JPH112525A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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- JPH112525A JPH112525A JP9153234A JP15323497A JPH112525A JP H112525 A JPH112525 A JP H112525A JP 9153234 A JP9153234 A JP 9153234A JP 15323497 A JP15323497 A JP 15323497A JP H112525 A JPH112525 A JP H112525A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気的調整が簡単な高感度で小型の角速度セ
ンサを提供すること。 【解決手段】 この角速度センサでは、振動子９，１０
の梁部１２の端部より延在する部分を振動子用電極４
ａ，４ｂ及び振動子用電極４ｃ，４ｄとした上、これら
の振動子用電極４ａ〜４ｄ及び梁部１２を挟む錘部１１
ａ，１１ｂに対向する位置に調整用電極２ａ〜２ｄ，３
ａ〜３ｄが設けられている。これらの調整用電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄは、周知の駆動／検出手段における励
振手段（駆動回路）による励振方向及び振動検出手段
（検出回路）により検出する振動方向に垂直な方向に延
在し、且つ外部導体と繋がって設置され、振動子用電極
４ａ〜４ｄとの間で直流電圧の印加により静電引力値の
調整用に供される。振動子用電極４ａ，４ｂ及び振動子
用電極４ｃ，４ｄと調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ
との間は複数のスリット１1 〜１20の存在により一定の
空隙を有している。
ンサを提供すること。 【解決手段】 この角速度センサでは、振動子９，１０
の梁部１２の端部より延在する部分を振動子用電極４
ａ，４ｂ及び振動子用電極４ｃ，４ｄとした上、これら
の振動子用電極４ａ〜４ｄ及び梁部１２を挟む錘部１１
ａ，１１ｂに対向する位置に調整用電極２ａ〜２ｄ，３
ａ〜３ｄが設けられている。これらの調整用電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄは、周知の駆動／検出手段における励
振手段（駆動回路）による励振方向及び振動検出手段
（検出回路）により検出する振動方向に垂直な方向に延
在し、且つ外部導体と繋がって設置され、振動子用電極
４ａ〜４ｄとの間で直流電圧の印加により静電引力値の
調整用に供される。振動子用電極４ａ，４ｂ及び振動子
用電極４ｃ，４ｄと調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ
との間は複数のスリット１1 〜１20の存在により一定の
空隙を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として入力角速
度に応じて振動させた振動体にコリオリ力が発生するよ
うにし、そのコリオリ力による振動体の変位から入力角
速度を検出する半導体振動型角速度センサに関する。
度に応じて振動させた振動体にコリオリ力が発生するよ
うにし、そのコリオリ力による振動体の変位から入力角
速度を検出する半導体振動型角速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体振動型角速度セン
サとしては、例えば図２に示されるようなものが挙げら
れる。但し、図２（ａ）はその要部の平面図に関するも
の，同図（ｂ）は同図（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線
方向における側面断面を含む全体の側面断面図に関する
ものである。
サとしては、例えば図２に示されるようなものが挙げら
れる。但し、図２（ａ）はその要部の平面図に関するも
の，同図（ｂ）は同図（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線
方向における側面断面を含む全体の側面断面図に関する
ものである。
【０００３】この角速度センサは、基本的にはｎ型シリ
コン単結晶基板であるシリコン基板５とガラス基板６と
を接合して成っている。この角速度センサを作製する場
合、シリコン基板５の一部にエッチングにより静電容量
を得るためのギャップ７を形成し、シリコン基板５のギ
ャップ７の領域内（点線で示すその反対面の高濃度ホウ
素拡散部８の内側に相当する部分）に高濃度ホウ素拡散
を行い、反対面から高濃度ホウ素拡散部８をエッチスト
