JP6176001B2 - ジャイロセンサ - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態で説明するジャイロセンサは、物理量として角速度を検出するためのセンサであり、例えば車両の上下方向に平行な中心線周りの回転角速度の検出に用いられるが、勿論、ジャイロセンサを車両用以外に適用することもできる。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して可動部30や梁部40の構成および駆動方向を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態も、第1実施形態に対して可動部30や梁部40の構成および駆動方向を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第3実施形態のいずれかのジャイロセンサを複合センサの1つとして備えるようにしたものであり、ジャイロセンサの基本構造は上記各実施形態と同様であるため、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態のジャイロセンサを備える複合センサを例に挙げて説明するが、第2、第3実施形態にかかるジャイロセンサであっても良い。
上記実施形態では、基板10としてSOI基板を用いる場合について説明したが、これは基板10の一例を示したものであり、SOI基板以外のものを用いても良い。また、基板10としてSOI基板を用いたため、検出電極14を支持基板11に備えるようにした。しかしながら、検出電極14については検出錘32、33からz軸方向において所定距離離間した位置に配置されていれば良いことから、検出錘32、33の表側に配置されていても良い。
14 検出電極
20 固定部
30 可動部
31 外側駆動錘
32、33 検出錘
40 梁部
42、43 検出梁
44a 折返梁
44b 中間剛体
100 第1ジャイロセンサ
200 第2ジャイロセンサ
400 加速度センサ
Claims (6)
- 固定部(20)が備えられた基板(10)と、
前記固定部(20)に対して支持梁(41)を介して接続されると共に、前記基板の平面上の一方向をx軸方向、該x軸方向に対する垂直方向をy軸方向として、角速度検出の際に、前記支持梁の変位に基づいてxy平面上において往復回転振動させられる質量部(31a)を有する駆動錘(31)を備えた可動部(30)と、
前記駆動錘に対して検出梁(42、43)を介して接続され、前記x軸方向に並べられた2つの検出錘(32、33)と、
前記2つの検出錘を連結する連成バネ(44)と、
前記基板の平面に対する垂直方向をz軸方向として、前記2つの検出錘それぞれから前記z軸方向において所定距離離間して配置された検出電極(14)と、を有し、
角速度印加に伴って前記2つの検出錘が前記z軸方向において互いに逆方向に振動させられることで前記2つの検出錘と前記検出電極との間の距離が変化し、前記2つの検出錘と前記検出電極の間に構成された2つの容量値が変化することに基づいて、2つの容量値の変化を示す信号の差動出力を用いて角速度検出を行い、
前記連成バネは、前記2つの検出錘それぞれに接続されたトーションバネ(44a)と、一方の前記検出錘に接続された前記トーションバネと他方の前記検出錘に接続された前記トーションバネとを連結する中間剛体(44b)とを備えていることを特徴とするジャイロセンサ。 - 固定部(21)が備えられた基板と、
前記固定部(21)に対して検出梁(42、43)を介して接続されると共に、前記基板の平面上の一方向をx軸方向、該x軸方向に対する垂直方向をy軸方向として、角速度検出の際に、前記検出梁の変位に基づいてxy平面上において往復回転振動させられる質量部を有する2つの検出錘(32、33)を備えた可動部と、
前記2つの検出錘それぞれに対して一体的に構成され、前記x軸方向に並べられた2つの駆動錘(31)と、
前記2つの検出錘を連結する連成バネ(44)と、
前記基板の平面に対する垂直方向をz軸方向として、前記2つの検出錘それぞれから前記z軸方向において所定距離離間して配置された検出電極と、を有し、
角速度印加に伴って前記2つの検出錘が前記z軸方向において互いに逆方向に振動させられることで前記2つの検出錘と前記検出電極との間の距離が変化し、前記2つの検出錘と前記検出電極の間に構成された2つの容量値が変化することに基づいて、2つの容量値の変化を示す信号の差動出力を用いて角速度検出を行い、
前記連成バネは、前記2つの検出錘それぞれに接続されたトーションバネ(44a)と、一方の前記検出錘に接続された前記トーションバネと他方の前記検出錘に接続された前記トーションバネとを連結する中間剛体(44b)とを備えていることを特徴とするジャイロセンサ。 - 前記2つの検出錘は、前記検出梁にて片持ちされた片持ち構造とされ、角速度が印加されたときには、前記検出梁を節として該検出錘における前記検出梁によって接続されている側とは反対側の端部において変位させられることを特徴とする請求項1または2に記載のジャイロセンサ。
- 前記2つの検出錘は、それぞれ前記検出錘のうちの前記質量部の中心側において前記検出梁に接続されていることを特徴とする請求項3に記載のジャイロセンサ。
- 前記固定部には駆動用固定電極(22b、23b)が備えられ、
前記可動部には円環状で構成された前記質量部の外周に駆動用可動電極(31b)が備えられており、
前記角速度検出時には、前記駆動用固定電極と前記駆動用可動電極との間に静電引力を発生させることで、前記質量部の中心を回転中心として前記駆動錘を回転振動させることを特徴とする請求項1に記載のジャイロセンサ。 - 請求項1ないし5のいずれか1つに記載のジャイロセンサを第1ジャイロセンサ(100)として、
前記基板に形成され、前記xy平面上における前記z軸周りの角速度を検出する第2ジャイロセンサ(200)と、
前記基板に形成され、前記xy平面に平行な一方向の加速度を検出する加速度センサ(400)とが、1チップ化されていることを特徴とする複合センサ。
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