、下側に位置する下側基板11A
と、該下側基板11Aの上側に後述の酸化膜27からな
る支持枠11Bを介して設けられた上側基板11Cとか
ら大略構成され、該各基板11A,11C間には空間1
1Dが画成されている。また、該基板11の上側基板1
1Cは所定の厚さ寸法tを有し、図2にも示す如く、後
述する第1の振動体12,第1の支持梁13,第2の振
動体14,第2の支持梁15等がエッチング技術等によ
ってそれぞれ一体形成されている。
In the figure, reference numeral 11 denotes a substrate made of a silicon material or the like, and the substrate 11 is a lower substrate 11A located on the lower side.
And an upper substrate 11C provided above the lower substrate 11A via a support frame 11B made of an oxide film 27 described later, and a space 1 is provided between the substrates 11A and 11C.
1D has been defined. The upper substrate 1 of the substrate 11
1C has a predetermined thickness t, and as shown in FIG. 2, a first vibrating body 12, a first supporting beam 13, a second vibrating body 14, a second supporting beam 15 and the like, which will be described later. Each is integrally formed by an etching technique or the like.

【0017】12は基板11の上側基板11Cに一体形
成され、該上側基板11Cと平行方向に振動可能に設け
られた第1の振動体を示し、該第1の振動体12は、上
側基板11Cのほぼ中央部に位置して方形枠状に形成さ
れた枠部12Aと、該枠部12Aの両端側からX軸方向
に延設された一対の腕部12B,12Bとから構成さ
れ、該各腕部12Bは第1の支持梁13,13によって
Y軸方向からそれぞれ支持されている。そして、該第1
の振動体12は、4本の支持梁13によってY軸方向か
ら支持されることにより、上側基板11Cと平行にX軸
方向に振動可能となっている。
Reference numeral 12 denotes a first vibrator integrally formed on the upper substrate 11C of the substrate 11 and provided so as to be capable of vibrating in a direction parallel to the upper substrate 11C. And a pair of arms 12B, 12B extending in the X-axis direction from both ends of the frame 12A. The arms 12B are supported by the first support beams 13, 13 from the Y-axis direction. And the first
Is vibrated in the X-axis direction in parallel with the upper substrate 11C by being supported by the four support beams 13 in the Y-axis direction.

【0018】ここで、前記各第1の支持梁13は、所定
の長さ寸法L1 ,幅寸法W1 ,厚さ寸法tをもって長板
状に形成され、所定の弾性率を有している。
Each of the first support beams 13 is formed in a long plate shape having a predetermined length L1, a width W1, and a thickness t, and has a predetermined elastic modulus.

【0019】14は第1の振動体12の枠部12A内に
位置して該第1の振動体12とほぼ同一平面上に設けら
れ、方形平板状に形成された第2の振動体を示し、該第
2の振動体14は、図3にも示す如く、X軸方向に配設
された2本一組の第2の支持梁15,15,…によっ
て、第1の振動体12の各腕部12Bに平行に支持され
ている。そして、該第2の振動体14は、各第2の支持
梁15によって支持されることにより、第1の振動体1
2の振動方向(X軸方向)と直交する方向(Y軸方向)
に振動可能となっている。
Reference numeral 14 denotes a second vibrating member which is provided in the frame portion 12A of the first vibrating member 12, is provided on substantially the same plane as the first vibrating member 12, and is formed in a rectangular flat plate shape. As shown in FIG. 3, each of the second vibrating members 14 is formed by a pair of second supporting beams 15, 15,... Arranged in the X-axis direction. It is supported in parallel to the arm 12B. The second vibrating body 14 is supported by each of the second support beams 15, so that the first vibrating body 1
Direction (Y-axis direction) orthogonal to the vibration direction 2 (X-axis direction)
It is possible to vibrate.

【0020】ここで、前記各第2の支持梁15は、所定
の長さ寸法L2 ,幅寸法W2 ,厚さ寸法tを有する長板
状に形成されて所定の弾性率を有し、これにより、後述
する振動発生部16,16の励起周波数と第2の振動体
14の共振周波数とを実質的に一致せしめ、コリオリの
力に対する該第2の振動体14の感度を高めるものであ
る。また、該各第2の支持梁15は、その基端側が第1
の振動体12の各腕部12Bに接続され、その先端側が
第2の振動体14に接続されている。
Here, each of the second support beams 15 is formed in a long plate shape having a predetermined length L2, a width W2, and a thickness t, and has a predetermined elastic modulus. The resonance frequency of the second vibrating body 14 is substantially matched with the excitation frequency of the vibration generating units 16 and 16 described later, thereby increasing the sensitivity of the second vibrating body 14 to Coriolis force. In addition, the base end of each of the second support beams 15 is the first support beam.
Are connected to the respective arm portions 12B of the vibrating body 12, and the distal end side thereof is connected to the second vibrating body 14.

