[go: up one dir, main page]

WO2011074099A1 - 角速度検出装置 - Google Patents

角速度検出装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011074099A1
WO2011074099A1 PCT/JP2009/071058 JP2009071058W WO2011074099A1 WO 2011074099 A1 WO2011074099 A1 WO 2011074099A1 JP 2009071058 W JP2009071058 W JP 2009071058W WO 2011074099 A1 WO2011074099 A1 WO 2011074099A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
angular velocity
sensor chip
acceleration sensors
weights
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/071058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英彦 山岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to PCT/JP2009/071058 priority Critical patent/WO2011074099A1/ja
Priority to EP09852291A priority patent/EP2515076A1/en
Priority to JP2011545901A priority patent/JPWO2011074099A1/ja
Priority to US13/510,047 priority patent/US20120227491A1/en
Publication of WO2011074099A1 publication Critical patent/WO2011074099A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/574—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G01C19/5747—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion each sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames

Definitions

  • the present invention includes a sensor chip on which an angular velocity sensor having two weights driven in opposite phases is mounted, and detects an angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction. About.
  • the kind of angular velocity detection device described at the beginning is known (for example, see Patent Document 1).
  • this angular velocity detection device two weights are provided symmetrically, and these two weights are excited and oscillated in a reverse phase in the first direction, and the first direction is caused by the Coriolis force according to the angular velocity.
  • Displacement vibration is performed in a reverse phase in a second direction orthogonal to each other.
  • the displacement difference between the two weights that is, the displacement position difference including the vibration direction in the second direction
  • the first direction is orthogonal to the second direction.
  • An angular velocity around a predetermined axis is detected.
  • this type of angular velocity detection device includes a housing portion in which the vibrator is housed, a support portion that supports the housing portion, and an elastic body that supports the support portion and is disposed on the base member.
  • a technology is known that includes an anti-vibration device and sets the natural frequency of the anti-vibration device in the direction in which the Coriolis force acts or the direction in which the vibrator vibrates to be smaller than the natural frequency of the anti-vibration device around the angular velocity input shaft (For example, refer to Patent Document 2).
  • the angular velocity is detected based on the displacement difference between the two weights that displace and vibrate in opposite phases when the angular velocity is generated.
  • the two weights are displaced in phase with each other due to disturbance vibrations or the like, there is almost no displacement difference between the two weights, so the influence of the disturbance on the angular velocity detection is eliminated, and the angular velocity Can be suppressed as much as possible.
  • an object of the present invention is to provide an angular velocity detection device that can remove an error factor due to the rotational vibration of the sensor chip.
  • a sensor chip on which an angular velocity sensor having two weights driven in opposite phases is mounted, and the two in a direction perpendicular to the driving direction.
  • An angular velocity detection device that detects an angular velocity based on vibration of a weight, Two acceleration sensors provided on the sensor chip, each having a weight that can vibrate in one axial direction in a plane parallel to the substrate surface of the sensor chip; In the two acceleration sensors, the weights of the two acceleration sensors vibrate in opposite phases during the rotational vibration of the sensor chip, while the weights of the two acceleration sensors are identical to each other during the translational vibration of the sensor chip.
  • An angular velocity detection device is provided, which is arranged in a positional relationship such that it vibrates in phase.
  • an angular velocity detection device that can remove an error factor due to rotational vibration of a sensor chip.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a main part of a sensor chip 60 in the electronic component mounting package 10 of FIG. 1. It is a figure which shows the model of a yaw rate detection principle. It is a figure which shows the characteristic of the vibrator
  • FIG. 6A is a diagram illustrating various waveforms when two weights vibrate symmetrically, and FIG.
  • 6B is a diagram illustrating various waveforms when two weights vibrate in phase. It is a block diagram of an example of the angular velocity detection apparatus 1 provided with the sensor chip 60 shown in FIG. It is a figure which shows each signal waveform produced
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of an essential part of an example of an electronic component mounting package 10 incorporating an angular velocity detection device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing the main part of the sensor chip (sensor substrate) 60 of this embodiment.
  • the electronic component mounting package 10 includes a package body 17.
  • the package body 17 defines an internal space (cavity) 17a by a bottom portion and side walls standing from the bottom portion.
  • Various electronic components (a sensor chip 60 and a control IC chip 40 described later) of the angular velocity detection device 1 are accommodated in the internal space 17a.
  • the upper side of the internal space 17 a is open and is covered with the lid member 16.
  • the package body 17 may be made of any material such as a ceramic material, or may be made of a resin material (for example, epoxy resin).
  • the package body 17 includes a plurality of lead frames 14.
  • the lead frame 14 is made of a conductive material.
  • Each electrode of the control IC chip 40 and the lead frame 14 are electrically connected by wire bonding of wires 32.
  • the lid member 16 is formed from a conductive material (typically a metal material). Since the lid member 16 performs a shielding function, the lid member 16 may be connected to a ground potential by a ground structure (not shown).
  • the angular velocity detection device 1 mainly includes a control IC chip 40, a cap substrate 50, and a sensor chip 60.
  • the control IC chip 40 is electrically connected to the yaw rate detection unit 70 of the sensor chip 60 and two acceleration sensors 90 and 92 (both will be described later), and signals from the yaw rate detection unit 70 and the acceleration sensors 90 and 92 of the sensor chip 60. And an integrated circuit (IC) having a function of processing and the like.
  • IC integrated circuit
  • the control IC chip 40 is connected to an external control device (not shown) via the lead frame 14 by the wire 32. The main part of the control IC chip 40 will be described later with reference to FIG.
  • the cap substrate 50 is provided so as to cover the sensor chip 60 from below, and seals and protects movable parts such as the yaw rate detection unit 70 and the acceleration sensors 90 and 92 of the sensor chip 60. Further, the cap substrate 50 may be electrically protected from the yaw rate detection unit 70 and the acceleration sensors 90 and 92 of the sensor chip 60 by being connected to a constant potential such as ground. In other words, the cap substrate 50 may have an electrical shielding function and guarantee stable operations of the yaw rate detection unit 70 and the acceleration sensors 90 and 92. Note that the cap substrate 50 may be omitted.
  • the sensor chip 60 includes a substrate on which a yaw rate detection unit 70 described later is formed on one side.
  • the sensor chip 60 is disposed on the cap substrate 50 so that the installation side of the yaw rate detection unit 70 is on the cap substrate 50 side.
  • the sensor chip 60 may be arranged so that the installation side of the yaw rate detection unit 70 is on the upper side.
  • the cap substrate 50 may be provided so as to cover the upper side of the sensor chip 60.
  • the sensor chip 60 and the control IC chip 40 do not necessarily have a laminated structure, and may be arranged side by side.
  • the sensor chip 60 may function as a yaw rate sensor mounted on a vehicle, for example.
  • the sensor chip 60 outputs an acceleration sensor that outputs a signal corresponding to the acceleration in the vehicle body longitudinal direction or the vehicle width direction generated in the mounted vehicle, and a yaw rate that outputs a signal corresponding to the angular velocity generated around the center of gravity axis of the vehicle.
  • You may comprise a sensor integrally (refer FIG. 2).
  • the electronic component mounting package 1 is embodied as a vehicle control sensor unit in which the sensor chip 60 is integrated.
  • the electronic component mounting package 1 is provided in the vicinity of the center of gravity of the vehicle (floor tunnel or the like) with the sensor chip 60 or the like mounted therein, and the sensor chip 60 includes the yaw rate and acceleration generated at the mounting position. Is detected.
  • the detected yaw rate and acceleration may be used, for example, for vehicle travel control that prevents side slipping and stabilizes the behavior of the vehicle.
  • the sensor chip 60 includes two acceleration sensors 90 and 92 in addition to the yaw rate detection unit 70.
  • the sensor chip 60 is typically manufactured by a micromachine technique using an SOI (Silicon on insulator) wafer.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 include a weight (vibrator) and a spring that can vibrate along a detection axis, and are configured by a micro electro mechanical system (MEMS) together with the yaw rate detection unit 70. Details of the arrangement positions of the two acceleration sensors 90 and 92 will be described later.
  • the sensor chip 60 generally has a yaw rate detector 70 having a tuning fork structure in which left and right weights 74a and 74b are coupled by a link spring 78 as shown in FIG.
  • the weights 74a and 74b are arranged at symmetrical positions in the X-axis direction in a state where they are lifted from the sensor chip substrate surface.
  • the weights 74a and 74b are connected to the drive frame 72 via a detection spring 77 that can vibrate in the Y-axis direction.
  • the drive frame 72 is connected to a fixed portion 75 (portion fixed to the sensor chip substrate) via a drive spring 71 that can vibrate in the X-axis direction.
  • the structure of the yaw rate detector 70 of the sensor chip 60 may be arbitrary as long as it is a tuning fork structure in which the left and right weights (vibrators) are coupled by link springs as described above.
  • the details of the yaw rate detection unit 70 may employ a structure described in JP 2006-242730 A (however, the damping unit may be omitted).
  • FIG. 3 and 4 are explanatory diagrams of the yaw rate detection principle in the yaw rate detection unit 70, and FIG. 3 is a diagram showing a model of the yaw rate detection principle and the characteristics of the weight of the yaw rate sensor.
  • angular velocity is applied in a state in which drive vibration (X-axis direction) with a constant amplitude is applied to the weight, Coriolis force acts in the direction (Y-axis direction) perpendicular to the drive vibration and the angular velocity rotation axis (Z-axis), and the detection direction ( Detection vibration is excited in the Y-axis direction).
  • An angular velocity is detected based on the amplitude of the detected vibration.
  • the resonance frequency of the drive vibration and the detection vibration of the weight is separated by a certain amount. The drive vibration is driven at the resonance frequency.
  • the detection is performed at a frequency (detuning frequency) slightly away from the resonance peak of the detected vibration.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the yaw rate detection principle of the yaw rate detection unit 70 having a tuning fork structure
  • FIG. 6 (A) is a diagram showing various waveforms when the two weights 74a and 74b vibrate symmetrically.
  • (B) is a diagram showing various waveforms when two weights 74a and 74b vibrate in phase. 6A and 6B, in order from the top, the waveform of the vibration displacement A1 of the first weight 74a, the waveform of the vibration displacement A2 of the second weight 74b, and the waveform of the angular velocity signal (A1-A2). , And the waveform of the acceleration signal (A1 + A2).
