專利名稱：陀螺傳感器、電子設(shè)備以及陀螺傳感器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陀螺傳感器、電子設(shè)備以及陀螺傳感器的制造方法。
背景技術(shù)：
近幾年，開(kāi)發(fā)了使用例如娃MEMS (Micro Electro Mechanical System:微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)而對(duì)物理量進(jìn)行檢測(cè)的慣性傳感器。在這種慣性傳感器中，對(duì)角速度進(jìn)行檢測(cè)的陀螺傳感器(角速度傳感器)能夠被用于數(shù)碼照相機(jī)(DSC)的手抖補(bǔ)正功能或游戲機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳感功能等中。陀螺傳感器例如具有主動(dòng)地進(jìn)行振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部、以及通過(guò)施加角速度時(shí)的科里奧利力而進(jìn)行位移的檢測(cè)部，并且能夠根據(jù)檢測(cè)部的位移量而對(duì)角速度進(jìn)行檢測(cè)。在這種陀螺傳感器中，尤其是，由于驅(qū)動(dòng)部的共振頻率與檢測(cè)部的共振頻率之間的差(失諧頻率)直接對(duì)陀螺傳感器的靈敏度與頻寬造成影響，所以頻率的控制是非常重要的。作為這種頻率的調(diào)節(jié)方法，例如在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了利用激光的調(diào)節(jié)方法。但是，在利用激光的調(diào)節(jié)方法的情況下，通過(guò)激光裝置而能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的頻率范圍存在限度，當(dāng)頻率偏差存在于該限度以上時(shí)則有可能無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生如下的不良情況，即，當(dāng)對(duì)驅(qū)動(dòng)部的共振頻率及檢測(cè)部的共振頻率中的某一個(gè)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，另一個(gè)也發(fā)生變化。由此，存在無(wú)法得到所預(yù)期的失諧頻率，從而導(dǎo)致陀螺傳感器的靈敏度特性與頻帶特性降低的情況。此外，還已知一種如下的方法，S卩，在利用靜電力而使結(jié)構(gòu)體進(jìn)行振動(dòng)時(shí)，利用由庫(kù)侖力而產(chǎn)生的彈簧的軟化現(xiàn)象來(lái)對(duì)共振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。但是，當(dāng)靜電力過(guò)強(qiáng)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生被稱為粘著的結(jié)構(gòu)體的粘附現(xiàn)象。因此，通過(guò)靜電力而實(shí)施的共振頻率調(diào)節(jié)法，存在如下的課題，即，存在引起粘著的風(fēng)險(xiǎn)且無(wú)法實(shí)施大幅度的頻率調(diào)節(jié)。

專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)平11-83498號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的幾個(gè)方式所涉及的目的之一在于，提供一種具有良好的靈敏度特性以及頻帶特性的陀螺傳感器。此外，本發(fā)明的幾個(gè)方式所涉及的目的之一在于，提供一種包括上述陀螺傳感器的電子設(shè)備。此外，本發(fā)明的幾個(gè)方式所涉及的目的之一在于，提供一種具有良好的靈敏度特性以及頻帶特性的陀螺傳感器的制造方法。應(yīng)用例I本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器包括:驅(qū)動(dòng)部，其具備與驅(qū)動(dòng)用彈簧部相連接的驅(qū)動(dòng)用支承部；檢測(cè)部，其具備檢測(cè)用支承部，所述檢測(cè)用支承部經(jīng)由檢測(cè)用彈簧部而與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接，并且，所述驅(qū)動(dòng)用支承部能夠在第一軸的方向上進(jìn)行振動(dòng)，所述檢測(cè)用支承部能夠在與所述第一軸正交的第二軸的方向上進(jìn)行位移，當(dāng)將所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率設(shè)定為，將所述檢測(cè)部的共振頻率設(shè)定為f2，將所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度設(shè)定為W1，并將所述檢測(cè)用彈簧部的寬度設(shè)定為W2時(shí)，將滿足下述式(1)，即，0.87( /^ ( (w2/W1) ( 1.13 ( 2/ ι)...