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JP2012088245A - Physical quantity sensor and electronic device - Google Patents

Physical quantity sensor and electronic device Download PDF

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JP2012088245A
JP2012088245A JP2010236803A JP2010236803A JP2012088245A JP 2012088245 A JP2012088245 A JP 2012088245A JP 2010236803 A JP2010236803 A JP 2010236803A JP 2010236803 A JP2010236803 A JP 2010236803A JP 2012088245 A JP2012088245 A JP 2012088245A
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JP
Japan
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axis
physical quantity
quantity sensor
mass parts
axis direction
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JP2010236803A
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Japanese (ja)
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Teruo Takizawa
照夫 瀧澤
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity sensor of a small size which has a high Q factor and high detection sensitivity, and an electronic device including such physical quantity sensor.SOLUTION: A physical quantity sensor 1 includes: four vibration portions 51 to 54; four substrate fixed portions 61 to 64 which are located in directions in which each radial direction from a center point O of an assembly including the four vibration portions 51 to 54 forms an angle of 45 degrees with respect to each of an X axis and a Y axis; two-spring mechanisms 711 to 742 which extend, respectively from the substrate fixed portions 61 to 64, to two vibration portions being adjacent to each other around a Z axis; and vibration means 4 which vibrates first vibration portions 51 and 52 in an X direction in phases opposite to each other while vibrating second vibration portions 53 and 54 in a Y direction in phases opposite to each other. Further, the two-spring mechanisms are brought into tuning fork vibration in X and Y planes in response to the vibration of the vibration portions 51 to 54.

Description

本発明は、物理量センサーおよびそれを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor and an electronic device using the same.

近年、デジタルカメラ等の撮像機器の手ぶれ補正や、GPS信号を用いた車両等の移動体ナビゲーションシステムなどの姿勢制御として、角速度を検出する角速度センサーが多く用いられている。また、角速度センサーとして、1つのセンサーで互いに直交する3軸のそれぞれの軸まわりの角速度を検出できるようなものも知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, angular velocity sensors that detect angular velocities are often used for camera shake correction of imaging devices such as digital cameras and attitude control of mobile navigation systems such as vehicles using GPS signals. Further, an angular velocity sensor that can detect angular velocities around three axes orthogonal to each other with one sensor is also known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載のセンサーは、円環状の駆動質量と、その中心に配置されたアンカーと、駆動質量とアンカーとを連結する弾性アンカー要素と、アンカーが固定された基板2とを有しており、駆動質量を回転振動させた状態で、各軸まわりの角速度を検知するように構成されている。
しかしながら、このような構成では、駆動質量の振動が、弾性アンカー要素およびアンカーを介して基板2に伝達し振動漏れが生じる。このような振動漏れが生じると、センサーの振動のQ値が低下する(すなわち、エネルギー損失を招く)。振動のQ値が低下すると、所望の振動振幅が得られなくなり、センサーの検出感度が悪化する。また、必要な振幅を得るために高い駆動能力の駆動装置が必要となり、センサーの大型化を招いてしまう。
The sensor described in Patent Document 1 includes an annular driving mass, an anchor disposed at the center thereof, an elastic anchor element that connects the driving mass and the anchor, and a substrate 2 on which the anchor is fixed. The angular velocity around each axis is detected in a state where the drive mass is rotationally oscillated.
However, in such a configuration, the vibration of the driving mass is transmitted to the substrate 2 via the elastic anchor element and the anchor, and vibration leakage occurs. When such vibration leakage occurs, the Q value of vibration of the sensor is reduced (that is, energy loss is caused). When the Q value of vibration decreases, a desired vibration amplitude cannot be obtained, and the detection sensitivity of the sensor deteriorates. In addition, in order to obtain a necessary amplitude, a driving device having a high driving capability is required, which increases the size of the sensor.

特開2007−271611号公報JP 2007-271611 A

本発明の目的は、Q値が高く、高い検出感度を有する小型の物理量センサーおよびこれを備える電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a small physical quantity sensor having a high Q value and high detection sensitivity, and an electronic apparatus including the same.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の物理量センサーは、互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延びた2つのバネ機構と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部に設けられ、各前記質量部が備える可動部の変位量を電気信号に変換する少なくとも1つのトランスデューサーと、を有し、
各前記固定部に接続された前記2つのバネ部は、前記所定の周波数に応じて前記平面内で音叉振動することを特徴とする。
これにより、Q値が高く、高い検出感度を有する小型の物理量センサーを提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
In the physical quantity sensor of the present invention, when two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
In a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts forms a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. Four fixed parts in the direction,
Two spring mechanisms extending from each of the fixed portions to two adjacent mass portions around the third axis;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
And at least one transducer that is provided in each of the mass parts and converts a displacement amount of a movable part included in each of the mass parts into an electrical signal,
The two spring portions connected to each of the fixed portions vibrate in a tuning fork within the plane according to the predetermined frequency.
Thereby, a small physical quantity sensor having a high Q value and high detection sensitivity can be provided.

本発明の物理量センサーは、互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延在し、運動方向を変換する運動方向変換手段と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部は、前記平面内にあり且つ第1軸または第2軸に平行な回転軸を有し前記回転軸を中心に回転することが可能な第1可動部と、前記平面内にあり且つ第1軸または第2軸の方向に変位することが可能な第2可動部と、トランスデューサーと、を有し、
前記トランスデューサーは、前記第1可動部の変位量を電気得信号に変換する回転トランスデューサーと、前記第2可動部の変位量を電気得信号に変換する変位トランスデューサーと、を有し、
前記運動方向変換手段は、前記所定の周波数に応じて前記平面内で音叉振動することを特徴とする。
これにより、Q値が高く、高い検出感度を有する小型の物理量センサーを提供することができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, when two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
In a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts forms a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. Four fixed parts in the direction,
A direction-of-motion conversion means that extends from each of the fixed portions to the two mass portions adjacent to each other around the third axis and converts the direction of motion;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
Each of the mass parts is in the plane and has a rotation axis parallel to the first axis or the second axis and a first movable part capable of rotating around the rotation axis, and in the plane And a second movable part that can be displaced in the direction of the first axis or the second axis, and a transducer,
The transducer has a rotation transducer that converts a displacement amount of the first movable part into an electrical gain signal, and a displacement transducer that converts a displacement amount of the second movable part into an electrical gain signal,
The movement direction converting means vibrates in a tuning fork within the plane according to the predetermined frequency.
Thereby, a small physical quantity sensor having a high Q value and high detection sensitivity can be provided.

本発明の物理量センサーでは、各前記固定部が固定された基板を有し、
前記基板は、半導体基板、絶縁基板、或いは半導体層と絶縁層が積層してなる複合基板で構成されていることが好ましい。
これにより、装置構成が簡単なものとなる。
本発明の物理量センサーでは、前記4つの固定部の各々は、前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して45度の角度を為す方向に位置することが好ましい。
これにより、振動漏れをより効果的に防止または抑制することができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, each of the fixed portions has a substrate fixed thereto,
The substrate is preferably composed of a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a composite substrate in which a semiconductor layer and an insulating layer are stacked.
This simplifies the device configuration.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, each of the four fixed portions may have a radial direction from the center of the assembly of the four mass portions in the plane including the first axis and the second axis. And it is preferable to be located in a direction that makes an angle of 45 degrees with respect to both axes of the second axis.
Thereby, vibration leakage can be prevented or suppressed more effectively.

本発明の物理量センサーでは、前記4つの固定部は、前記4つの質量部の中心と交わる前記第1軸および前記第2軸に対して鏡面対称の位置に設けられたことが好ましい。
これにより、振動漏れをより効果的に防止または抑制することができる。また、4つの質量部をより安定して支持することができる。
本発明の物理量センサーでは、各固定部から延びた前記2つのバネ機構は、前記固定点を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されていることが好ましい。
これにより、振動漏れをより効果的に防止または抑制することができる。
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the four fixed parts are provided at positions that are mirror-symmetric with respect to the first axis and the second axis that intersect with the centers of the four mass parts.
Thereby, vibration leakage can be prevented or suppressed more effectively. Further, the four mass parts can be supported more stably.
In the physical quantity sensor of the present invention, the two spring mechanisms extending from the respective fixed portions are allowed to be deformed in the declination direction around the fixed point, and are restricted from being deformed in the radial direction. preferable.
Thereby, vibration leakage can be prevented or suppressed more effectively.

本発明の物理量センサーでは、前記駆動手段は、静電駆動、圧電駆動のいずれかであることが好ましい。
これにより、効率的に、第1質量部および第2質量部を振動させることができる。
本発明の物理量センサーでは、前記トランスデューサーは、静電型、圧電型、ピエゾ抵抗型のいずれかの検知能力を有していることが好ましい。
これにより、検知能力の優れた物理量センサーとなる。
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the driving means is either electrostatic driving or piezoelectric driving.
Thereby, a 1st mass part and a 2nd mass part can be vibrated efficiently.
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that the transducer has a detection capability of any one of an electrostatic type, a piezoelectric type, and a piezoresistive type.
As a result, the physical quantity sensor has an excellent detection capability.

本発明の物理量センサーでは、前記トランスデューサーは、前記第1軸まわりの角速度、前記第2軸まわりの角速度および前記第1軸と前記第2軸の両軸に直交する第3軸まわりの角速度を検知することが好ましい。
これにより、角速度センサーとして用いることができる。
本発明の物理量センサーでは、前記トランスデューサーは、それぞれ他の前記トランスデューサーと組になることにより、所定方向の直線加速度を電気的にキャンセルすることが好ましい。
これにより、角速度の検知精度が向上する。
In the physical quantity sensor of the present invention, the transducer has an angular velocity around the first axis, an angular velocity around the second axis, and an angular velocity around a third axis orthogonal to both the first axis and the second axis. It is preferable to detect.
Thereby, it can be used as an angular velocity sensor.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the transducer is electrically canceled with a linear acceleration in a predetermined direction by being paired with another transducer.
Thereby, the detection accuracy of angular velocity improves.

本発明の物理量センサーでは、前記トランスデューサーの各々は、固有の共振周波数を有することが好ましい。
これにより、共振モードで駆動することができるため、角速度の検知精度がより向上する。
本発明の物理量センサーでは、各前記固定部から延びた前記2つのバネ機構は、前記第1軸または前記第2軸の伸縮運動を、前記固定部を中心とした音叉振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されていることが好ましい。
これにより、振動漏れをより効果的に防止または抑制することができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, each of the transducers preferably has a unique resonance frequency.
Thereby, since it can drive in a resonance mode, the detection accuracy of angular velocity improves more.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, the two spring mechanisms extending from each of the fixed portions may convert the expansion / contraction motion of the first shaft or the second shaft into a tuning fork vibration centered on the fixed portion. It is preferable that the displacement is limited in the direction of.
Thereby, vibration leakage can be prevented or suppressed more effectively.

本発明の物理量センサーでは、各前記固定部から延びた前記運動方向変換手段は、その固定部側の端部が互いに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内にて音叉運動することが好ましい。
これにより、振動漏れをより効果的に防止または抑制することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記一対の第1質量部および前記一対の第2質量部の集合体の投影外形がほぼ円形であることが好ましい。
これにより、装置の小型化を図ることができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, the movement direction conversion means extending from each of the fixed portions may have a tuning fork movement in a plane including the first axis and the second axis of the fixed portion side ends. preferable.
Thereby, vibration leakage can be prevented or suppressed more effectively.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that a projected external shape of the aggregate of the pair of first mass parts and the pair of second mass parts is substantially circular.
Thereby, size reduction of an apparatus can be achieved.

本発明の物理量センサーでは、前記一対の第1質量部および前記一対の第2質量部の集合体の投影外形がほぼ矩形であることが好ましい。
これにより、装置の小型化を図ることができる。
本発明の物理量センサーでは、前記振動手段は、前記第1質量部の各々および前記第2質量部の各々の内側に接続されていることが好ましい。
これにより、装置の小型化を図ることができる。
本発明の物理量センサーでは、前記トランスデューサーは、前記第1質量部の各々および前記第2質量部の各々の内側に接続されていることが好ましい。
これにより、装置の小型化を図ることができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, it is preferable that a projected outer shape of the aggregate of the pair of first mass parts and the pair of second mass parts is substantially rectangular.
Thereby, size reduction of an apparatus can be achieved.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the vibration unit is connected to each of the first mass part and the second mass part.
Thereby, size reduction of an apparatus can be achieved.
In the physical quantity sensor according to the aspect of the invention, it is preferable that the transducer is connected to each of the first mass part and the second mass part.
Thereby, size reduction of an apparatus can be achieved.

本発明の物理量センサーは、互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面から見て、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延びた2つの運動方向変換手段と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部に設けられ、各前記質量部が備える可動部の変位量を電気信号に変換する少なくとも1つのトランスデューサーと、を有し、
前記運動方向変換手段の根元が前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で音叉振動するのに同期して、4つの質量部がこれらの集合体の中心に対して伸縮運動をする、ことを特徴とする。
これにより、Q値が高く、高い検出感度を有する小型の物理量センサーを提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを用いたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, when two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
When viewed from a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts is a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. 4 fixed parts in the direction to make
Two movement direction changing means extending from each of the fixed parts to two adjacent mass parts around the third axis;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
And at least one transducer that is provided in each of the mass parts and converts a displacement amount of a movable part included in each of the mass parts into an electrical signal,
In synchronization with the tuning fork vibration in the plane including the first axis and the second axis, the four mass parts expand and contract with respect to the center of the aggregate. It is characterized by that.
Thereby, a small physical quantity sensor having a high Q value and high detection sensitivity can be provided.
The electronic device of the present invention is characterized by using the physical quantity sensor of the present invention.
Thereby, an electronic device with high reliability can be provided.

本発明の物理量センサーの第1実施形態を示す概略図平面図である。1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a physical quantity sensor of the present invention. 図1に示す物理量センサーの詳細な平面図である。It is a detailed top view of the physical quantity sensor shown in FIG. 図2に示す物理量センサーの部分拡大平面図である。FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the physical quantity sensor shown in FIG. 2. 図2に示す物理量センサーが有する梁の振動を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the vibration of the beam which the physical quantity sensor shown in FIG. 2 has. 図2に示す物理量センサーが有する検出手段の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the detection means which the physical quantity sensor shown in FIG. 2 has. 物理量センサーの駆動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive of a physical quantity sensor. 物理量センサーの駆動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive of a physical quantity sensor. 物理量センサーの駆動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive of a physical quantity sensor. 本発明の物理量センサーの第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーの第3実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーの第4実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 4th Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーの第5実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 5th Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーの第6実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 6th Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーの第7実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 7th Embodiment of the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーを備える電子機器(ノート型パーソナルコンピュータ)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an electronic device (notebook type personal computer) provided with the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーを備える電子機器(携帯電話機)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an electronic device (cellular phone) provided with the physical quantity sensor of this invention. 本発明の物理量センサーを備える電子機器(ディジタルスチルカメラ)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an electronic device (digital still camera) provided with the physical quantity sensor of this invention.