【0021】図1中に二点鎖線で示す16,16は第1
の振動体12の各腕部12B両側に位置して基板11の
上側基板11Cに設けられた振動発生手段としての振動
発生部を示し、該各振動発生部16は、図4にも示す如
く、第1の振動体12の各腕部12B先端側に設けら
れ、X軸方向に伸長する複数の突起17A,17A,…
がY軸方向に離間して形成された可動側導電部17と、
該可動側導電部17と対向して基板11の上側基板11
Cに設けられ、前記各突起17Aと互い違いに組み合さ
れる複数の突起18A,18A,…が形成された固定側
導電部18とから構成されている。また、該各導電部1
7,18はプリント配線(金属配線)19,20を介し
て基板11に形成された発振回路(図示せず)とそれぞ
れ接続されている。
In FIG. 1, 16 and 16 indicated by two-dot chain lines are first
FIG. 4 shows a vibration generating section as a vibration generating means provided on the upper substrate 11C of the substrate 11 located on both sides of each arm portion 12B of the vibrating body 12; A plurality of protrusions 17A, 17A,... Provided on the distal end side of each arm 12B of the first vibrating body 12 and extending in the X-axis direction.
A movable-side conductive portion 17 formed apart from each other in the Y-axis direction;
The upper substrate 11 of the substrate 11 facing the movable side conductive portion 17
C, and comprises a fixed-side conductive portion 18 formed with a plurality of projections 18A, 18A,... In addition, each conductive part 1
Reference numerals 7 and 18 are connected to oscillation circuits (not shown) formed on the substrate 11 via printed wiring (metal wiring) 19 and 20, respectively.

【0022】そして、前記各振動発生部16は、発振回
路から第2の振動体14の共振周波数に一致した所定の
周波数信号が各プリント配線19,20を介して各導電
部17,18に印加されると、電極たる該各導電部1
7,18間に静電力を発生せしめ、この静電力によって
第1の振動体12を第2の振動体14と共に、X軸方向
に振動させるものである。
Each of the vibration generators 16 applies a predetermined frequency signal matching the resonance frequency of the second vibrator 14 from the oscillation circuit to each of the conductive parts 17 and 18 via the printed wirings 19 and 20. Then, each conductive portion 1 as an electrode
An electrostatic force is generated between 7 and 18, and the first vibrating body 12 is vibrated in the X-axis direction together with the second vibrating body 14 by the electrostatic force.

【0023】21,21,…は第2の支持梁15の基端
側にそれぞれ設けられた変位量検出手段としての変位量
検出部を示し、該各変位量検出部21は、図4,図5に
示す如く、第2の支持梁15の基端側に位置して幅方向
両側に配設され、該第2の支持梁15の長さ方向(X軸
方向)に伸びて形成されたピエゾ抵抗素子としての拡散
抵抗22,22と、該各拡散抵抗22の両端側に設けら
れたコンタクトホール23,23とから大略構成され、
該各拡散抵抗22は、各コンタクトホール23に接続さ
れたプリント配線24,25,26を介して、基板11
に形成された信号処理回路(図示せず)に接続されてい
る。
Reference numerals 21, 21,... Denote displacement detectors as displacement detectors provided on the base end side of the second support beam 15, respectively. As shown in FIG. 5, piezos are disposed on both sides in the width direction at the base end side of the second support beam 15 and formed to extend in the length direction (X-axis direction) of the second support beam 15. Diffusion resistors 22, 22 as resistance elements, and contact holes 23, 23 provided at both ends of each of the diffusion resistors 22, respectively.
The respective diffusion resistors 22 are connected to the substrate 11 via printed wirings 24, 25, 26 connected to the respective contact holes 23.
Are connected to a signal processing circuit (not shown).

【0024】そして、前記各変位量検出部21は、回転
に伴うコリオリの力によって第2の振動体14がY軸方
向に変位(振動)すると、これにより、各第2の支持梁
15に生じる歪み(圧縮応力および引張応力)を検出
し、これを角速度信号として信号処理回路に出力するも
のである。ここで、該各変位量検出部21の各拡散抵抗
22は、第2の支持梁15の幅方向両端側に離間して設
けられているため、一の拡散抵抗22には圧縮応力が作
用し、他の拡散抵抗22には逆の引張応力が作用する。
従って、該各拡散抵抗22のピエゾ抵抗効果による抵抗
変化率も互いに逆符号となるので、信号処理回路によっ
て両者の抵抗変化率を比較演算することにより、角速度
に比例するコリオリの力に応じた第2の振動体14のY
軸方向の変位量、即ち、振幅を求めることができるよう
になっている。
When the second vibrating body 14 is displaced (vibrated) in the Y-axis direction by the Coriolis force due to the rotation, each of the displacement amount detecting sections 21 is generated in each of the second support beams 15. It detects distortion (compressive stress and tensile stress) and outputs this as an angular velocity signal to a signal processing circuit. Here, since the respective diffusion resistors 22 of the respective displacement amount detectors 21 are provided at both ends in the width direction of the second support beam 15, a compressive stress acts on one diffusion resistor 22. On the other hand, an opposite tensile stress acts on the other diffusion resistors 22.
Accordingly, since the resistance change rates of the respective diffusion resistors 22 due to the piezoresistance effect have opposite signs, the signal processing circuit compares and calculates the resistance change rates of the two to obtain the second resistance change rate corresponding to the Coriolis force proportional to the angular velocity. Y of the vibrator 14 of 2
The displacement amount in the axial direction, that is, the amplitude can be obtained.