(I)，但是，W1 ^ W2 且 A ^ f2o根據(jù)這種陀螺傳感器，能夠?qū)⑹еC頻率的變動(dòng)控制在設(shè)定值的10%以內(nèi)。S卩，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度W1及檢測(cè)用彈簧部的寬度W2之比進(jìn)行設(shè)定，從而能夠簡(jiǎn)便地對(duì)失諧頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例2本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，S卩，滿足下述式(2)，(W2A1)=(f2/fi)…⑵。根據(jù)這種陀螺傳感器，能夠抑制驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度W1及檢測(cè)用彈簧部的寬度W2的尺寸偏差(加工工藝的偏差)對(duì)失諧頻率造成的影響。因此，這種陀螺傳感器能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例3在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，即，所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率f:與所述檢測(cè)部的共振頻率f2之間的關(guān)系為，f! < f2。根據(jù)這種陀螺傳感 器，能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例4在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，S卩，所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部及所述檢測(cè)用彈簧部通過(guò)干蝕刻法而形成。根據(jù)這種陀螺傳感器，能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例5在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，S卩，還包括驅(qū)動(dòng)用固定電極和檢測(cè)用固定電極，所述驅(qū)動(dòng)部具備與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接的驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)用固定電極以與所述驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極對(duì)置的方式而配置，所述檢測(cè)部具備與所述檢測(cè)用支承部相連接的檢測(cè)用可動(dòng)電極，所述檢測(cè)用固定電極以與所述檢測(cè)用可動(dòng)電極對(duì)置的方式而配置。根據(jù)這種陀螺傳感器，能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例6在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，S卩，所述驅(qū)動(dòng)用支承部具備開(kāi)口部，所述檢測(cè)部被配置在所述開(kāi)口部?jī)?nèi)。根據(jù)這種陀螺傳感器，與檢測(cè)部被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部的外側(cè)的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。應(yīng)用例7在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器中，可以采用如下方式，S卩，所述驅(qū)動(dòng)部包括在所述第一軸的方向上并排配置的第一驅(qū)動(dòng)部和第二驅(qū)動(dòng)部，所述檢測(cè)部包括:第一檢測(cè)部，其與所述第一驅(qū)動(dòng)部相連接；第二檢測(cè)部，其與所述第二驅(qū)動(dòng)部相連接，所述第一驅(qū)動(dòng)部及所述第二驅(qū)動(dòng)部沿著所述第一軸而相互以反相位進(jìn)行振動(dòng)。根據(jù)這種陀螺傳感器，能夠具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。應(yīng)用例8本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備包括本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器。根據(jù)這種電子設(shè)備，由于包括本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器，因此能夠具有較高的精度。