角速度傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種角速度傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)角速度進(jìn)行檢測(cè)的角速度傳感器被用于，例如，車(chē)輛中的車(chē)身控制、車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的本車(chē)輛位置檢測(cè)、數(shù)碼照相機(jī)或錄像機(jī)等的振動(dòng)控制校正(所謂的手振校正)等。作為所涉及的角速度傳感器，例如已知一種振動(dòng)陀螺傳感器(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的角速度傳感器，具有經(jīng)由振動(dòng)體支承梁而相對(duì)于框體被支承的振動(dòng)體。在該角速度傳感器中，通過(guò)在使振動(dòng)體于X軸方向上進(jìn)行振動(dòng)(驅(qū)動(dòng)振動(dòng))的狀態(tài)下，從外部施加繞Z軸的角速度時(shí)，在振動(dòng)體上作用有科里奧利力，從而振動(dòng)體在Y軸方向上進(jìn)行位移(檢測(cè)振動(dòng))。而且，通過(guò)對(duì)該振動(dòng)體的Y軸方向的位移量進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)繞Z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)。
[0004]并且，在這種的角速度傳感器上，除了成為檢測(cè)對(duì)象的角速度之外，還存在從外部施加的沖擊，并且由該沖擊引起的振動(dòng)可能使檢測(cè)精度等降低。
[0005]因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的角速度傳感器中構(gòu)成有沖擊減弱機(jī)構(gòu)，所述沖擊減弱機(jī)構(gòu)為，框體經(jīng)由框體支承梁而相對(duì)于支承部被支承，并且框體及框體支承梁減弱如下現(xiàn)象，即，沿著振動(dòng)體的振動(dòng)方向以及檢測(cè)方向中的至少一個(gè)方向的沖擊從支承部傳遞至振動(dòng)體的現(xiàn)象。由此，關(guān)于振動(dòng)體的振動(dòng)方向以及檢測(cè)方向，即使施加于角速度傳感器上的沖擊的波形中包括接近于振動(dòng)體的諧振頻率的振動(dòng)，也能夠抑制對(duì)檢測(cè)精度的影響。
[0006]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的角速度傳感器中，在施加有繞Y軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，無(wú)法減弱該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。因此，例如由于在安裝有傳感器的基板的諧振等而施加有包括偏移頻率(驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的模式的諧振頻率和檢測(cè)振動(dòng)的模式的諧振頻率之差)附近的頻率成分的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下，將會(huì)因檢測(cè)振動(dòng)的諧振而產(chǎn)生超出設(shè)想的信號(hào)，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的IC內(nèi)部信號(hào)將會(huì)飽和，其結(jié)果為，存在輸出發(fā)生變動(dòng)的問(wèn)題。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2001-194157號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種即使在受到了繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下，也能夠抑制由該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)而引起的輸出的變動(dòng)的角速度傳感器，此外，還提供一種具備所涉及的角速度傳感器并具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述的課題中的至少一部分而完成的發(fā)明，并且能夠作為以下的方式或應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]應(yīng)用例I
[0011]本發(fā)明的角速度傳感器的特征在于，具備:固定部；基部；支承部，其將所述基部相對(duì)于所述固定部而進(jìn)行支承；振動(dòng)部，其連接于所述基部；檢測(cè)部，其連接于所述基部，并通過(guò)與繞檢測(cè)軸的角速度相應(yīng)的科里奧利力的作用而進(jìn)行振動(dòng)，并且在將檢測(cè)頻帶的寬度設(shè)為π [Hz]，將隨著所述支承部的變形而所述基部相對(duì)于所述固定部而繞所述檢測(cè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的諧振頻率設(shè)為f2 [Hz]，將偏移頻率設(shè)為f3[Hz]時(shí)，滿足fl
<f2 < f3的關(guān)系。
[0012]根據(jù)這種的角速度傳感器，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的諧振頻率f2小于偏移頻率f3，從而在從外部受到了繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，能夠使該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)在偏移頻率f3附近的頻帶中減弱。因此，在大于f2的頻帶中，能夠?qū)⒅C振頻率f2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式作為對(duì)隨著支承部的變形而繞檢測(cè)軸的基部的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行抑制的機(jī)械性的低通濾波器(旋轉(zhuǎn)振動(dòng)減弱模式)而進(jìn)行利用。