ップにして異方性エッチングを行うことでダイヤフラム
を形成する。
コン単結晶基板であるシリコン基板５とガラス基板６と
を接合して成っている。この角速度センサを作製する場
合、シリコン基板５の一部にエッチングにより静電容量
を得るためのギャップ７を形成し、シリコン基板５のギ
ャップ７の領域内（点線で示すその反対面の高濃度ホウ
素拡散部８の内側に相当する部分）に高濃度ホウ素拡散
を行い、反対面から高濃度ホウ素拡散部８をエッチスト
ップにして異方性エッチングを行うことでダイヤフラム
を形成する。
【０００４】このダイヤフラムから反応性イオンエッチ
ング（以下、ＲＩＥとする）等のドライエッチングによ
って一対の振動子９，１０を形成する。振動子９は錘部
１１ａ及びこれにより延在する梁部１２から成り、振動
子１０も同様に錘部１１ｂ及びこれにより延在する梁部
１２から成る。
ング（以下、ＲＩＥとする）等のドライエッチングによ
って一対の振動子９，１０を形成する。振動子９は錘部
１１ａ及びこれにより延在する梁部１２から成り、振動
子１０も同様に錘部１１ｂ及びこれにより延在する梁部
１２から成る。
【０００５】又、絶縁基板としてのガラス基板６上に振
動子９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの形状に合わせた検
出用電極１３ａ，１３ｂを金属を用いてスパッタ蒸着や
真空蒸着により形成する。そこで、陽極接合技術を用い
てガラス基板６及びシリコン基板５を接合し、錘部１１
ａ．１１ｂの厚さ方向に静電容量を形成する。更に、高
濃度ホウ素拡散部８を数カ所ＲＩＥによって切断するこ
とにより、錘部１１ａ．１１ｂの厚さ方向と垂直方向と
に配置される３つの電極８ａ，８ｂ，８ｃを形成する。
この中で振動子９，１０用の電極として高濃度ホウ素拡
散部８における振動子用電極８ａを利用し、その対向電
極を励振用として振動子９，１０のそれぞれに対応させ
た励振用電極８ｂ，８ｃを利用する。尚、電極８ａ，８
ｂ，８ｃのそれぞれの高濃度ホウ素拡散を用いた引き回
しは省図する。
動子９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの形状に合わせた検
出用電極１３ａ，１３ｂを金属を用いてスパッタ蒸着や
真空蒸着により形成する。そこで、陽極接合技術を用い
てガラス基板６及びシリコン基板５を接合し、錘部１１
ａ．１１ｂの厚さ方向に静電容量を形成する。更に、高
濃度ホウ素拡散部８を数カ所ＲＩＥによって切断するこ
とにより、錘部１１ａ．１１ｂの厚さ方向と垂直方向と
に配置される３つの電極８ａ，８ｂ，８ｃを形成する。
この中で振動子９，１０用の電極として高濃度ホウ素拡
散部８における振動子用電極８ａを利用し、その対向電
極を励振用として振動子９，１０のそれぞれに対応させ
た励振用電極８ｂ，８ｃを利用する。尚、電極８ａ，８
ｂ，８ｃのそれぞれの高濃度ホウ素拡散を用いた引き回
しは省図する。
【０００６】このようにして作製される角速度センサで
は、振動子用電極８ａ及び励振用電極８ｂ，８ｃに対
し、同時にパルス電圧又は交流電圧を印加すると、振動
子９，１０はそれぞれ励振用電極８ｂ，８ｃとの間で静
電引力（クーロン力）によって引き寄せられては離れる
という振動を生じる。検出用電極１３ａ，１３ｂは、回
転しなければコリオリ力を発生しないため、ギャップ長
が等しく静電容量値も等しいが、ここでＹ軸方向に回転
するとコリオリ力が発生し、振動子９，１０はＺ軸方向
に振動する力を受ける。
は、振動子用電極８ａ及び励振用電極８ｂ，８ｃに対
し、同時にパルス電圧又は交流電圧を印加すると、振動
子９，１０はそれぞれ励振用電極８ｂ，８ｃとの間で静
電引力（クーロン力）によって引き寄せられては離れる
という振動を生じる。検出用電極１３ａ，１３ｂは、回
転しなければコリオリ力を発生しないため、ギャップ長
が等しく静電容量値も等しいが、ここでＹ軸方向に回転
するとコリオリ力が発生し、振動子９，１０はＺ軸方向
に振動する力を受ける。
【０００７】ところで、振動子９，１０の励振方向にお
ける位相は１８０度ずれているので、振動子９，１０の
Ｚ軸方向への振動も位相が１８０度ずれるため、検出用
電極１３ａ，１３ｂのギャップに差が生じて静電容量に
も差（静電容量の変化）が発生する。この静電容量差を
求めれば角速度の大きさに対応した出力電圧が得られ
る。因みに、ここでの検出用電極１３ａ，１３ｂを励振
用電極とし、励振用電極８ｂ，８ｃを検出用電極として
同様に動作させても角速度センサとして動作する。
ける位相は１８０度ずれているので、振動子９，１０の
Ｚ軸方向への振動も位相が１８０度ずれるため、検出用
電極１３ａ，１３ｂのギャップに差が生じて静電容量に
も差（静電容量の変化）が発生する。この静電容量差を
