角速度检测器、利用角速度检测器的角速度检测方法及制造角速度检测器的方法技术

本发明专利技术涉及角速度检测器，通过利用环形薄膜振动器来精心设置电极，其能够获得角速度的高检测灵敏度并同时检测两个轴向的角速度。检测器包括：振动器（１１０１），其以距离第一衬底（１１００）的恒定间距浮置并且通过支承在形成在第一衬底（１１２３）上的支承部件（１１０５）、（１１０６）上的支承弹性元件（外弹簧（１１０２）和内弹簧（１１０３））来设置；激励装置（磁体（１１２４）和驱动电极（１１０８）），其用于沿恒定振动方向激励振动器（１１０１）；及位移检测装置（检测电极（１１０９），电极（１１２０）），其用于检测当来自外部的角速度作用于通过激励装置沿激励方向保持振动的振动器（１１０１）时振动器（１１０１）关于角速度沿垂直于激励方向的方向的位移，所述振动器（１１０１）或包括所述振动器（１１０１）的角速度检测单元通过电磁驱动激励。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】角速度检测器、利用角速度检测器的角速度检测方法及制造角速度检测器的方法
本专利技术涉及能够以高检测灵敏度同时检测沿两个轴向的角速度的角速度检测器、利用该角速度检测器检测角速度的方法、以及制造该角速度检测器的方法。
技术介绍
图81A-81B所示的结构作为现有技术振动陀螺传感器(vibration gyrosensor)的一个示例被公开。图81A是透视图，图81B是示意性平面图。如图81A-81B所示，振动器(vibrator)1设置在基板(base plate)或衬底10上。振动器1从其两侧被支承到梁(beam)8且通过固定器(anchor)13安装到衬底10。梳齿电极9A和9B安装到振动器1。梳齿驱动器电极2以与梳齿电极9B有一间隔地固定安装到衬底10。此外，梳齿监控器(monitor)电极3以与梳齿电极9A有一间隔地固定安装到衬底10。驱动器电极2是用于激励振动器1相对于衬底10振动的电极。在此振动陀螺传感器中，振动器1被应用到驱动器电极2的激励AC电压所激励而振动。梳齿可动电极11A和11B安装在振动器1的中心周围。梳齿固定电极12A和12B以与11A和11B有一间隔地固定安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角速度检测器，包括：衬底；形成在所述衬底的表面上的支承部分；弹性支承体，其各自的一端连接到所述支承部分；至少一个振动器，其被支承到所述弹性支承体的各自的另一端同时以一定间隔悬于所述衬底的所述表面之上，所述 振动器能够相对于所述衬底位移；激励装置，用于激励所述振动器沿一定振动方向振动；以及位移检测装置，当角速度从外部作用同时振动器通过所述激励装置沿所述振动方向被振动时，该位移检测装置检测所述振动器响应于所述角速度沿与所述振动方向 垂直的方向的位移；其中所述振动器或包括所述振动器的角速度检测部分被电磁驱...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-20 358715/2003;JP 2003-12-10 411264/2001.一种角速度检测器，包括：衬底；形成在所述衬底的表面上的支承部分；弹性支承体，其各自的一端连接到所述支承部分；至少一个振动器，其被支承到所述弹性支承体的各自的另一端同时以一定间隔悬于所述衬底的所述表面之上，所述振动器能够相对于所述衬底位移；激励装置，用于激励所述振动器沿一定振动方向振动；以及位移检测装置，当角速度从外部作用同时振动器通过所述激励装置沿所述振动方向被振动时，该位移检测装置检测所述振动器响应于所述角速度沿与所述振动方向垂直的方向的位移；其中所述振动器或包括所述振动器的角速度检测部分被电磁驱动从而振动。2.如权利要求1所述的角速度检测器，还包括：检测电极，其安装在与所述振动器相隔一空间的相反侧；以及第二衬底，其与所述首先提到的衬底相对地定位，所述检测电极形成在所述第二衬底上。3.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述至少一个振动器包括单个振动器，且其中所述多个弹性支承体从所述振动器的外边缘设置。4.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述至少一个振动器包括单个振动器，所述单个振动器包括环形薄膜且被驱动从而关于该振动器的中心轴转动地振动。5.如权利要求4所述的角速度检测器，其中所述至少一个振动器包括由环形薄膜制成的单个振动器，且其中所述弹性支承体包括连接到所述振动器的外边缘的多个外弹性支承体和连接到所述振动器的内边缘的多个内弹性支承体。6.如权利要求1所述的角速度检测器，其中(A)所述至少一个振动器包括多个振动器，(B)所述多个弹性支承体从所述振动器的每个的外边缘设置，且(C)所述振动器之间的部分通过悬于所述衬底之上的所述弹性支承体支承。7.如权利要求6所述的角速度检测器，其中所述至少一个振动器包括两个振动器，且其中当所述振动器被如上所述地电磁驱动时，所述振动器以彼此180°的相位差振动。8.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述弹性支承体的每个包括直线体或者具有至少一个中间变细部。9.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述激励装置通过电磁驱动来激励所述振动器和包括所述振动器的角速度检测部分，且其具有设置在所述弹性支承体和所述振动器的部分中的电极从而允许所述激励装置电磁驱动所述振动器和所述角速度检测部分。10.如权利要求1所述的角速度检测器，其中凹陷部分至少在所述振动器侧形成在所述第一衬底中。11.如权利要求10所述的角速度检测器，其中所述凹陷部分形成在与所述振动器相对的位置中。12.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述激励装置具有用于当所述振动器或角速度检测部分被如上所述地电磁驱动时产生电磁力的磁体，且其中所述磁体设置在所述振动器或包括所述振动器的所述角速度检测部分的正上方或正下方。13.如权利要求12所述的角速度检测器，其中所述磁体设置在所述衬底内。14.如权利要求12所述的角速度检测器，其中所述磁体设置在凹陷部分中，所述凹陷部分形成在所述衬底中所述振动器侧与所述振动器相对地定位的位置处。15.如权利要求12所述的角速度检测器，其中所述磁体设置在凹陷部分内，所述凹陷部分形成在所述衬底中与所述振动器相对的位置处且延伸穿过所述衬底。16.如权利要求12所述的角速度检测器，其中所述磁体形成在不同于所述首先提到的衬底的第三衬底上或之中且设置在凹陷部分中，所述凹陷部分形成在所述首先提到的衬底中与所述振动器相对的位置处且延伸穿过所述首先提到的衬底，且其中所述首先提到的衬底和所述第三衬底键合在一起。17.如权利要求16所述的角速度检测器，其中所述磁体设置在形成在所述第三衬底中的凹陷部分中。18.如权利要求1所述的角速度检测器，其中如上所述地电磁驱动所述振动器或者包括所述振动器的角速度检测部分通过使设置在所述弹性支承体和所述振动器的部分上的电极通AC电流来进行，从而垂直于设置在所述振动器或包括所述振动器的所述角速度检测部分之上和/或之下的磁体产生的磁力线地振动所述振动器。19.如权利要求1所述的角速度检测器，其中所述位移检测装置由位于相隔一空间的相对侧的电极构成，且其中设置在所述振动器中的所述电极形成在形成于所述振动器中的凹陷部分内。20.如权利要求19所述的角速度检测器，其中设置在所述振动器内的所述电极形成在所述凹陷部分内而不在所述振动器的表面上。21.如权利要求19所述的角速度检测器，其中形成所述弹性支承体使得设置在所述弹性支承体上的所述电极的表面位于所述衬底的面上而不在所述振动器的表面上。22.如权利要求20所述的角速度检测器，其中形成所述弹性支承体使得设置在所述弹性支承体上的所述电极的表面位于所述衬底的面上而不在所述振动器的表面上。23.一种通过角速度检测器检测角速度的方法，所述角速度检测器包括：衬底；支承部分，固定地安装到所述衬底的表面；弹性支承体，每个具有连接到所述支承部分的第一端；振动器，被支承到所述弹性支承体的每个的第二端同时以一定距离悬于所述衬底的所述表面之上，所述振动器能够相对于所述衬底位移；激励装置，用于沿一定振动方向激励所述振动器；以及位移检测装置，用于当角速度从外部作用同时所述振动器通过所述激励装置沿所述振动方向被振动时，检测所述振动器响应于所述角速度沿与所述振动方向垂直的方向的位移，所述方法包括步骤：电磁驱动所述振动器或包括所述振动器的角速度检测部分来振动；以及当角速度从外部作用到所述振动的振动器上时通过所述位移检测装置检测所述振动器响应于所述角速度沿与所述振动方向垂直的方向的位移。24.一种制造角速度检测器的方法，包括步骤：经绝缘体层在第一衬底之上形成硅层；经绝缘体层在所述硅层之上形成驱动器电极和检测电极，所述驱动器电极用来激励振动器振动，所述检测电极用来检测所述振动器的位移；利用所述硅层形成所述振动器、多个外弹性支承体、外支承部分、多个内弹性支承体、以及内支承部分，所述振动器由环形薄膜制成，所述外弹性支承体各自的一端连接到所述振动器的外侧，所述外弹性支承体的各自的另一端被连接且支承到所述外支承部分，所述内弹性支承体各自的一端连接到所述振动器的内侧，所述内弹性支承体的各自的另一端被连接且支承到所述内支承部分；去除所述绝缘体层使得(a)所述外弹性支承体的各自的一端通过所述外支承部分支承，(b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田昌也，西竹宏，福元康司，松久和弘，安井淳人，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]