【0025】本実施例による角速度センサは上述の如き
構成を有するもので、次に、その製造方法について図6
ないし図11を参照しつつ、単結晶シリコンを用いた場
合を例に挙げて説明する。
The angular velocity sensor according to the present embodiment has the above-described configuration.
An example in which single crystal silicon is used will be described with reference to FIGS.

【0026】まず、図6に示す酸化膜形成工程では、例
えば熱酸化法等の手段を用いて、単結晶シリコン材料か
らなる基板11の下側基板11Aの上面側に酸化膜27
を形成する。
First, in the oxide film forming step shown in FIG. 6, an oxide film 27 is formed on the upper surface side of the lower substrate 11A of the substrate 11 made of a single crystal silicon material by using, for example, a thermal oxidation method.
To form

【0027】次に、図7に示す支持枠形成工程では、酸
化膜形成工程で形成された酸化膜27を、その周縁部を
除いてエッチングにより除去し、方形角枠状の支持枠1
1Bを形成する。
Next, in the support frame forming step shown in FIG. 7, the oxide film 27 formed in the oxide film forming step is removed by etching except for the peripheral portion thereof, and the rectangular support frame 1 is removed.
Form 1B.

【0028】そして、図8に示す接合工程では、別工程
で形成された方形板状の単結晶シリコンからなるウエハ
28を下側基板11Aの上側に支持枠11Bを介して搭
載し、例えばシリコンの直接接合技術によって両者を接
合し、固定する。
In the bonding step shown in FIG. 8, a wafer 28 made of single-crystal silicon having a square plate shape formed in another step is mounted on the upper side of the lower substrate 11A via the support frame 11B. The two are joined and fixed by a direct joining technique.

【0029】さらに、図9に示す上側基板形成工程で
は、基板接合工程で接合されたウエハ28を均一に研磨
し、所定の厚さ寸法tを有する上側基板11Cを形成す
る。
Further, in the upper substrate forming step shown in FIG. 9, the wafer 28 bonded in the substrate bonding step is uniformly polished to form the upper substrate 11C having a predetermined thickness t.

【0030】次に、図10に示す素子形成工程では、上
側基板形成工程で形成された上側基板11Cの上面側
に、不純物導入技術,フォトリソグラフィ技術等の手段
を用いて、素子たる振動発生部16、変位量検出部2
1、プリント配線19,20,24,25,26(図示
せず)等を形成する。
Next, in the element forming step shown in FIG. 10, a vibration generating section as an element is formed on the upper surface side of the upper substrate 11C formed in the upper substrate forming step by using an impurity introduction technique, a photolithography technique or the like. 16. Displacement detector 2
1. Form printed wirings 19, 20, 24, 25, 26 (not shown) and the like.

【0031】最後に、図11に示す振動体形成工程で
は、素子形成工程で振動発生部16等が形成された上側
基板11Cをエッチングすることにより、図1にも示す
如く、各振動体12,14および各支持梁13,15を
形成する。なお、このときに、各導電部17,18の各
突起17A,18Aも形成される。
Finally, in the vibrating body forming step shown in FIG. 11, the upper substrate 11C on which the vibration generating section 16 and the like are formed in the element forming step is etched, so that as shown in FIG. 14 and the supporting beams 13 and 15 are formed. At this time, the projections 17A and 18A of the conductive portions 17 and 18 are also formed.

【0032】次に、このようにして形成された本実施例
による角速度センサの作動について、図12を参照しつ
つ説明する。
Next, the operation of the thus formed angular velocity sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0033】まず、図12は、本実施例による角速度セ
ンサの機械的構成を模式的に表現したものであり、弾性
体たる各第1の支持梁13によって上側基板11CにY
軸方向から4点で支持された第1の振動体12内に、第
2の振動体14が他の弾性体たる各第2の支持梁15に
よってX軸方向から4点で支持されている。
First, FIG. 12 schematically shows the mechanical structure of the angular velocity sensor according to the present embodiment, and the Y-shaped upper support 11C is attached to the upper substrate 11C by the first support beams 13 which are elastic members.
In the first vibrating body 12 supported at four points from the axial direction, the second vibrating body 14 is supported at four points from the X-axis direction by respective second support beams 15 as other elastic bodies.

【0034】次に、図1,図4に示す各振動発生部16
に発振回路から所定の周波数信号を印加すると、各導電
部17,18間に静電力が発生し、これにより、第1の
振動体12は、各第1の支持梁13に支持されつつ第2
の振動体14と共に、該第2の振動体14の共振周波数
と実質的に等しい周波数でX軸方向に振動する。
Next, each of the vibration generators 16 shown in FIGS.
When a predetermined frequency signal is applied from the oscillating circuit, an electrostatic force is generated between the conductive portions 17 and 18, whereby the first vibrating body 12 is supported by the first
Vibrates in the X-axis direction at a frequency substantially equal to the resonance frequency of the second vibrating body 14.

【0035】そして、各振動体12,14をX軸方向に
振動させた状態で、図1にも示す如く、Z軸を回転軸と
する回転力Tが加わってセンサ全体が回転すると、第2
の振動体14は、この回転力により生じた角速度に比例
するコリオリの力を受けて、各第2の支持梁15に支持
されつつ、第1の振動体12の振動方向と同一平面上で
直交するY軸方向に変位する。
Then, as shown in FIG. 1, in a state where each of the vibrators 12 and 14 is vibrated in the X-axis direction, as shown in FIG.
The vibrating member 14 receives Coriolis force proportional to the angular velocity generated by the rotational force, and is supported by each of the second support beams 15 while being orthogonal to the vibration direction of the first vibrating member 12 on the same plane. In the Y-axis direction.

