惯性力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种惯性力传感器（５０），其包括用以检测惯性力的检测元件（１），检测元件（１）具有：两个第１正交臂（５２），其在实质正交方向上连结有第１臂（２）和第２臂（４）；支承部（６），其支承两个第１臂（２）；固定用臂（８）；以及锤部（１４）。并且，第２臂（４）具有：弯折部（４ａ）；相对部（１６），其在弯折部（４ａ）处弯折，并与第２臂（４）相对；驱动电极（１８），其设置在彼此相对的其中两个相对部（１６）处，并对相对部（１６）进行驱动振动；以及检测电极（２０），其设在另外两个相对部（１６）处，并检测相对部（１６）的变形。根据此结构，能够获得小型惯性力传感器（５０），其能够检测互不相同的多个惯性力且能够检测多个检测轴的惯性力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及航空器、汽车、机器人、船舶、车辆等移动物体的姿态控制、或者导航(navigation)装置等各种电子设备所使用的、用于检测惯性力的惯性力传感器。
技术介绍
目前，使用惯性力传感器检测角速度或者加速度等的惯性力。当使用 现有的惯性力传感器时，为了检测角速度，而使用专用的角速度传感器， 为了检测加速度，而使用专用的加速度传感器。而且，当对与彼此正交的 X轴、Y轴、Z轴等多个检测轴相对应的角速度和加速度进行检测时，要 使用和检测轴数量相应的多个角速度传感器和加速度传感器。因此，在各种电子设备中，当对角速度和加速度两者进行综合检测 时，或者，对多个检测轴的角速度和加速度进行检测时，将多个角速度传 感器和加速度传感器分别安装在电子设备的安装衬底上。例如，角速度传感器使音叉状或者H形、T形等各种形状的检测元件 振动，电检测伴随科里奥利力(Force de Coriolis)的产生而出现的检测元 件的变形，从而检测角速度。而且，例如，加速度传感器具有锤部，将伴 随加速度而出现的锤部的运动与工作前加以比较，并进行检测，从而检测 加速度。这种现有的角速度传感器和加速度传感器等各种惯性力传感器，根据 检测对象的惯性力或者检测轴，而用于车辆等移动物体的姿态控制装置或 者导航装置等。另外，现有的惯性力传感器，例如在日本专利特开2001-208546号公 报(专利文献l)、或者日本专利特开2001-74767号公报(专利文献2)等 中被公开。专利文献1:日本专利特开2001-208546号公报专利文献2:日本专利特开2001-74767号公报
技术实现思路
本专利技术提供一种小型惯性力传感器，其无需用于安装多个惯性力传感 器的较大安装面积，便能检测角速度或者加速度等互不相同的多个惯性 力、或者多个检测轴的惯性力。本专利技术的惯性力传感器包括用以检测惯性力的检测元件，检测元件具 有两个第1正交臂、支承部、固定用臂和锤部，第1正交臂在实质正交的 方向上连结有第1臂和第2臂，支承部支承两个第1臂，固定用臂的端部 固定在安装有检测元件的安装衬底上，锤部形成在第2臂的端部上。并 且，第2臂具有弯折部、相对部、驱动电极和检测电极，相对部在弯折部 处弯折且与第2臂相对，驱动电极以支承部为基准，设置在同一方向的两 个相对部处，且对相对部进行驱动振动，检测电极以支承部为基准，设置 在与设置有所述驱动电极的所述相对部反方向的两个相对部处，且检测相 对部的变形。根据此结构，可提供一种小型惯性力传感器，其能够检测互 不相同的多个惯性力且能够检测多个检测轴的惯性力。 附图说明图1是表示用于本专利技术的实施方式中的惯性力传感器的检测元件的立 体图。图2是图l所示的检测元件的主要部分放大图。 图3是图2所示的检测元件的线3-3的剖面图。 图4是图l所示的检测元件的工作状态图。图5是表示用于本专利技术的实施方式中的惯性力传感器的另一形态的检 测元件的平面图。图6是表示用于本专利技术实施方式中的惯性力传感器的另一形态的检测 元件的立体图。 附图标记说明1 检测元件2 第l臂 4 第2臂 4a 弯折部4b、10b端部6支承部8固定用臂10第3臂12固定部14锤部16相对部18驱动电极20、30检测电极22第1检测电极24第2检测电极26第3检测电极28第4检测电极32第5检测电极34第6检测电极36第7检测电极38第8检测电极40硅衬底42薄膜电阻50惯性力传感器52第1正交臂54第2正交臂56、58信号线具体实施方式图1表示本专利技术实施方式中的惯性力传感器50的检测元件1的立体 图。图2是图1的局部60的放大图，图3是图2的线3-3的剖面图。并 且，图4是图1所示的检测元件1的工作状态图。在图1 图3中，惯性力传感器50具有用于检测惯性力的检测元件1 和处理电路(未图示)。检测元件1具有两个第1正交臂52、支承部6和 两个固定用臂8。作为正交臂的两个第1正交臂52分别具有一个第1臂2和两个第2臂4，第1臂2形成为与第2臂4在实质正交的方向上连结。并且，支承部6支承两个第1臂2。由此，两个第2臂4夹持支承部 6，彼此配置连结在同一直线上。两个固定用臂8分别是将第1臂2和第3 臂IO在实质正交的方向上连结而形成的。而且，固定用臂8也作为第2正 交臂54，且构成正交臂。即，第1臂2兼作固定用臂8的一部分，并且兼 作第l正交臂52的一部分。固定用臂8的一端连结在支承部6上，而在作 为另一端的端部10b上形成有固定部12。即，在第3臂IO的两侧端部10b 上形成有固定部12。并且，固定部12固定在安装有检测元件1的安装衬 底(未图示)上。而且，各个第2臂4在弯折部4a处弯折。通过第2臂4在弯折部4a 处弯折而设置与第2臂4自身相对的相对部16。并且，在第2臂4的端部 4b上形成有锤部14。而且，第2臂4在弯折部4a处弯折，由此相对部16 也与第3臂IO相对。而且，检测元件1在实质相同的直线上配置有两个第1臂2和支承部 6。另外，相对于彼此正交的X轴、Y轴、Z轴，第1臂2的长度方向配置 在X轴方向上，第2臂4的长度方向配置在Y轴方向上。另外，所谓实质正交，是指各个臂以89度到91度的角度进行交叉， 较理想的是以89.5度到90.5度的角度进行交叉。更理想的是以89.9度到 90.1度的角度进行交叉。而且，所谓配置在实质相同的直线上，是指两个 第l臂2在支承部6处以179度到181度的角度连结，较理想的是以179.5 度到18Q.5度的角度连结。更理想的是，以179.9度到180.9度的角度连 结。而且，在四个第2臂4中，彼此相对的第2臂4的其中一侧的两个相 对部16上设置有驱动电极18。并且，在彼此相对的第2臂4的另一侧的 两个相对部16上设置有检测电极20。即，设置有驱动电极18的一侧的两 个相对部16是，以支承部6为基准，设置在与第2臂4的长度方向相同的 方向上所配置的第2臂4上的相对部。而且，同样地，设有检测电极20的 一侧的两个相对部16是，以支承部6为基准，设置在与设置有驱动电极 18的一侧的两个相对部16的反方向上所配置的第2臂4上的相对部。驱动电极18使相对部16在相对方向上驱动振动，检测电极20检测相对部16在相对方向上的变形。即，驱动电极18使相对部16在与第2臂4 的长度方向实质正交的方向上驱动振动，检测电极20检测相对部16在与 第2臂4的长度方向实质相对的方向上的变形。检测电极20是用于角速度 检测的角速度检测电极，包括第1检测电极22、第2检测电极24、第3检 测电极26和第4检测电极28。设有检测电极20的一侧的两个相对部16 中，在其中一个相对部16上，分别相对配置有第l检测电极22和第2检 测电极24。并且，在另一个相对部16上，分别相对配置有第3检测电极 26和第4检测电极28。驱动电极18和检测电极20是，例如在硅衬底40上，分别层压下部电 极、压电体和上部电极而形成的。下部电极是例如通过对Pt实施高频溅射 而形成的。而且，压电体是例如通过在下部电极的上部利用高频溅射形成 PZT压电体而形成的。并且，上部电极是例如通过Au蒸镀而形成在压电 体的上部。如果对下部电极和上部电极施加使构成检测元件1的硅衬底40进行 共振的共振频率的交流电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性力传感器，其具备：　用以检测惯性力的检测元件，其中，　所述检测元件具备：　两个第１正交臂，其分别具有第１臂和第２臂，并且是将所述第１臂和所述第２臂在实质正交方向上连结而形成的；　支承部，其支承两个所述第１臂； 　固定用臂，其一端连结有所述支承部，并且另一端固定有被安装所述检测元件的安装衬底，所述固定用臂至少一部分兼作所述第１臂；以及　锤部，其形成在所述第２臂的端部，　所述第２臂具有：　弯折部，其将所述第２臂弯折；　相 对部，其在所述弯折部处弯折，并与所述第２臂相对；　驱动电极，其以所述支承部为基准，设置在同一方向的两个所述相对部上，对所述相对部进行驱动振动；以及　检测电极，其以所述支承部为基准，设置在与设置有所述驱动电极的所述相对部反方向的两 个所述相对部上，检测所述相对部的变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：相泽宏幸，大内智，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]