應(yīng)用例9本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器的制造方法包括通過(guò)干蝕刻法來(lái)對(duì)基板進(jìn)行加工，從而形成驅(qū)動(dòng)部和檢測(cè)部的工序，所述驅(qū)動(dòng)部具備驅(qū)動(dòng)用彈簧部、及與所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部相連接的驅(qū)動(dòng)用支承部，所述檢測(cè)部具備與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接的檢測(cè)用彈簧部、及與所述檢測(cè)用彈簧部相連接的檢測(cè)用支承部，所述驅(qū)動(dòng)用支承部能夠在第一軸的方向上進(jìn)行振動(dòng)，所述檢測(cè)用支承部能夠在與所述第一軸正交的第二軸的方向上進(jìn)行位移，當(dāng)將所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率設(shè)定為，將所述檢測(cè)部的共振頻率設(shè)定為f2，將所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度設(shè)定為W1，并將所述檢測(cè)用彈簧部的寬度設(shè)定為W2時(shí)，將滿足下述式(1)，即，0.87 (f2/f\) ( (W2ZW1) ( 1.13...(I)，但是，W1 ^ W2 且 A ^ f2o根據(jù)這種陀螺傳感器的制造方法，能夠得到具有良好的靈敏度特性及頻帶特性的陀螺傳感器。應(yīng)用例10在本發(fā)明所涉及的陀螺傳感器的制造方法中，所述干蝕刻法也可以為博世法，在所述博世法中，交替地反復(fù)實(shí)施使用了氟化碳類氣體的保護(hù)膜形成處理、和使用了氟化硫類氣體的蝕刻處理。根據(jù)這種陀螺傳感器的制造方法，能夠使在蝕刻工序中所產(chǎn)生的側(cè)向蝕刻各向同性地進(jìn)行。


圖1為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的俯視圖。

圖2為用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖3為用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖4為用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖5為用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器的一部分的俯視圖。圖7為概要性地表示實(shí)驗(yàn)例中所使用的結(jié)構(gòu)體的俯視圖。圖8為表示彈簧部的寬度尺寸偏差比率與頻率偏差比率之間的關(guān)系的曲線圖。圖9為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的電子裝置的剖視圖。圖10為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備的立體圖。圖11為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備的立體圖。圖12為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備的立體圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。1.陀螺傳感器首先，參照附圖，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器進(jìn)行說(shuō)明。圖1為概要性地表示本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器100的俯視圖。另外，為了便于說(shuō)明，在圖1中，作為相互正交的三個(gè)軸，圖示了作為第一軸的X軸、作為與第一軸正交的第二軸的Y軸、Z軸。
1.1.關(guān)于結(jié)構(gòu)如圖1所示，陀螺傳感器100可以具有:振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104、驅(qū)動(dòng)用固定電極130、檢測(cè)用固定電極140和固定部150。振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104例如通過(guò)對(duì)硅基板進(jìn)行加工而被一體形成。由此，能夠應(yīng)用用于制造硅半導(dǎo)體裝置的微細(xì)的加工技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104的小型化。振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104通過(guò)固定部150而被支承。固定部150例如被固定在，對(duì)陀螺傳感器100進(jìn)行收納的封裝件30的搭載面12 (參照?qǐng)D9)上。