[發(fā)明專利]慣性傳感器、電子設(shè)備以及移動體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010579928.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN112147370B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中悟
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G01P15/18
• 分類號: G01P15/18;G01P15/125
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丹

本發(fā)明公開了一種慣性傳感器、電子設(shè)備以及移動體。慣性傳感器具有基板、繞擺動軸擺動的可動體以及配置于基板的電極。可動體具有隔著擺動軸設(shè)置的第一可動部以及第二可動部，第一可動部具有相對于擺動軸與第二可動部對稱的對稱部以及位于比對稱部距離擺動軸更遠的一側(cè)，并且與第二可動部非對稱的非對稱部。電極具有與對稱部重疊的第一檢測電極以及與對稱部以及非對稱部重疊且與可動體為相同電位的第一虛擬電極。并且，對稱部與第一虛擬電極的分開距離大于對稱部與第一檢測電極的分開距離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及慣性傳感器、電子設(shè)備以及移動體。

背景技術(shù)

例如，專利文獻1所記載的慣性傳感器是能夠檢測Z軸方向的加速度的加速度傳感器，并且具有：基板；可動體，相對于基板繞沿著Y軸方向的擺動軸俯仰擺動；以及檢測電極，設(shè)置于基板。另外，可動體具有隔著擺動軸設(shè)置的互相繞擺動軸的旋轉(zhuǎn)力矩不同的第一可動部以及第二可動部。另外，檢測電極具有：第一檢測電極，與第一可動部對置地配置于基板；以及第二檢測電極，與第二可動部對置地配置于基板。另外，在比第一檢測電極距離擺動軸更遠的一側(cè)設(shè)置有虛擬電極，所述虛擬電極與第一可動部的前端部對置地配置于基板。該虛擬電極與可動體為相同電位，并且具有抑制在可動體與基板之間產(chǎn)生不需要的靜電引力的功能。

在這樣結(jié)構(gòu)的慣性傳感器中，若施加Z軸方向的加速度則可動體繞擺動軸進行俯仰擺動，與此同時，第一可動部與第一檢測電極之間的靜電電容以及第二可動部與第二檢測電極之間的靜電電容以互相逆相的方式變化。因此，能夠基于該靜電電容的變化檢測Z軸方向的加速度。

專利文獻1：日本特開2019-45172號公報

發(fā)明內(nèi)容

然而，在專利文獻1所記載的慣性傳感器中，可動體和第一檢測電極的分開距離與可動體和第二檢測電極的分開距離相等。在這樣的結(jié)構(gòu)中，隨著使可動體與第一檢測電極的分開距離變小它們之間的靜電電容變大并且加速度的檢測靈敏度提高，但是可動體與虛擬電極的分開距離也變小，因此它們之間的空氣阻力增加而容易使可動體產(chǎn)生阻尼，從而難以獲得期望的頻率特性。反之，隨著可動體與第一檢測電極的分開距離變大它們之間的靜電電容變小并且加速度的檢測靈敏度降低，但是可動體與虛擬電極的分開距離也變大，因此它們之間的空氣阻力減少而難以使可動體產(chǎn)生阻尼，從而容易獲得期望的頻率特性。即，在專利文獻1所記載的慣性傳感器中，存在難以確保期望的頻率范圍的同時，發(fā)揮優(yōu)秀的檢測靈敏度這一技術(shù)問題。

在實施方式所記載的慣性傳感器中，在將互相正交的三個軸設(shè)為X軸、Y軸以及Z軸時，所述慣性傳感器具有：基板；可動體，繞沿著所述Y軸的擺動軸擺動；以及電極，配置于所述基板，并且在從所述Z軸方向的俯視觀察下，所述電極與所述可動體重疊，在從所述Z軸方向的俯視觀察下，所述可動體具有隔著所述擺動軸設(shè)置的第一可動部以及第二可動部，在從所述Z軸方向的俯視觀察下，所述第一可動部具有：對稱部，相對于所述擺動軸與所述第二可動部對稱設(shè)置；以及非對稱部，位于比所述對稱部距離所述擺動軸更遠的一側(cè)，并且與所述第二可動部非對稱，所述第一可動部繞所述擺動軸的旋轉(zhuǎn)力矩大于所述第二可動部繞所述擺動軸的旋轉(zhuǎn)力矩，在從所述Z軸方向的俯視觀察下，所述電極具有：第一檢測電極，與所述第一可動部的所述對稱部重疊設(shè)置；以及第一虛擬電極，在比所述第一檢測電極距離所述擺動軸更遠的一側(cè)與所述第一可動部的所述對稱部以及所述非對稱部重疊設(shè)置，并且所述第一虛擬電極與所述可動體為相同電位，所述對稱部與所述第一虛擬電極的分開距離大于所述對稱部與所述第一檢測電極的分開距離。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式所涉及的慣性傳感器的俯視圖。

圖2是圖1中的A-A線剖面圖。

圖3是示出第二實施方式所涉及的慣性傳感器的俯視圖。

圖4是圖3中的B-B線剖面圖。

圖5是示出第三實施方式所涉及的慣性傳感器的俯視圖。

圖6是圖5中的C-C線剖面圖。