【0036】これにより、各第2の支持梁15には、第
2の振動体14の変位量に応じた歪みが発生し、各変位
量検出部21は、この歪みによる圧縮応力,引張応力を
各拡散抵抗22のピエゾ抵抗効果を利用して検出し、こ
れを信号処理回路に角速度信号として出力する。そし
て、該信号処理回路は、第2の支持梁15,15,…に
それぞれ設けられた変位量検出部21からの信号を処理
することにより、第2の振動体14のZ軸方向等の振
動,ねじれ等を検出し、角速度信号を補正して外部に出
力する。
As a result, a distortion corresponding to the amount of displacement of the second vibrating body 14 is generated in each second support beam 15, and each displacement amount detecting section 21 detects the compressive stress and the tensile stress due to the distortion. Detection is performed using the piezoresistance effect of each diffusion resistor 22, and this is output to a signal processing circuit as an angular velocity signal. The signal processing circuit processes a signal from the displacement detector 21 provided on each of the second support beams 15, 15,. , Torsion, etc., and corrects the angular velocity signal and outputs it externally.

【0037】かくして、本実施例によれば、シリコン材
料からなる下側基板11A上に空間11Dを介して設け
られたシリコン材料からなる上側基板11Cに、エッチ
ング技術等の半導体微細加工技術を用いて、各第1の支
持梁13によってX軸方向に振動可能に支持された第1
の振動体12と、該第1の振動体12に各第2の支持梁
15により第1の振動体12の振動方向と同一平面上で
直交するY軸方向に振動可能に支持された第2の振動体
14と、各導電部17,18間に生じる静電力によって
第1の振動体12をX軸方向に振動させる振動発生部1
6と、各拡散抵抗22により回転の角速度に比例するコ
リオリの力を第2の支持梁15の応力変化として検出す
る変位量検出部21とを、一体形成する構成としたか
ら、図1に示す如く、第1の振動体12の振動方向(X
軸方向)および第2の振動体14の振動方向(Y軸方
向)に対して垂直な回転軸(Z軸方向)を回転中心に加
わった回転力Tの角速度を確実に検出することができ、
以下の効果を奏する。
Thus, according to the present embodiment, the upper substrate 11C made of a silicon material provided on the lower substrate 11A made of a silicon material via the space 11D by using a semiconductor fine processing technique such as an etching technique. The first beams supported by the first support beams 13 so as to be able to vibrate in the X-axis direction.
The second vibrating member 12 is supported by the first vibrating member 12 by the second support beams 15 so as to be able to vibrate in the Y-axis direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrating member 12 on the same plane. The vibration generating unit 1 that vibrates the first vibrating body 12 in the X-axis direction by the vibrating body 14 and the electrostatic force generated between the conductive units 17 and 18.
FIG. 1 shows a configuration in which the displacement amount detecting unit 21 and the displacement amount detecting unit 21 that detects the Coriolis force proportional to the angular velocity of rotation by each diffusion resistor 22 as a change in stress of the second support beam 15 are integrally formed. As described above, the vibration direction (X
(Axial direction) and a rotational axis (Z-axis direction) perpendicular to the vibration direction (Y-axis direction) of the second vibrating body 14 can reliably detect the angular velocity of the rotational force T applied to the center of rotation.
The following effects are obtained.

【0038】第1に、第1の振動体12および第2の振
動体14を基板11の上側基板11Cに対して平行に、
同一平面上で平行に振動させる構成としたから、従来技
術で述べた如く、各振動体12,14の周囲の空気から
受ける粘性抵抗力を大幅に低減することができ、該各振
動体12,14の振幅(変位量)を大きくして角速度の
検出感度を大幅に向上することができる。
First, the first vibrating body 12 and the second vibrating body 14 are parallel to the upper substrate 11C of the substrate 11,
Since the vibrators are configured to vibrate in parallel on the same plane, as described in the related art, the viscous resistance force received from the air around each of the vibrators 12 and 14 can be significantly reduced. By increasing the amplitude (displacement amount) of 14, the detection sensitivity of angular velocity can be greatly improved.

【0039】第2に、各振動体12,14は基板11に
対して平行に振動する2次元的構成としたから、従来技
術で述べた如く、片持梁2が基板1に対して垂直に振動
する3次元的構成とは異なり、センサ全体の構造を簡素
化してコンパクトに形成することができる。
Second, since each of the vibrators 12 and 14 has a two-dimensional structure that vibrates in parallel to the substrate 11, the cantilever 2 is perpendicular to the substrate 1 as described in the prior art. Unlike a three-dimensional configuration that vibrates, the entire structure of the sensor can be simplified and formed compact.