振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104以與搭載面12分離的方式而被配置。如圖1所示，振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體104例如具有第一振動(dòng)體106和第二振動(dòng)體108。第一振動(dòng)體106及第二振動(dòng)體108沿著X軸而相互連結(jié)。第一振動(dòng)體106及第二振動(dòng)體108可以具有相對(duì)于兩者的邊界線B (沿著Y軸的直線)對(duì)稱的形狀。因此，以下，對(duì)第一振動(dòng)體106的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，而省略對(duì)第二振動(dòng)體108的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。第一振動(dòng)體106具有驅(qū)動(dòng)部110和檢測(cè)部120。驅(qū)動(dòng)部110可以具有驅(qū)動(dòng)用支承部112、驅(qū)動(dòng)用彈簧部114和驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116。驅(qū)動(dòng)用支承部112可以具備開(kāi)口部113。S卩，驅(qū)動(dòng)用支承部112的形狀例如為框狀，并且在驅(qū)動(dòng)用支承部112的內(nèi)側(cè)(開(kāi)口部113內(nèi))設(shè)置有檢測(cè)部120。由此，與檢測(cè)部被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部的外側(cè)的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)陀螺傳感器100的小型化。在圖示的示例中，驅(qū)動(dòng)用支承部112通過(guò)沿著X軸延伸的第一延伸部112a、和沿著Y軸延伸的第二延伸部112b而構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)用彈簧部114被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部112的外側(cè)。在圖示的示例中，驅(qū)動(dòng)用彈簧部114的一端被連接在驅(qū)動(dòng)用支承部112的角部(第一延伸部112a與第二延伸部112b之間的連接部)附近。驅(qū)動(dòng)用彈簧部114的另一端與固定部150相連接。在圖示的示例中，在第一振動(dòng)體106中設(shè)置有四個(gè)驅(qū)動(dòng)用彈簧部114。因此，第一振動(dòng)體106通過(guò)四個(gè)固定部150而被支承。另外，也可以不設(shè)置第一振動(dòng)體106與第二振動(dòng)體108之間的邊界線B上的固定部150。驅(qū)動(dòng)用彈簧部114具有寬度W1,且具有沿著Y軸往復(fù)并沿著X軸延伸的形狀。寬度W1對(duì)于驅(qū)動(dòng)用彈簧部114中的、沿著Y軸的部分而言為X軸方向上的長(zhǎng)度，而對(duì)于沿著X軸的部分而言為Y軸方向上的長(zhǎng)度。多個(gè)驅(qū)動(dòng)用彈簧部114被設(shè)置為，相對(duì)于從驅(qū)動(dòng)用支承部112的中心穿過(guò)的沿著X軸的假想線(未圖示)、以及從驅(qū)動(dòng)用支承部112的中心穿過(guò)的沿著Y軸的假想線(未圖示)對(duì)稱。通過(guò)將驅(qū)動(dòng)用彈簧部114設(shè)定為如上文所述的形狀，從而能夠抑制驅(qū)動(dòng)用彈簧部114在Y軸方向及Z軸方向上發(fā)生變形的現(xiàn)象，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)用彈簧部114在驅(qū)動(dòng)部110的振動(dòng)方向即X軸方向上平滑地伸縮。而且，隨著驅(qū)動(dòng)用彈簧部114的伸縮，能夠使驅(qū)動(dòng)用支承部112 (使驅(qū)動(dòng)部110)沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)。另外，只要驅(qū)動(dòng)用彈簧部114能夠使驅(qū)動(dòng)用支承部112沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)用彈簧部114的數(shù)量并不被特別地限定。驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116以與驅(qū)動(dòng)用支承部112相連接的方式而被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部112的外側(cè)。更具體而言，驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116與驅(qū)動(dòng)用支承部112的第一延伸部112a相連接。驅(qū)動(dòng)用固定電極130被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)用支承部112的外側(cè)。驅(qū)動(dòng)用固定電極130被固定在，例如對(duì)陀螺傳感器100進(jìn)行收納的封裝件30的搭載面12 (參照?qǐng)D9)上。在圖1所示的示例中，驅(qū)動(dòng)用固定電極130設(shè)置有多個(gè)，且隔著驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116而被對(duì)置配置。在圖1所示的示例中,驅(qū)動(dòng)用固定電極130具有梳齒狀的形狀,驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116具有可插入驅(qū)動(dòng)用固定電極130的梳齒之間的突出部116a。突出部116a以與驅(qū)動(dòng)用固定電極130對(duì)置的方式而配置。通過(guò)使驅(qū)動(dòng)用固定電極130與突出部116a之間的距離(間隙)縮小，從而能夠使驅(qū)動(dòng)用固定電極130與驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116之間的靜電力增大。當(dāng)向驅(qū)動(dòng)用固定電極130及驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116施加電壓時(shí)，將能夠在驅(qū)動(dòng)用固定電極130與驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116之間產(chǎn)生靜電力。由此，能夠在使驅(qū)動(dòng)用彈簧部114沿著X軸進(jìn)行伸縮的同時(shí)，使驅(qū)動(dòng)用支承部112 (驅(qū)動(dòng)部110)沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)。另外，雖然在圖示的示例中，在第一振動(dòng)體106中設(shè)置有四個(gè)驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116，但只要能夠使驅(qū)動(dòng)用支承部112沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)用支承部112的數(shù)量并不被特別地限定。此外，雖然在圖示的示例中，驅(qū)動(dòng)用固定電極130隔著驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116而被對(duì)置配置，但只要能夠使驅(qū)動(dòng)用支承部112沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)用固定電極130也可以僅被配置在驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116的一側(cè)。檢測(cè)部120與驅(qū)動(dòng)部110相連接。在圖示的示例中，檢測(cè)部120被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部112的內(nèi)側(cè)。檢測(cè)部120可以具有:檢測(cè)用支承部122、檢測(cè)用彈簧部124和檢測(cè)用可動(dòng)電極126。另外，雖然未圖示，但只要檢測(cè)部120與驅(qū)動(dòng)部110相連接，則檢測(cè)部120也可以被配置在驅(qū)動(dòng)用支承部112的外側(cè)。檢測(cè)用支承部122的形狀例如為框狀。在圖示的示例中，檢測(cè)用支承部122通過(guò)沿著X軸延伸的第三延伸部122a、和沿著Y軸延伸的第四延伸部122b而構(gòu)成。檢測(cè)用彈簧部124被配置在檢測(cè)用支承部122的外側(cè)。檢測(cè)用彈簧部124對(duì)檢測(cè)用支承部122和驅(qū)動(dòng)用支承部112進(jìn)行連接。更具體而言，檢測(cè)用彈簧部124的一端被連接在檢測(cè)用支承部122的角部(第三延伸部122a與第四延伸部122b之間的連接部)附近。檢測(cè)用彈簧部124的另一端與驅(qū)動(dòng)用支承部112的第一延伸部112a相連接。檢測(cè)用彈簧部124具有寬度W2，且具有沿著X軸往復(fù)并沿著Y軸延伸的形狀。寬度W2對(duì)于檢測(cè)用彈簧部124中的、沿著X軸的部分而言為Y軸方向上的長(zhǎng)度，而對(duì)于沿著Y軸的部分而言為X軸方向上的長(zhǎng)度。在圖示的示例中，在第一振動(dòng)體106中設(shè)置有四個(gè)檢測(cè)用彈簧部124。多個(gè)檢測(cè)用彈簧部124被設(shè)置為，相對(duì)于從檢測(cè)用支承部122的中心穿過(guò)的沿著X軸的假想線(未圖示)、及從檢測(cè)用支承部122的中心穿過(guò)的沿著Y軸的假想線(未圖示)對(duì)稱。