JPH1164370A - 多軸慣性センサ - Google Patents
多軸慣性センサInfo
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- JPH1164370A JPH1164370A JP9229140A JP22914097A JPH1164370A JP H1164370 A JPH1164370 A JP H1164370A JP 9229140 A JP9229140 A JP 9229140A JP 22914097 A JP22914097 A JP 22914097A JP H1164370 A JPH1164370 A JP H1164370A
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- diaphragm
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加速度センサと角速度センサの製造工程の共
用化を図ると共に各々の実際の入力軸が高精度で一致す
るようにして、アライメント工数を低減する。 【解決手段】 加速度センサ１０と角速度センサ２０に
共通のダイアフラム１及びベース基板３が用いられ、互
いに接合される。シリコンより成るダイアフラム１には
第１、第２ロ字形溝１ａ，１ｂが同一工程で形成され、
その結果加速度センサの薄肉部１ｃ、島状部１ｅ、枠部
１ｇと、角速度センサの薄肉部１ｄ、島状部１ｆ、枠部
１ｈが同時に形成される。ベース基板３の内面に、加速
度センサの中心電極ａ、Ｘ正電極４ｂ、Ｘ負電極４ｃ、
Ｙ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅ、角速度センサの中心電極
５ａ、Ｘ正電極５ｂ、Ｘ負電極５ｃ、Ｙ正電極５ｄ、Ｙ
負電極５ｅが形成される。第１、第２島状部１ｅ、１ｆ
の上面に質量部２ｇ、２ｉが接合される。同時に形成さ
れ一体化された加速度センサ１０と角速度センサ２０と
はケース６（６ａ，６ｂより成る）に取付けられる。
用化を図ると共に各々の実際の入力軸が高精度で一致す
るようにして、アライメント工数を低減する。 【解決手段】 加速度センサ１０と角速度センサ２０に
共通のダイアフラム１及びベース基板３が用いられ、互
いに接合される。シリコンより成るダイアフラム１には
第１、第２ロ字形溝１ａ，１ｂが同一工程で形成され、
その結果加速度センサの薄肉部１ｃ、島状部１ｅ、枠部
１ｇと、角速度センサの薄肉部１ｄ、島状部１ｆ、枠部
１ｈが同時に形成される。ベース基板３の内面に、加速
度センサの中心電極ａ、Ｘ正電極４ｂ、Ｘ負電極４ｃ、
Ｙ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅ、角速度センサの中心電極
５ａ、Ｘ正電極５ｂ、Ｘ負電極５ｃ、Ｙ正電極５ｄ、Ｙ
負電極５ｅが形成される。第１、第２島状部１ｅ、１ｆ
の上面に質量部２ｇ、２ｉが接合される。同時に形成さ
れ一体化された加速度センサ１０と角速度センサ２０と
はケース６（６ａ，６ｂより成る）に取付けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、３軸加速度セン
サと２軸角速度センサとを同じケースに収容した多軸慣
性センサに関し、特に生産性の向上と、入力軸のアライ
メントの簡単化を図ったものである。
サと２軸角速度センサとを同じケースに収容した多軸慣
性センサに関し、特に生産性の向上と、入力軸のアライ
メントの簡単化を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の多軸慣性センサは、図４に示すよ
うにほぼ同じ形状の加速度センサ１０と角速度センサ２
０とがケース基板６ａに実装され、その上にケースカバ
ー６ｂが被されている。加速度センサ１０はダイアフラ
ム１１、質量部２１ｅ、ベース基板３１等で構成され
る。ダイアフラム１１は、図５に示すように直交３軸を
Ｘ，Ｙ及びＺ軸とするとき、Ｘ−Ｙ平面に平行な板面を
有するシリコン基板の上面に、ロ字形溝１１ａが形成さ
れている。ロ字形溝１１ａはＸ軸に平行な２つの溝とＹ
軸に平行な２つの溝とより成り、ロ字形溝１１ａの底面
側、内側及び外側にロ字形の薄肉部１１ｃ、島状部１１
ｅ及び枠部１１ｇがそれぞれ形成される。
うにほぼ同じ形状の加速度センサ１０と角速度センサ２
０とがケース基板６ａに実装され、その上にケースカバ
ー６ｂが被されている。加速度センサ１０はダイアフラ
ム１１、質量部２１ｅ、ベース基板３１等で構成され
る。ダイアフラム１１は、図５に示すように直交３軸を
Ｘ，Ｙ及びＺ軸とするとき、Ｘ−Ｙ平面に平行な板面を
有するシリコン基板の上面に、ロ字形溝１１ａが形成さ
れている。ロ字形溝１１ａはＸ軸に平行な２つの溝とＹ
軸に平行な２つの溝とより成り、ロ字形溝１１ａの底面
側、内側及び外側にロ字形の薄肉部１１ｃ、島状部１１
ｅ及び枠部１１ｇがそれぞれ形成される。
【０００３】島状部１１ｅの上面に質量部２１ｅが接合
されるが、はじめに、ダイアフラム１１とＸ，Ｙ方向の
寸法の等しいパイレクスガラスを例えば陽極接合により
ダイアフラム１１上に取付け、その後ダイシング（ｄｉ
ｃｉｎｇ）工程で、図５Ａに示す質量部２１ｅのみが島
状部１１ｅ上に、その他の直方体２１ａ・・・２１ｉが
枠部１１ｇ上にそれぞれ配されるように分割される。
されるが、はじめに、ダイアフラム１１とＸ，Ｙ方向の
寸法の等しいパイレクスガラスを例えば陽極接合により
ダイアフラム１１上に取付け、その後ダイシング（ｄｉ
ｃｉｎｇ）工程で、図５Ａに示す質量部２１ｅのみが島
状部１１ｅ上に、その他の直方体２１ａ・・・２１ｉが
枠部１１ｇ上にそれぞれ配されるように分割される。
【０００４】ダイアフラム１１の底面側にベース基板３
１が例えば陽極接合により取付けられる。ベース基板３
１は例えばパイレクスガラスより成り、その内面には、
ダイアフラム１１の枠部１１ｇと対向する枠部の内側に
方形の溝３１ａが形成される。溝３１ａの底面に、中心
電極４ａが、島状部１１ｅとギャップを介し対向して形
成される。その中心電極４ａを中心として、Ｘ軸の正及
び負の方向に、Ｘ正電極４ｂ、Ｘ負電極４ｃがそれぞれ
薄肉部１１ｃとギャップを介し対向して形成される。ま
た中心電極４ａを中心として、Ｙ軸の正及び負の方向
に、Ｙ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅが薄肉部１１ｃとギャ
ップを介し対向して形成される。
１が例えば陽極接合により取付けられる。ベース基板３
１は例えばパイレクスガラスより成り、その内面には、
ダイアフラム１１の枠部１１ｇと対向する枠部の内側に
方形の溝３１ａが形成される。溝３１ａの底面に、中心
電極４ａが、島状部１１ｅとギャップを介し対向して形
成される。その中心電極４ａを中心として、Ｘ軸の正及
び負の方向に、Ｘ正電極４ｂ、Ｘ負電極４ｃがそれぞれ
薄肉部１１ｃとギャップを介し対向して形成される。ま
た中心電極４ａを中心として、Ｙ軸の正及び負の方向
に、Ｙ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅが薄肉部１１ｃとギャ
ップを介し対向して形成される。
【０００５】ダイアフラム１１と中心電極４ａとの間の
静電容量の変化、ダイアフラム１１とＸ正電極４ｂ、Ｘ
負電極４ｃとの間の静電容量の差分、ダイアフラム１１
とＹ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅとの間の静電容量の差分
によって、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする
加速度を検出する。角速度センサ２０はダイアフラム１
２、質量部２２ｅ、ベース基板３２等で構成される。図
６に示すこれらの部品は加速度センサ１０の対応する部
品とほぼ同じであるので、詳しい説明は省略する。島状
部１２ｅ、質量部２２ｅ及び薄肉部１２ｃより成る部分
の、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の共振周波数が近く
なるように、ロ字形溝１２ａの寸法及び質量部２２ｅの
寸法が設定され、その近づいた共振周波数で上記部分が
振動するような周波数の交流電圧をダイアフラム１２と
中心電極５ａとの間に印加して質量部２２ｅをＺ軸方向
に振動させる。このとき、Ｘ軸方向に角速度が印加され
ると、質量部２２ｅに対しＹ軸方向に角速度に対応した
コリオリ力が作用する。ダイアフラム１２とＹ正電極５
ｄ、Ｙ負電極５ｅとの間の静電容量の差分によって、Ｘ
軸方向の角速度を検出する。
静電容量の変化、ダイアフラム１１とＸ正電極４ｂ、Ｘ
負電極４ｃとの間の静電容量の差分、ダイアフラム１１
とＹ正電極４ｄ、Ｙ負電極４ｅとの間の静電容量の差分
によって、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする
加速度を検出する。角速度センサ２０はダイアフラム１
２、質量部２２ｅ、ベース基板３２等で構成される。図
６に示すこれらの部品は加速度センサ１０の対応する部
品とほぼ同じであるので、詳しい説明は省略する。島状
部１２ｅ、質量部２２ｅ及び薄肉部１２ｃより成る部分
の、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の共振周波数が近く
なるように、ロ字形溝１２ａの寸法及び質量部２２ｅの
寸法が設定され、その近づいた共振周波数で上記部分が
振動するような周波数の交流電圧をダイアフラム１２と
中心電極５ａとの間に印加して質量部２２ｅをＺ軸方向
に振動させる。このとき、Ｘ軸方向に角速度が印加され
ると、質量部２２ｅに対しＹ軸方向に角速度に対応した
コリオリ力が作用する。ダイアフラム１２とＹ正電極５
ｄ、Ｙ負電極５ｅとの間の静電容量の差分によって、Ｘ
軸方向の角速度を検出する。
【０００６】またＹ軸方向に角速度が印加されると、質
量部２２ｅに対しＸ軸方向に角速度に対応したコリオリ
力が作用する。ダイアフラム１２とＸ正電極５ｂ、Ｘ負
電極５ｃとの間の静電容量の差分によって、Ｙ軸方向の
角速度を検出する。
量部２２ｅに対しＸ軸方向に角速度に対応したコリオリ
力が作用する。ダイアフラム１２とＸ正電極５ｂ、Ｘ負
電極５ｃとの間の静電容量の差分によって、Ｙ軸方向の
角速度を検出する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 従来の多軸慣性センサは、それに含まれる加速度セ
ンサ１０と角速度センサ２０とはほぼ同様の構造である
にもかかわらず、各々別体で別々に製造されていた。そ
のため製造工数が大きくなる問題があった。 加速度センサ１０及び角速度センサ２０をケース基
板６ａに取付けるときに、各々のセンサごとに理想的姿
勢と僅かのズレが発生する。そのため、ケース６の入力
軸Ｘc ，Ｙc ，Ｚc （例えばケースの稜線等を用いるこ
とができる）に対して加速度センサ１０の入力軸Ｘa ，
Ｙa ，Ｚa のズレを予め計測しておき、多軸慣性センサ
の検出データを使用する装置側で必要な補正を行う必要
があった（アライメントと言う）。
ンサ１０と角速度センサ２０とはほぼ同様の構造である
にもかかわらず、各々別体で別々に製造されていた。そ
のため製造工数が大きくなる問題があった。 加速度センサ１０及び角速度センサ２０をケース基
板６ａに取付けるときに、各々のセンサごとに理想的姿
勢と僅かのズレが発生する。そのため、ケース６の入力
軸Ｘc ，Ｙc ，Ｚc （例えばケースの稜線等を用いるこ
とができる）に対して加速度センサ１０の入力軸Ｘa ，
Ｙa ，Ｚa のズレを予め計測しておき、多軸慣性センサ
の検出データを使用する装置側で必要な補正を行う必要
があった（アライメントと言う）。
【０００８】角速度センサ２０についても同様であり、
その入力軸Ｘg ，Ｙg のケースの入力軸Ｘc ，Ｙc に対
するズレを予め計測しておき、必要な補正を行う必要が
あった。このように従来では加速度センサ１０と角速度
センサ２０とは各々別々にケースの入力軸Ｘc ，Ｙc ，
Ｚc に対する入力軸のズレを計測する必要があり、アラ
イメントの工数の増大する一因となっていた。
その入力軸Ｘg ，Ｙg のケースの入力軸Ｘc ，Ｙc に対
するズレを予め計測しておき、必要な補正を行う必要が
あった。このように従来では加速度センサ１０と角速度
センサ２０とは各々別々にケースの入力軸Ｘc ，Ｙc ，
Ｚc に対する入力軸のズレを計測する必要があり、アラ
イメントの工数の増大する一因となっていた。
【０００９】この発明の目的は上記従来の問題を解決し
て、加速度センサ１０と角速度センサ２０との製造工程
の共用化を図ると共にそれぞれの実際の入力軸が高精度
で一致するようにしてアライメントの簡単化を図ろうと
するものである。
て、加速度センサ１０と角速度センサ２０との製造工程
の共用化を図ると共にそれぞれの実際の入力軸が高精度
で一致するようにしてアライメントの簡単化を図ろうと
するものである。
【００１０】
（１）請求項１の多軸慣性センサは、ダイアフラムと、
第１、第２質量部と、ベース基板とを有する。ダイアフ
ラムは、直交３軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とするとき、Ｘ−Ｙ
平面に平行な板面を有する半導体基板の上面に、第１、
第２ロ字形溝が並んで形成される。これら第１、第２ロ
字形溝はそれぞれＸ軸に平行な２つの溝とＹ軸に平行な
２つの溝とより成り、これら第１、第２ロ字形溝のそれ
ぞれ底面側、内側及び外側に、第１、第２薄肉部、第
１、第２島状部及び第１、第２枠部がそれぞれ形成され
る。第１、第２質量部は、第１、第２島状部の上面にそ
れぞれ固定される。
第１、第２質量部と、ベース基板とを有する。ダイアフ
ラムは、直交３軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とするとき、Ｘ−Ｙ
平面に平行な板面を有する半導体基板の上面に、第１、
第２ロ字形溝が並んで形成される。これら第１、第２ロ
字形溝はそれぞれＸ軸に平行な２つの溝とＹ軸に平行な
２つの溝とより成り、これら第１、第２ロ字形溝のそれ
ぞれ底面側、内側及び外側に、第１、第２薄肉部、第
１、第２島状部及び第１、第２枠部がそれぞれ形成され
る。第１、第２質量部は、第１、第２島状部の上面にそ
れぞれ固定される。
【００１１】ベース基板は、ダイアフラムの底面側に固
定された絶縁基板より成り、その内面に、第１、第２島
状部分にそれぞれギャップを介し対向に形成された第
１、第２中心電極と、それら第１、第２中心電極をそれ
ぞれ中心としてＸ軸の正及び負の方向に、第１、第２薄
肉部とそれぞれギャップを介し対向して形成された第
１、第２Ｘ正電極及び第１、第２Ｘ負電極と、それら第
１、第２中心電極をそれぞれ中心としてＹ軸の正及び負
の方向に、前記第１、第２薄肉部とそれぞれギャップを
介し対向して形成された第１、第２Ｙ正電極及び第１、
第２Ｙ負電極とを有する。
定された絶縁基板より成り、その内面に、第１、第２島
状部分にそれぞれギャップを介し対向に形成された第
１、第２中心電極と、それら第１、第２中心電極をそれ
ぞれ中心としてＸ軸の正及び負の方向に、第１、第２薄
肉部とそれぞれギャップを介し対向して形成された第
１、第２Ｘ正電極及び第１、第２Ｘ負電極と、それら第
１、第２中心電極をそれぞれ中心としてＹ軸の正及び負
の方向に、前記第１、第２薄肉部とそれぞれギャップを
介し対向して形成された第１、第２Ｙ正電極及び第１、
第２Ｙ負電極とを有する。
【００１２】ダイアフラムと第１中心電極との間の静電
容量の変化、ダイアフラムと第１Ｘ正電極、第１Ｘ負電
極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ正電
極、第１Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｚ
軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする加速度センサ
が構成される。ダイアフラムと第２中心電極との間に所
定の周波数の交流電圧を印加して第２質量部をＺ軸方向
に振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ正電極、第２Ｘ負電
極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第２Ｙ正電
極、第２Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｙ
軸及びＸ軸をそれぞれ入力軸とする角速度センサが構成
される。
容量の変化、ダイアフラムと第１Ｘ正電極、第１Ｘ負電
極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ正電
極、第１Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｚ
軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする加速度センサ
が構成される。ダイアフラムと第２中心電極との間に所
定の周波数の交流電圧を印加して第２質量部をＺ軸方向
に振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ正電極、第２Ｘ負電
極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第２Ｙ正電
極、第２Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｙ
軸及びＸ軸をそれぞれ入力軸とする角速度センサが構成
される。
【００１３】（２） 請求項２の多軸慣性センサは、ダ
イアフラムと、第１、第２質量部と、ベース基板とを有
する。直交３軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とし、そのＸ軸及びＹ
軸をＸ軸の周りに時計方向に４５°回転した軸をそれぞ
れＸ´軸およびＹ´軸とする。前記ダイアフラムは、Ｘ
−Ｙ平面に平行な板面を有する半導体基板の上面に、第
１、第２ロ字形溝が並んで形成され、これら第１、第２
ロ字形溝はそれぞれＸ軸に平行な２つの溝とＹ軸に平行
な２つの溝とより成り、これら第１、第２ロ字形溝のそ
れぞれ底面側、内側及び外側に、第１、第２薄肉部、第
１、第２島状部及び第１、第２枠部がそれぞれ形成され
る。前記第１、第２質量部は、前記第１、第２島状部の
上面にそれぞれ固定される。
イアフラムと、第１、第２質量部と、ベース基板とを有
する。直交３軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とし、そのＸ軸及びＹ
軸をＸ軸の周りに時計方向に４５°回転した軸をそれぞ
れＸ´軸およびＹ´軸とする。前記ダイアフラムは、Ｘ
−Ｙ平面に平行な板面を有する半導体基板の上面に、第
１、第２ロ字形溝が並んで形成され、これら第１、第２
ロ字形溝はそれぞれＸ軸に平行な２つの溝とＹ軸に平行
な２つの溝とより成り、これら第１、第２ロ字形溝のそ
れぞれ底面側、内側及び外側に、第１、第２薄肉部、第
１、第２島状部及び第１、第２枠部がそれぞれ形成され
る。前記第１、第２質量部は、前記第１、第２島状部の
上面にそれぞれ固定される。
【００１４】前記ベース基板は、ダイアフラムの底面側
に固定して配された絶縁基板より成り、その内面に、第
１、第２島状部分にそれぞれギャップを介し対向して形
成された第１、第２中心電極と、それら第１、第２中心
電極をそれぞれ中心としてＸ´軸の正及び負の方向に、