【0040】第3に、シリコン材料からなる基板11
に、エッチング等の半導体微細加工技術を用いて各振動
体12,14、各支持梁13,15等を一体形成する構
成としたから、同一素材のシリコンウエハから複数個の
角速度センサを容易に製造することができ、均一な特性
を有する角速度センサを効果的に量産することができ、
コストを大幅に低減することができる。
Third, the substrate 11 made of a silicon material
In addition, since the respective vibrators 12, 14 and the respective support beams 13, 15 are integrally formed by using a semiconductor fine processing technique such as etching, a plurality of angular velocity sensors can be easily manufactured from a silicon wafer of the same material. It is possible to mass-produce an angular velocity sensor having uniform characteristics effectively,
The cost can be significantly reduced.

【0041】第4に、各振動発生部16の励起周波数を
第2の振動体14の共振周波数と実質的に一致させる構
成としたから、コリオリの力を受けたときの第2の振動
体14の変位量を増大することができ、角速度の検出感
度を大幅に向上することができる。
Fourth, since the excitation frequency of each of the vibration generators 16 is made to substantially match the resonance frequency of the second vibrating body 14, the second vibrating body 14 is subjected to Coriolis force. Can be increased, and the detection sensitivity of the angular velocity can be greatly improved.

【0042】第5に、一対の拡散抵抗22等からなる変
位量検出部21を、各第2の支持梁15の基端側にそれ
ぞれ設ける構成としたから、第2の振動体14のY軸方
向の変位量に加えて、Z軸方向等の振動,よじれ等も効
果的に検出することができ、角速度の検出精度を高めて
信頼性を大幅に向上することができる。
Fifth, since the displacement detector 21 including a pair of diffusion resistors 22 and the like is provided on the base end side of each second support beam 15, the Y-axis of the second vibrating body 14 is provided. In addition to the amount of displacement in the direction, vibration, kinking, and the like in the Z-axis direction and the like can also be effectively detected, and the accuracy of detection of angular velocity can be increased to greatly improve reliability.

【0043】第6に、各振動体12,14を各支持梁1
3,15によって4点で支持する構成としたから、機械
的強度が増大し、衝撃に対する信頼性等を大幅に向上す
ることができる。
Sixth, each of the vibrators 12 and 14 is connected to each support beam 1.
Since it is configured to be supported at four points by 3 and 15, the mechanical strength is increased, and the reliability against impact and the like can be greatly improved.

【0044】第7に、各支持梁13,15の形状、即
ち、長さ寸法L1 ,L2 、幅寸法W1,W2 、厚さ寸法
tを調整することにより、角速度の検出範囲、要求精度
等の諸条件に応じた弾性率を容易に得ることができ、市
場要求に即応できる。
Seventh, by adjusting the shape of each of the support beams 13 and 15, that is, the length dimensions L1 and L2, the width dimensions W1 and W2, and the thickness dimension t, the detection range of angular velocity, required accuracy, and the like are adjusted. The elastic modulus according to various conditions can be easily obtained, and it can respond to market requirements immediately.

【0045】次に、図13は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例の特徴は、各振動体12,14間の静電容
量変化に基づき、第2の振動体14の変位量を検出する
構成としたことにある。なお、本実施例では、上述した
第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。
Next, FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the displacement of the second vibrating body 14 is based on the capacitance change between the vibrating bodies 12 and 14. That is, the amount is detected. In this embodiment, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0046】図中、31は第1の振動体12と第2の振
動体14との間にY軸方向に亘って設けられた変位量検
出手段としての変位量検出部を示し、該変位量検出部3
1は、第1の振動体12の内側に形成された固定側電極
31Aと、該固定側電極31Aと対向して第2の振動体
14に形成された可動側電極31Bとから構成され、該
各電極31A,31Bはプリント配線32,33を介し
て信号処理回路(図示せず)と接続されている。そし
て、該変位量検出部31は、各電極31A,31B間の
静電容量変化を検出することにより、第2の振動体14
のY軸方向の変位量を検出するものである。
In the drawing, reference numeral 31 denotes a displacement detecting section as displacement detecting means provided between the first vibrating body 12 and the second vibrating body 14 along the Y-axis direction. Detector 3
1 includes a fixed-side electrode 31A formed inside the first vibrating body 12, and a movable-side electrode 31B formed on the second vibrating body 14 in opposition to the fixed-side electrode 31A. Each of the electrodes 31A and 31B is connected to a signal processing circuit (not shown) via printed wirings 32 and 33. Then, the displacement amount detecting section 31 detects a change in capacitance between the electrodes 31A and 31B, and thereby the second vibrating body 14
Is detected in the Y-axis direction.

【0047】このように構成される本実施例でも、前記
第1の実施例とほぼ同一の作用効果を得ることができ
る。
In this embodiment having such a configuration, substantially the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0048】さらに、図14は本発明の第3の実施例を
示し、本実施例の特徴は、第1の支持梁を水平方向に凹
凸を有する凹凸板状に形成したことにある。なお、本実
施例では、前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略するものとする。
FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the first support beam is formed in an uneven plate shape having unevenness in the horizontal direction. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0049】図中、41,41,…は本実施例による第
1の支持梁を示し、該各第1の支持梁41は、前記各実
施例で述べた第1の支持梁13とほぼ同様に、第1の振
動体12を基板11に対して平行に支持しているもの
の、該各第1の支持梁41は、エッチング技術等によ
り、角速度の検出範囲、各振動体12,14の共振周波
数等の条件に応じた所定の弾性率を得るべく、水平方向
に凹凸を有する凹凸板状に形成されている。
In the drawings, reference numerals 41, 41,... Denote first support beams according to the present embodiment, and each of the first support beams 41 is substantially the same as the first support beam 13 described in each of the above embodiments. Although the first vibrating body 12 is supported in parallel with the substrate 11, each of the first supporting beams 41 has an angular velocity detection range and resonance of the vibrating bodies 12 and 14 by an etching technique or the like. In order to obtain a predetermined elastic modulus according to a condition such as a frequency, it is formed in an uneven plate shape having unevenness in a horizontal direction.

【0050】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記各実施例とほぼ同一の作用効果を得ることが
できるが、特に、本実施例では、各第1の支持梁41を
水平方向に凹凸を有する凹凸板状に形成する構成とした
から、その形状によって容易に弾性率を調整することが
できる。
Thus, in the present embodiment having the above-described structure, substantially the same operation and effect as those of the above-described embodiments can be obtained. In particular, in the present embodiment, each of the first support beams 41 is moved in the horizontal direction. The elastic modulus can be easily adjusted according to the shape because the configuration is such that it is formed in an irregular plate shape having irregularities.

【0051】なお、前記各実施例では、基板11に単結
晶シリコン材料を用いて角速度センサを製造する場合を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば
図15ないし図18に示す他の製造方法の如く、上側基
板11Cを多結晶シリコン材料を用いて形成する構成と
してもよい。
In each of the above embodiments, the case where the angular velocity sensor is manufactured by using a single crystal silicon material for the substrate 11 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, FIGS. The upper substrate 11C may be formed using a polycrystalline silicon material as in another manufacturing method shown in FIG.

【0052】即ち、図15に示す酸化膜形成工程では、
例えば熱酸化法等の手段を用いて、単結晶シリコン材料
からなる基板11の下側基板11Aの上面側に酸化膜2
7を形成する。
That is, in the oxide film forming step shown in FIG.
For example, the oxide film 2 is formed on the upper surface side of the lower substrate 11A of the substrate 11 made of a single crystal silicon material by using a method such as a thermal oxidation method.
7 is formed.

【0053】次に、図16に示す上側基板形成工程で
は、酸化膜27の上面側に、CVD法等の手段を用いて
不純物を含まない多結晶シリコン材料からなる上側基板
11Cを、所定の厚さ寸法tをもって一体形成する。
Next, in the upper substrate forming step shown in FIG. 16, an upper substrate 11C made of a polycrystalline silicon material containing no impurities is deposited on the upper surface of the oxide film 27 by means of a CVD method or the like to a predetermined thickness. It is formed integrally with a length t.

【0054】そして、図17に示す素子,振動体形成工
程では、上側基板形成工程で形成された多結晶シリコン
膜からなる上側基板11Cの上面側に、不純物導入技
術,フォトリソグラフィ技術等の手段を用いて、振動発
生部16、変位量検出部21、プリント配線19,2
0,24,25,26(図示せず)等を形成した後、該
上側基板11Cをエッチングすることにより、各振動体
12,14、各支持梁13,15を形成する。
In the element and vibrator forming step shown in FIG. 17, means such as an impurity introduction technique and a photolithography technique are provided on the upper surface side of the upper substrate 11C made of the polycrystalline silicon film formed in the upper substrate forming step. The vibration generator 16, the displacement detector 21, and the printed wirings 19 and 2 are used.
After forming 0, 24, 25, 26 (not shown) and the like, the upper substrate 11C is etched to form the vibrators 12, 14 and the support beams 13, 15.

【0055】最後に、図18に示す支持枠形成工程で
は、下側基板11Aと上側基板11Cとの間にエッチン
グ液を注入し、いわゆる犠牲層エッチング技術により周
縁部を残して酸化膜27を除去し、支持枠11Bを形成
する。
Finally, in a supporting frame forming step shown in FIG. 18, an etching solution is injected between the lower substrate 11A and the upper substrate 11C, and the oxide film 27 is removed by a so-called sacrificial layer etching technique while leaving the peripheral portion. Then, the support frame 11B is formed.

【0056】このようにしても図1に示す角速度センサ
を形成することができるが、特に、この他の製造方法に
よれば、CVD法により多結晶シリコン材料からなる上
側基板11Cを、直接的に形成することができ、その厚
さ寸法tを例えば数μm程度に低減して、生産効率を大
幅に向上することができる。
In this way, the angular velocity sensor shown in FIG. 1 can be formed. In particular, according to the other manufacturing method, the upper substrate 11C made of a polycrystalline silicon material is directly formed by the CVD method. The thickness t can be reduced to, for example, about several μm, and the production efficiency can be greatly improved.

【0057】さらに、前記各実施例では、各振動発生部
16の励起周波数を、第2の振動体14の共振周波数と
実質的に一致させる場合を例に挙げて説明したが、本発
明はこれに限らず、各振動体12,14の共振周波数と
各振動発生部16の励起周波数の三者を実質的に一致さ
せる構成としてもよい。この場合には、各振動発生部1
6によって第1の振動体12を少ないエネルギで振動さ
せることができるから、該各振動発生部16に印加する
周波数信号の電圧値を低減することができ、エネルギ効
率を大幅に向上することができる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the excitation frequency of each vibration generating section 16 is substantially equal to the resonance frequency of the second vibrating body 14 has been described as an example. The present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the resonance frequency of each of the vibrating bodies 12 and 14 and the excitation frequency of each of the vibration generating sections 16 substantially match. In this case, each vibration generator 1
6, the first vibrating body 12 can be vibrated with a small amount of energy, so that the voltage value of the frequency signal applied to each vibration generating unit 16 can be reduced, and the energy efficiency can be greatly improved. .