  • two acceleration sensors 90 and 92 for detecting rotational vibrations of the sensor chip 60 are provided. Accordingly, erroneous detection of angular velocity (deterioration of angular velocity detection accuracy) can be appropriately prevented based on the detection signals of the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 are arranged in a positional relationship so that the rotational vibration of the sensor chip 60 and the translational vibration of the sensor chip 60 can be sensed in a distinguishable manner. That is, in the acceleration sensors 90 and 92, when the sensor chip 60 is rotated and vibrated, the weights are displaced (vibrated) in opposite phases, while when the sensor chip 60 is translated and vibrated (when the vehicle is excluding rotational vibration), The weights are arranged so as to have a positional relationship such that the weights are displaced (vibrated) in the same phase.
  • a straight line parallel to the detection axis of one of the two acceleration sensors 90 or 92 and passing through the rotational vibration center point G of the sensor chip 60 (hereinafter referred to as “reference straight line L”).
  • the other acceleration sensor 92 or 90 is disposed on the opposite side of the acceleration sensor 90 or 92 with respect to the reference straight line L.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 are arranged such that their detection axes do not pass through the rotational vibration center point G of the sensor chip 60.
  • the detection directions of the two acceleration sensors 90 and 92 are preferably parallel to each other.
  • the rotation vibration center point G is a center point when the sensor chip 60 rotates and vibrates.
  • the rotational vibration center point G may correspond to the position of the center of gravity of the single sensor chip 60 in design.
  • the rotational vibration center point G may correspond to the position of the center of gravity of the assembly including the sensor chip 60 and the control IC chip 40 (and the cap substrate 50 if present) by design.
  • the rotational vibration center point G may be the actual rotational vibration center of the sensor chip 60 when the sensor chip 60 is mounted on the vehicle. In this case, the rotational vibration center may be determined by analysis or experiment.
  • the rotational vibration center point G may be determined by targeting one desired rotational vibration mode.
  • the center of the yaw rate detection unit 70 of the sensor chip 60 exists in the vicinity of the rotational vibration center point G, but it does not necessarily need to coincide with the rotational vibration center point G.
  • the weights 74a and 74b of the yaw rate detection unit 70 and the respective detection directions (Y direction in this example) are arranged so as to satisfy the same conditions as the two acceleration sensors 90 and 92,
  • the angular velocity component displacement signal (the difference between the displacement signals of the weights 74a and 74b) is affected by the rotational vibration of the sensor chip 60.
  • the detection direction of the acceleration sensor 90 is parallel to the X axis
  • the reference straight line L passing through the rotational vibration center point G of the sensor chip 60 is the rotational vibration center point G as shown in FIG.
  • a straight line parallel to the X axis is the other acceleration sensor 92 arranged on the opposite side to the acceleration sensor 90 with respect to the reference straight line L (below the reference straight line L in the drawing).
  • the acceleration sensors 90 and 92 are displaced in the opposite phase in the direction of the reference straight line L (X-axis direction) during the rotational vibration of the sensor chip 60, while It is displaced in the same phase in the direction of the reference straight line L (X-axis direction).
  • the rotational vibration of the sensor chip 60 can be monitored by monitoring the phase relationship between the detection signals of the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 are in an opposite phase acceleration component when the sensor chip 60 rotates and are in a positional relationship such that the same magnitude acceleration component can be sensed. Be placed.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 are arranged in a positional relationship that is point-symmetric with respect to the rotational vibration center point G of the sensor chip 60. Accordingly, when the sensor chip 60 is oscillated, the sensor chip 60 is displaced in the direction of the reference straight line L with an opposite phase and the same magnitude of displacement. On the other hand, when the sensor chip 60 is oscillated, the sensor chip 60 is in the same phase and the same direction. It is displaced by the displacement of the size of.
  • a signal representing the rotational vibration of the sensor chip 60 (chip rotation signal) can be extracted by taking the difference between the detection signals of the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 have the same direction polarity unless otherwise specified. Good.
  • a signal representing the rotational vibration of the sensor chip 60 (chip rotation signal) can be extracted (see FIG. 9).
  • the point symmetrical reference position in the acceleration sensors 90 and 92 is the position of the weight (not shown) of the acceleration sensors 90 and 92. That is, the vibration center positions (neutral positions) of the weights of the acceleration sensors 90 and 92 are arranged so as to be point-symmetric with respect to the rotational vibration center point G.
  • the two acceleration sensors 90 and 92 are arranged in a point-symmetrical positional relationship with respect to the rotational vibration center point G of the sensor chip 60, but the two acceleration sensors 90 and 92 are sensors.
  • the distance from the rotational vibration center point G of the chip 60 is not necessarily the same in principle.
  • FIG. 7 is a block diagram of an example of the angular velocity detection device 1 including the sensor chip 60 shown in FIG.
  • the control IC chip 40 includes a sensor excitation drive unit 42 and a displacement detection unit 43 connected to the weights 74a and 74b of the yaw rate detection unit 70, an angular velocity signal processing unit 44, a Y-axis acceleration signal processing unit 45, and an acceleration sensor.
  • the displacement detection unit 46 connected to each of the weights 90a and 92a, a tip rotation detection signal processing unit 47, and an X-axis acceleration signal processing unit 48 are included.
  • the sensor excitation drive unit 42 supplies excitation drive signals for exciting drive vibrations in the X-axis direction of the weights 74a and 74b of the yaw rate detection unit 70 to the drive electrode portions of the weights 74a and 74b.
  • An excitation drive monitor signal indicating the state of drive vibration in the X-axis direction of 74a and 74b is received.
  • the displacement detector 43 receives a displacement signal corresponding to each displacement of the weights 74a and 74b in the Y-axis direction, and also outputs a displacement signal indicating each detected displacement of the weights 74a and 74b in the Y-axis direction.
  • the signal is supplied to both the signal processing unit 44 and the Y-axis acceleration signal processing unit 45.
  • the Y-axis acceleration signal processing unit 45 includes an adder to which displacement signals related to the weights 74a and 74b from the displacement detection unit 43 are input. By adding these displacement signals, the weights 74a and 74b are added. An acceleration component displacement signal indicating an acceleration component in the Y-axis direction is generated. The acceleration component displacement signal generated in this way is used as a signal representing the acceleration in the Y-axis direction (Y-axis acceleration signal).
  • the displacement detection unit 46 receives a displacement signal corresponding to each displacement in the X-axis direction of each of the weights 90a and 92a of the acceleration sensors 90 and 92, and detects each displacement in the X-axis direction of each detected weight 90a and 92a.
  • the displacement signals shown are supplied to both the chip rotation detection signal processing unit 47 and the X-axis acceleration signal processing unit 48, respectively.
  • the X-axis acceleration signal processing unit 48 includes an adder to which displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46 are input. By adding these displacement signals, the weights 90a and 92a are added. An acceleration component displacement signal indicating an acceleration component in the X-axis direction is generated.
  • the acceleration component displacement signal generated in this way is used as a signal representing the acceleration in the X-axis direction (X-axis acceleration signal).
  • biaxial acceleration can be detected based on the Y-axis acceleration signal and the X-axis acceleration signal.
  • the chip rotation detection signal processing unit 47 includes a subtracter to which displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46 are input, and the rotation of the sensor chip 60 is performed by subtracting these displacement signals. A signal representing the vibration (chip rotation signal) is generated. The tip rotation signal generated in this way is supplied to the angular velocity signal processing unit 44.
  • the angular velocity signal processing unit 44 is a subtracter to which displacement signals related to the weights 90 a and 92 a from the displacement detection unit 46 are input, and an output signal from the subtracter and a chip rotation from the chip rotation detection signal processing unit 47. And a subtractor to which a signal is input. Thereby, the angular velocity signal processing unit 44 generates a signal (angular velocity component displacement signal) indicating a difference between the displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46, and the tip rotation signal is generated from the angular velocity component displacement signal. Is subtracted to generate a corrected angular velocity component displacement signal. The corrected angular velocity component displacement signal generated in this way is used as a signal (angular velocity signal) representing the angular velocity around the Z axis.
  • FIG. 8 is a diagram showing each signal waveform generated by the angular velocity detection device 1 shown in FIG. 7, and the left side (A) of the diagram is a diagram showing each signal waveform when the angular velocity is generated.
  • the right side (B) is a diagram showing each signal waveform when the sensor chip 60 vibrates. 8A and 8B, in order from the top, the time series waveform of the displacement signal A1 of the weight 74a of the yaw rate detection unit 70, the time series waveform of the displacement signal A2 of the weight 74b of the yaw rate detection unit 70, and the angular velocity component displacement.
  • Time series waveform of signal (A1-A2), time series waveform of Y axis acceleration signal (A1 + A2), time series waveform of displacement signal B1 of weight 90a of acceleration sensor 90, time of displacement signal B2 of weight 92a of acceleration sensor 92 Series waveform, chip rotation signal (B1-B2) time series waveform, X-axis acceleration signal (B1 + B2) time series waveform, and angular velocity signal (corrected angular velocity component displacement signal) ( (A1-A2)-(B1) -B2)) shows the time series waveforms.
  • the displacement signals B1 and B2 of the acceleration sensors 90 and 92 are substantially zero, and therefore the angular velocity signal (corrected angular velocity component displacement signal). ) Is substantially the same as the angular velocity component displacement signal (A1-A2). Therefore, when the angular velocity to be detected is generated, the angular velocity component displacement signal from the yaw rate detector 70 is not substantially affected by the displacement signals of the acceleration sensors 90 and 92.
  • the angular velocity component displacement signal that should be zero is not zero but a waveform representing the occurrence of the angular velocity. Since this angular velocity component displacement signal does not represent the angular velocity of the detection target, it should not be used as it is.
  • the corrected angular velocity signal is substantially zero as shown in FIG. 8B.