以下、本発明の物理量センサーを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の物理量センサーの第1実施形態を示す概略図平面図、図2は、図1に示す物理量センサーの詳細な平面図、図3は、図2に示す物理量センサーの部分拡大平面図、図4は、図2に示す物理量センサーが有する梁の振動を説明するための平面図、図5は、図2に示す物理量センサーが有する検出手段の構成を説明するための平面図、図6、図7および図8は、それぞれ、物理量センサーの駆動を説明するための図である。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示している。また、以下では、X軸(第1軸)に平行な方向を「X軸方向」、Y軸(第2軸)に平行な方向をY軸方向、Z軸(第3軸)に平行な方向を「Z軸方向」と言う。
Hereinafter, a physical quantity sensor of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a physical quantity sensor of the present invention, FIG. 2 is a detailed plan view of the physical quantity sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the physical quantity sensor shown in FIG. FIG. 4 is a plan view for explaining the vibration of the beam possessed by the physical quantity sensor shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a plan view for explaining the configuration of the detecting means possessed by the physical quantity sensor shown in FIG. 6, 7 and 8 are diagrams for explaining the driving of the physical quantity sensor, respectively. In each figure, for convenience of explanation, an X axis, a Y axis, and a Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. In the following, the direction parallel to the X axis (first axis) is the “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis (second axis) is the Y axis direction, and the direction is parallel to the Z axis (third axis). Is referred to as “Z-axis direction”.

1.物理量センサー
本実施形態の物理量センサー1は、X軸まわりの角速度、Y軸まわりの角速度およびZ軸まわりの角速度を検出することのできる角速度センサーである。このような角速度センサーによれば、1つのセンサーで3つの軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することができるため、優れた利便性を発揮することができる。
1. Physical Quantity Sensor The physical quantity sensor 1 of this embodiment is an angular velocity sensor that can detect an angular velocity around the X axis, an angular velocity around the Y axis, and an angular velocity around the Z axis. According to such an angular velocity sensor, the angular velocities around the three axes can be independently detected by one sensor, so that excellent convenience can be exhibited.

図1に示す物理量センサー1は、Z軸まわりに並んで配置され、かつX軸方向に対向配置された一対の第1振動部(第1質量部)51、52およびY軸方向に対向配置された一対の第2振動部(第2質量部)53、54を備える4つの振動部51〜54と、Z軸を法線とする平面視にて振動部51〜54の集合体の中心Oからの動径方向がX軸およびY軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの基板固定部(固定部)61、62、63、64と、各基板固定部61〜64からZ軸まわりに隣接する2つの振動部へ延びた2つのバネ機構(運動方向変換手段)711、712、721、722、731、732、741、742と、を有している。   The physical quantity sensor 1 shown in FIG. 1 is arranged side by side around the Z-axis and is disposed opposite to the pair of first vibrating parts (first mass parts) 51 and 52 arranged opposite to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction. From the center O of the assembly of the vibration parts 51 to 54 in a plan view with the Z axis as a normal line, and the four vibration parts 51 to 54 including the pair of second vibration parts (second mass parts) 53 and 54 From four substrate fixing portions (fixing portions) 61, 62, 63, 64 having a predetermined radial angle with respect to both the X-axis and the Y-axis, and the substrate fixing portions 61-64. And two spring mechanisms (motion direction changing means) 711, 712, 721, 722, 731, 732, 741, and 742 extending to two adjacent vibration parts around the Z axis.

さらに、物理量センサー1は、第1振動部51、52をX軸方向に第1周波数(所定の周波数)で互いに逆位相で振動させつつ、第2振動部53、54をY軸方向に第1周波数で互いに逆位相で振動させる振動手段4と、各振動部51〜54に設けられ、振動部51〜54が備える可動部の変位量を電気信号に変換するトランスデューサーと、を内包している。
そして、この物理量センサー1では、バネ機構711、712は、第1周波数に応じてXY平面内で音叉振動するように構成されている(バネ機構721、722、バネ機構731、732およびバネ機構741、742についても同様である)。
Furthermore, the physical quantity sensor 1 vibrates the first vibrating units 51 and 52 in the X axis direction at the first frequency (predetermined frequency) in mutually opposite phases, while causing the second vibrating units 53 and 54 to move in the Y axis direction. It includes vibration means 4 that vibrates in opposite phases at a frequency, and a transducer that is provided in each of the vibration parts 51 to 54 and converts the displacement of the movable part included in the vibration parts 51 to 54 into an electric signal. .
In the physical quantity sensor 1, the spring mechanisms 711 and 712 are configured to vibrate in a tuning fork in the XY plane according to the first frequency (spring mechanisms 721 and 722, spring mechanisms 731 and 732, and spring mechanism 741). , 742).

このような物理量センサー1によれば、従来技術(例えば、特許文献1)のように構造体の中心部に基板固定部が設けられていないため、振動部51〜54の振動が基板への漏れを低減することができる。したがって、装置の小型化を図りつつ、振動のQ値を高めることができる。これにより、検知精度に優れた小型の物理量センサーを提供することができる。   According to such a physical quantity sensor 1, since the substrate fixing portion is not provided at the center of the structure as in the prior art (for example, Patent Document 1), the vibration of the vibrating portions 51 to 54 leaks to the substrate. Can be reduced. Therefore, the Q value of vibration can be increased while reducing the size of the apparatus. Thereby, a small physical quantity sensor excellent in detection accuracy can be provided.

以下、物理量センサー1について詳細に説明する。
図2に示すように、物理量センサー1は、XY面内に設けられた振動系構造体3と、振動系構造体3を支持する基板2と、振動系構造体3を振動させる振動手段4と、物理量センサー1に加わる角速度を検出する検出手段9とを有している。
−振動系構造体−
図2および図3に示すように、振動系構造体3は、連結部31と、連結部31を介してX軸方向に対向配置された一対の第1振動部51、52と、第1振動部51、52と連結部31とを連結する第1内側バネ部(第1バネ部)81、82と、連結部31を介してY軸方向に対向配置された一対の第2振動部53、54と、第2振動部53、54と連結部31とを連結する第2内側バネ部(第2バネ部)83、84と、連結部31の周囲に設けられた基板固定部61、62、63、64と、連結部31と基板固定部61、62、63、64とを連結する梁71、72、73、74と、振動部51、52、53、54の外側に設けられた外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682と、振動部51、52、53、54と外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682とを連結する外側バネ部851、852、861、862、871、872、881、882とで構成されている。
Hereinafter, the physical quantity sensor 1 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the physical quantity sensor 1 includes a vibration system structure 3 provided in the XY plane, a substrate 2 that supports the vibration system structure 3, and vibration means 4 that vibrates the vibration system structure 3. And detecting means 9 for detecting the angular velocity applied to the physical quantity sensor 1.
-Vibration system structure-
As shown in FIGS. 2 and 3, the vibration system structure 3 includes a connecting portion 31, a pair of first vibrating portions 51 and 52 that are opposed to each other in the X-axis direction via the connecting portion 31, and a first vibration. First inner spring parts (first spring parts) 81, 82 that connect the parts 51, 52 and the connecting part 31, and a pair of second vibrating parts 53 that are arranged to face each other in the Y-axis direction via the connecting part 31, 54, second inner spring portions (second spring portions) 83, 84 that connect the second vibrating portions 53, 54 and the connecting portion 31, and substrate fixing portions 61, 62 provided around the connecting portion 31, 63, 64, beams 71, 72, 73, 74 connecting the connecting portion 31 and the substrate fixing portions 61, 62, 63, 64, and outer fixing provided outside the vibrating portions 51, 52, 53, 54. Parts 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, 682 and vibrating parts 51, 52, 5 , And a lateral spring portion 851,852,861,862,871,872,881,882 connecting the 54 and outer fixed portion 651,652,661,662,671,672,681,682.

本実施形態の振動系構造体3は、シリコンを主材料として構成されていて、シリコン基板(シリコンウエハ)上に薄膜形成技術(例えば、エピタキシャル成長技術、化学気相成長技術等の堆積技術)や各種加工技術(例えば、ドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング技術)を用いて所望の外形形状に加工することにより、前述した各部が一体的に形成されている。或いは、シリコン基板とガラス基板を貼り合せた後に、シリコン基板のみを所望の外形形状に加工することで、前述の各部を形成することもできる。   The vibration system structure 3 of the present embodiment is composed of silicon as a main material, and is formed on a silicon substrate (silicon wafer) with a thin film formation technique (for example, deposition techniques such as an epitaxial growth technique and a chemical vapor deposition technique) and various types. Each part mentioned above is integrally formed by processing into a desired external shape using processing techniques (for example, etching techniques, such as dry etching and wet etching). Alternatively, after bonding the silicon substrate and the glass substrate, only the silicon substrate is processed into a desired outer shape, whereby the above-described portions can be formed.

少なくとも、振動系構造体3の主材料をシリコンとすることにより、優れた振動特性を実現できると共に、優れた耐久性を発揮することができる。また、シリコン半導体デバイス製造に用いられる微細な加工技術の適用が可能となり、物理量センサー1の小型化を図ることができる。また、振動系構造体3の主材料をシリコンとすることにより、後述するように、振動系構造体3に電極を形成しなくても、物理量センサー1を駆動することができるため、装置の構造をより簡単なものとすることができる。シリコン以外の材料、例えば絶縁体等の材料であっても、その外周を金属膜で被覆することにより、振動系構造体3を形成することは可能である。   By using silicon as the main material of the vibration system structure 3, at least excellent vibration characteristics can be realized and excellent durability can be exhibited. Further, it is possible to apply a fine processing technique used for manufacturing a silicon semiconductor device, and the physical quantity sensor 1 can be downsized. Further, by using silicon as the main material of the vibration system structure 3, the physical quantity sensor 1 can be driven without forming electrodes on the vibration system structure 3, as will be described later. Can be made simpler. Even if the material is other than silicon, for example, a material such as an insulator, the vibration structure 3 can be formed by covering the outer periphery with a metal film.

なお、基板2の主材料は、シリコンに限定されず、例えば、水晶や、各種ガラスであってもよい。
本実施形態の振動系構造体3は、Z軸方向を法線とする平面視にて、振動部51、52、53、54の集合体の投影外形がほぼ円形となっている。これにより、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
In addition, the main material of the board | substrate 2 is not limited to a silicon | silicone, For example, a crystal | crystallization and various glass may be sufficient.
In the vibration system structure 3 of the present embodiment, the projected outer shape of the assembly of the vibration parts 51, 52, 53, and 54 is substantially circular in a plan view with the Z-axis direction as a normal line. Thereby, size reduction of the physical quantity sensor 1 can be achieved.

(環状部)
図2および図3に示すように、連結部31は、ほぼ90度の扇型をなす4つの部位、すなわち第1の部位311、第2の部位312、第3の部位313および第4の部位314が中心Oと交わるZ軸まわりに互いに離間してかつ等間隔に配置することにより構成されている。
(Annular part)
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the connecting portion 31 has four parts that form a fan shape of approximately 90 degrees, that is, a first part 311, a second part 312, a third part 313, and a fourth part. 314 is configured to be spaced apart and equidistant from each other around the Z axis that intersects the center O.

(第1振動部)
第1振動部51は、板状をなしている。第1振動部51は、第1振動部51の縁部を構成するフレーム部511と、軸部513、514を介してフレーム部511に連結するZ軸方向変位部(第1可動部、可動部)512と、櫛歯状の駆動電極515と、バネ部517を介してフレームに連結するY軸方向変位部(第2可動部、可動部)516とで構成されている。
同様に、第1振動部52も板状をなし、第1振動部52の縁部を構成するフレーム部521と、軸部523、524を介してフレーム部521に連結するZ軸方向変位部(第1可動部、可動部)522と、櫛歯状の駆動電極525と、バネ部527を介してフレームに連結するY軸方向変位部(第2可動部、可動部)526とで構成されている。
(First vibration part)
The 1st vibration part 51 has comprised plate shape. The first vibrating part 51 includes a frame part 511 that forms an edge of the first vibrating part 51, and a Z-axis direction displacement part (first movable part, movable part) that is coupled to the frame part 511 via shaft parts 513 and 514. ) 512, a comb-like drive electrode 515, and a Y-axis direction displacement portion (second movable portion, movable portion) 516 coupled to the frame via a spring portion 517.
Similarly, the first vibrating portion 52 is also plate-shaped, and includes a frame portion 521 that constitutes an edge portion of the first vibrating portion 52 and a Z-axis direction displacement portion that is connected to the frame portion 521 via the shaft portions 523 and 524 ( A first movable portion (movable portion) 522, a comb-like drive electrode 525, and a Y-axis direction displacement portion (second movable portion, movable portion) 526 connected to the frame via a spring portion 527. Yes.

以下、第1振動部51、52について詳細に説明するが、第1振動部51、52は、互いに同様の構成であるため、以下では、第1振動部51について代表して説明し、第1振動部52については、その説明を省略する。
フレーム部511の外形は、Z軸を法線とする平面視にて、ほぼ90度の扇型をなしている。このフレーム部511には、一対の第1開口511aと、一対の第2開口511bと、第3開口511cとが形成されている。
Hereinafter, the first vibrating units 51 and 52 will be described in detail. However, since the first vibrating units 51 and 52 have the same configuration, the first vibrating unit 51 will be described below as a representative. The description of the vibration unit 52 is omitted.
The outer shape of the frame portion 511 has a fan shape of approximately 90 degrees in plan view with the Z axis as a normal line. In the frame portion 511, a pair of first openings 511a, a pair of second openings 511b, and a third opening 511c are formed.

各第1開口511aには、櫛歯状の駆動電極515が複数配置されている。各駆動電極515は、Y軸方向に延在して、かつ、互いにX軸方向に離間して設けられている。この駆動電極515は、振動手段4の一部を構成するものである。
各第2開口511bの内側には、Y軸方向変位部516が設けられている。Y軸方向変位部516は、枠部516aと、枠部516aの内側に設けられた複数の検出電極516bとで構成されている。検出電極516bは、X軸方向に延在し、かつ互いにY軸方向に離間して設けられている。
A plurality of comb-shaped drive electrodes 515 are arranged in each first opening 511a. Each drive electrode 515 extends in the Y-axis direction and is provided apart from each other in the X-axis direction. The drive electrode 515 constitutes a part of the vibration unit 4.
A Y-axis direction displacement portion 516 is provided inside each second opening 511b. The Y-axis direction displacement portion 516 includes a frame portion 516a and a plurality of detection electrodes 516b provided inside the frame portion 516a. The detection electrodes 516b extend in the X-axis direction and are separated from each other in the Y-axis direction.

各Y軸方向変位部516は、4つのバネ部517によって、フレーム部511に接続されている。各バネ部517は、X軸方向に往復しながらY軸方向に延在する形状をなしている。各バネ部517をこのような形状とすることにより、バネ部517をY軸方向にスムーズに伸縮させることができるとともに、バネ部517のY軸方向以外の方向(すなわち、X軸方向およびZ軸方向)への変形を効果的に防止または抑制することができる。そのため、各Y軸方向変位部516をフレーム部511に対してスムーズにY軸方向に変位させることができる。   Each Y-axis direction displacement portion 516 is connected to the frame portion 511 by four spring portions 517. Each spring portion 517 has a shape extending in the Y-axis direction while reciprocating in the X-axis direction. By forming each spring part 517 in such a shape, the spring part 517 can be smoothly expanded and contracted in the Y-axis direction, and directions other than the Y-axis direction of the spring part 517 (ie, the X-axis direction and the Z-axis direction). Deformation in the direction) can be effectively prevented or suppressed. Therefore, each Y-axis direction displacement portion 516 can be smoothly displaced in the Y-axis direction with respect to the frame portion 511.

第3開口511cの内側には、Z軸方向変位部512が設けられている。Z軸方向変位部512は、軸部513、514によってフレーム部511に連結されている。軸部513、514は、Y軸方向に延在し、かつ互いに同軸的に設けられている。そのため、Z軸方向変位部512は、物理量センサー1にZ軸方向の応力が加わると、軸部513、514をその軸まわりに捩じり変形させつつ、軸部513、514まわりに変位する。   A Z-axis direction displacement portion 512 is provided inside the third opening 511c. The Z-axis direction displacement portion 512 is connected to the frame portion 511 by shaft portions 513 and 514. The shaft portions 513 and 514 extend in the Y-axis direction and are provided coaxially with each other. Therefore, when a stress in the Z-axis direction is applied to the physical quantity sensor 1, the Z-axis direction displacement portion 512 is displaced around the shaft portions 513 and 514 while twisting and deforming the shaft portions 513 and 514 around the axis.

以上、第1振動部51について説明した。第1振動部52は、前述したように、第1振動部51と同様の構成であり、Z軸を法線とする平面視にて、連結部31の中心Oと交わるY軸に対して対称的に設けられている。但し、本発明の要件として、後述するように内側固定部の配置や関連するバネ構造はその対称性が重要となるが、第1振動部51、52自体の形状は完全に対称である必要はない。   The first vibrating unit 51 has been described above. As described above, the first vibrating portion 52 has the same configuration as the first vibrating portion 51 and is symmetric with respect to the Y axis that intersects the center O of the connecting portion 31 in plan view with the Z axis as a normal line. Provided. However, as a requirement of the present invention, as described later, the symmetry of the arrangement of the inner fixing portion and the related spring structure is important, but the shapes of the first vibrating portions 51 and 52 themselves need to be completely symmetric. Absent.

(第2振動部)
第2振動部53は、板状をなしている。また、第2振動部53は、第2振動部53の縁部を構成するフレーム部531と、軸部533、534を介してフレーム部531に連結するZ軸方向変位部(第3可動部、可動部)532と、バネ部537を介してフレームに連結するX軸方向変位部(第4可動部、可動部)536とで構成されている。
同様に、第2振動部54も板状をなし、第2振動部54の縁部を構成するフレーム部541と、軸部543、544を介してフレーム部541に連結するZ軸方向変位部(第3可動部、可動部)542と、バネ部547を介してフレームに連結するX軸方向変位部(第4可動部、可動部)546とで構成されている。
(Second vibration part)
The second vibrating part 53 has a plate shape. The second vibrating portion 53 includes a frame portion 531 that forms an edge of the second vibrating portion 53, and a Z-axis direction displacement portion (third movable portion, which is connected to the frame portion 531 via shaft portions 533 and 534. (Movable part) 532 and an X-axis direction displacement part (fourth movable part, movable part) 536 coupled to the frame via a spring part 537.
Similarly, the second vibrating portion 54 is also plate-shaped, and includes a frame portion 541 that forms an edge of the second vibrating portion 54 and a Z-axis direction displacement portion that is connected to the frame portion 541 via the shaft portions 543 and 544 ( A third movable portion (movable portion) 542 and an X-axis direction displacement portion (fourth movable portion, movable portion) 546 connected to the frame via a spring portion 547 are configured.

以下、第2振動部53、54について詳細に説明するが、第2振動部53、54は、互いに同様の構成であるため、以下では、第2振動部53について代表して説明し、第2振動部54については、その説明を省略する。
フレーム部531の外形は、Z軸を法線とする平面視にて、ほぼ90度の扇型をなしている。このフレーム部531には、一対の第1開口531aと、一対の第2開口531bと、第3開口531cとが形成されている。
Hereinafter, the second vibrating sections 53 and 54 will be described in detail. However, since the second vibrating sections 53 and 54 have the same configuration, the second vibrating section 53 will be described as a representative, The description of the vibration unit 54 is omitted.
The outer shape of the frame portion 531 has a fan shape of approximately 90 degrees in plan view with the Z axis as a normal line. The frame portion 531 has a pair of first openings 531a, a pair of second openings 531b, and a third opening 531c.

各第1開口531aには、櫛歯状の駆動電極535が複数配置されている。各駆動電極535は、X軸方向に延在して、かつ、互いにY軸方向に離間して設けられている。この駆動電極535は、振動手段4の一部を構成するものである。
各第2開口531bの内側には、X軸方向変位部536が設けられている。X軸方向変位部536は、枠部536aと、枠部536aの内側に設けられた複数の検出電極536bとで構成されている。検出電極536bは、Y軸方向に延在し、かつ互いにX軸方向に離間して設けられている。
A plurality of comb-shaped drive electrodes 535 are arranged in each first opening 531a. Each drive electrode 535 extends in the X-axis direction and is spaced apart from each other in the Y-axis direction. This drive electrode 535 constitutes a part of the vibration means 4.
An X-axis direction displacement portion 536 is provided inside each second opening 531b. The X-axis direction displacement portion 536 includes a frame portion 536a and a plurality of detection electrodes 536b provided inside the frame portion 536a. The detection electrodes 536b extend in the Y-axis direction and are spaced apart from each other in the X-axis direction.

各X軸方向変位部536は、4つのバネ部537によって、フレーム部531に接続されている。各バネ部537は、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延在する形状をなしている。各バネ部537をこのような形状とすることにより、バネ部537をX軸方向にスムーズに伸縮させることができるとともに、バネ部537のX軸方向以外の方向(すなわち、Y軸方向およびZ軸方向)への変形を効果的に防止または抑制することができる。そのため、各X軸方向変位部536をフレーム部531に対してスムーズにX軸方向に変位させることができる。   Each X-axis direction displacement portion 536 is connected to the frame portion 531 by four spring portions 537. Each spring portion 537 has a shape extending in the X-axis direction while reciprocating in the Y-axis direction. By forming each spring part 537 in such a shape, the spring part 537 can be smoothly expanded and contracted in the X-axis direction, and the direction other than the X-axis direction of the spring part 537 (that is, the Y-axis direction and the Z-axis direction). Deformation in the direction) can be effectively prevented or suppressed. Therefore, each X-axis direction displacement portion 536 can be smoothly displaced in the X-axis direction with respect to the frame portion 531.

第3開口531cの内側には、Z軸方向変位部532が設けられている。Z軸方向変位部532は、軸部533、534によってフレーム部531に連結されている。軸部533、534は、X軸方向に延在し、かつ互いに同軸的に設けられている。そのため、Z軸方向変位部532は、物理量センサー1にZ軸方向の応力が加わると、軸部533、534をその軸まわりに捩じり変形させつつ、軸部533、534まわりに回転する。
以上、第2振動部53について説明した。第2振動部54は、前述したように、第2振動部53と同様の構成であり、Z軸を法線とする平面視にて、連結部31の中心Oと交わるX軸に対して対称的に設けられている。但し、第2振動部53、54の形状についても前述同様、X軸に対して完全に対称である必要はない。
A Z-axis direction displacement portion 532 is provided inside the third opening 531c. The Z-axis direction displacement portion 532 is connected to the frame portion 531 by shaft portions 533 and 534. The shaft portions 533 and 534 extend in the X-axis direction and are provided coaxially with each other. Therefore, when a stress in the Z-axis direction is applied to the physical quantity sensor 1, the Z-axis direction displacement portion 532 rotates around the shaft portions 533 and 534 while twisting and deforming the shaft portions 533 and 534 around the axis.
The second vibrating unit 53 has been described above. As described above, the second vibrating portion 54 has the same configuration as the second vibrating portion 53 and is symmetrical with respect to the X axis that intersects the center O of the connecting portion 31 in a plan view with the Z axis as a normal line. Provided. However, the shapes of the second vibrating portions 53 and 54 need not be completely symmetric with respect to the X axis, as described above.

(第1内側バネ部)
第1内側バネ部81は、第1振動部51と第1の部位311と、を連結する。また、第1内側バネ部82は、第1振動部52連結部31と、第2の部位312とを連結する。以下、第1内側バネ部81、82について詳細に説明するが、第1内側バネ部81、82は、互いに同様の構成であるため、以下では、第1内側バネ部81について代表して説明し、第1内側バネ部82については、その説明を省略する。
(First inner spring part)
The first inner spring part 81 connects the first vibrating part 51 and the first part 311. The first inner spring portion 82 connects the first vibrating portion 52 connecting portion 31 and the second portion 312. Hereinafter, the first inner spring portions 81 and 82 will be described in detail. However, since the first inner spring portions 81 and 82 have the same configuration, the first inner spring portion 81 will be described below as a representative. The description of the first inner spring portion 82 is omitted.

第1内側バネ部81は、一対のバネ部811、812で構成されており、各バネ部811、812は、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延在した形状をなしている。また、バネ部811、812は、Z軸を法線とする平面視にて、中心Oと交わるX軸に対して対称的に設けられている。各バネ部811、812をこのような形状とすることにより、第1内側バネ部81を、Y軸方向およびZ軸方向への変形を抑制(規制)しつつX軸方向にスムーズに伸縮させることができる。そのため、後述するように、第1内側バネ部81をX軸方向に伸縮させつつ、第1振動部51をX軸方向にスムーズに振動させることができる。   The first inner spring portion 81 includes a pair of spring portions 811 and 812, and each spring portion 811 and 812 has a shape extending in the X-axis direction while reciprocating in the Y-axis direction. The spring portions 811 and 812 are provided symmetrically with respect to the X axis that intersects the center O in a plan view with the Z axis as a normal line. By making each spring part 811 and 812 into such a shape, the first inner spring part 81 is smoothly expanded and contracted in the X-axis direction while suppressing (regulating) deformation in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Can do. Therefore, as will be described later, the first vibrating portion 51 can be vibrated smoothly in the X-axis direction while the first inner spring portion 81 is expanded and contracted in the X-axis direction.

(第2内側バネ部)
第2内側バネ部83は、第2振動部53と第3の部位313とを連結している。また、第2内側バネ部84は、第2振動部54と第4の部位314とを連結している。以下、第2内側バネ部83、84について詳細に説明するが、第2内側バネ部83、84は、互いに同様の構成であるため、以下では、第2内側バネ部83について代表して説明し、第2内側バネ部84については、その説明を省略する。
(Second inner spring part)
The second inner spring portion 83 connects the second vibrating portion 53 and the third portion 313. Further, the second inner spring portion 84 connects the second vibrating portion 54 and the fourth portion 314. Hereinafter, the second inner spring portions 83 and 84 will be described in detail. However, since the second inner spring portions 83 and 84 have the same configuration, the second inner spring portion 83 will be described below as a representative. The description of the second inner spring portion 84 is omitted.

第2内側バネ部83は、一対のバネ部831、832で構成されており、各バネ部831、832は、X軸方向に往復しながらY軸方向に延在した形状をなしている。また、バネ部831、832は、Z軸を法線とする平面視にて、中心Oと交わるY軸に対して対称的に設けられている。各バネ部831、832をこのような構成とすることにより、第2内側バネ部83を、X軸方向およびZ軸方向への変形を抑制(規制)しつつY軸方向にスムーズに伸縮させることができる。そのため、後述するように、第2内側バネ部83をY軸方向に伸縮させつつ、第2振動部53をY軸方向にスムーズに振動させることができる。   The second inner spring portion 83 includes a pair of spring portions 831 and 832, and each spring portion 831 and 832 has a shape extending in the Y-axis direction while reciprocating in the X-axis direction. The spring portions 831 and 832 are provided symmetrically with respect to the Y axis that intersects the center O in a plan view with the Z axis as a normal line. By configuring each of the spring portions 831 and 832 as described above, the second inner spring portion 83 can be smoothly expanded and contracted in the Y-axis direction while suppressing deformation (regulation) in the X-axis direction and the Z-axis direction. Can do. Therefore, as described later, the second vibrating portion 53 can be smoothly vibrated in the Y-axis direction while the second inner spring portion 83 is expanded and contracted in the Y-axis direction.

(基板固定部)
基板固定部61、62、63、64は、連結部31を支持する機能を有する。このような基板固定部61、62、63、64は、それぞれ、4つの振動部51、52、53、54の内側に設けられている。基板固定部61、62、63、64をこのように配置することにより、スペースを有効活用することができ、物理量センサー1の小型化を図ることができる。また、梁71、72、73、74の長さを短くすることができるため、連結部31をより安定して支持することができる。更に、基板固定部61、62、63、64をこのように配置することにより、第1振動部51、52、第2振動部53、54のストッパーとしての役割を担わせることができる。
(Board fixing part)
The board fixing parts 61, 62, 63, 64 have a function of supporting the connecting part 31. Such substrate fixing parts 61, 62, 63, 64 are provided inside the four vibrating parts 51, 52, 53, 54, respectively. By arranging the substrate fixing portions 61, 62, 63, 64 in this way, the space can be used effectively and the physical quantity sensor 1 can be downsized. Moreover, since the length of the beams 71, 72, 73, 74 can be shortened, the connecting portion 31 can be supported more stably. Furthermore, by arranging the substrate fixing parts 61, 62, 63, 64 in this way, it is possible to serve as a stopper for the first vibrating parts 51, 52 and the second vibrating parts 53, 54.

基板固定部61、62、63、64は、Z軸を法線とする平面視にて、連結部31の外周まわりに90度間隔で設けられている。具体的には、Z軸を法線とする平面視にて、連結部31の中心Oと交わり、X軸およびY軸のそれぞれの軸に対して45度傾いた一対の軸をJ1、J2としたとき、基板固定部61、63が軸J2上に位置し、かつ連結部31を介して対向配置されている。また、基板固定部62、64が軸J1上に位置し、かつ連結部31を介して対向配置されている。
また、4つの基板固定部61、62、63、64は、X軸およびY軸の両軸に対して鏡面対象の位置に設けられている。これにより、連結部31を安定して支持することができる。
The substrate fixing portions 61, 62, 63, and 64 are provided at intervals of 90 degrees around the outer periphery of the connecting portion 31 in a plan view with the Z axis as a normal line. Specifically, in a plan view with the Z axis as a normal line, a pair of axes that intersect with the center O of the connecting portion 31 and are inclined by 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis are denoted by J1 and J2. In this case, the substrate fixing portions 61 and 63 are located on the axis J2 and are disposed to face each other via the connecting portion 31. In addition, the substrate fixing portions 62 and 64 are located on the axis J1 and are disposed to face each other via the connecting portion 31.
Further, the four substrate fixing portions 61, 62, 63, 64 are provided at positions that are mirror surfaces with respect to both the X axis and the Y axis. Thereby, the connection part 31 can be supported stably.

(梁)
梁71、72、73、74は、基板固定部61、62、63、64に対して連結部31を構成する各部位311、312、313、314が変位可能なように、連結部31と基板固定部61、62、63、64とを連結する。
梁71は、基板固定部61と第1の部位311とを連結する第1梁(バネ機構)711と、基板固定部61と第3の部位313とを連結する第2梁(バネ機構)712とで構成されている。第1梁711および第2梁712は、それぞれ、軸J2と平行な方向に往復しながら軸J1方向に延在する形状をなしている。また、第1梁711および第2梁712は、Z軸を法線とする平面視にて、軸J2に対して対称的に配置されている。また、第1梁711および第2梁712は、それぞれ、基板固定部61を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されている。
(Beam)
The beams 71, 72, 73, and 74 are connected to the substrate fixing portions 61, 62, 63, and 64 so that the portions 311, 312, 313, and 314 constituting the connecting portion 31 can be displaced. The fixing parts 61, 62, 63, 64 are connected.
The beam 71 includes a first beam (spring mechanism) 711 that connects the substrate fixing portion 61 and the first portion 311, and a second beam (spring mechanism) 712 that connects the substrate fixing portion 61 and the third portion 313. It consists of and. Each of the first beam 711 and the second beam 712 has a shape extending in the axis J1 direction while reciprocating in a direction parallel to the axis J2. Further, the first beam 711 and the second beam 712 are arranged symmetrically with respect to the axis J2 in a plan view with the Z axis as a normal line. Further, the first beam 711 and the second beam 712 are each allowed to be deformed in the declination direction with the substrate fixing portion 61 as the center, and the deformation in the radial direction is restricted.

また、第1梁711は、第1内側バネ部81のX軸方向の伸縮運動を基板固定部61を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されており、同様に、第2梁712は、第2内側バネ部83のY軸方向の伸縮運動を基板固定部61を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されている。このようにして、第1梁711、第1の部位311、および第1内側バネ部81は、運動方向を変換する運動方向変換手段としての役割を果たす。   Further, the first beam 711 converts the expansion and contraction motion of the first inner spring portion 81 in the X-axis direction into rotational vibration around the substrate fixing portion 61, and the displacement in other directions is limited. Similarly, the second beam 712 converts the expansion and contraction motion of the second inner spring portion 83 in the Y-axis direction into rotational vibration about the substrate fixing portion 61, and the displacement is restricted in other directions. . Thus, the 1st beam 711, the 1st site | part 311, and the 1st inner side spring part 81 play a role as the moving direction conversion means which converts a moving direction.

梁72は、基板固定部62と第3の部位313とを連結する第1梁(バネ機構)721と、基板固定部62と第2の部位312とを連結する第2梁(バネ機構)722とで構成されている。第1梁721および第2梁722は、それぞれ、軸J1と平行な方向に往復しながら軸J2方向に延在する形状をなしている。また、第1梁721および第2梁722は、Z軸を法線とする平面視にて、軸J1に対して対称的に配置されている。また、第1梁721および第2梁722は、それぞれ、基板固定部62を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されている。   The beam 72 includes a first beam (spring mechanism) 721 that connects the substrate fixing portion 62 and the third portion 313, and a second beam (spring mechanism) 722 that connects the substrate fixing portion 62 and the second portion 312. It consists of and. Each of the first beam 721 and the second beam 722 has a shape extending in the axis J2 direction while reciprocating in a direction parallel to the axis J1. The first beam 721 and the second beam 722 are arranged symmetrically with respect to the axis J1 in a plan view with the Z axis as a normal line. Further, the first beam 721 and the second beam 722 are allowed to be deformed in the declination direction around the substrate fixing portion 62, and the deformation in the radial direction is restricted.

また、第1梁721は、第2内側バネ部83のY軸方向の伸縮運動を基板固定部62を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されており、同様に、第2梁722は、第1内側バネ部82のX軸方向の伸縮運動を基板固定部62を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されている。このようにして、第1梁721、第3の部位313、および第2内側バネ部83は、運動方向を変換する運動方向変換手段としての役割を果たす。   Further, the first beam 721 converts the expansion and contraction motion of the second inner spring portion 83 in the Y-axis direction into rotational vibration about the substrate fixing portion 62, and the displacement in other directions is limited. Similarly, the second beam 722 converts the expansion and contraction movement of the first inner spring portion 82 in the X-axis direction into rotational vibration about the substrate fixing portion 62, and the displacement is limited in other directions. . Thus, the 1st beam 721, the 3rd site | part 313, and the 2nd inner side spring part 83 play the role as a motion direction conversion means to convert a motion direction.

梁73は、基板固定部63と第2の部位312とを連結する第1梁(バネ機構)731と、基板固定部63と第4の部位314とを連結する第2梁(バネ機構)732とで構成されている。第1梁731および第2梁732は、それぞれ、軸J2と平行な方向に往復しながら軸J1方向に延在する形状をなしている。また、第1梁731および第2梁732は、Z軸を法線とする平面視にて、軸J2に対して対称的に配置されている。また、第1梁731および第2梁732は、それぞれ、基板固定部63を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されている。   The beam 73 includes a first beam (spring mechanism) 731 that connects the substrate fixing portion 63 and the second portion 312, and a second beam (spring mechanism) 732 that connects the substrate fixing portion 63 and the fourth portion 314. It consists of and. The first beam 731 and the second beam 732 each have a shape extending in the axis J1 direction while reciprocating in a direction parallel to the axis J2. The first beam 731 and the second beam 732 are arranged symmetrically with respect to the axis J2 in a plan view with the Z axis as a normal line. Further, the first beam 731 and the second beam 732 are allowed to be deformed in the declination direction with the substrate fixing portion 63 as the center, and the deformation in the radial direction is restricted.

また、第1梁731は、第1内側バネ部82のX軸方向の伸縮運動を基板固定部63を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されており、同様に、第2梁732は、第2内側バネ部84のY軸方向の伸縮運動を基板固定部63を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されている。このようにして、第1梁731、第2の部位312、および第1内側バネ部82は、運動方向を変換する運動方向変換手段としての役割を果たす。   Further, the first beam 731 converts the expansion and contraction motion of the first inner spring portion 82 in the X-axis direction into rotational vibration around the substrate fixing portion 63, and the displacement is limited in the other direction. Similarly, the second beam 732 converts the expansion and contraction motion of the second inner spring portion 84 in the Y-axis direction into rotational vibration centered on the substrate fixing portion 63 and is limited in displacement in other directions. . In this way, the first beam 731, the second portion 312, and the first inner spring portion 82 serve as a movement direction conversion unit that converts the movement direction.

梁74は、基板固定部64と第4の部位314とを連結する第1梁(バネ機構)741と、基板固定部64と第1の部位311とを連結する第2梁(バネ機構)742とで構成されている。第1梁741および第2梁742は、それぞれ、軸J1と平行な方向に往復しながら軸J2方向に延在する形状をなしている。また、第1梁741および第2梁742は、Z軸を法線とする平面視にて、軸J1に対して対称的に配置されている。また、第1梁741および第2梁742は、それぞれ、基板固定部64を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されている。   The beam 74 includes a first beam (spring mechanism) 741 that connects the substrate fixing portion 64 and the fourth portion 314, and a second beam (spring mechanism) 742 that connects the substrate fixing portion 64 and the first portion 311. It consists of and. Each of the first beam 741 and the second beam 742 has a shape extending in the axis J2 direction while reciprocating in a direction parallel to the axis J1. Further, the first beam 741 and the second beam 742 are disposed symmetrically with respect to the axis J1 in a plan view with the Z axis as a normal line. Further, the first beam 741 and the second beam 742 are allowed to be deformed in the declination direction around the substrate fixing portion 64, and the deformation in the radial direction is restricted.

また、第1梁741は、第2内側バネ部84のY軸方向の伸縮運動を基板固定部64を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されており、同様に、第2梁742は、第1内側バネ部81のX軸方向の伸縮運動を基板固定部64を中心とした回動振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されている。このようにして、第1梁741、第4の部位314、および第2内側バネ部84は、運動方向を変換する運動方向変換手段としての役割を果たす。
各梁71〜74をこのような構成とすることにより、連結部31を安定して支持することができると共に、後述するような連結部31の振動を効率的に吸収、緩和することができる。
In addition, the first beam 741 converts the expansion and contraction motion of the second inner spring portion 84 in the Y-axis direction into rotational vibration around the substrate fixing portion 64, and the displacement in other directions is limited. Similarly, the second beam 742 converts the expansion and contraction motion of the first inner spring portion 81 in the X-axis direction into rotational vibration about the substrate fixing portion 64, and the displacement is limited in other directions. . Thus, the 1st beam 741, the 4th site | part 314, and the 2nd inner side spring part 84 play a role as a moving direction conversion means which converts a moving direction.
By configuring the beams 71 to 74 in such a configuration, the connecting portion 31 can be stably supported, and vibrations of the connecting portion 31 as described later can be efficiently absorbed and mitigated.

(外側固定部)
外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682は、それぞれ、4つの振動部51、52、53、54の外側に設けられている。また、外側固定部651、652は、第1振動部51に対応して設けられており、互いにY軸方向に離間している。同様に、外側固定部661、662は、第1振動部52に対応して設けられており、互いにY軸方向に離間している。また、外側固定部671、672は、第2振動部53に対応して設けられており、互いにX軸方向に離間している。また、外側固定部681、682は、第2振動部54に対応して設けられており、互いにX軸方向に離間して設けられている。
(Outside fixing part)
The outer fixing portions 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, and 682 are provided outside the four vibrating portions 51, 52, 53, and 54, respectively. The outer fixing portions 651 and 652 are provided corresponding to the first vibrating portion 51 and are separated from each other in the Y-axis direction. Similarly, the outer fixing portions 661 and 662 are provided corresponding to the first vibrating portion 52 and are separated from each other in the Y-axis direction. The outer fixing portions 671 and 672 are provided corresponding to the second vibrating portion 53 and are separated from each other in the X-axis direction. The outer fixing portions 681 and 682 are provided corresponding to the second vibrating portion 54, and are provided apart from each other in the X-axis direction.

(外側バネ部)
外側バネ部851、852、861、862、871、872、881、882は、外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682と振動部51、52、53、54とを連結している。具体的には、外側バネ部851、852は、第1振動部51と外側固定部651、652とを連結し、外側バネ部861、862は、第1振動部52と外側固定部661、662とを連結し、外側バネ部871、872は、第2振動部53と外側固定部671、672とを連結し、外側バネ部881、882は、第2振動部54と外側固定部681、682とを連結している。
(Outer spring part)
Outer spring parts 851, 852, 861, 862, 871, 872, 881, 882 are provided with outer fixing parts 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, 682 and vibrating parts 51, 52, 53, 54. It is connected. Specifically, the outer spring portions 851 and 852 connect the first vibrating portion 51 and the outer fixing portions 651 and 652, and the outer spring portions 861 and 862 are connected to the first vibrating portion 52 and the outer fixing portions 661 and 662, respectively. The outer spring portions 871 and 872 connect the second vibrating portion 53 and the outer fixing portions 671 and 672, and the outer spring portions 881 and 882 are connected to the second vibrating portion 54 and the outer fixing portions 681 and 682, respectively. Are linked.

外側バネ部851、852は、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延在する形状をなしている。また、外側バネ部851、852は、連結部31の中心Oと交わるX軸に対して対称的に設けられている。
同様に、外側バネ部861、862は、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延在する形状をなしている。また、外側バネ部861、862は、連結部31の中心Oと交わるX軸に対して対称的に設けられている。
The outer spring portions 851 and 852 have a shape extending in the X-axis direction while reciprocating in the Y-axis direction. Further, the outer spring portions 851 and 852 are provided symmetrically with respect to the X axis that intersects the center O of the connecting portion 31.
Similarly, the outer spring portions 861 and 862 have a shape extending in the X-axis direction while reciprocating in the Y-axis direction. The outer spring portions 861 and 862 are provided symmetrically with respect to the X axis that intersects the center O of the connecting portion 31.

外側バネ部871、872は、X軸方向に往復しながらY軸方向に延在する形状をなしている。また、外側バネ部871、872は、連結部31の中心Oと交わるY軸に対して対称的に設けられている。
同様に、外側バネ部881、882は、X軸方向に往復しながらY軸方向に延在する形状をなしている。また、外側バネ部881、882は、連結部31の中心Oと交わるY軸に対して対称的に設けられている。
The outer spring portions 871 and 872 have a shape extending in the Y-axis direction while reciprocating in the X-axis direction. The outer spring portions 871 and 872 are provided symmetrically with respect to the Y axis that intersects the center O of the connecting portion 31.
Similarly, the outer spring portions 881 and 882 have a shape extending in the Y-axis direction while reciprocating in the X-axis direction. The outer spring portions 881 and 882 are provided symmetrically with respect to the Y axis that intersects the center O of the connecting portion 31.

但し、外側バネ部851と852、861と862、871と872、881と882は、中心OやX軸、或いはY軸に対して完全に対称であることが本発明の必須条件ではない。
以上のような振動系構造体3は、固有の共振周波数を有している。これにより、後述するように、振動系構造体3を共振モードで駆動することができ、角速度の検出精度を向上させることができる。
However, it is not an essential condition of the present invention that the outer spring portions 851 and 852, 861 and 862, 871 and 872, 881 and 882 are completely symmetrical with respect to the center O, the X axis, or the Y axis.
The vibration system structure 3 as described above has a specific resonance frequency. Thereby, as will be described later, the vibration system structure 3 can be driven in the resonance mode, and the detection accuracy of the angular velocity can be improved.

−基板−
基板2は、振動系構造体3を支持するものである。図2に示すように、基板2は、板状をなしており、XY面内に設けられている。そして、基板2の上面に、振動系構造体3の基板固定部61、62、63、64および外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682を接合することにより、振動系構造体3が基板2に固定・支持される。
基板2と基板固定部61、62、63、64および外側固定部651、652、661、662、671、672、681、682の接合方法は、特に限定されず、直接接合や陽極接合等の各種接合方法の各種接合方法を用いて接合してもよしい、振動系構造体3および基板2の構成材料によっては、接着剤等の支持部材を用いて接合してもよい。
-Board-
The substrate 2 supports the vibration system structure 3. As shown in FIG. 2, the substrate 2 has a plate shape and is provided in the XY plane. Then, the substrate fixing portions 61, 62, 63, 64 and the outer fixing portions 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, 682 of the vibration system structure 3 are joined to the upper surface of the substrate 2 to vibrate. The system structure 3 is fixed and supported on the substrate 2.
The bonding method of the substrate 2 and the substrate fixing portions 61, 62, 63, 64 and the outer fixing portions 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, 682 is not particularly limited, and various methods such as direct bonding and anodic bonding are possible. Depending on the constituent materials of the vibration structure 3 and the substrate 2 that may be joined using various joining methods, the joining may be performed using a support member such as an adhesive.

また、基板2の上面(振動系構造体3と対向する側の面)には、必要に応じて凹部が形成されている。この凹部は、基板2と振動系構造体3の実際に振動する部分(例えば、第1振動部51、52および第2振動部53、54)との接触を防止する機能を有している。
このような基板2は、例えば、シリコンなどの半導体基板、ガラス、石英などの絶縁基板、或いは半導体層と絶縁層が積層してなる複合基板を各種加工技術を用いて所望の外形形状に加工することにより形成されている。これにより、物理量センサー1の構成が簡単なものとなる。
Further, a concave portion is formed on the upper surface of the substrate 2 (the surface on the side facing the vibration system structure 3) as necessary. The concave portion has a function of preventing contact between the substrate 2 and the actually vibrating portion of the vibration system structure 3 (for example, the first vibrating portions 51 and 52 and the second vibrating portions 53 and 54).
As such a substrate 2, for example, a semiconductor substrate such as silicon, an insulating substrate such as glass or quartz, or a composite substrate formed by laminating a semiconductor layer and an insulating layer is processed into a desired outer shape using various processing techniques. It is formed by. Thereby, the structure of the physical quantity sensor 1 becomes simple.

−振動手段−
振動手段4は、振動部51、52、53、54が連結部31側(内側)に向けて変位する状態と、振動部51、52、53、54が連結部31と反対側(外側)に向けて変位する状態とを繰り返すように、振動部51、52、53、54を所定周波数(第1の周波数)で振動させる機能を有している。
-Vibration means-
The vibration means 4 includes a state in which the vibration parts 51, 52, 53, and 54 are displaced toward the connection part 31 side (inside), and a vibration part 51, 52, 53, 54 on the opposite side (outside) from the connection part 31 It has a function to vibrate the vibration parts 51, 52, 53, 54 at a predetermined frequency (first frequency) so as to repeat the state of being displaced toward.

このような振動手段4は、固定電極41、42、43、44をそれぞれ複数ずつ有している。このうち、固定電極41は、第1振動部51が有する駆動電極515に対応して設けられており、固定電極42は、第1振動部52が有する駆動電極525に対応して設けられており、固定電極43は、第2振動部53が有する駆動電極535に対応して設けられており、固定電極44は、第2振動部54が有する駆動電極545に対応して設けられている。   Such a vibrating means 4 has a plurality of fixed electrodes 41, 42, 43, 44. Among these, the fixed electrode 41 is provided corresponding to the drive electrode 515 included in the first vibrating portion 51, and the fixed electrode 42 is provided corresponding to the drive electrode 525 included in the first vibrating portion 52. The fixed electrode 43 is provided corresponding to the drive electrode 535 included in the second vibrating portion 53, and the fixed electrode 44 is provided corresponding to the drive electrode 545 included in the second vibrating portion 54.

Z軸を法線とする平面視にて、各固定電極41は、駆動電極515を介してX軸方向に対向配置された櫛歯状の一対の電極片411、412で構成されている。同様に、各固定電極42は、駆動電極525を介してX軸方向に対向配置された櫛歯状の一対の電極片421、422を有しており、各固定電極43は、駆動電極535を介してY軸方向に対向配置された櫛歯状の一対の電極片431、432を有しており、各固定電極44は、駆動電極545を介してY軸方向に対向配置された櫛歯状の一対の電極片441、442を有している。   Each of the fixed electrodes 41 is composed of a pair of comb-like electrode pieces 411 and 412 arranged to face each other in the X-axis direction via the drive electrode 515 in a plan view with the Z axis as a normal line. Similarly, each fixed electrode 42 has a pair of comb-like electrode pieces 421 and 422 arranged to face each other in the X-axis direction via the drive electrode 525, and each fixed electrode 43 includes the drive electrode 535. And a pair of comb-like electrode pieces 431 and 432 arranged opposite to each other in the Y-axis direction, and each fixed electrode 44 has a comb-teeth shape arranged opposite to each other in the Y-axis direction via the drive electrode 545. The pair of electrode pieces 441 and 442 are provided.

そして、振動手段4は、図示しない電源によって、各電極片411、421、431、441と、各電極片412、422、432、442とに位相が180度ずれた交番電圧を印加することにより、これらの間に静電力を発生させ、第1内側バネ部81、82、83、84および外側バネ部851、852、861、862を伸縮させつつ、振動部51、52、53、54が互いに内側または外側に変位するように(すなわち同相運動で)所定周波数で振動する。   The vibrating means 4 applies an alternating voltage whose phase is shifted by 180 degrees to each electrode piece 411, 421, 431, 441 and each electrode piece 412, 422, 432, 442 by a power source (not shown). Electrostatic force is generated between them, and the first inner spring portions 81, 82, 83, 84 and the outer spring portions 851, 852, 861, 862 are expanded and contracted, and the vibration portions 51, 52, 53, 54 are mutually inside. Or, it vibrates at a predetermined frequency so as to be displaced outward (ie, in in-phase motion).

交番電圧の周波数としては、特に限定されないが、振動系構造体3の共振周波数とほぼ等しいのが好ましい。これにより、振動系構造体3を共振モードで駆動することができるため、角速度の検出精度を向上させることができる。
振動部51、52、53、54が前述のような振動をすると、その振動と同期して連結部31の各部位311、312、313、314も互いに外側へ変位と内側への変位を繰り返すように振動する。すると、各梁71、72、73、74が図4に示すような変形を繰り返す。
The frequency of the alternating voltage is not particularly limited, but is preferably substantially equal to the resonance frequency of the vibration system structure 3. Thereby, since the vibration system structure 3 can be driven in the resonance mode, the detection accuracy of the angular velocity can be improved.
When the vibration parts 51, 52, 53, 54 vibrate as described above, the parts 311, 312, 313, 314 of the coupling part 31 repeat the displacement outward and the displacement inward in synchronization with the vibration. Vibrate. Then, each beam 71, 72, 73, 74 repeats deformation as shown in FIG.

梁71について具体的に説明すれば、Z軸を法線とする平面視にて、第1梁711および第2梁712の基板固定部61側の端部同士が軸J1に対して対称的にXY平面内にて逆位相で回動運動(音叉振動)する。
このような梁71、72、73、74の音叉振動により、各部位311、312、313、314の振動が吸収または緩和され、基板固定部61、62、63、64を介する振動漏れを防止または抑制することができる。
The beam 71 will be specifically described. In the plan view with the Z axis as a normal line, the ends of the first beam 711 and the second beam 712 on the substrate fixing portion 61 side are symmetrical with respect to the axis J1. Rotating motion (tuning fork vibration) in the opposite phase in the XY plane.
Such tuning fork vibration of the beams 71, 72, 73, 74 absorbs or relaxes vibrations of the respective parts 311, 312, 313, 314, and prevents vibration leakage through the substrate fixing parts 61, 62, 63, 64 or Can be suppressed.

その結果、振動系構造体3の振動のQ値が高くなり(低下を防止または抑制でき)、物理量センサー1の検知精度が向上する。また、振動系構造体3を効率的に振動させることができるため、振動手段4の出力を小さくすることができ、その結果、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態のような静電駆動によれば、よりスムーズかつ確実に、上記のような振動を起こすことができる。また、本実施形態では、振動手段4を各振動部51、52、53、54の内側に接続しているため、スペースを有効活用でき、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
As a result, the Q value of vibration of the vibration system structure 3 increases (can prevent or suppress a decrease), and the detection accuracy of the physical quantity sensor 1 improves. Moreover, since the vibration system structure 3 can be vibrated efficiently, the output of the vibration means 4 can be reduced, and as a result, the physical quantity sensor 1 can be downsized.
Further, according to the electrostatic drive as in the present embodiment, the vibration as described above can be caused more smoothly and reliably. Moreover, in this embodiment, since the vibration means 4 is connected inside each vibration part 51,52,53,54, a space can be utilized effectively and size reduction of the physical quantity sensor 1 can be achieved.

−検出手段9−
検出手段9は、図5に示すように、変位トランスデューサー(トランスデューサー)91、92、93、94と、回転トランスデューサー(トランスデューサー)95、96、97、98とを有している。なお、図5では、説明の便宜上、物理量センサー1の構成要素の一部の図示を省略している。
-Detection means 9-
As shown in FIG. 5, the detection means 9 includes displacement transducers (transducers) 91, 92, 93, 94 and rotary transducers (transducers) 95, 96, 97, 98. In FIG. 5, for convenience of explanation, illustration of some components of the physical quantity sensor 1 is omitted.

変位トランスデューサー91は、第1振動部51に設けられたY軸方向変位部516と、アンカーを介して基板2に固定された固定電極911とを有している。固定電極911は、Y軸方向変位部516が有する検出電極516bに対応して複数設けられている。各固定電極911は、検出電極516bを介して対向配置された一対の電極片911a、911bを有しており、これら各電極片911a、911bは、X軸方向に延在して設けられている。   The displacement transducer 91 includes a Y-axis direction displacement portion 516 provided in the first vibrating portion 51, and a fixed electrode 911 fixed to the substrate 2 via an anchor. A plurality of fixed electrodes 911 are provided corresponding to the detection electrodes 516b included in the Y-axis direction displacement portion 516. Each fixed electrode 911 has a pair of electrode pieces 911a and 911b arranged to face each other via the detection electrode 516b, and each of these electrode pieces 911a and 911b is provided extending in the X-axis direction. .

変位トランスデューサー92は、第1振動部52に設けられたY軸方向変位部526と、アンカーを介して基板2に固定された固定電極921とを有している。固定電極921は、Y軸方向変位部526が有する検出電極526bに対応して複数設けられている。各固定電極921は、検出電極526bを介して対向配置された一対の電極片921a、921bを有しており、これら各電極片921a、921bは、X軸方向に延在して設けられている。   The displacement transducer 92 includes a Y-axis direction displacement portion 526 provided in the first vibration portion 52 and a fixed electrode 921 fixed to the substrate 2 via an anchor. A plurality of fixed electrodes 921 are provided corresponding to the detection electrodes 526b included in the Y-axis direction displacement portion 526. Each fixed electrode 921 has a pair of electrode pieces 921a and 921b arranged to face each other via the detection electrode 526b, and each of these electrode pieces 921a and 921b is provided extending in the X-axis direction. .

変位トランスデューサー93は、第2振動部53に設けられたX軸方向変位部536と、アンカーを介して基板2に固定された固定電極931とを有している。固定電極931は、X軸方向変位部536が有する検出電極536bに対応して複数設けられている。各固定電極931は、検出電極536bを介して対向配置された一対の電極片931a、931bを有しており、これら各電極片931a、931bは、Y軸方向に延在して設けられている。   The displacement transducer 93 includes an X-axis direction displacement portion 536 provided in the second vibrating portion 53, and a fixed electrode 931 fixed to the substrate 2 via an anchor. A plurality of fixed electrodes 931 are provided corresponding to the detection electrodes 536b included in the X-axis direction displacement portion 536. Each fixed electrode 931 has a pair of electrode pieces 931a and 931b disposed to face each other via the detection electrode 536b, and each electrode piece 931a and 931b is provided to extend in the Y-axis direction. .

変位トランスデューサー94は、第2振動部54に設けられたX軸方向変位部546と、アンカーを介して基板2に固定された固定電極941とを有している。固定電極941は、X軸方向変位部546が有する検出電極546bに対応して複数設けられている。各固定電極941は、検出電極546bを介して対向配置された一対の電極片941a、941bを有しており、これら各電極片941a、941bは、Y軸方向に延在して設けられている。   The displacement transducer 94 includes an X-axis direction displacement portion 546 provided in the second vibration portion 54 and a fixed electrode 941 fixed to the substrate 2 via an anchor. A plurality of fixed electrodes 941 are provided corresponding to the detection electrodes 546b included in the X-axis direction displacement portion 546. Each fixed electrode 941 has a pair of electrode pieces 941a and 941b arranged to face each other via the detection electrode 546b, and each of these electrode pieces 941a and 941b is provided extending in the Y-axis direction. .

本実施形態では、これら変位トランスデューサー91、92、93、94を、振動部51、52、53、54の内側に接続しているため、装置のスペースを有効活用でき、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
回転トランスデューサー95は、第1振動部51に軸部513、514を介して設けられたZ軸方向変位部512と、基板2に固定され、Z軸方向変位部512とZ軸方向に離間して対向配置された固定電極951とを有している。
In this embodiment, since these displacement transducers 91, 92, 93, 94 are connected to the inside of the vibration parts 51, 52, 53, 54, the space of the apparatus can be used effectively, and the physical quantity sensor 1 can be downsized. Can be achieved.
The rotary transducer 95 is fixed to the substrate 2 and the Z-axis direction displacement part 512 provided on the first vibration part 51 via the shaft parts 513 and 514, and is separated from the Z-axis direction displacement part 512 in the Z-axis direction. And a fixed electrode 951 arranged opposite to each other.

回転トランスデューサー96は、第1振動部52に軸部523、524を介して設けられたZ軸方向変位部522と、基板2に固定され、Z軸方向変位部522とZ軸方向に離間して対向配置された固定電極961とを有している。
回転トランスデューサー97は、第2振動部53に軸部533、534を介して設けられたZ軸方向変位部532と、基板2に固定され、Z軸方向変位部532とZ軸方向に離間して対向配置された固定電極971とを有している。
The rotary transducer 96 is fixed to the substrate 2 with the Z-axis direction displacement portion 522 provided in the first vibrating portion 52 via the shaft portions 523 and 524, and is separated from the Z-axis direction displacement portion 522 in the Z-axis direction. And a fixed electrode 961 arranged opposite to each other.
The rotary transducer 97 is fixed to the substrate 2 with the Z-axis direction displacement portion 532 provided on the second vibrating portion 53 via the shaft portions 533 and 534, and is separated from the Z-axis direction displacement portion 532 in the Z-axis direction. And a fixed electrode 971 arranged opposite to each other.

回転トランスデューサー98は、第2振動部54に軸部543、544を介して設けられたZ軸方向変位部542と、基板2に固定され、Z軸方向変位部542とZ軸方向に離間して対向配置された固定電極981とを有している。
本実施形態では、これら回転トランスデューサー95、96、97、98を、振動部51、52、53、54の内側に接続しているため、装置のスペースを有効活用でき、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
The rotary transducer 98 is fixed to the substrate 2 with the Z-axis direction displacement portion 542 provided on the second vibrating portion 54 via the shaft portions 543 and 544, and is separated from the Z-axis direction displacement portion 542 in the Z-axis direction. And a fixed electrode 981 disposed opposite to each other.
In this embodiment, since these rotary transducers 95, 96, 97, and 98 are connected to the inside of the vibration units 51, 52, 53, and 54, the space of the apparatus can be effectively used, and the physical quantity sensor 1 can be downsized. Can be achieved.

以下、このような検出手段9による角速度の検出方法について、図5、図6および図7に基づいて簡単に説明する。なお、図5、図6および図7では、説明の便宜上、物理量センサー1の構成の一部の図示を省略している。
−Z軸まわりの角速度の検出−
図6に示すように、振動手段4によって、第1振動部51、52をX軸方向に振動させつつ、第2振動部53、54をY軸方向に振動させた状態で物理量センサー1にZ軸まわりの角速度ωが加わると、X軸方向に振動する第1振動部51、52にY軸方向のコリオリ力が作用し、Y軸方向に振動する第2振動部53、54にX軸方向のコリオリ力が作用する。
Hereinafter, a method of detecting the angular velocity by the detecting means 9 will be briefly described with reference to FIGS. 5, 6, and 7, a part of the configuration of the physical quantity sensor 1 is omitted for convenience of explanation.
-Detection of angular velocity around the Z axis-
As shown in FIG. 6, the vibration means 4 causes the physical quantity sensor 1 to perform Z in a state in which the first vibrating portions 51 and 52 are vibrated in the X-axis direction and the second vibrating portions 53 and 54 are vibrated in the Y-axis direction. When an angular velocity ω around the axis is applied, the Coriolis force in the Y-axis direction acts on the first vibrating parts 51 and 52 that vibrate in the X-axis direction, and the second vibrating parts 53 and 54 that vibrate in the Y-axis direction act in the X-axis direction. Coriolis force acts.

このようなコリオリ力が作用すると、第1振動部51では、Y軸方向変位部516がフレーム部511に対してY軸方向に変位し、これにより、検出電極516bと電極片911aの間の静電容量と、検出電極516bと電極片911bの間の静電容量とが変化し、これらの静電容量に差が生じる。同様に、第1振動部52でも、Y軸方向変位部526がフレーム部521に対してY軸方向に変位し、これにより、検出電極526bと電極片921aの間の静電容量と、検出電極516bと電極片921bの間の静電容量とが変化し、これらの静電容量に差が生じる。   When such a Coriolis force is applied, in the first vibrating section 51, the Y-axis direction displacement section 516 is displaced in the Y-axis direction with respect to the frame section 511, whereby the static force between the detection electrode 516b and the electrode piece 911a. The capacitance and the capacitance between the detection electrode 516b and the electrode piece 911b change, and a difference occurs between these capacitances. Similarly, also in the 1st vibration part 52, the Y-axis direction displacement part 526 displaces to the Y-axis direction with respect to the flame | frame part 521, and, thereby, the electrostatic capacitance between the detection electrode 526b and the electrode piece 921a, and a detection electrode The capacitance between 516b and the electrode piece 921b changes, and a difference occurs between these capacitances.

また、第2振動部53では、X軸方向変位部536がフレーム部531に対してX軸方向に変位し、これにより、検出電極536bと電極片931aの間の静電容量と、検出電極536bと電極片931bの間の静電容量とが変化し、これらの静電容量に差が生じる。同様に、第2振動部54でも、X軸方向変位部546がフレーム部541に対してX軸方向に変位し、これにより、検出電極546bと電極片941aの間の静電容量と、検出電極546bと電極片941bの間の静電容量とが変化し、これらの静電容量に差が生じる。
そして、検出手段9は、各振動部51、52、53、54で起きるこのような静電用容量の変化を検出し、その検出結果から物理量センサー1に加わるZ軸まわりの角速度を検出することができる。
Further, in the second vibrating portion 53, the X-axis direction displacement portion 536 is displaced in the X-axis direction with respect to the frame portion 531, thereby the capacitance between the detection electrode 536b and the electrode piece 931a and the detection electrode 536b. And the electrostatic capacity between the electrode pieces 931b change, and a difference occurs in these electrostatic capacity. Similarly, also in the second vibrating portion 54, the X-axis direction displacement portion 546 is displaced in the X-axis direction with respect to the frame portion 541, whereby the capacitance between the detection electrode 546b and the electrode piece 941a, and the detection electrode The capacitance between 546b and the electrode piece 941b changes, and a difference is generated between these capacitances.
Then, the detection means 9 detects such a change in electrostatic capacitance that occurs in each of the vibration parts 51, 52, 53, 54, and detects the angular velocity around the Z axis applied to the physical quantity sensor 1 from the detection result. Can do.

−X軸まわりの角速度の検出−
図7に示した斜視図のように、振動手段4によって、第1振動部51、52をX軸方向に振動させつつ、第2振動部53、54をY軸方向に振動させた状態で物理量センサー1にX軸まわりの角速度が加わると、Y軸方向に振動する第2振動部53、54にZ軸方向のコリオリ力が作用する。
-Detection of angular velocity around the X axis-
As shown in the perspective view of FIG. 7, the physical quantity in a state where the first vibrating parts 51 and 52 are vibrated in the X-axis direction and the second vibrating parts 53 and 54 are vibrated in the Y-axis direction by the vibrating means 4. When an angular velocity around the X axis is applied to the sensor 1, a Coriolis force in the Z-axis direction acts on the second vibrating portions 53 and 54 that vibrate in the Y-axis direction.

このようなコリオリ力が作用すると、第2振動部53では、Z軸方向変位部532が軸部533、534まわりに回転し、これにより、Z軸方向変位部532と固定電極971の間の静電容量が変化する。同様に、第2振動部54では、Z軸方向変位部542が軸部543、544まわりに回転し、これにより、Z軸方向変位部542と固定電極981の間の静電容量が変化する。
そして、検出手段9は、第2振動部53、54で起きるこのような静電用容量の変化を検出し、その検出結果から物理量センサー1に加わるX軸まわりの角速度を検出することができる。
When such a Coriolis force is applied, in the second vibrating portion 53, the Z-axis direction displacement portion 532 rotates around the shaft portions 533 and 534, whereby the static displacement between the Z-axis direction displacement portion 532 and the fixed electrode 971 is achieved. The capacitance changes. Similarly, in the second vibrating portion 54, the Z-axis direction displacement portion 542 rotates around the shaft portions 543 and 544, whereby the capacitance between the Z-axis direction displacement portion 542 and the fixed electrode 981 changes.
The detecting means 9 can detect such a change in electrostatic capacitance that occurs in the second vibrating sections 53 and 54, and can detect the angular velocity around the X axis applied to the physical quantity sensor 1 from the detection result.

−Y軸まわりの角速度の検出−
図8に示すように、振動手段4によって、第1振動部51、52をX軸方向に振動させつつ、第2振動部53、54をY軸方向に振動させた状態で物理量センサー1にY軸まわりの角速度が加わると、X軸方向に振動する第1振動部51、52にZ軸方向のコリオリ力が作用する。
-Detection of angular velocity around the Y axis-
As shown in FIG. 8, the vibration unit 4 causes the first vibration units 51 and 52 to vibrate in the X-axis direction while the second vibration units 53 and 54 vibrate in the Y-axis direction. When an angular velocity around the axis is applied, a Coriolis force in the Z-axis direction acts on the first vibrating portions 51 and 52 that vibrate in the X-axis direction.

このようなコリオリ力が作用すると、第1振動部51では、Z軸方向変位部512が軸部513、514まわりに回転し、これにより、Z軸方向変位部512と固定電極951の間の静電容量が変化する。同様に、第1振動部52では、Z軸方向変位部522が軸部523、524まわりに回転し、これにより、Z軸方向変位部522と固定電極961の間の静電容量が変化する。   When such a Coriolis force is applied, in the first vibrating portion 51, the Z-axis direction displacement portion 512 rotates around the shaft portions 513 and 514, whereby the static vibration between the Z-axis direction displacement portion 512 and the fixed electrode 951 is obtained. The capacitance changes. Similarly, in the first vibrating portion 52, the Z-axis direction displacement portion 522 rotates around the shaft portions 523 and 524, whereby the capacitance between the Z-axis direction displacement portion 522 and the fixed electrode 961 changes.

そして、検出手段9は、第1振動部51、52で起きるこのような静電用容量の変化を検出し、その検出結果から物理量センサー1に加わるX軸まわりの角速度を検出することができる。
以上のように、物理量センサー1によれば、X軸、Y軸、Z軸の全ての軸まわりの角速度を検出することができる。そのため、小型で、利便性に優れた物理量センサー1となる。また、本実施形態では、静電型の検出手段9を用いているため、装置の小型化を図りつつ、検出精度の向上を図ることができる。
Then, the detection means 9 can detect such a change in electrostatic capacitance that occurs in the first vibrating sections 51 and 52, and can detect the angular velocity around the X axis applied to the physical quantity sensor 1 from the detection result.
As described above, according to the physical quantity sensor 1, it is possible to detect angular velocities around all of the X axis, the Y axis, and the Z axis. Therefore, the physical quantity sensor 1 is small and excellent in convenience. In this embodiment, since the electrostatic detection means 9 is used, it is possible to improve the detection accuracy while reducing the size of the apparatus.

なお、物理量センサー1では、変位トランスデューサー91、92が一組となって、物理量センサー1に加わるY軸方向の加速度(直線加速度)をキャンセルする機能を有している。また、変位トランスデューサー93、94が一組となって、物理量センサー1に加わるX軸方向の加速度をキャンセルする機能を有している。また、回転トランスデューサー95、96、97、98が組となって、物理量センサー1に加わるZ軸方向の加速度をキャンセルする機能を有している。   The physical quantity sensor 1 has a function of canceling acceleration (linear acceleration) in the Y-axis direction applied to the physical quantity sensor 1 as a pair of displacement transducers 91 and 92. The displacement transducers 93 and 94 have a function of canceling acceleration in the X-axis direction applied to the physical quantity sensor 1 as a set. The rotary transducers 95, 96, 97, and 98 have a function of canceling acceleration in the Z-axis direction applied to the physical quantity sensor 1.

具体的には、例えば、物理量センサー1にY軸方向に加速度が加わると、第1振動部51のY軸方向変位部516と第1振動部52のY軸方向変位部526とが共にY軸方向同じ側に変位する。このようなY軸方向変位部516、526の変位は、Z軸まわりの角速度が加わった場合の変位(すなわち、Y軸方向変位部516、526のY軸方向互いに反対側への変位)と異なっている。そのため、物理量センサー1によれば、検出電極516bと各電極片911a、911bの間の静電容量および検出電極526bと各電極片921a、921bの間の静電容量の変化から、物理量センサー1に加わる加速度を検出することができ、この角速度を検出した場合は、検出した加速度を補正処理等によって電気的にキャンセルすることができる。その結果、物理量センサー1の角速度の検出精度がより向上する。X軸方向の加速度およびZ軸方向の加速度についても同様にしてキャンセルすることができる。   Specifically, for example, when acceleration is applied to the physical quantity sensor 1 in the Y-axis direction, the Y-axis direction displacement unit 516 of the first vibration unit 51 and the Y-axis direction displacement unit 526 of the first vibration unit 52 are both Y-axis. Displace to the same direction. Such displacement of the Y-axis direction displacement portions 516 and 526 is different from the displacement when the angular velocity around the Z-axis is applied (that is, the displacement of the Y-axis direction displacement portions 516 and 526 to the opposite sides of the Y-axis direction). ing. Therefore, according to the physical quantity sensor 1, the physical quantity sensor 1 is changed from the capacitance between the detection electrode 516b and the electrode pieces 911a and 911b and the capacitance between the detection electrode 526b and the electrode pieces 921a and 921b. The applied acceleration can be detected, and when this angular velocity is detected, the detected acceleration can be canceled electrically by correction processing or the like. As a result, the detection accuracy of the angular velocity of the physical quantity sensor 1 is further improved. The acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction can be similarly canceled.

<第2実施形態>
図9は、本発明の物理量センサーの第2実施形態を示す平面図である。なお、図9では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a plan view showing a second embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 9, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、振動系構造体の投影形状が異なる以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図9にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
本実施形態の物理量センサー1では、Z軸を法線とする平面視にて、振動部51、52、53、54の外形がそれぞれ台形をなしている。そして、Z軸方向を法線とする平面視にて、振動部51、52、53、54の集合体の投影外形がほぼ矩形となっている。これにより、物理量センサー1の小型化を図ることができる。また、例えば、物理量センサー1をチップ内に搭載する場合には、チップの形状と対応するため、チップへの搭載が簡単となる。
The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the projection shape of the vibration system structure is different. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
In the physical quantity sensor 1 of the present embodiment, the outer shapes of the vibrating parts 51, 52, 53, and 54 each form a trapezoid in a plan view with the Z axis as a normal line. Then, in a plan view with the Z-axis direction as a normal line, the projected external shape of the assembly of the vibrating portions 51, 52, 53, and 54 is substantially rectangular. Thereby, size reduction of the physical quantity sensor 1 can be achieved. Further, for example, when the physical quantity sensor 1 is mounted in the chip, it corresponds to the shape of the chip, so that mounting on the chip becomes simple.

<第3実施形態>
図10は、本発明の物理量センサーの第3実施形態を示す平面図である。なお、図10では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a plan view showing a third embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 10, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、振動手段の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図10にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
本実施形態の振動手段4は、圧電駆動によって、第1振動部51、52をX軸方向に振動させるように構成されている。以下では、第1振動部51について代表して説明し、第1振動部52については、その説明を省略する。
The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the configuration of the vibration means is different. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
The vibration means 4 of the present embodiment is configured to vibrate the first vibration parts 51 and 52 in the X-axis direction by piezoelectric driving. Hereinafter, the first vibration unit 51 will be described as a representative, and the description of the first vibration unit 52 will be omitted.

第1振動部51には、第1開口511aの内側に設けられ、基板2に固定された固定部518aと、第1開口511aの内側に設けられ、固定部518aとフレーム部511とを連結する複数の連結部518bとを有している。各連結部518bは、Y軸方向に延在して設けられていると共に、互いにX軸方向に離間して配置されている。
振動手段4は、各連結部518bに設けられた一対の圧電体素子45、46とを有している。圧電体素子45、46は、Y軸方向に延在して設けられており、かつX軸方向に離間して設けられている。
The first vibrating portion 51 is provided inside the first opening 511a and is fixed to the substrate 2 and is provided inside the first opening 511a and connects the fixing portion 518a and the frame portion 511. A plurality of connecting portions 518b. Each connecting portion 518b is provided to extend in the Y-axis direction and is spaced from each other in the X-axis direction.
The vibration means 4 has a pair of piezoelectric elements 45 and 46 provided in each connecting portion 518b. The piezoelectric elements 45 and 46 are provided so as to extend in the Y-axis direction and are separated in the X-axis direction.

圧電体素子45、46は、Z軸方向に対向配置された一対の電極と、一対の電極間に介在する圧電性を有する圧電体層とで構成されており、一対の電極間に電圧を印加することにより、Y軸方向に伸張または収縮する。そのため、各圧電体素子45を伸張させると共に、各圧電体素子46を収縮させると、各連結部518bが湾曲変形し、フレーム部511と接続している側の端部が連結部31側に変位し、その結果、第1振動部51が内側に変位する。反対に、各圧電体素子45を収縮させると共に、各圧電体素子46を伸張させると、各連結部518bが湾曲変形し、フレーム部511と接続している側の端部が連結部31と反対側に変位し、その結果、第1振動部51が外側に変位する。
構成の振動手段4では、各圧電体素子45を伸張させると共に、各圧電体素子46を収縮させる状態と、各圧電体素子45を収縮させると共に、各圧電体素子46を伸張させる状態とが交互に繰り返されるように各圧電体素子45、46に電圧を印加することにより、第1振動部51、52を互いに逆相でX軸方向に振動させる。
The piezoelectric elements 45 and 46 are composed of a pair of electrodes opposed to each other in the Z-axis direction and a piezoelectric layer having piezoelectricity interposed between the pair of electrodes, and a voltage is applied between the pair of electrodes. By doing so, it expands or contracts in the Y-axis direction. Therefore, when each piezoelectric element 45 is stretched and each piezoelectric element 46 is contracted, each connecting portion 518b is curved and the end connected to the frame portion 511 is displaced to the connecting portion 31 side. As a result, the first vibrating part 51 is displaced inward. On the contrary, when each piezoelectric element 45 is contracted and each piezoelectric element 46 is expanded, each connecting portion 518b is curved and the end on the side connected to the frame portion 511 is opposite to the connecting portion 31. As a result, the first vibrating part 51 is displaced outward.
In the vibration means 4 having the configuration, each piezoelectric element 45 is expanded and each piezoelectric element 46 is contracted, and each piezoelectric element 45 is contracted and each piezoelectric element 46 is expanded alternately. By applying a voltage to the piezoelectric elements 45 and 46 so as to be repeated, the first vibrating parts 51 and 52 are vibrated in the X-axis direction in opposite phases.

<第4実施形態>
図11は、本発明の物理量センサーの第4実施形態を示す平面図である。なお、図11では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 11 is a plan view showing a fourth embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 11, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、検出手段の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図11にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。また、第1振動部51、52の構成は互いに同様であり、第2振動部53、54の構成は互いに同様であるため、以下では、第1振動部51と第2振動部53とについて代表して説明し、第1振動部52と第2振動部54については、その説明を省略する。   The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the configuration of the detection means is different. In FIG. 11, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. In addition, since the configurations of the first vibrating portions 51 and 52 are the same as each other and the configurations of the second vibrating portions 53 and 54 are the same as each other, the following description is representative of the first vibrating portion 51 and the second vibrating portion 53. Thus, the description of the first vibrating portion 52 and the second vibrating portion 54 is omitted.

第1振動部51は、第2開口511bの内側に設けられ、フレーム部511に対してY軸方向に変位可能な板状のY軸方向変位部519aと、Y軸方向変位部519aとフレーム部511とを連結する複数のバネ部519bとを有している。各バネ部519bは、X軸方向に延在して設けられている。
第2振動部53は、第2開口531bの内側に設けられ、フレーム部531に対してX軸方向に変位可能な板状のX軸方向変位部539aと、X軸方向変位部539aとフレーム部531とを連結する複数のバネ部539bとを有している。各バネ部539bは、Y軸方向に延在して設けられている。
The first vibrating portion 51 is provided inside the second opening 511b, and has a plate-like Y-axis direction displacement portion 519a that can be displaced in the Y-axis direction with respect to the frame portion 511, a Y-axis direction displacement portion 519a, and a frame portion. And a plurality of spring portions 519b that connect 511 to each other. Each spring part 519b is provided extending in the X-axis direction.
The second vibrating portion 53 is provided inside the second opening 531b, and has a plate-like X-axis direction displacement portion 539a that can be displaced in the X-axis direction with respect to the frame portion 531, the X-axis direction displacement portion 539a, and the frame portion. And a plurality of spring portions 539b that connect 531 to each other. Each spring part 539b is provided extending in the Y-axis direction.

検出手段9は、第1振動部51の各バネ部519bに設けられた一対の圧電体素子991、992を有している。圧電体素子991、992は、X軸方向に延在して、かつ互いにY軸方向に離間して設けられている。また、検出手段9は、第2振動部53の各バネ部539bに設けられた一対の圧電体素子993、994を有している。圧電体素子993、994は、Y軸方向に延在して、かつ互いにX軸方向に離間して設けられている。
各圧電体素子991、992、993、994は、それぞれ、Z軸方向に対向配置された一対の電極と、一対の電極間に介在する圧電性を有する圧電体層とで構成されている。このような圧電体素子991、992、993、994は、変形によって電荷を発生する性質を有しており、変形量が大きいほど大きな電荷が発生する。
The detecting means 9 has a pair of piezoelectric elements 991 and 992 provided on each spring part 519b of the first vibrating part 51. The piezoelectric elements 991 and 992 extend in the X-axis direction and are spaced apart from each other in the Y-axis direction. In addition, the detection unit 9 includes a pair of piezoelectric elements 993 and 994 provided in each spring part 539 b of the second vibration part 53. The piezoelectric elements 993 and 994 are provided so as to extend in the Y-axis direction and be separated from each other in the X-axis direction.
Each of the piezoelectric elements 991, 992, 993, and 994 includes a pair of electrodes that are arranged to face each other in the Z-axis direction, and a piezoelectric layer having piezoelectricity that is interposed between the pair of electrodes. Such piezoelectric elements 991, 992, 993, and 994 have a property of generating electric charges by deformation, and a larger electric charge is generated as the deformation amount is larger.

そのため、物理量センサー1にZ軸まわりの角速度が加わり、第1振動部51のY軸方向変位部519aがバネ部519bをY軸方向に湾曲変形させつつY軸方向に変位すると、圧電体素子991、992がバネ部519bの変形量に応じた大きさの電荷を発生し、第2振動部53のX軸方向変位部539aがバネ部539bをX軸方向に湾曲変形させつつX軸方向に変位すると、圧電体素子993、994がバネ部539bの変形量に応じた大きさの電荷を発生することとなる。
検出手段9は、このような圧電体素子991、992、993、994から発生する電荷の大きさを検出することにより、Z軸まわりの角速度を検出する。
Therefore, when an angular velocity around the Z-axis is applied to the physical quantity sensor 1 and the Y-axis direction displacement portion 519a of the first vibrating portion 51 is displaced in the Y-axis direction while bending the spring portion 519b in the Y-axis direction, the piezoelectric element 991 992 generates a charge having a magnitude corresponding to the amount of deformation of the spring portion 519b, and the X-axis direction displacement portion 539a of the second vibrating portion 53 displaces in the X-axis direction while bending the spring portion 539b in the X-axis direction. Then, the piezoelectric elements 993 and 994 generate electric charges having a magnitude corresponding to the deformation amount of the spring portion 539b.
The detection means 9 detects the angular velocity around the Z-axis by detecting the magnitude of the electric charges generated from such piezoelectric elements 991, 992, 993, and 994.

<第5実施形態>
図12は、本発明の物理量センサーの第5実施形態を示す平面図である。なお、図12では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
FIG. 12 is a plan view showing a fifth embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 12, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、検出手段の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図12にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。また、第1振動部51、52の構成は互いに同様であり、第2振動部53、54の構成は互いに同様であるため、以下では、第1振動部51と第2振動部53とについて代表して説明し、第1振動部52と第2振動部54については、その説明を省略する。   The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the configuration of the detection means is different. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment described above. In addition, since the configurations of the first vibrating portions 51 and 52 are the same as each other and the configurations of the second vibrating portions 53 and 54 are the same as each other, the following description is representative of the first vibrating portion 51 and the second vibrating portion 53. Thus, the description of the first vibrating portion 52 and the second vibrating portion 54 is omitted.

第1振動部51は、第2開口511bの内側に設けられ、フレーム部511に対してY軸方向に変位可能な板状のY軸方向変位部519aと、Y軸方向変位部519aとフレーム部511とを連結する複数のバネ部519bとを有している。各バネ部519bは、X軸方向に延在して設けられている。
第2振動部53は、第2開口531bの内側に設けられ、フレーム部531に対してX軸方向に変位可能な板状のX軸方向変位部539aと、X軸方向変位部539aとフレーム部531とを連結する複数のバネ部539bとを有している。各バネ部539bは、Y軸方向に延在して設けられている。
The first vibrating portion 51 is provided inside the second opening 511b, and has a plate-like Y-axis direction displacement portion 519a that can be displaced in the Y-axis direction with respect to the frame portion 511, a Y-axis direction displacement portion 519a, and a frame portion. And a plurality of spring portions 519b that connect 511 to each other. Each spring part 519b is provided extending in the X-axis direction.
The second vibrating portion 53 is provided inside the second opening 531b, and has a plate-like X-axis direction displacement portion 539a that can be displaced in the X-axis direction with respect to the frame portion 531, the X-axis direction displacement portion 539a, and the frame portion. And a plurality of spring portions 539b that connect 531 to each other. Each spring part 539b is provided extending in the Y-axis direction.

本実施形態の検出手段9は、第1振動部51の各バネ部519bに設けられたピエゾ抵抗部995と、第2振動部53の各バネ部539bに設けられたピエゾ抵抗部996とを有している。ピエゾ抵抗部995、996は、例えば、n型のシリコン基板を用いて振動系構造体3を形成した場合には、ボロンなどの不純物を高濃度に拡散させ、その拡散部分にp型シリコン層を形成することで形成することができる。   The detection means 9 of this embodiment includes a piezoresistive portion 995 provided in each spring portion 519b of the first vibrating portion 51 and a piezoresistive portion 996 provided in each spring portion 539b of the second vibrating portion 53. is doing. For example, when the vibration system structure 3 is formed using an n-type silicon substrate, the piezoresistive portions 995 and 996 diffuse impurities such as boron at a high concentration, and a p-type silicon layer is formed in the diffusion portion. It can be formed by forming.

ピエゾ抵抗部995、996は、変形によって抵抗値が変化する性質を有しており、変形量が大きいほど抵抗値の変化量が大きくなる。そのため、物理量センサー1にZ軸まわりの角速度が加わり、第1振動部51のY軸方向変位部519aがバネ部519bをY軸方向に湾曲変形させつつY軸方向に変位すると、ピエゾ抵抗部995がバネ部519bの変形量に応じた大きさの抵抗値に変化し、第2振動部53のX軸方向変位部539aがバネ部539bをX軸方向に湾曲変形させつつX軸方向に変位すると、ピエゾ抵抗部996がバネ部539bの変形量に応じた大きさの抵抗値に変化する。
検出手段9は、このようなピエゾ抵抗部995、996の抵抗値変化を検出することにより、Z軸まわりの角速度を検出する。
The piezoresistive portions 995 and 996 have a property that the resistance value changes due to deformation, and the change amount of the resistance value increases as the deformation amount increases. Therefore, when an angular velocity around the Z-axis is applied to the physical quantity sensor 1 and the Y-axis direction displacement portion 519a of the first vibrating portion 51 is displaced in the Y-axis direction while bending the spring portion 519b in the Y-axis direction, the piezoresistive portion 995 is obtained. Changes to a resistance value corresponding to the amount of deformation of the spring portion 519b, and the X-axis direction displacement portion 539a of the second vibrating portion 53 is displaced in the X-axis direction while bending the spring portion 539b in the X-axis direction. The piezoresistive portion 996 changes to a resistance value having a magnitude corresponding to the amount of deformation of the spring portion 539b.
The detecting means 9 detects the angular velocity around the Z axis by detecting such a change in resistance value of the piezoresistive portions 995 and 996.

<第6実施形態>
図13は、本発明の物理量センサーの第6実施形態を示す平面図である。なお、図13では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
FIG. 13 is a plan view showing a sixth embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 13, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、検出手段の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図13にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。また、4つの振動部の構成は、Z軸まわりの配置が異なる以外は、互いに同様であるため、以下では、第1振動部51について代表して説明し、第1振動部52と第2振動部53、54については、その説明を省略する。
第1振動部51では、Y軸方向変位部516がフレーム部511の外側に設けられており、複数のバネ部517によってフレーム部511に連結されている。このようなY軸方向変位部516は、板状の基部516cと、基部516cからX軸方向に突出した複数の検出電極516dとで構成されている。
The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the configuration of the detection means is different. In FIG. 13, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. In addition, since the configuration of the four vibration parts is the same except that the arrangement around the Z axis is different, the first vibration part 51 will be described below as a representative, and the first vibration part 52 and the second vibration part will be described below. The description of the parts 53 and 54 is omitted.
In the first vibrating portion 51, the Y-axis direction displacement portion 516 is provided outside the frame portion 511 and is connected to the frame portion 511 by a plurality of spring portions 517. Such a Y-axis direction displacement portion 516 includes a plate-like base portion 516c and a plurality of detection electrodes 516d protruding from the base portion 516c in the X-axis direction.

本実施形態の検出手段9の変位トランスデューサー91は、第1振動部51に設けられたY軸方向変位部516と、アンカーを介して基板2に固定された固定電極911とを有している。固定電極911は、Y軸方向変位部516が有する検出電極516dに対応して複数設けられている。各固定電極911は、検出電極516dを介して対向配置された一対の電極片911a、911bを有しており、これら各電極片911a、911bは、X軸方向に延在して設けられている。   The displacement transducer 91 of the detection means 9 of the present embodiment has a Y-axis direction displacement portion 516 provided in the first vibrating portion 51, and a fixed electrode 911 fixed to the substrate 2 via an anchor. . A plurality of fixed electrodes 911 are provided corresponding to the detection electrodes 516d included in the Y-axis direction displacement portion 516. Each fixed electrode 911 has a pair of electrode pieces 911a and 911b arranged to face each other via the detection electrode 516d, and these electrode pieces 911a and 911b are provided to extend in the X-axis direction. .

<第7実施形態>
図14は、本発明の物理量センサーの第7実施形態を示す平面図である。なお、図14では、説明の便宜上、物理量センサーの一部の構成の図示を省略している。
本実施形態の物理量センサーについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Seventh embodiment>
FIG. 14 is a plan view showing a seventh embodiment of the physical quantity sensor of the present invention. In FIG. 14, for convenience of explanation, illustration of a part of the configuration of the physical quantity sensor is omitted.
The physical quantity sensor of the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本実施形態の物理量センサー1は、検出手段の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の物理量センサーと同様である。なお、図14にて、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。また、4つの振動部の構成は、Z軸まわりの配置が異なる以外は、互いに同様であるため、以下では、第1振動部51について代表して説明し、第1振動部52と第2振動部53、54については、その説明を省略する。   The physical quantity sensor 1 of the present embodiment is the same as the physical quantity sensor of the first embodiment described above except that the configuration of the detection means is different. In FIG. 14, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. In addition, since the configuration of the four vibration parts is the same except that the arrangement around the Z axis is different, the first vibration part 51 will be described below as a representative, and the first vibration part 52 and the second vibration part will be described below. The description of the parts 53 and 54 is omitted.

第1振動部51では、フレーム部511の外側に設けられたZ軸まわり変位部516Aが、一対の連結バネ517Aによってフレーム部511に連結されている。また、一対の連結バネ517Aは、それぞれ、連結部31の中心Oに対する動径方向に沿って延在している。また、Z軸まわり変位部516Aは、板状の基部516Aaと、基部516Aaから連結部31の中心Oに対する動径方向に突出した複数の検出電極516Abとを有している。   In the first vibrating portion 51, a Z-axis displacement portion 516A provided outside the frame portion 511 is connected to the frame portion 511 by a pair of connecting springs 517A. In addition, the pair of connection springs 517 </ b> A extend along the radial direction with respect to the center O of the connection portion 31. The Z-axis displacement portion 516A has a plate-like base portion 516Aa and a plurality of detection electrodes 516Ab protruding from the base portion 516Aa in the radial direction with respect to the center O of the connecting portion 31.

このような第1振動部51では、Z軸まわりの角速度が加わった場合に生じるY軸方向のコリオリ力によって、Z軸まわり変位部516Aが、一対の連結バネ517Aを湾曲変形させつつ、Z軸まわりに回動する。このような構成によれば、Y軸方向のコリオリ力をZ軸まわりの応力に変化することができるため、Z軸まわり変位部516Aの変位量を大きくすることができる。   In such a first vibrating part 51, the Z-axis displacement part 516A causes the pair of connecting springs 517A to bend and deform by the Coriolis force in the Y-axis direction when an angular velocity around the Z-axis is applied. Rotate around. According to such a configuration, since the Coriolis force in the Y-axis direction can be changed to the stress around the Z-axis, the amount of displacement of the Z-axis displacement portion 516A can be increased.

本実施形態の検出手段9の回転トランスデューサー95は、第1振動部51に設けられたZ軸まわり変位部516Aと、アンカーを介して基板2に固定され固定電極911とを有している。固定電極911は、Z軸まわり変位部516Aが有する検出電極516Abに対応して複数設けられている。各固定電極911は、検出電極516Abを介して対向配置された一対の電極片911a、911bを有している。
以上説明したような各実施形態の振動片は、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
The rotation transducer 95 of the detection means 9 of the present embodiment has a Z-axis axis displacement portion 516A provided in the first vibrating portion 51, and a fixed electrode 911 fixed to the substrate 2 via an anchor. A plurality of fixed electrodes 911 are provided corresponding to the detection electrodes 516Ab included in the Z-axis displacement portion 516A. Each fixed electrode 911 has a pair of electrode pieces 911a and 911b arranged to face each other via the detection electrode 516Ab.
The resonator element of each embodiment as described above can be applied to various electronic devices, and the obtained electronic device has high reliability.

ここで、本発明の物理量センサーを備える電子機器について、図15〜図17に基づき、詳細に説明する。
図15は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター1100には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
Here, an electronic device including the physical quantity sensor of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 15 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic device including the physical quantity sensor of the present invention is applied.
In this figure, a personal computer 1100 includes a main body portion 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display portion 100. The display unit 1106 is rotated with respect to the main body portion 1104 via a hinge structure portion. It is supported movably.
Such a personal computer 1100 incorporates a physical quantity sensor 1 that functions as angular velocity detection means (gyro sensor).

図16は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。
このような携帯電話機1200には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) to which an electronic device including the physical quantity sensor of the present invention is applied.
In this figure, a cellular phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and the display unit 100 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204.
Such a cellular phone 1200 incorporates a physical quantity sensor 1 that functions as an angular velocity detection means (gyro sensor).

図17は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 17 is a perspective view illustrating a configuration of a digital still camera to which an electronic device including the physical quantity sensor of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a digital still camera 1300 photoelectrically converts a light image of a subject with an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device). An imaging signal (image signal) is generated.

ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to perform display based on an imaging signal from the CCD. The display unit is a finder that displays an object as an electronic image. Function.
A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリ1308に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308.
In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. As shown in the figure, a television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication as necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation.

このようなディジタルスチルカメラ1300には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する物理量センサー1が内蔵されている。
なお、本発明の物理量センサーを備える電子機器は、図15のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図16の携帯電話機、図17のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター等に適用することができる。
Such a digital still camera 1300 incorporates a physical quantity sensor 1 that functions as angular velocity detection means (gyro sensor).
In addition to the personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 15, the mobile phone shown in FIG. 16, and the digital still camera shown in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments Type (e.g., vehicle, Sky machine, gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.

以上、本発明の物理量センサーを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
The physical quantity sensor of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part may be replaced with an arbitrary configuration having the same function. Can do.
In addition, any other component may be added to the present invention. Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.

1‥‥物理量センサー 2‥‥基板 3‥‥振動系構造体 31‥‥連結部 311‥‥第1の部位 312‥‥第2の部位 313‥‥第3の部位 314‥‥第4の部位 4‥‥振動手段 41‥‥固定電極 411、412‥‥電極片 42‥‥固定電極 421、422‥‥電極片 43‥‥固定電極 431、432‥‥電極片 44‥‥固定電極 441、442‥‥電極片 45、46‥‥圧電体素子 51‥‥第1振動部 511‥‥フレーム部 511a‥‥第1開口 511b‥‥第2開口 511c‥‥第3開口 512‥‥Z軸方向変位部 513、514‥‥軸部 515‥‥駆動電極 516‥‥Y軸方向変位部 516a‥‥枠部 516b‥‥検出電極 516c‥‥基部 516d‥‥検出電極 516A‥‥変位部 516Aa‥‥基部 516Ab‥‥検出電極 517‥‥バネ部 517A‥‥連結バネ 518a‥‥固定部 518b‥‥連結部 519a‥‥Y軸方向変位部 519b‥‥バネ部 52‥‥第1振動部 521‥‥フレーム部 522‥‥Z軸方向変位部 523、524‥‥軸部 525‥‥駆動電極 526‥‥Y軸方向変位部 526b‥‥検出電極 527‥‥バネ部 53‥‥第2振動部 531‥‥フレーム部 531a‥‥第1開口 531b‥‥第2開口 531c‥‥第3開口 532‥‥Z軸方向変位部 533、534‥‥軸部 535‥‥駆動電極 536‥‥X軸方向変位部 536a‥‥枠部 536b‥‥検出電極 537‥‥バネ部 539a‥‥X軸方向変位部 539b‥‥バネ部 54‥‥第2振動部 541‥‥フレーム部 542‥‥Z軸方向変位部 543、544‥‥軸部 545‥‥駆動電極 546‥‥X軸方向変位部 546b‥‥検出電極 547‥‥バネ部 61、62、63、64‥‥基板固定部 651、652、661、662、671、672、681、682‥‥外側固定部 71、72、73、74‥‥梁 711、721、731、741‥‥第1梁 712、722、732、742‥‥第2梁 81‥‥第1内側バネ部 811、812‥‥バネ部 82‥‥第1内側バネ部 83‥‥第2内側バネ部 831、832‥‥バネ部 84‥‥第2内側バネ部 851、852、861、862、871、872、881、882‥‥外側バネ部 9‥‥検出手段 91‥‥変位トランスデューサー 911‥‥固定電極 911a、911b‥‥電極片 92‥‥変位トランスデューサー 921‥‥固定電極 921a、921b‥‥電極片 93‥‥変位トランスデューサー 931‥‥固定電極 931a、931b‥‥電極片 94‥‥変位トランスデューサー 941‥‥固定電極 941a、941b‥‥電極片 95‥‥回転トランスデューサー 951‥‥固定電極 96‥‥回転トランスデューサー 961‥‥固定電極 97‥‥回転トランスデューサー 971‥‥固定電極 98‥‥回転トランスデューサー 981‥‥固定電極 991、992、993、994‥‥圧電体素子 995、996‥‥ピエゾ抵抗部 100‥‥表示部 1100‥‥パーソナルコンピューター 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッターボタン 1308‥‥メモリ 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥入出力端子 1430‥‥テレビモニター 1440‥‥パーソナルコンピューター J1、J2‥‥軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Physical quantity sensor 2 ... Substrate 3 ... Vibration system structure 31 ... Connection part 311 ... 1st part 312 ... 2nd part 313 ... 3rd part 314 ... 4th part 4 ... Vibration means 41 ... Fixed electrode 411, 412 ... Electrode piece 42 ... Fixed electrode 421, 422 ... Electrode piece 43 ... Fixed electrode 431, 432 ... Electrode piece 44 ... Fixed electrode 441, 442 ... Electrode pieces 45, 46 ... Piezoelectric element 51 ... First vibration part 511 ... Frame part 511a ... First opening 511b ... Second opening 511c ... Third opening 512 ... Z-axis direction displacement part 513, 514 ... Shaft part 515 ... Drive electrode 516 ... Y-axis direction displacement part 516a ... Frame part 516b ... Detection electrode 516c ... Base part 516d ... Detection electrode 516A ... Displacement part 516A a ... base 516 Ab ... detection electrode 517 ... spring part 517A ... connection spring 518a ... fixed part 518b ... connection part 519a ... Y-axis direction displacement part 519b ... spring part 52 ... first vibration part 521 ... frame part 522 ... Z-axis direction displacement part 523, 524 ... shaft part 525 ... drive electrode 526 ... Y-axis direction displacement part 526b ... detection electrode 527 ... spring part 53 ... second vibration part 531 Frame portion 531a First opening 531b Second opening 531c Third opening 532 Z-axis direction displacement portion 533, 534 Shaft portion 535 Drive electrode 536 X-axis direction displacement portion 536a ... frame part 536b ... detection electrode 537 ... spring part 539a ... X-axis direction displacement part 539b ... spring part 54 ... second vibration part 541 ... 542 ... Z-axis direction displacement part 543, 544 ... Shaft part 545 ... Drive electrode 546 ... X-axis direction displacement part 546b ... Detection electrode 547 ... Spring part 61, 62, 63, 64 ... Substrate Fixing part 651, 652, 661, 662, 671, 672, 681, 682 ... Outer fixing part 71, 72, 73, 74 ... Beams 711, 721, 731, 741 ... First beam 712, 722, 732, 742 ... 2nd beam 81 ... 1st inside spring part 811, 812 ... Spring part 82 ... 1st inside spring part 83 ... 2nd inside spring part 831, 832 ... Spring part 84 ... 2nd inside Spring part 851, 852, 861, 862, 871, 872, 881, 882 ... Outer spring part 9 ... Detection means 91 ... Displacement transducer 911 ... Fixed electrode 911a, 91 b ... Electrode piece 92 ... Displacement transducer 921 ... Fixed electrode 921a, 921b ... Electrode piece 93 ... Displacement transducer 931 ... Fixed electrode 931a, 931b ... Electrode piece 94 ... Displacement transducer 941 ... Fixed electrode 941a, 941b ... Electrode piece 95 ... Rotating transducer 951 ... Fixed electrode 96 ... Rotating transducer 961 ... Fixed electrode 97 ... Rotating transducer 971 ... Fixed electrode 98 ... Rotating transducer 981 ... · · · Fixed electrode 991, 992, 993, 994 · · · Piezoelectric element 995 and 996 · · · Piezoresistive portion 100 · · · Display portion 1100 · · · Personal computer 1102 · · · Keyboard 1104 · · · Body portion 1106 · · · Display unit 1200 · · · ... Mobile phone 1202 ... Operation buttons 1204 ... Earpiece 1206 ... Mouthpiece 1300 ... Digital still camera 1302 ... Case 1304 ... Light receiving unit 1306 ... Shutter button 1308 ... Memory 1312 ... Video signal output terminal 1314 ... I / O terminal 1430 ... TV monitor 1440 ... Personal computer J1, J2 ... Axis

Claims (19)

互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延びた2つのバネ機構と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部に設けられ、各前記質量部が備える可動部の変位量を電気信号に変換する少なくとも1つのトランスデューサーと、を有し、
各前記固定部に接続された前記2つのバネ部は、前記所定の周波数に応じて前記平面内で音叉振動することを特徴とする物理量センサー。
When two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
In a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts forms a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. Four fixed parts in the direction,
Two spring mechanisms extending from each of the fixed portions to two adjacent mass portions around the third axis;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
And at least one transducer that is provided in each of the mass parts and converts a displacement amount of a movable part included in each of the mass parts into an electrical signal,
The physical quantity sensor, wherein the two spring portions connected to each of the fixed portions vibrate in a tuning fork within the plane according to the predetermined frequency.
互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延在し、運動方向を変換する運動方向変換手段と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部は、前記平面内にあり且つ第1軸または第2軸に平行な回転軸を有し前記回転軸を中心に回転することが可能な第1可動部と、前記平面内にあり且つ第1軸または第2軸の方向に変位することが可能な第2可動部と、トランスデューサーと、を有し、
前記トランスデューサーは、前記第1可動部の変位量を電気得信号に変換する回転トランスデューサーと、前記第2可動部の変位量を電気得信号に変換する変位トランスデューサーと、を有し、
前記運動方向変換手段は、前記所定の周波数に応じて前記平面内で音叉振動することを特徴とする物理量センサー。
When two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
In a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts forms a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. Four fixed parts in the direction,
A direction-of-motion conversion means that extends from each of the fixed portions to the two mass portions adjacent to each other around the third axis and converts the direction of motion;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
Each of the mass parts is in the plane and has a rotation axis parallel to the first axis or the second axis and a first movable part capable of rotating around the rotation axis, and in the plane And a second movable part that can be displaced in the direction of the first axis or the second axis, and a transducer,
The transducer has a rotation transducer that converts a displacement amount of the first movable part into an electrical gain signal, and a displacement transducer that converts a displacement amount of the second movable part into an electrical gain signal,
The physical quantity sensor characterized in that the movement direction converting means vibrates in a tuning fork within the plane according to the predetermined frequency.
各前記固定部が固定された基板を有し、
前記基板は、半導体基板、絶縁基板、或いは半導体層と絶縁層が積層してなる複合基板で構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の物理量センサー。
Each of the fixed portions has a fixed substrate;
The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the substrate is constituted by a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a composite substrate in which a semiconductor layer and an insulating layer are stacked.
前記4つの固定部の各々は、前記第1軸および前記第2軸を含む平面において、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して45度の角度を為す方向に位置することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の物理量センサー。   Each of the four fixed portions has a radial direction from the center of the assembly of the four mass portions on both the first axis and the second axis in a plane including the first axis and the second axis. 4. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the physical quantity sensor is located in a direction that forms an angle of 45 degrees with respect to the axis. 前記4つの固定部は、前記4つの質量部の中心と交わる前記第1軸および前記第2軸に対して鏡面対称の位置に設けられたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の物理量センサー。   The said four fixing | fixed part was provided in the mirror-symmetrical position with respect to the said 1st axis | shaft and said 2nd axis | shaft which cross | intersect the center of the said 4 mass part. The physical quantity sensor described. 各固定部から延びた前記2つのバネ機構は、前記固定点を中心とした偏角方向への変形が許容され、動径方向への変形が規制されていることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサー。   2. The two spring mechanisms extending from each fixing portion are allowed to be deformed in a declination direction around the fixing point and are restricted from being deformed in a radial direction. The physical quantity sensor described. 前記駆動手段は、静電駆動、圧電駆動のいずれかであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the driving unit is one of electrostatic driving and piezoelectric driving. 前記トランスデューサーは、静電型、圧電型、ピエゾ抵抗型のいずれかの検知能力を有していることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the transducer has a detection capability of any one of an electrostatic type, a piezoelectric type, and a piezoresistive type. 前記トランスデューサーは、前記第1軸まわりの角速度、前記第2軸まわりの角速度および前記第1軸と前記第2軸の両軸に直交する第3軸まわりの角速度を検知することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の物理量センサー。   The transducer detects an angular velocity around the first axis, an angular velocity around the second axis, and an angular velocity around a third axis orthogonal to both the first axis and the second axis. The physical quantity sensor according to claim 1. 前記トランスデューサーは、それぞれ他の前記トランスデューサーと組になることにより、所定方向の直線加速度を電気的にキャンセルすることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の物理量センサー。   10. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein each of the transducers cancels linear acceleration in a predetermined direction by being paired with each of the other transducers. 前記トランスデューサーの各々は、固有の共振周波数を有することを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 1, wherein each of the transducers has a specific resonance frequency. 各前記固定部から延びた前記2つのバネ機構は、前記第1軸または前記第2軸の伸縮運動を、前記固定部を中心とした音叉振動へと変換し、他の方向へは変位が制限されていることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサー。   The two spring mechanisms extending from each of the fixed portions convert the expansion and contraction motion of the first shaft or the second shaft into a tuning fork vibration centered on the fixed portion, and displacement is limited in other directions. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the physical quantity sensor is provided. 各前記固定部から延びた前記運動方向変換手段は、その固定部側の端部が互いに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内にて音叉運動することを特徴とする請求項2に記載の物理量センサー。   3. The movement direction converting means extending from each of the fixed portions, the ends on the fixed portion side perform a tuning fork movement in a plane including the first axis and the second axis. The physical quantity sensor described. 前記一対の第1質量部および前記一対の第2質量部の集合体の投影外形がほぼ円形であることを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の物理量センサー。   14. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein a projected outer shape of the aggregate of the pair of first mass parts and the pair of second mass parts is substantially circular. 前記一対の第1質量部および前記一対の第2質量部の集合体の投影外形がほぼ矩形であることを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 13, wherein a projected external shape of an assembly of the pair of first mass parts and the pair of second mass parts is substantially rectangular. 前記振動手段は、前記第1質量部の各々および前記第2質量部の各々の内側に接続されている請求項1ないし15のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the vibration unit is connected to each of the first mass part and the second mass part. 前記トランスデューサーは、前記第1質量部の各々および前記第2質量部の各々の内側に接続されている請求項1ないし16のいずれかに記載の物理量センサー。   The physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 16, wherein the transducer is connected to each of the first mass part and the second mass part. 互いに直交する2つの軸を第1軸および第2軸とし、前記第1軸および前記第2軸の両軸に直交する軸を第3軸としたとき、
前記第3軸まわりに並んで配置され、かつ前記第1軸と平行な方向に対向配置された一対の第1質量部と、前記第2軸と平行な方向に対向配置された一対の第2質量部とを備える4つの質量部と、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面から見て、前記4つの質量部の集合体の中心からの動径方向が前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して所定の角度を為す方向にある4つの固定部と、
前記固定部の各々から前記第3軸まわりに隣接する2つの前記質量部へ延びた2つの運動方向変換手段と、
前記一対の第1質量部を前記第1軸と平行な方向に所定の周波数で互いに逆位相で振動させつつ、前記一対の第2質量部を前記第2軸と平行な方向に前記所定の周波数で所定の互いに逆位相で振動させる駆動手段と、
各前記質量部に設けられ、各前記質量部が備える可動部の変位量を電気信号に変換する少なくとも1つのトランスデューサーと、を有し、
前記運動方向変換手段の根元が前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で音叉振動するのに同期して、4つの質量部がこれらの集合体の中心に対して伸縮運動をする、ことを特徴とする物理量センサー。
When two axes orthogonal to each other are a first axis and a second axis, and an axis orthogonal to both the first axis and the second axis is a third axis,
A pair of first mass parts arranged side by side around the third axis and opposed to each other in a direction parallel to the first axis, and a pair of second masses arranged to face each other in a direction parallel to the second axis Four mass parts comprising a mass part;
When viewed from a plane including the first axis and the second axis, the radial direction from the center of the assembly of the four mass parts is a predetermined angle with respect to both the first axis and the second axis. 4 fixed parts in the direction to make
Two movement direction changing means extending from each of the fixed parts to two adjacent mass parts around the third axis;
The pair of second mass parts is vibrated in a direction parallel to the second axis while the pair of first mass parts are vibrated in mutually opposite phases at a predetermined frequency in a direction parallel to the first axis. Driving means for vibrating in a predetermined opposite phase with each other,
And at least one transducer that is provided in each of the mass parts and converts a displacement amount of a movable part included in each of the mass parts into an electrical signal,
In synchronization with the tuning fork vibration in the plane including the first axis and the second axis, the four mass parts expand and contract with respect to the center of the aggregate. A physical quantity sensor characterized by that.
請求項1ないし18のいずれか一項に記載の物理量センサーを用いたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus using the physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 18.
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