【0058】また、前記各実施例では、振動発生手段と
しての振動発生部16を可動側導電部17および固定側
導電部18とから構成し、該各導電部17,18間に生
じる静電力によって、第1の振動体12を第2の振動体
14と共にX軸方向に振動させるものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば第1の支持梁13の一部
にヒータとしての導電部を形成し、該導電部に間欠的に
電流を通電することにより発熱せしめ、この発熱による
熱膨張を利用して各振動体12,14を基板11と平行
なX軸方向に振動させる構成としてもよく、他の振動発
生手段を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the vibration generating section 16 as the vibration generating means is constituted by the movable-side conductive section 17 and the fixed-side conductive section 18, and an electrostatic force generated between the conductive sections 17, 18. Although the first vibrator 12 and the second vibrator 14 are vibrated in the X-axis direction,
The present invention is not limited to this. For example, a conductive portion as a heater is formed in a part of the first support beam 13, and heat is generated by intermittently applying a current to the conductive portion, and the thermal expansion due to the generated heat is reduced. Each of the vibrators 12 and 14 may be configured to vibrate in the X-axis direction parallel to the substrate 11 by using the vibration members, or another vibration generating means may be used.

【0059】さらにまた、前記各実施例では、各支持梁
13(41),15をそれぞれ4本設けた場合を例に挙
げて説明したが、これに替えて、例えば第1の支持梁,
第2の支持梁を1本ないし3本、あるいは5本以上設け
る構成としてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where four support beams 13 (41) and four support beams 15 are provided has been described by way of example.
A configuration in which one to three, or five or more second support beams are provided may be employed.

【0060】また、前記第1,第3の実施例では、各第
2の支持梁15の基端側に変位量検出部21をそれぞれ
設ける場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、4
本の第2の支持梁15のうち、いずれか1本ないし3本
にのみ変位量検出部21を設ける構成としてもよい。
Further, in the first and third embodiments, the case where the displacement amount detecting section 21 is provided on the base end side of each of the second support beams 15 has been described as an example. , 4
The displacement amount detection unit 21 may be provided only in any one to three of the second support beams 15.

【0061】さらに、前記第1,第3の実施例では、ピ
エゾ抵抗素子として拡散抵抗22を用いる場合を例に挙
げて説明したが、これに替えて、例えば電界効果型トラ
ンジスタのピエゾ抵抗効果を利用してもよい。
Further, in the first and third embodiments, the case where the diffused resistor 22 is used as the piezoresistive element has been described as an example. Alternatively, for example, the piezoresistive effect of a field effect transistor may be reduced. May be used.

【0062】一方、前記第2の実施例では、変位量検出
部31をY軸方向に沿って1個だけ設ける場合を例に挙
げて説明したが、これに替えて、例えばY軸方向に複数
の変位量検出部31を配設してもよく、また、X軸方向
にも変位量検出部31を設ける構成としてもよい。
On the other hand, in the second embodiment, the case where only one displacement amount detecting section 31 is provided along the Y-axis direction has been described as an example. Alternatively, for example, a plurality of displacement amount detecting sections 31 may be provided in the Y-axis direction. May be provided, or the displacement amount detecting section 31 may be provided also in the X-axis direction.

【0063】また、前記第3の実施例では、第1の支持
梁41を水平方向に凹凸を有する凹凸板状に形成するも
のとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば鋸歯
状等の他の形状に形成してもよく、あるいは、第2の支
持梁15の形状も凹凸板状,鋸歯状等の他の形状に形成
してもよい。
Further, in the third embodiment, the first support beam 41 is described as being formed in the shape of an uneven plate having unevenness in the horizontal direction. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the second support beam 15 may be formed in another shape such as an uneven plate shape or a sawtooth shape.

【0064】さらに、前記各実施例では、独立した単体
の角速度センサとして用いる場合を例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限らず、例えば車両に搭載される他
の基板の一部として形成することもできる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the sensor is used as an independent single angular velocity sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be used as a part of another substrate mounted on a vehicle, for example. It can also be formed.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、基
板と、該基板に第1の支持梁を介して支持され、該基板
と平行方向に振動可能に設けられた第1の振動体と、該
第1の振動体に第2の支持梁を介して平行に支持され、
該第1の振動体の振動方向に対して直交方向に振動可能
に設けられた第2の振動体と、前記第1の振動体を前記
基板に対して平行方向に振動させる振動発生手段と、前
記第2の振動体の変位量を検出する変位量検出手段とか
ら構成したから、振動発生手段により第1の振動体が基
板に対して平行方向に振動している状態で、センサ全体
が該基板と垂直な回転軸を中心として回転すると、第2
の振動体は、この回転力に応じたコリオリの力によって
第1の振動体の振動方向と直交方向に振動する。そし
て、変位量検出手段は、該第2の振動体の振動時の変位
量を検出し、これを前記回転力の角速度信号として出力
することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the substrate and the first vibration supported on the substrate via the first supporting beam and capable of vibrating in the direction parallel to the substrate are provided. A body, and supported in parallel by the first vibrating body via a second support beam;
A second vibrator provided so as to be able to vibrate in a direction orthogonal to a vibration direction of the first vibrator, a vibration generating means for vibrating the first vibrator in a direction parallel to the substrate, And a displacement amount detecting means for detecting a displacement amount of the second vibrating body. Therefore, in a state where the first vibrating body is vibrating in a direction parallel to the substrate by the vibration generating means, the entire sensor is operated. When rotated about a rotation axis perpendicular to the substrate, the second
The vibrating body vibrates in a direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrating body by Coriolis force corresponding to the rotational force. Then, the displacement amount detecting means can detect the displacement amount of the second vibrating body during vibration, and output this as the angular velocity signal of the rotational force.

【0066】この結果、各振動体の振動時に周囲の空気
から受ける粘性抵抗力を低減することができ、該各振動
体の変位量を大きくして角速度の検出感度、検出精度等
を向上することができる。また、各振動体は基板に対し
て平行に振動する2次元的構成としたから、センサ全体
の構造を簡素化してコンパクトに形成することができ
る。
As a result, it is possible to reduce the viscous resistance force received from the surrounding air when each of the vibrators vibrates, and to increase the displacement of each of the vibrators to improve the angular velocity detection sensitivity and detection accuracy. Can be. In addition, since each vibrator has a two-dimensional configuration that vibrates in parallel with the substrate, the entire structure of the sensor can be simplified and formed compact.

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

【図1】本発明の第1の実施例による角速度センサを示
す一部破断の斜視図ある。
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an angular velocity sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中の角速度センサを上側から見た平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view of the angular velocity sensor in FIG. 1 as viewed from above.

【図3】図2中の矢示III −III 方向断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2;

【図4】図2中の要部を拡大して示す平面図である。FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part in FIG. 2;

【図5】図2中の矢示V −V 方向断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken in the direction of arrows VV in FIG. 2;

【図6】第1の実施例による酸化膜形成工程を示す断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an oxide film forming step according to the first embodiment.

【図7】第1の実施例による支持枠形成工程を示す断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a support frame forming step according to the first embodiment.

【図8】第1の実施例による接合工程を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a bonding step according to the first embodiment.

【図9】第1の実施例による上側基板形成工程を示す断
面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing an upper substrate forming step according to the first embodiment.

【図10】第1の実施例による素子形成工程を示す断面
図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a device forming step according to the first embodiment.

【図11】第1の実施例による振動体形成工程を示す図
5と同様の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view similar to FIG. 5, illustrating a vibrating body forming step according to the first embodiment.

【図12】第1の実施例による角速度センサの機械的構
成を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a mechanical configuration of the angular velocity sensor according to the first embodiment.

【図13】本発明の第2の実施例による角速度センサを
示す図2と同様の平面図である。
FIG. 13 is a plan view similar to FIG. 2, showing an angular velocity sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3の実施例による角速度センサを
示す図2と同様の平面図である。
FIG. 14 is a plan view similar to FIG. 2, showing an angular velocity sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の他の製造方法による酸化膜形成工程
を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an oxide film forming step according to another manufacturing method of the present invention.

【図16】他の製造方法による上側基板形成工程を示す
断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an upper substrate forming step by another manufacturing method.

【図17】他の製造方法による素子,振動体形成工程を
示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step of forming an element and a vibrating body by another manufacturing method.

【図18】他の製造方法による支持枠形成工程を示す断
面図である。
FIG. 18 is a sectional view showing a support frame forming step by another manufacturing method.

【図19】従来技術による角速度センサを示す一部破断
の斜視図である。
FIG. 19 is a partially broken perspective view showing a conventional angular velocity sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 第1の振動体 13,41 第1の支持梁 14 第2の振動体 15 第2の支持梁 16 振動発生部(振動発生手段) 21,31 変位量検出部(変位量検出手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 1st vibrating body 13, 41 1st support beam 14 2nd vibrating body 15 2nd support beam 16 Vibration generation part (vibration generation means) 21, 31 Displacement amount detection part (displacement amount detection means)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板と、該基板に第1の支持梁を介して
支持され、該基板と平行方向に振動可能に設けられた第
1の振動体と、該第1の振動体に第2の支持梁を介して
平行に支持され、該第1の振動体の振動方向に対して直
交方向に振動可能に設けられた第2の振動体と、前記第
1の振動体を前記基板に対して平行方向に振動させる振
動発生手段と、前記第2の振動体の変位量を検出する変
位量検出手段とから構成してなる角速度センサ。
1. A substrate, a first vibrator supported on the substrate via a first support beam, and provided so as to be capable of vibrating in a direction parallel to the substrate, and a second vibrator provided on the first vibrator. A second vibrating body supported in parallel via a supporting beam of the first vibrating body and capable of vibrating in a direction orthogonal to the vibration direction of the first vibrating body; An angular velocity sensor comprising: a vibration generating means for vibrating in a parallel direction with the actuator; and a displacement detecting means for detecting a displacement of the second vibrating body.
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