  • the tip rotation signal (B1-B2) is generated from the angular velocity component displacement signal (A1-A2).
  • the final angular velocity signal (corrected angular velocity component displacement signal) is generated by subtracting B2)
  • the signal (A2-B2) is subtracted from the signal (A1-B1) to generate a final angular velocity signal. Also good.
  • the chip rotation signal is simply derived by (B1-B2).
  • the chip rotation signal may be derived by (B1 ⁇ K 1 ⁇ B2).
  • K 1 is a constant set based on a ratio of distances from the rotational vibration center point G of the sensor chip 60 of the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the corrected angular velocity component displacement signal may be derived from (A1-A2) ⁇ K 2 ⁇ (B1 ⁇ K 1 ⁇ B2).
  • K 2 is the distance from the rotational vibration center point G of the sensor chip 60 of the acceleration sensor 90, a distance from the rotational vibration center point G of the weight 74a or 74b of the sensor chip 60 of the yaw rate detection unit 70 (weight 74a, 74b of the Both are constants set based on the ratio to the same distance).
  • FIG. 9 is a diagram showing each signal waveform generated by the angular velocity detection device 1 when the two acceleration sensors 90 and 92 have opposite polarities, and the left side (A) of FIG.
  • the right side (B) of the figure shows the signal waveforms when the sensor chip 60 vibrates in rotation. That is, in FIG. 9, unlike FIG. 8 (FIG. 8 relates to the case where the two acceleration sensors 90 and 92 have the same polarity), the two acceleration sensors 90 and 92 have opposite polarities. It is a figure which shows each signal waveform when it exists (that is, when the positive / negative direction of the detection axis of two acceleration sensors 90 and 92 is reverse).
  • the constants K 1 and K 2 described above may be used as in the case where the two acceleration sensors 90 and 92 have the same polarity.
  • FIG. 10 is a block diagram of another example of the angular velocity detection device 1.
  • the example shown in FIG. 10 is mainly different from the example shown in FIG. 7 in that the configuration of the angular velocity signal processing unit 44 and the correction driving unit 49 are provided.
  • the configuration unique to the example shown in FIG. 10 will be described mainly, and the other configurations may be the same as the example shown in FIG.
  • the angular velocity signal processing unit 44 includes a subtractor to which displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46 are input, and a difference between the displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46. Is generated (angular velocity component displacement signal).
  • the angular velocity component displacement signal generated in this way is used as a signal (angular velocity signal) representing the angular velocity around the Z axis.
  • the chip rotation detection signal processing unit 47 includes a subtracter to which displacement signals related to the weights 90a and 92a from the displacement detection unit 46 are input, and the rotation of the sensor chip 60 is performed by subtracting these displacement signals. A signal representing the vibration (chip rotation signal) is generated. The chip rotation signal generated in this way is supplied to the correction drive unit 49.
  • the correction drive unit 49 drives the weights 74a and 74b of the yaw rate detection unit 70 in the Y-axis direction based on the chip rotation signal so that the displacement component due to the rotational vibration of the sensor chip 60 is eliminated.
  • This driving method may be realized using, for example, an electrostatic force (electrode), a piezoelectric element, an electromagnetic force, or the like.
  • the yaw rate detection unit 70 of the sensor chip 60 has drive electrodes for driving the weights 74a and 74b in the Y-axis direction.
  • the drive electrode may be common with a servo electrode having a normal servo detection function, or when such a servo electrode does not exist, a configuration similar to the servo electrode may be newly provided.
  • the drive electrode may be newly set in addition to the servo electrode.
  • the structure of the drive electrode and its related configuration are arbitrary, but may be the same as the structure of the damping electrode unit and the related configuration as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-47649.
  • FIG. 11 is a diagram showing displacement signals of the weights 74a and 74b before and after correction by the correction drive unit 49.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram showing each signal waveform generated by the angular velocity detection device 1 shown in FIG. 10, and the left side (A) of the diagram is a diagram showing each signal waveform when the angular velocity is generated.
  • the right side (B) is a diagram showing each signal waveform when the sensor chip 60 vibrates.
  • a series waveform, a time series waveform of the chip rotation signal (B1-B2), and a time series waveform of the X-axis acceleration signal (B1 + B2) are respectively shown.
  • the correction drive unit 49 Based on the chip rotation signal (B1-B2) (see FIG. 12), the correction drive unit 49 generates a correction drive signal that eliminates the displacement component due to the rotational vibration of the sensor chip 60, and the generated A correction drive signal is supplied to the drive electrodes of the weights 74a and 74b.
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are constants, and are adapted so that (A1′ ⁇ C1) and (A2′ ⁇ C2) are zero, respectively. As shown in FIG.
  • A1 ′ and A2 ′ are displacement signals related to the weights 74a and 74b before correction. Therefore, even when rotational vibration of the sensor chip 60 occurs, the displacement signals related to the corrected weights 74a and 74b are substantially zero as shown in FIGS. That is, the displacement component due to the rotational vibration of the sensor chip 60 is removed. Thus, according to the present embodiment, even when rotational vibration of the sensor chip 60 occurs, an angular velocity signal that accurately represents the angular velocity of the detection target can be generated.
  • the acceleration sensors 90 and 92 are preferably arranged so as to satisfy the following conditions.
  • their detection axes do not pass through the rotational vibration center point G of the sensor chip 60, and the detection directions of the two acceleration sensors 90 and 92 are parallel to each other and with respect to the reference line L They are located on opposite sides (see area 2 or area 1 in FIG. 13 etc.).
  • the reference straight line L is a straight line parallel to the detection axes of the two acceleration sensors 90 and 92 and passing through the rotational vibration center point G of the sensor chip 60 as described above.
  • FIG. 13 is a diagram showing various variations when the yaw rate detection unit 70 in the sensor chip 60 does not have an acceleration detection function (that is, when the yaw rate detection unit 70 has only a yaw rate detection function).
  • the acceleration sensors 90 and 92 may be arranged point-symmetrically with respect to the rotational vibration center point G and line-symmetrically with respect to the reference straight line L, as shown in FIG. Further, the acceleration sensors 90 and 92 may be arranged point-symmetrically with respect to the rotational vibration center point G as shown in FIG. Further, the acceleration sensors 90 and 92 may be arranged symmetrically with respect to the reference straight line L as shown in FIG.
  • the detection directions of the acceleration sensors 90 and 92 are parallel to the Y-axis direction, but may be inclined with respect to the Y-axis direction.
  • the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 is preferably a straight line connecting the acceleration sensors 90 and 92 (each of the weights) and the rotational vibration center point G. 45 degrees to 90 degrees.
  • the rotational vibration detection sensitivity is maximum. It becomes.
  • the angle formed between the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 and the straight line connecting the acceleration sensors 90 and 92 (the respective weights) and the rotational vibration center point G only needs to be larger than 0 degrees.
  • setting the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 in parallel with the direction of the acceleration to be detected is also a realistic option.
  • a configuration in which the detection signals of the two acceleration sensors 90 and 92 are exclusively used for the above-described angular velocity correction processing is also possible.
  • the detection directions of the acceleration sensors 90 and 92 are not necessarily parallel to the detection direction (detection vibration direction) of the yaw rate detection unit 70.
  • a third acceleration sensor 94 can be optionally provided in addition to the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the third acceleration sensor 94 may have a detection direction that is orthogonal to the detection directions of the two acceleration sensors 90 and 92. In this case, biaxial acceleration can be detected.
  • the third acceleration sensor 94 may be provided in FIGS. 13A and 13C.
  • the yaw rate detection unit 70 in the sensor chip 60 has an acceleration detection function (that is, the yaw rate detection unit 70 is an integrated sensor of a single-axis yaw rate sensor and a single-axis acceleration sensor as in the example shown in FIG. 2 and the like. It is a figure which shows the various variations in (when it is.).
  • the acceleration detection direction by the yaw rate detection unit 70 is the X-axis direction.
  • the acceleration sensors 90 and 92 may be arranged point-symmetrically with respect to the rotational vibration center point G and line-symmetrically with respect to the reference straight line L. Further, the acceleration sensors 90 and 92 may be arranged point-symmetrically with respect to the rotational vibration center point G as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 14C, the acceleration sensors 90 and 92 are configured with the same length (the length in the Y-axis direction) as the yaw rate detection unit 70, and are arranged side by side with the yaw rate detection unit 70. Also good. In the example shown in FIG. 14C, the amount of change in capacitance of the detection electrode when the weights of the acceleration sensors 90 and 92 are displaced can be increased, so that the detection accuracy is improved.
  • the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 is orthogonal to the acceleration detection direction by the yaw rate detection unit 70. This makes it possible to detect biaxial acceleration.
  • a third acceleration sensor 94 and a fourth acceleration sensor 96 can be optionally provided in addition to the two acceleration sensors 90 and 92.
  • the third acceleration sensor 94 and the fourth acceleration sensor 96 may have detection directions that are orthogonal to the detection directions of the two acceleration sensors 90 and 92. In this case, redundant detection of biaxial acceleration is possible.
  • the third acceleration sensor 94 and the fourth acceleration sensor 96 may be provided in FIGS. 14A and 14C.
  • the detection directions of the acceleration sensors 90 and 92 are parallel to the Y-axis direction, but may be inclined with respect to the Y-axis direction.
  • the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 is preferably a straight line connecting the acceleration sensors 90 and 92 (each of the weights) and the rotational vibration center point G. 45 degrees to 90 degrees.
  • the rotational vibration detection sensitivity is maximum. (See FIG. 2 and FIG. 14A).
  • the angle formed between the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 and the straight line connecting the acceleration sensors 90 and 92 (the respective weights) and the rotational vibration center point G only needs to be larger than 0 degrees.
  • setting the detection direction of the acceleration sensors 90 and 92 in parallel with the direction of the acceleration to be detected is also a realistic option.
  • the detection directions of the acceleration sensors 90 and 92 are not necessarily parallel to the detection direction (detection vibration direction) of the yaw rate detection unit 70.
  • the above-described embodiments relate to the case where the present invention is applied to a vehicle, but the present invention can be usefully applied to an angular velocity detection device mounted on an aircraft, a ship, or the like in addition to the vehicle. it can.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

