JP2000018952A - 角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動精度が高く角速度検出感度が高いセンサ
を提供する。また、振動体の共振周波数あるいはマスア
ンバランスの調整を可能とする角速度センサを提供す
る。 【解決手段】 基板１００，それに浮動支持された振動
体７，１１，これをｘ方向に励振する励振手段５ａ，６
ａ／５ｂ，６ｂおよび振動体のｘ方向とは異なる方向の
変位を検出する変位検出手段１２，１３を備える角速度
センサにおいて、振動体に連結８３ｂした質量体８３
ａ、および、基板上にあって質量体を基板側に接合し連
結８３ｂを分断するための分離手段８３ｃ，８３ｈを備
える。振動体/分離手段間に、質量体共振周波数の電圧
を印加すると、振動接触による短絡にて、質量体が分離
手段８３ｃ，８３ｈに溶着し、連結８３ｂが飛散分離す
る。また、基板１００に連結８２ｂした質量体８２ａ、
および、それを振動体７，１１に接合し連結を分断する
ための分離手段８２ｃ，８２ｈ、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に対して浮動
支持された振動体を備える角速度センサに関し、特に、
これに限定する意図ではないが、半導体微細加工技術を
用いて形成される浮動半導体薄膜を櫛歯電極にて電気的
に吸引／解放してｘ方向に励振する角速度センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の角速度センサの代表的なもの
は、浮動薄膜の左辺部に１組かつ右辺部に１組の浮動櫛
歯電極（左側浮動櫛歯電極と右側浮動櫛歯電極）を備
え、固定櫛歯電極も２組（各組の浮動櫛歯電極に非接触
で噛み合いかつ平行な左側固定櫛歯電極および右側固定
櫛歯電極）として、左側浮動櫛歯電極／左側固定櫛歯電
極間と右側浮動櫛歯電極／右側固定櫛歯電極間に交互に
電圧を印加することにより、浮動薄膜がｘ方向に振動す
る。浮動薄膜に、ｚ軸を中心とする回転の角速度が加わ
ると、浮動薄膜にコリオリ力が加わって、浮動薄膜は、
ｙ方向にも振動する楕円振動となる。浮動薄膜を導体と
しもしくは電極が接合したものとし、浮動薄膜のｘｚ平
面に平行な検出電極を基板上に備えておくと、この検出
電極と浮動薄膜との間の静電容量が、楕円振動のｙ成分
（角速度成分）に対応して振動する。この静電容量の変
化（振幅）を測定することにより、角速度を求めること
が出来る（例えば特開平５−２４８８７２号公報，特開
平７−２１８２６８号公報，特開平８−１５２３２７号
公報，特開平９−１２７１４８号公報，特開平９−４２
９７３号公報）。

【０００３】米国特許明細書第5,635,638号のFig.4に
は、１対の振動子を半円形状の１対の梁で連結して、各
振動子の振動方向ｘに対して撓み性が高い梁を介して、
８個のアンカーにて、該１対の振動子を浮動支持した角
速度センサが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】振動体をｘ振動させる
ための励振は、振動体のｘ方向の共振周波数（固有振動
数）で行なうのが、少いエネルギで広い振幅で安定した
振動（駆動振動）を実現する上で好ましい。また、角速
度によるコリオリ力が加わったときのｙ方向の振動の振
幅（検出振幅）は、振動体のｙ方向の共振周波数に、実
際のｙ振動の周波数が合致するときに大きく、角速度検
出感度が高い。しかし、実際には、振動体の製造におい
て、共振周波数が設計値よりずれることがあり、また、
振動方向（ｘ，ｙ）に関して振動体の質量がアンバラン
スになって、振動にねじれを生ずることもある。

【０００５】一方、従来の角速度センサではアンカー部
が多点にわかれており、互いに距離があるため振動子を
単振動させる梁バネ部に温度変化等の外力が加わると圧
縮あるいは引張りの応力がかかる。そのため共振周波数
が温度とともに変化し、ヒステリシスと不連続点をもつ
特性となる。それはセンサの精度を低下させる。例えば
特開平７−２１８２６８号公報に開示のごとき、アンカ
ー部が多点にわかれた従来の角度センサでは、アンカー
間に距離があるため駆動時の振動が検出側の振動にも
れ、そのため精度低下となることが考えられる。また、
例えば特開平７−２１８２６８号公報に開示のごとき
の、駆動の振動モードと検出の振動モードの不動点が不
一致のものでは、互いの振動もれと外力の影響があると
角速度検出精度が低下すると考えられる。また、駆動の
振動モードにコリオリ力による振動を低減させる振動成
分を含むと、角速度検出出力が小さい。従来の振動子の
振幅が、＋ｘ方向と−ｘ方向とで異なって振動が不安定
になるときがあり、センサとして成立しないときがあ
る。

【０００６】米国特許明細書第5,635,638号の角速度セ
ンサでは、振動子の重心から振動バネが接続されていな
いため、製造時の寸法変動により、振動マスに加わる駆
動力が不均一になると振動がアンバランスになると推察
される。また、非線形振動になる。そのため共振周波数
のシフト振動のアンバランスにより検出出力の不安定な
変動を発生させるためＳ／Ｎが悪いと推察される。駆動
振動子と検出振動子が同一の質量となっているため、製
造時の寸法変動により検出方向への振動を駆動振動子が
発生すると、角速度信号のＳ／Ｎが低下すると推察され
る。検出振動子の振動が複数点支持のねじれ振動となる
ため、振動が基板をとおして外部にもれ、外部で反射し
た振動成分が基板に戻り振動子に加わるため、角速度信
号のＳ／Ｎが低下すると推察される。振動駆動信号が検
出コンデンサに伝わるので、角速度信号のＳ／Ｎが低い
と推察される。

【０００７】本発明は、振動精度が高く角速度検出感度
が高いセンサを提供することを第１の目的とし、振動体
の共振周波数あるいはマスアンバランスを調整しうる角
速度センサを提供することを第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）本発明は、基板(1
00)，該基板に浮動支持された振動体(7,11)，これをｘ
方向に励振する励振手段(5a,6a/5b,6b)および振動体の
ｘ方向とは異なる方向の変位を検出する変位検出手段(1
2,13)を備える角速度センサにおいて、前記振動体に連
結した付加質量体(83a)、および、前記基板上にあって
該付加質量体を基板側に接合し前記連結(83b)を分断す
るための分離手段(83c,83h)を備えることを特徴とする
（図１，図２）。なお、理解を容易にするためにカッコ
内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応
事項を、参考までに付記した。

【０００９】これによれば、分離手段(83c,83h)にて付
加質量体(83a)を基板(100)側に接合し連結(83b)を分断
すると、振動体(7,11)の質量が低減し共振周波数が上昇
する。したがって振動体(7,11)の共振周波数を高く調整
することが可能である。このように調整した後では、角
速度センサは次の（２）となる。 （２）基板(100)，該基板に浮動支持された振動体(7,1
1)，これをｘ方向に励振する励振手段(5a,6a/5b,6b)お
よび振動体のｘ方向とは異なる方向の変位を検出する変
位検出手段(12,13)を備える角速度センサにおいて、前
記振動体(7,11)に連結した付加質量体(83a)を基板側に
接合し前記連結(83b)を分断するための分離手段(83c,83
h)、および、該分離手段によって基板側に接合され前記
連結が分断された付加質量体(83a)、を備えることを特
徴とする角速度センサ。 （３）基板(100)，該基板に浮動支持された振動体(7,1
1)，これをｘ方向に励振する励振手段(5a,6a/5b,6b)お
よび振動体のｘ方向とは異なる方向の変位を検出する変
位検出手段(12,13)を備える角速度センサにおいて、前
記基板(100)に連結した付加質量体(82a)、および、該付
加質量体を前記振動体(7,11)に接合し前記連結(82b)を
分断するための分離手段(82c,82h)、を備えることを特
徴とする角速度センサ（図１，図２）。

【００１０】これによれば、分離手段(82c,82h)にて付
加質量体(82a)を振動体(7,11)側に接合し連結(82b)を分
断すると、振動体(7,11)の質量が増加して共振周波数が
低下する。したがって振動体(7,11)の共振周波数を低く
調整することが可能である。このように調整した後で
は、角速度センサは次の（４）となる。 （４）基板(100)，該基板に浮動支持された振動体(7,1
1)，これをｘ方向に励振する励振手段(5a,6a/5b,6b)お
よび振動体のｘ方向とは異なる方向の変位を検出する変
位検出手段(12,13)を備える角速度センサにおいて、前
記基板(100)に連結した付加質量体(82a)を前記振動体
(7,11)に接合し前記連結(82b)を分断するための分離手
段(82c,82h)、および、該分離手段によって振動体(7,1
1)に接合され前記連結(82b)が分断された付加質量体(82
a)、を備えることを特徴とする角速度センサ。

【００１１】

【発明の実施の形態】（５）分離手段(83c,83h/82c,82
h)は、付加質量体(83a/82a)に静電気力を及ぼす導電体
部材(83e/82e)、および、該導電体部材(83e/82e)と付加
質量体(83a/82a)との間に付加質量体(83a/82a)の連結部
(83b/82b)を通して、静電気力を形成する電圧を印加す
るための通電用導体(83h/82h)、を含む。

【００１２】これによれば、該電圧を印加することによ
り、静電気力によって付加質量体(83a/82a)が導電体部
材(83e/82e)に吸引され、接触すると両者間に高電流が
流れて両者の接触面がジュ−ル熱により融着する。融着
によって両者間の抵抗値が低下するので電流が更に増大
しこれにより連結部(83b/82b)が溶断する。電圧印加と
短絡時の電流値の適値設定により付加質量体(83a/82a)
の、振動体からの分離又は振動体への付加を、比較的に
簡易な作業で実施しうる。

【００１３】本発明の好ましい実施例では、印加電圧
を、付加質量体(83a/82a)の共振周波数近くの低値から
次第に高くして行く。逆に、高値から次第に下げて行っ
てもよい。この実施例によれば、印加電圧の周波数が付
加質量体(83a/82a)の共振周波数に合ったときに、付加
質量体(83a/82a)の振幅が大きくなって導電体部材(83e/
82e)に当り、これにより付加質量体(83a/82a)と導電体
部材(83e/82e)の間に高電流が流れて、付加質量体(83a/
82a)が、振動体から分離又は振動体へ溶着する。共振振
動を利用するので、比較的に低い印加電圧で実現するこ
とができる。 （６）前記振動体は、ｘ，ｙ方向に撓み性が高い浮動支
持部材(a1〜a4,b1〜b4,c1,c2,31〜38)で基板(100)に対
して浮動支持され、ｘ方向に並び、並びの中間点Ｏを通
るｙ軸に関して対称な第１および第２振動体(7,11/17,2
1)を含み；前記励振手段(5a,6a/5b,6b)は、第１および
第２振動体の少くとも一方をｘ方向に振動駆動し；前記
変位検出手段(12,13/22,23)は、第１および第２振動体
のｙ変位を検出する（図１）。

【００１４】励振手段(5a,6a/5b,6b)が振動体をｘ方向
に振動駆動し、第１および第２振動体が実質上等しい周
波数で振動しているとき、中間点Ｏを通るｚ軸廻りの角
速度が加わると、コリオリ力により、第１および第２振
動体の振動が楕円振動となりｙ方向にも振動する。第１
および第２振動体のｙ振動は相対的に逆相となるので、
第１および第２振動体は、ｚ軸廻りのねじれ振動をす
る。ｙ振動の、ｘ振動に対する位相の正，負は角速度の
回転方向に、ｙ振動の振幅の絶対値は角速度の大きさ
（絶対値）に対応する。変位検出手段(12,13/22,23)が
これらのｙ振動を検出する。検出したｙ振動から角速度
信号を生成することができる。

【００１５】本発明の好ましい実施例(図1)は更に、第
１および第２振動体の少くとも一方に、ｙ方向の力を与
えるｙ変位助勢手段(62,63/72,73)；を備える。

【００１６】このｙ変位助勢手段(62,63/72,73)にて振
動体をｙ方向に振動させて振動体のｙ方向の共振周波数
を検出することができる。一方、角速度検出のときに
は、ｙ変位助勢手段(62,63/72,73)が振動体に、ｙ方向
の力を与えると、該力の方向の、振動体の見かけ上のば
ね定数が変化して変位量が変わり、角速度に対する振動
体の感度が変化し、角速度検出感度が変化する。これに
より、１つのセンサ設計で各仕様のセンサ感度，測定範
囲などを任意に調整，設定しうる。高感度で低コストの
センサを実現することもできる。

【００１７】ところで、 Ｆｃ＝２×Ｍ×Ω×Ａcosωｔ Ｆｃ：コリオリ力， Ｍ：振動子の質量， Ω：角速度 Ａ：ｘ振動の振幅 ω＝２πｆ，ｆ：ｘ振動の周波数 であるので、角速度Ω対応のコリオリ力Ｆｃを振動子に
与えるには、振動子に ２×Ｍ×Ω×Ａcosωｔ の力を加えればよい。ｙ変位助勢手段(62,63/72,73)に
て、角速度Ωの各値の２×Ｍ×Ω×Ａcosωｔなる力を
振動体に加えることにより、振動体に角速度Ωの各値の
コリオリ力が加わったのと同様な力が作用する。変位検
出手段(12,13/22,23)が検出するｙ振動と、加えた力対
応の角速度Ωとを照合することにより、角速度センサの
動作の正否，ならびに、角速度検出特性（入力角速度対
出力検出信号の関係）をチェックすることができ、角速
度検出特性を設計特性に合わす校正（電気回路の信号処
理特性の調整）を行なうことができる。 （７）前記振動体は、ｘ，ｙ平面上の一点Ｏに関して対
称な位置にある、対のｘ振動子(6a,6b)，これらの振動
子(6a,6b)に連続しｘ方向に撓む、点Ｏに関して対称で
あって、点Ｏにおいてアンカーにて浮動支持された第１
支持梁(2a,3a,4a,5a,7a,8a/2b,3b,4b,5b,7b,8b)，点Ｏ
に関して対称な検出振動子(19)、および、点Ｏに関して
対称であって、第１支持梁および検出振動子に連続する
連結梁(17,18)を含み；前記励振手段(35a,35b)は、対の
ｘ振動子(6a,6b)を、ｘ方向に逆相で振動させ；前記変
位検出手段(30,31)は、点Ｏを中心とする回転変位を検
出する(図３）。

【００１８】これによれば、励振手段(35a,35b)にて対
のｘ振動子(6a,6b)をｘ方向に逆相で振動させていると
きに、点Ｏを通るｚ軸廻りの角速度が加わると、各ｘ振
動子(6a,6b)の振動がｙ振動成分を有する楕円振動とな
り、振動子間では逆相であるので、連結梁(17,18)にｚ
軸廻りのねじり振動が加わり、検出振動子(19)がｚ軸廻
りにねじり振動し、回転振動検出手段(30,31)がこれを
検出する。

【００１９】対のｘ振動子(6a,6b)が点Ｏに関して対称
な位置にあって逆相でｘ方向に振動し、これらを支持す
る第１支持梁がｘ方向に撓むものであって、点Ｏにおい
てアンカー(1)で浮動支持されているので、点Ｏはｘ振
動の不動点である。検出振動子(19)は、対のｘ振動子(6
a,6b)とは別体であり、点Ｏに関して対称な連結梁(17,1
8)でｘ振動子(6a,6b)に連結されているので、ｘ振動子
(6a,6b)のｘ振動は検出振動子(19)には実質上伝播せ
ず、対のｘ振動子(6a,6b)の逆相の楕円振動による連結
梁(17,18)のｚ軸廻りのねじり振動によって振動する。
すなわちｚ軸廻りに振動する。ｘ振動が実質上検出振動
子(19)に加わらないので、回転振動検出手段(30,31)が
発生する角速度信号のＳ／Ｎが高い。ｘ振動子(6a,6b)
の振動の中心を不動点（Ｏ）として基板に固定してある
ため、安定なｘ振動が実現する。そのため角速度信号の
Ｓ／Ｎが高い。

【００２０】また、連結梁(17,18)を長くして点Ｏから
検出振動子(19)までの距離を、点Ｏからｘ振動子(6a,6
b)までの距離より長くすることにより、てこの原理によ
って第１支持梁のねじり振動が増幅されるため、検出振
動子(19)のねじり振動変位を(振幅)を大きくとることが
できる。そうすると角速度信号のＳ／Ｎが向上する。本
発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実
施例の説明より明らかになろう。

【００２１】

【実施例】−第１実施例− 図１に、本発明の一実施例を示す。この実施例において
は、絶縁層を形成したシリコン基板１００には、導電性
ポリシリコンの、浮動体アンカーａ１〜ａ４，駆動電極
５ａ，５ｂ／６ａ，６ｂのアンカー，駆動検出電極１５
ａ，１５ｂ／１６ａ，１６ｂのアンカー，角速度検出電
極１２，１３／２２，２３および助勢電極６２，６３／
７２，７３のアンカーが接合しており、これらのアンカ
ーは、シリコン基板１００上の絶縁層の上に形成された
配線により、図示しない接続電極に接続されている。

【００２２】リソグラフによる半導体プロセスを用い
て、シリコン基板１００から浮きしかも浮動体アンカー
ａ１〜ａ４に連続した、導電性ポリシリコンの、ｘ，ｙ
方向に撓み性が高いばね梁ｂ１〜ｂ４、ならびにこれら
に連続した帯板状の連結梁ｃ１，ｃ２が形成されてい
る。これらの連結梁ｃ１，ｃ２は、中心Ｏを通るｘ軸お
よびｙ軸に関して対称であり、浮動体アンカーａ１〜ａ
４およびばね梁ｂ１〜ｂ４は、ｘ軸およびｙ軸に関して
対称に分布する。

【００２３】連結梁ｃ１，ｃ２には、それらに連続する
各４本のｘ方向に撓み性が高いばね梁３１〜３４／３５
〜３８で、それらに連続する第１駆動枠７，第２駆動枠
１７が支持されている。第１，第２駆動枠７，１７は矩
形枠であり、それらと一体にかつ内側に、第１振動体１
１および第２振動体２１が連続している。これらの要素
も、シリコン基板１００から浮いており、導電性ポリシ
リコンである。

【００２４】第１，第２の駆動枠７と１７、第１，第２
の振動体１１と２１、はセンサ中心Ｏを通るｘ軸および
ｙ軸に関して対称な形状であって対称な位置にあり、ば
ね梁３１〜３４／３５〜３８も、ｘ軸およびｙ軸に関し
て対称である。

【００２５】第１，第２の駆動枠７，１７それぞれのｙ
平行２辺には、ｙ方向に等ピッチで分布しｘ方向に突出
する櫛歯状の可動電極があり、駆動電極アンカーに連続
した、導電性ポリシリコンの駆動電極５ａ，５ｂ／６
ａ，６ｂおよび駆動検出電極アンカーに連続した、導電
性ポリシリコンの駆動検出電極１５ａ，１５ｂ／１６
ａ，１６ｂに、可動電極のｙ方向分布の空間に突出する
櫛歯状の固定電極がありｙ方向に分布している。

【００２６】駆動電極５ａと５ｂに、また６ａと６ｂに
交互に、駆動枠７，１７の電位（略機器ア−スレベル）
より高い電圧を印加することにより、駆動枠７，１７が
ｘ方向に振動する。駆動枠７，１７を共振音叉振動とす
るために、駆動枠７，１７のｘ振動は相対的に逆相にす
る。

【００２７】駆動枠７および振動体１１でなる第１振動
系と、駆動枠１７および振動体２１でなる第２振動系と
を、共振音叉振動させることにより、エネルギ消費効率
が高いｘ励振となる。なお、第１および第２駆動枠７，
１７のｘ振動の共振周波数は同一に設計され、角速度検
出感度を高くするために、それらのｙ振動の共振周波数
はｘ振動の共振周波数より数１００Ｈｚ程度高い値に設
計されている。

【００２８】図１に示す角速度センサの、リソグラフに
よる半導体プロセスで形成された機構要素（電気接続端
子およびブロックで示す電気回路を除く領域）は、真空
に気密封止されるが、該気密封止した後に第１および第
２振動系の共振周波数およびマスバランスを調整可とす
るために、振動体１１，２１のｙ方向両端部に、振動体
１１，２１の質量を増，減調整するための機構８２，８
３／９２，９３が、ｙ方向各端に各３組、組込まれてい
る。

【００２９】図２の（ａ）に、振動体１１に組付けられ
ている１組の機構８２，８３を拡大して示し、図２の
（ｂ）に（ａ）上の２Ｂ−２Ｂ線断面を示す。なお、図
１も合せて参照されたい。基板１００の表面には絶縁層
１００ｓｉが形成され、その上に通電用電極８２ｇ，８
３ｇが形成されている。電極８２ｇ，８３ｇには、導電
体ポリシリコンのアンカー８２ｃ，８３ｃが形成されて
いる。

【００３０】アンカ−８２ｃには、ｘ方向の撓み性が高
いばね梁８２ｂが連続し、このばね梁８２ｂに、振動体
１１の質量を増加調整するための質量体８２ａが連続
し、この質量体８２ａよりｘ方向に、複数個の櫛歯電極
８２ｄが突出している。振動体１１には、該櫛歯電極８
２ｄのｙ方向の並びの空間に突出する複数個の櫛歯電極
８２ｅがある。アンカー８２ｃが接合した通電用電極８
２ｇには、基板１００から絶縁された電気導体８２ｈ
（図１）が連続している。

【００３１】電気導体８２ｈ（アンカー８２ｃ）の外部
接続端子と、振動体１１（に電気的に連続なアンカーａ
１〜ａ４）との間に、比較的に高い電圧を印加すると、
質量体８２ａの櫛歯電極８２ｄと振動体１１の櫛歯電極
８２ｅの間に静電気力が作用して、質量体８２ａが櫛歯
電極８２ｅに近付く方向に移動する。質量体８２ａの櫛
歯電極８２ｄが振動体１１又はその櫛歯電極８２ｅに接
触すると、質量体８２ａ／櫛歯電極８２ｅ間が電気的に
短絡となり、櫛歯電極８２ｄが振動体１１及び櫛歯電極
８２ｅに溶着し、質量体８２ａが振動体１１と一体とな
る。この溶着により質量体８２ａ／櫛歯電極８２ｅ間の
電気抵抗が下がり、ばね梁８２ｂを流れる電流値が上昇
し、これによりばね梁８２ｂが溶けて飛び散り、質量体
８２ａはアンカー８２ｃから分離する。したがって、質
量体８２ａを振動体１１に付加するときには、電気導体
８２ｈの外部接続端子と、アンカーａ１〜ａ４との間に
電圧を印加すればよい。

【００３２】具体的には、印加する電圧の周波数を、ば
ね梁８２ｂ，質量体８２ａおよび櫛歯電極８２ｄでなる
振動系の共振周波数より低い周波数から順次に高くす
る。その逆に、高い周波数から順次に低くしてもよい。
電圧の周波数が共振周波数に合致したときに、質量体８
２ａのｘ振幅が大きくなり、そこで上述の振動体１１へ
の溶着とアンカー８２ｃからの分離が起る。

【００３３】振動体１１に、ｘ方向の撓み性が高いばね
梁８３ｂが連続し、このばね梁８３ｂに、振動体１１の
質量を減少調整するための質量体８３ａが連続し、この
質量体８３ａよりｘ方向に、複数個の櫛歯電極８３ｄが
突出している。アンカ−８３ｃには、該櫛歯電極８３ｄ
のｙ方向の並びの空間に突出する複数個の櫛歯電極８３
ｅがある。アンカー８３ｃが接合した通電用電極８３ｇ
には、基板１００から絶縁された電気導体８３ｈ（図
１）が連続している。

【００３４】電気導体８３ｈ（アンカー８３ｃ）の外部
接続端子と、振動体１１（アンカーａ１〜ａ４）との間
に、比較的に高い電圧を印加すると、質量体８３ａの櫛
歯電極８３ｄとアンカー８３ｃの櫛歯電極８３ｅの間に
静電気力が作用して、質量体８３ａが櫛歯電極８３ｅに
近付く方向に移動する。質量体８３ａの櫛歯電極８３ｄ
がアンカー８３ｃ又はその櫛歯電極８３ｅに接触する
と、質量体８３ａ／櫛歯電極８３ｅ間が電気的に短絡と
なり、櫛歯電極８３ｄがアンカー８３ｃ及び櫛歯電極８
３ｅに溶着し、質量体８３ａがアンカー８３ｃと一体と
なる。この溶着により質量体８３ａ／櫛歯電極８３ｅ間
の電気抵抗が下がり、ばね梁８３ｂを流れる電流値が上
昇し、これによりばね梁８３ｂが溶けて飛び散り、質量
体８３ａは振動体１１から分離する。したがって、質量
体８２ａを振動体１１から除去するときには、電気導体
８３ｈの外部接続端子と、アンカーａ１〜ａ４との間に
電圧を印加すればよい。

【００３５】具体的には、印加する電圧の周波数を、ば
ね梁８３ｂ，質量体８３ａおよび櫛歯電極８３ｄでなる
振動系の共振周波数より低い周波数から順次に高くす
る。電圧の周波数が共振周波数に合致したときに、質量
体８３ａのｘ振幅が大きくなり、そこで上述のアンカー
８３ｃへの溶着と振動体１１からの分離が起る。

【００３６】駆動枠７，１７がｘ方向に共振音叉振動す
ることにより、駆動枠７と駆動検出電極１５ａ，１６ｂ
との間の静電容量が逆相で振動し、かつその容量振動と
逆相で、駆動枠１７と駆動検出電極１５ｂ，１６ｂとの
間の静電容量が振動する。

【００３７】駆動枠７，１７と一体の振動体１１，２１
も大略で枠形状であるが、ｘ方向に延びる複数の渡し梁
がｙ方向に等ピッチで存在し、ｙ方向で隣り合う渡し梁
の間の空間に、各１対の導電体ポリシリコンの固定検出
電極１２，１３／２２，２３があり、また固定検出電極
と同一構造の助勢用電極６２，６３／７２，７３があ
り、基板１００上の検出電極用の各アンカーで支持され
それと電気的に連続である。

【００３８】対の検出電極１２，１３（２２，２３）間
は絶縁されているが、振動体１１（２１）のｙ振動（ｙ
変位）を検出するための各対電極１２，１３（２２，２
３）の、各対間で対応位置にある検出電極は、電気リ−
ドに共通接続され、チャ−ジアンプ４６，４７（５６，
５７）に接続されている。

【００３９】同様に、対の助勢電極６２，６３（７２，
７３）間は絶縁されているが、振動体１１（２１）のｙ
振動（ｙ変位）を助勢するための各対電極６２，６３
（７２，７３）の、各対間で対応位置にあるものは、電
気リ−ドに共通接続され、助勢電圧回路６４，７４に接
続されている。助勢電圧回路６４，７４はそれぞれ、電
圧制御周波数可変発振器（ＶＣＯ），振幅変調器および
直，交流電圧出力回路を含み、計測コントロ−ラＴＣＲ
が指示するレベルの、指示する周波数の交流電圧又は直
流電圧を助勢電極６２，６３（７２，７３）に出力す
る。

【００４０】振動体１１，２１がｘ方向に音叉振動して
いるとき、中心Ｏを通るｚ軸廻りの角速度が加わると、
振動体１１，２１が、ｙ成分も有する相対的に逆相の楕
円振動となり、これによって電極１２，１３／２２，２
３にｙ振動対応の静電容量振動を生ずる。電極１２，１
３の静電容量振動は相対的に逆相、同様に電極２２，２
３の静電容量振動も相対的に逆相である。そして、振動
体１１，２１のｙ振動が逆相であるので、電極１２，２
２の静電容量振動は相対的に逆相、同様に電極１３，２
３の静電容量振動は相対的に逆相である。

【００４１】角速度計測時には、計測コントロ−ラＴＣ
Ｒが、駆動枠７，１７をｘ方向に共振周波数で駆動する
駆動信号Ａ，Ｂを発生して、それらを駆動回路４１およ
び５１に与えると共に、同期検波用の同期信号を同期検
波回路４５ａ，４５ｂ，５０ａ，５０ｂに与える。

【００４２】駆動信号Ａ，Ｂに同期して、駆動回路４１
／５１が駆動電極５ａ，６ａ／５ｂ，６ｂに駆動電圧
（パルス）を印加する。これにより、第１駆動枠７と共
に振動体１１ならびに第２駆動枠１７と共に振動体２１
が、ｘ方向に逆相で振動する。この振動によって、駆動
検出電極１５ａ，１６ａ／１５ｂ，１６ｂの静電容量が
逆相で振動する。この静電容量の振動をチャ−ジアンプ
４２ａ，４３ａ／４２ｂ，４３ｂが電圧振動（静電容量
信号）に変換し、出力調整（可調整ゲインアンプ）が電
圧振動のピ−クレベルを実質上同一に調整して、差動増
幅器４４ａ／４４ｂに与える。

【００４３】差動増幅器４４ａ／４４ｂは、与えられた
静電容量信号（逆相）を差動増幅し、一方の静電容量信
号の振幅を略２倍とし、ノイズを相殺した差動信号を発
生し、出力調整（可調整ゲインアンプによる増幅）をし
た後、計測コントロ−ラＴＣＲおよび差動増幅器６１に
与える。差動増幅器６１は、差動増幅して同期検波回路
４５ａ，４５ｂに与える。同期検波回路４５ａは、駆動
信号と同相の同期信号に同期して、差動増幅器６１が与
える差動信号すなわちｘ振動を表わすｘ振動検出電圧を
検波し、駆動パルス信号に対するｘ振動の位相ずれを表
わす位相信号を発生して計測コントロ−ラＴＣＲに与え
る。同期検波回路４５ｂは、駆動信号と同相の同期信号
に同期して、差動増幅器６１が与える差動信号すなわち
ｘ振動を表わすｘ振動検出電圧を検波し、ｘ振動の振幅
を表わす振幅信号を発生して計測コントロ−ラＴＣＲに
与える。

【００４４】計測コントロ−ラＴＣＲは、位相信号が表
わす位相を設定値に合わすための移相信号ならびに振幅
信号が表わすｘ振動の振幅を設定値に合わすための電圧
指示信号を、駆動回路４１，５１に与え、それを受けた
駆動回路４１，５１は、移相信号に対応して、駆動信号
に対する出力駆動電圧の位相をシフトし、電圧指示信号
に対応して出力電圧レベルをシフトする。同期検波回路
４５ａ，４５ｂの位相信号，振幅信号が実質上設定値に
なった状態で、駆動枠７，１７のｘ振動すなわち共振音
叉振動は安定したものとなる。

【００４５】安定した共振音叉振動の間に、中心Ｏを通
るｚ軸廻りの角速度が加わると、コリオリ力が駆動枠
７，１７に加わり、これらに、ｘ振動に加えてｙ振動を
含む楕円運動を起こさせる。ところで駆動枠７，１７
は、ｘ方向には撓み性が高いがｙ方向には剛性が高いば
ね梁３１〜３４，３５〜３８で支持されているので、連
結梁ｃ１，ｃ２が駆動枠７，１７と共にｙ方向に振動す
る。駆動枠７，１７のｙ振動は相対的に逆相であるの
で、連結梁ｃ１，ｃ２は、中心Ｏを通るｚ軸を中心にね
じり（旋回）振動する。

【００４６】図３に、駆動信号Ａ，Ｂと、ｘ振動および
ｙ振動を示す。再度図１を参照すると、駆動枠７と一体
の振動体１１のｙ振動を検出する対の検出電極１２，１
３の静電容量が逆相で振動し、これを表わす静電容量信
号をチャ−ジアンプ４６，４７が発生し、出力調整（可
調整ゲインアンプ）が電圧振動のピ−クレベルを実質上
同一に調整して、差動増幅器４８に与える。差動増幅器
４８が、両信号の差動信号すなわち一方の静電容量信号
の振幅を略２倍とし、ノイズを相殺した差動信号、を発
生し出力調整（可調整ゲインアンプ）でレベルを調整し
た後、差動増幅器４９に与える。同様な、駆動枠１７と
一体の振動体２１のｙ振動を検出する対の検出電極２
２，２３の静電容量が、差動増幅器４９に与えられる。
したがって差動増間器４９の差動出力は、第１振動体１
１と第２振動体２１の各信号処理回路に同時に実質上同
一レベルで作用するノイズを相殺し、しかも、加，減速
度，振動など、第１，第２振動体１１，２１に同時に同
方向に作用する外力による振動体のｙ変位成分（これも
ノイズに該当する）も相殺した、角速度起因のｙ振動を
増幅した検出信号であり、角速度検出感度が高く、Ｓ／
Ｎが高い。

【００４７】この差動出力すなわち検出信号は、同期検
波回路５０ａ，５０ｂに与えられ、同期検波回路５０ａ
は、駆動信号と同相の同期信号に同期して、検出信号を
検波し、角速度の方向を表わす位相信号を発生する。同
期検波回路５０ｂは、角速度の絶対値を表わす振幅信号
を発生する。

【００４８】助勢電圧回路６４／７４が、助勢電極６
２，６３／７２，７３に同一の直流電圧を与えると、共
にｙ方向ではあるが、反対方向の静電気力（吸引力）が
振動体１１／２１に加わり、それらが相殺し合って振動
体には実質上助勢力は加わらない。しかし、角速度が加
わってこれによりｙ振動を生ずると、振動体が近づく固
定電極（例えば６２／７２）の静電気力が増大し振動体
が離れる固定電極（６３／７３）の静電気力が低下し、
角速度によるｙ振動が両助勢電極６２，６３／７２，７
３によって増幅され、角速度対ｙ振動のゲインが大き
い。両助勢電極６２，６３／７２，７３に印加する直流
電圧レベルにより角速度対ｙ振動のゲインを設定しう
る。

【００４９】一方、助勢電圧回路６４／７４が、両助勢
電極６２，６３／７２，７３間に交流電圧を印加する
と、一方の助勢電極（例えば６２，６３）の静電気力
（吸引力）が強いとき他方の助勢電極（７２，７３）の
静電気力（吸引力）が弱く、これが切換わるので、振動
体１１／２１が、角速度が加わったときと同様にｙ振動
する。 差動増幅器４８／５８の出力と、加えた交流電
圧の静電気力対応の角速度Ωとを照合することにより、
角速度センサの動作の正否，ならびに、角速度検出特性
（入力角速度対出力検出信号の関係）をチェックするこ
とができ、角速度検出特性を設計特性に合わす校正（電
気回路の信号処理特性の調整）を行なうことができる。
また、両助勢電極６２，６３／７２，７３間に加える交
流電圧のレベルを数種の低周波数で変動（振幅変調）さ
せ、差動増幅器４８／５８の出力と、加えた交流電圧の
静電気力対応の角速度Ωおよび変調周波数とを照合する
ことにより、角速度センサの動作の正否，角速度検出特
性（入力角速度対出力検出信号の関係）および周波数特
性（入力角速度の周波数対出力検出信号の関係）をチェ
ックすることができ、角速度検出特性および周波数特性
を設計特性に合わす校正（電気回路の信号処理特性の調
整）を行なうことができる。

【００５０】この実施例では、出力調整（ゲイン可調整
の増幅器）を備えているので、さまざまな理由で差動構
成の信号のアンバランスが発生しても駆動信号とチャ−
ジアンプの出力段、ならびに必要に応じて差動増幅器の
入力段で調整し、駆動検出，角速度検出の信号のノイズ
を低減しかつ検出信号間のアンバランスを調整すること
ができるため、角速度検出のＳ／Ｎを高くすることがで
きるのは勿論、センサの歩留りを高くし、低コスト化す
ることができる。

【００５１】計測コントロ−ラＴＣＲはマイクロコンピ
ュ−タおよび入出力電気回路を含むコンピュ−タシステ
ムであり、角速度センサの異常チェックならびに、前記
角速度検出特性の校正および周波数特性の校正を自動的
に行なう。なお、この実施例は車両に搭載されており、
車両の停止中／走行中を判定するための図示しない車両
上状態情報発生器の信号も計測コントロ−ラＴＣＲに与
えられる。計測コントロ−ラＴＣＲには、車両上イグニ
ションキ−がオン（エンジン動作中）のときに動作電圧
（電源）が印加される。

【００５２】計測コントロ−ラＴＣＲの計測制御の概要
を示すと、動作電圧が印加されると計測コントロ−ラＴ
ＣＲのマイクロコンピュ−タは、初期化を行なった後、
「ｘ励振の周波数ｆ，電圧Ｖ，Ｖｅの設定」を行なう。
ここではまず、駆動回路４１，５１を介して、設計範囲
の下限値である初期周波数ｆ０，設計範囲の中位値であ
る初期電圧Ｖ０の電圧パルス出力を開始し、助勢電極６
２，６３／７２，７３には、設計範囲の中位値である初
期助勢直流電圧Ｖｅ０を印加する。

【００５３】その後、ｔ０周期でｘ励振の周波数ｆを小
値Δｆづつ高くし、駆動回路４１，５１に与える駆動信
号Ａ（周波数ｆ）に対するｘ振動検出信号（差動増幅器
４４ａ，４４ｂの出力）の位相ずれが、進み９０°（周
波数ｆが駆動枠１１，２１のｘ振動の共振周波数より低
い）から遅れ９０°（周波数ｆが駆動枠１１，２１のｘ
振動の共振周波数より高い）に切換わったかをチェック
し、周波数ｆのシフトアップ回数Ｎ０をカウントする。
すなわち、駆動枠１１，２１の共振周波数をわずかに越
える周波数まで、ｘ励振周波数ｆを高くする。シフトア
ップ回数Ｎ０が設定値ＰＮ０に達すると（周波数ｆが設
計上限値を越えると）、センサ故障と見なして、エラ−
報知をし、そこで待機する。

【００５４】設定値ＰＮ０に達する前に、ｘ振動検出信
号が遅れ９０°に切換わると、そのときのｘ励振周波数
ｆは、駆動枠７，１７（振動体１１，２１）の共振周波
数又はそれよりわずかに高い周波数である。これを認知
すると計測コントロ−ラＴＣＲは、そのときのｘ励振周
波数ｆをレジスタにｘ共振周波数としてセ−ブしかつ出
力する。

【００５５】そして、上述のｘ共振周波数の検出と類似
の手法で、振動体１１，２１の、ｚ軸廻りのねじり振動
の共振周波数すなわち検出振動共振周波数を検出してレ
ジスタにセ−ブしかつ出力する。この場合は、上述のｘ
励振は行なわず、助勢電極６２，６３間に逆相の交流電
圧を、また同時に７２，７３間にも逆相の交流電圧を、
振動体１１，２１がｚ軸廻りにねじり回転振動するよう
に、同時に同一周波数で印加して、該周波数を高くす
る。この駆動信号（交流電圧）に対するｙ振動検出信号
（差動増幅器４８，５８の出力）の位相ずれが、進み９
０°（周波数が駆動枠１１，２１のｙ振動の共振周波数
より低い）から遅れ９０°（周波数が駆動枠１１，２１
のｙ振動の共振周波数より高い）に切換わったときの周
波数を、検出振動共振周波数としてレジスタにセ−ブし
かつ出力する。

【００５６】なお、角度センサおよび計測コントロ−ラ
ＴＣＲに、前述の質量体８２ａ，８３ａの振動体への付
加および振動体からの除去を行なうための、図示しない
調整装置を接続していると、この調整装置のディスプレ
イに、計測コントロ−ラＴＣＲが出力したｘ振動共振周
波数および検出振動共振周波数が表示される。オペレ−
タは、この表示を参照して、共振周波数の調整（前述の
質量体８２ａ，８３ａの振動体への付加又は振動体から
の除去）の要否を判定し、要のときには、該調整装置を
操作して、共振周波数の調整（振動体への質量体の付加
又は除去）を行なう。

【００５７】ここで計測コントロ−ラＴＣＲの制御動作
の説明に戻る。上述のように共振周波数の検出を終え、
オペレ−タ（調整装置からの）の介入が無いと、計測コ
ントロ−ラＴＣＲは次に、前記ｘ共振周波数を検出した
ときの駆動状態を再設定して、ｘ振動検出信号（差動増
幅器４４ａ，４４ｂの出力）の振幅（検出振幅）が、比
較的に広い設定範囲Ｒ０内にあるかをチェックし、外れ
ていると駆動回路４１，５１の出力電圧Ｖおよび必要に
応じて助勢電極６２，６３／７２，７３の助勢直流電圧
Ｖｅを、検出振幅が設定範囲Ｒ０内に入る方向に調整す
る。出力電圧レベルＶ又は助勢直流電圧Ｖｅが設計範囲
を外れるときは、センサ故障と見なして、エラ−報知を
し、そこで待機するが、出力電圧レベルＶ，助勢直流電
圧Ｖｅが共に設計範囲内で検出振幅が設定範囲Ｒ０内に
入ると、「ｘ振動の安定性判定」を実行する。

【００５８】「ｘ振動の安定性判定」で計測コントロ−
ラＴＣＲは、検出振幅のピ−ク値を連続ｍ個検出し、そ
れらの平均値を算出する。そして平均値に対する各ピ−
ク値の差が、平均値の±０．１％を越えるかをチェック
して、越えると周波数をΔｆ分下げ、そしてまたピ−ク
値のばらつきチェックする。周波数を初期周波数ｆ０ま
で下げてもばらつきが±０．１％以内に入らないとき
は、センサ故障と見なして、エラ−報知をし、そこで待
機するが、初期周波数ｆ０までにばらつきが±０．１％
以内になると、ｘ振動検出信号（差動増幅器４４ａ，４
４ｂの出力）の振幅（検出振幅）が、前記設定範囲Ｒ０
より極く狭い第２設定範囲Ｒ１内にあるかをチェックす
る。そして設定範囲Ｒ１内にないと、駆動回路４１，５
１の出力電圧レベルＶと必要に応じて助勢直流電圧Ｖｅ
を、検出振幅が設定範囲Ｒ１内に入る方向に調整する。
この調整は、微細に行なう。すなわち１回の電圧変更量
は小値である。検出振幅が設定範囲Ｒ１内に入らないで
出力電圧レベルＶ又は助勢直流電圧Ｖｅが設計範囲を外
れるときは、センサ故障と見なして、エラ−報知をし、
そこで待機する。検出振幅が設定範囲Ｒ１内に入ったと
きには、「零点ドリフト判定」に進む。

【００５９】「零点ドリフト判定」では、助勢直流電圧
Ｖｅに角速度Ω＝＋０．５°／秒相当の静電気力を振動
体１１，２１に与える周波数ｆの交流電圧を加えた電圧
を、助勢電圧回路６４，７４を介して助勢電極６２，６
３／７２，７３に印加して振動体１１，２１のｙ振動
（差動増幅器４８，４９／５８，５９の出力）を読取
り、また、助勢直流電圧Ｖｅに角速度Ω＝−０．５°／
秒相当の静電気力を振動体１１，２１に与える周波数ｆ
の交流電圧を加えた電圧を助勢電極６２，６３／７２，
７３に印加して振動体１１，２１のｙ振動を読取って、
２つの読取り値の中点を算出し、中点値（ドリフト零点
値）が、許容範囲内であるかをチェックして、許容範囲
を外れていると、「ドリフト調整」Ｃに進み、中点値を
零とするために、差動増幅器４８，４９の入力に至るゲ
インと、必要に応じて助勢電極６２，６３／７２，７３
に加える助勢直流電圧Ｖｅを差分調整する。差分調整で
は、助勢電極６２，６３に関しては、一方のみを高く又
は低くまた必要に応じて一方を高くし他方を低くする。
助勢電極７２，７３に関しても同様である。

【００６０】そしてまた「零点ドリフト判定」を行ない
ここで、角速度Ω＝±０．５°／秒相当の静電気力を与
える直流電圧に助勢電圧Ｖｅを加えた電圧を、振動体１
１，助勢電極６２，６３／７２，７３に印加する。該電
圧（直流電圧＋助勢電圧Ｖｅ）が設定範囲を外れるか、
又は中点値が許容範囲（０と見なせる範囲）になるま
で、「零点ドリフト判定」および「ドリフト調整」を繰
返し、該電圧（直流電圧＋助勢電圧Ｖｅ）が設定範囲を
外れると、センサ故障と見なして、エラ−報知をし、そ
こで待機する。中点値が許容範囲内になったときには、
助勢電圧Ｖｅをバイアス値としてレジスタ（内部メモリ
の一領域）にセ−ブして、「検出感度調整」に進む。

【００６１】「検出感度調整」に進むと計測コントロ−
ラＴＣＲは、±０．５，±１．０，±１０．０，±２
０．０，±５０．０，±１００°／秒相当の静電気力を
与える、周波数ｆの交流電圧に、先にセ−ブしたバイア
ス値（Ｖｅ）を加えた電圧を助勢電極６２，６３／７
２，７３に順次に印加して、同期検波回路５０ａ，５０
ｂの出力（角速度信号）を読取る。これは、計１２点の
疑似角速度電圧の印加と角速度信号の読取りである。１
２点の印加電圧対応の疑似角速度（横軸）と、各点の角
速度信号との関係を直線（一次式）で近似し、近似直線
関数、角速度信号（レベル）＝ａ×角速度＋ｂ、を求め
る。そして該近似直線関数のｂ値が、設定範囲（実質上
零領域）内であるかをチェックする（２３，２４）。設
定範囲を外れていると、最初の「ｘ励振の周波数ｆ，電
圧Ｖ，Ｖｅの設定」に戻る。

【００６２】ｂ値が設定範囲内であると、前記近似直線
関数のａ値（傾き）が設定範囲内であるかをチェックす
る。設定範囲を外れていると、設定範囲に入る方向に、
差動増幅器４９の入，出力ゲインおよび／又は同期検波
回路５０ｂの入，出力ゲインを調整する。一回の調整
（ゲイン変更）を行なう毎に、上述の１２点のサンプリ
ングに戻る。ａ値が設定範囲に入らないで、調整範囲外
となると、最初の「ｘ励振の周波数ｆ，電圧Ｖ，Ｖｅの
設定」に戻る。ａ値が設定範囲に入ると、「線形性調
整」Ｅに進む。

【００６３】「線形性調整」に進むと計測コントロ−ラ
ＴＣＲは、±０．５，±１．０，±１０．０，±２０．
０，±５０．０，±１００°／秒相当の静電気力を与え
る、周波数ｆの交流電圧に、先にセ−ブしたバイアス値
（Ｖｅ）を加えた電圧を順次に助勢電極６２，６３／７
２，７３に印加して、同期検波回路５０ａ，５０ｂの出
力（角速度信号）を読取る。これは、計１２点の疑似角
速度電圧の印加と角速度信号の読取りである。１２点の
印加電圧対応の疑似角速度（横軸）と、各点の角速度信
号との関係を直線（一次式）で近似し、近似直線関数、
角速度信号（レベル）＝Ａ×角速度＋Ｂ、を求める。次
に１２点それぞれの、該近似直線に対する距離を算出
し、それらが設定範囲内であるかをチエックして、設定
範囲を外れるものがあると、最初の「ｘ励振の周波数
ｆ，電圧Ｖ，Ｖｅの設定」に戻る。算出した距離（１２
点）がすべて設定範囲内にあると、１２点の連なりを近
似する２次曲線関数を算出する。そして算出した２次曲
線上の点を先に算出した近似直線上に移すための逆関数
（検出値補正関数）を算出する。そして逆関数に上記１
２点の計測値を与えて各逆関数値（補正値）を算出して
（計測値に線形補正を施して）（３７）、算出した１２
点の補正値の線形性を判定する。ここでは、近似直線に
対する各補正値の距離を算出する。そして、算出した距
離（１２点）が設定範囲内かをチェックして、すべてが
設定範囲内であると、「周波数特性調整」に進む。設定
範囲を外れるときには、最初の「ｘ励振の周波数ｆ，電
圧Ｖ，Ｖｅの設定」に戻る。

【００６４】「周波数特性調整」ではまず、周波数０
（直流），１，３，５，１０，３０Ｈｚで変調した、±
１００°／秒相当の静電気力を与える周波数ｆの電圧
に、バイアス値Ｖｅを加え電圧を順次に印加して、同期
検波回路５０ａ，５０ｂの出力（角速度信号）を読取
る。これは、計６点の、周波数が異なる疑似角速度電圧
の印加と角速度信号の読取りである。次に計測コントロ
−ラＴＣＲは、６点の計測値の連なりを表わす、横軸に
角速度周波数を、縦軸に角速度をとった近似楕円関数を
算出する。そして該楕円関数に対する計測値６点の分散
を算出し、設定範囲内かをチェックする。設定範囲内で
あると、設計範囲内の角速度周波数において、該楕円関
数上にある計測値を、該楕円と縦軸との交点を通る、横
軸に平行な直線上に移すための周波数対応のゲインを、
差動増幅器４９の出力増幅器に設定する。そして「角速
度計測」に進む。

【００６５】「角速度計測」において計測コントロ−ラ
ＴＣＲは、図示しない車両上状態情報発生器の信号に基
づいて車両停止中か走行中かを判定し、走行中は、上述
の処理で設定した周波数ｆ，電圧Ｖの電圧パルスを駆動
電極５ａ，６ａ／５ｂ，６ｂに印加し、助勢電極６２，
６３／７２，７３にはセ−ブしている助勢直流電圧Ｖｅ
を印加して、所定周期で同期検波回路５０ａ，５０ｂの
検出信号を読込んで、同期検波回路５０ｂの信号を、先
に設定した逆関数に基づいて補正して角速度値を得て、
角速度デ−タ（方向と大きさ）を、図示しないホストコ
ンピュ−タに出力する。

【００６６】車両停止中となったときには、所定周期で
「角速度計測」から上述の「ｘ励振の周波数ｆ，電圧
Ｖ，Ｖｅの設定」に進む。それから「零点ドリフト判
定」，「ドリフト調整」，「検出感度調整」および「線
形性調整」を経て、「角速度計測」に進む。したがって
車両停止中は、所定周期で角速度センサのチェックと計
測回路の校正が行なわれる。

【００６７】なお、図１に示す角速度センサは、駆動枠
７，１７をそれぞれ駆動回路４１，５１で共振ｘ振動駆
動するが、このｘ振動駆動を駆動枠７，１７の一方のみ
としてもよい。その場合、駆動枠７，１７がばね梁３１
〜３８および連結梁ｃ１，ｃ１で連結されているので、
一方の駆動枠７のみを共振周波数でｘ振動駆動すると、
駆動枠７が共振周波数で共振する。また、振動体１１，
２１を駆動枠７，１７と一体としているが、振動体１
１，２１から分離し、ばね梁で振動体１１，２１を駆動
枠７，１７に連結した構造としてもよい。

【００６８】−第２実施例− 図４に、本発明の第２実施例の機構要素を示す。絶縁層
を形成したシリコン基板１００には、導電性とするため
の不純物を含むポリシリコン（以下導電性ポリシリコ
ン）の、浮動体アンカー１，駆動電極１１ａ〜１４ａの
アンカー，駆動検出電極１１ｂ〜１４ｂのアンカー，角
速度検出電極３０，３１のアンカーおよび支持ばね２０
〜２３のアンカー２４〜２７、が接合しており、これら
のアンカーは、シリコン基板１００上の絶縁層の上に形
成された配線により、図示しない接続電極に接続されて
いる。

【００６９】リソグラフによる半導体プロセスを用い
て、シリコン基板１００から浮きしかも浮動体アンカー
１に連続した、導電性ポリシリコンの、ｘ方向に延びる
中心ｘ梁２ａ，２ｂ，これに連続した剛性枠１０および
これに連続しｙ方向に延びるｙ梁３ａ，３ｂが形成され
ている。ｘ梁２ａ，２ｂはｙ方向の撓み性が高く、ｙ梁
３ａ，３ｂはｘ方向の撓み性が高い。

【００７０】図５の（ａ）に、剛性枠１０の部分を拡大
して示し、図５の（ｂ）にはそのＢ５−Ｂ５矢印線の断
面概要を、図５の（ｃ）にはＣ５−Ｃ５矢印線の断面概
要を示す。浮動体アンカー１は導電性ポリシリコンであ
って、基板１００の導電性ポリシリコン層に連続（電気
的に接続）であり、頭部が幅広で脚部が幅狭の浮動体ア
ンカー１の頭部にｙ方向の撓み性が高い導電性ポリシリ
コンのｘ梁２ａ，２ｂが連続し、これらのｘ梁２ａ，２
ｂに導電性ポリシリコンの剛性枠１０が連続している。
剛性枠１０は正方形であり、その中心（２対角線の交
点）に浮動体アンカー１の中心Ｏが位置し、ｘ梁２ａ，
２ｂは中心Ｏを通るｘ平行線上にある。ｙ梁３ａ，３ｂ
は、剛性枠１０にその角で連続する導電性ポリシリコン
である。

【００７１】図４を再度参照すると、ｙ梁３ａにはｘ，
ｙ方向共に剛性が高いｘ梁４ａ，８ａが連続し、これら
のｘ梁４ａ，８ａにｘ方向の撓み性が高いｙ梁５ａ，７
ａが連続し、これらのｙ梁５ａ，７ａがＨ型の第１のｘ
振動子６ａの中心位置に連続している。同様に、ｙ梁３
ｂにはｘ，ｙ方向共に剛性が高いｘ梁４ｂ，８ｂが連続
し、これらのｘ梁４ｂ，８ｂにｘ方向の撓み性が高いｙ
梁５ｂ，７ｂが連続し、これらのｙ梁５ｂ，７ｂがＨ型
の第２のｘ振動子６ｂの中心位置に連続している。これ
らの要素も、シリコン基板１００から浮いており、導電
性ポリシリコンであり、アンカー１の中心Ｏにおいて、
アンカー１によって支持され、基板１００からは浮いて
いる。

【００７２】第１，第２のｘ振動子６ａと６ｂとは、中
心Ｏを通るｙ軸に関して対称な形状であって対称な位置
にあり、ｙ梁３ａと３ｂも、またｘ梁２ａと２ｂも、ｙ
軸に関して対称な形状であって対称な位置にある。剛性
枠１０は、ｘ振動子６ａ，６ｂのｘ軸上での駆動振動を
安定化させるものである。

【００７３】これらのｘ振動子６ａ，６ｂには、ｙ方向
に等ピッチで分布しｘ方向に突出する櫛歯状の可動電極
１５ａ，１５ｂがあり、駆動電極アンカーに連続した、
導電性ポリシリコンの駆動電極１１ａ〜１４ａおよび駆
動検出電極１１ｂ〜１４ｂにも、可動電極１５ａ，１５
ｂのｙ方向分布の空間に突出する櫛歯状の固定電極１６
ａ，１６ｂがありｙ方向に分布している。

【００７４】駆動電極１１ａ，１３ａと１２ａ，１４ａ
に交互に、第１のｘ振動子６ａの電位（略機器ア−スレ
ベル）より高い電圧を印加することにより、ｘ振動子６
ａがｘ方向に振動する。このｘ振動が、ｘ振動子６ａ，
６ｂを支持する第１支持梁(2a,3a,4a,5a,7a,8a/2b,3b,4
b,5b,7b,8b)を介して、少しではあるがｘ振動子６ｂに
伝播し、ｘ振動の周波数が第２のｘ振動子６ｂの共振周
波数に合致するものであると、第２のｘ振動子６ｂが該
共振周波数でｘ方向に大きく振動し、第１，第２のｘ振
動子６ａ，６ｂが互に逆相で振動する。すなわち第１，
第２のｘ振動子６ａ，６ｂが共振音叉振動し、エネルギ
消費効率が高いｘ振動をする。

【００７５】第２のｘ振動子６ｂがｘ方向に振動するこ
とにより、ｘ振動子６ｂと駆動検出電極１２ｂ，１４ｂ
との間の静電容量が振動し、かつその容量振動と逆位相
でｘ振動子６ｂと駆動検出電極１１ｂ，１３ｂとの間の
静電容量が振動する。

【００７６】アンカー１は、振動子６ａ，６ｂ間の中点
にあるのでｘ振動の中立点であり、ｘ振動子６ａ，６ｂ
の共振音叉振動（ｘ振動）に関してアンカー１（の中心
Ｏ）は静止点であり、結局、アンカー１はｘ振動子６
ａ，６ｂを、静止点にて支持していることになる。

【００７７】前述の剛性枠１０のｘ平行２辺の各中点
（共振音叉振動に関してｘ方向に振動しない中立点）
に、検出振動子支持用の連結梁１７，１８の一端が連続
しており、これらの連結梁１７，１８の他端が、中心Ｏ
を中心とする平板リング状の検出振動子１９に連続して
いる。これらの要素も、シリコン基板１００から浮いて
おり、導電性ポリシリコンであり、アンカー１の中心Ｏ
において、アンカー１によって支持され、基板１００か
らは浮いている。連結梁１７，１８は、検出振動子１９
の同一直径線上に位置する。ばね梁２０〜２３の一端が
検出振動子１９に連続し、それらの他端がアンカー２４
〜２７に連続している。ｘ，ｙ平面上でばね梁２０〜２
３は、Ｓ字型であり、ｘ，ｙ方向には撓み性が高いが、
ｚ方向には剛性が高く、検出振動子１９の連結梁１７，
１８廻りのねじれ回転を抑止し検出振動子１９を基板１
００に平行に維持する。ばね梁２０〜２３がｘ，ｙ方向
には撓み性が高いので、また連結梁１７，１８が中心Ｏ
を中心とする回転方向の撓み性が高いので、検出振動子
１９は、中心Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転は容易であ
る。以上に説明した連結梁１７，１８および検出振動子
１９も導電体ポリシリコンであり、アンカー１，２４〜
２７と実質上同電位である。

【００７８】検出振動子１９には、周方向に等ピッチで
１８個の窓２８が開いており、それらの中の１つ飛びの
９個の各窓の円周方向中央位置に渡し梁２９があり、こ
の渡し梁２９で、窓は２区分されており、各区分の空間
に、各１対の導電体ポリシリコンの固定検出電極３０，
３１があり、基板１００上の検出電極用の各アンカーで
支持されそれと電気的に連続である（電気接続関係にあ
る）。

【００７９】対の検出電極３０，３１間は絶縁されてい
るが、検出用振動子１９の中心Ｏを通るｚ軸廻りの回転
を検出するための各対電極３０，３１の、各対間で対応
位置にある検出電極は電気リ−ド３２，３３に共通接続
されている。

【００８０】検出電極３０，３１がある窓の隣りの窓
（計９個）のそれぞれには、検出振動子１９の質量を
増，減調整するための機構８２，８３がある。これらの
機構８２，８３と検出振動子１９との相対関係は、図
１，図２に示す第１実施例の機構８２，８３と振動体１
１との相対関係と同様である。ただし第２実施例（図
４）では、検出振動子１９の半径方向に並んでいる。第
２実施例（図４）の機構８２，８３と基板１００との関
係も、第１実施例（図１，図２）と同様であり、図示は
省略したが、電気導体８２ｈ，８３ｈ（図１）と同様な
電気導体が、図４に示す基板１００の表面の絶縁層上に
あり、図４において、機構８２の質量体を検出振動子１
９に溶着させて基板に固定のアンカーから分離（検出振
動子１９の質量の増大：ｚ軸廻りのねじり振動の共振周
波数の低減）をすることができる。また、機構８３の質
量体を基板に固定のアンカーに溶着させて検出振動子１
９から分離（検出振動子１９の質量の低減：ｚ軸廻りの
ねじり振動の共振周波数の上昇）をすることができる。
また、中心Ｏを中心とする検出振動子１９の質量の平衡
調整を行なうことができる。

【００８１】ｘ振動子６ａ，６ｂがｘ方向に共振音叉振
動しているとき、中心Ｏを通るｚ軸廻りの角速度が加わ
ると、ｘ振動子６ａ，６ｂの振動が、ｙ成分も有する相
対的に逆相の楕円振動となり、第１支持梁(2a,3a,4a,5
a,7a,8a/2b,3b,4b,5b,7b,8b)が中心Ｏを通るｚ軸廻りに
ねじれ振動し、これによって連結梁１７，１８が中心Ｏ
を通るｚ軸廻りにねじれ振動する。これによって検出用
振動子１９が、中心Ｏを通るｚ軸廻りに回転振動する。

【００８２】以上に説明した角速度センサには、図１に
示す角速度検出回路（３５ａ〜４２）が接続されてい
る。タイミング信号発生器３４が、ｘ振動子６ａをｘ方
向に共振周波数で逆相駆動する駆動パルス信号を発生し
て、駆動回路３５ａ，３５ｂに与えると共に、同期検波
用の同期信号を同期検波回路３８，４２に与える。

【００８３】駆動回路３５ａ，３５ｂが、駆動パルス信
号に同期した電圧パルスを駆動電極１１ａ，１３ａ／１
２ａ，１４ａに印加することにより、ｘ振動子６ａがｘ
方向に振動する。この振動によってｘ振動子６ｂも振動
するが、ｘ振動が実際の共振周波数がずれている場合に
はｘ振動子６ｂの振動は弱く不安定である。ｘ振動子６
ｂが振動すると、駆動検出電極１１ｂ〜１４ｂの相対向
するもの１１ｂ，１３ｂと１２ｂ，１４ｂの、振動子６
ｂに対する静電容量が逆相で振動する。差動増幅器３７
が、これらの静電容量の振動を表わす、プリアンプ３６
ａ，３６ｂが発生する静電容量信号を差動増幅し、１個
のプリアンプが発生する静電容量信号の振幅を略２倍と
し、ノイズを相殺した差動信号を発生し、同期検波回路
３８およびフィ−ドバック処理回路３９に与える。同期
検波回路３８は、駆動パルス信号と同相の同期信号に同
期して、差動増幅器３７が与える差動信号すなわちｘ振
動を表わすｘ振動検出電圧を検波し、駆動パルス信号に
対するｘ振動の位相ずれを表わす信号を発生してフィ−
ドバック処理回路３９に与える。

【００８４】フィ−ドバック処理回路３９は、同期検波
回路３８が与える位相ずれ信号レベルを設定値に合わす
ための移相信号を、駆動回路３５ａ，３５ｂに与え、そ
れを受けた駆動回路は、移相信号に対応して、駆動パル
ス信号に対する出力駆動電圧Ｖ１，Ｖ２の位相をシフト
する。同期検波回路３８の位相ずれ信号レベルが実質上
設定値になった状態で、ｘ振動子６ａ，６ｂの共振音叉
振動は安定したものとなる。

【００８５】安定した共振音叉振動の間に、中心Ｏを通
るｚ軸廻りの角速度が加わると、検出振動子１９に回転
振動が現われ、その振幅が角速度の絶対値に対応する。

【００８６】検出振動子１９の回転振動を検出する対の
検出電極（３０，３１）の静電容量が、回転振動によっ
て相対的に逆相で振動し、これを表わす静電容量信号を
プリアンプ４０ａ，４０ｂが発生して差動増幅器４１
が、両信号の差動信号すなわち１個のプリアンプが発生
する静電容量信号の振幅を略２倍とし、ノイズを相殺し
た差動信号、を発生し、同期検波回路４２に与える。同
期検波回路４２は、駆動パルス信号と同相の同期信号に
同期して、差動増幅器４１が与える差動信号すなわち回
転振動を表わす振動検出電圧を検波し、角速度を表わす
信号を発生する。この角速度信号の極性（±）は加わっ
た角速度の方向を、信号レベルの絶対値は角速度の大き
さを表わす。

【００８７】なお、図４に示す角速度センサ（真空封止
されている）に図４にブロックで示す電気回路を接続す
るとき、電気リ−ド３２，３３の外部接続端子へのプリ
アンプ４０ａ，４０ｂの接続は保留し、他の電気回路は
図４に示すように接続した状態で、電気リ−ド３２，３
３の外部接続端子に可変周波数電源回路の出力端を接続
して、対の検出電極３０，３１に逆相のパルス電圧を印
加し、該パルス電圧の周波数を低から高に（又はその逆
に）変更しながら差動アンプ３７および又は同期検波回
路３８の出力を監視することにより、検出振動子１９が
ｚ軸廻りに回転振動し、その共振周波数ならびにマスア
ンバランスを知ることができる。このとき、機構８２又
は８３の質量体の、検出振動子１９への選択的な付加又
は除去によって、共振周波数を設計値近くに調整しかつ
マスバランスを調整することができる。このような調整
を終えてから、電気リ−ド３２，３３の外部接続端子か
ら可変周波数電源回路を分離し、代りにプリアンプ４０
ａ，４０ｂを接続する。

【００８８】以上に説明した角速度センサの構造は従来
構造とは違い、強制的に振動を押さえ込む形になってい
ないため、応力の影響，温度変化に強い構造である。ま
た、駆動と検出の振動の不動点がセンサの重心Ｏにほぼ
一致し、重心位置で支持点は静止している。そのため外
部からの振動（車両等に搭載時）がセンサの駆動振動と
検出振動にほとんど影響を与えないため従来タイプに比
べＳ／Ｎ比が向上する。また、上記のような支持である
ため温度等による熱膨張の影響が少なく温度補正の少な
くてすむ。よって従来タイプに比べＳ／Ｎ比が向上す
る。

【００８９】また、ｘ振動子６ａ，６ｂの質量中心に、
バネ部であるｙ梁５ａ，７ａ／５ｂ，７ｂが連続してそ
れらを浮動支持するので、振動質量（６ａ，６ｂ）の自
身の変形によるばね効果の変化が実質上なく、ｘ振動子
６ａ，６ｂのｘ振動は、単振動に近くなる。ｘ励振の駆
動力がｘ振動子６ａの中心に加わるため、振動のモード
にねじれ等の成分が発生しにくく、ｘ振動が単振動にな
る。

【００９０】また、ｘ振動子６ａ，６ｂ共振音叉振動系
としているため、少ないエネルギーで駆動できるため、
低コスト化できる。変位出力は大きく取れるため、Ｓ／
Ｎが向上する。

【００９１】更に、ｘ振動子６ａ，６ｂの共振音叉振動
の不動点が重心Ｏであり、かつｘ振動子６ａ，６ｂが該
重心Ｏ（単一点）で支持されている。これにより、ｘ振
動の振動漏れが原理上発生しないため、検出振動の増幅
率を大きく取れる。検出振動に不要な振動を誘起しない
ので、角速度信号のＳ／Ｎが向上する。駆動振動に不要
な振動が誘起されず、単振動で駆動できる。そのためＳ
／Ｎが向上する。

【００９２】また、ｘ振動系および検出振動系の重心の
それぞれが一点Ｏであって、同一点であるので、温度に
よる熱膨張の影響によりバネ部（２ａ〜７ａ，２ｂ〜７
ｂ）に応力の負荷が発生せず、温度特性がよくなる。特
に、車載等、温度変化が大きい環境で使用する場合に、
角速度検出の信頼性（安定性）が高い。

【００９３】また、図４に示す角速度センサの、バネ部
（２ａ〜７ａ，２ｂ〜７ｂ）がすべて折り曲げ形状にて
形成されているので、バネ部のねじり振動の周波数が十
分低く形成されているため、検出振動のもれはない。ま
た、温度による熱膨張の影響によりバネ部に応力の負荷
が発生せず、温度特性がよくなる。同じ共振周波数で比
べると外形を小さくできるため、低コストとなる。

【００９４】検出振動子１の内空間内にｘ振動子６ａ，
６ｂを配置しているので、中心Ｏからのｘ振動子６ａ，
６ｂの距離より、検出振動子１９の半径が大きいので、
てこの原理により検出振動子１９の回転変位が大きく、
角速度信号のＳ／Ｎが高い。また、リソグラフを用いる
半導体プロセスにて、シリコンウェ−ハ上に構成でき従
来の半導体プロセスにて製作可能なため、低コストで生
産しうる。浮動体が１枚板から形成され、半導体プロセ
スにて簡単に造形でき、低コストで生産しうる。

【００９５】なお、上述の第１，第２実施例のいずれに
おいても、角速度センサの、リソグラフによる半導体プ
ロセスで形成された機構要素（図１，図４上の、電気接
続端子およびブロックで示す電気回路を除く領域）は、
半導体集成素子パッケ−ジとして気密封止され、振動部
材の作動空間は真空である。該パッケ−ジの外に露出す
る電気接続端子に、電気回路が接続され、振動部材への
質量体付加や除去も、パッケ−ジの外に露出する電気接
続端子に図示しない調整装置を接続して、機構８２，８
３，９２，９３の１つづつについて実行される。したが
って各機構に独立に電気導体８２ｈ，８３ｈを接続して
電気接続端子に電気的に連続としている。 しかしなが
ら、機構８２，８３，９２，９３のすべてをグル−プ化
し、１グル−プ内では、質量体の質量は同じであるが、
ばね梁（８２ｂ，８３ｂ）をばね定数（ばね梁＋質量体
の共振周波数）を異なるものに設計しておくことによ
り、同一グル−プ内では電気導体（８２ｈ，８３ｈ）を
共通にすることもできる。この場合、同一グル−プ内各
機構の共振周波数の違いを利用して所要の機構の質量体
を選択的に振動部材に付加又は除去することができる。
例えば、機構ｉの質量体を付加又は除去する必要がある
ときには、共通電気導体に、該機構の共振周波数のパル
ス電圧又は交流を印加すればよい。この実施態様では、
振動部材の質量調整に所要の電気導体の本数が大幅に節
約になる。

【００９６】次に、質量付加用の機構８２（９２）およ
び質量削除用の機構８３（９３）の変形例の数例を示
す。

【００９７】図６の（ａ）に示す例は、質量体８２ａお
よび８３ａに、振動体１１およびアンカ−８３ｃとの溶
着を確実にするための大きな凸部８２ｈおよび８３ｈ
を、また振動体１１およびアンカ−８３ｃにもそれらの
凸部８２ｈ，８３ｈが当る大きな凸部８２ｉおよび８３
ｉを備えたものであり、他の構造は、図２の（ａ）に示
すものと同様である。この変形例で、図２の（ａ）の例
と同様に、質量体８２ａを振動体１１に、質量体８３ａ
をアンカー８３ｃに接合（溶着）した状態を、図６の
（ｂ）に示す。質量体８２ａ，８３ａが、大きな凸部８
２ｈ，８３ｈの端面で、振動体１１，アンカー８３ｃの
大きな凸部８２ｉ，８３ｉの端面に溶着するので、接合
が確実である。

【００９８】図７に示す例は、図２の（ａ）に示す質量
体８２ａ，８３ａの振動体１１への付加又は振動体１１
から除去のための駆動方向がｘ方向であるのに対し、そ
れをｙ方向にしたものである。また、図７の図示上は比
較的に大きく示すが、実際は微小な質量体をコンパクト
に装備するために、質量体等の櫛歯電極を省略したもの
である。図７に示す質量体８２ａ，８３ａと振動体１１
とのギャップｇ１、および、アンカー８２ｃ，８３ｃと
振動体１１とのギャップｇ４は、フルスケ−ルの角速度
が加わったときの振動体１１のｙ振動の振幅より大きい
値であり、質量体８２ａ，８３ａおよびばね梁８２ｂ，
８３ｂと振動体１１との間のギャップｇ２，ｇ３は、振
動体１１のｘ励振の設計上の最高振幅値／２より大きい
値である。

【００９９】図７の（ｅ）（平面）および（ｆ）（その
Ｆ７−Ｆ７線断面）に示す例は、基板１００の導電体ポ
リシリコン層から絶縁した質量体分離用の電極８３ｊ
が、基板１００上の、質量体８３ａの直下にあり、振動
体１１（アンカーａ１〜ｂａ４：図１）と電極８３ｊの
間に、質量体８３ａのｚ方向共振周波数の、比較的に高
い電圧を印加することにより、質量体８３ａがｚ方向に
振動しそれが電極８３ｊに当ったときに、質量体８３ａ
／電極８３ｊの間に高電流（短絡電流）が流れて両者が
接触面で溶着しこれにより電流値が更に上昇してばね梁
８３ｂが溶融飛散して破断する。これより、質量体８３
ａは、図７の（ｆ）に２点鎖線で示すように、振動体１
１から分離し電極８３ｊ（基板１００）に固定となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の平面図である。

【図２】 （ａ）は、図１に示す質量を増，減調整する
ための機構８２，８３の拡大平面図、（ｂ）は、（ａ）
上の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。

【図３】 図１に示す駆動回路４１，４２のそれぞれに
与えられる駆動信号Ａ，Ｂ等を示すタイムチャ−トであ
り、（ａ）および（ｂ）は駆動信号Ａ，Ｂを、（ｃ）は
振動体１１，２１のｘ振動を、（ｄ）は、助勢電極６
２，６３／７２，７３に助勢電圧Ｖｅを印加していない
ときの振動体１１，２１のｙ振動を、（ｅ）は助勢電圧
Ｖｅを、（ｆ）は助勢電極６２，６３／７２，７３に助
勢電圧Ｖｅを印加しているときの振動体１１，２１のｙ
振動を、それぞれ示す。

【図４】 本発明の第２実施例の平面図である。

【図５】 （ａ）は図４に示す剛性枠１０周りの拡大平
面図であり、（ｂ）はそのＢ５−Ｂ５線断面図、（ｃ）
はＣ５−Ｃ５線断面図である。

【図６】 （ａ）は図２に示す質量体８２ａ，８３ａの
変形例を示す平面図であり、（ｂ）は質量体８２ａ，８
３ａを振動体１１，アンカー８３ｃに固定した状態を示
す平面図である。

【図７】 図２に示す質量体付加および除去の機構８
２，８３の変形例を示す。（ａ）は機構８２の変形例を
示す平面図、（ｂ）はそのＢ７−Ｂ７線断面図である。
（ｃ）は機構８３の変形例を示す平面図、（ｄ）はその
Ｄ７−Ｄ７線断面図である。（ｅ）は機構８３のもう１
つの変形例を示す平面図、（ｆ）はそのＦ７−Ｆ７線断
面図である。

【符号の説明】

−図１＆図２− ａ１〜ａ８：アンカー ｂ１〜ｂ８，１〜３，８〜１０，１９，２０：ばね梁 ｃ：連結枠 ４：駆動枠 ５，６：駆動電極 ７：第１駆動枠 １１：第１振動体 １２，１３，２２，２
３：ｙ変位検出電極 １４，２４，６４：振動枠 １５，１６，６５，６
６：駆動変位検出電極 ２５，２６：周波数調整用電極 ３１〜３８：ばね梁 ６２，６３／７２，７３：助勢電極 ８２，８３／９２，９３：振動体の質量を増，減調整す
るための機構 ８２ａ，８３ａ：質量体 ８２ｂ，８３ｂ：ばね
梁 ８２ｃ，８３ｃ：アンカー ８２ｄ，８３ｄ：櫛歯
電極 ８２ｅ，８３ｅ：櫛歯電極 ８２ｇ，８３ｇ：通電
用電極 ８２ｈ，８３ｈ：電気導体 −図４− １：アンカー ２ａ，２ｂ：ｘ梁 ３ａ，３ｂ：ｙ梁 ４ａ，４ｂ：ｘ梁 ５ａ，５ｂ：ｙ梁 ６ａ，６ｂ：ｘ振動子 ７ａ，７ｂ：ｙ梁 ８ａ，８ｂ：ｘ梁 １０：剛性枠 １１ａ〜１４ａ，１１ｂ
〜１４ｂ：固定電極 １５ａ，１５ｂ：可動電極 １６ａ，１６ｂ：固定電
極 １７，１８：連結梁 １９：検出振動子 ２０〜２３：ばね梁 ２４〜２７：アンカー ２８：窓 ２９：渡し梁 ３０，３１：固定検出電極 ３２，３３：電気リ−ド ８２，８３：振動体の質量を増，減調整するための機構 ８２ｉ，８３ｉ，８２ｈ，８３ｈ：凸部 ｇ１〜ｇ４：ギャップ ８３ｊ：電極

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板，該基板に浮動支持された振動体，こ
   れをｘ方向に励振する励振手段および振動体のｘ方向と
   は異なる方向の変位を検出する変位検出手段を備える角
   速度センサにおいて、 前記振動体に連結した付加質量体、および、前記基板上
   にあって該付加質量体を基板側に接合し前記連結を分断
   するための分離手段、を備えることを特徴とする角速度
   センサ。
2. 【請求項２】基板，該基板に浮動支持された振動体，こ
   れをｘ方向に励振する励振手段および振動体のｘ方向と
   は異なる方向の変位を検出する変位検出手段を備える角
   速度センサにおいて、 前記振動体に連結した付加質量体を基板側に接合し前記
   連結を分断するための分離手段、および、該分離手段に
   よって基板側に接合され前記連結が分断された付加質量
   体、を備えることを特徴とする角速度センサ。
3. 【請求項３】基板，該基板に浮動支持された振動体，こ
   れをｘ方向に励振する励振手段および振動体のｘ方向と
   は異なる方向の変位を検出する変位検出手段を備える角
   速度センサにおいて、 前記基板に連結した付加質量体、および、該付加質量体
   を前記振動体に接合し前記連結を分断するための分離手
   段、を備えることを特徴とする角速度センサ。
4. 【請求項４】基板，該基板に浮動支持された振動体，こ
   れをｘ方向に励振する励振手段および振動体のｘ方向と
   は異なる方向の変位を検出する変位検出手段を備える角
   速度センサにおいて、 前記基板に連結した付加質量体を前記振動体に接合し前
   記連結を分断するための分離手段、および、該分離手段
   によって振動体に接合され前記連結が分断された付加質
   量体、を備えることを特徴とする角速度センサ。
5. 【請求項５】分離手段は、付加質量体に静電気力を及ぼ
   す導電体部材、および、該導電体部材と付加質量体との
   間に付加質量体の連結部を通して静電気力を形成する電
   圧を印加するための通電用導体、を含む請求項１，請求
   項２，請求項３又は請求項４記載の角速度センサ。
6. 【請求項６】前記振動体は、ｘ，ｙ方向に撓み性が高い
   浮動支持部材で基板に対して浮動支持され、ｘ方向に並
   び、並びの中間点Ｏを通るｙ軸に関して対称な第１およ
   び第２振動体を含み；前記励振手段は、第１および第２
   振動体の少くとも一方をｘ方向に振動駆動し；前記変位
   検出手段は、第１および第２振動体のｙ変位を検出す
   る；請求項１，請求項２，請求項３又は請求項４記載の
   角速度センサ。
7. 【請求項７】前記振動体は、ｘ，ｙ平面上の一点Ｏに関
   して対称な位置にある、対のｘ振動子，これらの振動子
   に連続しｘ方向に撓む、点Ｏに関して対称であって、点
   Ｏにおいてアンカーにて浮動支持された第１支持梁，点
   Ｏに関して対称な検出振動子、および、点Ｏに関して対
   称であって、第１支持梁および検出振動子に連続する連
   結梁を含み；前記励振手段は、対のｘ振動子を、ｘ方向
   に逆相で振動させ；前記変位検出手段は、点Ｏを中心と
   する回転変位を検出する；請求項１，請求項２，請求項
   ３又は請求項４記載の角速度センサ。