JP5481545B2 - 角速度検出装置 - Google Patents
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但し、Kx=E・h・b^3/L1^3=Ky・(b/L1)^2である。
但し、Ky=E・h・b/L1である。
本発明の実施の形態1における角速度検出装置1Aについて図1〜図3を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態1における角速度検出装置1Aの主要な構成要素を平面的に示す模式図である。図2は、図1のA−A’切断した断面を示しており、図3は、図1のB−B’切断した断面を示している。
ここで、Fc:コリオリ力、my:コリオリ素子の重さ、Ω:印加された角速度、X:励振方向最大振幅、ω:駆動周波数、t:時間、である。
本発明の実施の形態2では、前記実施の形態1と同様に本実施の形態2における角速度検出装置1Bについて図面を参照しながら説明する。図9は、本実施の形態2における角速度検出装置1Bの主要な構成要素を平面的に示す模式図である。
1B 角速度検出装置
2a 支持基板
2b 中間絶縁層
2c 導体層(活性層)
5 キャップ
6 電極
10 台座部
11 固定部
12 駆動梁
12a 固定梁
12b 自由梁
12c 支持梁
13 励振素子
14 コリオリ素子
15 検出梁
16 励振手段
16a 可動駆動電極
16b 固定駆動電極
16c パッド
17 励振手段
17a 可動駆動電極
17b 固定駆動電極
17c パッド
18 検出手段
18a 可動検出電極
18b 固定検出電極
18c パッド
19 検出手段
19a 可動検出電極
19b 固定検出電極
19c パッド
20 エッチホール
21 ダイシングライン
22 リンク部
22a 連結部
22b リンク梁
22c リンク
23 検出手段
23a 可動検出電極
23b 固定検出電極
23c パッド
24 検出手段
24a 可動検出電極
24b 固定検出電極
24c パッド
101 搬送波
102 アンプ
103 同期検波回路
DA 素子形成領域
Claims (28)
- 支持基板上に中間絶縁層が設けられ、前記中間絶縁層上に活性層が設けられる角速度検出装置であって、
前記支持基板に、前記中間絶縁層を介して設けられる固定端と、
前記固定端に懸架される励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に懸架され、励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記支持基板は、貫通孔を有しておらず、
前記励振素子は、第1乃至第6梁によって前記固定端に懸架されており、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、前記第1乃至第6梁は、前記活性層に設けられ、
前記第1梁および前記第4梁は、それぞれ一端が前記固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第3梁および前記第6梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第2梁は、前記第1梁の他端および前記第3梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第5梁は、前記第4梁の他端および前記第6梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第1梁乃至前記第3梁と、前記第4梁乃至前記第6梁とは、前記固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置されることを特徴とする角速度検出装置。 - 前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子が前記コリオリ素子の内側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。
- 前記第1梁乃至前記第6梁の組が、前記励振方向に所定の間隔を隔てて2組以上設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の角速度検出装置。
- 請求項1、2、または3記載の角速度検出装置を一単位のセンサユニットとして、少なくとも2個の前記センサユニットを設け、それぞれの前記センサユニットが連動するようリンク梁によって連結されていることを特徴とする角速度検出装置。
- 前記励振素子は長方形状であり、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記第1梁乃至前記第6梁は前記長方形状の内部に設けられることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。 - 前記コリオリ素子は長方形状であり、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子は前記コリオリ素子の内側に設けられることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。 - 前記第2梁の長さは、前記第1梁の長さより短く、
前記第2梁の幅は、前記第1梁の幅より長く、
前記第5梁の長さは、前記第4梁の長さより短く、
前記第5梁の幅は、前記第4梁の幅より長いことを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。 - 前記活性層に、素子形成領域を囲むように台座部が設けられ、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、前記第1乃至第6梁は、前記素子形成領域に設けられることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。 - 前記素子形成領域は、気密封止される領域であることを特徴とする請求項8記載の角速度検出装置。
- 前記検出方向は、前記支持基板の主面に平行な方向であることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。
- 支持基板上に中間絶縁層が設けられ、前記中間絶縁層上に活性層が設けられる角速度検出装置であって、
前記支持基板に、前記中間絶縁層を介して設けられる固定端と、
前記固定端に懸架される励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に懸架され、励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記支持基板によって、前記角速度検出装置は気密封止され、
前記励振素子は、第1乃至第6梁によって前記固定端に懸架されており、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、前記第1乃至第6梁は、前記活性層に設けられ、
前記第1梁および前記第4梁は、それぞれ一端が前記固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第3梁および前記第6梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第2梁は、前記第1梁の他端および前記第3梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第5梁は、前記第4梁の他端および前記第6梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第1梁乃至前記第3梁と、前記第4梁乃至前記第6梁とは、前記固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置されることを特徴とする角速度検出装置。 - 支持基板上に中間絶縁層が設けられ、前記中間絶縁層上に活性層が設けられる角速度検出装置であって、
前記支持基板に、前記中間絶縁層を介して接続される固定端と、
複数の梁を介して前記固定端に接続され、励振方向に振動可能である励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に接続され、前記励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記支持基板は、貫通孔を有しておらず、
前記複数の梁には、
前記検出方向に伸び、前記固定端に接続される第1梁と、
前記励振方向に伸び、前記第1梁に接続される第2梁と、
前記検出方向に伸び、前記第2梁および前記励振素子に接続される第3梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、2組の前記第1乃至第3梁は、前記活性層に設けられ、
前記2組の梁は、前記固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、
2本の前記第1梁は、前記固定端を共有することを特徴とする角速度検出装置。 - 前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子が前記コリオリ素子の内側に設けられていることを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。
- 前記2組の梁が、前記励振方向に所定の間隔を隔てて2組以上設けられていることを特徴とする請求項12または13記載の角速度検出装置。
- 請求項12、13、または14記載の角速度検出装置を一単位のセンサユニットとして、少なくとも2個の前記センサユニットを設け、それぞれの前記センサユニットが連動するようリンク梁によって連結されていることを特徴とする角速度検出装置。
- 前記励振素子は長方形状であり、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記2組の梁は前記長方形状の内部に設けられることを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。 - 前記コリオリ素子は長方形状であり、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子は前記コリオリ素子の内側に設けられることを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。 - 前記2組の梁のそれぞれにおいて、
前記第2梁の長さは、前記第1梁の長さより短く、
前記第2梁の幅は、前記第1梁の幅より長いことを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。 - 前記活性層に、素子形成領域を囲むように台座部が設けられ、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、2組の前記第1乃至第3梁は、前記素子形成領域に設けられることを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。 - 前記素子形成領域は、気密封止される領域であることを特徴とする請求項19記載の角速度検出装置。
- 前記検出方向は、前記支持基板の主面に平行な方向であることを特徴とする請求項12記載の角速度検出装置。
- 支持基板上に中間絶縁層が設けられ、前記中間絶縁層上に活性層が設けられる角速度検出装置であって、
前記支持基板に、前記中間絶縁層を介して接続される固定端と、
複数の梁を介して前記固定端に接続され、励振方向に振動可能である励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に接続され、前記励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記支持基板によって、前記角速度検出装置は気密封止され、
前記複数の梁には、
前記検出方向に伸び、前記固定端に接続される第1梁と、
前記励振方向に伸び、前記第1梁に接続される第2梁と、
前記検出方向に伸び、前記第2梁および前記励振素子に接続される第3梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記励振素子、前記コリオリ素子、および、2組の前記第1乃至第3梁は、前記活性層に設けられ、
前記2組の梁は、前記固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、
2本の前記第1梁は、前記固定端を共有することを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に設けられる固定端と、
前記固定端に懸架される励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に懸架されるコリオリ素子とを有し、
前記励振素子は、第1乃至第6梁によって前記固定端に懸架されており、
前記第1梁および前記第4梁は、それぞれ一端が前記固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第3梁および前記第6梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第2梁は、前記第1梁の他端および前記第3梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第5梁は、前記第4梁の他端および前記第6梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第1梁乃至前記第3梁と、前記第4梁乃至前記第6梁とは、前記固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置され、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子が前記コリオリ素子の内側に設けられていることを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に接続される固定端と、
複数の梁を介して前記固定端に接続され、励振方向に振動可能である励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に接続され、前記励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記複数の梁には、
前記検出方向に伸び、前記固定端に接続される第1梁と、
前記励振方向に伸び、前記第1梁に接続される第2梁と、
前記検出方向に伸び、前記第2梁および前記励振素子に接続される第3梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記2組の梁は、前記固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、
2本の前記第1梁は、前記固定端を共有し、
前記励振素子および前記コリオリ素子が形成される活性層の面内において、前記励振素子が前記コリオリ素子の内側に設けられていることを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に設けられる第1乃至第2固定端と、
前記第1乃至第2固定端に懸架される励振素子と、
前記励振素子を介して前記第1乃至第2固定端に懸架され、励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記励振素子は、第1乃至第6梁によって前記第1固定端に懸架され、かつ、第7乃至第12梁によって前記第2固定端に懸架されており、
前記第1梁および前記第4梁は、それぞれ一端が前記第1固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第3梁および前記第6梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第2梁は、前記第1梁の他端および前記第3梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第5梁は、前記第4梁の他端および前記第6梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第1梁乃至前記第3梁と、前記第4梁乃至前記第6梁とは、前記第1固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置され、
前記第7梁および前記第10梁は、それぞれ一端が前記第2固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第9梁および前記第12梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第8梁は、前記第7梁の他端および前記第9梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第11梁は、前記第10梁の他端および前記第12梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第7梁乃至前記第9梁と、前記第10梁乃至前記第12梁とは、前記第2固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置されることを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に接続される第1乃至第2固定端と、
複数の梁を介して前記第1乃至第2固定端に接続され、励振方向に振動可能である励振素子と、
前記励振素子を介して前記第1乃至第2固定端に接続され、前記励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記複数の梁には、
前記検出方向に伸び、前記第1固定端に接続される第1梁と、
前記励振方向に伸び、前記第1梁に接続される第2梁と、
前記検出方向に伸び、前記第2梁および前記励振素子に接続される第3梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記検出方向に伸び、前記第2固定端に接続される第4梁と、
前記励振方向に伸び、前記第4梁に接続される第5梁と、
前記検出方向に伸び、前記第5梁および前記励振素子に接続される第6梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記第1固定端において、前記2組の梁が前記第1固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、かつ、2本の前記第1梁が前記第1固定端を共有し、
前記第2固定端において、前記2組の梁が前記第2固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、かつ、2本の前記第4梁が前記第2固定端を共有することを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に設けられる固定端と、
前記固定端に懸架される励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に懸架され、励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記励振素子は、第1乃至第6梁によって前記固定端に懸架されており、
前記第1梁および前記第4梁は、それぞれ一端が前記固定端に接続され、かつ、前記励振素子の励振方向と直交する方向に延伸し、
前記第3梁および前記第6梁は、それぞれ一端が前記励振素子に接続され、かつ、前記直交する方向に延伸し、
前記第2梁は、前記第1梁の他端および前記第3梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第5梁は、前記第4梁の他端および前記第6梁の他端に接続され、かつ、前記励振方向に延伸し、
前記第1梁乃至前記第3梁と、前記第4梁乃至前記第6梁とは、前記固定端を通って前記励振方向に延びる軸に対して対称配置され、
前記励振素子は、前記検出方向に延びる軸に対して対称に設けられ、
前記固定端は、前記検出方向に延びる軸上以外の位置に設けられることを特徴とする角速度検出装置。 - 基板と、
前記基板に接続される固定端と、
複数の梁を介して前記固定端に接続され、励振方向に振動可能である励振素子と、
前記励振素子を介して前記固定端に接続され、前記励振方向と垂直な検出方向に振動可能であるコリオリ素子とを有し、
前記複数の梁には、
前記検出方向に伸び、前記固定端に接続される第1梁と、
前記励振方向に伸び、前記第1梁に接続される第2梁と、
前記検出方向に伸び、前記第2梁および前記励振素子に接続される第3梁と、
からなる梁の組が、少なくとも2組含まれており、
前記2組の梁は、前記固定端を通って前記励振方向に伸びる軸に対して対称に設けられ、
2本の前記第1梁は、前記固定端を共有し、
前記励振素子は、前記検出方向に延びる軸に対して対称に設けられ、
前記固定端は、前記検出方向に延びる軸上以外の位置に設けられることを特徴とする角速度検出装置。
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