通過(guò)將檢測(cè)用彈簧部124設(shè)定為如上文所述的形狀，從而能夠抑制檢測(cè)用彈簧部124在X軸方向及Z軸方向上發(fā)生變形的現(xiàn)象，進(jìn)而使檢測(cè)用彈簧部124在檢測(cè)部120的振動(dòng)方向即Y軸方向上平滑地伸縮。而且，隨著檢測(cè)用彈簧部124的伸縮，能夠使檢測(cè)用支承部122 (使檢測(cè)部120)沿著Y軸進(jìn)行振動(dòng)。另外，只要檢測(cè)用彈簧部124能夠使檢測(cè)用支承部122沿著Y軸進(jìn)行振動(dòng)，則檢測(cè)用彈簧部124的數(shù)量并不被特別限定。檢測(cè)用可動(dòng)電極126以與檢測(cè)用支承部122相連接的方式而被配置在檢測(cè)用支承部122的內(nèi)側(cè)。在圖示的示例中，檢測(cè)用可動(dòng)電極126沿著X軸延伸，并與檢測(cè)用支承部122的兩個(gè)第四延伸部122b相連接。檢測(cè)用固定電極140被配置在檢測(cè)用支承部122的內(nèi)側(cè)。檢測(cè)用固定電極140以與檢測(cè)用可動(dòng)電極126對(duì)置的方式而被配置。檢測(cè)用固定電極140例如被固定在，對(duì)陀螺傳感器100進(jìn)行收納的封裝件30的搭載面12 (參照?qǐng)D9)上。在圖1所示的示例中，檢測(cè)用固定電極140設(shè)置有多個(gè)，并隔著檢測(cè)用可動(dòng)電極126而被對(duì)置配置。只要能夠?qū)z測(cè)用可動(dòng)電極126和檢測(cè)用固定電極140之間的靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)，則檢測(cè)用可動(dòng)電極126及檢測(cè)用固定電極140的數(shù)量及形狀并不被特別限定。1.2.關(guān)于動(dòng)作接下來(lái)，對(duì)陀螺傳感器100的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2至圖5為，用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的陀螺傳感器100的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。另外，為了便于說(shuō)明，在圖2至圖5中，簡(jiǎn)化圖示了陀螺傳感器100的各個(gè)部分。此外，在圖2至圖5中，作為相互正交的三個(gè)軸，圖示了 X軸、Y軸、Z軸。當(dāng)通過(guò)未圖示的電源而向驅(qū)動(dòng)用固定電極130及驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116施加電壓時(shí)，將能夠在驅(qū)動(dòng)用固定電極130與驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116之間產(chǎn)生靜電力。由此，如圖2及圖3所示，能夠使驅(qū)動(dòng)用彈簧部114沿著X軸進(jìn)行伸縮，從而能夠使驅(qū)動(dòng)部110沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)。更具體而言，向第一振動(dòng)體106的驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116與驅(qū)動(dòng)用固定電極130之間施加第一交流電壓，而向第二振動(dòng)體108的驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極116與驅(qū)動(dòng)用固定電極130之間施加相位與第一交流電壓錯(cuò)開(kāi)180度的第二交流電壓。由此，能夠使第一振動(dòng)體106的第一驅(qū)動(dòng)部110a、及第二振動(dòng)體108的第二驅(qū)動(dòng)部IlOb相互以反相位且預(yù)定的頻率，而沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)。即，沿著X軸相互連結(jié)的(并排配置的)第一驅(qū)動(dòng)部IlOa及第二驅(qū)動(dòng)部IlOb沿著X軸相互以反相位且共振頻率進(jìn)行振動(dòng)(第一振動(dòng))。例如,首先,如圖2所示，第一驅(qū)動(dòng)部IlOa向α I方向進(jìn)行位移，第二驅(qū)動(dòng)部IlOb向α I方向的相反方向即α2方向進(jìn)行位移。接下來(lái)，如圖3所示，第一驅(qū)動(dòng)部IlOa向α 2方向進(jìn)行位移，第二驅(qū)動(dòng)部IlOb向α I方向進(jìn)行位移。第一驅(qū)動(dòng)部IlOa及第二驅(qū)動(dòng)部IlOb反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。