[0013]此外，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的諧振頻率f2大于檢測(cè)頻率帶寬Π，從而在從外部受到了繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，在檢測(cè)頻帶中能夠減小該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的增幅。
[0014]根據(jù)以上的內(nèi)容，在從外部受到了繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，即使該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的頻率為偏移頻率f3附近也能夠抑制輸出的變動(dòng)。
[0015]應(yīng)用例2
[0016]在本發(fā)明的角速度傳感器中，優(yōu)選為，所述旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式為一次的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式。
[0017]由此，由于基部的繞檢測(cè)軸的其他的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的諧振頻率在與f2相比靠低頻側(cè)是不存在的，因此能夠使Π和f2之差設(shè)得較小，并且能夠隨此使偏移頻率f3較小。其結(jié)果為，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的S/N比例。
[0018]應(yīng)用例3
[0019]在本發(fā)明的角速度傳感器中，優(yōu)選為，滿足1.4 ( f3/f2的關(guān)系。
[0020]由此，能夠提高抑制來(lái)自外部的繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的效果。
[0021]應(yīng)用例4
[0022]在本發(fā)明的角速度傳感器中，優(yōu)選為，滿足，f3/f2 ( 4的關(guān)系。
[0023]由此，能夠防止偏移頻率過(guò)大，其結(jié)果為實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的S/N比例。
[0024]應(yīng)用例5
[0025]在本發(fā)明的角速度傳感器中，優(yōu)選為，所述一次的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的Q值為5以上100以下。
[0026]由此，能夠防止一次的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的諧振振動(dòng)過(guò)大而對(duì)檢測(cè)振動(dòng)造成不良影響或者成為損壞的原因，并且能夠提高旋轉(zhuǎn)振動(dòng)減弱模式的效果。
[0027]應(yīng)用例6
[0028]在本發(fā)明的角速度傳感器中，優(yōu)選為，滿足fl/f2 ( 0.5的關(guān)系。
[0029]由此，在從外部受到了繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，能夠在檢測(cè)頻帶中使該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的增幅極小。
[0030]應(yīng)用例7
[0031]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，具備本發(fā)明的角速度傳感器。
[0032]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備。
[0033]應(yīng)用例8
[0034]本發(fā)明的移動(dòng)體的特征在于，具備本發(fā)明的角速度傳感器。
[0035]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的移動(dòng)體。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的角速度傳感器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0037]圖2為圖1所示的角速度傳感器的俯視圖。
[0038]圖3為圖1所示的角速度傳感器所具備的傳感器元件的俯視圖。
[0039]圖4為用于對(duì)圖3所示的傳感器元件的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的俯視圖。
[0040]圖5(a)為表不圖3所不的角速度傳感器的簡(jiǎn)化模型的圖，圖5(b)為表不一次的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式(模式I)的圖。
[0041]圖6為表示一次的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式的角振動(dòng)頻率比和振幅比(增益)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0042]圖7(a)表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的角速度傳感器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖7(b)為沿圖7(a)中的A-A線的剖視圖。
[0043]圖8為用于對(duì)圖7所示的角速度傳感器所具備的支承部進(jìn)行說(shuō)明的背面圖。
[0044]圖9為表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的角速度傳感器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0045]圖10為用于對(duì)圖11所示的角速度傳感器所具備的傳感器元件的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的俯視圖。