求めれば角速度の大きさに対応した出力電圧が得られ
る。因みに、ここでの検出用電極１３ａ，１３ｂを励振
用電極とし、励振用電極８ｂ，８ｃを検出用電極として
同様に動作させても角速度センサとして動作する。
【０００８】即ち、こうした角速度センサでは、振動子
９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの厚さ方向又はこの厚み
方向と垂直な方向を励振方向として励振駆動させる励振
手段（駆動回路）と、励振された錘部１１ａ．１１ｂが
角速度運動であるコリオリ力によって励振手段による励
振方向と垂直な方向を振動方向として振動するのを検出
する振動検出手段（検出回路）とを含む略図する周知の
駆動／検出手段（駆動／検出回路）を備え、この駆動／
検出手段の出力（駆動回路の出力及び検出回路の出力）
から角速度を計算するようになっている。
９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの厚さ方向又はこの厚み
方向と垂直な方向を励振方向として励振駆動させる励振
手段（駆動回路）と、励振された錘部１１ａ．１１ｂが
角速度運動であるコリオリ力によって励振手段による励
振方向と垂直な方向を振動方向として振動するのを検出
する振動検出手段（検出回路）とを含む略図する周知の
駆動／検出手段（駆動／検出回路）を備え、この駆動／
検出手段の出力（駆動回路の出力及び検出回路の出力）
から角速度を計算するようになっている。
【０００９】このような角速度センサでは、その感度が
振動子９，１０の振動速度に比例するため、振動速度を
大きく取るべく、励振周波数を振幅の大きくなる固有周
波数に合わせることが重要となっている。
振動子９，１０の振動速度に比例するため、振動速度を
大きく取るべく、励振周波数を振幅の大きくなる固有周
波数に合わせることが重要となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した半導体振動型
角速度センサの場合、その感度を効率よく動作させるた
めには、振動子の共振周波数を用いて大きな振幅駆動が
要求されるが、振動子の形状寸法や質量を完全に等しく
作製することは困難であり、量産を考慮すれば殆ど不可
能であるため、振動子毎の共振周波数の相違による感度
のばらつきを生じてしまうという問題がある。
角速度センサの場合、その感度を効率よく動作させるた
めには、振動子の共振周波数を用いて大きな振幅駆動が
要求されるが、振動子の形状寸法や質量を完全に等しく
作製することは困難であり、量産を考慮すれば殆ど不可
能であるため、振動子毎の共振周波数の相違による感度
のばらつきを生じてしまうという問題がある。
【００１１】又、作製時にシリコンマイクロマシニング
技術の導入を要する半導体振動型角速度センサの場合、
非常に微細な加工を要するため、レーザーによるトリミ
ング加工で振動子の共振周波数を一定の値に調整するこ
とが極めて困難であるという問題もある。
技術の導入を要する半導体振動型角速度センサの場合、
非常に微細な加工を要するため、レーザーによるトリミ
ング加工で振動子の共振周波数を一定の値に調整するこ
とが極めて困難であるという問題もある。
【００１２】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、電気的調整が簡単
にできて高感度で小型の半導体振動型角速度センサを提
供することにある。
なされたもので、その技術的課題は、電気的調整が簡単
にできて高感度で小型の半導体振動型角速度センサを提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、錘部及
び梁部を有する振動子を該錘部の厚み方向又は該厚み方
向と垂直な方向を励振方向として励振させる励振手段
と、錘部が励振状態にあって角速度運動によるコリオリ
力により励振方向と垂直な方向を振動方向として振動す
るのを検出する振動検出手段とを備えた角速度センサに
おいて、梁部の端部より延在する部分を振動子用電極と
すると共に、該梁部及び該振動子用電極を挟む錘部に対
向する位置に調整用電極が設けられ、調整用電極は、振
動子用電極との間で直流電圧の印加により静電引力調整
用に供される角速度センサが得られる。
び梁部を有する振動子を該錘部の厚み方向又は該厚み方
向と垂直な方向を励振方向として励振させる励振手段
と、錘部が励振状態にあって角速度運動によるコリオリ
力により励振方向と垂直な方向を振動方向として振動す
るのを検出する振動検出手段とを備えた角速度センサに
おいて、梁部の端部より延在する部分を振動子用電極と
すると共に、該梁部及び該振動子用電極を挟む錘部に対
向する位置に調整用電極が設けられ、調整用電極は、振
動子用電極との間で直流電圧の印加により静電引力調整