　互いに逆相に駆動される２つの錘を備える角速度センサが搭載されたセンサチップを備え、駆動方向に垂直な方向の該２つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置であって、センサチップに設けられ、センサチップの基板表面と平行な面内で１軸方向に振動可能な錘をそれぞれ有する２つの加速度センサを含み、２つの加速度センサは、センサチップの回転振動時には、２つの加速度センサの各錘が互いに逆位相で振動する一方、センサチップの併進振動時には、２つの加速度センサの各錘が互いに同位相で振動するような位置関係に配置されることを特徴とする。

Description

角速度検出装置
　本発明は、互いに逆相に駆動される２つの錘を備える角速度センサが搭載されたセンサチップを備え、駆動方向に垂直な方向の該２つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置に関する。
　従来から、冒頭に記載した種の角速度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この角速度検出装置において、錘は２つ対称的に設けられており、これら２つの錘は、第１の方向へ逆相で励起振動されつつ、角速度に応じたコリオリ力によりその第１の方向と直交する第２の方向へ逆相で変位振動される。そして、２つの錘の変位差（すなわち、第２の方向における振動向きを含む変位位置差）を検出して、その変位差に基づいて第１の方向と直交しかつ第２の方向とも直交する所定軸周りの角速度を検出する。
　また、この種の角速度検出装置において、振動子が収容された収容部と、この収容部を支持する支持部と、さらにこの支持部を支持するとともにベース部材上に配置される弾性体とからなる防振装置を備え、コリオリの力が作用する方向若しくは振動子が振動する方向における防振装置の固有振動数を、角速度入力軸回りにおける防振装置の固有振動数よりも小さく設定する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３５１２００４号公報 特許第３０３７７７４号公報
　上述の種の角速度検出装置においては、角速度発生時に互いに逆相に変位振動する２つの錘の変位差に基づいて角速度が検出される。かかる構成においては、外乱振動等に起因して２つの錘が互いに同相に変位振動するときにはそれら２つの錘の間に変位差がほとんど生じなくなるため、角速度検出への外乱による影響が排除され、角速度の誤検出を極力抑制することが可能となる。
　しかしながら、センサチップ自体が駆動振動周波数と同じ周波数にて回転振動すると、そのときの角加速度により、２つの錘が対称振動（逆相に変位振動）し、あたかも角速度発生時のコリオリ力が作用しているかのような状態となる。このような状態は、上述の種の角速度検出装置において角速度の検出精度が悪化する要因となる。
　そこで、本発明は、かかるセンサチップの回転振動に起因した誤差要因を除去することができる角速度検出装置の提供を目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、互いに逆相に駆動される２つの錘を備える角速度センサが搭載されたセンサチップを備え、前記駆動方向に垂直な方向の該２つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置であって、
　前記センサチップに設けられ、前記センサチップの基板表面と平行な面内で１軸方向に振動可能な錘をそれぞれ有する２つの加速度センサを含み、
　前記２つの加速度センサは、前記センサチップの回転振動時には、前記２つの加速度センサの各錘が互いに逆位相で振動する一方、センサチップの併進振動時には、前記２つの加速度センサの各錘が互いに同位相で振動するような位置関係に配置されることを特徴とする、角速度検出装置が提供される。
　本発明によれば、センサチップの回転振動に起因した誤差要因を除去することができる角速度検出装置が得られる。
本発明の一実施例による角速度検出装置１を組み込む電子部品実装パッケージ１０の一例の要部断面を示す断面図である。 図１の電子部品実装パッケージ１０におけるセンサチップ６０の要部を概略的に示す上面図である。 ヨーレート検出原理のモデルを示す図である。 ヨーレートセンサの振動子（錘）の特性を示す図である。 音叉構造のヨーレート検出部７０のヨーレート検出原理の説明図である。 図６（Ａ）は、２つの錘が対称振動した場合の各種波形を示す図であり、図６（Ｂ）は、２つの錘が同相振動した場合の各種波形を示す図である。 図２に示したセンサチップ６０を備える角速度検出装置１の一例のブロック図である。 ２つの加速度センサ９０，９２が同一の極性を有する図７に示す角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図である。 ２つの加速度センサ９０，９２が逆の極性を有する角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図である。 図２に示したセンサチップ６０を備える角速度検出装置１のその他の一例のブロック図である。 補正用駆動部４９による補正前と補正後の各錘７４ａ，７４ｂの変位信号を示す図である。 図１０に示す角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図である。 センサチップ６０におけるヨーレート検出部７０が加速度検出機能を有さない場合における各種バリエーションを示す図である。 センサチップ６０におけるヨーレート検出部７０が加速度検出機能を有する場合における各種バリエーションを示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
　図１は、本発明の一実施例による角速度検出装置１を組み込む電子部品実装パッケージ１０の一例の要部断面を示す断面図である。図２は、本実施例のセンサチップ（センサ基板）６０の要部を概略的に示す上面図である。
　電子部品実装パッケージ１０は、パッケージ本体１７を備える。パッケージ本体１７は、底部と底部から立設された側壁により内部空間（キャビティ）１７ａを画成する。内部空間１７ａには、角速度検出装置１の各種の電子部品（後述のセンサチップ６０や制御ＩＣチップ４０）が収容される。内部空間１７ａの上方側は開口しており、蓋部材１６により覆われる。パッケージ本体１７は、セラミック材料のような任意の材料から構成されてよいし、若しくは、樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）から構成されてもよい。
　パッケージ本体１７は、複数のリードフレーム１４を備える。リードフレーム１４は、電導性を有する材料からなる。制御ＩＣチップ４０の各電極とリードフレーム１４とはワイヤ３２のワイヤボンディングにより電気的に接続される。
　蓋部材１６は、電導性を有する材料（典型的には、金属材料）から形成される。蓋部材１６は、シールド機能を果たすため、図示しない接地構造により接地電位に接続されてもよい。
　角速度検出装置１は、主に、制御ＩＣチップ４０、キャップ基板５０、及び、センサチップ６０を備える。
　制御ＩＣチップ４０は、センサチップ６０のヨーレート検出部７０及び２つの加速度センサ９０，９２（共に後述）と電気的に接続され、センサチップ６０のヨーレート検出部７０及び加速度センサ９０，９２からの信号等を処理する機能等を有する集積回路（ＩＣ）を備える。例えば車両実装状態では、制御ＩＣチップ４０は、ワイヤ３２によりリードフレーム１４を介して外部の制御装置（図示せず）に接続される。制御ＩＣチップ４０の要部は、図７を参照して後述する。
　キャップ基板５０は、センサチップ６０を下方から覆うように設けられ、センサチップ６０のヨーレート検出部７０及び加速度センサ９０，９２等の可動部を密封・保護する。また、キャップ基板５０は、グランド等の定電位に接続されることで、センサチップ６０のヨーレート検出部７０及び加速度センサ９０，９２を電気的に保護してもよい。即ち、キャップ基板５０は、電気的なシールド機能を備え、ヨーレート検出部７０及び加速度センサ９０，９２の安定的な動作を保証してもよい。尚、キャップ基板５０は、省略されてもよい。
　センサチップ６０は、後述のヨーレート検出部７０が一方の側に形成される基板を備える。図示の例では、センサチップ６０は、ヨーレート検出部７０の設置側が、キャップ基板５０側になるように、キャップ基板５０上に配置される。尚、センサチップ６０は、ヨーレート検出部７０の設置側が上側になるように配置されてもよく、この場合、センサチップ６０の上方側を覆うようにキャップ基板５０が設けられてよい。また、センサチップ６０及び制御ＩＣチップ４０は、必ずしも積層構造である必要はなく、横並びに配置されてもよい。
　センサチップ６０は、例えば車両に搭載されるヨーレートセンサとして機能するものであってよい。この場合、センサチップ６０は、搭載される車両に生ずる車体前後方向又は車幅方向の加速度に応じた信号を出力する加速度センサと、車両の重心軸回りに生ずる角速度に応じた信号を出力するヨーレートセンサとを一体的に構成してもよい（図２参照）。この場合、電子部品実装パッケージ１は、センサチップ６０を一体に構成した車両制御用センサユニットとして具現化される。この場合、電子部品実装パッケージ１は、センサチップ６０等を内部に実装した状態で、車両の重心位置付近（フロアトンネル等）に設けられ、センサチップ６０は、当該搭載位置に発生するヨーレート及び加速度を検出する。検出されたヨーレート及び加速度は、例えば、横滑り等を防止して車両の挙動を安定化させる車両走行制御に利用されてよい。
　本実施例では、センサチップ６０は、ヨーレート検出部７０に加えて、２つの加速度センサ９０，９２を備える。センサチップ６０は、典型的には、SOI（Silicon on Insulator）ウェーハを用いたマイクロマシーン技術によって製造される。この場合、２つの加速度センサ９０，９２は、検出軸に沿って振動可能な錘（振動子）とばねを備え、ヨーレート検出部７０と共にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で構成される。２つの加速度センサ９０，９２の配置位置の詳細については後述する。
　センサチップ６０は、一般的に、図２に示すような、左右の錘７４ａ，７４ｂがリンクばね７８によって結合される音叉構造のヨーレート検出部７０を有する。錘７４ａ，７４ｂは、センサチップ基板表面から浮いた状態でＸ軸方向対称位置に配置される。錘７４ａ、７４ｂは、駆動フレーム７２に、Ｙ軸方向に振動可能な検出ばね７７を介して接続される。駆動フレーム７２は、Ｘ軸方向に振動可能な駆動ばね７１を介して固定部７５（センサチップ基板に対して固定された部分）に接続される。尚、このようなセンサチップ６０のヨーレート検出部７０の構造は、上述のような左右の錘（振動子）がリンクばねによって結合される音叉構造である限り、任意であってよい。例えば、ヨーレート検出部７０の詳細は、例えば特開２００６－２４２７３０公報に記載された構造（但し、ダンピング部は省略可）が採用されてもよい。
　図３及び図４は、ヨーレート検出部７０におけるヨーレート検出原理の説明図であり、図３は、ヨーレート検出原理のモデルを示し、ヨーレートセンサの錘の特性を示す図である。
　錘に一定振幅の駆動振動（Ｘ軸方向）を与えた状態で角速度が働くと、駆動振動と角速度回転軸（Ｚ軸）に垂直な方向（Ｙ軸方向）にコリオリ力が働き、検出方向（Ｙ軸方向）に検出振動が励起される。この検出振動の振幅に基づいて角速度が検出される。一般的には、図４に示すように、錘の駆動振動と検出振動の共振周波数は一定量離される。また、駆動振動は、その共振周波数にて駆動される。検出振動は、駆動周波数に同期するため、検出は、検出振動の共振ピークからやや離れた周波数（離調周波数）にて検出する。検出の共振ピークが高い（Ｑ値が高い）ほど、且つ離調周波数が小さいほどセンサ素子感度が高くなる。
　図５は、音叉構造のヨーレート検出部７０のヨーレート検出原理の説明図であり、図６（Ａ）は、２つの錘７４ａ，７４ｂが対称振動した場合の各種波形を示す図であり、図６（Ｂ）は、２つの錘７４ａ，７４ｂが同相振動した場合の各種波形を示す図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、上から順に、第１の錘７４ａの振動変位Ａ１の波形、第２の錘７４ｂの振動変位Ａ２の波形、角速度信号（Ａ１－Ａ２）の波形、及び、加速度信号（Ａ１＋Ａ２）の波形が示される。
　音叉構造では、２つの錘７４ａ，７４ｂが対称振動となるため、コリオリ力も対称方向に作用する（図６（Ａ）参照）。一方、車両振動（除く回転振動）は、図６（Ｂ）に示すように、２つの錘に対して同一方向に働くため（同相のため）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、コリオリ力と車両振動とを区別することができる。
　しかしながら、このような音叉構造のヨーレート検出部７０であっても、センサチップ６０自体が駆動振動周波数と同一の周波数にて回転振動すると、そのときの角加速度により、２つの錘が対称振動（逆相に変位振動）し、あたかも角速度発生時のコリオリ力が作用しているかのような状態（図６（Ａ）及び図８参照）となり、角速度の誤検出（角速度検出精度の悪化）の要因となる。
　そこで、本発明では、以下で詳説するように、センサチップ６０の回転振動を検出する２つの加速度センサ９０，９２が設けられる。これにより、２つの加速度センサ９０，９２の検出信号に基づいて、角速度の誤検出（角速度検出精度の悪化）を適切に防止することができる。
　原理的には、２つの加速度センサ９０，９２は、センサチップ６０の回転振動とセンサチップ６０の併進振動とを区別可能な態様でセンシングできるような位置関係に配置される。即ち、加速度センサ９０及び９２は、センサチップ６０の回転振動時には、各錘が互いに逆位相で変位（振動）する一方、センサチップ６０の併進振動時（回転振動を除く車両振動時）には、各錘が互いに同位相で変位（振動）するような位置関係となるように、配置される。
　具体的には、２つの加速度センサのうちの一方の加速度センサ９０又は９２の検出軸に平行な直線であって、センサチップ６０の回転振動中心点Ｇを通る直線（以下、「基準直線Ｌ」という）を想定したとき、他方の加速度センサ９２又は９０は、該基準直線Ｌに関して一方の加速度センサ９０又は９２とは逆側に配置される。また、２つの加速度センサ９０，９２は、それらの検出軸がセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇを通らないように配置される。また、２つの加速度センサ９０，９２の検出方向は、好ましくは、互いに平行である。
　ここで、回転振動中心点Ｇとは、センサチップ６０の回転振動する際の中心点である。回転振動中心点Ｇは、設計上、センサチップ６０の単品での重心位置に対応させてもよい。或いは、回転振動中心点Ｇは、設計上、センサチップ６０及び制御ＩＣチップ４０（及び存在する場合はキャップ基板５０）を含めた組立体の重心位置に対応させてもよい。或いは、回転振動中心点Ｇは、センサチップ６０の車両搭載状態における実際のセンサチップ６０の回転振動中心であってもよい。この場合、回転振動中心は、解析や実験等により決定されてもよい。また、複数の回転振動モードに依存して複数の回転振動中心点が存在する場合は、所望の１つの回転振動モードをターゲットにして回転振動中心点Ｇが決定されてもよい。尚、センサチップ６０のヨーレート検出部７０の中心は、回転振動中心点Ｇ付近に存在するが、必ずしも回転振動中心点Ｇに一致する必要はない。他言すると、ヨーレート検出部７０の各錘７４ａ，７４ｂ及びそれぞれの検出方向（本例ではＹ方向）が、２つの加速度センサ９０，９２と同様の条件を満たすような関係で配置されていれば、角速度成分変位信号（各錘７４ａ，７４ｂの変位信号の差）がセンサチップ６０の回転振動の影響を受けることになる。
　図２に示す例では、加速度センサ９０の検出方向は、Ｘ軸に平行であり、センサチップ６０の回転振動中心点Ｇを通る基準直線Ｌは、図２に示すように、回転振動中心点Ｇを通り且つＸ軸に平行な直線となる。このとき、他方の加速度センサ９２は、図２に示すように、基準直線Ｌに関して加速度センサ９０とは逆側（図中では基準直線Ｌより下側）に配置される。
　従って、図２に示す例では、加速度センサ９０及び９２は、センサチップ６０の回転振動時には、基準直線Ｌの方向（Ｘ軸方向）において逆位相で変位する一方、センサチップ６０の併進振動時には、基準直線Ｌの方向（Ｘ軸方向）において同位相で変位する。このようにして、２つの加速度センサ９０，９２の検出信号の位相関係を監視することでセンサチップ６０の回転振動をモニタすることができる。
　特に、図２に示す例では、２つの加速度センサ９０，９２は、センサチップ６０の回転振動時に互いに逆相の加速度成分であって、同一の大きさの加速度成分をセンシングできるような位置関係に配置される。具体的には、２つの加速度センサ９０，９２は、センサチップ６０の回転振動中心点Ｇに関して点対称となる位置関係で配置されている。従って、センサチップ６０の回転振動時には、基準直線Ｌの方向において逆位相で且つ同一の大きさの変位で変位する一方、センサチップ６０の併進振動時には、基準直線Ｌの方向において同位相で且つ同一の大きさの変位で変位する。従って、この場合、２つの加速度センサ９０，９２の検出信号の差分を取ることで、センサチップ６０の回転振動を表す信号（チップ回転信号）を抽出することができる。尚、ここでは、説明の複雑化の防止のために、２つの加速度センサ９０，９２は、特に言及しない限り同一方向の極性を有するものと想定しているが、逆の極性を有してもよい。この場合は、２つの加速度センサ９０，９２の検出信号を加算することで、センサチップ６０の回転振動を表す信号（チップ回転信号）を抽出することができる（図９参照）。
　ここで、加速度センサ９０，９２における点対称の基準位置は、加速度センサ９０，９２の錘（図示せず）の位置である。即ち、加速度センサ９０，９２の錘の振動中心位置（中立位置）が、回転振動中心点Ｇに関して点対称となる位置関係で配置される。
　尚、図２に示す例では、２つの加速度センサ９０，９２は、センサチップ６０の回転振動中心点Ｇに関して点対称となる位置関係で配置されているが、２つの加速度センサ９０，９２のセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの距離は、原理上必ずしも同一である必要はない。
　図７は、図２に示したセンサチップ６０を備える角速度検出装置１の一例のブロック図である。
　制御ＩＣチップ４０は、ヨーレート検出部７０の各錘７４ａ，７４ｂに接続されるセンサ励振駆動部４２及び変位検出部４３と、角速度信号処理部４４と、Ｙ軸加速度信号処理部４５と、加速度センサ９０，９２の各錘９０ａ，９２ａに接続される変位検出部４６と、チップ回転検出信号処理部４７と、Ｘ軸加速度信号処理部４８とを含む。
　センサ励振駆動部４２は、ヨーレート検出部７０の各錘７４ａ，７４ｂのＸ軸方向への駆動振動を励起させるための励起駆動信号を各錘７４ａ，７４ｂの駆動電極部へ供給すると共に、各錘７４ａ，７４ｂのＸ軸方向への駆動振動の状態を示す励起駆動モニタ信号を受信する。変位検出部４３は、各錘７４ａ，７４ｂのＹ軸方向の各変位に応じた変位信号をそれぞれ受信すると共に、検出した各錘７４ａ，７４ｂのＹ軸方向の各変位を示す変位信号をそれぞれ角速度信号処理部４４及びＹ軸加速度信号処理部４５の双方へ供給する。Ｙ軸加速度信号処理部４５は、変位検出部４３からの各錘７４ａ，７４ｂに係る各変位信号が入力される加算器を備え、これらの各変位信号を加算することで、各錘７４ａ，７４ｂのＹ軸方向の加速度の成分を示す加速度成分変位信号を生成する。このようにして生成された加速度成分変位信号は、Ｙ軸方向の加速度を表す信号（Ｙ軸加速度信号）として利用される。
　変位検出部４６は、加速度センサ９０，９２の各錘９０ａ，９２ａのＸ軸方向の各変位に応じた変位信号をそれぞれ受信すると共に、検出した各錘９０ａ，９２ａのＸ軸方向の各変位を示す変位信号をそれぞれチップ回転検出信号処理部４７及びＸ軸加速度信号処理部４８の双方へ供給する。Ｘ軸加速度信号処理部４８は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号が入力される加算器を備え、これらの各変位信号を加算することで、各錘９０ａ，９２ａのＸ軸方向の加速度の成分を示す加速度成分変位信号を生成する。このようにして生成された加速度成分変位信号は、Ｘ軸方向の加速度を表す信号（Ｘ軸加速度信号）として利用される。これにより、上述のＹ軸加速度信号とＸ軸加速度信号とに基づいて、２軸の加速度を検出することができる。
　チップ回転検出信号処理部４７は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号が入力される減算器を備え、これらの各変位信号を減算することで、センサチップ６０の回転振動を表す信号（チップ回転信号）を生成する。このようにして生成されたチップ回転信号は、角速度信号処理部４４に供給される。
　角速度信号処理部４４は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号が入力される減算器と、該減算器からの出力信号及びチップ回転検出信号処理部４７からのチップ回転信号が入力される減算器とを備える。これにより、角速度信号処理部４４は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号の差を表す信号（角速度成分変位信号）を生成し、当該角速度成分変位信号からチップ回転信号を減算することで、補正後の角速度成分変位信号を生成する。このようにして生成された補正後角速度成分変位信号は、Ｚ軸回りの角速度を表す信号（角速度信号）として利用される。
　図８は、図７に示す角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図であり、図の左側（Ａ）は、角速度が発生した場合の各信号波形を示す図であり、図の右側（Ｂ）は、センサチップ６０が回転振動した場合の各信号波形を示す図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）では、上から順に、ヨーレート検出部７０の錘７４ａの変位信号Ａ１の時系列波形、ヨーレート検出部７０の錘７４ｂの変位信号Ａ２の時系列波形、角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）の時系列波形、Ｙ軸加速度信号（Ａ１＋Ａ２）の時系列波形、加速度センサ９０の錘９０ａの変位信号Ｂ１の時系列波形、加速度センサ９２の錘９２ａの変位信号Ｂ２の時系列波形、チップ回転信号（Ｂ１－Ｂ２）の時系列波形、Ｘ軸加速度信号（Ｂ１＋Ｂ２）の時系列波形、及び、角速度信号（補正後角速度成分変位信号）（＝（Ａ１－Ａ２）－（Ｂ１－Ｂ２））の時系列波形をそれぞれ示す。
　図８（Ａ）に示すように、検出対象の角速度が発生した場合は、加速度センサ９０、９２の変位信号Ｂ１，Ｂ２は実質的にゼロであり、従って、角速度信号（補正後角速度成分変位信号）は、角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）と実質的に同一である。従って、検出対象の角速度が発生した場合は、ヨーレート検出部７０からの角速度成分変位信号は、加速度センサ９０、９２の変位信号による影響を実質的に受けない。
　図８（Ｂ）に示すように、検出対象でないセンサチップ６０の回転振動が発生した場合、その際の角加速度の影響により、２つの錘９０ａ，９２ａが対称振動（逆相に変位振動）し、あたかもコリオリ力が作用しているかのような状態となる。即ち、図８（Ａ）及び（Ｂ）を対照して分かるように、センサチップ６０の回転振動が発生した場合も、検出対象の角速度が発生した場合と同様の変位信号Ａ１、Ａ２が生成され、その結果、検出対象の角速度が発生した場合と同様の角速度成分変位信号が生成される。このように、センサチップ６０の回転振動が発生した場合は、本来ゼロであるべき角速度成分変位信号がゼロでなく、角速度の発生を表す波形となってしまう。この角速度成分変位信号は、検出対象の角速度を表すものでないので、そのまま使用すべきでない。この点、本実施例では、この角速度成分変位信号は、上述の如く、チップ回転信号により補正され（＝（Ａ１－Ａ２）－（Ｂ１－Ｂ２））、角速度信号（補正後角速度成分変位信号）が生成される。この補正後の角速度信号は、図８（Ｂ）に示すように、実質的にゼロである。このようにして、本実施例によれば、検出対象でないセンサチップ６０の回転振動が発生した場合でも、検出対象の角速度を精度良く表す角速度信号を生成することができる。
　尚、本実施例においては、角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）と、チップ回転信号（Ｂ１－Ｂ２）とを生成した上で、角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）からチップ回転信号（Ｂ１－Ｂ２）を減算して、最終的な角速度信号（補正後角速度成分変位信号）を生成しているが、等価的に同一の角速度信号を得る方法は、多種多様に存在する。例えば、信号（Ａ１－Ｂ１）と、信号（Ａ２－Ｂ２）とを生成した上で、信号（Ａ１－Ｂ１）から信号（Ａ２－Ｂ２）を減算して、最終的な角速度信号を生成してもよい。
　また、本実施例においては、２つの加速度センサ９０，９２のセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの距離が同一であるので、チップ回転信号は、単に（Ｂ１－Ｂ２）により導出しているが、２つの加速度センサ９０，９２のセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの距離が異なる場合は、チップ回転信号は、（Ｂ１－Ｋ１×Ｂ２）により導出されてもよい。Ｋ１は、２つの加速度センサ９０，９２のセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの各距離の比に基づいて設定される定数である。また、同様の観点から、補正後角速度成分変位信号は、（Ａ１－Ａ２）－Ｋ２×（Ｂ１－Ｋ１×Ｂ２）により導出されてもよい。Ｋ２は、加速度センサ９０のセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの距離と、ヨーレート検出部７０の錘７４ａ又は７４ｂのセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇからの距離（錘７４ａ、７４ｂのどちらも同一距離であると仮定）との比に基づいて設定される定数である。
　図９は、２つの加速度センサ９０，９２が逆の極性を有している場合の角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図であり、図の左側（Ａ）は、角速度が発生した場合の各信号波形を示す図であり、図の右側（Ｂ）は、センサチップ６０が回転振動した場合の各信号波形を示す図である。即ち、図９では、図８と異なり（図８は、２つの加速度センサ９０，９２が同一の極性を有している場合に関する）、２つの加速度センサ９０，９２が逆の極性を有している場合（即ち、２つの加速度センサ９０，９２の検出軸の正負方向が逆である場合）の各信号波形を示す図である。
　この場合は、上述の如く、２つの加速度センサ９０，９２の変位信号Ｂ１，Ｂ２を加算することで、チップ回転信号（Ｂ１＋Ｂ２）を抽出することができる。そして、ヨーレート検出部７０の角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）から、チップ回転信号（Ｂ１＋Ｂ２）を減算することで、補正後角速度成分変位信号である角速度信号（＝（Ａ１－Ａ２）－（Ｂ１＋Ｂ２））を得ることができる。尚、上述の定数Ｋ１やＫ２を用いてもよいことは、２つの加速度センサ９０，９２が同一の極性を有している場合と同様である。
　図１０は、角速度検出装置１のその他の一例のブロック図である。図１０に示す例は、図７に示した例に対して、角速度信号処理部４４の構成と補正用駆動部４９を備える点が主に異なる。以下では、図１０に示す例に特有の構成について重点的に説明し、他の構成は、図７に示した例と同様であってよい。
　角速度信号処理部４４は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号が入力される減算器を備え、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号の差を表す信号（角速度成分変位信号）を生成する。このようにして生成された角速度成分変位信号は、Ｚ軸回りの角速度を表す信号（角速度信号）として利用される。
　チップ回転検出信号処理部４７は、変位検出部４６からの各錘９０ａ，９２ａに係る各変位信号が入力される減算器を備え、これらの各変位信号を減算することで、センサチップ６０の回転振動を表す信号（チップ回転信号）を生成する。このようにして生成されたチップ回転信号は、補正用駆動部４９に供給される。
　補正用駆動部４９は、チップ回転信号に基づいて、センサチップ６０の回転振動に起因した変位成分が無くなるように、ヨーレート検出部７０の各錘７４ａ，７４ｂをＹ軸方向で駆動する。この駆動方法は、例えば静電力（電極）、圧電素子、電磁力等を利用して実現されてもよい。
　例えば、静電力を用いる場合、センサチップ６０のヨーレート検出部７０は、各錘７４ａ，７４ｂをＹ軸方向で駆動するための駆動電極を有する。駆動電極は、例えば通常のサーボ検出機能を備える構成のサーボ電極と共通であってもよいし、かかるサーボ電極が存在しない場合は、かかるサーボ電極と同様の構成を新たに設けてもよい。また、駆動電極は、サーボ電極に加えて新たに設定されてもよい。駆動電極の構造及びその関連構成は、任意であるが、例えば特開２００９－４７６４９公報に開示されるようなダンピング電極部の構造及びその関連構成と同様であってよい。
　図１１は、補正用駆動部４９による補正前と補正後の各錘７４ａ，７４ｂの変位信号を示す図である。図１２は、図１０に示す角速度検出装置１で生成される各信号波形を示す図であり、図の左側（Ａ）は、角速度が発生した場合の各信号波形を示す図であり、図の右側（Ｂ）は、センサチップ６０が回転振動した場合の各信号波形を示す図である。
　図１２（Ａ）及び（Ｂ）では、上から順に、ヨーレート検出部７０の錘７４ａの変位信号Ａ１の時系列波形、ヨーレート検出部７０の錘７４ｂの変位信号Ａ２の時系列波形、角速度成分変位信号（Ａ１－Ａ２）の時系列波形、Ｙ軸加速度信号（Ａ１＋Ａ２）の時系列波形、加速度センサ９０の錘９０ａの変位信号Ｂ１の時系列波形、加速度センサ９２の錘９２ａの変位信号Ｂ２の時系列波形、チップ回転信号（Ｂ１－Ｂ２）の時系列波形、及び、Ｘ軸加速度信号（Ｂ１＋Ｂ２）の時系列波形をそれぞれ示す。
　補正用駆動部４９は、チップ回転信号（Ｂ１－Ｂ２）（図１２参照）に基づいて、センサチップ６０の回転振動に起因した変位成分が無くなるような補正用駆動信号を生成し、該生成した補正用駆動信号を各錘７４ａ，７４ｂの駆動電極に供給する。例えば、錘７４ａに対する補正用駆動信号Ｃ１は、Ｃ１＝α１×（Ｂ１－Ｂ２）として生成され、錘７４ａに対する補正用駆動信号Ｃ２は、Ｃ２＝－α２×（Ｂ１－Ｂ２）として生成されてもよい。ここで、α１、α２は、定数であり、それぞれ、（Ａ１'－Ｃ１）及び（Ａ２'－Ｃ２）がゼロになるように適合される。Ａ１'及びＡ２'は、図１１に示すように、補正前の各錘７４ａ，７４ｂに係る各変位信号である。従って、センサチップ６０の回転振動が発生した場合でも、補正後の各錘７４ａ，７４ｂに係る各変位信号は、図１１及び図１２に示すように、実質的にゼロとなる。即ち、センサチップ６０の回転振動に起因した変位成分が除去される。このようにして、本実施例によれば、センサチップ６０の回転振動が発生した場合でも、検出対象の角速度を精度良く表す角速度信号を生成することができる。
　次に、図１３以降を参照して、センサチップ６０における加速度センサ９０，９２（及び第３の加速度センサ９４等）の配置方法のバリエーションについて説明する。
　加速度センサ９０，９２は、上述の如く、次の条件を満たすように配置されるのが望ましい。２つの加速度センサ９０，９２は、それらの検出軸がセンサチップ６０の回転振動中心点Ｇを通らず、２つの加速度センサ９０，９２の検出方向は、互いに平行であり、且つ、基準直線Ｌに関して互いに逆側（図１３等のエリア２又はエリア１参照）に位置する。尚、この場合、基準直線Ｌとは、上述の如く、２つの加速度センサ９０，９２の検出軸に平行な直線であって、センサチップ６０の回転振動中心点Ｇを通る直線である。
　このような条件を満たす２つの加速度センサ９０，９２のバリエーションは、膨大に存在する。従って、以下では、あくまで代表的なバリエーションについてのみ説明する。
　図１３は、センサチップ６０におけるヨーレート検出部７０が加速度検出機能を有さない場合（即ちヨーレート検出部７０がヨーレート検出機能のみを有する場合）における各種バリエーションを示す図である。
　加速度センサ９０，９２は、図１３（Ａ）に示すように、回転振動中心点Ｇに関して点対称、且つ、基準直線Ｌに線対称に配置されてもよい。また、加速度センサ９０，９２は、図１３（Ｂ）に示すように、回転振動中心点Ｇに関して点対称に配置されてもよい。また、加速度センサ９０，９２は、図１３（Ｃ）に示すように、基準直線Ｌに線対称に配置されてもよい。
　尚、図１３に示す各例では、加速度センサ９０、９２の検出方向は、Ｙ軸方向に平行であるが、Ｙ軸方向に対して傾斜してもよい。ここで、回転振動の検出感度を高める観点からは、加速度センサ９０，９２の検出方向は、好ましくは、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線に対して、４５度～９０度をなす。尚、加速度センサ９０，９２の検出方向と、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線とのなす角度が、９０度となる場合、回転振動の検出感度が最大となる。但し、原理上、加速度センサ９０，９２の検出方向と、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線とのなす角度は、０度よりも大きければよい。他方、加速度センサ９０，９２の検出方向を、検出したい加速度の方向に平行に設定することも現実的な選択肢である。但し、２つの加速度センサ９０，９２の検出信号を、専ら上述の角速度補正処理に利用する構成も可能である。また、加速度センサ９０，９２の検出方向は、必ずしもヨーレート検出部７０の検出方向（検出振動方向）と平行である必要はない。
　尚、図１３（Ｂ）に示すように、任意的に、２つの加速度センサ９０，９２に加えて、第３の加速度センサ９４を設けることも可能である。この場合、第３の加速度センサ９４は、２つの加速度センサ９０，９２の検出方向に直交するような検出方向を有してよい。この場合、２軸の加速度の検出が可能となる。尚、第３の加速度センサ９４は、図１３（Ａ）及び図１３（Ｃ）において設けられてもよい。
　図１４は、センサチップ６０におけるヨーレート検出部７０が加速度検出機能を有する場合（即ち、図２等で示した例と同様、ヨーレート検出部７０が１軸ヨーレートセンサと１軸加速度センサの一体型センサである場合）における各種バリエーションを示す図である。図１４に示す例では、ヨーレート検出部７０による加速度検出方向は、Ｘ軸方向である。
　加速度センサ９０，９２は、図１４（Ａ）に示すように、回転振動中心点Ｇに関して点対称、且つ、基準直線Ｌに線対称に配置されてもよい。また、加速度センサ９０，９２は、図１４（Ｂ）に示すように、回転振動中心点Ｇに関して点対称に配置されてもよい。また、加速度センサ９０，９２は、図１４（Ｃ）に示すように、ヨーレート検出部７０と同様の長さ（Ｙ軸方向の長さ）で構成され、ヨーレート検出部７０と横並びに配置されてもよい。図１４（Ｃ）に示す例では、加速度センサ９０，９２の錘の変位時における検出電極の容量変化量を大きくすることができるので、検出精度が向上する。
　図１４に示す各例では、加速度センサ９０，９２の検出方向は、ヨーレート検出部７０による加速度検出方向と直交する。これにより、２軸の加速度の検出が可能となる。また、図１４（Ｂ）に示すように、任意的に、２つの加速度センサ９０，９２に加えて、第３の加速度センサ９４及び第４の加速度センサ９６を設けることも可能である。この場合、第３の加速度センサ９４及び第４の加速度センサ９６は、２つの加速度センサ９０，９２の検出方向に直交するような検出方向を有してよい。この場合、２軸の加速度の冗長的な検出が可能となる。尚、第３の加速度センサ９４及び第４の加速度センサ９６は、図１４（Ａ）及び図１４（Ｃ）において設けられてもよい。
　また、図１４に示す各例では、加速度センサ９０、９２の検出方向は、Ｙ軸方向に平行であるが、Ｙ軸方向に対して傾斜してもよい。ここで、回転振動の検出感度を高める観点からは、加速度センサ９０，９２の検出方向は、好ましくは、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線に対して、４５度～９０度をなす。尚、加速度センサ９０，９２の検出方向と、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線とのなす角度が、９０度となる場合、回転振動の検出感度が最大となる（図２や図１４（Ａ）参照）。但し、原理上、加速度センサ９０，９２の検出方向と、加速度センサ９０，９２（の各錘）と回転振動中心点Ｇを結ぶ直線とのなす角度は、０度よりも大きければよい。他方、加速度センサ９０，９２の検出方向を、検出したい加速度の方向に平行に設定することも現実的な選択肢である。また、加速度センサ９０，９２の検出方向は、必ずしもヨーレート検出部７０の検出方向（検出振動方向）と平行である必要はない。
　以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　例えば、上述の実施例は、本発明が車両に適用された場合に関するものであるが、本発明は、車両以外にも航空機や船舶等に搭載される角速度検出装置にも有用に適用することができる。
　１　　角速度検出装置
　１０　　電子部品実装パッケージ
　１４　　リードフレーム
　１６　　蓋部材
　１７　　パッケージ本体
　１７ａ　　内部空間
　３２　　ワイヤ
　４０　　制御ＩＣチップ
　４２　　センサ励振駆動部
　４３　　変位検出部
　４４　　角速度信号処理部
　４５　　Ｙ軸加速度信号処理部
　４６　　変位検出部
　４７　　チップ回転検出信号処理部
　４８　　Ｘ軸加速度信号処理部
　４９　　補正用駆動部
　５０　　キャップ基板
　６０　　センサチップ
　７０　　ヨーレート検出部
　７１　　駆動ばね
　７２　　駆動フレーム
　７４ａ，７４ｂ　　錘
　７５　　固定部
　７７　　検出ばね
　７８　　リンクばね
　９０，９２　　加速度センサ
　９０ａ，９２ａ　　錘
　９４　　第３の加速度センサ
　９６　　第４の加速度センサ

