JP2000180180A - Physical amount detector and angular velocity detector - Google Patents

Physical amount detector and angular velocity detector

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JP2000180180A
JP2000180180A JP10358246A JP35824698A JP2000180180A JP 2000180180 A JP2000180180 A JP 2000180180A JP 10358246 A JP10358246 A JP 10358246A JP 35824698 A JP35824698 A JP 35824698A JP 2000180180 A JP2000180180 A JP 2000180180A
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Japan
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substrate
electrode
axis direction
angular velocity
vibrator
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JP10358246A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nagao
勝 長尾
Motohiro Fujiyoshi
基弘 藤吉
Tokuo Fujitsuka
徳夫 藤塚
Kentarou Mizuno
健太朗 水野
Yoshiteru Omura
義輝 大村
Yutaka Nonomura
裕 野々村
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid deterioration in accuracy of angular velocity detection due to a variation in machining. SOLUTION: A vibrator 11 floating on a substrate 10 is supported by anchors 16a-1 to 16b-4 via detecting beams 12-1 to 12-4, couplings 13-1, 13-2, driving beams 14a-1 to 14a-4, couplings 15-1 to 15-4 and driving beams 14b-1 to 14c-4 so that it can vibrate both in X-and Y-axis directions. Angular velocity around a Z-axis which is orthogonal to both X-and Y-axis functions while the vibrator 11 is vibrated in an X-axis direction by a driving electrode 17, and the vibrator 11 vibrates in a Y-axis direction in proportion to the angular velocity. Control electrodes 25-1 to 25-4 are provided on the driving beams 14a-1 to 14a-4, electrostatic attraction due to the electrodes 25-1 to 25-4 is changed by changing applied DC voltage, and a spring constant of the driving beams 14a-1 to 14c-4 is electrically controlled, thereby eliminating leakage vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上面上に梁を
介して変位可能に支持された質量体の基板に対する変位
に基づいて角速度、加速度、圧力などの物理量を検出す
る物理量検出装置、及び同物理量を角速度とする角速度
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical quantity detecting device for detecting physical quantities such as angular velocity, acceleration, and pressure based on displacement of a mass body displaceably supported on a substrate upper surface via a beam with respect to the substrate, and The present invention relates to an angular velocity detection device that uses the same physical quantity as an angular velocity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、この種の物理量検出装置とし
ては、例えば1998年発行の第16回センサシンポジ
ウムのテクニカルダイジェスト第37頁〜第40頁(Te
chnical Digest of the 16th Symposium,1998,pp.37〜4
0)、特開平10−103960号公報、及び1997
年IEEE発行のトランスデューサ(Trnsducer '97)
第1129頁〜第1132頁に記載されているように、
基板上面上に浮かせて配置した質量体と、基板上面上に
浮かせて延設されてなり各一端を質量体にそれぞれ接続
するとともに各他端を基板上面にそれぞれ固着した複数
の梁と、質量体を基板に対してX軸方向に振動させるた
めの駆動用電極と、X軸方向と直交するY軸方向への基
板に対する質量体の振動を検出するための検出用電極と
を備え、基板に作用しかつX,Y両軸に共に直交するZ
軸回りの角速度を検出する角速度検出装置がよく知られ
ている。そして、前記特開平10−103960号公報
には、質量体をX軸方向に振動させるための駆動信号の
一部が電気的にY軸方向に漏れ(以下、この漏れ信号を
クロストークという)、このクロストークがノイズとな
って現れることを防止するために、質量体をY軸方向に
振動させる補正電極を設けて前記クロストークを打ち消
す分だけ振動体をY軸方向に振動させるようにすること
も示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a physical quantity detecting device of this type, for example, the technical digest of the 16th Sensor Symposium published in 1998, pp. 37-40 (Te
chnical Digest of the 16th Symposium, 1998, pp. 37-4
0), JP-A-10-103960, and 1997
IEEE Transducer (Trnsducer '97)
As described on pages 1129 to 1132,
A mass body suspended above the substrate upper surface, a plurality of beams extended above the substrate upper surface and connected at each end to the mass body, and each other end fixed to the substrate upper surface, respectively; A driving electrode for causing the substrate to vibrate in the X-axis direction with respect to the substrate, and a detection electrode for detecting vibration of the mass body with respect to the substrate in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. Z that is orthogonal to both X and Y axes
An angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around an axis is well known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-103960 discloses that a part of a drive signal for vibrating a mass body in the X-axis direction electrically leaks in the Y-axis direction (hereinafter, this leak signal is referred to as crosstalk). In order to prevent this crosstalk from appearing as noise, a correction electrode for vibrating the mass body in the Y-axis direction is provided, and the vibrating body is vibrated in the Y-axis direction by the amount of canceling the crosstalk. Are also shown.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の角速
度検出装置にあっては、前記クロストークによる角速度
の検出誤差ばかりではなく、梁の断面形状、幅、高さ、
長さなどの梁の加工のばらつきによる影響が大きいため
に、振動体を精度よく振動及び変位させることができ
ず、角速度の検出精度を良好にすることができないとい
う問題があった。
However, in this kind of angular velocity detecting device, not only the angular velocity detection error due to the crosstalk but also the cross-sectional shape, width, height,
Since there is a great effect due to variations in beam processing such as length, the vibrating body cannot be vibrated and displaced with high accuracy, and there has been a problem that the angular velocity detection accuracy cannot be improved.

【0004】[0004]

【発明の大略】本発明の目的は、上記従来の角速度検出
装置の問題を解決するためになされたものであるととも
に、基板上面上に梁を介して変位可能に支持された質量
体の基板に対する変位に基づいて角速度、加速度、圧力
などの物理量を検出する物理量検出装置全般において、
前記梁の加工のばらつきの問題を解決して検出物理量の
誤差をできるだけ小さくすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem of the conventional angular velocity detecting device. In addition, the object of the present invention is to provide a mass body supported displaceably via beams on the upper surface of the substrate. In general physical quantity detection device that detects physical quantities such as angular velocity, acceleration, and pressure based on displacement,
An object of the present invention is to solve the problem of beam processing variations and minimize errors in detected physical quantities.

【0005】前記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、基板上面上に浮かせて配置した質量体と、
基板上面上に浮かせて延設されてなり各一端を質量体に
それぞれ接続するとともに各他端を基板上面にそれぞれ
固着した複数の梁とを備え、基板に対する質量体の変位
に基づいて物理量を検出するための物理量検出装置にお
いて、複数の梁のうちの少なくとも一つの梁に対し、同
少なくとも一つ梁の中間部に接続された梁側電極指と基
板上面に接続された基板側電極指とを互いに対向させて
なり同少なくとも一つの梁のばね定数を変更するための
調整用電極を設けたことにある。
[0005] In order to achieve the above-mentioned object, a structural feature of the present invention is that a mass body suspended above the upper surface of a substrate is provided;
A plurality of beams that are extended above the board and connected at one end to the mass body and each other end is fixed to the board top face, respectively, to detect physical quantities based on the displacement of the mass body with respect to the board In the physical quantity detection device for performing, for at least one of the plurality of beams, a beam-side electrode finger connected to the intermediate portion of the at least one beam and a substrate-side electrode finger connected to the upper surface of the substrate An adjustment electrode is provided so as to face each other and change the spring constant of the at least one beam.

【0006】この場合、前記梁側電極指及び基板側電極
指を、共に同梁側電極指の接続された梁の延設方向と同
一方向に延設するように構成するとよい。また、使用に
際しては、前記調整用電極の梁側電極指と基板側電極指
に可変電圧源回路を接続して、両電極指間に直流電圧を
印加するとともに同印加電圧を変更可能とするとよい。
In this case, it is preferable that both the beam-side electrode fingers and the substrate-side electrode fingers extend in the same direction as the extending direction of the beam to which the beam-side electrode fingers are connected. In use, it is preferable that a variable voltage source circuit is connected to the beam-side electrode finger and the substrate-side electrode finger of the adjustment electrode so that a DC voltage can be applied between both electrode fingers and the applied voltage can be changed. .

【0007】これによれば、梁に加工のばらつきがあっ
て振動体を精度よく変位させることができない場合で
も、複数の梁のうちの少なくとも一つの梁のばね定数を
変更させることにより質量体の変位を調整できるので、
質量体の変位に基づく物理量の検出精度を良好にするこ
とができる。
According to this, even when the vibrating body cannot be accurately displaced due to variations in processing of the beams, by changing the spring constant of at least one of the plurality of beams, the mass of the mass body is changed. Since the displacement can be adjusted,
The accuracy of detecting the physical quantity based on the displacement of the mass body can be improved.

【0008】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
と同様な質量体及び複数の梁を備えるとともに、質量体
を基板に対してX軸方向に振動させるための駆動用電極
と、X軸方向と直交するY軸方向への基板に対する質量
体の振動を検出するための検出用電極とを備えて、基板
に作用しかつX,Y両軸に共に直交するZ軸回りの角速
度を検出するための角速度検出装置において、複数の梁
のうちの少なくとも一つの梁に対し、同少なくとも一つ
梁の中間部に接続された梁側電極指と基板上面に接続さ
れた基板側電極指とを互いに対向させてなり同少なくと
も一つの梁のばね定数を変更するための調整用電極を設
けたことにある。
Another feature of the present invention is that a driving electrode for vibrating the mass body in the X-axis direction with respect to the substrate is provided, comprising a mass body and a plurality of beams similar to the above. A detection electrode for detecting the vibration of the mass body with respect to the substrate in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and detecting an angular velocity about the Z-axis acting on the substrate and orthogonal to both the X and Y axes; In the angular velocity detection device for detecting, for at least one of the plurality of beams, a beam-side electrode finger connected to the intermediate portion of the at least one beam and a board-side electrode finger connected to the top surface of the board And an adjusting electrode for changing the spring constant of the at least one beam is provided.

【0009】この場合も、前記梁側電極指及び基板側電
極指を、共に同梁側電極指の接続された梁の延設方向と
同一方向に延設するように構成するとよい。また、使用
に際しては、前記調整用電極の梁側電極指と基板側電極
指に可変電圧源回路を接続して、両電極指間に直流電圧
を印加するとともに同印加電圧を変更可能とするとよ
い。
Also in this case, it is preferable that both the beam-side electrode fingers and the substrate-side electrode fingers extend in the same direction as the extending direction of the beam to which the beam-side electrode fingers are connected. In use, it is preferable that a variable voltage source circuit is connected to the beam-side electrode finger and the substrate-side electrode finger of the adjustment electrode so that a DC voltage can be applied between both electrode fingers and the applied voltage can be changed. .

【0010】これによっても、梁に加工のばらつきがあ
って振動体を精度よく変位させることができない場合で
も、前記と同様なばね定数の変更による質量体の変位の
調整により、角速度の検出精度を良好にできる。
[0010] According to this, even when the beam cannot be displaced with high accuracy due to variations in processing of the beam, the detection accuracy of the angular velocity can be improved by adjusting the displacement of the mass body by changing the spring constant as described above. Can be good.

【0011】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
角速度検出装置において、前記X,Y両軸を基板上面に
対して平行な軸とするととともに、前記複数の梁をY軸
方向に延設された駆動用梁部とX軸方向に延設された検
出用梁部とを連結してそれぞれ構成し、前記調整用電極
を駆動用梁部に設けたことにある。
Another feature of the present invention is that, in the angular velocity detection device, both the X and Y axes are axes parallel to the upper surface of the substrate, and the plurality of beams are moved in the Y-axis direction. The extended drive beam and the detection beam extended in the X-axis direction are connected to each other, and the adjustment electrode is provided on the drive beam.

【0012】これによれば、駆動用梁部の加工のばらつ
きにより、駆動用電極が振動体を精度よくX軸方向に振
動させることができない場合には、少なくとも一つの駆
動用梁部のばね定数を変更することにより、振動体をX
軸方向へ精度よく振動させることができる。その結果、
振動体のY軸方向の振動に基づいて角速度を精度よく検
出できる。
According to this, when the driving electrode cannot accurately vibrate the vibrating body in the X-axis direction due to a variation in processing of the driving beam, the spring constant of at least one driving beam is determined. By changing the
Vibration can be accurately performed in the axial direction. as a result,
The angular velocity can be accurately detected based on the vibration of the vibrating body in the Y-axis direction.

【0013】また、本発明の他の構成上の特徴は、前記
駆動用梁部に代えて検出用梁部に調整用電極を設けたこ
とにある。
Another structural feature of the present invention resides in that an adjustment electrode is provided on a detecting beam in place of the driving beam.

【0014】これによれば、検出用梁部の加工のばらつ
きにより、振動体がコリオリ力により精度よくY軸方向
に振動しなかったり、振動体の回転中心がずれたりして
角速度を精度よく検出できない場合でも、少なくとも一
つの検出用梁部のばね定数を変更することにより、コリ
オリ力による振動体のY軸方向への精度よい振動を得る
ことができ、角速度を精度よく検出できるようになる。
According to this, the angular velocity is accurately detected by the vibrating body not accurately vibrating in the Y-axis direction due to the Coriolis force or the rotational center of the vibrating body being displaced due to a variation in processing of the detection beam. Even in the case where it is not possible, by changing the spring constant of at least one detection beam portion, it is possible to obtain accurate vibration of the vibrating body in the Y-axis direction due to Coriolis force, and it is possible to accurately detect the angular velocity.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】a.第1実施形態 以下、本発明の第1実施形態を図面を用いて説明する
と、図1は本発明に係る半導体で構成した角速度検出素
子の平面図であり、図2は同素子の各部の断面図又は端
面図である。なお、図1及び図2においては、基板10
上面との間に隙間のある部材と隙間のない部材とで模様
を異ならせて示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION a. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an angular velocity detecting element formed of a semiconductor according to the present invention, and FIG. It is a figure or an end view. 1 and 2, the substrate 10
The pattern is different between a member having a gap between the upper surface and a member having no gap.

【0016】この角速度検出素子は、シリコンで方形状
に形成された基板10上に、質量体としての振動子11
をその上面から所定距離だけ浮かせて水平面内に配置さ
せている。振動子11は、X軸方向(図示左右方向)に
振動している状態で、X,Y両軸に直交するZ軸(紙面
貫通方向)回りの角速度によって同角速度の大きさに比
例した振幅でY軸方向(図示上下方向)に振動するもの
で、正方形状に形成されるとともに複数の方形状の小さ
な貫通孔11aを有する。この振動子11は、振動子1
1と同様に基板10上から所定距離だけ浮かせて設けた
検出用梁部12−1〜12−4、連結部13−1,13
−2、駆動用梁部14a−1〜14a−4,14b−1
〜14b−4、14c−1〜14c−4及び連結部15
−1〜15−4により、基板10上に振動可能に支持さ
れている。
This angular velocity detecting element is provided with a vibrator 11 as a mass body on a substrate 10 formed in a square shape of silicon.
Is floated by a predetermined distance from the upper surface thereof and arranged in a horizontal plane. The vibrator 11 is vibrating in the X-axis direction (horizontal direction in the drawing), and has an amplitude proportional to the magnitude of the angular velocity by an angular velocity about a Z-axis (through-the-sheet direction) orthogonal to both X and Y axes. It vibrates in the Y-axis direction (vertical direction in the figure), and has a plurality of small rectangular through holes 11a formed in a square shape. The vibrator 11 includes the vibrator 1
1, the detection beam portions 12-1 to 12-4 and the connection portions 13-1 and 13 provided to be floated from the substrate 10 by a predetermined distance.
-2, drive beam parts 14a-1 to 14a-4, 14b-1
To 14b-4, 14c-1 to 14c-4 and the connecting portion 15
By -1 to 15-4, it is supported on the substrate 10 so as to be able to vibrate.

【0017】検出用梁部12−1〜12−4は、狭い幅
で長尺状に形成されてなり、各一端にて振動子11の各
角部に接続されるとともにX軸方向にそれぞれ延設され
ていて、振動子11のY軸方向の振動を許容する。連結
部13−1,13−2は、比較的広い幅を有してY軸方
向に延設されており、検出用梁部12−1〜12−4の
各他端を駆動用梁部14a−1〜14a−4の各一端に
それぞれ連結している。駆動用梁部14a−1〜14a
−4,14b−1〜14b−4、14c−1〜14c−
4は、狭い幅で長尺状に形成されてなり、Y軸方向にそ
れぞれ延設されて振動子11のX軸方向の振動を許容す
る。連結部15−1〜15−4は、比較的広い幅を有し
てX軸方向に延設されており、駆動用梁部14a−1〜
14a−4の各他端を駆動用梁部14b−1〜14b−
4及び駆動用梁部14c−1〜14c−4の各一端にそ
れぞれ連結している。駆動用梁部14b−1〜14b−
4,14c−1〜14c−4の各他端は、基板10上に
固着されたアンカ16a−1〜16a−4,16b−1
〜16b−4にそれぞれ接続されている。なお、幅広の
連結部13−1,13−2,15−1〜15−4にあっ
ても、後述する製造上の問題により、振動子11と同様
な貫通孔11aを適宜形成するようにしてもよい。
The detection beams 12-1 to 12-4 are formed in a long shape with a small width, are connected at one ends to respective corners of the vibrator 11, and extend in the X-axis direction. Provided to allow the vibrator 11 to vibrate in the Y-axis direction. The connecting portions 13-1 and 13-2 have a relatively large width and extend in the Y-axis direction, and connect the other ends of the detecting beam portions 12-1 to 12-4 to the driving beam portions 14a. -1 to 14a-4, respectively. Drive beams 14a-1 to 14a
-4, 14b-1 to 14b-4, 14c-1 to 14c-
Numeral 4 is formed in a narrow shape with a narrow width, and extends in the Y-axis direction to allow the vibrator 11 to vibrate in the X-axis direction. The connecting portions 15-1 to 15-4 have a relatively large width and extend in the X-axis direction, and the driving beam portions 14a-1 to 14a-1.
The other end of 14a-4 is connected to the driving beam portions 14b-1 to 14b-
4 and one end of each of the drive beams 14c-1 to 14c-4. Driving beams 14b-1 to 14b-
4, 14c-1 to 14c-4 are respectively connected to anchors 16a-1 to 16a-4 and 16b-1 fixed on the substrate 10.
To 16b-4. Note that, even in the wide connecting portions 13-1, 13-2, 15-1 to 15-4, a through hole 11a similar to the vibrator 11 is appropriately formed due to a manufacturing problem described later. Is also good.

【0018】また、基板10上には、振動子11を基板
10に対してX軸方向に振動させるための駆動用電極1
7と、振動子11の基板10に対するX軸方向の振動を
モニタするための駆動モニタ用電極18と、振動子11
の基板10に対するY軸方向の振動を検出するための一
対の検出用電極21,22と、振動子11の基板10に
対するY軸方向の振動を小さく抑えるための一対の制御
用電極23,24とが設けられている。
A driving electrode 1 for vibrating the vibrator 11 with respect to the substrate 10 in the X-axis direction is provided on the substrate 10.
7, a drive monitoring electrode 18 for monitoring the vibration of the vibrator 11 with respect to the substrate 10 in the X-axis direction, and a vibrator 11
A pair of detection electrodes 21 and 22 for detecting the vibration of the vibrator 11 with respect to the substrate 10 in the Y-axis direction, and a pair of control electrodes 23 and 24 for suppressing the vibration of the vibrator 11 with respect to the substrate 10 in the Y-axis direction. Is provided.

【0019】駆動用電極17は、連結部13−1のX軸
方向外側位置(図示左側位置)に設けた櫛歯状電極17
aと、連結部13−1に一体的に設けた櫛歯状電極17
bとにより構成されている。櫛歯状電極17aは、基板
10上に固着されて連結部13−1に向けてX軸方向に
延設されたY軸方向に等間隔の複数の電極指を備えてい
る。櫛歯状電極17bは、基板10上に浮かせて連結部
13−1からX軸方向外側に延設されたY軸方向に等間
隔の複数の電極指を備えており、各電極指は櫛歯状電極
17aの各隣合う電極指の幅方向中心位置に侵入して同
隣合う電極指に対向している。櫛歯状電極17aのX軸
方向外側位置(図示左側位置)には、基板10上に固着
されるとともに同櫛歯状電極17aに接続されたパッド
部17cが設けられており、同パッド部17cの上面に
は、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極
端子17dが設けられている。
The driving electrode 17 is a comb-shaped electrode 17 provided at a position outside the connecting portion 13-1 in the X-axis direction (left position in the drawing).
and the comb-shaped electrode 17 provided integrally with the connecting portion 13-1
b. The comb-shaped electrode 17a includes a plurality of electrode fingers that are fixed on the substrate 10 and extend in the X-axis direction toward the connecting portion 13-1 and are arranged at equal intervals in the Y-axis direction. The comb-teeth-shaped electrode 17b is provided with a plurality of electrode fingers at equal intervals in the Y-axis direction, which are floated on the substrate 10 and extend outward from the connecting portion 13-1 in the X-axis direction. The electrode 17a penetrates the center position in the width direction of each adjacent electrode finger and faces the adjacent electrode finger. A pad portion 17c fixed on the substrate 10 and connected to the comb-teeth electrode 17a is provided at a position outside the comb-teeth electrode 17a in the X-axis direction (a left position in the drawing). Is provided with an electrode terminal 17d made of a conductive metal (for example, aluminum).

【0020】駆動モニタ用電極18は、連結部13−2
のX軸方向外側位置(図示右側位置)に設けた櫛歯状電
極18aと、連結部13−2に一体的に設けた櫛歯状電
極18bとにより構成されている。櫛歯状電極18a
は、基板10上に固着されて連結部13−2に向けてX
軸方向に延設されたY軸方向に等間隔の複数の電極指を
備えている。櫛歯状電極18bは、基板10上に浮かせ
て連結部13−2からX軸方向外側に延設されたY軸方
向に等間隔の複数の電極指を備えており、各電極指は櫛
歯状電極18aの各隣合う電極指の幅方向中心位置に侵
入して同隣合う電極指に対向している。櫛歯状電極18
aのX軸方向外側位置(図示右側位置)には、基板10
上に固着されるとともに同櫛歯状電極18aに接続され
たパッド部18cが設けられており、同パッド部18c
の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成さ
れた電極端子18dが設けられている。
The drive monitor electrode 18 is connected to the connecting portion 13-2.
And a comb-shaped electrode 18b provided integrally with the connecting portion 13-2. Comb-shaped electrode 18a
Is fixed on the substrate 10 and X
It includes a plurality of electrode fingers extending in the axial direction and arranged at equal intervals in the Y-axis direction. The comb-shaped electrode 18b is provided with a plurality of electrode fingers at equal intervals in the Y-axis direction, which are floated on the substrate 10 and extend outward from the connecting portion 13-2 in the X-axis direction. The electrode 18a penetrates the center position in the width direction of each adjacent electrode finger and faces the adjacent electrode finger. Comb electrode 18
The substrate 10 is located at the outer position in the X-axis direction of FIG.
A pad portion 18c fixed to the top and connected to the comb-shaped electrode 18a is provided.
Is provided with an electrode terminal 18d formed of a conductive metal (for example, aluminum).

【0021】検出用電極21,22は、振動子11のY
軸方向外側位置(図示下側位置)に設けた櫛歯状電極2
1a,22aと、振動子11に一体的に設けた櫛歯状電
極21b,22bとにより構成されている。櫛歯状電極
21a,22aは、基板10上に固着されてX軸方向に
延設されたY軸方向に等間隔の複数の電極指をそれぞれ
備えている。櫛歯状電極21b,22bは、基板10上
に浮かせてX軸方向に延設されたY軸方向に等間隔の複
数の電極指を備えており、各電極指は櫛歯状電極21
a,22aの各隣合う電極指間に侵入して同隣合う電極
指にそれぞれ対向している。ただし、櫛歯状電極21b
の各電極指は、櫛歯状電極21aの各隣合う電極指間の
幅方向中心位置から図示下方にずれて設けられており、
一方、櫛歯状電極22bの各電極指は、櫛歯状電極22
aの各隣合う電極指間の幅方向中心位置から図示上方に
ずれて設けられている。櫛歯状電極21a,22aのY
軸方向外側位置(図示下側位置)には、基板10上に固
着されるとともに同各櫛歯状電極21a,22aに接続
されたパッド部21c,22cがそれぞれ設けられてお
り、同パッド部21c,22cの上面には、導電金属
(例えばアルミニウム)で形成された電極端子21,2
2dがそれぞれ設けられている。
The detection electrodes 21 and 22 are connected to the Y
Comb-shaped electrode 2 provided at an axially outer position (a lower position in the figure)
1a and 22a, and comb-shaped electrodes 21b and 22b provided integrally with the vibrator 11. The comb-shaped electrodes 21a and 22a each include a plurality of electrode fingers that are fixed on the substrate 10 and extend in the X-axis direction and are equally spaced in the Y-axis direction. Each of the comb-tooth electrodes 21b and 22b includes a plurality of electrode fingers that are floated on the substrate 10 and extend in the X-axis direction and are equally spaced in the Y-axis direction.
a, 22a penetrate between the adjacent electrode fingers and face the adjacent electrode fingers, respectively. However, the comb-shaped electrode 21b
Are arranged to be shifted downward in the drawing from the center position in the width direction between adjacent electrode fingers of the comb-shaped electrode 21a,
On the other hand, each electrode finger of the comb-shaped electrode 22b is
It is provided so as to be shifted upward in the figure from the center position in the width direction between adjacent electrode fingers a. Y of the comb-shaped electrodes 21a and 22a
Pad portions 21c, 22c fixed to the substrate 10 and connected to the comb-shaped electrodes 21a, 22a, respectively, are provided at axially outer positions (lower positions in the drawing). , 22c are provided with electrode terminals 21 and 21 formed of a conductive metal (for example, aluminum).
2d are provided respectively.

【0022】制御用電極23,24は、振動子11のY
軸方向外側位置(図示上側位置)に設けた櫛歯状電極2
3a,24aと、振動子11に一体的に設けた櫛歯状電
極23b,24bとにより構成されている。櫛歯状電極
23a,24aは、基板10上に固着されてX軸方向に
延設されたY軸方向に等間隔の複数の電極指をそれぞれ
備えている。櫛歯状電極23b,24bは、基板10上
に浮かせてX軸方向に延設されたY軸方向に等間隔の複
数の電極指を備えており、各電極指は櫛歯状電極23
a,24aの各隣合う電極指間に侵入して同隣合う電極
指にそれぞれ対向している。ただし、櫛歯状電極23b
の各電極指は、櫛歯状電極23aの各隣合う電極指間の
幅方向中心位置から図示上方にずれて設けられており、
櫛歯状電極23aへの電圧印加時に、制御用電極23は
静電引力によって振動子11のY軸方向下方への変位を
抑制する。一方、櫛歯状電極24bの各電極指は、櫛歯
状電極24aの各隣合う電極指間の幅方向中心位置から
図示下方にずれて設けられており、櫛歯状電極24aへ
の電圧印加時に、制御用電極24は静電引力によって振
動子11のY軸方向上方への変位を抑制する。櫛歯状電
極23a,24aのY軸方向外側位置(図示上側位置)
には、基板上に固着されるとともに同各櫛歯状電極23
a,24aに接続されたパッド部23c,24cがそれ
ぞれ設けられており、同パッド部23c,24cの上面
には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電
極端子23d,24dがそれぞれ設けられている。
The control electrodes 23 and 24 are connected to the Y
Comb-shaped electrode 2 provided at an axially outer position (upper position in the figure)
3a and 24a, and comb-shaped electrodes 23b and 24b provided integrally with the vibrator 11. The comb-shaped electrodes 23a and 24a each have a plurality of electrode fingers fixed on the substrate 10 and extended in the X-axis direction and spaced at equal intervals in the Y-axis direction. The comb-tooth electrodes 23b and 24b are provided with a plurality of electrode fingers at equal intervals in the Y-axis direction, which are floated on the substrate 10 and extended in the X-axis direction.
a and 24a penetrate between the adjacent electrode fingers and face the adjacent electrode fingers, respectively. However, the comb-shaped electrode 23b
Are arranged to be shifted upward in the drawing from the center position in the width direction between the adjacent electrode fingers of the comb-shaped electrode 23a,
When a voltage is applied to the comb-shaped electrode 23a, the control electrode 23 suppresses the displacement of the vibrator 11 in the Y-axis direction downward by electrostatic attraction. On the other hand, each electrode finger of the comb-shaped electrode 24b is provided to be shifted downward from the center position in the width direction between adjacent electrode fingers of the comb-shaped electrode 24a, and a voltage is applied to the comb-shaped electrode 24a. At this time, the control electrode 24 suppresses the upward displacement of the vibrator 11 in the Y-axis direction due to electrostatic attraction. Outer position in the Y-axis direction of comb-shaped electrodes 23a and 24a (upper position in the figure)
Are fixed on the substrate and each of the comb-shaped electrodes 23
Pad portions 23c and 24c connected to the respective pads a and 24a are provided, and electrode terminals 23d and 24d formed of a conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 23c and 24c, respectively. I have.

【0023】さらに、基板10上には、駆動用梁部14
a−1,14b−1,14c−1のばね定数、駆動用梁
部14a−2,14b−2,14c−2のばね定数、駆
動用梁部14a−3,14b−3,14c−3のばね定
数及び駆動用梁部14a−4,14b−4,14c−4
のばね定数をそれぞれ独立して変更可能とする調整用電
極25−1〜25−4が設けられている。
Further, on the substrate 10, a driving beam portion 14 is provided.
a-1, 14b-1, and 14c-1, the spring constants of the drive beams 14a-2, 14b-2, and 14c-2, and the spring constants of the drive beams 14a-3, 14b-3, and 14c-3. Spring constant and drive beams 14a-4, 14b-4, 14c-4
The adjustment electrodes 25-1 to 25-4 that can independently change the spring constants of the two are provided.

【0024】調整用電極25−1〜25−4は、各連結
部15−1〜15−4のY軸方向外側位置に設けた櫛歯
状電極25a−1〜25a−4と、各連結部15−1〜
15−4に一体的に設けた櫛歯状電極25b−1〜25
b−4とによりそれぞれ構成されている。櫛歯状電極2
5a−1〜25a−4は、基板10上に固着されて各連
結部15−1〜15−4に向けてY軸方向に延設された
X軸方向に等間隔の複数の電極指をそれぞれ備えてい
る。櫛歯状電極25b−1〜25b−4は、基板10上
に浮かせて各連結部15−1〜15−4からY軸方向外
側に延設されたX軸方向に等間隔の複数の電極指をそれ
ぞれ備えており、各電極指は櫛歯状電極25a−1〜2
5a−4の各隣合う電極指の幅方向中心位置に侵入して
同隣合う電極指にそれぞれ対向している。櫛歯状電極2
5a−1〜25a−4の各Y軸方向外側位置(図示左側
位置)には、基板上に固着されるとともに同櫛歯状電極
25a−1〜25a−4に接続されたパッド部25c−
1〜25c−4がそれぞれ設けられており、同各パッド
部25c−1〜25c−4の上面には、導電金属(例え
ばアルミニウム)で形成された電極端子25d−1〜2
5d−4が設けられている。
The adjusting electrodes 25-1 to 25-4 are connected to the comb-shaped electrodes 25a-1 to 25a-4 provided at positions outside the connecting portions 15-1 to 15-4 in the Y-axis direction, respectively. 15-1
Comb-shaped electrodes 25b-1 to 25-25 provided integrally with 15-4
b-4. Comb-shaped electrode 2
5a-1 to 25a-4 are respectively provided with a plurality of electrode fingers at regular intervals in the X-axis direction fixed on the substrate 10 and extended in the Y-axis direction toward the connecting portions 15-1 to 15-4. Have. The comb-shaped electrodes 25b-1 to 25b-4 are a plurality of electrode fingers spaced apart from each other in the X-axis direction at equal intervals in the X-axis direction and extended from the connecting portions 15-1 to 15-4 to the outside in the Y-axis direction. , And each electrode finger has a comb-shaped electrode 25a-1 to 25a-2.
5a-4 penetrates into the center position in the width direction of each adjacent electrode finger and faces the adjacent electrode finger. Comb-shaped electrode 2
Pad portions 25c- fixed on the substrate and connected to the comb-shaped electrodes 25a-1 to 25a-4 are located at outer positions in the Y-axis direction (left positions in the drawing) of 5a-1 to 25a-4.
1 to 25c-4 are provided, and electrode terminals 25d-1 to 25-2 formed of a conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 25c-1 to 25c-4.
5d-4 are provided.

【0025】また、基板10上には、アンカ16a−3
に接続されたパッド部26aが設けられている。パッド
部26aは基板10の上面に固着されており、同パッド
部26aの上面には、導電金属(例えばアルミニウム)
で形成された電極端子26bが設けられている。
An anchor 16a-3 is provided on the substrate 10.
Is provided. The pad 26a is fixed to the upper surface of the substrate 10, and a conductive metal (for example, aluminum) is formed on the upper surface of the pad 26a.
Is provided.

【0026】次に、上記構成の角速度検出素子の製造方
法を、図2を参照しながら簡単に説明しておく。まず、
単結晶シリコン層Aの上面上にシリコン酸化膜Bを介し
て単結晶シリコン層Cを設けたSOI(Silicon−On-Ins
ulator)基板を用意し、単結晶シリコン層Cにリンなど
の不純物をドーピングして同層Cを低抵抗化する。以
下、この層を低抵抗層Cという。次に、図1の模様を付
けた部分(ただし、振動子11などの貫通孔11aを除
く)、各種梁部12−1〜12−4,14a−1〜14
a−4,14b−1〜14b−4,14c−1〜14c
−4及び各種櫛歯状電極17a,17b,18a,18
b,21a〜24a,21b〜24b,25a−1〜2
5a−4,25b−1〜25b−4などをレジスト膜に
てマスクして、単結晶シリコン層Cを反応性イオンエッ
チング等でエッチングして、シリコン酸化膜B上に、ア
ンカ16a−1〜16a−4,16b−1〜16b−
4、各種櫛歯状電極17a,18a,21a〜24a,
25a−1〜25a−4、及び各種パッド部17c,1
8c,21c〜24c,25c−1〜25c−4,26
aなど(上記に基板10と固着されているとして説明し
た部分)を形成する。
Next, a method of manufacturing the angular velocity detecting element having the above configuration will be briefly described with reference to FIG. First,
SOI (Silicon-On-Ins) in which a single crystal silicon layer C is provided on the upper surface of the single crystal silicon layer A via a silicon oxide film B
ulator) A substrate is prepared, and the single crystal silicon layer C is doped with an impurity such as phosphorus to lower the resistance of the same layer C. Hereinafter, this layer is referred to as a low resistance layer C. Next, portions with the pattern of FIG. 1 (except for the through-hole 11a of the vibrator 11, etc.), various beam portions 12-1 to 12-4, and 14a-1 to 14 are provided.
a-4, 14b-1 to 14b-4, 14c-1 to 14c
-4 and various comb-shaped electrodes 17a, 17b, 18a, 18
b, 21a to 24a, 21b to 24b, 25a-1 to 2
5a-4, 25b-1 to 25b-4 and the like are masked with a resist film, and the single crystal silicon layer C is etched by reactive ion etching or the like, and anchors 16a-1 to 16a are formed on the silicon oxide film B. -4, 16b-1 to 16b-
4, various comb-shaped electrodes 17a, 18a, 21a to 24a,
25a-1 to 25a-4 and various pad portions 17c, 1
8c, 21c to 24c, 25c-1 to 25c-4, 26
a and the like (the portions described above as being fixed to the substrate 10).

【0027】次に、前記形成した部分を除く酸化シリコ
ン膜Bをフッ酸水溶液などでエッチングして除去し、振
動子11、各種梁部12−1〜12−4,14a−1〜
14a−4,14b−1〜14b−4,14c−1〜1
4c−4、連結部13−1,13−2,15−1〜15
−4及び櫛歯状電極17b,18b,21b〜24b,
25b−1〜25b−4(上記に基板10から所定距離
だけ浮いているとして説明した部分)を形成する。そし
て、各種パッド部17c,18c,21c〜24c,2
5c−1〜25c−4,26a上に、アルミニウム等を
蒸着して端子電極17d,18d,21d〜24d,2
5d−1〜25d−4,26bを形成する。したがっ
て、基板10上に形成された上述した各部分は基板10
とは絶縁された低抵抗層Cで構成されるとともに、振動
子11、各種梁部12−1〜12−4,14a−1〜1
4a−4,14b−1〜14b−4,14c−1〜14
c−4、連結部13−1,13−2,15−1〜15−
4、及び櫛歯状電極17b,18b,21b〜24b,
25b−1〜25b−4が、基板10から所定距離だけ
浮いて位置するとともにアンカ16a−1〜16a−
4,16b−1〜16b−4により基板10に振動可能
に支持された構造となる。
Next, the silicon oxide film B excluding the formed portion is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution or the like, and the vibrator 11, the various beam portions 12-1 to 12-4, 14a-1 to 14a-1 are removed.
14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14c-1 to 1
4c-4, connecting parts 13-1, 13-2, 15-1 to 15
-4 and comb-shaped electrodes 17b, 18b, 21b to 24b,
25b-1 to 25b-4 (portions described as floating above the substrate 10 by a predetermined distance) are formed. Then, various pad portions 17c, 18c, 21c to 24c, 2
Aluminum or the like is vapor-deposited on 5c-1 to 25c-4, 26a to form terminal electrodes 17d, 18d, 21d to 24d, 2
5d-1 to 25d-4, 26b are formed. Therefore, the above-described portions formed on the substrate 10
Is composed of an insulated low-resistance layer C, and includes a vibrator 11, various beam portions 12-1 to 12-4, and 14a-1 to 14-1.
4a-4, 14b-1 to 14b-4, 14c-1 to 14
c-4, connecting parts 13-1, 13-2, 15-1 to 15-
4, and comb-shaped electrodes 17b, 18b, 21b to 24b,
25b-1 to 25b-4 are positioned floating above the substrate 10 by a predetermined distance, and the anchors 16a-1 to 16a-
The structure supported by the substrate 10 so as to be able to vibrate is provided by 4, 16b-1 to 16b-4.

【0028】上記のように構成した角速度検出素子を用
いて角速度を検出するための電気回路装置について説明
すると、図3は同電気回路装置をブロック図により示し
ている。
An electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element constructed as described above will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the electric circuit device.

【0029】端子電極17dには自励振回路31aが振
幅制御回路31bを介して接続されるとともに、端子電
極18dには容量検出回路31cが接続されている。自
励振回路31aは、自励発振器を内蔵しており、容量検
出回路31cの出力に基づいて、振動子11をX軸方向
に振動させるための同振動子11の共振周波数にほぼ等
しい周波数の正弦波信号を出力する。振幅制御回路31
bは、容量検出回路31cの出力に基づいて、振動子1
1のX軸方向の振動の振幅が一定となるように自励振回
路31aからの正弦波信号の振幅を制御して端子電極1
7dを介して駆動用電極17の櫛歯状電極17aに印加
する。容量検出回路31cは、端子電極18dを介して
検出用電極18の櫛歯状電極18aに交流信号又は直流
信号からなる容量検出用信号を印加して、検出用電極1
8の櫛歯状電極18a,18bによって構成されたコン
デンサにおける振動子11のX軸方向の振動に伴う容量
変化を検出し、同検出結果に基づく振動子11のX軸方
向の振動の周波数及び振幅を表す信号を自励振回路31
a及び振幅制御回路31bにそれぞれ出力する。
A self-exciting circuit 31a is connected to the terminal electrode 17d via an amplitude control circuit 31b, and a capacitance detecting circuit 31c is connected to the terminal electrode 18d. The self-excited oscillation circuit 31a has a self-excited oscillator built therein, and based on the output of the capacitance detection circuit 31c, a sine of a frequency substantially equal to the resonance frequency of the oscillator 11 for causing the oscillator 11 to vibrate in the X-axis direction. Outputs a wave signal. Amplitude control circuit 31
b is the vibrator 1 based on the output of the capacitance detection circuit 31c.
The amplitude of the sine wave signal from the self-exciting circuit 31a is controlled so that the amplitude of the vibration in the X-axis direction of the terminal electrode 1 becomes constant.
The voltage is applied to the comb-shaped electrode 17a of the driving electrode 17 via 7d. The capacitance detection circuit 31c applies a capacitance detection signal composed of an AC signal or a DC signal to the comb-like electrode 18a of the detection electrode 18 via the terminal electrode 18d, and
Of the vibrator 11 in the X-axis direction in the capacitor constituted by the eight comb-tooth electrodes 18a and 18b, and detects the frequency and amplitude of the X-axis vibration of the vibrator 11 based on the detection result. Self-exciting circuit 31
a and the amplitude control circuit 31b.

【0030】端子電極21d,22dには容量検出回路
32aが接続されているとともに、端子電極23d,2
4dには、自励振回路31aの出力が振幅制御回路32
b、位相補償回路32c及び波形整形回路32dを介し
て接続されている。容量検出回路32aは、端子電極2
1d,22dを介して検出用電極21,22の各櫛歯状
電極21a,22aに交流信号又は直流信号からなる各
容量検出用信号をそれぞれ印加して、検出用電極21の
櫛歯状電極21a,21b及び検出用電極22の櫛歯状
電極22a,22bによってそれぞれ構成された各コン
デンサにおける振動子11のY軸方向の振動に伴う各容
量変化を検出する。また、この容量検出回路32aは、
前記各容量変化を表す信号を減算することにより検出用
電極21,22の各基板10に対する寄生容量を相殺し
て、振動子11のY軸方向の振動の振幅を表す信号のみ
を変位制御回路32eに出力する。なお、この容量検出
回路32aには、同期検波のために自励振回路31aの
出力信号も供給されている。
A capacitance detection circuit 32a is connected to the terminal electrodes 21d and 22d, and the terminal electrodes 23d and 2d are connected.
4d, the output of the self-exciting circuit 31a is
b, are connected via a phase compensation circuit 32c and a waveform shaping circuit 32d. The capacitance detection circuit 32a includes the terminal electrode 2
Each of the capacitance detection signals composed of an AC signal or a DC signal is applied to each of the comb-like electrodes 21a and 22a of the detection electrodes 21 and 22 via 1d and 22d, respectively. , 21b and the comb-shaped electrodes 22a, 22b of the detection electrode 22 detect the respective capacitance changes associated with the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction in each of the capacitors. Also, this capacitance detection circuit 32a
By subtracting the signals representing the respective capacitance changes, the parasitic capacitances of the detection electrodes 21 and 22 with respect to the respective substrates 10 are cancelled, and only the signal representing the amplitude of the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction is transferred to the displacement control circuit 32e. Output to The output signal of the self-exciting circuit 31a is also supplied to the capacitance detection circuit 32a for synchronous detection.

【0031】変位制御回路32eは、振動子11のY軸
方向の振動の振幅を所定の小さな範囲内に保つように制
御するために、容量検出回路32aによって検出された
振動子11のY軸方向の振動の振幅が大きくなるにした
がって大きくなる信号を出力する。これは、振動子11
のY軸方向の振動の振幅が大きくなって、Z軸回りの角
速度の大きさに正確に比例しなくなることを避けるため
で、変位制御回路32eの出力信号は、前記角速度の大
きさも表しているので、この電気回路装置の出力端子O
UTからも角速度を表す信号として出力される。
The displacement control circuit 32e controls the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction detected by the capacitance detection circuit 32a in order to control the amplitude of the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction within a predetermined small range. And outputs a signal that increases as the amplitude of the vibration increases. This is the vibrator 11
The output signal of the displacement control circuit 32e also indicates the magnitude of the angular velocity in order to prevent the amplitude of the vibration in the Y-axis direction from becoming large and not being exactly proportional to the magnitude of the angular velocity around the Z-axis. Therefore, the output terminal O of this electric circuit device
It is also output from the UT as a signal representing the angular velocity.

【0032】振幅制御回路32bは、自励振回路31a
からの正弦波信号の振幅を変位制御回路32からの前記
出力信号に応じて比例制御(変位制御回路32eからの
出力信号が大きくなるに従って正弦波信号の振幅を大き
く制御)して、同比例制御された正弦波信号を位相補償
回路32cに出力する。位相補償回路32cは、振幅制
御回路32bからの正弦波信号の位相を調整して、自励
振回路31aからの正弦波信号とZ軸回りの角速度に伴
う振動子11のY軸方向の振動の位相ずれを補償するも
のである。波形整形回路32dは、位相補償回路32c
からの正弦波信号の正側の半波信号と負側の半波信号と
を独立して取り出すとともに負側の半波信号を正側に反
転して2つの半波信号を形成し、振動子11がY軸方向
下方に変位中であるとき、制御用電極23の櫛歯状電極
23aに端子電極23dを介して前記2つの半波信号の
一方を印加して振動子11の前記変位を抑制する。ま
た、振動子11がY軸方向上方に変位中であるとき、制
御用電極24の櫛歯状電極24aに端子電極24dを介
して前記2つの半波信号の他方を印加して振動子11の
前記変位を抑制する。
The amplitude control circuit 32b includes a self-excitation circuit 31a.
Proportional control (the amplitude of the sine wave signal is controlled to increase as the output signal from the displacement control circuit 32e increases) according to the output signal from the displacement control circuit 32, and the proportional control is performed. The obtained sine wave signal is output to the phase compensation circuit 32c. The phase compensation circuit 32c adjusts the phase of the sine wave signal from the amplitude control circuit 32b, and adjusts the phase of the sine wave signal from the self-exciting circuit 31a and the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction accompanying the angular velocity around the Z-axis. The deviation is compensated for. The waveform shaping circuit 32d includes a phase compensating circuit 32c.
Independently extracts the half-wave signal on the positive side and the half-wave signal on the negative side of the sine wave signal, and inverts the half-wave signal on the negative side to the positive side to form two half-wave signals. When the actuator 11 is displaced downward in the Y-axis direction, one of the two half-wave signals is applied to the comb-like electrode 23a of the control electrode 23 via the terminal electrode 23d to suppress the displacement of the vibrator 11. I do. When the vibrator 11 is being displaced upward in the Y-axis direction, the other of the two half-wave signals is applied to the comb-like electrode 24a of the control electrode 24 via the terminal electrode 24d, and The displacement is suppressed.

【0033】さらに、この電気回路装置は、漏れ振動制
御回路33aにより制御されるとともに、端子電極25
d−1〜25d−4にそれぞれ接続された直流可変電源
回路33b−1〜33b−4を備えている。
Further, the electric circuit device is controlled by the leakage vibration control circuit 33a and the terminal electrode 25
DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 connected to d-1 to 25d-4, respectively.

【0034】漏れ振動制御回路33aは、Z軸回りの角
速度が作用していない状態で振動子11が正確にX軸方
向のみに振動するように調整用電極25−1〜25−4
に印加する直流電圧を制御するもので、この電気回路装
置の組立時、同装置の車両搭載時などに調整操作され、
又は車両搭載後であっても車両停止時などの角速度の作
用していない状態時に自動的に作動して制御信号を形成
し、同電気回路装置の作動時に各直流可変電源回路33
b−1〜33b−4にそれぞれ制御信号を出力し続け
る。直流可変電源回路33b−1〜33b−4は、漏れ
振動制御回路33aからの前記制御信号に応じて、端子
電極25d−1〜25d−4を介して調整用電極25−
1〜25−4の各櫛歯状電極25a−1〜25a−4に
直流電圧を印加する。この印加電圧の大きさ及び印加電
極の組み合わせは、漏れ振動制御回路33aによって容
量検出回路32aの出力が最も小さくなるように決定さ
れる。
The leak vibration control circuit 33a controls the adjusting electrodes 25-1 to 25-4 so that the vibrator 11 vibrates accurately only in the X-axis direction when the angular velocity about the Z-axis is not acting.
It controls the DC voltage applied to the electric circuit device, and is adjusted when the electric circuit device is assembled or mounted on a vehicle.
Or, even after the vehicle is mounted, when the vehicle is stopped or the like, when the angular velocity is not acting, it automatically operates to form a control signal, and when the electric circuit device operates, each DC variable power supply circuit 33
Control signals are continuously output to b-1 to 33b-4. The DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 respond to the control signal from the leakage vibration control circuit 33a to adjust the electrode 25- via the terminal electrodes 25d-1 to 25d-4.
A DC voltage is applied to each of the comb-like electrodes 25a-1 to 25a-4. The magnitude of the applied voltage and the combination of the applied electrodes are determined by the leakage vibration control circuit 33a so that the output of the capacitance detection circuit 32a is minimized.

【0035】また、端子電極26bは接地されている。
これにより、端子電極26bに低抵抗層によって接続さ
れた駆動用電極17の櫛歯状電極17b、駆動モニタ用
電極18の櫛歯状電極18b、検出用電極21,22の
櫛歯状電極21b,22b、制御用電極23,24の櫛
歯状電極23b,24b及び調整用電極25−1〜25
−4の櫛歯状電極25b−1〜25b−4は接地された
ことになる。
The terminal electrode 26b is grounded.
Thus, the comb-shaped electrode 17b of the driving electrode 17, the comb-shaped electrode 18b of the drive monitoring electrode 18, the comb-shaped electrode 21b of the detection electrodes 21, 22 connected to the terminal electrode 26b by the low resistance layer, and the like. 22b, comb-shaped electrodes 23b and 24b of control electrodes 23 and 24, and adjustment electrodes 25-1 to 25-25
-4 comb-shaped electrodes 25b-1 to 25b-4 are grounded.

【0036】上記のように構成した第1実施形態におい
ては、図3に示すように角速度検出素子を電気回路装置
に接続して角速度検出装置を構成した後、同装置の出荷
時及び車両への搭載時のいずれか一方又は両方におい
て、駆動用梁部14a−1〜14a−4,14b−1〜
14b−4,14c−1〜14c−4のばね定数を調整
する。この調整においては、自励振回路31aからの正
弦波信号を駆動用電極17の櫛歯状電極17aに印加し
て振動子11をX軸方向に振動させ、かつZ軸回りの角
速度を「0」にした状態で、前記各ばね定数の変更によ
り、振動子11のY軸方向の漏れ振動をなくすようにす
る。この場合、角速度「0」であるから、振動子11は
Y軸方向に振動しないはずであり、出力端子OUTには
角速度「0」を表す信号が現れるはずである。しかし、
角速度検出素子の各部、駆動用梁部14a−1〜14a
−4,14b−1〜14b−4,14c−1〜14c−
4に加工上のばらつきがあり、振動子11にY軸方向の
漏れ振動が発生して、出力端子OUTに角速度「0」を
表す信号が出力されない場合には、同出力端子OUTか
らの信号により表された角速度が「0」になるべく近づ
くようになるまで、漏れ振動制御回路33aを調整す
る。この調整においては、前記調整に応じた直流電圧が
直流可変電源回路33b−1〜33b−4からそれぞれ
出力され、調整用電極25−1〜25−4の櫛歯状電極
25a−1〜25a−4と櫛歯状電極25b−1〜25
b−4との間にそれぞれ印加される。そして、前記各直
流電圧により、駆動用梁部14a−1〜14a−4,1
4b−1〜14b−4,14c−1〜14c−4のばね
定数が変更され、振動子11のY軸方向の漏れ振動を最
小限に抑えることができる。
In the first embodiment configured as described above, as shown in FIG. 3, an angular velocity detecting element is connected to an electric circuit device to form an angular velocity detecting device, and then the device is shipped and shipped to a vehicle. In one or both of the mounting, the driving beam portions 14a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-1
The spring constants of 14b-4, 14c-1 to 14c-4 are adjusted. In this adjustment, the sine wave signal from the self-exciting circuit 31a is applied to the comb-shaped electrode 17a of the driving electrode 17 to vibrate the vibrator 11 in the X-axis direction, and the angular velocity around the Z-axis is set to "0". In this state, the spring constants are changed to eliminate the leakage vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction. In this case, since the angular velocity is “0”, the vibrator 11 should not vibrate in the Y-axis direction, and a signal representing the angular velocity “0” should appear at the output terminal OUT. But,
Each part of angular velocity detecting element, drive beam parts 14a-1 to 14a
-4, 14b-1 to 14b-4, 14c-1 to 14c-
In the case where there is a variation in processing in No. 4 and leakage vibration in the Y-axis direction occurs in the vibrator 11 and a signal representing the angular velocity “0” is not output to the output terminal OUT, the signal from the output terminal OUT The leak vibration control circuit 33a is adjusted until the indicated angular velocity approaches “0” as much as possible. In this adjustment, DC voltages corresponding to the adjustment are output from the DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4, respectively, and the comb-shaped electrodes 25a-1 to 25a- of the adjustment electrodes 25-1 to 25-4. 4 and comb-shaped electrodes 25b-1 to 25b-25
b-4. The driving beams 14a-1 to 14a-4, 1 are applied by the respective DC voltages.
The spring constants of 4b-1 to 14b-4 and 14c-1 to 14c-4 are changed, and leakage vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction can be minimized.

【0037】この駆動用梁部14a−1〜14a−4,
14b−1〜14b−4,14c−1〜14c−4のば
ね定数の変更について、調整用電極25−3を例にして
説明しておく。図4に調整用電極25−3部分を拡大し
て示しており、同図においては直流可変電源回路33b
−3を33b−3’として示している。この場合、櫛歯
状電極25a−3と櫛歯状電極25b−3との間には、
櫛歯状電極25a−3を正側とする電圧が印加される。
櫛歯状電極25b−3の各電極指が図示のように櫛歯状
電極25a−3の幅方向中心にあれば、櫛歯状電極25
b−3の各電極指は、櫛歯状電極25a−3の各電極指
との静電引力により図示左右方向に均等に引っ張られる
ので、この状態では前記静電引力による引っ張り力は櫛
歯状電極25b−3には作用しない。しかしながら、櫛
歯状電極25b−3が図示状態から左右方向に変位する
と、同櫛歯状電極25b−3の各電極指は櫛歯状電極2
5a−3の隣り合う各電極指の一方に近づく。これによ
り、櫛歯状電極25b−3の各電極指は櫛歯状電極25
a−3の近づいた側の各電極指によってより大きな力で
引っ張られるようになるので、櫛歯状電極25b−3は
左右方向へ変位し易くなる。そして、この引っ張り力
は、直流可変電源回路33b−3’の出力電圧が大きく
なるにしたがって大きくなる。
The driving beams 14a-1 to 14a-4,
Changes in the spring constants of 14b-1 to 14b-4 and 14c-1 to 14c-4 will be described using the adjustment electrode 25-3 as an example. FIG. 4 shows an enlarged view of the adjustment electrode 25-3. In FIG. 4, the DC variable power supply circuit 33b is shown.
-3 is indicated as 33b-3 '. In this case, between the comb-shaped electrodes 25a-3 and 25b-3,
A voltage having the comb-teeth shaped electrode 25a-3 on the positive side is applied.
If each electrode finger of the comb-shaped electrode 25b-3 is located at the center in the width direction of the comb-shaped electrode 25a-3 as shown in the drawing, the comb-shaped electrode 25
Each of the electrode fingers b-3 is evenly pulled in the horizontal direction in the drawing by electrostatic attraction with each of the electrode fingers of the comb-tooth electrode 25a-3. In this state, the pulling force due to the electrostatic attraction is comb-shaped. It does not act on the electrode 25b-3. However, when the comb-tooth electrode 25b-3 is displaced in the left-right direction from the illustrated state, each electrode finger of the comb-tooth electrode 25b-3
5a-3 approaches one of the adjacent electrode fingers. Thereby, each electrode finger of the comb-like electrode 25b-3 is
Since each electrode finger on the side closer to a-3 is pulled by a greater force, the comb-like electrode 25b-3 is easily displaced in the left-right direction. The pulling force increases as the output voltage of the DC variable power supply circuit 33b-3 'increases.

【0038】その結果、調整用電極25−3は、直流可
変電源回路33b−3’の出力電圧が大きくなるにした
がって、駆動用梁部14a−3,14b−3,14c−
3をX軸方向に変形し易くするように作用する。言い換
えられば、調整用電極25−3は、直流可変電源回路3
3b−3’の出力電圧が大きくなるしたがって、駆動用
梁部14a−3,14b−3,14c−3のばね定数を
小さくするように作用する。この駆動用梁部14a−
3,14b−3,14c−3の一対の電極指当たりのば
ね定数kは、下記数1により表される。
As a result, as the output voltage of the DC variable power supply circuit 33b-3 'increases, the adjusting electrode 25-3 drives the drive beams 14a-3, 14b-3, and 14c-.
3 acts so as to be easily deformed in the X-axis direction. In other words, the adjustment electrode 25-3 is connected to the DC variable power circuit 3
Since the output voltage of 3b-3 'increases, it acts to reduce the spring constants of the drive beams 14a-3, 14b-3, and 14c-3. This driving beam 14a-
The spring constant k per pair of electrode fingers of 3, 14b-3 and 14c-3 is represented by the following equation (1).

【0039】[0039]

【数1】k=kM−(εSVT 2/dT 3) ただし、前記数1中のkMは駆動用梁部14a−3,1
4b−3,14c−3の機械的なばね定数であり、εは
調整用電極25−3の置かれた環境の誘電率であり、S
は櫛歯状電極25b−3,25a−3の各隣り合う電極
指の対向面積であり、VTは櫛歯状電極25b−3,2
5a−3間の印加電圧であり、dTは櫛歯状電極25b
−3,25a−3の各隣り合う電極指間距離である。ま
た、他の調整用電極25−1,25−2,25−4によ
る駆動用梁部14a−1,14a−2,14a−4、駆
動用梁部14b−1,14b−2,14b−4及び駆動
用梁部14c−1,14c−2,14c−4のばね定数
の変更についても、前記場合と同じである。したがっ
て、前述した漏れ振動制御回路33aにおける調整によ
って、駆動用梁部14a−1〜14a−4,14b−1
〜14b−4,14c−1〜14c−4のばね定数が変
更され、振動子11のY軸方向の漏れ振動を十分に抑制
できる。
[Number 1] k = k M - (εSV T 2 / d T 3) However, k M of the number in 1 driving beam portion 14a-3, 1
4b-3 and 14c-3 are the mechanical spring constants, ε is the dielectric constant of the environment where the adjustment electrode 25-3 is placed, and S
Is the opposing area of the electrode fingers adjacent each of the interdigital electrodes 25b-3,25a-3, V T is the interdigital electrodes 25b-3,2
5T is an applied voltage between 3a and 3d, and d T is a comb-shaped electrode 25b.
-3, 25a-3 are the distances between adjacent electrode fingers. The driving beams 14a-1, 14a-2, and 14a-4 by the other adjustment electrodes 25-1, 25-2, and 25-4, and the driving beams 14b-1, 14b-2, and 14b-4. The same applies to the change of the spring constant of the drive beam portions 14c-1, 14c-2, and 14c-4. Therefore, the driving beam portions 14a-1 to 14a-4, 14b-1 can be adjusted by the above-described leakage vibration control circuit 33a.
The spring constants of 14b-4 and 14c-11〜14c-4 are changed, so that leakage vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction can be sufficiently suppressed.

【0040】次に、前記調整を終えた角速度検出装置を
使ってZ軸回りの角速度を検出する動作について説明す
る。前述のように、自励振回路31aからの正弦波信号
を駆動用電極17の櫛歯状電極17aに印加すると、振
動子11は駆動用梁部14a−1〜14a−4,14b
−1〜14b−4,14c−1〜14c−4のばね作用
によりX軸方向に振動する。前述したばね定数の調整時
にも同じであるが、容量検出回路31cが振動子11の
X軸方向の振動の振幅を検出し、同振幅を表す制御信号
を振幅制御回路31bに出力し、振幅制御回路31bが
振動子11の前記X軸方向の振動の振幅が常に一定にな
るように制御する。これにより、振動子11はX軸方向
に一定振幅で振動する。この状態で、Z軸回りの角速度
が基板10及び振動子11に作用すると、振動子11は
前記角速度に比例したコリオリ力を受けて検出用梁部1
2−1〜12−4のばね作用により前記角速度に比例し
た振幅でY軸方向に振動し始める。
Next, the operation of detecting the angular velocity around the Z-axis using the angular velocity detecting device that has been adjusted will be described. As described above, when the sine wave signal from the self-excited oscillation circuit 31a is applied to the comb-shaped electrode 17a of the driving electrode 17, the vibrator 11 drives the driving beams 14a-1 to 14a-4, 14b.
Vibration in the X-axis direction is caused by the spring action of -1 to 14b-4 and 14c-1 to 14c-4. The same applies to the adjustment of the spring constant described above. However, the capacitance detection circuit 31c detects the amplitude of the vibration of the vibrator 11 in the X-axis direction, outputs a control signal representing the amplitude to the amplitude control circuit 31b, and controls the amplitude. The circuit 31b controls the amplitude of the vibration of the vibrator 11 in the X-axis direction to be always constant. Thereby, the vibrator 11 vibrates at a constant amplitude in the X-axis direction. In this state, when the angular velocity around the Z axis acts on the substrate 10 and the vibrator 11, the vibrator 11 receives Coriolis force proportional to the angular velocity and detects the beam 1 for detection.
Due to the spring action of 2-1 to 12-4, it starts to vibrate in the Y-axis direction with an amplitude proportional to the angular velocity.

【0041】この振動子11のY軸方向の振動は容量検
出回路32aによって検出され、振動子11の前記振動
の振幅すなわちZ軸回りの角速度を表す信号(ただし、
制御用電極23,24によって抑制された振動を表す信
号)が、変位制御回路32eから出力端子OUTを介し
て出力される。このとき、振幅制御回路32b、位相補
償回路32c及び波形整形回路32dが、自励振回路3
1aからの正弦波信号及び変位制御回路32eからの制
御信号に基づいて、制御用電極23,24の各櫛歯状電
極23a,24aに対する制御信号の印加を制御し、振
動子11のY軸方向の振動の振幅が所定の小さな範囲内
に制限される。これにより、Z軸回りの角速度が大きく
なっても、振動子11の前記振動の振幅が線形性よく保
たれて、前記角速度が精度よく検出される。
The vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction is detected by the capacitance detection circuit 32a, and a signal representing the amplitude of the vibration of the vibrator 11, ie, the angular velocity about the Z-axis (however,
A signal representing the vibration suppressed by the control electrodes 23 and 24) is output from the displacement control circuit 32e via the output terminal OUT. At this time, the amplitude control circuit 32b, the phase compensation circuit 32c, and the waveform shaping circuit 32d
Based on the sine wave signal from 1a and the control signal from the displacement control circuit 32e, the control signal application to the comb-like electrodes 23a and 24a of the control electrodes 23 and 24 is controlled, and the Y-axis direction of the vibrator 11 is controlled. Is limited to a predetermined small range. Thereby, even if the angular velocity around the Z axis increases, the amplitude of the vibration of the vibrator 11 is maintained with good linearity, and the angular velocity is accurately detected.

【0042】また、前記のような角速度の検出中であっ
ても、本装置を車両に搭載した場合には、車両の停止中
などのZ軸回りの角速度の作用していない状態で、漏れ
振動制御回路33aが自動的に作動して、出力端子OU
Tに角速度「0」を表す信号が出力されるように直流可
変電源回路33b−1〜33b−4の出力電圧を自動的
に決定する。この決定された電圧は記憶され、その後の
角速度の検出に利用される。これにより、駆動用梁部1
4a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,14
c−1〜14c−4のばね定数が経時変化しても、同変
化が修正され、常に精度よく角速度が検出される。
Even when the angular velocity is being detected as described above, if the apparatus is mounted on a vehicle, the leakage vibration may occur while the angular velocity around the Z axis is not acting, such as when the vehicle is stopped. The control circuit 33a automatically operates, and the output terminal OU
The output voltages of the DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 are automatically determined so that a signal representing the angular velocity "0" is output to T. The determined voltage is stored and used for detecting the angular velocity thereafter. As a result, the driving beam 1
4a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14
Even if the spring constants of c-1 to 14c-4 change over time, the changes are corrected, and the angular velocity is always accurately detected.

【0043】上記説明のように、この第1実施形態にお
いては、振動子11のX軸方向の振動を許容する駆動用
梁部14a−1〜14a−4,14b−1〜14b−
4,14c−1〜14c−4に調整用電極25−1〜2
5−4を設けた。そして、調整用電極25−1〜25−
4に直流可変電源回路33b−1〜33b−4から変更
可能な直流電圧を印加することにより、駆動用梁部14
a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,14c
−1〜14c−4のばね定数を独立に変更可能とした。
これにより、上記第1実施形態によれば、駆動用梁部1
4a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,14
c−1〜14c−4を主とする他の各部に加工上のばら
つきがあったり、各部が経時変化しても、同駆動用梁部
14a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,1
4c−1〜14c−4のばね定数を調整することによ
り、振動子11に対するX軸方向への駆動による同振動
子11のY軸方向への漏れ振動成分を最小限に抑えるこ
とができ、振動子11をX軸方向へ精度よく振動させる
ことができるので、振動子11のY軸方向の振動に基づ
いて角速度を常に精度よく検出できる。
As described above, in the first embodiment, the driving beams 14a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b- which allow the vibrator 11 to vibrate in the X-axis direction.
4, 14c-1 to 14c-4, adjusting electrodes 25-1 and 25-2
5-4 were provided. Then, the adjusting electrodes 25-1 to 25-
4 by applying a changeable DC voltage from the DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4.
a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14c
The spring constants of -1 to 14c-4 can be changed independently.
Thereby, according to the first embodiment, the driving beam 1
4a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14
Even if other parts mainly including c-1 to 14c-4 have processing variations, or each part changes with time, the driving beam parts 14a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b- 4,1
By adjusting the spring constants of 4c-1 to 14c-4, the leakage vibration component of the vibrator 11 in the Y-axis direction due to the driving of the vibrator 11 in the X-axis direction can be minimized. Since the vibrator 11 can be vibrated in the X-axis direction with high accuracy, the angular velocity can always be detected with high accuracy based on the vibration of the vibrator 11 in the Y-axis direction.

【0044】なお、上記調整用電極25−1〜25−4
を図5(A)〜(C)に示すように変形することもできる。
図5(A)〜(C)の場合も、代表して調整用電極25−3
についてのみ説明する。
The adjusting electrodes 25-1 to 25-4
Can be modified as shown in FIGS.
5A to 5C, the adjusting electrode 25-3 is also representatively shown.
Will be described only.

【0045】図5(A)においては、連結部15−3と一
体的に基板10上に浮かせて形成した延長部15−3a
を同連結部15−3から駆動用梁部14a−3と反対の
Y軸方向に延設し、同延長部15−3aの先端部のX軸
方向一側に調整用電極25−3を設けている。この場合
も、調整用電極25−3は、基板10に固着された櫛歯
状電極25a−3と、延長部15−3aと一体的に基板
10上に浮かせて設けた櫛歯状電極25b−3とからな
る。そして、櫛歯状電極25a−3,25b−3の各電
極指は駆動用梁部14a−3と同じY軸方向に延設され
ている。
In FIG. 5A, an extension 15-3a is formed integrally with the connecting portion 15-3 so as to float on the substrate 10.
Is extended from the connecting portion 15-3 in the Y-axis direction opposite to the driving beam portion 14a-3, and an adjustment electrode 25-3 is provided on one end in the X-axis direction at the tip of the extension portion 15-3a. ing. In this case as well, the adjustment electrode 25-3 is composed of a comb-shaped electrode 25a-3 fixed to the substrate 10 and a comb-shaped electrode 25b- 3 Each electrode finger of the comb-shaped electrodes 25a-3 and 25b-3 extends in the same Y-axis direction as the drive beam portion 14a-3.

【0046】図5(B)においては、前記図5(A)と同様
に構成した調整用電極25−3を連結部15−3のX軸
方向一側に設けて、櫛歯状電極25b−3を連結部15
−3に直接接続している。
In FIG. 5B, an adjustment electrode 25-3 configured in the same manner as in FIG. 5A is provided on one side of the connecting portion 15-3 in the X-axis direction, and the comb-shaped electrode 25b- 3 for connecting part 15
-3.

【0047】図5(C)においては、上記第1実施形態及
び変形例のように駆動用梁部14a−3,14b−3,
14c−3を折り返して構成することなく、駆動用梁部
14b−3,14c−3を削除して、直線的にY軸方向
に延設した駆動用梁部14a−3の他端をアンカ16c
−3に直接接続するようにしている。そして、調整用電
極25−3を駆動用梁部14a−3のX軸方向一側に設
け、櫛歯状電極25b−3を駆動用梁部14a−3に直
接接続している。
In FIG. 5C, the drive beams 14a-3, 14b-3,
The driving beams 14b-3 and 14c-3 are omitted without folding back the 14c-3, and the other end of the driving beam 14a-3 linearly extending in the Y-axis direction is connected to the anchor 16c.
-3 directly. The adjustment electrode 25-3 is provided on one side of the driving beam 14a-3 in the X-axis direction, and the comb-shaped electrode 25b-3 is directly connected to the driving beam 14a-3.

【0048】これらの図5(A)〜(C)の変形例において
も、調整用電極25−3の櫛歯状電極25a−3,25
b−3の各電極指は駆動用梁部14a−3,14b−
3,14c−3(図5(C)にあっては駆動用梁部14a
−3のみ)と同じY軸方向に延設されており、調整用電
極25−3は駆動用梁部14a−3,14b−3,14
c−3のばね定数を変更するので、上記第1実施形態と
同様な効果が期待される。
5A to 5C, the comb-shaped electrodes 25a-3 and 25a of the adjustment electrode 25-3 are also provided.
Each of the electrode fingers b-3 is a driving beam 14a-3, 14b-
3, 14c-3 (in FIG. 5C, the driving beam portion 14a
-3), and the adjustment electrode 25-3 is connected to the drive beams 14a-3, 14b-3, and 14 respectively.
Since the spring constant of c-3 is changed, the same effect as in the first embodiment is expected.

【0049】b.第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態を図面を用いて説明する
と、図6は同実施形態に係る半導体で構成した角速度検
出素子の平面図である。なお、図6においては、上記実
施形態と同様な部材に関しては、図1と同一符号を付し
てその詳しい説明を省略する。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view of an angular velocity detecting element formed of a semiconductor according to the second embodiment. In FIG. 6, the same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.

【0050】この第2実施形態においても、質量体とし
ての振動子11’は、シリコンで方形状に形成された基
板10上面に所定距離だけ浮かせて水平面内に配置され
ている。この場合、振動子11’はH型に形成されてお
り、同振動子11’のY軸方向両側部に検出用梁部12
−1〜12−4の各一端が接続されている。これらの検
出用梁部12−1〜12−4の各他端は、振動子11’
と同様に基板10上に浮かせてX軸方向に延設された若
干幅広の連結部13−3,13−4の各端部にそれぞれ
接続されている。
Also in the second embodiment, the vibrator 11 ′ as a mass body is arranged in a horizontal plane so as to float a predetermined distance above the upper surface of the substrate 10 formed of silicon in a square shape. In this case, the vibrator 11 ′ is formed in an H-shape, and the detection beam portions 12 are provided on both sides in the Y-axis direction of the vibrator 11 ′.
One ends of -1 to 12-4 are connected. The other ends of these detection beams 12-1 to 12-4 are connected to the vibrator 11 '.
In the same manner as described above, they are connected to respective ends of slightly wide connecting portions 13-3 and 13-4 which are floated on the substrate 10 and extended in the X-axis direction.

【0051】連結部13−3,13−4の中間部Y軸方
向外側の対称位置には駆動用梁部14d−1〜14d−
4の各一端がそれぞれ接続され、同駆動用梁部14d−
1〜14d−4はY軸方向外側にそれぞれ延設されてい
る。駆動用梁部14d−1〜14d−4の各他端は、X
軸方向に延設された若干幅広の連結部15−5,15−
6の中間部Y軸方向内側の対称位置にそれぞれ接続され
ている。連結部15−5,15−6の各両端には、駆動
用梁部14e−1〜14e−4の各一端がそれぞれ接続
され、同駆動用梁部14e−1〜14e−4はY軸方向
内側にそれぞれ延設されている。駆動用梁部14e−1
〜14e−4の各他端は、基板10上に固着されたアン
カ16−1〜16−4にそれぞれ接続されている。な
お、駆動用梁部14d−1〜14d−4,14e−1〜
14e−4及び連結部15−5,15−6も、基板10
上に浮かせて設けられている。また、この第2実施形態
においても、振動子11’、連結部13−3,13−
4,15−5,15−6などの幅広の部分には、上述し
た製造上の問題により、上記第1実施形態の場合と同様
に貫通孔を適宜設けるようにするとよい。
The driving beams 14d-1 to 14d- are located at symmetrical positions on the outer side in the Y-axis direction of the intermediate portions of the connecting portions 13-3 and 13-4.
4 are connected to each other, and the driving beam portion 14d-
Reference numerals 1 to 14d-4 extend outward in the Y-axis direction, respectively. The other ends of the driving beams 14d-1 to 14d-4 are X
A slightly wide connecting portion 15-5, 15-extended in the axial direction.
6 are connected to symmetrical positions on the inner side in the Y-axis direction of the intermediate portion. One ends of driving beams 14e-1 to 14e-4 are respectively connected to both ends of the connecting portions 15-5 and 15-6, and the driving beams 14e-1 to 14e-4 are in the Y-axis direction. Each is extended inside. Drive beam 14e-1
14e-4 are connected to anchors 16-1 to 16-4 fixed on the substrate 10, respectively. The driving beam portions 14d-1 to 14d-4, 14e-1 to 14e-1
14e-4 and connecting portions 15-5 and 15-6 are also provided on the substrate 10
It is provided floating above. Also in the second embodiment, the vibrator 11 ′ and the connecting portions 13-3 and 13-.
Wide portions such as 4, 15-5 and 15-6 may be appropriately provided with through holes as in the case of the first embodiment due to the above-described manufacturing problem.

【0052】連結部13−3,13−4の図示左側の各
端部には、振動子11’を基板10に対してX軸方向に
駆動するための分割された一対の駆動用電極17−1,
17−2が設けられている。駆動用電極17−1,17
−2は、上記駆動用電極17と同様に、櫛歯状電極17
a−1,17a−2と櫛歯状電極17b−1,17b−
2とによりそれぞれ構成されている。駆動用電極17−
1,17−2のX軸方向各外側には、櫛歯状電極17a
−1,17a−2にそれぞれ接続された上記パッド部1
7c及び端子電極17dと同様なパッド部17c−1,
17c−2及び端子電極17d−1,17d−2がそれ
ぞれ設けられている。
A pair of divided driving electrodes 17-for driving the vibrator 11 ′ in the X-axis direction with respect to the substrate 10 is provided at each end on the left side of the connecting portions 13-3 and 13-4. 1,
17-2 are provided. Driving electrodes 17-1, 17
-2 is a comb-like electrode 17 similar to the driving electrode 17 described above.
a-1, 17a-2 and comb-shaped electrodes 17b-1, 17b-
2 respectively. Driving electrode 17-
Each of the comb-shaped electrodes 17a is provided on the outside of the
-1, 17a-2 respectively connected to the pad portion 1
7c and a pad portion 17c-1, similar to the terminal electrode 17d,
17c-2 and terminal electrodes 17d-1 and 17d-2 are provided, respectively.

【0053】連結部13−3,13−4の図示右側の各
端部には、振動子11’の基板10に対するX軸方向の
振動をモニタにするための分割された一対の駆動モニタ
用電極18−1,18−2が設けられている。駆動モニ
タ用電極18−1,18−2も、上記駆動モニタ用電極
18と同様に、櫛歯状電極18a−1,18a−2と櫛
歯状電極18b−1,18b−2とによりそれぞれ構成
されている。駆動モニタ用電極18−1,18−2のX
軸方向各外側には、櫛歯状電極18a−1,18a−2
にそれぞれ接続された上記パッド部18c及び端子電極
18dと同様なパッド部18c−1,18c−2及び端
子電極18d−1,18d−2がそれぞれ設けられてい
る。
A pair of divided drive monitoring electrodes for monitoring the vibration of the vibrator 11 ′ with respect to the substrate 10 in the X-axis direction are provided at the right ends of the connecting portions 13-3 and 13-4 in the drawing. 18-1 and 18-2 are provided. Similarly to the drive monitor electrode 18, the drive monitor electrodes 18-1 and 18-2 are respectively constituted by comb electrodes 18a-1 and 18a-2 and comb electrodes 18b-1 and 18b-2. Have been. X of drive monitor electrodes 18-1 and 18-2
Comb-shaped electrodes 18a-1, 18a-2 are provided on the outer sides in the axial direction.
And pad portions 18c-1 and 18c-2 and terminal electrodes 18d-1 and 18d-2 similar to the pad portion 18c and the terminal electrode 18d, respectively.

【0054】振動子11’の図示左側各端部には、上記
検出用電極21,22に相当する検出用電極21’,2
2’がそれぞれ設けられている。これらの検出用電極2
1’,22’は、基板10に固着されてX軸方向に延設
された電極指21a’,22a’と、振動子11’と一
体的に基板10に浮かせてX軸方向に延設された電極指
21b’,22b’とからそれぞれなり、電極指21
a’,22a’と電極指21b’,22b’はそれぞれ
対向している。電極指21a’,22a’はパッド部2
1c,22c及び電極端子21d,22dにそれぞれ接
続されている。
At each left end of the vibrator 11 ′ in the figure, detection electrodes 21 ′ and 2 corresponding to the detection electrodes 21 and 22 are provided.
2 'are provided respectively. These detection electrodes 2
The electrodes 1 'and 22' are fixed to the substrate 10 and extend in the X-axis direction, and the electrode fingers 21a 'and 22a' and the vibrator 11 'are floated on the substrate 10 and extended in the X-axis direction. Electrode fingers 21b 'and 22b'.
a ′, 22a ′ and the electrode fingers 21b ′, 22b ′ face each other. The electrode fingers 21a 'and 22a' are
1c, 22c and the electrode terminals 21d, 22d, respectively.

【0055】振動子11’の図示右側各端部には、上記
制御用電極23,24に相当する制御用電極23’,2
4’がそれぞれ設けられている。これらの制御用電極2
3’,24’は、基板10に固着されてX軸方向に延設
された電極指23a’,24a’と、振動子11’と一
体的に基板10に浮かせてX軸方向に延設された電極指
23b’,24b’とからそれぞれなり、電極指23
a’,24a’と電極指23b’,24b’はそれぞれ
対向している。電極指23a’,24a’はパッド部2
3c,24c及び電極端子23d,24dにそれぞれ接
続されている。
The control electrodes 23 ', 2 corresponding to the control electrodes 23, 24 are provided on each right end of the vibrator 11' in the figure.
4 'are provided. These control electrodes 2
The electrode fingers 3a and 24 'are fixed to the substrate 10 and extend in the X-axis direction. The electrode fingers 23a' and 24a 'and the vibrator 11' are floated on the substrate 10 and extended in the X-axis direction. Electrode fingers 23b 'and 24b'.
a ', 24a' and the electrode fingers 23b ', 24b' face each other. The electrode fingers 23a 'and 24a' are
3c, 24c and electrode terminals 23d, 24d, respectively.

【0056】連結部15−5,15−6の各両端には、
上記図5(B)のように配置した調整用電極25−1〜2
5−4がそれぞれ設けられている。調整用電極25−1
〜25−4の櫛歯状電極25a−1〜25a−4には、
パッド部25c−1〜25c−4及び電極端子25d−
1〜25d−4がそれぞれ接続されている。また、アン
カ16−3には、パッド部26a及び電極端子26bが
接続されている。
At both ends of the connecting portions 15-5 and 15-6,
The adjustment electrodes 25-1 and 25-2 arranged as shown in FIG.
5-4 are provided. Adjustment electrode 25-1
To 25-4 of the comb-shaped electrodes 25a-1 to 25a-4,
Pad portions 25c-1 to 25c-4 and electrode terminals 25d-
1 to 25d-4 are respectively connected. The pad 16a and the electrode terminal 26b are connected to the anchor 16-3.

【0057】上記のように構成した上記第2実施形態に
係る角速度検出素子も上記第1実施形態に係る角速度検
出素子と同様な方法により製造される。また、上記第2
実施形態に係る角速度検出素子を用いて角速度を検出す
る電気回路装置も上記第1実施形態とほぼ同様に構成さ
れるが、電極端子17d−1,17d−2が上記第1実
施形態の振幅制御回路31bに共通に接続されるととも
に、電極端子18d−1,18d−2が上記第1実施形
態の容量検出回路31cに共通に接続される。その他の
点は上記第1実施形態と同じである。
The angular velocity detecting element according to the second embodiment configured as described above is manufactured by the same method as the angular velocity detecting element according to the first embodiment. In addition, the second
An electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element according to the embodiment is also configured substantially in the same manner as the first embodiment, but the electrode terminals 17d-1 and 17d-2 are controlled by the amplitude control of the first embodiment. The electrode terminals 18d-1 and 18d-2 are commonly connected to the circuit 31b, and are commonly connected to the capacitance detection circuit 31c of the first embodiment. The other points are the same as in the first embodiment.

【0058】次に、上記のように構成した角速度検出装
置を使ってZ軸回りの角速度を検出する動作について説
明する。上述と同様に、自励振回路31aからの正弦波
信号を駆動用電極17−1,17−2の櫛歯状電極17
a−1,17a−2に印加するとともに、容量検出回路
31cから振動子11’のX軸方向の振動の周波数を表
す検出信号を自励振回路31aにフィードバックすると
ともに、同振動の振幅を表す検出信号を振幅制御回路3
1bにフィードバックし、駆動用梁部14d−1〜14
d−4,14e−1〜14e−4のばね作用を利用して
振動子11’をX軸方向に一定振幅で振動させる。そし
て、角速度を表す信号を容量検出回路32a及び変位制
御回路32eを介して出力端子OUTから取り出す。そ
の結果、この第2実施形態に係る角速度検出装置におい
ても、Z軸回りの角速度が精度よく検出される。
Next, the operation of detecting the angular velocity around the Z-axis using the angular velocity detecting device configured as described above will be described. Similarly to the above, the sine wave signal from the self-exciting circuit 31a is applied to the comb-shaped electrodes 17-1 and 17-2 of the driving electrodes 17-1 and 17-2.
a-1 and 17a-2, a detection signal indicating the frequency of the vibration of the vibrator 11 'in the X-axis direction is fed back from the capacitance detection circuit 31c to the self-excited oscillation circuit 31a, and a detection indicating the amplitude of the vibration is performed. Signal to amplitude control circuit 3
1b, and the driving beams 14d-1 to 14d-14
The vibrator 11 'is vibrated at a constant amplitude in the X-axis direction using the spring action of d-4, 14e-1 to 14e-4. Then, a signal representing the angular velocity is extracted from the output terminal OUT via the capacitance detection circuit 32a and the displacement control circuit 32e. As a result, also in the angular velocity detecting device according to the second embodiment, the angular velocity around the Z axis is detected with high accuracy.

【0059】また、この第2実施形態に係る角速度検出
装置においても、角速度検出素子を電気回路装置に組み
込んだり、同電気回路装置を車両に搭載したり、車両の
停止中などのZ軸回りの角速度の作用していない状態
で、漏れ振動制御回路33aの制御のもとに直流可変電
源回路33b−1〜33b−4が調整用電極25−1〜
25−4に独立に直流電圧を印加することにより、駆動
用梁部14d−1〜14d−4,14e−1〜14e−
4のばね定数を調整する。その結果、この第2実施形態
においても、駆動用梁部14d−1〜14d−4,14
e−1〜14e−4を主とする他の各部に加工上のばら
つきがあったり、各部が経時変化しても、同駆動用梁部
14d−1〜14d−4,14e−1〜14e−4のば
ね定数を調整することにより、振動子11に対するX軸
方向への駆動による同振動子11のY軸方向への漏れ振
動成分を最小限に抑えることができ、振動子11をX軸
方向へ精度よく振動させることができるので、振動子1
1のY軸方向の振動に基づいて角速度を常に精度よく検
出できる。
Also in the angular velocity detecting device according to the second embodiment, an angular velocity detecting element is incorporated in an electric circuit device, the electric circuit device is mounted on a vehicle, or the Z-axis around the Z axis when the vehicle is stopped. In the state where the angular velocity is not acting, the DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 are controlled by the leak vibration control circuit 33a to adjust the adjustment electrodes 25-1 to 25-1.
By independently applying a DC voltage to the driving beams 25-4, the driving beams 14d-1 to 14d-4, 14e-1 to 14e-
Adjust the spring constant of 4. As a result, also in the second embodiment, the drive beam portions 14d-1 to 14d-4, 14
Even if other parts mainly including e-1 to 14e-4 have processing variations, or each part changes over time, the driving beam parts 14d-1 to 14d-4, 14e-1 to 14e- By adjusting the spring constant of No. 4, it is possible to minimize the leakage vibration component of the vibrator 11 in the Y-axis direction due to the driving of the vibrator 11 in the X-axis direction, Vibrator 1
The angular velocity can always be accurately detected based on the vibration in the Y-axis direction.

【0060】なお、上記第2実施形態においても、上記
第1実施形態と同様に、調整用電極25−1〜25−4
を図4及び図5(A)〜(C)のように種々に変形できる。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the adjusting electrodes 25-1 to 25-4 are used.
Can be variously modified as shown in FIGS. 4 and 5A to 5C.

【0061】c.第3実施形態次に、本発明の第3実施
形態を図面を用いて説明すると、図7は同実施形態に係
る半導体で構成した角速度検出素子の平面図である。
C. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a plan view of an angular velocity detecting element formed of a semiconductor according to the third embodiment.

【0062】この第3実施形態においても、質量体とし
ての振動子51は、シリコンで方形状に形成された基板
10上面に所定距離だけ浮かせて水平面内に配置されて
いる。振動子51はH型に形成されており、同振動子5
1のY軸方向両側部に検出用梁部52−1〜52−4の
各一端が接続されている。これらの検出用梁部52−1
〜52−4の各他端は、振動子51と同様に基板10上
に浮かせてX軸方向に延設されてI字型に形成された若
干幅広の連結部53−1,53−2の終端部53−1
a,53−1b,53−2a,53−2bにそれぞれ接
続されている。終端部53−1a,53−1b,53−
2a,53−2bは、Y軸方向に延設されている。
Also in the third embodiment, the vibrator 51 as a mass body is arranged in a horizontal plane so as to float a predetermined distance above the upper surface of the substrate 10 formed in a square shape of silicon. The vibrator 51 is formed in an H-shape.
One end of each of the detection beams 52-1 to 52-4 is connected to both sides in the Y-axis direction. These detection beams 52-1
Each of the other ends of .about.52-4 is floated on the substrate 10 in the same manner as the vibrator 51, and is extended in the X-axis direction to form an I-shaped slightly wider connecting portion 53-1 or 53-2. Terminator 53-1
a, 53-1b, 53-2a, and 53-2b. Termination parts 53-1a, 53-1b, 53-
2a and 53-2b extend in the Y-axis direction.

【0063】連結部53−1,53−2の中間部Y軸方
向外側の対称位置には駆動用梁部54a−1〜54a−
4の各一端がそれぞれ接続され、同駆動用梁部54a−
1〜54a−4はY軸方向外側にそれぞれ延設されてい
る。駆動用梁部54a−1〜54a−4の各他端は、X
軸方向に延設された若干幅広の連結部55−1,55−
2の中間部Y軸方向内側の対称位置にそれぞれ接続され
ている。連結部55−1,55−2の各両端には、駆動
用梁部54b−1〜54b−4の各一端がそれぞれ接続
され、同駆動用梁部54b−1〜54b−4はY軸方向
内側にそれぞれ延設されている。駆動用梁部54b−1
〜54b−4の各他端は、基板10上に固着されたアン
カ56−1〜56−4にそれぞれ接続されている。な
お、駆動用梁部54a−1〜54a−4,54b−1〜
54b−4及び連結部55−1,55−2も、基板10
上に浮かせて設けられている。また、この第2実施形態
においても、振動子51、連結部53−1,53−2,
55−1,55−2には、上述した製造上の問題によ
り、上記第1実施形態の場合と同様に貫通孔51a,5
3a,55aが設けられている。
The driving beams 54a-1 to 54a- are located at symmetrical positions on the outer side in the Y axis direction of the connecting portions 53-1 and 53-2.
4 are connected to each other, and the driving beam 54a-
Reference numerals 1 to 54a-4 extend outward in the Y-axis direction, respectively. The other ends of the driving beams 54a-1 to 54a-4 are X
Slightly wide connecting portions 55-1, 55- extending in the axial direction
The two intermediate portions are connected to symmetrical positions on the inner side in the Y-axis direction. One end of each of the drive beams 54b-1 to 54b-4 is connected to each end of each of the connecting portions 55-1 and 55-2, and the drive beams 54b-1 to 54b-4 are in the Y-axis direction. Each is extended inside. Drive beam 54b-1
54b-4 are connected to anchors 56-1 to 56-4 fixed on the substrate 10, respectively. The driving beams 54a-1 to 54a-4, 54b-1 to 54b-1
54b-4 and the connecting portions 55-1, 55-2 are also provided on the substrate 10
It is provided floating above. Also in the second embodiment, the vibrator 51, the connecting portions 53-1 and 53-2,
Due to the manufacturing problem described above, the through-holes 51a, 55-2 are provided in the same manner as in the first embodiment.
3a and 55a are provided.

【0064】連結部53−1,53−2の終端部53−
1a,53−1b,53−2a,53−2bのX軸方向
各外側には、振動子51を基板10に対してX軸方向に
振動させるための分割された駆動用電極57−1〜57
−4がそれぞれ設けられている。駆動用電極57−1〜
57−4は、上記駆動用電極17と同様に、櫛歯状電極
57a−1〜57a−4と櫛歯状電極57b−1〜57
b−4とによりそれぞれ構成されている。駆動用電極5
7−1〜57−4のX軸方向各外側には、櫛歯状電極5
7a−1〜57a−4にそれぞれ接続された上記パッド
部17c及び端子電極17dと同様なパッド部57c−
1〜57c−4及び端子電極57d−1〜57d−4が
それぞれ設けられている。
The end portions 53-of the connecting portions 53-1 and 53-2
Divided drive electrodes 57-1 to 57 for vibrating the vibrator 51 in the X-axis direction with respect to the substrate 10 are provided on the outer sides of the 1a, 53-1b, 53-2a, and 53-2b in the X-axis direction.
-4 are provided. Driving electrode 57-1
57-4 are comb-like electrodes 57a-1 to 57a-4 and comb-like electrodes 57b-1 to 57b-4, similarly to the drive electrode 17.
b-4. Driving electrode 5
At the outside of the X-axis direction of 7-1 to 57-4, a comb-shaped electrode 5 is provided.
7a-1 to 57a-4 connected to the pad 17c and the pad 57c similar to the terminal electrode 17d, respectively.
1 to 57c-4 and terminal electrodes 57d-1 to 57d-4 are provided, respectively.

【0065】連結部53−1,53−2の終端部53−
1a,53−1b,53−2a,53−2bのX軸方向
各内側には、連結部53−1,53−2及び振動子51
の基板10に対するX軸方向の振動をモニタするための
分割された駆動モニタ用電極58−1〜58−4がそれ
ぞれ設けられている。駆動モニタ用電極58−1〜58
−4も、上記駆動モニタ用電極18と同様に、櫛歯状電
極58a−1〜58a−4と櫛歯状電極58b−1〜5
8b−4とによりそれぞれ構成されている。駆動モニタ
用電極58−1〜58−4のX軸方向各外側には、櫛歯
状電極58a−1〜58a−4にそれぞれ接続された上
記パッド部18c及び端子電極18dと同様なパッド部
58c−1〜58c−4及び端子電極58d−1〜58
d−4がそれぞれ設けられている。
The end portions 53-of the connecting portions 53-1 and 53-2
1a, 53-1b, 53-2a, and 53-2b, the connecting portions 53-1 and 53-2 and the vibrator 51
Drive monitoring electrodes 58-1 to 58-4 for monitoring the vibration of the substrate 10 in the X-axis direction are provided. Drive monitoring electrodes 58-1 to 58-58
-4, similarly to the drive monitor electrode 18, the comb-shaped electrodes 58a-1 to 58a-4 and the comb-shaped electrodes 58b-1 to 58b-5.
8b-4. Pad portions 58c similar to the above-mentioned pad portions 18c and terminal electrodes 18d connected to the comb-like electrodes 58a-1 to 58a-4, respectively, are provided on the outer sides of the drive monitoring electrodes 58-1 to 58-4 in the X-axis direction. -1 to 58c-4 and terminal electrodes 58d-1 to 58
d-4 are provided.

【0066】振動子51のアーム部51b−1〜51b
−4の根本部各内側には、検出用電極61−1〜61−
4がそれぞれ設けられている。検出用電極61−1〜6
1−4は、基板10に固着されてX軸方向内外両側に延
設された複数の電極指を有する櫛歯状電極61a−1〜
61a−4と、振動子51からX軸方向外側に向けて延
設した複数の電極指からなる櫛歯状電極61b−1〜6
1b−4及びアーム部51b−1〜51b−4の中間位
置に設けられてX軸方向内側に向けて延設した複数の電
極指からなる櫛歯状電極61c−1〜61c−4とから
なる。櫛歯状電極61b−1〜61b−4,61c−1
〜61c−4は、振動子51と一体的に形成されて基板
10から浮いて形成されている。櫛歯状電極61b−1
〜61b−4,61c−1〜61c−4の各電極指は、
櫛歯状電極61a−1〜61a−4の各隣合う電極指間
に侵入して同隣合う電極指に対向している。ただし、櫛
歯状電極61b−1,61c−1,61b−2,61c
−2の各電極指は櫛歯状電極61a−1,61a−2の
各電極指間の幅方向中心から図示下方にずれて設けられ
ており、櫛歯状電極61b−3,61c−3,61b−
4,61c−4の各電極指は櫛歯状電極61a−3,6
1a−4の各電極指間の幅方向中心から図示上方にずれ
て設けられている。櫛歯状電極61a−1〜61a−4
には、基板10上に固着したパッド部61d−1〜61
d−4及び電極端子61e−1〜61e−4がそれぞれ
接続されている。
The arms 51b-1 to 51b of the vibrator 51
-4, the detection electrodes 61-1 to 61-
4 are provided. Detection electrodes 61-1 to 6
1-4 are comb-shaped electrodes 61a-1 to 61a-1 which are fixed to the substrate 10 and have a plurality of electrode fingers extending on both the inner and outer sides in the X-axis direction.
61a-4, and comb-shaped electrodes 61b-1 to 61-6 each including a plurality of electrode fingers extending outward from the transducer 51 in the X-axis direction.
1b-4 and comb-shaped electrodes 61c-1 to 61c-4 each of which is provided at an intermediate position between the arm portions 51b-1 to 51b-4 and extends inward in the X-axis direction and includes a plurality of electrode fingers. . Comb-shaped electrodes 61b-1 to 61b-4, 61c-1
61c-4 are formed integrally with the vibrator 51 and are formed so as to float from the substrate 10. Comb-shaped electrode 61b-1
61b-4, 61c-1 to 61c-4,
It penetrates between adjacent electrode fingers of the comb-shaped electrodes 61a-1 to 61a-4 and faces the adjacent electrode fingers. However, the comb-shaped electrodes 61b-1, 61c-1, 61b-2, 61c
-2 are provided downwardly in the figure from the center in the width direction between the electrode fingers of the comb-shaped electrodes 61a-1 and 61a-2, and are provided below the comb-shaped electrodes 61b-3, 61c-3, 61b-
4, 61c-4 are comb-shaped electrodes 61a-3, 6
1a-4 are provided to be shifted upward in the drawing from the center in the width direction between the electrode fingers. Comb-shaped electrodes 61a-1 to 61a-4
Include pad portions 61 d-1 to 61 d fixed to the substrate 10.
d-4 and the electrode terminals 61e-1 to 61e-4 are respectively connected.

【0067】振動子51のアーム部51b−1〜51b
−4の中間部各内側には、検出用梁部52−1〜52−
4のばね定数を変更するための調整用電極62−1〜6
2−4がそれぞれ設けられている。調整用電極62−1
〜62−4は、基板10に固着されてX軸方向に延設さ
れた電極指62a−1〜62a−4と、アーム部51b
−1〜51b−4の中間部に同アーム部51b−1〜5
1b−4と一体的に基板10から浮かせてX軸方向に向
けて延設した電極指62b−1〜62b−4とからな
り、電極指62a−1〜62a−4と電極指62b−1
〜62b−4はそれぞれ互いに対向している。電極指6
2a−1〜62a−4には、基板10上に固着したパッ
ド部62c−1〜62c−4及び電極端子62d−1〜
62d−4がそれぞれ接続されている。
The arm portions 51b-1 to 51b of the vibrator 51
-4, the detection beam portions 52-1 to 52-
4 for adjusting the spring constant of No. 4
2-4 are provided. Adjusting electrode 62-1
62a to 62-4 are electrode fingers 62a-1 to 62a-4 fixed to the substrate 10 and extended in the X-axis direction;
Arms 51b-1 to 51b-5 in the middle of -1 to 51b-4
The electrode fingers 62a-1 to 62a-4 and the electrode fingers 62b-1 are integrally formed with the electrode fingers 62b-1 to 62b-4 and extended in the X-axis direction while floating from the substrate 10 integrally with the electrode fingers 1b-4.
To 62b-4 face each other. Electrode finger 6
2a-1 to 62a-4 have pad portions 62c-1 to 62c-4 fixed on the substrate 10 and electrode terminals 62d-1 to 62d-1.
62d-4 are respectively connected.

【0068】この場合、調整用電極62−1,62−2
は、各電極指62a−1,62a−2と各電極指62b
−1,62b−2との間への直流電圧の印加により、振
動子51のアーム部51b−1,51b−2がそれぞれ
図示下方へ変位するにしたがって同アーム部51b−
1,51b−2を静電引力によって変位し易くするよう
に機能するとともに、その傾向は前記直流電圧が大きく
なるにしたがって増す。調整用電極62−3,62−4
は、各電極指62a−3,62a−4と各電極指62b
−3,62b−4との間への直流電圧の印加により、振
動子51のアーム部51b−3,51b−4がそれぞれ
図示上方へ変位するにしたがって同アーム部51b−
3,4を静電引力によって変位し易くするように機能す
るとともに、その傾向は前記直流電圧が大きくなるにし
たがって増す。すなわち、検出用梁部52−1〜52−
4のばね定数は、調整用電極62−1〜62−4におけ
る各電極指62a−1〜62a−4と各電極指62b−
1〜62b−4との間の直流電圧が大きくなるにしたが
って小さくなる。
In this case, the adjustment electrodes 62-1 and 62-2
Are the electrode fingers 62a-1 and 62a-2 and the electrode fingers 62b
-1 and 62b-2, the arm portions 51b-1 and 51b-2 of the vibrator 51 are displaced downward in FIG.
1, 51b-2 functions to facilitate displacement by electrostatic attraction, and the tendency increases as the DC voltage increases. Adjusting electrodes 62-3, 62-4
Are the electrode fingers 62a-3 and 62a-4 and the electrode fingers 62b
When the DC voltage is applied to the arm portions 51b-3 and 62b-4, as the arm portions 51b-3 and 51b-4 of the vibrator 51 are displaced upward in the drawing, the arm portions 51b-3 and 51b-4 are displaced upward.
In addition to functioning to facilitate the displacement of 3, 4 by electrostatic attraction, the tendency increases as the DC voltage increases. That is, the detection beam portions 52-1 to 52-
The spring constant of No. 4 corresponds to the electrode fingers 62a-1 to 62a-4 and the electrode fingers 62b- in the adjustment electrodes 62-1 to 62-4.
It decreases as the DC voltage between 1 and 62b-4 increases.

【0069】さらに、基板10上には、アンカ56−
3、駆動用梁部54a−3,54a−4,54b−3,
54b−4、連結部55−2,53−2及び検出用梁部
52−3,52−4を介して振動子51に電気的に接続
されたパッド部63aが設けられている。パッド部63
aはアンカ56−3と一体的に形成されて基板10の上
面に固着されており、同パッド部63aの上面には電極
端子63bが設けられている。
Further, an anchor 56-
3, drive beam parts 54a-3, 54a-4, 54b-3,
A pad section 63a is provided which is electrically connected to the vibrator 51 via the connection section 54b-4, the connecting sections 55-2 and 53-2, and the detection beam sections 52-3 and 52-4. Pad section 63
a is formed integrally with the anchor 56-3 and is fixed to the upper surface of the substrate 10, and an electrode terminal 63b is provided on the upper surface of the pad portion 63a.

【0070】上記のように構成した上記第3実施形態に
係る角速度検出素子も上記第1,2実施形態に係る角速
度検出素子と同様な方法により製造される。また、上記
第3実施形態に係る角速度検出素子を用いて角速度を検
出する電気回路装置について説明すると、同回路装置は
図8のとおりである。
The angular velocity detecting element according to the third embodiment configured as described above is manufactured by the same method as the angular velocity detecting element according to the first and second embodiments. An electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element according to the third embodiment will be described. The circuit device is as shown in FIG.

【0071】検出用電極61−1,61−2に接続され
た端子電極61e−1,61e−2には高周波発振器7
1が接続されており、同発振器71は、振動子51の共
振周波数よりも極めて高い周波数f1の検出用信号E1si
n(2πf1t)を同端子電極61e−1,61e−2に供
給する。この高周波発振器71には位相反転回路71a
が接続されており、同回路71aは前記検出用信号E1s
in(2πf1t)の位相を反転した検出用信号E1sin(2π
1t+π)を検出用電極61−3,61−4に接続され
た端子電極61e−3,61e−4に供給する。
The terminal electrodes 61e-1 and 61e-2 connected to the detection electrodes 61-1 and 61-2 have a high-frequency oscillator 7 connected thereto.
1 is connected, and the oscillator 71 generates a detection signal E 1 si having a frequency f 1 which is extremely higher than the resonance frequency of the vibrator 51.
n (2πf 1 t) is supplied to the terminal electrodes 61e- 1 and 61e-2. This high-frequency oscillator 71 includes a phase inversion circuit 71a.
Is connected, and the same circuit 71a outputs the detection signal E 1 s
In (2πf 1 t) the detection signal E 1 sin (2π
f 1 t + π) is supplied to the terminal electrodes 61e-3 and 61e-4 connected to the detection electrodes 61-3 and 61-4.

【0072】駆動モニタ用電極58−1,58−3に接
続された端子電極58d−1,58d−3には高周波発
振器72が接続されており、同発振器72は、振動子5
1の共振周波数よりも極めて高くかつ前記周波数f1
は異なる周波数f2のモニタ用信号E2sin(2πf2t)を
同端子電極58d−1,58d−3に供給する。高周波
発振器72には位相反転回路72aが接続されており、
同回路72aはモニタ用信号E2sin(2πf2t)の位相
を反転したモニタ用信号E2sin(2πf2t+π)を駆動
モニタ用電極58−2,58−4に接続された端子電極
58d−2,58d−4に供給する。これにより、振動
子51のX,Y軸方向の各振動をE0xsin(2πf0t),
0ysin(2πf0t)で表すと、端子電極63bから出力
されて振動子51のX,Y両軸方向の各振動をそれぞれ
表す信号は、E2・E0x・sin(2πf0t)・sin(2πf
2t),E1・E0y・sin(2πf0t)・sin(2πf1t)とな
る。なお、周波数f0は、振動子51の共振周波数近傍
の周波数である。
A high-frequency oscillator 72 is connected to the terminal electrodes 58d-1 and 58d-3 connected to the drive monitoring electrodes 58-1 and 58-3.
A monitoring signal E 2 sin (2πf 2 t) having a frequency f 2 which is much higher than the resonance frequency of 1 and different from the frequency f 1 is supplied to the terminal electrodes 58d-1 and 58d-3. A phase inversion circuit 72a is connected to the high-frequency oscillator 72,
This circuit 72a is terminal electrodes 58d connected monitor signal E 2 sin (2 [pi] f 2 t) monitor signal E 2 obtained by inverting the phase of sin a (2πf 2 t + π) to drive the monitor electrodes 58-2,58-4 -2, 58d-4. Thereby, each vibration of the vibrator 51 in the X and Y axis directions is expressed by E 0x sin (2πf 0 t),
When expressed as E 0y sin (2πf 0 t), a signal output from the terminal electrode 63b and representing each vibration of the vibrator 51 in both the X and Y axes directions is E 2 · E 0x · sin (2πf 0 t).・ Sin (2πf
2 t), the E 1 · E 0y · sin ( 2πf 0 t) · sin (2πf 1 t). The frequency f 0 is a frequency near the resonance frequency of the vibrator 51.

【0073】駆動用電極57−1〜57−4に接続され
た各端子電極57d−1〜57d−4には、駆動回路8
0が接続されている。駆動回路80は、端子電極63b
からチャージアンプ73を介して入力した信号に基づい
て駆動信号を形成して各端子電極57d−1〜57d−
4に供給する。
Each of the terminal electrodes 57d-1 to 57d-4 connected to the driving electrodes 57-1 to 57-4 has a driving circuit 8
0 is connected. The drive circuit 80 includes a terminal electrode 63b.
From the terminal electrodes 57d-1 to 57d- based on a signal input from the
4

【0074】駆動回路80は、チャージアンプ73に直
列接続された復調回路81、移相回路82及び利得制御
回路83を備えているとともに、復調回路81に接続さ
れて利得制御回路83の利得を制御する検波回路84を
備えている。復調回路81は、端子電極63bから出力
された信号を周波数f2で同期検波して(周波数2πf2
の信号の振幅エンベロープを取り出して)、振動子51
のX軸方向の振動成分を表す信号E0xsin(2πf0t)を
出力する。移相回路82は、振動子51の振動を表す検
出信号が振動子51を駆動するための信号に対してπ/
2(=1/8πf0秒に相当)だけ遅れることを補正す
るために、入力信号の位相をπ/2だけ進めて出力す
る。検波回路84は、前記復調回路81からの信号を周
波数f0で同期検波して(振動子20のX軸方向の振動
成分の振幅エンベロープを取り出して)、振動子51の
X軸方向の振動成分の振幅を表す信号E0xを出力する。
利得制御回路83は、移相回路82及び利得制御回路8
3の入力信号の振幅(振動子20のX軸方向の振動成分
の振幅)が一定となるように、移相回路82からの出力
信号の利得を検波回路84からの信号E0xに応じて制御
して出力する、すなわち検波回路84からの信号が大き
くなるにしたがって利得制御回路83の出力信号の振幅
が小さくなるように制御して出力する。
The drive circuit 80 includes a demodulation circuit 81, a phase shift circuit 82 and a gain control circuit 83 connected in series to the charge amplifier 73, and is connected to the demodulation circuit 81 to control the gain of the gain control circuit 83. A detection circuit 84 is provided. Demodulation circuit 81, a signal outputted from the terminal electrode 63b by detecting synchronism with the frequency f 2 (frequency 2 [pi] f 2
Take out the amplitude envelope of the signal of
A signal E 0x sin (2πf 0 t) representing the vibration component in the X-axis direction is output. The phase shift circuit 82 outputs a detection signal representing the vibration of the vibrator 51 with respect to a signal for driving the vibrator 51 by π /
In order to correct the delay by 2 (= 1 / 8πf 0 seconds), the phase of the input signal is advanced by π / 2 and output. The detection circuit 84 synchronously detects the signal from the demodulation circuit 81 at the frequency f 0 (extracts the amplitude envelope of the vibration component of the vibrator 20 in the X-axis direction) and outputs the vibration component of the vibrator 51 in the X-axis direction. And outputs a signal E 0x representing the amplitude of.
The gain control circuit 83 includes a phase shift circuit 82 and a gain control circuit 8.
The gain of the output signal from the phase shift circuit 82 is controlled in accordance with the signal E 0x from the detection circuit 84 so that the amplitude of the input signal of No. 3 (the amplitude of the vibration component of the vibrator 20 in the X-axis direction) is constant. That is, the output is controlled so that the amplitude of the output signal of the gain control circuit 83 decreases as the signal from the detection circuit 84 increases.

【0075】また、駆動回路80は、利得制御回路83
の出力に接続された加算器84−1,84−3も備えて
いるとともに、利得制御回路83に位相反転回路83a
を介して接続された加算器84−2,84−4も備えて
いる。位相反転回路83aは、利得制御回路83からの
信号を位相反転して出力する。加算器84−1,84−
2には可変調整される直流電圧ETを出力する可変電圧
源回路85aが接続されるとともに、加算器84−3,
84−4には固定された直流電圧EBを出力する定電圧
源回路85bが接続されている。
The drive circuit 80 includes a gain control circuit 83
, And adders 84-1 and 84-3 connected to the outputs of the gain control circuit 83.
Are also provided via adders 84-2 and 84-4. The phase inversion circuit 83a inverts the phase of the signal from the gain control circuit 83 and outputs the inverted signal. Adders 84-1 and 84-
With a variable voltage source circuit 85a for outputting a DC voltage E T which is variably adjusted is connected to 2, the adder 84-3,
A constant voltage source circuit 85b which outputs a fixed DC voltage E B is connected to 84-4.

【0076】加算器84−1は、利得制御回路83から
の信号E0x'sin(2πf0t)と可変電圧源回路85aか
らの直流電圧信号ETとを加算して、加算電圧ET
0x'sin(2πf0t)を駆動用電極57−1に接続され
た端子電極57d−1に供給する。加算器84−2は、
位相反転回路83aからの信号E0x'sin(2πf0t+
π)と可変電圧源回路85aからの直流電圧信号ETとを
加算して、加算電圧ET+E 0x'sin(2πf0t+π)を駆
動用電極57−2に接続された端子電極57d−2に供
給する。加算器84−3は、利得制御回路83からの信
号E0x'sin(2πf0t)と定電圧源回路85bからの直
流電圧信号EBとを加算して、加算電圧EB+E0x'sin
(2πf0t)を駆動用電極57−3に接続された端子電
極57d−3に供給する。加算器84−4は、位相反転
回路83aからの信号E0x'sin(2πf0t+π)と定電
圧源回路85bからの直流電圧信号EBとを加算して、
加算電圧E B+E0x'sin(2πf0t+π)を駆動用電極5
7−4に接続された端子電極57d−4に供給する。
The adder 84-1 outputs the signal from the gain control circuit 83
Signal E0x'sin (2πf0t) and the variable voltage source circuit 85a
DC voltage signal ETAnd an addition voltage ET+
E0x'sin (2πf0t) is connected to the driving electrode 57-1.
To the terminal electrode 57d-1. The adder 84-2 is
Signal E from phase inversion circuit 83a0x'sin (2πf0t +
π) and the DC voltage signal E from the variable voltage source circuit 85a.TAnd
Add the added voltage ET+ E 0x'sin (2πf0t + π)
The terminal electrode 57d-2 connected to the operating electrode 57-2 is provided.
Pay. The adder 84-3 receives the signal from the gain control circuit 83.
No. E0x'sin (2πf0t) and the direct voltage from the constant voltage source circuit 85b.
Current voltage signal EBAnd an addition voltage EB+ E0x'sin
(2πf0t) is the terminal voltage connected to the driving electrode 57-3.
Supply to pole 57d-3. The adder 84-4 performs phase inversion.
Signal E from circuit 83a0x'sin (2πf0t + π) and constant current
DC voltage signal E from pressure source circuit 85bBAnd add
Addition voltage E B+ E0x'sin (2πf0t + π) to drive electrode 5
It supplies to terminal electrode 57d-4 connected to 7-4.

【0077】また、チャージアンプ73には、直列接続
された復調回路91、検波回路92及び増幅器93から
なる出力回路90が接続されている。復調回路91は、
端子電極63bから出力された信号を周波数f1で同期
検波して(周波数2πf1の信号の振幅エンベロープを
取り出して)、振動子51のY軸方向の振動成分を表す
信号E0ysin(2πf0t)を出力する。検波回路92は、
前記復調回路91からの信号を周波数f0で同期検波し
て(振動子51のY軸方向の振動成分の振幅エンベロー
プを取り出して)、振動子51のY軸方向の振動成分の
振幅を表す信号E 0yを出力する。増幅器93は、前記信
号E0yを入力して出力端子OUTから振動子51のY軸
方向の振動の大きさを表す信号を出力する。
The charge amplifier 73 is connected in series.
From the demodulation circuit 91, the detection circuit 92 and the amplifier 93
Output circuit 90 is connected. The demodulation circuit 91
The signal output from terminal electrode 63b is converted to frequency f1Sync with
Detect (frequency 2πf1The amplitude envelope of the signal
Out), and represents a vibration component of the vibrator 51 in the Y-axis direction.
Signal E0ysin (2πf0t) is output. The detection circuit 92
The signal from the demodulation circuit 91 is represented by a frequency f0With synchronous detection
T (the amplitude envelope of the vibration component of the vibrator 51 in the Y-axis direction)
Of the vibration component of the vibrator 51 in the Y-axis direction.
Signal E representing amplitude 0yIs output. The amplifier 93 is connected to the signal
No. E0yIs input to the Y-axis of the vibrator 51 from the output terminal OUT.
A signal representing the magnitude of the directional vibration is output.

【0078】さらに、調整用電極62−1〜62−4に
接続された端子電極62d−1〜62d−4には、直流
可変電源回路74−1〜74−4が接続されている。直
流可変電源回路74−1〜74−4は、マニアル操作に
応じて出力電圧を可変とするものである。
Further, DC variable power circuits 74-1 to 74-4 are connected to the terminal electrodes 62d-1 to 62d-4 connected to the adjustment electrodes 62-1 to 62-4. The DC variable power supply circuits 74-1 to 74-4 change the output voltage according to the manual operation.

【0079】上記のように構成した第3実施形態におい
ては、図3に示すように角速度検出素子を電気回路装置
に接続して角速度検出装置を構成した後、同装置の出荷
前にZ軸回りの角速度を「0」にした状態で出力端子O
UTから振動子51のY軸方向の振動の大きさを表す信
号を取り出す。この場合、角速度「0」であるから、前
記出力信号は「0」であるはずであるが、「0」でなけ
れば可変電圧源回路85a及び可変直流電源回路74−
1〜74−4を調整することにより直流電圧信号ET
変更して、同出力信号が「0」になるように変更する。
In the third embodiment configured as described above, after the angular velocity detecting element is connected to the electric circuit device to configure the angular velocity detecting device as shown in FIG. 3, the Z-axis rotation is performed before the device is shipped. Output terminal O with the angular velocity of
A signal representing the magnitude of the vibration of the vibrator 51 in the Y-axis direction is extracted from the UT. In this case, since the angular velocity is “0”, the output signal should be “0”, but if not “0”, the variable voltage source circuit 85a and the variable DC power supply circuit 74−
1~74-4 by changing the DC voltage signal E T by adjusting the changes to the output signal becomes "0".

【0080】まず、可変電圧源回路85aの調整につい
て説明すると、駆動用電極57−1,57−2には駆動
電圧信号ET+E0x'sin(2πf0t),ET+E0x'sin(2
πf 0t+π)=ET−E0x'sin(2πf0t)が印加される
とともに、駆動用電極57−3,57−4には駆動電圧
信号EB+E0x'sin(2πf0t),EB+E0x'sin(2πf
0t+π)=EB−E0x'sin(2πf0t)が印加されてい
る。角速度検出素子が精度よく構成されている場合に
は、可変電圧源回路85aからの直流電圧信号ETと定
電圧源回路85bからの直流電圧信号EBとを等しく設
定すれば、連結部53−1,53−2には静電引力によ
る均等な力がX軸方向に作用し、連結部53−1,53
−2は、駆動用梁部54a−1〜54a−4,54b−
1〜54b−1のばね作用により、振動周波数f0でX
軸方向に同期するとともに同一振幅でそれぞれ振動する
はずである。そして、この振動は、検出用梁部52−1
〜52−4を介して振動子51にも伝達され、同振動子
51はX軸方向にしか振動しないはずである。したがっ
て、出力端子OUTから取り出された振動子51のY軸
方向の振動の大きさを表す信号は「0」になるはずであ
る。
First, the adjustment of the variable voltage source circuit 85a will be described.
In other words, the driving electrodes 57-1 and 57-2 are driven.
Voltage signal ET+ E0x'sin (2πf0t), ET+ E0x'sin (2
πf 0t + π) = ET-E0x'sin (2πf0t) is applied
At the same time, a driving voltage is applied to the driving electrodes 57-3 and 57-4.
Signal EB+ E0x'sin (2πf0t), EB+ E0x'sin (2πf
0t + π) = EB-E0x'sin (2πf0t) is applied
You. When the angular velocity detecting element is configured with high accuracy
Is a DC voltage signal E from the variable voltage source circuit 85a.TAnd fixed
DC voltage signal E from voltage source circuit 85bBAnd
If it is fixed, the connecting parts 53-1 and 53-2 are applied with electrostatic attraction.
A uniform force acts in the X-axis direction, and the connecting portions 53-1 and 53
-2 are driving beam portions 54a-1 to 54a-4, 54b-
Due to the spring action of 1 to 54b-1, the vibration frequency f0And X
Synchronizes in the axial direction and oscillates with the same amplitude
Should be. This vibration is caused by the detection beam 52-1.
To the vibrator 51 through .about.52-4.
51 should vibrate only in the X-axis direction. Accordingly
And the Y-axis of the vibrator 51 taken out from the output terminal OUT.
The signal indicating the magnitude of the vibration in the direction should be "0".
You.

【0081】なお、この場合、高周波発振器72、位相
反転回路72a及び駆動モニタ用電極58−1〜58−
4の作用により、X軸方向の振動成分を表す信号E2・E
0x・sin(2πf0t)・sin(2πf2t)が端子電極63b及
びチャージアンプ73を介して駆動回路80に供給され
る。そして、駆動回路80を構成する復調回路81、検
波回路84、移相回路82及び利得制御回路83は、移
相回路82及び利得制御回路83の入力信号E0xsin(2
πf0t)、すなわち端子電極63bからのX軸方向の前
記振動成分が時間的に常に一定になるように作用するの
で、振動子51はX軸方向に常に一定振幅で振動する。
In this case, the high-frequency oscillator 72, the phase inversion circuit 72a, and the drive monitoring electrodes 58-1 to 58-
4, the signal E 2 · E representing the vibration component in the X-axis direction
0x · sin (2πf 0 t) · sin (2πf 2 t) is supplied to the drive circuit 80 via the terminal electrode 63b and the charge amplifier 73. Then, the demodulation circuit 81, the detection circuit 84, the phase shift circuit 82, and the gain control circuit 83 constituting the drive circuit 80 are connected to the input signal E 0x sin (2) of the phase shift circuit 82 and the gain control circuit 83.
πf 0 t), that is, the vibration component in the X-axis direction from the terminal electrode 63b acts so as to be always constant over time, so that the vibrator 51 always vibrates with a constant amplitude in the X-axis direction.

【0082】一方、角速度検出素子の各部分の加工上の
ばらつき、特に連結部53−1,53−2、駆動用梁部
54a−1〜54a−4,54b−1〜54b−4、駆
動用電極57−1〜57−4及び検出用梁部52−1〜
52−4などの加工上のばらつきにより、連結部53−
1,53−2がX軸方向に均等に駆動されない場合に
は、前記両直流電圧信号ET,EBが等しくても、連結部
53−1,53−2の各駆動力に差が生じるため、振動
子51に回転運動が加わり、その回転運動中心が振動子
中心からずれている場合、振動子51にY軸方向の振動
が発生する。ここで、連結部53−1,53−2への各
駆動力F1,F2に着目すると、駆動力F1は、前記駆動
電圧信号ET+E0x'sin(2πf0t),ET−E0x'sin(2
πf0t)によるもので、Kを比例定数とすると下記数2
で表される。
On the other hand, variations in processing of each part of the angular velocity detecting element, particularly, the connecting parts 53-1 and 53-2, the driving beams 54a-1 to 54a-4, 54b-1 to 54b-4, and the driving Electrodes 57-1 to 57-4 and detection beam 52-1
Due to processing variations such as 52-4, the connecting portion 53-
If the 1,53-2 is not evenly driven in the X axis direction, the two DC voltage signal E T, even equal E B, the difference in the driving force of the connecting portion 53-1 and 53-2 occur Therefore, when a rotational motion is applied to the vibrator 51 and the center of the rotational motion is displaced from the vibrator center, the vibrator 51 generates vibration in the Y-axis direction. Here, paying attention to the driving force F1, F2 to the connecting portion 53-1 and 53-2, the driving force F1, the drive voltage signal E T + E 0x 'sin ( 2πf 0 t), E T -E 0x 'sin (2
πf 0 t), where K is a proportional constant,
It is represented by

【0083】[0083]

【数2】 F1=K・{(ET+E0x'sin(2πf0t))2−(ET−E0x'sin(2πf0t))2} =4・K・ET・E0x'sin(2πf0t) また、駆動力F2は、前記駆動電圧信号EB+E0x'sin
(2πf0t),EB−E0x'sin(2πf0t)によるもの
で、下記数3で表される。
F1 = K · {(E T + E 0x 'sin (2πf 0 t)) 2 − (E T −E 0x ' sin (2πf 0 t)) 2 } = 4 · K · E T · E 0x 'sin (2πf 0 t) The driving force F2 is equal to the driving voltage signal E B + E 0x ' sin
(2πf 0 t), E B −E 0x 'sin (2πf 0 t), and is expressed by the following equation 3.

【0084】[0084]

【数3】 F1=K・{(EB+E0x'sin(2πf0t))2−(EB−E0x'sin(2πf0t))2} =4・K・EB・E0x'sin(2πf0t) これらの数2,数3からも理解できるように、可変電圧
源回路85aから出力される直流電圧信号EBの大きさ
を変更することにより、連結部53−1,53−2に対
する両駆動力の大きさを調整することができる。したが
って、振動子51及び連結部53−1,53−2のY軸
方向の振動成分を最小限に抑えることができる。
F1 = K · {(E B + E 0x 'sin (2πf 0 t)) 2 − (E B −E 0x ' sin (2πf 0 t)) 2 } = 4 · K · E B · E 0x 'sin (2πf 0 t) these numbers 2, as can be understood from Equation 3, by changing the magnitude of the DC voltage signal E B outputted from the variable voltage source circuit 85a, connecting portion 53-1, The magnitude of both driving forces with respect to 53-2 can be adjusted. Therefore, the vibration component in the Y-axis direction of the vibrator 51 and the connecting portions 53-1 and 53-2 can be minimized.

【0085】次に、直流可変電源回路74−1〜74−
4による調整について説明する。前述した連結部53−
1,53−2への駆動力差などによって生じる振動子5
1の回転運動において、検出用梁部52−1〜52−4
のばね定数が等しい場合、その回転中心は振動子中心と
ほぼ等しくY軸方向の振動成分はゼロとなる。しかし、
検出用梁部52−1〜52−4の加工上のばらつきによ
り各梁のばね定数に差が生じ、振動子51のZ軸回りの
回転運動中心がずれている場合には、振動子51のX軸
方向の振動によるY軸方向の振動成分が現れる。したが
って、角速度「0」の状態で振動子51をX軸方向に振
動させた際に出力端子OUTから出力される信号をゼロ
とするように、直流可変電源回路74−1〜74−4を
調整すれば、振動子51のZ軸回りの回転運動中心のず
れを最小限に抑えることができる。
Next, the DC variable power supply circuits 74-1 to 74-
4 will be described. The connecting part 53-
Oscillator 5 generated due to a difference in driving force between 1, 53-2
In one rotation movement, the detection beam portions 52-1 to 52-4
Are equal, the center of rotation is substantially equal to the center of the vibrator, and the vibration component in the Y-axis direction is zero. But,
If there is a difference in the spring constant of each beam due to processing variations of the detection beam portions 52-1 to 52-4, and the center of the rotational motion of the vibrator 51 around the Z axis is shifted, A vibration component in the Y-axis direction due to the vibration in the X-axis direction appears. Therefore, the DC variable power supply circuits 74-1 to 74-4 are adjusted so that the signal output from the output terminal OUT becomes zero when the vibrator 51 is vibrated in the X-axis direction in the state of the angular velocity “0”. By doing so, it is possible to minimize the displacement of the center of the rotational movement of the vibrator 51 about the Z axis.

【0086】次に、上記調整を終えた角速度検出装置を
使ってZ軸回りの角速度を検出する動作について説明す
る。まず、この角速度検出装置を角速度を検出しようと
する車両などの物体に固定して、前述のように電気回路
装置を作動させる。この状態で、Z軸回りに角速度が作
用すると、振動子51はコリオリ力によって前記角速度
に比例した振幅でY軸方向に振動し始める。
Next, the operation of detecting the angular velocity around the Z-axis using the angular velocity detecting device that has been adjusted will be described. First, the angular velocity detector is fixed to an object such as a vehicle whose angular velocity is to be detected, and the electric circuit device is operated as described above. In this state, when an angular velocity acts around the Z axis, the vibrator 51 starts to vibrate in the Y axis direction with an amplitude proportional to the angular velocity due to Coriolis force.

【0087】この場合、振動子51のY軸方向への振動
により検出用電極61−1〜61−4の静電容量が前記
振動に応じて変化する。そして、この静電容量の変化
は、高周波発振器71及び位相反転回路71aから出力
された検出用信号E1sin(2πf1t),E1sin(2πf1
t+π)=−E1sin(2πf1tπ)の振幅を変調した信
号、すなわちE1・E0y・sin(2πf0t)・sin(2πf1t)
となって端子電極63bに現れ、チャージアンプ73を
介して出力回路90に出力される。出力回路90は、復
調回路91、検波回路92及び増幅器93の作用によ
り、出力端子OUTから前記振動子51のY軸方向の振
動の大きさを表す信号E0yを出力する。そして、このY
軸方向の振動の大きさはZ軸回りの角速度に比例するの
で、同角速度が検出される。
In this case, the capacitance of the detection electrodes 61-1 to 61-4 changes according to the vibration of the vibrator 51 in the Y-axis direction. The change in the capacitance is determined by the detection signals E 1 sin (2πf 1 t) and E 1 sin (2πf 1 ) output from the high-frequency oscillator 71 and the phase inversion circuit 71a.
t + π) = − E 1 sin (2πf 1 tπ) modulated signal, that is, E 1 · E 0y · sin (2πf 0 t) · sin (2πf 1 t)
And appears on the terminal electrode 63b, and is output to the output circuit 90 via the charge amplifier 73. The output circuit 90 outputs a signal E 0y representing the magnitude of the vibration of the vibrator 51 in the Y-axis direction from the output terminal OUT by the operation of the demodulation circuit 91, the detection circuit 92, and the amplifier 93. And this Y
Since the magnitude of the vibration in the axial direction is proportional to the angular velocity around the Z axis, the same angular velocity is detected.

【0088】このようにして角速度が検出される結果、
前述のように角速度検出素子の各部に加工上のばらつき
があっても、駆動回路80及び直流可変電源回路74−
1〜74−4によって振動子51のX軸方向の振動が精
度よくかつ安定して確保されるとともに、振動子51の
Z軸回りの回転中心も精度よく調整されるので、Z軸回
りの角速度も精度よく検出される。
As a result of detecting the angular velocity in this manner,
As described above, even if there is processing variation in each part of the angular velocity detecting element, the driving circuit 80 and the DC variable power supply circuit 74-
The vibrations in the X-axis direction of the vibrator 51 are accurately and stably secured by 1 to 74-4, and the center of rotation of the vibrator 51 about the Z-axis is also accurately adjusted. Is also detected with high accuracy.

【0089】なお、上記第3実施形態においても、上記
第1実施形態のような漏れ振動制御回路33a(図3)
を設けて、角速度検出装置を車両などに搭載した後に
も、同制御回路33aの出力により直流可変電源回路7
4−1〜74−4を制御して、検出用梁部52−1〜5
2−4のばね定数を車両の停止時などに自動的に調整さ
れるようにしてもよい。
In the third embodiment, the leakage vibration control circuit 33a (FIG. 3) as in the first embodiment is used.
, And after the angular velocity detecting device is mounted on a vehicle or the like, the DC variable power supply circuit 7
By controlling 4-1 to 74-4, the detection beam portions 52-1 to 5-5 are controlled.
The spring constant of 2-4 may be automatically adjusted when the vehicle stops.

【0090】また、この第3実施形態においても、上記
第1実施形態のように、検出用梁部52−1〜52−4
のばね定数を種々に変形できるものである。
Also, in the third embodiment, as in the first embodiment, the detection beams 52-1 to 52-4 are used.
Can be variously changed.

【0091】d.その他の変形例 上記第1及び第2実施形態においては、駆動用梁部14
a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,14c
−1〜14c−4(第2実施形態にあっては駆動用梁部
14d−1〜14d−4,14e−1〜14e−4)に
調整用電極25−1〜25−4をそれぞれ設けるととも
に、各調整用電極25−1〜25−4に対応して直流可
変電源回路33b−1〜33b−4をそれぞれ設けて、
各駆動用梁部14a−1〜14a−4,14b−1〜1
4b−4,14c−1〜14c−4(第2実施形態にあ
っては駆動用梁部14d−1〜14d−4,14e−1
〜14e−4)のばね定数をすべて独立にそれぞれ変更
できるようにした。しかし、調整用電極25−1〜25
−4又は直流可変電源回路33b−1〜33b−4の一
部を省略したり、共通化することにより、駆動用梁部1
4a−1〜14a−4,14b−1〜14b−4,14
c−1〜14c−4(第2実施形態にあっては駆動用梁
部14d−1〜14d−4,14e−1〜14e−4)
のばね定数の一部のみを他に対して変更可能とするよう
にしてもよい。
D. Other Modifications In the first and second embodiments, the driving beam 14
a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14c
Adjustment electrodes 25-1 to 25-4 are provided on -1 to 14c-4 (drive beams 14d-1 to 14d-4, 14e-1 to 14e-4 in the second embodiment), respectively. DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 are provided corresponding to the adjustment electrodes 25-1 to 25-4, respectively.
Each drive beam 14a-1 to 14a-4, 14b-1 to 1
4b-4, 14c-1 to 14c-4 (in the second embodiment, the drive beams 14d-1 to 14d-4, 14e-1).
To 14e-4) can be changed independently of each other. However, the adjustment electrodes 25-1 to 25-25
-4 or a part of the DC variable power supply circuits 33b-1 to 33b-4 is omitted or shared so that the driving beam 1
4a-1 to 14a-4, 14b-1 to 14b-4, 14
c-1 to 14c-4 (drive beams 14d-1 to 14d-4, 14e-1 to 14e-4 in the second embodiment)
Only a part of the spring constant may be changed with respect to the others.

【0092】また、上記第3実施形態においては、検出
用梁部52−1〜52−4に対して調整用電極62−1
〜62−4をそれぞれ設けるとともに、各調整用電極6
2−1〜62−4に対応して直流可変電源回路74−1
〜74−4をそれぞれ設けて、各検出用梁部52−1〜
52−4のばね定数をすべて独立にそれぞれ変更できる
ようにした。しかし、調整用電極62−1〜62−4又
は直流可変電源回路74−1〜74−4の一部を省略し
たり、共通化することにより、検出用梁部52−1〜5
2−4のばね定数の一部のみを他に対して変更可能とす
るようにしてもよい。
In the third embodiment, the adjustment electrode 62-1 is provided to the detection beam portions 52-1 to 52-4.
To 62-4, and each adjustment electrode 6
DC variable power supply circuit 74-1 corresponding to 2-1 to 62-4
To 74-4 are provided, respectively, and each detection beam part 52-1 to 74-4 is provided.
All the spring constants of 52-4 can be independently changed. However, by omitting or sharing a part of the adjustment electrodes 62-1 to 62-4 or the DC variable power supply circuits 74-1 to 74-4, the detection beam portions 52-1 to 5-4 can be used.
Only a part of the spring constant of 2-4 may be made changeable relative to the others.

【0093】また、第1及び第2実施形態において、検
出用梁部12−1〜12−4のばね定数をも上記第3実
施形態と同様な調整用電極により変更可能としてもよい
し、上記第3実施形態において、駆動用梁部54a−1
〜54a−4,54b−1〜54b−4のばね定数を上
記第1及び第2実施形態と同様な調整用電極により変更
可能としてもよい。
In the first and second embodiments, the spring constants of the detection beams 12-1 to 12-4 may be changed by the same adjustment electrode as in the third embodiment. In the third embodiment, a driving beam 54a-1 is used.
The spring constants of b54a-4 and 54b-1 変 更 54b-4 may be changeable by adjusting electrodes similar to those of the first and second embodiments.

【0094】また、上記第1〜第3実施形態において、
調整用電極によるばね定数を変更することは、振動子の
共振周波数を変更することをも意味し、この共振周波数
の変更を積極的に利用するようにしてもよい。例えば、
振動子のX軸方向及びY軸方向の共振周波数を変更調整
することに利用してもよいし。
In the first to third embodiments,
Changing the spring constant by the adjusting electrode also means changing the resonance frequency of the vibrator, and the change in the resonance frequency may be positively used. For example,
It may be used for changing and adjusting the resonance frequency of the vibrator in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0095】また、上記第1〜第3実施形態において
は、単結晶シリコンを角速度検出素子の材料として用い
たが、単結晶シリコンに代えて多結晶シリコンを用いる
ようにしてもよい。さらに、シリコンではなく、金属材
料、圧電材料などを用いて基板、各種部品などを形成す
るようにしてもよい。
In the first to third embodiments, single crystal silicon is used as a material for the angular velocity detecting element. However, polycrystalline silicon may be used instead of single crystal silicon. Further, the substrate, various components, and the like may be formed using a metal material, a piezoelectric material, or the like instead of silicon.

【0096】さらに、上記第1〜第3実施形態において
は、本発明を角速度検出装置に適用するようにしたが、
本発明は、基板上面上に浮かせて配置した質量体(振動
子)を、基板上面上に浮かせて延設されてなり一端を質
量体に接続するとともに他端を基板に固着した複数の梁
により基板上に変位可能に支持し、質量体の変位に応じ
て物理量を検出するための物理量検出装置であれば、加
速度センサ、圧力センサ、ガスセンサ、力センサなどに
も広く適用できる。加速度センサは、例えば基板に作用
する加速度に応じて質量体の変位量に応じて加速度を検
出するもので、この場合も、梁のばね定数を上記のよう
な調整用電極により調整することにより、加速度に応じ
た質量体の高精度の変位を得ることができるようにな
る。また、圧力センサ及びガスセンサは、例えば質量体
を振動させておいて、圧力及びガスによって前記質量体
の振動が抑制されて振動の振幅が小さくなることを利用
するもので、この場合も、梁のばね定数を上記のような
調整用電極により調整することにより、前記質量体を精
度よく振動させておくことができるようになる。力セン
サは、質量体を振動させておいて、梁に力を加えると、
同梁のばね定数が変化して質量体の振動周波数が変化す
ることを利用するもので、この場合も、梁のばね定数を
上記のような調整用電極により調整することにより、前
記質量体を精度よく振動させておくことができるように
なる。
Further, in the first to third embodiments, the present invention is applied to the angular velocity detecting device.
According to the present invention, a mass body (vibrator) suspended above a substrate upper surface is extended by a plurality of beams which are extended above the substrate upper surface and connected at one end to the mass body and fixed at the other end to the substrate. Any physical quantity detection device that is displaceably supported on a substrate and detects a physical quantity according to the displacement of the mass body can be widely applied to an acceleration sensor, a pressure sensor, a gas sensor, a force sensor, and the like. The acceleration sensor, for example, detects acceleration in accordance with the amount of displacement of the mass body in accordance with the acceleration acting on the substrate, also in this case, by adjusting the spring constant of the beam by the adjustment electrode as described above, High-precision displacement of the mass body according to the acceleration can be obtained. Further, the pressure sensor and the gas sensor use, for example, a method in which the mass body is vibrated, and the vibration of the mass body is suppressed by the pressure and the gas, and the amplitude of the vibration is reduced. By adjusting the spring constant by the adjusting electrode as described above, the mass body can be vibrated with high accuracy. The force sensor, when the mass is vibrated and a force is applied to the beam,
It utilizes the fact that the spring constant of the beam changes and the vibration frequency of the mass changes, and also in this case, the mass is adjusted by adjusting the spring constant of the beam with the adjustment electrode as described above. It becomes possible to vibrate accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態に係る角速度検出素子
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of an angular velocity detecting element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 (A)は図1のA−A線に沿って見た断面図で
あり、(B)〜(D)は図1のB−B線〜D−D線に沿って
見た端面図である。
2A is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIGS. 2B to 2D are views taken along line BB to DD of FIG. It is an end elevation.

【図3】 前記第1実施形態に係る角速度検出素子を用
いて角速度を検出するための電気回路装置のブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram of an electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element according to the first embodiment.

【図4】 図1の調整用電極による駆動用梁部のばね定
数の調整動作について説明するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for describing an operation of adjusting a spring constant of a driving beam by the adjustment electrode of FIG. 1;

【図5】 (A)〜(C)は、図1の調整用電極の各種変形
例に係る平面図である。
FIGS. 5A to 5C are plan views according to various modifications of the adjustment electrode of FIG. 1;

【図6】 本発明の第2実施形態に係る角速度検出素子
の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of an angular velocity detecting element according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3実施形態に係る角速度検出素子
の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an angular velocity detecting element according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 前記第3実施形態に係る角速度検出素子を用
いて角速度を検出するための第1の電気回路装置のブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a first electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、11,11’…振動子、12−1〜12−
4…検出用梁部、14a−1〜14a−4,14b−1
〜14b−4,14c−1〜14c−4,14d−1〜
14d−4,14e−1〜14e−4…駆動用梁部、1
6a−1〜16a−4,16b−1〜16b−4,16
−1〜16−4…アンカ、17,17−1,17−2…
駆動用電極、18,18−1,18−2…駆動モニタ用
電極、21,21’,22,22’…検出用電極、2
3,23’,24,24’…制御用電極、25−1〜2
5−4…調整用電極、33a…漏れ振動制御回路、33
b−1〜33b−4…直流可変電源回路、51…振動
子、52−1〜52−4…検出用梁部、54a−1〜5
4a−4,54b−1〜54b−4…駆動用梁部、56
−1〜56−4…アンカ、57−1〜57−4…駆動用
電極、58−1〜58−4…駆動モニタ用電極、61−
1〜61−4…検出用電極、62−1〜62−4…調整
用電極、74−1〜74−4…直流可変電源回路。
10: substrate, 11, 11 ': vibrator, 12-1 to 12-
4 ... Detection beam part, 14a-1 to 14a-4, 14b-1
~ 14b-4, 14c-1 ~ 14c-4, 14d-1 ~
14d-4, 14e-1 to 14e-4: driving beam, 1
6a-1 to 16a-4, 16b-1 to 16b-4, 16
-1 to 16-4 ... anchor, 17, 17-1, 17-2 ...
Driving electrodes, 18, 18-1, 18-2 ... Driving monitoring electrodes, 21, 21 ', 22, 22' ... Detecting electrodes, 2
3, 23 ', 24, 24' ... control electrodes, 25-1 and 25-2
5-4: electrode for adjustment, 33a: leakage vibration control circuit, 33
b-1 to 33b-4: DC variable power supply circuit, 51: vibrator, 52-1 to 52-4: beam for detection, 54a-1 to 54-5
4a-4, 54b-1 to 54b-4...
-1 to 56-4: anchor, 57-1 to 57-4: drive electrode, 58-1 to 58-4: drive monitor electrode, 61-
1 to 61-4: detection electrodes; 62-1 to 62-4: adjustment electrodes; 74-1 to 74-4: DC variable power supply circuits.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤吉 基弘 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 藤塚 徳夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 水野 健太朗 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大村 義輝 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 野々村 裕 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 2F105 BB04 BB15 CC04 CD03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Motohiro Fujiyoshi 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-machi, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory, Inc. (72) Inventor Tokuo Fujitsuka, Nagakute-machi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture No. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Institute, Inc. (72) Inventor Kentaro Mizuno, Chitomi, Ochi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture, Japan No. 41, Toyota Central Research Institute, Inc. (72) Inventor Yoshiteru Omura Aichi Prefecture No. 41, Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Nonomura 41, Ochi-Cham Chu Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi County, Aichi-gun Reference) 2F105 BB04 BB15 CC04 CD03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上面上に浮かせて配置した質量体と、
基板上面上に浮かせて延設されてなり各一端を前記質量
体にそれぞれ接続するとともに各他端を基板上面にそれ
ぞれ固着した複数の梁とを備え、前記基板に対する前記
質量体の変位に基づいて物理量を検出するための物理量
検出装置において、前記複数の梁のうちの少なくとも一
つの梁に対し、同少なくとも一つ梁の中間部に接続され
た梁側電極指と前記基板上面に接続された基板側電極指
とを互いに対向させてなり同少なくとも一つの梁のばね
定数を変更するための調整用電極を設けたことを特徴と
する物理量検出装置。
A mass body suspended above an upper surface of a substrate;
A plurality of beams extending above the substrate and connected at one end to the mass body and having the other end fixed to the substrate upper surface, respectively, based on a displacement of the mass body with respect to the substrate. In a physical quantity detection device for detecting a physical quantity, for at least one of the plurality of beams, a beam-side electrode finger connected to an intermediate portion of the at least one beam and a substrate connected to an upper surface of the substrate A physical quantity detection device characterized in that an adjustment electrode for changing a spring constant of at least one beam is provided by opposing side electrode fingers to each other.
【請求項2】前記請求項1に記載の梁側電極指及び基板
側電極指は、共に同梁側電極指の接続された梁の延設方
向と同一方向に延設されたものである物理量検出装置。
2. The physical quantity according to claim 1, wherein both the beam-side electrode fingers and the substrate-side electrode fingers extend in the same direction as the direction in which the beam connected to the beam-side electrode fingers extends. Detection device.
【請求項3】前記請求項1又は請求項2に記載した物理
量検出装置において、前記調整用電極の梁側電極指と基
板側電極指との間に直流電圧を印加するとともに同印加
電圧を変更可能とする可変電圧源回路を設けたことを特
徴とする物理量検出装置。
3. The physical quantity detection device according to claim 1, wherein a DC voltage is applied between the beam-side electrode finger and the substrate-side electrode finger of the adjustment electrode, and the applied voltage is changed. A physical quantity detection device provided with a variable voltage source circuit that enables the physical quantity detection.
【請求項4】基板上面上に浮かせて配置した質量体と、
基板上面上に浮かせて延設されてなり各一端を前記質量
体にそれぞれ接続するとともに各他端を基板上面にそれ
ぞれ固着した複数の梁と、前記質量体を前記基板に対し
てX軸方向に振動させるための駆動用電極と、前記X軸
方向と直交するY軸方向への前記基板に対する前記質量
体の振動を検出するための検出用電極とを備え、前記基
板に作用しかつ前記X,Y両軸に共に直交するZ軸回り
の角速度を検出するための角速度検出装置において、前
記複数の梁のうちの少なくとも一つの梁に対し、同少な
くとも一つ梁の中間部に接続された梁側電極指と前記基
板上面に接続された基板側電極指とを互いに対向させて
なり同少なくとも一つの梁のばね定数を変更するための
調整用電極を設けたことを特徴とする角速度検出装置。
4. A mass body suspended above an upper surface of a substrate,
A plurality of beams extending from the top surface of the substrate, each end connected to the mass body, and the other end fixed to the top surface of the substrate, and the mass body in the X-axis direction with respect to the substrate. A driving electrode for vibrating; and a detecting electrode for detecting vibration of the mass body with respect to the substrate in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. An angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around a Z-axis orthogonal to both Y-axes, wherein at least one of the plurality of beams has a beam side connected to an intermediate portion of the at least one beam. An angular velocity detecting device, wherein an electrode finger and a substrate-side electrode finger connected to the upper surface of the substrate are opposed to each other, and an adjusting electrode for changing a spring constant of the at least one beam is provided.
【請求項5】前記請求項4に記載の梁側電極指及び基板
側電極指は、共に同梁側電極指の接続された梁の延設方
向と同一方向に延設されたものである角速度検出装置。
5. The angular velocity according to claim 4, wherein both the beam-side electrode fingers and the substrate-side electrode fingers extend in the same direction as the direction in which the beam connected to the beam-side electrode fingers extends. Detection device.
【請求項6】前記請求項4又は請求項5に記載された角
速度検出装置において、前記X,Y両軸を基板上面に対
して平行な軸とするととともに、前記複数の梁を前記Y
軸方向に延設された駆動用梁部と前記X軸方向に延設さ
れた検出用梁部とを連結してそれぞれ構成し、前記調整
用電極を前記駆動用梁部に設けたことを特徴とする角速
度検出装置。
6. The angular velocity detecting device according to claim 4, wherein both the X and Y axes are axes parallel to the upper surface of the substrate, and the plurality of beams are connected to the Y beam.
The driving beam portion extending in the axial direction and the detection beam portion extending in the X-axis direction are connected to each other, and the adjustment electrode is provided on the driving beam portion. Angular velocity detecting device.
【請求項7】前記請求項4又は請求項5に記載された角
速度検出装置において、前記X,Y両軸を基板上面に対
して平行な軸とするととともに、前記複数の梁を前記Y
軸方向に延設された駆動用梁部と前記X軸方向に延設さ
れた検出用梁部とを連結してそれぞれ構成し、前記調整
用電極を前記検出用梁部に設けたことを特徴とする角速
度検出装置。
7. The angular velocity detecting device according to claim 4, wherein both the X and Y axes are axes parallel to the upper surface of the substrate, and the plurality of beams are connected to the Y beam.
The driving beam portion extending in the axial direction and the detection beam portion extending in the X-axis direction are connected to each other and configured, and the adjustment electrode is provided on the detection beam portion. Angular velocity detecting device.
【請求項8】前記請求項4乃至請求項7のうちのいずれ
か一つに記載した角速度検出装置において、前記調整用
電極の梁側電極指と基板側電極指との間に直流電圧を印
加するとともに同印加電圧を変更可能とする可変電圧源
回路を設けたことを特徴とする角速度検出装置。
8. The angular velocity detecting device according to claim 4, wherein a DC voltage is applied between a beam electrode finger and a substrate electrode finger of said adjusting electrode. And a variable voltage source circuit capable of changing the applied voltage.
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