JPWO2013032003A1 - 角速度センサ - Google Patents
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Abstract
Description
3 重錘
5 支持部
9 圧電薄膜
11 振動励起用電極
12A 外辺
12B 内辺
12C 連結辺
13 角速度検出用電極
14A 外辺
14B 内辺
14C 連結辺
L1 第1の仮想線
L2 第2の仮想線
CL2 第2の仮想対角線
CL1 第2の仮想対角線
Claims (14)
- 平板状のダイアフラムと、
前記ダイアフラムの中央部に配置された重錘と、
前記ダイアフラムの外周部を支持する支持部と、
前記重錘に対して、所定の振動軸の方向の運動成分をもった振動を誘起する振動励起部と、
コリオリ力に基づいて前記重錘に生じる変位軸の方向の変位を検出する変位検出部とを備え、
前記ダイアフラムの中心位置に原点Oをもち、前記ダイアフラムの表面がXY平面に含まれるようなXYZ三次元直交座標系を定義したときに、前記X軸及びZ軸のうちの一方を前記振動軸、他方を前記変位軸とし、前記変位検出部からの検出値に基づいてY軸まわりの角速度を検出する角速度センサであって、
前記重錘が円柱状または円錐状を有しており、
前記ダイアフラムの前記外周部の輪郭形状が、四角形の四隅に直線部または湾曲部を有する形状であることを特徴とする角速度センサ。 - 前記四角形が略正方形である請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記前記ダイアフラムの表面に形成された下部電極と、
前記下部電極の上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜の上に形成されて前記振動励起部を構成する4つの振動励起用電極と、
前記4つの振動励起用電極の内側に位置するように、前記圧電膜の上に形成されて前記変位検出部を構成する4つの角速度検出用電極とを備えており、
前記ダイアフラムの対向する2辺と直交し且つ該2辺を二分する第1の仮想線と、前記ダイアフラムの対向する残りの2辺と直交し且つ該2辺を二分する第2の仮想線と、前記ダイアフラムの対向する2つの隅部の中心を通る第1の仮想対角線と、前記ダイアフラムの対向する残りの2つの隅部の中心を通る第2の仮想対角線とを仮定したときに、
前記ダイアフラムの外周部の前記輪郭形状は、前記第1の仮想線または第2の仮想線に対して線対称となる形状を有しており、
前記4つの振動励起用電極は、前記第1及び第2の仮想線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されているか、または前記第1の仮想対角線と前記第2の仮想対角線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されており、
前記4つの角速度検出用電極は、前記第1及び第2の仮想線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されているか、または前記第1の仮想対角線と前記第2の仮想対角線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。 - 前記ダイアフラム、前記重錘及び前記支持部は、半導体基板にエッチングを施して一体に形成されており、
前記4つの振動励起用電極は、前記第1及び第2の仮想線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されており、
前記4つの角速度検出用電極も、前記第1及び第2の仮想線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されており、
前記第1の仮想対角線及び前記第2の仮想対角線が前記X軸の軸線及び前記Y軸の軸線とそれぞれ一致していることを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。 - 前記4つの振動励起用電極及び前記4つの角速度検出用電極は、前記第1の仮想線及び第2の仮想線に対して線対称形状となるように配置されている請求項3に記載の角速度センサ。
- 前記ダイアフラム、前記重錘及び前記支持部は、半導体基板にエッチングを施して一体に形成されており、
前記4つの振動励起用電極は、前記第1の仮想対角線と前記第2の仮想対角線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されており、
前記4つの角速度検出用電極は、前記第1の仮想対角線と前記第2の仮想対角線によって仕切られた4つの領域内にそれぞれ形成されており、
前記第1の仮想線及び前記第2の仮想線が前記X軸の軸線及び前記Y軸の軸線とそれぞれ一致しており、
前記輪郭の前記第1の仮想線に添う長さ寸法R1と、前記輪郭の前記第2の仮想線に添う長さ寸法R2と、前記第1の仮想対角線及び第2の仮想対角線に添う長さ寸法R3とが、R1:R2:R3=(0.95±0.02の範囲の値):1:(0.85±0.02の範囲の値)の関係を満たす請求項3に記載の角速度センサ。 - 前記4つの振動励起用電極及び前記4つの角速度検出用電極は、前記ダイアフラムと前記重錘との境界及び前記ダイアフラムと前記支持部との境界に跨がらないように形成されている請求項4または6に記載の角速度センサ。
- 前記4つの振動励起用電極の輪郭形状は、前記重錘の径方向外側に位置する外辺と、前記外辺と径方向に対向する内辺と、前記外辺と前記内辺とを連結する一対の連結辺とからなり、
前記外辺の形状が前記ダイアフラムの外周部の一部の形状と相似形になっている請求項3に記載の角速度センサ。 - 前記内辺の形状が前記外辺の形状の相似形である請求項8に記載の角速度センサ。
- 前記内辺の形状が円弧形状である請求項8に記載の角速度センサ。
- 前記4つの角速度検出用電極の輪郭形状は、前記重錘の径方向外側に位置する外辺と、前記外辺と径方向に対向する内辺と、前記外辺と前記内辺とを連結する一対の連結辺とからなり、前記外辺及び内辺はそれぞれ同心の円弧形状を有している請求項3に記載の角速度センサ。
- 前記ダイアフラムの前記輪郭の前記辺と前記隅部との連結部は湾曲している請求項3に記載の角速度センサ。
- 前記4つの振動励起用電極の輪郭形状の角部はそれぞれ湾曲している請求項8に記載の角速度センサ。
- 前記4つの角速度検出用電極の輪郭形状の角部はそれぞれ湾曲している請求項11に記載の角速度センサ。
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