[发明专利]角速度传感器

说明书

技术领域

本公开涉及角速度传感器，其包括布置为在高度上远离支承基板的振动器以及布置为距基板的高度与振动器相等并且经由连接梁结合至振动器的多个锚。

背景技术

如在JP-A-2010-151808（相应于US2010/0126269）中公开的，集成微机电结构是公知的。在这种结构中，驱动块经由弹性锚固定至基板。驱动块由绕着竖直轴线的驱动运动而致动，由此在垂直于竖直轴线的平面上执行旋转运动。在角速度施加至运动的驱动块时，角速度在驱动块上产生科氏力。在JP-A-2010-151808中公开的微机电结构中，角速度通过检测由科氏力引起的驱动块的位移来检测。

如JP-A-2010-151808的图4中所示，驱动块具有环形形状。在微机电结构中，第一锚布置于由环形驱动块的内表面包围的第一区域中。而且，四个第二锚布置于定义为环形驱动块的外表面的外部区域的第二区域中。另外四个第一弹性锚以如此的方式布置以使得第一锚结合至每个第一弹性锚的一端并且每个第一弹性锚的另一端结合至环形驱动块的内表面。而且，四个第二弹性锚以如此的方式布置以使得每个第二弹性锚的一端结合至环形驱动块的外表面并且每个第二弹性锚的另一端结合至相应的第二锚。具有这个布置，驱动块经由八个弹性锚由锚支承。

如上所述，在JP-A-2010-151808中公开的微机电结构中，每个弹性锚的一端结合至驱动块并且每个弹性锚的另一端结合至固定至基板的相应锚。在这种结构中，由驱动块产生的振动经由弹性锚传递至锚。然后，传递至锚的振动在基板上反射并且反射的振动经由弹性锚传递返回至驱动块。因而，驱动块的运动状态变得不稳定，由此降低角速度传感器的灵敏度。

发明内容

考虑到前述困难，本公开的一个目标是提供一种角速度传感器，其中角速度传感器的灵敏度的降低得到抑制。

根据本公开的一个方面，一种角速度传感器包括振动器、支承基板、锚段、连接梁段、驱动段以及检测段。振动器布置于由相互垂直的x方向和y方向限定的x-y平面上。振动器包括在x-y平面上具有环形平面形状的外部振动器以及在x-y平面上具有环形平面形状的内部振动器。内部振动器布置于由外部振动器的内表面包围的区域中。支承基板在垂直于x-y平面的z方向上布置为远离振动器。锚段从支承基板延伸至振动器布置于其上的x-y平面。连接梁段将振动器结合至锚段，并且在z方向上具有弹性并且在绕着z方向的圆周方向上具有弹性。驱动段在圆周方向上振动所述振动器。检测段检测振动器在z方向上的位移。连接梁段包括多个第一连接梁和多个第二连接梁。每个第一连接梁在一端处结合至外部振动器的内表面并且在另一端处结合至内部振动器的外表面。每个第二连接梁在一端处结合至相应一个第一连接梁并且在另一端处结合至锚段。驱动段在相反的圆周方向上振动内部振动器和外部振动器以执行耦合振动。每个第二连接梁的所述一端结合至所述相应一个第一连接梁的振动节点。振动节点是在由内部振动器和外部振动器执行的耦合振动期间不振动的点。

在以上设备中，由内部振动器和外部振动器执行的耦合振动不大可能经由连接梁段传递至支承基板。因而，振动不大可能在支承基板上反射之后传递返回到内部振动器和外部振动器。因而，振动器的振动状态不大可能变得不稳定，由此抑制角速度检测的灵敏度的降低。

附图说明

本发明的上述以及其他目标、特点和优点将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显，图中：

图1是示出根据本发明第一实施例的角速度传感器的顶视图的视图；

图2是沿着图1的线II-II截取的角速度传感器的横截图；

图3是示出角速度传感器的运动状态的视图；

图4是示出切向子元件（tangent sub-member）的扭转的透视图；

图5是角速度传感器的横截图，示出在科里奥利（Coriolis force，简称科氏力）施加至角速度传感器时第一检测器的位移；

图6是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时第一检测器的位移；

图7是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时第一检测器的位移；

图8是连接梁的顶视图；

图9是示出连接梁的振动状态的顶视图；

图10是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时连接梁的位移；

图11是角速度传感器的变型的顶视图；并且

图12是连接梁的变型的顶视图。