前記第１、第２薄肉部とそれぞれギャップを介し対向し
て形成された第１、第２Ｘ´正電極及び第１、第２Ｘ´
負電極と、それら第１、第２中心電極をそれぞれ中心と
してＹ´軸の正及び負の方向に、前記第１、第２薄肉部
とそれぞれギャップを介し対向して形成された第１、第
２Ｙ´正電極及び第１、第２Ｙ´負電極とを有する。
に固定して配された絶縁基板より成り、その内面に、第
１、第２島状部分にそれぞれギャップを介し対向して形
成された第１、第２中心電極と、それら第１、第２中心
電極をそれぞれ中心としてＸ´軸の正及び負の方向に、
前記第１、第２薄肉部とそれぞれギャップを介し対向し
て形成された第１、第２Ｘ´正電極及び第１、第２Ｘ´
負電極と、それら第１、第２中心電極をそれぞれ中心と
してＹ´軸の正及び負の方向に、前記第１、第２薄肉部
とそれぞれギャップを介し対向して形成された第１、第
２Ｙ´正電極及び第１、第２Ｙ´負電極とを有する。
【００１５】ダイアフラムと第１中心電極との間の静電
容量の変化、ダイアフラムと第１Ｘ´正電極、第１Ｘ´
負電極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ
´正電極、第１Ｙ´負電極との間の静電容量の差分によ
って、Ｚ軸、Ｘ´軸及びＹ´軸をそれぞれ入力軸とする
加速度センサが構成される。また、ダイアフラムと第２
中心電極との間に所定の周波数の交流電圧を印加して第
２質量部をＺ軸方向に振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ
´正電極、第２Ｘ´負電極との間の静電容量の差分、ダ
イアフラムと第２Ｙ´正電極、第２Ｙ´負電極との間の
静電容量の差分によって、Ｙ´軸及びＸ´軸をそれぞれ
入力軸とする角速度センサが構成される。
容量の変化、ダイアフラムと第１Ｘ´正電極、第１Ｘ´
負電極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ
´正電極、第１Ｙ´負電極との間の静電容量の差分によ
って、Ｚ軸、Ｘ´軸及びＹ´軸をそれぞれ入力軸とする
加速度センサが構成される。また、ダイアフラムと第２
中心電極との間に所定の周波数の交流電圧を印加して第
２質量部をＺ軸方向に振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ
´正電極、第２Ｘ´負電極との間の静電容量の差分、ダ
イアフラムと第２Ｙ´正電極、第２Ｙ´負電極との間の
静電容量の差分によって、Ｙ´軸及びＸ´軸をそれぞれ
入力軸とする角速度センサが構成される。
【００１６】（３）請求項３の発明では、前記（１）ま
たは（２）において、第１、第２質量部は、同一材質よ
り成り、Ｘ，ＹまたはＺ軸に平行な稜線をもつ直方体と
される。 （４）請求項４の発明では、前記（１）または（２）に
おいて、ダイアフラムがシリコン製、第１、第２質量部
及びベース基板がパイレクスガラス製とされる。
たは（２）において、第１、第２質量部は、同一材質よ
り成り、Ｘ，ＹまたはＺ軸に平行な稜線をもつ直方体と
される。 （４）請求項４の発明では、前記（１）または（２）に
おいて、ダイアフラムがシリコン製、第１、第２質量部
及びベース基板がパイレクスガラス製とされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】請求項１の発明の実施例を図１、
図２に、図４〜図６と対応する部分に同じ符号を付けて
示す。この発明では、加速度センサ１０と角速度センサ
２０には共通のダイアフラム１及びベース基板３が用い
られ、例えば陽極接合される。
図２に、図４〜図６と対応する部分に同じ符号を付けて
示す。この発明では、加速度センサ１０と角速度センサ
２０には共通のダイアフラム１及びベース基板３が用い
られ、例えば陽極接合される。
【００１８】シリコンなどの半導体基板より成るダイア
フラム１には第１ロ字形溝１ａと第２ロ字形溝１ｂが同
一工程で形成される。これにより、加速度センサに使用
する第１薄肉部１ｃ、第１島状部１ｅ、第１枠部１ｇ
と、角速度センサに使用する第２薄肉部１ｄ、第２島状
部１ｆ、第２枠部１ｈが同時に形成される。例えばパイ
レクスガラスより成るベース基板３の内面に溝３ａ，３
ｂが同一工程で形成され、溝３ａの底面に加速度センサ
用の第１中心電極４ａ、第１Ｘ正電極４ｂ、第１Ｘ負電
極４ｃ、第１Ｙ正電極４ｄ、第１Ｙ負電極４ｅが形成さ
れ、これと同一工程で溝３ｂの底面に角速度センサ用の
第２中心電極５ａ、第２Ｘ正電極５ｂ、第２Ｘ負電極５
ｃ、第２Ｙ正電極５ｄ、第２Ｙ負電極５ｅが形成され
る。
フラム１には第１ロ字形溝１ａと第２ロ字形溝１ｂが同
一工程で形成される。これにより、加速度センサに使用
する第１薄肉部１ｃ、第１島状部１ｅ、第１枠部１ｇ
と、角速度センサに使用する第２薄肉部１ｄ、第２島状
部１ｆ、第２枠部１ｈが同時に形成される。例えばパイ
レクスガラスより成るベース基板３の内面に溝３ａ，３
ｂが同一工程で形成され、溝３ａの底面に加速度センサ
用の第１中心電極４ａ、第１Ｘ正電極４ｂ、第１Ｘ負電
極４ｃ、第１Ｙ正電極４ｄ、第１Ｙ負電極４ｅが形成さ
れ、これと同一工程で溝３ｂの底面に角速度センサ用の
第２中心電極５ａ、第２Ｘ正電極５ｂ、第２Ｘ負電極５
ｃ、第２Ｙ正電極５ｄ、第２Ｙ負電極５ｅが形成され
る。
【００１９】第１島状部１ｅと第２島状部１ｆの上面に
第１質量部２ｇ及び第２質量部２ｉがそれぞれ接合され
るが、このためダイアフラム１とＸ，Ｙ方向の寸法の等
しい例えばパイレクスガラスをダイアフラム１上に予め
例えば陽極接合しておき、第１質量部２ｇが第１島状部
１ｅ上に、第２質量部２ｉが第２島状部１ｆ上に配さ
れ、その他の直方体２ａ，・・・２ｏが枠部１ｇまたは
１ｈ上に配されるように、ダイシング工程で分割され
る。
第１質量部２ｇ及び第２質量部２ｉがそれぞれ接合され
るが、このためダイアフラム１とＸ，Ｙ方向の寸法の等
しい例えばパイレクスガラスをダイアフラム１上に予め
例えば陽極接合しておき、第１質量部２ｇが第１島状部
１ｅ上に、第２質量部２ｉが第２島状部１ｆ上に配さ
れ、その他の直方体２ａ，・・・２ｏが枠部１ｇまたは
１ｈ上に配されるように、ダイシング工程で分割され
る。
【００２０】このようにこの発明では加速度センサ１０
と角速度センサ２０とは一体化され、同一工程で同時に
形成されるため、前者の入力軸Ｘa ，Ｙa ，Ｚa と後者
の入力軸Ｘg ，Ｙg 及びＸg ，Ｙg に直角な軸Ｚg とは
かなりの精度をもって一致する。一体化された両者は同
時にケース６（６ａ，６ｂより成る）に取付けられる
が、ケースの入力軸Ｘc ，Ｙc ，Ｚc に対する両者の入
力軸等のズレは同一と見なせるので、いずれか一方の入
力軸等のズレを計測すればよい。
と角速度センサ２０とは一体化され、同一工程で同時に
形成されるため、前者の入力軸Ｘa ，Ｙa ，Ｚa と後者
の入力軸Ｘg ，Ｙg 及びＸg ，Ｙg に直角な軸Ｚg とは
かなりの精度をもって一致する。一体化された両者は同
時にケース６（６ａ，６ｂより成る）に取付けられる
が、ケースの入力軸Ｘc ，Ｙc ，Ｚc に対する両者の入
力軸等のズレは同一と見なせるので、いずれか一方の入
力軸等のズレを計測すればよい。
【００２１】図３に請求項２の実施例を示す。この場合
には、Ｘ軸及びＹ軸をＺ軸の周りに時計方向に４５°そ
れぞれ回転したＸ´軸及びＹ´軸を入力軸としている。
この入力軸の変更に伴って、第１、第２中心電極４ａ，
５ａをそれぞれ中心としてＸ´軸の正及び負の方向に第
１、第２Ｘ´正電極４ｂ，５ｂ及び第１、第２Ｘ´負電
極４ｃ，５ｃを設け、Ｙ´軸の正及び負の方向に第１、
第２、Ｙ´正電極４ｄ，５ｄ及び第１、第２Ｙ´負電極
４ｅ、５ｅを設けている。図３の慣性センサの作用効果
は図１、図２のものと同じである。
には、Ｘ軸及びＹ軸をＺ軸の周りに時計方向に４５°そ
れぞれ回転したＸ´軸及びＹ´軸を入力軸としている。
この入力軸の変更に伴って、第１、第２中心電極４ａ，
５ａをそれぞれ中心としてＸ´軸の正及び負の方向に第
１、第２Ｘ´正電極４ｂ，５ｂ及び第１、第２Ｘ´負電
極４ｃ，５ｃを設け、Ｙ´軸の正及び負の方向に第１、
第２、Ｙ´正電極４ｄ，５ｄ及び第１、第２Ｙ´負電極
４ｅ、５ｅを設けている。図３の慣性センサの作用効果
は図１、図２のものと同じである。
【００２２】図１、図３の実施例では、加速度センサ１
０と角速度センサ２０をＸ軸方向に配列させたが、Ｙ軸
方向に配列させてもよい。図１、図３において、第１、
第２質量部２ｇ、２ｉ及びベース基板３は陽極接合が可
能で、安価で入手容易な上述のパイレクスガラスを用い
るのが望ましい。しかし陽極接合が可能な他のガラスを
用いてもよい。
０と角速度センサ２０をＸ軸方向に配列させたが、Ｙ軸
方向に配列させてもよい。図１、図３において、第１、
第２質量部２ｇ、２ｉ及びベース基板３は陽極接合が可
能で、安価で入手容易な上述のパイレクスガラスを用い
るのが望ましい。しかし陽極接合が可能な他のガラスを
用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】 この発明では加速度センサ１０と角速度センサ２０
に、共通のダイアフラム１及びベース基板３を用い、一
体化することによって、同一工程で同時に形成すること
ができるので、別々に製造していた従来品に比べて製造
工数を大幅に縮減できる。
に、共通のダイアフラム１及びベース基板３を用い、一
体化することによって、同一工程で同時に形成すること
ができるので、別々に製造していた従来品に比べて製造
工数を大幅に縮減できる。
【００２４】 同様の理由から、加速度センサ１０の
入力軸と角速度センサ２０の入力軸等はかなりの精度を
もって一致するので、ケースの入力軸に対する両者の入
力軸等のズレは同一と見なせる。従って、いずれか一方
の入力軸等のズレを計測すればよく、それだけアライメ
ントの工数を縮減できる。
入力軸と角速度センサ２０の入力軸等はかなりの精度を
もって一致するので、ケースの入力軸に対する両者の入
力軸等のズレは同一と見なせる。従って、いずれか一方
の入力軸等のズレを計測すればよく、それだけアライメ
ントの工数を縮減できる。
【図１】請求項１の発明の実施例を示す図で、Ａは斜視
図、ＢはＡのａ−ａ′断面図。
図、ＢはＡのａ−ａ′断面図。
【図２】図１の多軸慣性センサの分解斜視図。
【図３】請求項２の発明の実施例を示す分解斜視図。
【図４】従来の多軸慣性センサを示す図で、Ａは斜視
図、ＢはＡのａ−ａ′断面図。
図、ＢはＡのａ−ａ′断面図。
【図５】図４の加速度センサ１０の分解斜視図。
【図６】図４の角速度センサ２０の分解斜視図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ダイアフラムと、第１、第２質量部と、
ベース基板とを有する多軸慣性センサであって、 前記ダイアフラムは、直交３軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とする
とき、Ｘ−Ｙ平面に平行な板面を有する半導体基板の上
面に、第１、第２ロ字形溝が並んで形成され、これら第
１、第２ロ字形溝はそれぞれＸ軸に平行な２つの溝とＹ
軸に平行な２つの溝とより成り、これら第１、第２ロ字
形溝のそれぞれ底面側、内側及び外側に、第１、第２薄
肉部、第１、第２島状部及び第１、第２枠部がそれぞれ
形成され、 前記第１、第２質量部は、前記第１、第２島状部の上面
にそれぞれ固定され、 前記ベース基板は、前記ダイアフラムの底面側に固定さ
れた絶縁基板より成り、その内面に、前記第１、第２島
状部分にそれぞれギャップを介し対向して形成された第
１、第２中心電極と、それら第１、第２中心電極をそれ
ぞれ中心としてＸ軸の正及び負の方向に、前記第１、第
２薄肉部とそれぞれギャップを介し対向して形成された
第１、第２Ｘ正電極及び第１、第２Ｘ負電極と、それら
第１、第２中心電極をそれぞれ中心としてＹ軸の正及び
負の方向に、前記第１、第２薄肉部とそれぞれギャップ
を介し対向して形成された第１、第２Ｙ正電極及び第
１、第２Ｙ負電極とを有し、 前記ダイアフラムと第１中心電極との間の静電容量の変
化、ダイアフラムと第１Ｘ正電極、第１Ｘ負電極との間
の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ正電極、第１
Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｚ軸、Ｘ軸
及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする加速度センサが構成さ
れ、 前記ダイアフラムと前記第２中心電極との間に所定の周
波数の交流電圧を印加して前記第２質量部をＺ軸方向に
振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ正電極、第２Ｘ負電極
との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第２Ｙ正電
極、第２Ｙ負電極との間の静電容量の差分によって、Ｘ
軸及びＹ軸をそれぞれ入力軸とする角速度センサが構成
されることを特徴とする多軸慣性センサ。 - 【請求項２】 ダイアフラムと、第１、第２質量部と、
ベース基板とを有する多軸慣性センサであって、直交３
軸をＸ，Ｙ及びＺ軸とし、そのＸ軸及びＹ軸をＺ軸の周
りに時計方向に４５°回転した軸をそれぞれＸ´軸及び
Ｙ´軸とするとき、 前記ダイアフラムは、Ｘ−Ｙ平面に平行な板面を有する
半導体基板の上面に、第１、第２ロ字形溝が並んで形成
され、これら第１、第２ロ字形溝はそれぞれＸ軸に平行
な２つの溝とＹ軸に平行な２つの溝とより成り、これら
第１、第２ロ字形溝のそれぞれ底面側、内側及び外側
に、第１、第２薄肉部、第１、第２島状部及び第１、第
２枠部がそれぞれ形成され、 前記第１、第２質量部は、前記第１、第２島状部の上面
にそれぞれ固定され、 前記ベース基板は、前記ダイアフラムの底面側に固定し
て配された絶縁基板より成り、その内面に、前記第１、
第２島状部分にそれぞれギャップを介し対向して形成さ
れた第１、第２中心電極と、それら第１、第２中心電極
をそれぞれ中心としてＸ´軸の正及び負の方向に、前記
第１、第２薄肉部とそれぞれギャップを介し対向して形
成された第１、第２Ｘ´正電極及び第１、第２Ｘ´負電
極と、それら第１、第２中心電極をそれぞれ中心として
Ｙ´軸の正及び負の方向に、前記第１、第２薄肉部とそ
れぞれギャップを介し対向して形成された第１、第２Ｙ
´正電極及び第１、第２Ｙ´負電極とを有し、 前記ダイアフラムと第１中心電極との間の静電容量の変
化、ダイアフラムと第１Ｘ´正電極、第１Ｘ´負電極と
の間の静電容量の差分、ダイアフラムと第１Ｙ´正電
極、第１Ｙ´負電極との間の静電容量の差分によって、
