JP2001504585A - 音叉ジャイロスコープのためのガードバンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 音叉ジャイロスコープ中のガードバンド（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）は、電圧遷移の結果として、基準質量（１３）に生ずる基板（２２）と垂直な動きに関連した力および感度を減少または消去する。ガードバンドは、噛合った櫛形電極（１２ａ，１８ａ，１４ａ，１８ｂ，１４ｂ，１８ｃ，１２ｄ，１８ｄ）の静電結合にとって望ましくない過渡電圧の効果を減少させる。ガードバンドは、結合率をゼロに減少させるためにバイアスされ、これにより始動と改良された性能が可能となる。ガードバンドの種々の構成は、個別の内側（２０ｂ，２０ｃ）および外側（２０ａ，２０ｄ）のガードバンド、個別の内側ガードバンドのみ、外側ガードを用いないで内側検出櫛の下側で延長された検出電極、延長された検出電極を有する個別の外側ガードバンド、並びに駆動および検出櫛双方の下側で延長された検出電極として使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 音叉ジャイロスコープのためのガードバンド 発明の分野 この発明は、概略的には、音叉ジャイロスコープに関し、さらに詳しくは、 音叉ジャイロスコープにおいて、振動運動を与える噛合った櫛形電極をもつ駆動 装置に関するものである。 発明の背景 音叉ジャイロスコープの作用と構造の基本理論は、今では、かなりよく知ら れている。このようなジャイロスコープは、基板と、櫛形電極をもつシリコンの 基準質量と、位置検出ピックオフと、検出電極と、及び櫛形電極をもつ内側およ び外側の駆動装置とを含む。前記基準質量は、前記検出電極、駆動電極及び基板 に対し前記基準質量が動けるように支持するたわみ体により、前記基板の上に吊 支されている。 前記基板は、ガラスで作られているのが一般的なもので、ジャイロスコープ の性能に逆作用することができる電圧遷移に部分的に応答する高い電気的比抵抗 を有する。特に、複数の櫛形電極の間の結合は、そのような過渡電圧に対し感度 をもつ。さらに、その遷移は、前記基準質量とピックオフ感度に直交する垂直方 向（Ｚ軸）の好ましくない力を与えてしまう。この垂直方向の力とピックオフ感 度は、(a)音叉ジャイロスコープの性能を低下させ、(b)音叉ジャイロスコープの モーターの自己発振器ループの始動を妨げる。 駆動質量と基準質量両者の櫛形電極類を短くすることにより、これらの問題 を軽減することは、すでに知られている。しかしながら、この技術は、少なくと も一つの潜在的な欠点を有している。駆動力を小さくするために櫛形電極は係合 していないので、櫛形電極類を短くすることは、最大駆動振幅を制限する。この ように、音叉ジャイロスコープの性能は、逆の影響を受けてしまう。発明の概要 前記基板に直交する基準質量運動に対する力と感度とを減少し、又は、消滅 するガードバンドが記載されている。これらガードバンドは、結合率がゼロに減 るようにバイアスされ、これによって、始動可能になり、性能が改善される。ガ ードバンドの種々の形状としては、個別の内側と外側のガードバンド、個別の内 側ガードバンドのみ、外側ガードバンドなしの内側検出櫛形電極の下側で延長さ れた検出電極、延長された検出電極をもつ個別の外側ガードバンド、そして、駆 動櫛形電極と検出櫛形電極との下位に延びた検出電極を含むものが使用される。 本発明のガードバンドは、噛合った櫛形電極の静電結合に対する過渡電圧の 望ましくない影響を著しく減らすものである。幅３ミクロン、厚さ６〜７ミクロ ン、間隔が３ミクロンで、重複部分がＸである歯をもつ櫛形電極については、駆 動櫛下のガードバンドに対する駆動電圧を３０％にすることで結合力をゼロに減 らすことができる。更に、内側櫛のバイアス電圧の約１．６倍の電圧で内側ガー ドバンドを励起することにより、応答結合力を弱くすることができる。このよう な比率でバイアスされたガードバンドは、バイアス安定度が１，０００°／時間 よりすぐれている高い性能の音叉ジャイロスコープを提供することができる。さ らに、より長い櫛形電極と、より大きな最大駆動振幅の使用が可能になる。他の 寸法に対しては、最適なガードバンド電圧が考えられる態様で変化する。 図面の簡単な記述 本発明の、これら及び他の特徴と利点とは、発明の以下の詳細な記述からよ り完全に理解されるもので、ここにおいて： 図１は、本発明による音叉ジャイロスコープの平面図； 図２は、線１−１に沿う図１のジャイロスコープの断面図； 図２Ａは、図１と図２からの検出電極のワンセットの平面図； 図３は、図２のジャイロスコープの絡み合った櫛形電極の分解図； 図４は、図３のジャイロスコープについての駆動フォース対Ｖｂをプロット したもの； 図５は、櫛歯感度をプロットしたもの； 図６は、前記ジャイロスコープの代替実施例； 図７は、前記ジャイロスコープの別の代替実施例； 図８は、線１−１に沿う図７の代替実施例の断面図； 図９と図１０は、別個の外側ガードと延長された検出電極とを有する代替実 施例を示し；そして 図１１と図１２は、延長された検出電極を有する代替実施例を示す。 図面の詳細な記述 図１，２，２Ａを参照すると、音叉ジャイロスコープは、櫛形電極１２ａ， １２ｂを有する外側駆動装置１０ａ，１０ｂと、櫛形電極１４ａ，１４ｂを有す る内側駆動装置１３と、櫛形電極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを有する基準 質量１６ａ，１６ｂと、ガードバンド２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、上面 ２４を有する基板２２と、駆動ビーム２８、捩りビーム３０、ベースビーム３２ 、アンカー３４、検出電極１６及び力電極３７（これらは、前記基準質量の下に あって、ガラス露出度が少ないため無視できる）を有する支持たわみ体２６とを 含む。前記基準質量は、前記基板の上に懸架され、前記支持たわみ体によって基 板に連結されている。前記アンカーは、前記捩りビームを前記基板に連結する。 前記捩りバーは、前記ベースビームを支持し、これが前記駆動ビームを支持する 。前記基準質量は、前記駆動ビームにより前記ベースビームに連結されている。 前記音叉ジャイロスコープは、電気機械的に作動する。動作において、外側 駆動装置１０ａ，１０ｂは、振動運動を櫛形電極１２ａ，１８ａ，１８ｄ，１２ ｂを介して基準質量１６ａ，１６ｂに加える。該外側駆動装置の櫛形電極は、隣 り合う基準質量に向けて外方へ延びており、前記基板の表面の上に配置されてい る。隣り合う基準質量の櫛形電極は、前記外側駆動装置に向け外方へ延び、前記 外側駆動櫛形電極と基準質量櫛形電極とが互いに噛合うようになる。隣り合う基 準質量と内側駆動装置との間の櫛形電極も同様に噛合っている。このようにして 、時間的に変化する駆動信号Ｖｄが前記外側駆動装置へ提供されて、櫛形電極を 静電結合し、これによって前記基準質量へ振動運動が加えられる。 前記音叉ジャイロスコープによる計測は、ここに参考文献として組み入れる ポール・ワードの名前で出願されたエレクトロニクス・フォー・コリオリス・フ ォース・アンド・アザー・センサーズと題するコーペンディングの米国特許出願 08/219,023に詳細に記載されている。簡単に言うと、双極ＤＣ電圧＋Ｖｓ，−Ｖ ｓが左右の検出電極３６それぞれに印加されて電位差が発生し、その結果、前記 検出電極に対する基準質量の位置の変化が前記検出電極と、これに関連する基準 質量との間の容量変化になるというものである。慣性入力、特に振動の面と同一 平面にある入力軸の周りの回転速度に応答して、基準質量は振動の垂直平面から 偏位する。このような基準質量の面外偏位は、入力回転速度に対応する振幅を有 し、基準質量の共振周波数に対応した周波数で起こる。かくして、容量変化によ って現れる面外偏位の検出は、回転速度の測定を提供する。 櫛形電極12a，12b，１４ａ，１４ｂに印加される電圧と検出電極３６に印加 される電圧は、損失係数と有限の高い電気的比抵抗とを有した誘電体であるガラ ス基板中にゆっくりした過渡電圧とＡＣ電圧の双方を誘導する。これらの電圧は 、音叉ジャイロスコープと換算係数を、時間および温度に対して劣化させる。外 側櫛形電極に印加された電圧は、基準質量を基板と平行に（一定距離で）移動さ せる。これは望ましい効果である。この櫛電圧はまた、基準質量を基板と垂直に 移動させる静電力を生じる。この垂直の力は、一般に望ましいものではない。内 側櫛形電極は、基板に平行で一定距離はなれた運動を検出することを意図してい るが、また基板と垂直な基準質量運動をも検出する。この垂直な力とピックオフ 感度は、音叉ジャイロスコープの性能を劣化させ、また音叉ジャイロスコープの モータ自己発振器ループの始動を妨害する。 ガードバンドは、基板電圧遷移からシリコン部分をシールドし、これによっ て垂直な力と感度を低減または消滅させる。ガードバンド２０ａ，２０ｂ，２０ ｃ，２０ｄは、導電材料で構成され、噛合した櫛形電極のほぼ直下の基板２２上 に配置されている。特に、噛合した櫛形電極は、長さ３８を有し、またガードバ ンドは、噛合した櫛形電極の長さと等しいかそれ以上の長さ４０だけ、基板に沿 って延びている。 ガードバンドの詳しい配置が図３に示されている。噛合した櫛形電極、例え ば１２ａ，１８ａは、重複部分の幅を規定する３つの領域を有する。領域Ａは係 合してない駆動櫛形電極領域であり、領域Ｂは係合している駆動櫛形電極領域で あり、領域Ｃは係合してない基準質量櫛形電極領域である。領域Ｂの大きさは、 最大駆動振幅に直接関係する。即ち、より広い幅は、より大きな最大駆動振幅を 与える。しかしながら、基準質量１６ａが平面内で振動するときに領域Ａ〜Ｃが 変化すること、並びにガードバンドの配置を決定するときにこの振動が考慮され ることは理解されるべきである。特に、ガードバンドが領域Ｂの最大動作幅より 大きいか等しい幅４１を有することができるように、ガードバンドは基板と櫛形 電極との間に配置される。ここでは、「重複領域」という用語が、領域Ｂの最大 動作幅を指すことに使用されている。ガードバンドは、この重複領域のほぼ直下 の基板上に配置される。 このジャイロスコープと方法の重要な特徴は、２つの基準質量が基板と平行 に互いに逆方向に移動する音叉モードを開始するための技術である。音叉ジャイ ロスコープ発振器は、音叉モードにロックすることを意図している。駆動（外側 ）および検出（内側）櫛の面外効果によって、垂直運動（面外モード）にロック し、音叉モードを排除することが可能になる。そのループは、 であるときに音叉モードに近づく。ここで、 Ｓ_F＝駆動櫛によって働く力の垂直対水平比率、 Ｓ_S＝検出櫛の応答の垂直対水平比率、 Ｑ_O＝面外モードのＱ（クオリティ・ファクタ）、 Ｑ_TF＝音叉モードのＱ（クオリティ・ファクタ） である。 孔明きの板を有した音叉ジャイロスコープに対するＱ_TF／Ｑ_Oは５から１０ である。現在の音叉ジャイロスコープは、ガードバンドおよび２５μｍの歯の重 複部分無しに、Ｓ_F＝Ｓ_S＝１／２で構成されているので、音叉モードが簡単に励 起される。図４及び図５に示すように、音叉モードが励起されず、そしてジャイ ロスコープが機能しないように、Ｓ_F＝Ｓ_S＝２でガードバンドが接地されている 。 歯の重複部分を減少することによって、結合率Ｓ_FとＳ_Sを減少させて成功裏に始 動することが可能になる。しかしながら、歯の重複部分を減少することは、最大 駆動振幅が減少するので、一般的には望ましいことではない。図４は、駆動電圧 の３０％を駆動櫛２０ａ，２０ｄの下側のガードバンドに加えることによって、 結合力Ｓ_Fがゼロに減少されうることを示している。図５は、内側のガードバン ド２０ｂ，２０ｃを内側櫛のバイアス電圧の概ね１．６倍の電圧で励起すること によって、応答結合ＳＦが小さくなりうることを示している。これらの電圧は、 約６から７ミクロンの厚み、３ミクロンの幅、３ミクロンの間隔の櫛を有する音 叉ジャイロスコープに対して適切であり、そして櫛長、板厚、櫛空隙によって変 化する。結合率の減少は、始動と改良された性能とを可能にする。 図６に示された１つの代替実施例では、ガードバンド２０ｂ，２０ｃは、１ ８ｂ，１４ａ，１４ｂ，１８ｃの下側に配置されているが、噛合った外側櫛形電 極の下側には配置されていない。ガードされていない外側櫛形電極に対する望ま しくない遷移の効果は、ガードされていない内側櫛形電極に対する遷移の効果と 比べて相対的に小さいことが見出されている。ガードバンドを駆動するための回 路量が少ないことが要求されているので、より少ない数のガードバンドを形成す ることによって節約が実現されうる。噛合った内側櫛形電極の下側のガードバン ドは、他の実施例で上述したように、接地されるか、またはバイアス電圧が印加 される。 もう１つの代替実施例が図７及び８に示されている。この実施例では、望ま しくない電圧遷移の効果を減少させるために、延長された検出電極５０ａ，５０ ｂが使用されている。検出電極５０ａ，５０ｂは、基準質量１６ａ，１６ｂの下 の基板上に配置され、基準質量の内側を越えて、噛合った櫛形電極１８ｂ，１４ ａ，１４ｂ，１８ｃまで延長されている。特に、延長された検出電極は、噛合っ た櫛形電極の重複領域の下側に配置されている。 延長された検出電極は、噛合った櫛形電極の各組の下側に形成されるか、あ るいは噛合った内側櫛形電極の下側だけに形成されうる。（実験を通して、噛合 った内側櫛形電極だけの構成は、バイアス安定度１，０００＋°／時間の音叉ジ ャイロスコープを製造することが見出されている。この実施例は、大きな検出電 極を製造することにさほど努力を必要としない限り、コスト節約の利点を有する 。） 図９及び１０は、もう１つの代替実施例を示している。この実施例は、個別 の外側ガードバンド５２ａ，５２ｂと、延長された検出電極５４ａ，５４ｂとを 有する。検出電極５４ａ，５４ｂは、基準質量１６ａ，１６ｂの下側の基板上に 配置され、基準質量の内側を越えて、噛合った櫛形電極１４ａ，１４ｂ，１８ｂ ，１８ｃまで延長されている。特に、延長された検出電極は、噛合った櫛形電極 の重複領域の下側に配置されている。この構成では、検出電極および隣接する内 側櫛形電極の双方は、同じバイアスを有する。この結果、ＳＦは小さく、またＳ Ｓは０．７であり、この問題に適切な解決を与える。 図１１及び１２に示すように、内側および外側の延長された検出電極５６ａ ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂが使用できる。この構成では、検出電極は、駆動およ び検出櫛形電極の双方の下側で延長される。特に、検出板は、上記等式に近いル ープを満足する幾何学形状を有する駆動電極の下側で延長されうる。結合係数Ｓ ＦおよびＳＳは、厚い基準質量と歯の間の小さい間隙によって減少する。ＳＳ（ モータ検出結合）をゼロ（または他の小さな値）に設定する他の可能性は、モー タ検出電圧および内側ガードバンド（または延長された検出板）を適切に選択し 、また大きなＳＦ（モータ駆動結合）を許容することによる。ガードバンドはま た、ガラスのアイソレーション効果を多くするために、サスペンションビームの 下側に延長することができる。 この発明は、ここに示されそして述べられた特定の実施例に限定されるもの ではなく、以下の請求の範囲によって規定されるこの新規な概念の精神と範囲か ら離れることなく種々の変形および修正がなされることが理解されるべきである 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年９月９日（１９９８．９．９） 【補正内容】 ２５． 請求項２４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し 、バイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ２６． 請求項２５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ２７． 請求項２５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記検出電極に印加される電圧に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ 。 ２８． 請求項２７の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記検出電極に印加される電圧より約６０％大きいことを特徴とする音叉ジャイロ スコープ。 ２９． 請求項２４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、前 記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉ジャイ ロスコープ。 ３０． 請求項２９の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、導 電材料から構成されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３１． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長された検出電極とを備え、 前記駆動信号に比例したバイアス電圧が前記延長された検出電極に印加され る ことを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３２． 請求項３１の音叉ジャイロスコープにおいて、前記延長された検出電極 は、前記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉 ジャイロスコープ。 ３３． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために電圧が印加される 検出電極と、 前記基板上の、前記外側の噛合った櫛形電極と前記基板とのほぼ間に形成さ れたガードバンドと を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３４． 請求項３３の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し 、バイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３５． 請求項３４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３６． 請求項３５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号電圧の約３０％であることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３７． 請求項３６の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、前 記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉ジャイ ロスコープ。 ３８． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために第１の電圧が印加 される第１の組の検出電極と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記外側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために第２の電圧が印加 される第２の組の検出電極と を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３９． 請求項３８の音叉ジャイロスコープにおいて、前記第１及び第２のバイ アス電圧は、前記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 駆動信号を使用する駆動部材によって振動部材に振動力を与えるための駆 動装置であって、前記振動部材は、支持たわみ体によって基板表面上の検出電極 の上方に懸設され、容量変化を検出するために、前記検出電極に電圧が印加され る駆動装置において、 前記駆動部材に接続された第１の櫛形電極と、 前記第1の櫛側電極と噛合って重複領域を規定し、噛合った櫛形電極と前記 基板表面との間には間隙を規定する、前記振動部材に接続された第２の櫛形電極 と、 前記基板と前記噛合った櫛形電極との間に配置されたガードバンドと を備えることを特徴とする駆動装置。 ２． 請求項1の駆動装置において、前記ガードバンドにバイアス電圧が印加さ れることを特徴とする駆動装置。 ３． 請求項２の駆動装置において、前記バイアス電圧は、前記駆動信号に比例 することを特徴とする駆動装置。 ４． 請求項２の駆動装置において、前記バイアス電圧は、前記検出電極に印加 される電圧に比例することを特徴とする駆動装置。 ５． 請求項４の駆動装置において、前記バイアス電圧は、前記検出電極に印加 される電圧より約６０％大きいことを特徴とする駆動装置。 ６． 請求項1の駆動装置において、前記ガードバンドは接地されていることを 特徴とする駆動装置。 ７． 請求項1の駆動装置において、前記ガードバンドは、前記重複領域より大 きいか、または等しい幅を有することを特徴とする駆動装置。 ８． 請求項７駆動装置において、前記ガードバンドは、導電材料から構成され ることを特徴とする駆動装置。 ９． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基準質量の下側の前記基板上に配置され、容量変化を検出するために電 圧が印加される検出電極と、 前記基板上の、前記内側および外側の噛合った櫛形電極と前記基板とのほぼ 間に形成されたガードバンドと を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 １０． 請求項９の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し、 少なくとも１つのバイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコ ープ。 １１． 請求項１０の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 １２． 請求項１０の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記検出電極に印加される電圧に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ 。 １３． 請求項１２の音叉ジャイロスコープにおいて、前記外側ガードバンドに 印加される前記バイアス電圧は、前記駆動電圧の約３０％であることを特徴とす る音叉ジャイロスコープ。 １４． 請求項１２の音叉ジャイロスコープにおいて、前記外側ガードバンドに 印加される前記バイアス電圧は、前記内側櫛形電極のバイアス電圧の約１．６倍 であることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 １５． 請求項９の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、前記 重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉ジャイロ スコープ。 １６． 請求項１５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、導 電材料から構成されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 １７． 噛合った櫛形電極と基板とを有する音叉ジャイロスコープの、ジャイロ スコープ動作に与える望ましくない基板電圧遷移効果を緩和するための方法であ って、 前記櫛形電極の静電結合に与える望ましくない基板電圧遷移効果を減少する ために、前記櫛形電極を逆向きに励起するステップを 備えることを特徴とする方法。 １８． 請求項１７の方法において、前記励起するステップは、噛合った櫛形電 極の下側の前記基板上にガードバンド形成することを含むことを特徴とする方法 。 １９． 請求項１８の方法において、前記バンドガードにバイアス電圧を印加す るステップを含むことを特徴とする方法。 ２０． 請求項１９の方法において、前記バイアス電圧は、前記検出電極に印加 される電圧に比例することを特徴とする方法。 ２１． 請求項２０の方法において、前記バイアス電圧は、前記検出電極に印加 される電圧より約６０％大きいことを特徴とする方法。 ２２． 請求項１７の方法において、前記励起するステップは、前記駆動電圧に 比例した励起電圧を設定することを含むことを特徴とする方法。 ２３． 請求項２２の方法において、前記設定するステップは、駆動電圧：励起 電圧を３：１の固定比率に設定することを含むことを特徴とする方法。 ２４． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基準質量の下側の前記基板上に配置され、容量変化を検出するために電 圧が印加される検出電極と、 前記基板上の、前記内側の噛合った櫛形電極と前記基板とのほぼ間に形成さ れたガードバンドと を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ２５． 請求項２４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し 、バイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ２６． 請求項２５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ２７． 請求項２５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記検出電極に印加される電圧に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ 。 ２８． 請求項２７の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記検出電極に印加される電圧より約６０％大きいことを特徴とする音叉ジャイロ スコープ。 ２９． 請求項２４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、前 記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉ジャイ ロスコープ。 ３０． 請求項２９の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、導 電材料から構成されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３１． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長された検出電極と を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３２． 請求項３１の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し 、 バイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３３． 請求項３２の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３４． 請求項２４の音叉ジャイロスコープにおいて、前記延長された検出電極 は、前記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉 ジャイロスコープ。 ３５． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために電圧が印加される 検出電極と、 前記基板上の、前記外側の噛合った櫛形電極と前記基板とのほぼ間に形成さ れたガードバンドと を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３６． 請求項３５の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドに対し 、バイアス電圧が印加されることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３７． 請求項３６の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３８． 請求項３７の音叉ジャイロスコープにおいて、前記バイアス電圧は、前 記駆動信号電圧の約３０％であることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ３９． 請求項３８の音叉ジャイロスコープにおいて、前記ガードバンドは、前 記重複領域より大きいか、または等しい幅を有することを特徴とする音叉ジャイ ロスコープ。 ４０． 音叉ジャイロスコープであって、 表面を有する基板と、 駆動信号が印加される櫛形電極を有する外側駆動装置と、 櫛形電極を有する内側駆動装置と、 内側および外側櫛形電極を有し、支持たわみ体によって前記基板の上方に懸 設され、前記内側櫛形電極は前記内側駆動櫛形電極と噛合い、前記外側櫛形電極 は前記外側駆動櫛形電極と噛合い、噛合った櫛形電極によって重複領域を規定す る基準質量と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記内側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために第１の電圧が印加 される第１の組の検出電極と、 前記基板上に配置され、前記基準質量の下側の前記外側の噛合った櫛形電極 と前記基板とのほぼ間で延長され、容量変化を検出するために第２の電圧が印加 される第２の組の検出電極と を備えることを特徴とする音叉ジャイロスコープ。 ４１． 請求項４０の音叉ジャイロスコープにおいて、前記第１及び第２のバイ アス電圧は、前記駆動信号に比例することを特徴とする音叉ジャイロスコープ。