[0046]圖11(a)為表不圖10所不的角速度傳感器的簡(jiǎn)化模型的圖，圖11(b)為表不一次旋轉(zhuǎn)振動(dòng)模式(模式I)的圖。
[0047]圖12為表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的角速度傳感器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0048]圖13為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的便攜式(或者筆記本式)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的一個(gè)示例的立體圖。
[0049]圖14為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的移動(dòng)電話(也包括PHS =PersonalHandy-phone System,個(gè)人移動(dòng)電話系統(tǒng))的一個(gè)示例的立體圖。
[0050]圖15為表不應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的數(shù)碼照相機(jī)的一個(gè)不例的立體圖。
[0051]圖16為表不本發(fā)明的移動(dòng)體(汽車(chē))的一個(gè)不例的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的角速度傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0053]1.角速度傳感器
[0054]第一實(shí)施方式
[0055]圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的角速度傳感器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖2為圖1所示的角速度傳感器的俯視圖，圖3為圖1所示的角速度傳感器所具備的傳感器元件的俯視圖。此外，圖4為用于對(duì)圖3所示的傳感器元件的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的俯視圖。
[0056]另外，為了便于說(shuō)明，在圖1至圖4中，作為互相正交的三個(gè)軸，圖示了 X軸、y軸以及z軸，將該所圖示的箭頭標(biāo)記的頂端側(cè)設(shè)為“ + (正)”、將基端側(cè)設(shè)為“一(負(fù))”。此外，在以下，將與X軸平行的方向稱(chēng)為“X軸方向”、與y軸平行的方向稱(chēng)為“y軸方向”、與z軸平行的方向稱(chēng)為“z軸方向”，并且將+z側(cè)(圖1中的上側(cè))稱(chēng)為“上”，一 z側(cè)(圖1中的下側(cè))稱(chēng)為“下”。
[0057]圖1及圖2所示的角速度傳感器I為對(duì)繞z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的振動(dòng)陀螺傳感器。該角速度傳感器I具有:傳感器元件(振動(dòng)片)2、IC芯片3、對(duì)傳感器元件2及IC芯片3進(jìn)行收納的封裝件9。
[0058]以下，對(duì)構(gòu)成角速度傳感器I的各個(gè)部分依次進(jìn)行說(shuō)明。
[0059]傳感器元件
[0060]傳感器元件2為對(duì)繞Z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的“面外檢測(cè)型”的傳感器元件。如圖3所示，該傳感器元件2具備振動(dòng)片20、被設(shè)置于振動(dòng)片20的表面上的多個(gè)檢測(cè)電極(未圖示)、多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極(未圖示)以及多個(gè)端子61?66。
[0061]如圖3所示，振動(dòng)片20具有所謂被稱(chēng)為雙T型的結(jié)構(gòu)。
[0062]具體地說(shuō)，振動(dòng)片20具有:基部21、對(duì)基部21進(jìn)行支承的支承部22、從基部21延伸出的兩個(gè)檢測(cè)用振動(dòng)臂23、24以及四個(gè)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂25?28。
[0063]基部21具有:主體部211和，從主體部211沿著x軸方向而向相互相反側(cè)延伸的一對(duì)連結(jié)臂212、213。
[0064]支承部22具有:相對(duì)于封裝件9而被固定的一對(duì)固定部221、222 對(duì)梁部223、224，所述一對(duì)梁部223、224連結(jié)了固定部221和基部21的主體部211 對(duì)梁部225、226，所述一對(duì)梁部225、226連結(jié)了固定部222和基部21的主體部211。此處，可以認(rèn)為梁部223、224、225、226構(gòu)成了將基部21相對(duì)于固定部221、222而進(jìn)行支承的“支承部”。另外，也可以認(rèn)為固定部221、222以及梁部223、224、225、226構(gòu)成了 “支承部”，并且封裝件9或者后述的封裝件9的基座91構(gòu)成了 “固定部”。此外，也可以認(rèn)為所述的基部21的主體部211構(gòu)成了“基部”。
[0065]檢測(cè)用振動(dòng)臂23、24從基部21的主體部211沿著y軸方向而相互向相反側(cè)延伸。此處，檢測(cè)用振動(dòng)臂23、24構(gòu)成了連接于基部21、并通過(guò)與繞檢測(cè)軸的角速度相對(duì)應(yīng)的科里奧利力的作用而進(jìn)行振動(dòng)的“檢測(cè)部”。
[0066]驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂25、26從基部21的連結(jié)臂212的頂端部沿著y軸方向而相互向相反側(cè)延伸。同樣地，驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂27、28從基部21的連結(jié)臂213的頂端部沿著y軸方向而相