Ｚ軸、Ｘ´軸及びＹ´軸をそれぞれ入力軸とする加速度
センサが構成され、 前記ダイアフラムと前記第２中心電極との間に所定の周
波数の交流電圧を印加して前記第２質量部をＺ軸方向に
振動させ、ダイアフラムと第２Ｘ´正電極、第２Ｘ´負
電極との間の静電容量の差分、ダイアフラムと第２Ｙ´
正電極、第２Ｙ´負電極との間の静電容量の差分によっ
て、Ｘ´軸及びＹ´軸をそれぞれ入力軸とする角速度セ
ンサが構成されることを特徴とする多軸慣性センサ。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記第１、
第２質量部は、同一材質より成り、Ｘ，ＹまたはＺ軸に
平行な稜線をもつ直方体であることを特徴とする多軸慣
性センサ。 - 【請求項４】 請求項１または２において、前記ダイア
フラムがシリコン製、前記第１、第２質量部及びベース
基板がパイレクスガラス製であることを特徴とする多軸
慣性センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229140A JPH1164370A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 多軸慣性センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229140A JPH1164370A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 多軸慣性センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164370A true JPH1164370A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16887399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9229140A Withdrawn JPH1164370A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 多軸慣性センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164370A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503254A (ja) * | 1999-06-25 | 2003-01-28 | スマ インヴェストメント ホールディング | 所定の制動閾値に基づいて車のハザードランプを作動させる装置の改良 |
| KR20030077754A (ko) * | 2002-03-27 | 2003-10-04 | 삼성전기주식회사 | 마이크로 관성센서 및 그 제조 방법 |
| 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 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP9229140A patent/JPH1164370A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503254A (ja) * | 1999-06-25 | 2003-01-28 | スマ インヴェストメント ホールディング | 所定の制動閾値に基づいて車のハザードランプを作動させる装置の改良 |
| JP4818555B2 (ja) * | 1999-06-25 | 2011-11-16 | スマ インヴェストメント ホールディング | 所定の制動閾値に基づいて車のハザードランプを作動させる装置の改良 |
| KR20030077754A (ko) * | 2002-03-27 | 2003-10-04 | 삼성전기주식회사 | 마이크로 관성센서 및 그 제조 방법 |
| 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 |
| US7677100B2 (en) | 2007-09-19 | 2010-03-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Composite sensor and acceleration sensor |
| JPWO2009037751A1 (ja) * | 2007-09-19 | 2011-01-06 | 株式会社村田製作所 | 複合センサおよび加速度センサ |
| JP4687791B2 (ja) * | 2007-09-19 | 2011-05-25 | 株式会社村田製作所 | 複合センサおよび加速度センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041102 |