由此，第一驅(qū)動(dòng)部IlOa及第二驅(qū)動(dòng)部IlOb相互以反相位且共振頻率進(jìn)行振動(dòng)。另外，由于檢測(cè)部120與驅(qū)動(dòng)部110相連接，因此檢測(cè)部120也隨著驅(qū)動(dòng)部110的振動(dòng)，而沿著X軸進(jìn)行振動(dòng)。即，第一振動(dòng)體106及第二振動(dòng)體108沿著X軸而相互以反相位進(jìn)行振動(dòng)。如圖4及圖5所示，當(dāng)在第一驅(qū)動(dòng)部110a、第二驅(qū)動(dòng)部IlOb進(jìn)行第一振動(dòng)的狀態(tài)下，向陀螺傳感器100施加繞Z軸的角速度ω時(shí)，科里奧利力將發(fā)揮作用，從而檢測(cè)部120沿著Y軸進(jìn)行位移。即，與第一驅(qū)動(dòng)部IlOa相連結(jié)的第一檢測(cè)部120a、及與第二驅(qū)動(dòng)部I IOb相連結(jié)的第二檢測(cè)部120b通過(guò)第一振動(dòng)及科里奧利力，從而沿著Y軸而相互向相反方向進(jìn)行位移。例如，首先，如圖4所示，第一檢測(cè)部120a向β I方向進(jìn)行位移，第二檢測(cè)部120b向β I方向的相反方向即β 2方向進(jìn)行位移。接下來(lái)，如圖5所示，第一檢測(cè)部120a向β 2方向進(jìn)行位移，第二檢測(cè)部120b向β I方向進(jìn)行位移。第一檢測(cè)部120a及第二檢測(cè)部120b反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。由此，第一檢測(cè)部120a及第二檢測(cè)部120b相互以反相位且共振頻率f2進(jìn)行振動(dòng)。通過(guò)使第一檢測(cè)部120a、第二檢測(cè)部120b沿著Y軸進(jìn)行位移，從而檢測(cè)用可動(dòng)電極126與檢測(cè)用固定電極140之間的距離L將發(fā)生變化。因此，檢測(cè)用可動(dòng)電極126與檢測(cè)用固定電極140之間的靜電電容將發(fā)生變化。在陀螺傳感器100中，通過(guò)向檢測(cè)用可動(dòng)電極126及檢測(cè)用固定電極140施加電壓，從而能夠?qū)z測(cè)用可動(dòng)電極126與檢測(cè)用固定電極140之間的靜電電容的變化量進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而求得繞Z軸的角速度ω。另外，雖然在上述內(nèi)容中，對(duì)通過(guò)靜電力而使驅(qū)動(dòng)部110驅(qū)動(dòng)的方式(靜電驅(qū)動(dòng)方式)進(jìn)行了說(shuō)明，但使驅(qū)動(dòng)部110驅(qū)動(dòng)的方法并不被特別限定，可以應(yīng)用壓電驅(qū)動(dòng)方式、或利用了磁場(chǎng)的洛倫茲力的電磁驅(qū)動(dòng)方式等。1.3.關(guān)于共振頻率與彈簧部的寬度之間的關(guān)系驅(qū)動(dòng)部110的第一振動(dòng)的共振頻率、檢測(cè)部120的第二振動(dòng)的共振頻率f2、驅(qū)動(dòng)用彈簧部114的寬度W1、以及檢測(cè)用彈簧部124的寬度W2滿足下述式(I)。而且，更加優(yōu)選為，滿足下述式(2)。但在式(I)及式(2)中，W1古W2且fi古f2。數(shù)學(xué)式I
權(quán)利要求
1.種陀螺傳感器，包括: 驅(qū)動(dòng)部，其具備與驅(qū)動(dòng)用彈簧部相連接的驅(qū)動(dòng)用支承部； 檢測(cè)部，其具備檢測(cè)用支承部，所述檢測(cè)用支承部經(jīng)由檢測(cè)用彈簧部而與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接， 所述驅(qū)動(dòng)用支承部能夠在第一軸的方向上進(jìn)行振動(dòng)，所述檢測(cè)用支承部能夠在與所述第一軸正交的第二軸的方向上進(jìn)行位移， 當(dāng)將所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率設(shè)定為，將所述檢測(cè)部的共振頻率設(shè)定為f2，將所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度設(shè)定為W1，并將所述檢測(cè)用彈簧部的寬度設(shè)定為W2時(shí)，將滿足下述式(1)，即，KfJf1) ( (W2ZV1) ( 1.13 (Vf1)...(I), 但是，W1 ^ W2 且 A ^ f2。
2.權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器，其中， 滿足下述式(2)，即，(W2ZW1) = (^/fi)...(2)。
3.權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率與所述檢測(cè)部的共振頻率f2之間的關(guān)系為，f! < f2。
4.權(quán)利要求1所述的陀螺傳 感器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部及所述檢測(cè)用彈簧部通過(guò)干蝕刻法而形成。
5.權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器，其中， 還包括驅(qū)動(dòng)用固定電極和檢測(cè)用固定電極， 所述驅(qū)動(dòng)部具備與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接的驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極， 所述驅(qū)動(dòng)用固定電極以與所述驅(qū)動(dòng)用可動(dòng)電極對(duì)置的方式而配置， 所述檢測(cè)部具備與所述檢測(cè)用支承部相連接的檢測(cè)用可動(dòng)電極， 所述檢測(cè)用固定電極以與所述檢測(cè)用可動(dòng)電極對(duì)置的方式而配置。
6.權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)用支承部具備開(kāi)口部， 所述檢測(cè)部被配置在所述開(kāi)口部?jī)?nèi)。
7.權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部包括在所述第一軸的方向上并排配置的第一驅(qū)動(dòng)部和第二驅(qū)動(dòng)部， 所述檢測(cè)部包括: 第一檢測(cè)部，其與所述第一驅(qū)動(dòng)部相連接； 第二檢測(cè)部，其與所述第二驅(qū)動(dòng)部相連接， 所述第一驅(qū)動(dòng)部及所述第二驅(qū)動(dòng)部沿著所述第一軸而相互以反相位進(jìn)行振動(dòng)。
8.種電子設(shè)備,包括: 權(quán)利要求1所述的陀螺傳感器。
9.種陀螺傳感器的制造方法，包括: 通過(guò)干蝕刻法來(lái)對(duì)基板進(jìn)行加工，從而形成驅(qū)動(dòng)部和檢測(cè)部的工序，所述驅(qū)動(dòng)部具備驅(qū)動(dòng)用彈簧部、及與所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部相連接的驅(qū)動(dòng)用支承部，所述檢測(cè)部具備與所述驅(qū)動(dòng)用支承部相連接的檢測(cè)用彈簧部、及與所述檢測(cè)用彈簧部相連接的檢測(cè)用支承部，所述驅(qū)動(dòng)用支承部能夠在第一軸的方向上進(jìn)行振動(dòng)，所述檢測(cè)用支承部能夠在與所述第一軸正交的第二軸的方向上進(jìn)行位移， 當(dāng)將所述驅(qū)動(dòng)部的共振頻率設(shè)定為，將所述檢測(cè)部的共振頻率設(shè)定為f2，將所述驅(qū)動(dòng)用彈簧部的寬度設(shè)定為W1，并將所述檢測(cè)用彈簧部的寬度設(shè)定為W2時(shí)，將滿足下述式(1)，即， .0.KfJf1) ( (W2ZV1) ( 1.13 (Vf1)...(I), 但是，W1 ^ W2 且 A ^ f2。
10.權(quán)利要求9所述的陀螺傳感器的制造方法，其中， 所述干蝕刻法為博世法，在所述博世法中，交替地反復(fù)實(shí)施使用了氟化碳類氣體的保護(hù)膜形成處理 、和使用 了氟化硫類氣體的蝕刻處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及陀螺傳感器、電子設(shè)備以及陀螺傳感器的制造方法。所述陀螺傳感器具有良好的靈敏度特性及頻帶特性。本發(fā)明涉及的陀螺傳感器(100)包括驅(qū)動(dòng)部(110)，其具備與驅(qū)動(dòng)用彈簧部(114)相連接的驅(qū)動(dòng)用支承部(112)；檢測(cè)部(120)，其具備經(jīng)由檢測(cè)用彈簧部(124)而與驅(qū)動(dòng)用支承部(112)相連接的檢測(cè)用支承部(122)，驅(qū)動(dòng)用支承部(112)能夠在第一軸(X軸)的方向上進(jìn)行振動(dòng)，檢測(cè)用支承部(122)能夠在與第一軸(X軸)正交的第二軸(Y軸)的方向上進(jìn)行位移，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)部(110)的共振頻率設(shè)定為f1，將檢測(cè)部(120)的共振頻率設(shè)定為f2，將驅(qū)動(dòng)用彈簧部(114)的寬度設(shè)定為w1，并將檢測(cè)用彈簧部(124)的寬度設(shè)定為w2時(shí)，將滿足下述式(1)，即，0.87(f2/f1)≤(w2/w1)≤1.13(f2/f1)…(1)，但是，w1≠w2且f1≠f2。
文檔編號(hào)G01C19/5769GK103090858SQ201210417978
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者瀧澤照夫 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社