Claims (7)

  1. 　互いに逆相に駆動される２つの錘を備える角速度センサが搭載されたセンサチップを備え、前記駆動方向に垂直な方向の該２つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置であって、
    　前記センサチップに設けられ、前記センサチップの基板表面と平行な面内で１軸方向に振動可能な錘をそれぞれ有する２つの加速度センサを含み、
    　前記２つの加速度センサは、前記センサチップの回転振動時には、前記２つの加速度センサの各錘が互いに逆位相で振動する一方、センサチップの併進振動時には、前記２つの加速度センサの各錘が互いに同位相で振動するような位置関係に配置されることを特徴とする、角速度検出装置。
  2. 　前記２つの加速度センサの検出軸は、共に、前記センサチップの回転振動中心点を通らず、且つ、互いに対して平行であり、
    　前記２つの加速度センサの検出軸に平行な直線であって、前記センサチップの回転振動中心点を通る直線を基準直線としたとき、前記２つの加速度センサは、該基準直線に関して互いに対して逆側に配置される、請求項１に記載の角速度検出装置。
  3. 　前記２つの加速度センサは、前記センサチップの回転振動中心点に関して点対称の位置に配置される、又は、前記基準直線に関して線対称の位置に配置される、請求項２に記載の角速度検出装置。
  4. 　前記２つの加速度センサの出力信号に基づいて、前記角速度センサの出力信号における前記センサチップの回転振動に起因した成分を除去する回転振動成分除去手段を備える、請求項１～３のうちいずれか１項に角速度検出装置。
  5. 　前記回転振動成分除去手段は、前記２つの加速度センサの出力信号に基づいて、前記センサチップの回転振動を表すチップ回転信号を生成し、該チップ回転信号を前記角速度センサの出力信号から差し引くことで、前記除去を行う、請求項４に記載の角速度検出装置。
  6. 　前記回転振動成分除去手段は、前記２つの加速度センサの出力信号に基づいて、前記センサチップの回転振動を表すチップ回転信号を生成し、該チップ回転信号に基づいて、前記角速度センサの各錘に、前記センサチップの回転振動に起因した振動を抑制する方向の力を作用させることで、前記除去を行う、請求項４に記載の角速度検出装置。
  7. 　前記２つの加速度センサの検出軸は、前記角速度センサの前記駆動方向に平行である、請求項１～６のうちいずれか１項に角速度検出装置。
PCT/JP2009/071058 2009-12-17 2009-12-17 角速度検出装置 Ceased WO2011074099A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/071058 WO2011074099A1 (ja) 2009-12-17 2009-12-17 角速度検出装置
EP09852291A EP2515076A1 (en) 2009-12-17 2009-12-17 Angular velocity detection device
JP2011545901A JPWO2011074099A1 (ja) 2009-12-17 2009-12-17 角速度検出装置
US13/510,047 US20120227491A1 (en) 2009-12-17 2009-12-17 Angular velocity detecting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/071058 WO2011074099A1 (ja) 2009-12-17 2009-12-17 角速度検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011074099A1 true WO2011074099A1 (ja) 2011-06-23

Family

ID=44166894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/071058 Ceased WO2011074099A1 (ja) 2009-12-17 2009-12-17 角速度検出装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120227491A1 (ja)
EP (1) EP2515076A1 (ja)
JP (1) JPWO2011074099A1 (ja)
WO (1) WO2011074099A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5617921B2 (ja) * 2010-06-16 2014-11-05 トヨタ自動車株式会社 複合センサ
JP2018527205A (ja) * 2015-08-28 2018-09-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 反転させたマイクロストリップ伝送線路を有するｒｆ微小電子機械システムおよび作製方法
JPWO2021261556A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30
US12281899B2 (en) 2020-06-24 2025-04-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inertial sensor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101440702B1 (ko) * 2010-02-17 2014-09-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 병렬 구동 시스템
CN111830137B (zh) * 2020-07-23 2023-04-18 中国舰船研究设计中心 一种隔振器水下隔振效果测试系统及评估方法
DE102024201573A1 (de) * 2024-02-21 2025-08-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikroelektromechanischer Inertialsensor und Verfahren zum Betreiben eines mikroelektromechanischen Inertialsensors

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028365A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Murata Mfg Co Ltd 角速度センサ
JP3037774B2 (ja) 1991-04-26 2000-05-08 株式会社デンソー 角速度センサおよびその防振装置
JP2002005950A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Murata Mfg Co Ltd 複合センサ素子およびその製造方法
JP3512004B2 (ja) 2000-12-20 2004-03-29 トヨタ自動車株式会社 力学量検出装置
JP2006242730A (ja) 2005-03-03 2006-09-14 Toyota Motor Corp センサ及び物理量検出装置
JP2009047649A (ja) 2007-08-22 2009-03-05 Toyota Motor Corp 音叉振動型センサ、力学量検出装置、及び力学量検出方法
WO2009037751A1 (ja) * 2007-09-19 2009-03-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. 複合センサおよび加速度センサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2146776B (en) * 1983-09-16 1986-07-30 Ferranti Plc Accelerometer systems
US6003373A (en) * 1995-06-07 1999-12-21 Bei Sensors & Systems Company, Inc. Closed loop resonant rotation rate sensor
JP5267023B2 (ja) * 2008-10-01 2013-08-21 株式会社村田製作所 複合センサ
DE102008043742A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Auswertelektronik für einen Drehratensensor
JP2010181240A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Murata Mfg Co Ltd 複合センサ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3037774B2 (ja) 1991-04-26 2000-05-08 株式会社デンソー 角速度センサおよびその防振装置
JP2000028365A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Murata Mfg Co Ltd 角速度センサ
JP2002005950A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Murata Mfg Co Ltd 複合センサ素子およびその製造方法
JP3512004B2 (ja) 2000-12-20 2004-03-29 トヨタ自動車株式会社 力学量検出装置
JP2006242730A (ja) 2005-03-03 2006-09-14 Toyota Motor Corp センサ及び物理量検出装置
JP2009047649A (ja) 2007-08-22 2009-03-05 Toyota Motor Corp 音叉振動型センサ、力学量検出装置、及び力学量検出方法
WO2009037751A1 (ja) * 2007-09-19 2009-03-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. 複合センサおよび加速度センサ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5617921B2 (ja) * 2010-06-16 2014-11-05 トヨタ自動車株式会社 複合センサ
JP2018527205A (ja) * 2015-08-28 2018-09-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 反転させたマイクロストリップ伝送線路を有するｒｆ微小電子機械システムおよび作製方法
JPWO2021261556A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30
WO2021261556A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 慣性力センサ
US12281899B2 (en) 2020-06-24 2025-04-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inertial sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011074099A1 (ja) 2013-04-25
EP2515076A1 (en) 2012-10-24
US20120227491A1 (en) 2012-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6300395B2 (ja) 直交誤差補償を有する角速度センサ
CN104350359B (zh) 物理量传感器
WO2011074099A1 (ja) 角速度検出装置
KR20110011625A (ko) 진동 마이크로-기계 각속도 센서
JP6031682B2 (ja) 角速度センサとそれに用いられる検出素子
KR20090052832A (ko) 커플링 바를 구비한 회전 속도 센서
JP2004132988A (ja) 並進加速度による信号検出を防止するためのマイクロジャイロスコープ
JP2005283481A (ja) センサシステム
JP5301767B2 (ja) 慣性センサ
JP2013210283A (ja) ロールオーバージャイロセンサ
JP2005233706A (ja) 角速度センサ
JP5205725B2 (ja) 角速度センサ
JP6372361B2 (ja) 複合センサ
JP6527235B2 (ja) ジャイロスコープ
JP2009133807A (ja) センサおよびセンサ装置
JP5018337B2 (ja) 音叉振動型センサ、力学量検出装置、及び力学量検出方法
JP2008058062A (ja) 角速度センサ
JP6733621B2 (ja) 振動型角速度センサ
JP2002243450A (ja) 角速度センサ、加速度センサ及び角速度／加速度兼用センサ
JP4869001B2 (ja) 振動ジャイロ
JP6285128B2 (ja) 角速度センサ
JP2007199077A (ja) 振動型角速度センサ
JP6189792B2 (ja) 角速度センサ
US20220244051A1 (en) Angular velocity sensor and sensor element
JP6702053B2 (ja) ジャイロセンサ及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09852291

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011545901

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13510047

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009852291

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE