惯性传感器、电子设备以及移动体制造技术

本发明专利技术公开了一种惯性传感器、电子设备以及移动体。惯性传感器具有基板、绕摆动轴摆动的可动体以及配置于基板的电极。可动体具有隔着摆动轴设置的第一可动部以及第二可动部，第一可动部具有相对于摆动轴与第二可动部对称的对称部以及位于比对称部距离摆动轴更远的一侧，并且与第二可动部非对称的非对称部。电极具有与对称部重叠的第一检测电极以及与对称部以及非对称部重叠且与可动体为相同电位的第一虚拟电极。并且，对称部与第一虚拟电极的分开距离大于对称部与第一检测电极的分开距离。

【技术实现步骤摘要】
惯性传感器、电子设备以及移动体
本专利技术涉及惯性传感器、电子设备以及移动体。
技术介绍
例如，专利文献1所记载的惯性传感器是能够检测Z轴方向的加速度的加速度传感器，并且具有：基板；可动体，相对于基板绕沿着Y轴方向的摆动轴俯仰摆动；以及检测电极，设置于基板。另外，可动体具有隔着摆动轴设置的互相绕摆动轴的旋转力矩不同的第一可动部以及第二可动部。另外，检测电极具有：第一检测电极，与第一可动部对置地配置于基板；以及第二检测电极，与第二可动部对置地配置于基板。另外，在比第一检测电极距离摆动轴更远的一侧设置有虚拟电极，所述虚拟电极与第一可动部的前端部对置地配置于基板。该虚拟电极与可动体为相同电位，并且具有抑制在可动体与基板之间产生不需要的静电引力的功能。在这样结构的惯性传感器中，若施加Z轴方向的加速度则可动体绕摆动轴进行俯仰摆动，与此同时，第一可动部与第一检测电极之间的静电电容以及第二可动部与第二检测电极之间的静电电容以互相逆相的方式变化。因此，能够基于该静电电容的变化检测Z轴方向的加速度。专利文献1：日本特开2019-45172号公报
技术实现思路
然而，在专利文献1所记载的惯性传感器中，可动体和第一检测电极的分开距离与可动体和第二检测电极的分开距离相等。在这样的结构中，随着使可动体与第一检测电极的分开距离变小它们之间的静电电容变大并且加速度的检测灵敏度提高，但是可动体与虚拟电极的分开距离也变小，因此它们之间的空气阻力增加而容易使可动体产生阻尼，从而难以获得期望的频率特性。反之，随着可动体与第一检测电极的分开距离变大它们之间的静电电容变小并且加速度的检测灵敏度降低，但是可动体与虚拟电极的分开距离也变大，因此它们之间的空气阻力减少而难以使可动体产生阻尼，从而容易获得期望的频率特性。即，在专利文献1所记载的惯性传感器中，存在难以确保期望的频率范围的同时，发挥优秀的检测灵敏度这一技术问题。在实施方式所记载的惯性传感器中，在将互相正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴时，所述惯性传感器具有：基板；可动体，绕沿着所述Y轴的摆动轴摆动；以及电极，配置于所述基板，并且在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极与所述可动体重叠，在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述可动体具有隔着所述摆动轴设置的第一可动部以及第二可动部，在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述第一可动部具有：对称部，相对于所述摆动轴与所述第二可动部对称设置；以及非对称部，位于比所述对称部距离所述摆动轴更远的一侧，并且与所述第二可动部非对称，所述第一可动部绕所述摆动轴的旋转力矩大于所述第二可动部绕所述摆动轴的旋转力矩，在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极具有：第一检测电极，与所述第一可动部的所述对称部重叠设置；以及第一虚拟电极，在比所述第一检测电极距离所述摆动轴更远的一侧与所述第一可动部的所述对称部以及所述非对称部重叠设置，并且所述第一虚拟电极与所述可动体为相同电位，所述对称部与所述第一虚拟电极的分开距离大于所述对称部与所述第一检测电极的分开距离。附图说明图1是示出第一实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。图2是图1中的A-A线剖面图。图3是示出第二实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。图4是图3中的B-B线剖面图。图5是示出第三实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。图6是图5中的C-C线剖面图。图7是示出作为第四实施方式所涉及的电子设备的智能手机的俯视图。图8是示出作为第五实施方式所涉及的电子设备的惯性计测装置的分解立体图。图9是具有图8所示的惯性计测装置的基板的立体图。图10是示出作为第六实施方式所涉及的电子设备的移动体定位装置的整体系统的框图。图11是示出图10所示的移动体定位装置的作用的图。图12是示出第七实施方式所涉及的移动体的立体图。附图标记说明1…惯性传感器；2…基板；21…凹部；211、212、213…部分；22…支架；25、26、27…槽；3…传感器元件；31…固定部；32…可动体；320…贯通孔；321…第一可动部；322…第二可动部；324…开口；325…对称部；326…非对称部；33…摆动梁；5…盖；51…凹部；59…玻璃粉；75、76、77…布线；8…电极；81…第一检测电极；82…第二检测电极；83…第一虚拟电极；84…第二虚拟电极；85…第三虚拟电极；1200…智能手机；1208…显示部；1210…控制电路；1500…汽车；1502…控制电路；1510…系统；2000…惯性计测装置；2100…外壳；2110…螺孔；2200…接合部件；2300…传感器模块；2310…内壳；2311…凹部；2312…开口；2320…基板；2330…连接器；2340x、2340y、2340z…角速度传感器；2350…加速度传感器；2360…控制IC；3000…移动体定位装置；3100…惯性计测装置；3110…加速度传感器；3120…角速度传感器；3200…运算处理部；3300…GPS接收部；3400…接收天线；3500…位置信息获取部；3600…位置合成部；3700…处理部；3800…通信部；3900…显示部；Az…加速度；Ca、Cb…静电电容；D1、D2、D3、D4、D5…分开距离；J…摆动轴；L2…长度；P…电极垫；S…收纳空间；θ…倾斜。具体实施方式以下，基于附图所示的实施方式对本专利技术的惯性传感器、电子设备以及移动体进行详细说明。第一实施方式图1是示出第一实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。图2是图1中的A-A线剖面图。以下，为了便于说明，将互相正交的三个轴设置为X轴、Y轴以及Z轴。另外，也将沿着X轴的方向即与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将沿着Y轴的方向即与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将沿着Z轴的方向即与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。另外，也可以将各轴的箭头方向前端侧称为“正侧”，将相反侧称为“负侧”。另外，也可以将Z轴方向正侧称为“上”，将Z轴方向负侧称为“下”。另外，本说明书中的“正交”是指在技术常识上观察可以视为正交，具体而言，除了以90°相交的情况之外，还包括在从90°稍微倾斜的角度，例如90°±5°左右范围内相交的情况。同样地，关于“平行”也在技术常识上观察可以视为平行，具体而言，除了两者所成的角度为0°的情况之外，还包括具有±5°左右的范围内的差的情况。图1以及图2所示的惯性传感器1是检测Z轴方向的加速度Az的加速度传感器。这样的惯性传感器1具有：基板2、配置在基板2上的传感器元件3以及与基板2接合并覆盖传感器元件3的盖5。如图1所示，基板2具有向上表面侧开口的凹部21。另外，在从Z轴方向的俯视观察下，凹部21将传感器元件3包含在内侧，并形成为比传感器元件3大。这样的凹部21作为用于抑制传感器元件3和基板2的接触的退避部而发挥功能。另外，如图2所示，基板2具有从凹部21的底面突出的支架22。并且，传感器元件3与支架22的上表面接合。另外，如图1所示，基板2具有在上表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惯性传感器，其特征在于，/n在将互相正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴时，所述惯性传感器具有：/n基板；/n可动体，绕沿着所述Y轴的摆动轴摆动；以及/n电极，配置于所述基板，并且在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极与所述可动体重叠，/n在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述可动体具有隔着所述摆动轴设置的第一可动部以及第二可动部，/n在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述第一可动部具有：/n对称部，相对于所述摆动轴与所述第二可动部对称设置；以及/n非对称部，位于比所述对称部距离所述摆动轴更远的一侧，并且与所述第二可动部非对称，/n所述第一可动部绕所述摆动轴的旋转力矩大于所述第二可动部绕所述摆动轴的旋转力矩，/n在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极具有：/n第一检测电极，与所述第一可动部的所述对称部重叠设置；以及/n第一虚拟电极，在比所述第一检测电极距离所述摆动轴更远的一侧与所述第一可动部的所述对称部以及所述非对称部重叠设置，并且所述第一虚拟电极与所述可动体为相同电位，/n所述对称部与所述第一虚拟电极的分开距离大于所述对称部与所述第一检测电极的分开距离。/n

【技术特征摘要】
20190627 JP 2019-1201601.一种惯性传感器，其特征在于，
在将互相正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴时，所述惯性传感器具有：
基板；
可动体，绕沿着所述Y轴的摆动轴摆动；以及
电极，配置于所述基板，并且在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极与所述可动体重叠，
在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述可动体具有隔着所述摆动轴设置的第一可动部以及第二可动部，
在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述第一可动部具有：
对称部，相对于所述摆动轴与所述第二可动部对称设置；以及
非对称部，位于比所述对称部距离所述摆动轴更远的一侧，并且与所述第二可动部非对称，
所述第一可动部绕所述摆动轴的旋转力矩大于所述第二可动部绕所述摆动轴的旋转力矩，
在从所述Z轴方向的俯视观察下，所述电极具有：
第一检测电极，与所述第一可动部的所述对称部重叠设置；以及
第一虚拟电极，在比所述第一检测电极距离所述摆动轴更远的一侧与所述第一可动部的所述对称部以及所述非对称部重叠设置，并且所述第一虚拟电极与所述可动体为相同电位，
所述对称部与所述第一虚拟电极的分开距离大于所述对称部与所述第一检测电极的分开距离。


2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其特征在于，
所述非对称部与所述第一虚拟电极的分开距离大于所述对称部与所述第一检测电极的分开距离。

【专利技术属性】
技术研发人员：田中悟，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP