陀螺儀傳感器及具有陀螺儀傳感器的復(fù)合傳感器的制造方法
【專利說明】
[0001] [關(guān)聯(lián)申請的相互參照]
[0002] 本公開基于2012年11月29日申請的日本申請?zhí)?012 - 261335號、及2013年 9月3日申請的日本申請?zhí)?013 - 182150號，在此引用它們的記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及使檢測錘相對于基板平面（xy平面）方向驅(qū)動振動、并且伴隨著角速 度的施加而使檢測錘在基板垂直方向（以下，稱為z軸方向）上移動、從而進(jìn)行角速度檢測 的陀螺儀傳感器及具有該陀螺儀傳感器的復(fù)合傳感器。
【背景技術(shù)】
[0004] 以往以來，作為角速度的檢測所使用的傳感器，已知有例如專利文獻(xiàn)1所示那樣 的陀螺儀傳感器。這種陀螺儀傳感器具有在基板平面方向上振動的驅(qū)動錘及經(jīng)由檢測彈簧 與該驅(qū)動錘連接的檢測錘，基于通過使驅(qū)動錘驅(qū)動振動并且施加角速度來使檢測錘在基板 垂直方向上振動，而進(jìn)行角速度檢測。在專利文獻(xiàn)1所示的陀螺儀傳感器中，采用將驅(qū)動錘 及檢測錘配置成圓盤狀的構(gòu)造，在角速度檢測時(shí)，使驅(qū)動錘以將圓盤中心作為中心擺動的 方式振動來進(jìn)行角速度檢測。即，基于角速度的施加，在隔著圓盤中心的左右兩側(cè)，檢測錘 如蹺蹺板那樣相對置并在圓盤平面的垂直方向（z軸方向）上上下振動，因此獲得基于在其 左右的上下振動的差動輸出，從而進(jìn)行角速度檢測。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2001 - 255153號公報(bào)
[0008] 發(fā)明的概要
[0009] 然而，在如專利文獻(xiàn)1那樣的陀螺儀傳感器中，在受到了向z軸方向的沖擊時(shí)會產(chǎn) 生輸出誤差變大這一問題。具體而言，在受到了向z軸方向的沖擊時(shí)，在隔著圓盤中心的左 右兩側(cè)，檢測錘向Z軸方向移動。此時(shí)，如果檢測錘在左右兩側(cè)都同步地運(yùn)動，則在取得動 作輸出時(shí)各輸出中的沖擊振動成分被消除，因此沒有問題，但若不同步，則其將作為較大的 輸出誤差顯現(xiàn)出來。在產(chǎn)生了這樣的較大的輸出誤差時(shí)，不能進(jìn)行正確的角速度檢測，因此 不是優(yōu)選的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本公開鑒于上述問題點(diǎn)，目的在于提供能夠抑制受到了沖擊時(shí)的輸出誤差，能夠 進(jìn)行更正確的角速度檢測的陀螺儀傳感器。
[0011] 根據(jù)本公開的第一形態(tài)，陀螺儀傳感器具有基板、可動部、兩個(gè)檢測錘、耦合彈簧、 及檢測電極。基板具備固定部。可動部經(jīng)由支承梁與固定部連接。將與基板的平面平行且 包含X軸和與x軸正交的y軸的平面作為xy平面，將沿著x軸的方向作為x軸方向，將沿 著y軸的方向作為y軸方向時(shí)，可動部具備具有質(zhì)量部的驅(qū)動錘，在角速度檢測時(shí)，所述質(zhì) 量部基于支承梁的位移而在xy平面上往復(fù)旋轉(zhuǎn)振動或者在y軸方向上往復(fù)振動。檢測錘分 別經(jīng)由檢測梁與驅(qū)動錘連接。兩個(gè)檢測錘在x軸方向上排列，并通過耦合彈簧而連結(jié)。檢 測電極在沿著與xy平面垂直的z軸的z軸方向上與兩個(gè)檢測錘分別相隔規(guī)定距離而配置。
[0012] 在這樣的構(gòu)成的陀螺儀傳感器中，伴隨著角速度施加，兩個(gè)檢測錘在z軸方向上 向互相相反的方向振動從而兩個(gè)檢測錘與檢測電極之間的距離變化。由此，基于在兩個(gè)檢 測錘與檢測電極之間構(gòu)成的兩個(gè)電容器的電容值向互相相反的相位變化，使用對兩個(gè)電容 值的變化進(jìn)行表示的信號的差動輸出，進(jìn)行角速度檢測。
[0013] 并且，通過耦合彈簧將兩檢測錘連結(jié)，因此能夠使兩檢測錘同步運(yùn)動，一定能夠成 為同相模式和反相模式這2個(gè)模式的運(yùn)動。并且，兩檢測錘同步地運(yùn)動，所以能夠具有同相 模式的共振頻率fin和反相模式的共振頻率fanti，并且能夠基于各部的設(shè)定將同相模式 的共振頻率fin與反相模式的共振頻率fanti分離。為此，能夠成為能夠抑制受到了沖擊 時(shí)的輸出誤差，能夠進(jìn)行更正確的角速度檢測的陀螺儀傳感器。
[0014] 根據(jù)本公開的第二形態(tài)，陀螺儀傳感器具有基板、可動部、兩個(gè)驅(qū)動錘、耦合彈簧 及檢測電極。基板具備固定部。可動部經(jīng)由檢測梁而與固定部連接。將與基板的平面平行 且包含x軸和與x軸正交的y軸的平面作為xy平面，將沿著x軸的方向作為x軸方向，將 沿著y軸的方向作為y軸方向時(shí)，可動部具備具有質(zhì)量部的檢測錘，在角速度檢測時(shí)，所述 質(zhì)量部基于檢測梁的位移而在xy平面上往復(fù)旋轉(zhuǎn)振動或者在y軸方向上往復(fù)振動。驅(qū)動 錘相對于檢測錘構(gòu)成為一體，并在x軸方向上排列。耦合彈簧將兩個(gè)檢測錘連結(jié)。檢測電 極在沿著與xy平面垂直的z軸的z軸方向上，與兩個(gè)檢測錘相隔規(guī)定距離而配置。即，是 采用將兩個(gè)檢測錘相對于驅(qū)動錘構(gòu)成為一體并在x軸方向上排列的構(gòu)造的陀螺儀傳感器。 在這樣的構(gòu)造的陀螺儀傳感器中，也能夠獲得與第一形態(tài)所涉及的陀螺儀傳感器同樣的效 果。
[0015] 根據(jù)本公開的第三形態(tài)，復(fù)合陀螺儀傳感器具有第一或者第二形態(tài)所涉及的陀螺 儀傳感器作為第1陀螺儀傳感器，并且，所述復(fù)合陀螺儀傳感器具有：第2陀螺儀傳感器，形 成于基板，檢測xy平面上的繞z軸的角速度；以及加速度傳感器，形成于基板，檢測于xy平 面平行的一個(gè)方向的加速度，第1陀螺儀傳感器、第2陀螺儀傳感器、加速度傳感器被單片 化。
[0016] 這樣，如果將第一或者第二形態(tài)所涉及的陀螺儀傳感器作為第1陀螺儀傳感器， 則能夠?qū)⒌?陀螺儀傳感器與第2陀螺儀傳感器及加速度傳感器單片化而成為復(fù)合傳感 器。由此，與將各傳感器形成于不同的芯片的情況相比較，能夠謀求復(fù)合傳感器的簡單化。
【附圖說明】
[0017] 有關(guān)本公開的上述目的及其他的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖進(jìn)行的下述的詳 細(xì)的記載而變得更明確。在附圖中，
[0018] 圖1是本公開的第1實(shí)施方式所涉及的陀螺儀傳感器的俯視圖。
[0019] 圖2是圖1的II - II線上的剖視圖。
[0020] 圖3是對陀螺儀傳感器的基本動作時(shí)的情形進(jìn)行表示的示意圖。
[0021] 圖4A是對陀螺儀傳感器的檢測部的靜止?fàn)顟B(tài)的情形進(jìn)行表示的示意圖。
[0022] 圖4B是對陀螺儀傳感器的檢測部的同相模式的情形進(jìn)行表示的示意圖。
[0023] 圖4C是對陀螺儀傳感器的檢測部的反相模式的情形進(jìn)行表示的示意圖。
[0024] 圖5是對陀螺儀傳感器的共振倍率的頻率特性（響應(yīng)曲線）進(jìn)行表示的圖。
[0025] 圖6是對D. R.與耐沖擊性的關(guān)系進(jìn)行表示的曲線。
[0026] 圖7是對陀螺儀傳感器的各部的常數(shù)等進(jìn)行表示的示意圖。
[0027] 圖8是對D. R.的做出的結(jié)果相對于目標(biāo)值的關(guān)系進(jìn)行表示的圖。
[0028] 圖9是表示對以往構(gòu)造的情況、如第1實(shí)施方式那樣將同相模式的共振頻率fin 和反相模式的共振頻率fanti分開的情況、及采用了D. R.不易散亂的構(gòu)造的情況各自的耐 沖擊性的偏差進(jìn)行研宄后的結(jié)果的圖。
[0029] 圖10是本公開的第2實(shí)施方式所涉及的陀螺儀傳感器的俯視圖。
[0030] 圖11是對驅(qū)動耦合彈簧31e、中間剛體44b所具備的彈簧44ba的一個(gè)例子進(jìn)行表 示的放大俯視圖。
[0031] 圖12是本公開的第3實(shí)施方式所涉及的陀螺儀傳感器的俯視圖。
[0032] 圖13A是對檢測梁42、43所具備的驅(qū)動彈簧42a、43a的一個(gè)例子進(jìn)行表示的放大 俯視圖。
[0033] 圖13B是對中間剛體44b所具備的彈簧44bb的一個(gè)例子進(jìn)行表示的放大俯視圖。
[0034] 圖14是本公開的第4實(shí)施方式所涉及的復(fù)合傳感器的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 以下，基于附圖對本公開的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在以下的各實(shí)施方式相互之 中，對彼此相同或者等同的部分，標(biāo)注同一符號進(jìn)行說明。
[0036] (第1實(shí)施方式）