[发明专利]复合传感器及加速度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及例如适合检测角速度及加速度的复合传感器及加速度传感器。

背景技术

作为复合传感器，一般公知有利用振动件来检测角速度和加速度的传感器(例如参照专利文献1、2)。这种复合传感器由被支承梁支承为能够在相互正交的双轴方向(例如X轴方向及Y轴方向)变位的振动件、和在使该振动件沿X轴方向振动的状态下对Y轴方向的变位进行检测的变位检测器构成。并且，在对复合传感器作用了角速度的情况下，针对沿X轴方向振动的振动件，朝向Y轴方向作用基于角速度的科里奥利力。由于该科里奥利力以与振动件的振动频率相同的频率产生，所以，复合传感器对由变位检测器检测出的检测信号，以振动频率进行同步检波，来检测角速度。另一方面，在对复合传感器作用了加速度的情况下，振动件基于加速度例如向Y轴方向变位。因此，复合传感器利用变位检测器检测出该振动件的变位，进而检测出加速度。

专利文献1：特开2006—105698号公报

专利文献2：特开2004—163376号公报

不过，在上述的现有技术中，成为利用公共的振动件来检测角速度及加速度的构成。因此，例如在为了检测角速度而设计了振动件及支承梁的情况下，支承梁相对于加速度的刚性变得过大。结果，无法充分确保振动件相对于加速度的变位，存在着加速度的检测灵敏度降低的问题。另一方面，在为了检测加速度而设计了振动件及支承梁的情况下，支承梁的刚性变得过度小。结果，会在角速度的检测信号中混入加速度的检测信号，存在着角速度的检测精度劣化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种可以高灵敏度地检测出加速度的复合传感器及加速度传感器。

(1)为了解决上述课题，本发明的复合传感器具备：基板；第一支承部，其设置于该基板；第一振动件，其与所述基板具有间隙地对置配置；第一支承梁，其连接该第一振动件和第一支承部，在朝向由相互正交的X轴、Y轴、Z轴构成的三个轴方向中的X轴方向能够振动的状态下，对该第一振动件进行支承；角速度检测用振动件，其设置于所述第一振动件；角速度检测用支承梁，其连接该角速度检测用振动件和第一振动件，将该角速度检测用振动件支承为能够朝向Y轴方向或Z轴方向变位；振动发生单元，其使所述第一振动件在X轴方向振动；角速度检测用的变位检测单元，其在所述第一振动件向X轴方向振动的状态下，检测角速度检测用振动件向Y轴方向或Z轴方向变位时的变位量；第二支承部，其设置于所述基板；第二振动件，其与所述基板具有间隙地对置配置；第二支承梁，其连接该第二振动件和第二支承部，在能够朝向X轴方向或Y轴方向变位的状态下，对该第二振动件进行支承；加速度检测用的变位检测单元，其设置于所述第一、第二振动件之间，检测第二振动件在X轴方向或Y轴方向变位时的变位量；振动监视单元，其对所述第一振动件在X轴方向振动时的第一振动件的变位进行监视；和加速度检测单元，其利用该振动监视单元的监视信号，对所述加速度检测用的变位检测单元的变位检测信号进行同步检波，来检测对所述第二振动件作用的加速度。

通过这样构成，振动发生单元使第一振动件在X轴方向振动。如果在该状态下作用围绕Z轴或围绕Y轴的角速度，则会对角速度检测用振动件作用科里奥利力，使得角速度检测用振动件在与X轴正交的Y轴方向或Z轴方向变位。因此，通过利用角速度检测用的变位检测单元检测角速度检测用振动件朝向Y轴方向或Z轴方向变位时的变位量，可以检测出对角速度检测用振动件作用的角速度。

而且，如果作用X轴方向或Y轴方向的加速度，则第二振动件基于加速度会向X轴方向或Y轴方向变位。此时，加速度检测用的变位检测单元检测第二振动件相对于第一振动件在X轴方向或Y轴方向变位时的 变位量。并且，振动监视单元对第一振动件在X轴方向振动时的第一振动件的变位进行监视。因此，加速度检测单元利用振动监视单元的监视信号，对加速度检测用的变位检测单元的变位检测信号进行同步检波，可以检测对第二振动件作用的加速度。

尤其在本发明中，形成了与第一振动件及角速度检测用振动件独立地设置第二振动件、且利用第二支承梁支承该第二振动件的结构。因此，可以与第一振动件、角速度检测用振动件、第一支承梁及角速度检测用支承梁独立地设计第二振动件及第二支承梁。结果，不仅可以使第一振动件、角速度检测用振动件、第一支承梁及角速度检测用支承梁成为适于角速度检测的质量和刚性，而且，能够使第二振动件及第二支承梁成为适于加速度检测的质量和刚性。由此，能够高灵敏度地检测出角速度及加速度双方。