JP2001333583A - 振動子駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電駆動型振動子の振動状態の検出誤差等の
変動を抑制し、且つ、同振動子の起動時の振動振幅の立
ち上げ時間を短縮することができる振動子駆動装置を提
供する。 【解決手段】 駆動装置４０は、駆動電極１３に駆動信
号を出力して駆動枠１１及び検出枠１２をｘ方向に振動
駆動するとともに、この駆動枠１１のｘ方向の振動によ
る変位を変位信号として検出する。そして、駆動装置４
０は、検出された変位信号に基づき駆動枠１１の振動振
幅が一定になるように一定の振幅を有する駆動信号の交
流電圧成分及び検出された変位信号に基づき増減制御さ
れる駆動信号の直流電圧成分を生成する。また、駆動装
置４０は、起動時には、定常時よりも大きい振幅を有す
る駆動信号の交流電圧成分を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば角速度セン
サが備える静電駆動型の振動子を振動駆動する振動子駆
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば角速度センサが備える静電
駆動型の振動子を振動駆動する振動子駆動装置として
は、例えば図１９のブロック図にて表されるものが知ら
れている。同図に示されるように、静電駆動型振動子の
駆動方向の振動による変位は、駆動方向変位検出電極８
１から変位信号として変位信号検出部８２に出力され
る。

【０００３】変位信号検出部８２に出力された変位信号
は、同期検波回路８３において駆動方向の変位に同期し
たタイミングにて同期検波されて振動振幅情報として振
幅調節器８４に出力され、また、同時に９０ｄｅｇ移相
器８５を介して略９０度移相されて同振幅調節器８４に
出力される。なお、変位信号を９０ｄｅｇ移相器８５を
介して略９０度移相するのは、上記振幅調節器８４にお
いて同変位信号に対して略９０度の位相差を有する駆動
信号の交流電圧成分を生成し、静電駆動型振動子を発振
しやすくするためである。

【０００４】上記振幅調節器８４に出力された振動振幅
情報は、同振幅調節器８４において振幅設定値と比較さ
れる。そして、上記振動振幅情報が小さいときには、増
加調節された振幅を有する駆動信号の交流電圧成分が生
成され、一方、同振動振幅情報が大きいときには、低減
調節された振幅を有する駆動信号の交流電圧成分が生成
される。このような駆動信号の交流電圧成分の振幅調節
は、上記振動子の駆動方向の振動振幅が一定になるよう
に同振動子の振動駆動力を制御するためである。このよ
うに振幅調節された駆動信号の交流電圧成分は、加算器
８６に出力される。

【０００５】上記加算器８６において、上記振幅調節さ
れた駆動信号の交流電圧成分と所定値を有する駆動信号
の直流電圧成分（バイアス電圧）とが加算されて駆動信
号が生成される。そして、このように生成された駆動信
号が駆動電極８７に印加される。この駆動信号（印加電
圧）の２乗に比例して上記振動子との間で発生する静電
引力（振動駆動力）の振動により、同振動子は駆動方向
の振動振幅が一定になるように振動駆動される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記駆動信
号の交流電圧成分は変位信号と同等の周波数であるた
め、同駆動信号の交流電圧成分は同変位信号のノイズ源
となっている。すなわち、この駆動信号の交流電圧成分
は、静電駆動型振動子の振動状態の検出誤差の原因とな
る。また、例えば上記駆動装置を振動型角速度センサに
適用しこの静電駆動型振動子が振動駆動されている状態
において、角速度の検出をする場合には、その検出出力
のずれの原因となる。このような振動状態の検出誤差や
角速度の検出出力のずれは、固有の値を有するのであれ
ば、その補正は容易である。

【０００７】しかし、静電駆動型振動子の経時変化や環
境温度の変化などによって同静電駆動型振動子の駆動方
向のＱ値が変動した場合に、同振動子の駆動方向の振動
振幅が一定になるように上述のように駆動信号の交流電
圧成分が増減調節されると、同変位信号に混入するノイ
ズ量が変動することとなる。従って、静電駆動型振動子
の振動状態の検出誤差や角速度の検出出力のずれが変動
することとなる。

【０００８】そこで、このような静電駆動型振動子の振
動状態の検出誤差や角速度の検出出力のずれの変動を抑
制するために、駆動信号の交流電圧成分の振幅を一定と
し、直流電圧成分（バイアス電圧）のみを増減調節し
て、上記振動子の駆動方向の振動振幅が一定になるよう
に同振動子の振動駆動力を制御することが出願人らによ
って提案されている。

【０００９】すなわち、図２０のブロック図に示される
ように、静電駆動型振動子の駆動方向の振動による変位
は、駆動方向変位検出電極９１から変位信号として変位
信号検出部９２に出力される。

【００１０】変位信号検出部９２に出力された変位信号
は、同期検波回路９３において駆動方向の変位に同期し
たタイミングにて同期検波されて振動振幅情報として振
幅調節器９４に出力される。上記振幅調節器９４に出力
された振動振幅情報は、同振幅調節器９４において振幅
設定値と比較される。そして、上記振動振幅情報が小さ
いときには、増加調節された駆動信号の直流電圧成分
（バイアス電圧）が生成され、一方、同振動振幅情報が
大きいときには、低減調節された駆動信号の直流電圧成
分（バイアス電圧）が生成される。このような駆動信号
の直流電圧成分の調節は、静電駆動型振動子の駆動方向
の振動振幅が一定になるように同振動子の振動駆動力を
制御するためである。このように生成された駆動信号の
直流電圧成分は、加算器９５に出力される。

【００１１】一方、上記変位信号検出部９２に出力され
た変位信号は、同時に９０ｄｅｇ移相器９６を介して略
９０度移相されて交流電圧成分生成部９７に出力され
る。そして、上記交流電圧成分生成部９７において、上
記変位信号と同等の周波数を有して同変位信号に対して
略９０度移相され、一定の振幅を有する駆動信号の交流
電圧成分が生成される。この駆動信号の交流電圧成分の
振幅は、上記振動子を共振周波数にて発振させるのに十
分な大きさとなっている。なお、上記駆動信号の交流電
圧成分を変位信号に対して略９０度移相するのは、上記
振動子を最も効率のよい共振点にて駆動し、発振しやす
くするためである。このように生成された駆動信号の交
流電圧成分は、上記加算器９５に出力される。

【００１２】上記加算器９５において、上記調節された
駆動信号の直流電圧成分と一定の振幅を有する駆動信号
の交流電圧成分とが加算されて駆動信号が生成される。
そして、このように生成された駆動信号が駆動電極９８
に印加される。この駆動信号（印加電圧）の２乗に比例
して上記振動子との間で発生する静電引力（振動駆動
力）の振動により、同振動子は駆動方向の振動振幅が一
定になるように振動駆動される。

【００１３】このような振動子駆動装置においては、駆
動信号の交流電圧成分に基づき変位信号に混入するノイ
ズ量を低減するために、同駆動信号の交流電圧成分は比
較的小さな振幅となるように設定されている。しかし、
駆動信号の直流電圧成分のみの増減調節により振動子の
振動駆動力を制御する場合、同直流電圧成分（バイアス
電圧）の調節範囲が電源電圧の能力によって制約を受け
るために、同振動子の定常時の振動駆動力に対して起動
時の振動駆動力（最大駆動力）を十分に得ることができ
ない。従って、上記振動子を所要の振動状態にするまで
の立ち上げに時間がかかることがある。この傾向は、特
にＱ値の高い振動子ほど顕著となる。

【００１４】本発明の目的は、静電駆動型振動子の振動
状態の検出誤差等の変動を抑制し、且つ、同振動子の起
動時の振動振幅の立ち上げ時間を短縮することができる
振動子駆動装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、静電駆動型振動子に駆
動信号を出力して該静電駆動型振動子を振動駆動する駆
動手段と、該静電駆動型振動子の振動による変位を変位
信号として検出する検出手段と、該検出された変位信号
に基づき該駆動手段から出力される駆動信号を生成制御
する振幅調節手段とを備えた振動子駆動装置において、
前記振幅調節手段は、定常時において第１の振幅を有す
る前記駆動信号の交流電圧成分を生成し、起動時におい
て該第１の振幅よりも大きい第２の振幅を有する該駆動
信号の交流電圧成分を生成する交流電圧成分生成手段
と、前記検出された変位信号に基づき増減制御される該
駆動信号の直流電圧成分を生成する直流電圧成分生成手
段とを有し、定常時において、前記生成された第１の振
幅を有する交流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動
信号に基づき、前記静電駆動型振動子の振動駆動力を制
御して、該静電駆動型振動子の振動振幅が一定になるよ
うに調節を行い、起動時において、前記生成された第２
の振幅を有する交流電圧成分及び直流電圧成分からなる
駆動信号に基づき、前記静電駆動型振動子に対してより
大きな振動駆動力を印加して該静電駆動型振動子の振動
振幅を増大することを要旨とする。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の振動子駆動装置において、前記交流電圧成分生成手段
は、所定振幅の交流電圧成分を生成する交流電圧成分生
成部と、定常時と起動時とに応じて該所定振幅の交流電
圧成分を異なる増幅率にて増幅して前記第１の振幅を有
する駆動信号の交流電圧成分及び前記第２の振幅を有す
る駆動信号の交流電圧成分を生成する増幅部とを備える
ことを要旨とする。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の振動子駆動装置において、前記交流電圧成分生成手段
は、前記第１の振幅を有する駆動信号の交流電圧成分を
生成する第１の信号経路と、前記第２の振幅を有する駆
動動信号の交流電圧成分を生成する第２の信号経路と、
定常時と起動時とに応じて該第１の信号経路と第２の信
号経路との切り替えを行う切り替え部とを備えることを
要旨とする。

【００１８】請求項４に記載の発明は、静電駆動型振動
子に駆動信号を出力して該静電駆動型振動子を振動駆動
する駆動手段と、該静電駆動型振動子の振動による変位
を変位信号として検出する検出手段と、該検出された変
位信号に基づき該駆動手段から出力される駆動信号を生
成制御する振幅調節手段とを備えた振動子駆動装置にお
いて、前記振幅調節手段は、定常時において第１の増幅
率にて前記変位信号を移相増幅して一定の振幅を有する
前記駆動信号の交流電圧成分を生成し、起動時において
該第１の増幅率よりも大きい第２の増幅率にて該変位信
号を移相増幅して該駆動信号の交流電圧成分を生成する
交流電圧成分生成手段と、前記検出された変位信号に基
づき増減制御される該駆動信号の直流電圧成分を生成す
る直流電圧成分生成手段とを有し、定常時において、前
記第１の増幅率にて増幅生成された一定の振幅を有する
交流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動信号に基づ
き、前記静電駆動型振動子の振動駆動力を制御して、該
静電駆動型振動子の振動振幅が一定になるように調節を
行い、起動時において、前記第２の増幅率にて増幅生成
された交流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動信号
に基づき、前記静電駆動型振動子に対してより大きな振
動駆動力を印加して該静電駆動型振動子の振動振幅を増
大することを要旨とする。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の振動子駆動装置において、前記定常時
と前記起動時とは、起動後の経過時間により区分される
ことを要旨とする。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の振動子駆動装置において、前記定常時
と前記起動時とは、前記変位信号に基づき検出される前
記静電駆動型振動子の振動振幅と起動時設定振幅との比
較により区分されることを要旨とする。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の振動子駆動装置において、前記定常時
と前記起動時とは、前記直流電圧成分と起動時設定電圧
との比較により区分されることを要旨とする。

【００２２】なお、請求項１〜７のいずれかに記載の振
動子駆動装置において、駆動振幅が駆動共振周波数に略
比例するように設定してもよい。 （作用）請求項１〜４に記載の発明によれば、振幅調節
手段は、定常時において上記交流電圧成分生成手段及び
直流電圧成分生成手段により第１の振幅を有する交流電
圧成分及び検出された変位信号に基づき増減制御される
直流電圧成分からなる駆動信号を生成する。そして、こ
の駆動信号に基づき、上記静電駆動型振動子の振動駆動
力を制御して、同静電駆動型振動子の駆動方向の振動振
幅が一定になるように調節する。従って、例えば静電駆
動型振動子の経時変化や環境温度の変化などによって同
静電駆動型振動子の駆動方向のＱ値が変動した場合にお
いても、駆動信号の直流電圧成分のみが増減制御され、
交流電圧成分（振幅）は一定とされる。すなわち、静電
駆動型振動子の経時変化や環境温度の変化などによって
同静電駆動型振動子の駆動方向のＱ値が変動した場合に
おいても、駆動信号の交流電圧成分により変位信号に混
入するノイズ量は安定したものとされる。このため、静
電駆動型振動子の振動状態の検出誤差等は、固有の値を
保持してその変動が抑制される。

【００２３】一方、振幅調節手段は、起動時において上
記交流電圧成分生成手段及び直流電圧成分生成手段によ
り上記第１の振幅よりも大きい第２の振幅を有する交流
電圧成分及び検出された変位信号に基づき増減制御され
る直流電圧成分からなる駆動信号を生成する。そして、
この駆動信号に基づき、前記静電駆動型振動子に対して
より大きな振動駆動力を印加して該静電駆動型振動子の
振動振幅を増大する。従って、上記静電駆動型振動子の
起動時の振動振幅の立ち上げ時間が短縮化される。

【００２４】特に、請求項４の発明によれば、定常時、
起動時に関わらず、変位信号を移相増幅するのみで駆動
信号の交流電圧成分が生成される。また、上記静電駆動
型振動子の振動状態（振動振幅）が安定すれば、同振動
子の振動に基づく変位信号を移相増幅するのみで、一定
の振幅を有する駆動信号の交流電圧成分が生成される。
このため、例えば、駆動信号の交流電圧成分を単独で生
成する場合に比べ、上記交流電圧成分生成手段の構成
（回路構成）が簡易化される。

【００２５】請求項５に記載の発明によれば、定常時と
起動時との区分を起動後の経過時間に基づき簡易な構成
（回路構成）にて行える。請求項６に記載の発明によれ
ば、定常時と起動時との区分を実際の静電駆動型振動子
の振動状態である振動振幅と起動時設定振幅とを比較す
ることでより厳密に行える。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、定常時と
起動時との区分を直流電圧成分と起動時設定電圧とを比
較することで簡易な構成で、且つ、精密に行える。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明の
第１実施形態を適用した角速度センサについて、図１〜
図６に従って説明する。

【００２８】図１に示されるように、絶縁層を形成する
シリコン基板１０には、例えば導電性とするために不純
物の添加されたポリシリコン（以下、「導電性ポリシリ
コン」という）にて形成された振動子としての駆動枠１
１、検出枠１２、駆動電極１３、駆動方向変位検出電極
１４ａ，１４ｂ、角速度検出電極１５ａ，１５ｂ及び浮
動体アンカーａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ１４が設けら
れている。なお、上記駆動電極１３、駆動方向変位検出
電極１４ａ，１４ｂ、角速度検出電極１５ａ，１５ｂ及
び浮動体アンカーａ１１〜ａ１４はシリコン基板１０に
接合されている。

【００２９】上記駆動枠１１は略四角枠状に形成されて
おり、その一側（図１の右側）には、ｙ方向に所定間隔
をおいてｘ方向外側に延びる略櫛歯状の駆動側可動電極
２６が形成されている。また、上記駆動枠１１の他側
（図１の左側）には、ｙ方向に所定間隔をおいてｘ方向
内側及び外側に延びる略櫛歯状の駆動検出側可動電極２
７がそれぞれ形成されている。上記駆動側可動電極２６
は、前記駆動電極１３に供給される駆動信号により同駆
動電極１３との間での静電引力が周期的に変動され、上
記駆動枠１１に振動を発生させる。また、上記駆動検出
側可動電極２７は、上記駆動枠１１の振動による前記駆
動方向変位検出電極１４ａ，１４ｂとの間での静電容量
の変動に基づき発生した振動を検出する。

【００３０】この駆動枠１１の四隅はｘ方向に撓み性が
高くなるようにｙ方向外側に延びる導電性ポリシリコン
のばね梁３１，３２，３３，３４を介して上記浮動体ア
ンカーａ１１〜ａ１４にぞれぞれ連続している。これら
駆動枠１１及びばね梁３１〜３４は、例えばリソグラフ
による半導体プロセス加工にて、上記シリコン基板１０
から浮くように形成されており、同ばね梁３１〜３４
は、互いに同等の幅及び長さを有している。なお、上記
駆動枠１１及び電極１３，１４ａ，１４ｂ等の構造体
は、導電性ポリシリコン以外の単結晶シリコン、金属等
の導電性材料を用いてもよい。

【００３１】上記検出枠１２は上記駆動枠１１よりも小
さい幅及び長さを有して略四角枠状に形成されており、
その内側はｘ方向に延びる渡し梁にてｙ方向に複数（図
１では６つ）に均等に区画されている。そして、この検
出枠１２の四隅はｙ方向に撓み性が高くなるようにｘ方
向外側に延びる導電性ポリシリコンのばね梁３５，３
６，３７，３８を介して上記駆動枠１１の内側に連続し
ている。これら検出枠１２及びばね梁３５〜３８も、例
えばリソグラフによる半導体プロセス加工にて、上記シ
リコン基板１０から浮くように形成されており、同ばね
梁３５〜３８は、互いに同等の幅及び長さを有するよう
に形成されている。

【００３２】上記駆動電極１３は、上記駆動枠１１の外
側においてｙ方向に略沿って形成されており、上記駆動
側可動電極２６に対して互い違いに突出する略櫛歯状の
駆動側固定電極が形成されている。この駆動電極１３
は、図２に示される交流電圧成分及びバイアス電圧とし
て直流電圧成分Ｖｄｃからなる駆動信号（電圧）が印加
されることで、上記駆動側可動電極２６との間での静電
引力を周期的に変動し、同駆動枠１１をｘ方向に振動さ
せる。ちなみに、上記検出枠１２は、ｘ方向に延びるば
ね梁３５〜３８を介して駆動枠１１に連結されているた
め、同駆動枠１１がｘ方向に振動することでともにｘ方
向に振動する。これら駆動枠１１及び検出枠１２は、上
記駆動信号が加えられることでその共振周波数にてｘ方
向に励振されるようになっている。そして、この検出枠
１２が駆動枠１１とともにｘ方向に振動している状態に
おいてｚ軸廻りの角速度が加わると、同検出枠１２はこ
の角速度に基づくコリオリ力によりｙ方向の振動成分を
有する楕円振動を行う。

【００３３】上記駆動方向変位検出電極１４ａ，１４ｂ
は、上記駆動枠１１の外側及び内側においてｙ方向に略
沿って形成されており、それぞれ上記駆動検出側可動電
極２７に対して互い違いに突出する略櫛歯状の駆動検出
側固定電極が形成されている。これら駆動方向変位検出
電極１４ａ，１４ｂは、上記駆動枠１１のｘ方向の振動
に基づく同駆動枠１１（駆動検出側可動電極２７）との
間の静電容量の振動により、同駆動枠１１のｘ方向の振
動状態（変位）を変位信号として検出する。すなわち、
駆動枠１１が一側（図１の右側）に移動するときには、
駆動方向変位検出電極１４ａと駆動検出側可動電極２７
との間の静電容量が減少するとともに、駆動方向変位検
出電極１４ｂと駆動検出側可動電極２７との間の静電容
量が増加する。また、駆動枠１１が他側（図１の左側）
に移動するときには、これらの関係は逆となる。従っ
て、上記駆動方向変位検出電極１４ａ，１４ｂの静電容
量の振動（変位信号）は、互いに逆相となっている。

【００３４】上記角速度検出電極１５ａ，１５ｂは、上
記検出枠１２内に渡し梁にて区画された各空間内の一側
及び他側（図１の上側及び下側）において対向する渡し
梁に対して離隔されてそれぞれ形成されている。これら
角速度検出電極１５ａ，１５ｂは、上記検出枠１２のｙ
方向の振動に基づく同検出枠１２との間の静電容量の振
動により、同検出枠１２のｙ方向の振動状態を検出す
る。すなわち、検出枠１２が一側（図１の上側）に移動
するときには、同検出枠１２と角速度検出電極１５ａと
の間の静電容量が減少するとともに、検出枠１２と角速
度検出電極１５ｂとの間の静電容量が増加する。また、
検出枠１２が他側（図１の下側）に移動するときには、
これらの関係は逆となる。すなわち、上記角速度検出電
極１５ａ，１５ｂの静電容量の振動は、互いに逆相とな
っている。

【００３５】検出枠１２が駆動枠１１とともにｘ方向に
振動している状態における同検出枠１２のｙ方向の振動
状態により、加えられたｚ軸廻りの角速度が検出される
ようになっている。

【００３６】次に、この角速度センサの角速度検出に係
る電気的構成について説明する。図１に示されるよう
に、角速度センサは大きくは駆動装置４０と、検出装置
５０とを有している。

【００３７】上記駆動装置４０は、上記駆動枠１１（及
び検出枠１２）を共振周波数にてｘ方向に振動駆動する
ためのもので、その構成は図３のブロック図にて表され
る。同図に示されるように、上記駆動方向変位検出電極
１４ａ，１４ｂからの各変位信号は、変位信号検出部４
１に出力される。この変位信号検出部４１は、互いに逆
相で検出された各変位信号を差動増幅し、駆動信号等に
基づき混入した同相のノイズを除去した信号を生成す
る。

【００３８】上記変位信号検出部４１において差動増幅
された変位信号は、同期検波回路４２においてｘ方向の
変位に同期したタイミングにて同期検波されて振動振幅
情報として振幅調節器４３及び後述の可変増幅器４７に
出力される。図４に示されるように、この振幅調節器４
３は減算器４３ａ及び増幅器４３ｂを有しており、同減
算器４３ａにおいて上記振幅調節器４３に出力された振
動振幅情報と振幅設定値との差が演算される。そして、
上記増幅器４３ｂにおいて、これら振動振幅情報及び振
幅設定値の差に比例した信号が駆動信号の直流電圧成分
Ｖｄｃ（バイアス電圧）として生成される。従って、こ
のときの駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃは、上記振動振
幅情報が小さいときには、駆動電極１３と駆動枠１１
（駆動側可動電極２６）との電位差（バイアス電圧）が
大きくなるように増加調節されて生成され、一方、同振
動振幅情報が大きいときには、駆動電極１３と駆動枠１
１（駆動側可動電極２６）との電位差（バイアス電圧）
が小さくなるように低減調節されて生成される。このよ
うな駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃの調節は、上記駆動
枠１１（及び検出枠１２）のｘ方向の振動振幅が一定に
なるように同駆動枠１１（及び検出枠１２）の振動駆動
力を制御するためである。このように生成された駆動信
号の直流電圧成分Ｖｄｃは、加算器４４に出力される。

【００３９】一方、上記変位信号検出部４１において差
動増幅された変位信号は、同時に９０ｄｅｇ移相器４５
を介して略９０度移相されて交流電圧成分生成部４６に
出力される。そして、上記交流電圧成分生成部４６にお
いて、上記変位信号と同等の周波数を有して同変位信号
に対して略９０度移相され、駆動信号の交流電圧成分へ
と変換される一定の振幅を有する交流電圧成分が生成さ
れる。なお、この交流電圧成分を変位信号に対して略９
０度移相するのは、上記駆動枠１１（及び検出枠１２）
を最も効率のよい共振点にて駆動し、発振しやすくする
ためである。このように生成された交流電圧成分は、可
変増幅器４７に出力される。

【００４０】上記可変増幅器４７は、同期検波回路４２
からの振動振幅情報と所定の起動時振幅設定値とを比較
する。この起動時振幅設定値は、駆動枠１１（及び検出
枠１２）のｘ方向の振動振幅が小さい起動時の特性を判
定するのに好適な値に設定されている。そして、この可
変増幅器４７は、上記同期検波回路４２からの振動振幅
情報と起動時振幅設定値との比較結果に応じて、上記交
流電圧成分生成部４６からの交流電圧成分の増幅率を選
択的に切り替える。すなわち、同期検波回路４２からの
振動振幅情報が起動時振幅設定値よりも小さいときに
は、起動時であると判定して大きい側の増幅率にて上記
交流電圧成分生成部４６からの交流電圧成分を増幅す
る。一方、同期検波回路４２からの振動振幅情報が起動
時振幅設定値よりも大きいときには、定常時であると判
定して小さい側の増幅率にて同交流電圧成分生成部４６
からの交流電圧成分を増幅する。このように可変増幅器
４７において選択的に切り替えられた増幅率にて増幅さ
れた交流電圧成分生成部４６からの交流電圧成分は、選
択された増幅率に応じて増幅された第１若しくは第２の
振幅としての一定の振幅を有する駆動信号の交流電圧成
分として加算器４４に出力される。なお、小さい側の増
幅率にて増幅生成された駆動信号の交流電圧成分の振幅
（第１の振幅）も、上記駆動枠１１（及び検出枠１２）
を共振周波数にて発振させるのに十分な大きさとなって
いる。

【００４１】上記加算器４４において、上記調節された
駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃと選択された増幅率に応
じて増幅された一定の振幅を有する駆動信号の交流電圧
成分とが加算されて駆動信号が生成される。そして、こ
のように生成された駆動信号が前記駆動電極１３に印加
される。この駆動信号（印加電圧）の２乗に比例して上
記駆動枠１１（駆動側可動電極２６）との間で発生する
静電引力（振動駆動力）の振動により、同駆動枠１１
（及び検出枠１２）はｘ方向に振動駆動される。従っ
て、起動時には、立ち上げの時間を短縮するために大き
い側の増幅率にて増幅生成された一定の振幅を有する駆
動信号の交流電圧成分及び上記増減調節された直流電圧
成分Ｖｄｃによるより大きな静電引力（振動駆動力）に
基づき振動駆動される。また、定常時には小さい側の増
幅率にて増幅生成された一定の振幅を有する駆動信号の
交流電圧成分及び上記増減調節された直流電圧成分Ｖｄ
ｃに基づき振動振幅が一定になるように振動駆動され
る。

【００４２】上記検出装置５０は、電荷−電圧変換回路
５１，５２及び差動増幅器５３を備えており、加えられ
たｚ軸廻りの角速度を検出する。上記電荷−電圧変換回
路５１，５２はそれぞれ前記角速度検出電極１５ａ，１
５ｂに接続されており、同角速度検出電極１５ａ，１５
ｂとＧＮＤレベルにある検出枠１２全体との間での静電
容量の振動に相当する電気信号（電圧）を発生する。こ
の電気信号（電圧）は、検出枠１２のｙ方向の振動に同
期したレベル変化を示す交流信号となっている。なお、
上記角速度検出電極１５ａ，１５ｂの静電容量の振動
は、互いに逆相となっているため、これら電荷−電圧変
換回路５１，５２においてそれぞれ発生する電気信号
（電圧）も、互いに逆相となっている。

【００４３】上記差動増幅器５３は電荷−電圧変換回路
５１，５２に接続されており、各電荷−電圧変換回路５
１，５２において互いに逆相に発生した電気信号（電
圧）を差動増幅し、ノイズの相殺された角速度信号を発
生する。

【００４４】ここで、検出枠１２が駆動枠１１とともに
ｘ方向に振動している状態において、ｚ軸廻りの角速度
が加わると、同検出枠１２はｙ方向に振動することは既
述のとおりである。このときの検出枠１２のｙ方向の振
動に基づく角速度信号は、加えられた角速度との間に所
定の関係を有している。従って、この角速度信号により
加えられた角速度が検出される。

【００４５】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、同期検波回路４２からの振動振
幅情報が起動時振幅設定値よりも小さいときには、起動
時であると判定されて大きい側の増幅率にて上記交流電
圧成分生成部４６からの一定の振幅を有する交流電圧成
分が増幅される。そして、駆動装置４０は、大きい側の
増幅率にて増幅生成された一定の振幅を有する交流電圧
成分及び検出された変位信号に基づき増減制御される直
流電圧成分Ｖｄｃ（バイアス電圧）からなる駆動信号を
生成する。従って、この駆動信号に基づくより大きな静
電引力（振動駆動力）により上記駆動枠１１（及び検出
枠１２）をｘ方向に振動駆動することで、同駆動枠１１
（及び検出枠１２）の起動時の振動振幅の立ち上げの時
間を短縮することができる。

【００４６】（２）本実施形態では、同期検波回路４２
からの振動振幅情報が起動時振幅設定値よりも大きいと
きには、定常時であると判定されて小さい側の増幅率に
て上記交流電圧成分生成部４６からの一定の振幅を有す
る交流電圧成分が増幅される。そして、駆動装置４０
は、小さい側の増幅率にて増幅生成された一定の振幅を
有する交流電圧成分及び検出された変位信号に基づき増
減制御される直流電圧成分Ｖｄｃ（バイアス電圧）から
なる駆動信号を生成する。そして、この駆動信号に基づ
き、上記駆動枠１１（及び検出枠１２）の振動駆動力を
制御して、同駆動枠１１（及び検出枠１２）のｘ方向の
振動振幅が一定になるように調節する。

【００４７】従って、例えば駆動枠１１（及び検出枠１
２）の経時変化や環境温度の変化などによって同駆動枠
１１（及び検出枠１２）のｘ方向のＱ値が変動した場合
においても、駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃのみが増減
制御され、交流電圧成分（振幅）は一定とされる。すな
わち、駆動枠１１（及び検出枠１２）の経時変化や環境
温度の変化などによって同駆動枠１１（及び検出枠１
２）のｘ方向のＱ値が変動した場合においても、駆動信
号の交流電圧成分により変位信号に混入するノイズ量は
安定したものとされる。このため、駆動枠１１（及び検
出枠１２）の振動状態の検出誤差や角速度の検出出力の
ずれの変動を抑制することができる。

【００４８】（３）本実施形態では、同期検波回路４２
からの実際の振動振幅情報と起動時振幅設定値とを比較
することで、起動時と定常時との区分をより厳密に行う
ことができる。

【００４９】（４）本実施形態では、駆動信号の直流電
圧成分Ｖｄｃを、変位信号に基づき検出される駆動枠１
１（及び検出枠１２）の振動振幅情報と振幅設定値との
差に比例して増減制御した。従って、上記駆動枠１１
（及び検出枠１２）の振動駆動力の位相遅れが抑えら
れ、同駆動枠１１（及び検出枠１２）に対する応答性の
良い制御が可能となる。

【００５０】（５）本実施形態では、駆動信号の交流電
圧成分は変位信号と略９０度の位相差を有して生成され
る。従って、上記駆動枠１１（及び検出枠１２）を、最
も効率のよい共振点にて振動駆動することができる。

【００５１】なお、本実施形態では、駆動信号の直流電
圧成分Ｖｄｃを、変位信号に基づき検出される駆動枠１
１（及び検出枠１２）の振動振幅情報と振幅設定値との
差に比例して増減制御した。これに対して、駆動信号の
直流電圧成分Ｖｄｃを、変位信号に基づき検出される駆
動枠１１（及び検出枠１２）の振動振幅情報と振幅設定
値との差を時間積分した値に比例して増減制御してもよ
い。すなわち、上記減算器４３ａ及び増幅器４３ｂから
なる振幅調節器４３に代えて、図５に示される減算器６
１ａ及び積分器６１ｂからなる振幅調節器６１を採用す
る。この場合、減算器６１ａにおいて上記振幅調節器６
１に出力された振動振幅情報と振幅設定値との差が演算
され、上記積分器６１ｂにおいて、これら振動振幅情報
及び振幅設定値の差の時間積分に比例した信号が駆動信
号の直流電圧成分Ｖｄｃとして生成される。このときの
駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃも、上記振動振幅情報が
小さいときには、駆動電極１３と駆動枠１１（駆動側可
動電極２６）との電位差（バイアス電圧）が大きくなる
ように増加調節されて生成され、一方、同振動振幅情報
が大きいときには、駆動電極１３と駆動枠１１（駆動側
可動電極２６）との電位差（バイアス電圧）が小さくな
るように低減調節されて生成される。従って、上記駆動
枠１１（及び検出枠１２）のｘ方向の振動振幅が一定に
なるように同駆動枠１１（及び検出枠１２）の振動駆動
力が同様に制御される。

【００５２】このように駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃ
を生成する場合、上記第１実施形態の（１）〜（３）、
（５）の効果に加え、以下の効果が得られるようにな
る。（１）駆動枠１１（及び検出枠１２）の振動振幅情
報と振幅設定値との差が零になるよう、同駆動枠１１
（及び検出枠１２）に対する精度の良い制御が可能とな
る。

【００５３】さらに、駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃ
を、変位信号に基づき検出される駆動枠１１（及び検出
枠１２）の振動振幅情報と振幅設定値との差を時間積分
した値及び同振動振幅情報と振幅設定値との差に比例し
た値の和に比例して増減制御してもよい。すなわち、上
記減算器４３ａ及び増幅器４３ｂからなる振幅調節器４
３に代えて、図６に示される減算器６２ａ、積分器６２
ｂ、増幅器６２ｃ及び加算器６２ｄからなる振幅調節器
６２を採用する。この場合、減算器６２ａにおいて上記
振幅調節器６２に出力された振動振幅情報と振幅設定値
との差が演算される。そして、上記積分器６２ｂを介し
てこれら振動振幅情報及び振幅設定値の差の時間積分に
比例した信号が加算器６２ｄに出力され、一方、増幅器
６２ｃを介してこれら振動振幅情報及び振幅設定値の差
に比例した信号が加算器６２ｄに出力される。そして、
加算器６２ｄにおいてこれら両信号の加算されたものが
駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃとして生成される。この
ときの駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃも、上記振動振幅
情報が小さいときには、駆動電極１３と駆動枠１１（駆
動側可動電極２６）との電位差（バイアス電圧）が大き
くなるように増加調節されて生成され、一方、同振動振
幅情報が大きいときには、駆動電極１３と駆動枠１１
（駆動側可動電極２６）との電位差（バイアス電圧）が
小さくなるように低減調節されて生成される。従って、
上記駆動枠１１（及び検出枠１２）のｘ方向の振動振幅
が一定になるように同駆動枠１１（及び検出枠１２）の
振動駆動力が同様に制御される。

【００５４】このように駆動信号の直流電圧成分（バイ
アス電圧）Ｖｄｃを生成する場合、上記第１実施形態の
（１）〜（３）、（５）の効果に加え、以下の効果が得
られるようになる。

【００５５】（１）駆動枠１１（及び検出枠１２）の振
動駆動力の位相遅れが抑えられ、また、駆動枠１１（及
び検出枠１２）の振動振幅情報と振幅設定値との差が零
になるよう、同駆動枠１１（及び検出枠１２）に対する
応答性及び精度の良い制御が可能となる。

【００５６】（第２実施形態）以下、本発明の第２実施
形態を適用した角速度センサについて、図７に基づき説
明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の可変増
幅器４７に代えて切り替えスイッチを使用して信号経路
を切り替える構成に変更したのみであるため、同様の部
分についてはその詳細な説明は省略する。なお、本実施
形態においても、振幅調節器４３に代えて、振幅調節器
６１，６２のいずれか１つの構成を採用してもよい。

【００５７】図７に示されるように、前記同期検波回路
４２からの振動振幅情報は、切り替えスイッチ６３に出
力されている。また、前記交流電圧成分生成部４６にお
いて生成された一定の振幅を有する交流電圧成分は、上
記切り替えスイッチ６３に直接、出力されるもの（第１
の信号経路）と、増幅器６４を介して同切り替えスイッ
チ６３に出力されるもの（第２の信号経路）とに分岐さ
れている。

【００５８】上記切り替えスイッチ６３は、同期検波回
路４２からの振動振幅情報と前記起動時振幅設定値とを
比較する。そして、この切り替えスイッチ６３は、上記
同期検波回路４２からの振動振幅情報と起動時振幅設定
値との比較結果に応じて、前記加算器４４へと出力する
上記交流電圧成分生成部４６からの一定の振幅を有する
交流電圧成分の信号経路を選択的に切り替える。すなわ
ち、同期検波回路４２からの振動振幅情報が起動時振幅
設定値よりも小さいときには、起動時であると判定して
上記交流電圧成分生成部４６からの交流電圧成分は、増
幅器６４を介して増幅される。このように増幅された上
記交流電圧成分生成部４６からの交流電圧成分は、一定
の振幅（第２の振幅）を有する駆動信号の交流電圧成分
として加算器４４に出力される。一方、同期検波回路４
２からの振動振幅情報が起動時振幅設定値よりも大きい
ときには、定常時であると判定して上記交流電圧成分生
成部４６からの交流電圧成分は直接、一定の振幅（第１
の振幅）を有する駆動信号の交流電圧成分として加算器
４４に出力される。なお、上記交流電圧成分生成部４６
から直接、加算器４４に出力される駆動信号の交流電圧
成分の振幅（第１の振幅）も、上記駆動枠１１（及び検
出枠１２）を共振周波数にて発振させるのに十分な大き
さとなっている。

【００５９】上記加算器４４において、前記調節された
駆動信号の直流電圧成分Ｖｄｃと選択された信号経路に
応じて処理された一定の振幅を有する駆動信号の交流電
圧成分とが加算されて駆動信号が生成される。そして、
このように生成された駆動信号が前記駆動電極１３に印
加される。この駆動信号（印加電圧）の２乗に比例して
上記駆動枠１１（駆動側可動電極２６）との間で発生す
る静電引力（振動駆動力）の振動により、同駆動枠１１
（及び検出枠１２）はｘ方向に振動駆動される。

【００６０】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態と同様の効果が得られるようにな
る。 （第３実施形態）以下、本発明の第３実施形態を適用し
た角速度センサについて、図８に基づき説明する。な
お、第１実施形態では、起動時と定常時とを区分するた
めに、同期検波回路４２からの振動振幅情報と起動時振
幅設定値とを比較した。これに対して、第３実施形態で
は、起動後の経過時間に基づき起動時と定常時とを区分
するように変更した。従って、その他の部分については
同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。な
お、本実施形態においても、振幅調節器４３に代えて振
幅調節器６１，６２のいずれか１つの構成を採用しても
よい。

【００６１】本実施形態では、前記可変増幅器４７にタ
イマ６５が接続されている。このタイマ６５は、例えば
抵抗器と静電容量からなり、そのＲＣの時定数により起
動後の経過時間を決定する。そして、この起動後の経過
時間に基づく起動時と定常時との区分に応じて、同様に
可変増幅器４７は上記交流電圧成分生成部４６からの一
定の振幅を有する交流電圧成分の増幅率を選択的に切り
替える。

【００６２】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態の（１）、（２）、（４）、
（５）の効果に加えて以下に示す効果が得られるように
なる。（１）本実施形態では、タイマ６５により決定さ
れる起動後の経過時間に基づき起動時と定常時とを区分
するようにした。従って、この起動時と定常時とを区分
するための構成（回路構成）を簡易化することができ
る。

【００６３】（第４実施形態）以下、本発明の第４実施
形態を適用した角速度センサについて、図９に基づき説
明する。なお、第２実施形態では、起動時と定常時とを
区分するために、同期検波回路４２からの振動振幅情報
と起動時振幅設定値とを比較した。これに対して、第４
実施形態では、起動後の経過時間に基づき起動時と定常
時とを区分するように変更した。従って、その他の部分
については同様の構成であるため、その詳細な説明は省
略する。なお、本実施形態においても、振幅調節器４３
に代えて振幅調節器６１，６２のいずれか１つの構成を
採用してもよい。

【００６４】本実施形態では、前記切り替えスイッチ６
３にタイマ６６が接続されている。このタイマ６６は、
例えば抵抗器と静電容量からなり、そのＲＣの時定数に
より起動後の経過時間を決定する。そして、この起動後
の経過時間に基づく起動時と定常時との区分に応じて、
同様に切り替えスイッチ６３は上記加算器４４へと出力
する上記交流電圧成分生成部４６からの一定の振幅を有
する交流電圧成分の信号経路を選択的に切り替える。

【００６５】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第３実施形態と同様の効果が得られるようにな
る。 （第５実施形態）以下、本発明の第５実施形態を適用し
た角速度センサについて、図１０に基づき説明する。な
お、第５実施形態は、第１実施形態の交流電圧成分生成
部４６を割愛して別の可変増幅器６７を採用したのみの
変更であるため、同様の部分の構成についてはその詳細
な説明は省略する。なお、本実施形態においても、振幅
調節器４３に代えて振幅調節器６１，６２のいずれか１
つの構成を採用してもよい。

【００６６】本実施形態では、前記９０ｄｅｇ移相器４
５において略９０度移相された変位信号を可変増幅器６
７を介して増幅することで、駆動信号の交流電圧成分が
生成される。このとき、第１実施形態に準じて、この可
変増幅器６７は、上記同期検波回路４２からの振動振幅
情報と起動時振幅設定値との比較結果に応じて、上記９
０ｄｅｇ移相器４５において略９０度移相された変位信
号（交流電圧成分）の増幅率を選択的に切り替える。す
なわち、同期検波回路４２からの振動振幅情報が起動時
振幅設定値よりも小さいときには、起動時であると判定
して大きい側の増幅率（第２の増幅率）にて上記９０ｄ
ｅｇ移相器４５からの変位信号（交流電圧成分）を増幅
する。一方、同期検波回路４２からの振動振幅情報が起
動時振幅設定値よりも大きいときには、定常時であると
判定して小さい側の増幅率（第１の増幅率）にて同９０
ｄｅｇ移相器４５からの変位信号（交流電圧成分）を増
幅する。あるいは、可変増幅器６７による上記増幅率の
切り替えを、直流電圧成分Ｖｄｃと所定の起動時設定電
圧との比較結果に応じて行ってもよい。この場合、簡易
な構成で、且つ、厳密に起動時と定常時との区分を行う
ことができる。このように可変増幅器６７において選択
的に切り替えられた増幅率にて増幅された９０ｄｅｇ移
相器４５からの変位信号（交流電圧成分）は、駆動信号
の交流電圧成分として加算器４４に出力される。なお、
定常時において上記駆動枠１１（及び検出枠１２）の振
動状態（振動振幅）が安定すれば、同駆動枠１１（及び
検出枠１２）の振動に基づく変位信号を増幅するのみ
で、一定の振幅を有する駆動信号の交流電圧成分が生成
される。このため、例えば、駆動信号の交流電圧成分を
前記交流電圧成分生成部４６において単独で生成する場
合に比べ、その回路構成が簡易化される。なお、上記可
変増幅器６７における小さい側の増幅率（第１の増幅
率）は、上記駆動枠１１（及び検出枠１２）を共振周波
数にて発振させるためにループゲインが１よりも大きく
なるように設定されている。

【００６７】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態の効果に加えて以下に示す効果が
得られるようになる。 （１）本実施形態では、定常時において駆動枠１１（及
び検出枠１２）の振動状態（振動振幅）が安定すれば、
同駆動枠１１（及び検出枠１２）の振動に基づく変位信
号を移相増幅するのみで、一定の振幅を有する駆動信号
の交流電圧成分を生成することができる。このため、例
えば、駆動信号の交流電圧成分を前記交流電圧成分生成
部４６において単独で生成する場合に比べ、その回路構
成を簡易化することができる。

【００６８】（２）本実施形態では、正弦波として検出
される変位信号を増幅することにより、駆動信号の交流
電圧成分を正弦波として生成する。従って、例えば駆動
信号の交流電圧成分を矩形波として生成した場合に混入
する高調波のノイズ発生を抑制することができる。

【００６９】なお、本発明の実施の形態は上記実施形態
に限定されるものではなく、次のように変更してもよ
い。 ・前記第２〜第４実施形態においても同様に、交流電圧
成分生成部４６を割愛して別の可変増幅器若しくは増幅
器を採用してもよい。

【００７０】・前記第１、第３及び第５実施形態におけ
る可変増幅器４７，６７は、小さい側の増幅率に対して
大きい側の増幅率が、例えば１０倍程度とであることが
好ましい。

【００７１】また、第２及び第４実施形態における増幅
器６４の増幅率としては、例えば１０倍程度であること
が好ましい。 ・前記第１、第３及び第５実施形態における可変増幅器
としては、例えば図１１〜図１８に示される抵抗器及び
オペアンプ７０からなる負帰還増幅器などがある。すな
わち、非反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を固定
し、反転入力端子側の抵抗値を切り替えスイッチにて変
えて可変増幅する構成（図１１、図１２、図１５及び図
１６）や、反転入力端子側の抵抗値を固定し、非反転入
力端子と出力端子との間の抵抗値を切り替えスイッチに
て変えて可変増幅する構成（図１３、図１４、図１７及
び図１８）などがある。

【００７２】・前記第１〜第４実施形態における駆動信
号の交流電圧成分としては、例えば正弦波であってもよ
いし、矩形波などであってもよい。 ・前記各実施形態においては、９０ｄｅｇ移相器４５を
採用したが、例えば微分器や積分器を採用してもよい。

【００７３】・前記各実施形態においては、９０ｄｅｇ
移相器４５、微分器若しくは積分器にて略９０度移相す
るようにしたが、その他の角度にて移相するようにして
もよい。

【００７４】・前記各実施形態においては、定常時と起
動時とで２段階に区分したが、例えば起動時を更に細分
化して各状態に応じて信号処理（増幅率の変更、信号経
路の切り替え）を行うようにしても、本発明を逸脱する
ものではない。

【００７５】・前記各実施形態において採用された検出
枠１２のｙ方向の振動検出構造（検出装置５０）は一例
であってその他の構造を採用してもよい。 ・前記各実施形態においては、駆動枠１１を直線状に伸
びるばね梁３１〜３４を介して浮動体アンカーａ１１〜
ａ１４に支持した。これに対して、駆動枠１１を略Ｕ字
状に折り返されて伸びるばね梁を介して浮動体アンカー
ａ１１〜ａ１４に支持するようにしてもよい。

【００７６】・前記各実施形態において採用された角速
度センサの構造は一例であってその構造は任意である。
次に、以上の実施形態から把握することができる請求項
以外の技術的思想を、その効果とともに以下に記載す
る。

【００７７】（イ）請求項１〜６のいずれかに記載の振
動子駆動装置において、前記駆動信号の直流電圧成分
は、前記変位信号に基づき検出される前記静電駆動型振
動子の振動振幅と設定振幅との差に比例して増減制御さ
れることを特徴とする振動子駆動装置。同構成によれ
ば、上記駆動信号の直流電圧成分は、変位信号に基づき
検出される静電駆動型振動子の振動振幅と設定振幅との
差に比例して増減制御される。従って、上記静電駆動型
振動子の振動駆動力の位相遅れが抑えられ、同静電駆動
型振動子に対する応答性の良い制御が可能となる。

【００７８】（ロ）請求項１〜６のいずれかに記載の振
動子駆動装置において、前記駆動信号の直流電圧成分
は、前記変位信号に基づき検出される前記静電駆動型振
動子の振動振幅と設定振幅との差を時間積分した値に比
例して増減制御されることを特徴とする振動子駆動装
置。同構成によれば、上記駆動信号の直流電圧成分は、
変位信号に基づき検出される静電駆動型振動子の振動振
幅と設定振幅との差を時間積分した値に比例して増減制
御される。従って、上記静電駆動型振動子の振動振幅と
設定振幅との差が零になるよう、同静電駆動型振動子に
対する精度の良い制御が可能となる。

【００７９】（ハ）請求項１〜６のいずれかに記載の振
動子駆動装置において、前記駆動信号の直流電圧成分
は、前記変位信号に基づき検出される前記静電駆動型振
動子の振動振幅と設定振幅との差を時間積分した値及び
該振動振幅と設定振幅との差に比例した値の和に比例し
て増減制御されることを特徴とする振動子駆動装置。同
構成によれば、上記駆動信号の直流電圧成分は、変位信
号に基づき検出される静電駆動型振動子の振動振幅と設
定振幅との差を時間積分した値及び同振動振幅と設定振
幅との差に比例した値の和に比例して増減制御される。
従って、上記静電駆動型振動子の振動駆動力の位相遅れ
が抑えられ、また、静電駆動型振動子の振動振幅と設定
振幅との差が零になるよう、同静電駆動型振動子に対す
る応答性及び精度の良い制御が可能となる。

【００８０】（ニ）請求項１〜６及び上記（イ）〜
（ハ）のいずれかに記載の振動子駆動装置において、前
記駆動信号の交流電圧成分は、前記変位信号と略９０度
の位相差を有して生成されることを特徴とする振動子駆
動装置。同構成によれば、上記駆動信号の交流電圧成分
は変位信号と略９０度の位相差を有して生成される。従
って、上記静電駆動型振動子は、最も効率のよい共振点
にて振動駆動される。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、静電駆動型振動子の振動状態の検出
誤差等の変動を抑制し、且つ、同振動子の起動時の振動
振幅の立ち上げ時間を短縮することができる。特に、請
求項４に記載の発明によれば、交流電圧成分生成手段の
構成（回路構成）を簡易化することができる。

【００８２】請求項５に記載の発明によれば、定常時と
起動時との区分を起動後の経過時間に基づき簡易な構成
（回路構成）にて行うことができる。請求項６に記載の
発明によれば、定常時と起動時との区分を実際の静電駆
動型振動子の振動状態である振動振幅と起動時設定振幅
とを比較することでより厳密に行うことができる。

【００８３】請求項７に記載の発明によれば、定常時と
起動時との区分を直流電圧成分と起動時設定電圧とを比
較することで簡易な構成で、且つ、精密に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を適用した角速度センサ
を示す概略図。

【図２】同実施形態の駆動電極に印加される駆動信号を
示すタイムチャート。

【図３】同実施形態を示すブロック図。

【図４】同実施形態の振幅調節器を示すブロック図。

【図５】同実施形態の振幅調節器の別例を示すブロック
図。

【図６】同実施形態の振幅調節器の別例を示すブロック
図。

【図７】本発明の第２実施形態を示すブロック図。

【図８】本発明の第３実施形態を示すブロック図。

【図９】本発明の第４実施形態を示すブロック図。

【図１０】本発明の第５実施形態を示すブロック図。

【図１１】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１２】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１３】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１４】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１５】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１６】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１７】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１８】可変増幅器の一例を示す回路図。

【図１９】従来の形態を示すブロック図。

【図２０】従来の別の形態を示すブロック図。

【符号の説明】

１２ 振動子としての検出枠 １３ 駆動電極 ４０ 駆動装置 ４２ 同期検波回路 ４３，６１，６２ 振幅調節器 ４６ 交流電圧成分生成部 ４７，６７ 可変増幅器 ６３ 切り替えスイッチ ６４ 増幅器 ６５，６６ タイマ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電駆動型振動子に駆動信号を出力し
   て該静電駆動型振動子を振動駆動する駆動手段と、該静
   電駆動型振動子の振動による変位を変位信号として検出
   する検出手段と、該検出された変位信号に基づき該駆動
   手段から出力される駆動信号を生成制御する振幅調節手
   段とを備えた振動子駆動装置において、 前記振幅調節手段は、定常時において第１の振幅を有す
   る前記駆動信号の交流電圧成分を生成し、起動時におい
   て該第１の振幅よりも大きい第２の振幅を有する該駆動
   信号の交流電圧成分を生成する交流電圧成分生成手段
   と、前記検出された変位信号に基づき増減制御される該
   駆動信号の直流電圧成分を生成する直流電圧成分生成手
   段とを有し、 定常時において、前記生成された第１の振幅を有する交
   流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動信号に基づ
   き、前記静電駆動型振動子の振動駆動力を制御して、該
   静電駆動型振動子の振動振幅が一定になるように調節を
   行い、 起動時において、前記生成された第２の振幅を有する交
   流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動信号に基づ
   き、前記静電駆動型振動子に対してより大きな振動駆動
   力を印加して該静電駆動型振動子の振動振幅を増大する
   ことを特徴とする振動子駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の振動子駆動装置にお
   いて、 前記交流電圧成分生成手段は、所定振幅の交流電圧成分
   を生成する交流電圧成分生成部と、定常時と起動時とに
   応じて該所定振幅の交流電圧成分を異なる増幅率にて増
   幅して前記第１の振幅を有する駆動信号の交流電圧成分
   及び前記第２の振幅を有する駆動信号の交流電圧成分を
   生成する増幅部とを備えることを特徴とする振動子駆動
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の振動子駆動装置にお
   いて、 前記交流電圧成分生成手段は、前記第１の振幅を有する
   駆動信号の交流電圧成分を生成する第１の信号経路と、
   前記第２の振幅を有する駆動動信号の交流電圧成分を生
   成する第２の信号経路と、定常時と起動時とに応じて該
   第１の信号経路と第２の信号経路との切り替えを行う切
   り替え部とを備えることを特徴とする振動子駆動装置。
4. 【請求項４】 静電駆動型振動子に駆動信号を出力し
   て該静電駆動型振動子を振動駆動する駆動手段と、該静
   電駆動型振動子の振動による変位を変位信号として検出
   する検出手段と、該検出された変位信号に基づき該駆動
   手段から出力される駆動信号を生成制御する振幅調節手
   段とを備えた振動子駆動装置において、 前記振幅調節手段は、定常時において第１の増幅率にて
   前記変位信号を移相増幅して一定の振幅を有する前記駆
   動信号の交流電圧成分を生成し、起動時において該第１
   の増幅率よりも大きい第２の増幅率にて該変位信号を移
   相増幅して該駆動信号の交流電圧成分を生成する交流電
   圧成分生成手段と、前記検出された変位信号に基づき増
   減制御される該駆動信号の直流電圧成分を生成する直流
   電圧成分生成手段とを有し、 定常時において、前記第１の増幅率にて増幅生成された
   一定の振幅を有する交流電圧成分及び直流電圧成分から
   なる駆動信号に基づき、前記静電駆動型振動子の振動駆
   動力を制御して、該静電駆動型振動子の振動振幅が一定
   になるように調節を行い、 起動時において、前記第２の増幅率にて増幅生成された
   交流電圧成分及び直流電圧成分からなる駆動信号に基づ
   き、前記静電駆動型振動子に対してより大きな振動駆動
   力を印加して該静電駆動型振動子の振動振幅を増大する
   ことを特徴とする振動子駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の振動
   子駆動装置において、 前記定常時と前記起動時とは、起動後の経過時間により
   区分されることを特徴とする振動子駆動装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の振動
   子駆動装置において、 前記定常時と前記起動時とは、前記変位信号に基づき検
   出される前記静電駆動型振動子の振動振幅と起動時設定
   振幅との比較により区分されることを特徴とする振動子
   駆動装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜４のいずれかに記載の振動
   子駆動装置において、 前記定常時と前記起動時とは、前記直流電圧成分と起動
   時設定電圧との比較により区分されることを特徴とする
   振動子駆動装置。