用に供される角速度センサが得られる。
【００１４】又、本発明によれば、上記角速度センサに
おいて、調整用電極は、励振方向及び振動方向に垂直な
方向に延在して設置された角速度センサが得られる。
おいて、調整用電極は、励振方向及び振動方向に垂直な
方向に延在して設置された角速度センサが得られる。
【００１５】更に、本発明によれば、上記何れかの角速
度センサにおいて、振動子用電極及び調整用電極の間は
複数のスリットにより一定の空隙を有し、且つ該調整用
電極は外部導体と繋がっている角速度センサが得られ
る。
度センサにおいて、振動子用電極及び調整用電極の間は
複数のスリットにより一定の空隙を有し、且つ該調整用
電極は外部導体と繋がっている角速度センサが得られ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の角
速度センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
速度センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施例に係る半導体振
動型角速度センサの基本構成を例示したもので、同図
（ａ）はその要部の平面図に関するもの，同図（ｂ）は
同図（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線方向における側面
断面を含む全体の側面断面図に関するものである。
動型角速度センサの基本構成を例示したもので、同図
（ａ）はその要部の平面図に関するもの，同図（ｂ）は
同図（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線方向における側面
断面を含む全体の側面断面図に関するものである。
【００１８】この半導体振動型角速度センサも、従来通
りにｎ型シリコン単結晶基板であるシリコン基板５とガ
ラス基板６とを接合して成っている。但し、この角速度
センサでは、振動子９，１０の梁部１２の端部より延在
する部分を振動子用電極４ａ，４ｂ及び振動子用電極４
ｃ，４ｄとした上、これらの振動子用電極４ａ〜４ｄ及
び梁部１２を挟む錘部１１ａ，１１ｂに対向する位置に
調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄが設けられている。
これらの調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄは、周知の
駆動／検出手段における励振手段（駆動回路）による励
振方向及び振動検出手段（検出回路）により検出する振
動方向に垂直な方向に延在し、且つ外部導体と繋がって
設置され、振動子用電極４ａ〜４ｄとの間で直流電圧の
印加により静電引力調整用に供される。振動子用電極４
ａ，４ｂ及び振動子用電極４ｃ，４ｄと調整用電極２ａ
〜２ｄ，３ａ〜３ｄとの間は複数のスリット１1 〜１20
の存在により一定の空隙を有している。
りにｎ型シリコン単結晶基板であるシリコン基板５とガ
ラス基板６とを接合して成っている。但し、この角速度
センサでは、振動子９，１０の梁部１２の端部より延在
する部分を振動子用電極４ａ，４ｂ及び振動子用電極４
ｃ，４ｄとした上、これらの振動子用電極４ａ〜４ｄ及
び梁部１２を挟む錘部１１ａ，１１ｂに対向する位置に
調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄが設けられている。
これらの調整用電極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄは、周知の
駆動／検出手段における励振手段（駆動回路）による励
振方向及び振動検出手段（検出回路）により検出する振
動方向に垂直な方向に延在し、且つ外部導体と繋がって
設置され、振動子用電極４ａ〜４ｄとの間で直流電圧の
印加により静電引力調整用に供される。振動子用電極４
ａ，４ｂ及び振動子用電極４ｃ，４ｄと調整用電極２ａ
〜２ｄ，３ａ〜３ｄとの間は複数のスリット１1 〜１20
の存在により一定の空隙を有している。
【００１９】このような角速度センサを作製する場合、
シリコン基板５の一部にエッチングにより静電容量を得
るためのギャップ７を形成し、シリコン基板５のギャッ
プ７の領域内（点線で示すその反対面の高濃度ホウ素拡
散部８の内側に相当する部分）に高濃度ホウ素拡散を行
い、反対面から高濃度ホウ素拡散部８をエッチストップ
にして異方性エッチングを行うことでダイヤフラムを形
成する。
シリコン基板５の一部にエッチングにより静電容量を得
るためのギャップ７を形成し、シリコン基板５のギャッ
プ７の領域内（点線で示すその反対面の高濃度ホウ素拡
散部８の内側に相当する部分）に高濃度ホウ素拡散を行
い、反対面から高濃度ホウ素拡散部８をエッチストップ
にして異方性エッチングを行うことでダイヤフラムを形
成する。
【００２０】このダイヤフラムから反応性イオンエッチ
ング（以下、ＲＩＥとする）等のドライエッチングによ
って一対の振動子９，１０を形成する。振動子９は錘部
１１ａ及びこれにより延在する梁部１２から成り、振動
子１０も同様に錘部１１ｂ及びこれにより延在する梁部
１２から成る。
ング（以下、ＲＩＥとする）等のドライエッチングによ
って一対の振動子９，１０を形成する。振動子９は錘部
１１ａ及びこれにより延在する梁部１２から成り、振動
子１０も同様に錘部１１ｂ及びこれにより延在する梁部
１２から成る。
【００２１】又、絶縁基板としてのガラス基板６上に振
動子９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの形状に合わせた検
出用電極１３ａ，１３ｂを金属を用いてスパッタ蒸着や
真空蒸着により形成する。そこで、陽極接合技術を用い
てガラス基板６及びシリコン基板５を接合し、錘部１１
ａ．１１ｂの厚さ方向に静電容量を形成する。更に、高
濃度ホウ素拡散部８を２０カ所ＲＩＥによってスリット
１1 〜１20が形成されるように切断することにより、そ
れぞれスリット１1 〜１20の周辺に錘部１１ａ．１１ｂ
の厚さ方向と垂直方向に配置される１４個の電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄ，１４ａ，１４ｂを形成
する。この中で振動子９，１０用として高濃度ホウ素拡
散部８における振動子用電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを
利用し、その対向電極を励振用として振動子９，１０の
それぞれに対応させた励振用電極１４ａ，１４ｂを利用
する。尚、ここでも、それぞれの電極２ａ〜２ｄ，３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄの高濃度ホウ素拡散を用いた引き回
しは略図する。
動子９，１０の錘部１１ａ．１１ｂの形状に合わせた検
出用電極１３ａ，１３ｂを金属を用いてスパッタ蒸着や
真空蒸着により形成する。そこで、陽極接合技術を用い
てガラス基板６及びシリコン基板５を接合し、錘部１１
ａ．１１ｂの厚さ方向に静電容量を形成する。更に、高
濃度ホウ素拡散部８を２０カ所ＲＩＥによってスリット
１1 〜１20が形成されるように切断することにより、そ
れぞれスリット１1 〜１20の周辺に錘部１１ａ．１１ｂ
の厚さ方向と垂直方向に配置される１４個の電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄ，１４ａ，１４ｂを形成
する。この中で振動子９，１０用として高濃度ホウ素拡
散部８における振動子用電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを
利用し、その対向電極を励振用として振動子９，１０の
それぞれに対応させた励振用電極１４ａ，１４ｂを利用
する。尚、ここでも、それぞれの電極２ａ〜２ｄ，３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄの高濃度ホウ素拡散を用いた引き回
しは略図する。
【００２２】このようにして作製される角速度センサで
は、振動子用電極４ａ〜４ｄ及び励振用電極１４ａ，１
４ｂに対し、同時にパルス電圧又は交流電圧を加える
と、振動子９，１０はそれぞれ対向電極である励振用電
極１４ａ，１４ｂとの間で静電引力によって引き寄せら
れては離れるという振動をする。検出用電極１３ａ，１
３ｂは、回転しなければコリオリ力を発生しないため、
ギャップ長が等しく静電容量値も等しいが、ここでＹ軸
方向に回転するとコリオリ力が発生し、振動子９，１０
はＺ軸方向に振動する力を受ける。但し、振動子９，１
０の励振方向の位相は１８０度ずれているので、振動子
９，１０のＺ軸方向への振動も位相が１８０度ずれるた
め、検出用電極１３ａ，１３ｂのギャップに差が生じて
静電容量にも差（静電容量の変化）が発生する。この静
電容量差を求めれば角速度の大きさに対応した出力電圧
が得られる。
は、振動子用電極４ａ〜４ｄ及び励振用電極１４ａ，１
４ｂに対し、同時にパルス電圧又は交流電圧を加える
と、振動子９，１０はそれぞれ対向電極である励振用電
極１４ａ，１４ｂとの間で静電引力によって引き寄せら
れては離れるという振動をする。検出用電極１３ａ，１
３ｂは、回転しなければコリオリ力を発生しないため、
ギャップ長が等しく静電容量値も等しいが、ここでＹ軸
方向に回転するとコリオリ力が発生し、振動子９，１０
はＺ軸方向に振動する力を受ける。但し、振動子９，１
０の励振方向の位相は１８０度ずれているので、振動子
９，１０のＺ軸方向への振動も位相が１８０度ずれるた
め、検出用電極１３ａ，１３ｂのギャップに差が生じて
静電容量にも差（静電容量の変化）が発生する。この静
電容量差を求めれば角速度の大きさに対応した出力電圧
が得られる。
【００２３】ところで、この角速度センサの場合、振動
子９，１０の励振用電極４ａ〜４ｄと調整用電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄとの間はスリット１1 〜１20の存在に
よって一定の空隙をおいた構造となっており、調整用電
極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄは何れも外部導体で繋がって
いる。
子９，１０の励振用電極４ａ〜４ｄと調整用電極２ａ〜
２ｄ，３ａ〜３ｄとの間はスリット１1 〜１20の存在に
よって一定の空隙をおいた構造となっており、調整用電
極２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄは何れも外部導体で繋がって
いる。
【００２４】そこで、振動子９の励振用電極４ａ，４ｂ
及び調整用電極２ａ〜２ｄ間に直流電圧を印加すると、
錘部１１ａが調整用電極２ａ〜２ｄとの間で静電引力に
より引っ張られるが、この力は振動子９の振動の復元力
を強くする働きをし、梁部１２に対する張力となる。従
って、ここでの直流電圧を調整用印加電圧とし、これを
大きくするに応じて梁部１２の張力が大きくなり、振動
子９の共振周波数が大きくなることを利用するものと
し、振動子９に所定の励振周波数を印加して検出用電極
１３ｂの静電容量の変化が最大になる電圧に設定すれ
ば、製造のばらつきにより発生する振動子９の共振周波
数の設定値との誤差をこうした調整によって無くすこと
ができる。
及び調整用電極２ａ〜２ｄ間に直流電圧を印加すると、
錘部１１ａが調整用電極２ａ〜２ｄとの間で静電引力に
より引っ張られるが、この力は振動子９の振動の復元力
を強くする働きをし、梁部１２に対する張力となる。従
って、ここでの直流電圧を調整用印加電圧とし、これを
大きくするに応じて梁部１２の張力が大きくなり、振動
子９の共振周波数が大きくなることを利用するものと
し、振動子９に所定の励振周波数を印加して検出用電極
１３ｂの静電容量の変化が最大になる電圧に設定すれ
ば、製造のばらつきにより発生する振動子９の共振周波
数の設定値との誤差をこうした調整によって無くすこと
ができる。
【００２５】同様に、振動子１０の励振用電極４ｃ，４
ｄ及び調整用電極３ａ〜３ｄ間に直流電圧による調整用
印加電圧を印加し、振動子１０に所定の励振周波数を印
加して検出用電極１３ａの静電容量の変化が最大になる
電圧に設定すれば、振動子１０の共振周波数の設定値と
の誤差を無くし、振動子９と揃った共振周波数に調整す
ることができる。因みに、ここでの検出用電極１３ａ，
１３ｂを励振用電極とし、励振用電極１４ａ，１４ｂを
検出用電極として同様に動作させても角速度センサとし
て動作する。
ｄ及び調整用電極３ａ〜３ｄ間に直流電圧による調整用
印加電圧を印加し、振動子１０に所定の励振周波数を印
加して検出用電極１３ａの静電容量の変化が最大になる
電圧に設定すれば、振動子１０の共振周波数の設定値と
の誤差を無くし、振動子９と揃った共振周波数に調整す
ることができる。因みに、ここでの検出用電極１３ａ，
１３ｂを励振用電極とし、励振用電極１４ａ，１４ｂを
検出用電極として同様に動作させても角速度センサとし
て動作する。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の角速度
センサによれば、錘部及び梁部を有する振動子の梁部の
端部より延在する部分を振動子用電極とした上、この振
動子用電極及び梁部を挟む錘部に対向する位置に調整用
電極を設け、調整用電極及び振動子用電極に直流電圧を
印加して静電引力値の調整を行うことで錘部の質量を可
変調整可能にしているので、振動子を所定の共振周波数
に調整することができ、ばらつきなく高感度で高性能な
ものにすることができるようになる。
センサによれば、錘部及び梁部を有する振動子の梁部の
端部より延在する部分を振動子用電極とした上、この振
動子用電極及び梁部を挟む錘部に対向する位置に調整用
電極を設け、調整用電極及び振動子用電極に直流電圧を
印加して静電引力値の調整を行うことで錘部の質量を可
変調整可能にしているので、振動子を所定の共振周波数
に調整することができ、ばらつきなく高感度で高性能な
ものにすることができるようになる。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体振動型角速度セ
ンサの基本構成を例示したもので、（ａ）はその要部の
平面図に関するもの，（ｂ）は（ａ）の要部におけるＡ
−Ａ′線方向における側面断面を含む全体の側面断面図
に関するものである。
ンサの基本構成を例示したもので、（ａ）はその要部の
平面図に関するもの，（ｂ）は（ａ）の要部におけるＡ
−Ａ′線方向における側面断面を含む全体の側面断面図
に関するものである。
【図２】従来の半導体振動型角速度センサの基本構成を
例示したもので、（ａ）はその要部の平面図に関するも
の，（ｂ）は（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線方向にお
ける側面断面を含む全体の側面断面図に関するものであ
る。
例示したもので、（ａ）はその要部の平面図に関するも
の，（ｂ）は（ａ）の要部におけるＡ−Ａ′線方向にお
ける側面断面を含む全体の側面断面図に関するものであ
る。
１1 〜１20 スリット ２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ 調整用電極 ４ａ〜４ｄ，８ａ 振動子用電極 ５ シリコン基板 ６ ガラス基板 ７ ギャップ ８ 高濃度ホウ素拡散部 ８ｂ，８ｃ，１４ａ，１４ｂ 励振用電極 １１ａ，１１ｂ 錘部 １２ 梁部 １３ａ，１３ｂ 検出用電極
Claims (3)
- 【請求項１】 錘部及び梁部を有する振動子を該錘部の
厚み方向又は該厚み方向と垂直な方向を励振方向として
励振させる励振手段と、前記錘部が励振状態にあって角
速度運動によるコリオリ力により前記励振方向と垂直な
方向を振動方向として振動するのを検出する振動検出手
段とを備えた角速度センサにおいて、前記梁部の端部よ
り延在する部分を振動子用電極とすると共に、該梁部及
び該振動子用電極を挟む前記錘部に対向する位置に調整
用電極が設けられ、前記調整用電極は、前記振動子用電
極との間で直流電圧の印加により静電引力調整用に供さ
れることを特徴とする角速度センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記調整用電極は、前記励振方向及び前記振動方向に垂
直な方向に延在して設置されたことを特徴とする角速度
センサ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の角速度センサにお
いて、前記振動子用電極及び前記調整用電極の間は複数
のスリットにより一定の空隙を有し、且つ該調整用電極
は外部導体と繋がっていることを特徴とする角速度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153234A JPH112525A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153234A JPH112525A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112525A true JPH112525A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15557992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9153234A Withdrawn JPH112525A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863337A (en) * | 1987-04-03 | 1989-09-05 | Kubota, Ltd. | Control system for working machine having boom |
| JP2009186213A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Denso Corp | ジャイロセンサユニット |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP9153234A patent/JPH112525A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863337A (en) * | 1987-04-03 | 1989-09-05 | Kubota, Ltd. | Control system for working machine having boom |
| JP2009186213A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Denso Corp | ジャイロセンサユニット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |