JP2011108989A - Variable capacitor - Google Patents

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Akio Tsuge
明夫 柘植
Kenichi Yanai
謙一 柳井
Nobuaki Kawahara
伸章 川原
Hideaki Nishikawa
英昭 西川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce such an effect that drive noise caused by an AC drive signal gives to an object signal which is changed according to an electrostatic capacity change in an MEMS variable capacitor. <P>SOLUTION: The MEMS variable capacitor has such a configuration that a drive part 2 which is composed of a fixed electrode 21 and a movable electrode 23 in pairs and where the movable electrode 23 is oscillated to be driven by a drive signal and a capacitor 3 composed of the fixed electrode 31 and the movable electrode 33 in pairs are not only separately formed as an independent body but also disposed on a substrate 1 isolated from each other. Furthermore, the drive movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are connected to each other by a supporting beam 4 having electric insulating characteristics. The capacitor movable electrode 31 is oscillated to be driven so that the electrostatic capacitance of the capacitor 3 is changed by transmitting oscillating energy generated in the drive movable electrode 23 to a capacitor movable electrode 31 through the supporting beam portion 4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いた可変キャパシタに関する。   The present invention relates to a variable capacitor using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.

MEMS技術は、半導体プロセスにより機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路等を1つの基板上に集積して機械的動作をするデバイスを製作する技術であり、例えば加速度センサ、圧力センサ、触覚センサ、慣性センサ等に応用されている。また、MEMS技術を応用した可変キャパシタも実現している(例えば、特許文献1〜3参照)。   The MEMS technology is a technology for manufacturing a device that performs mechanical operation by integrating mechanical element parts, sensors, actuators, electronic circuits and the like on one substrate by a semiconductor process. For example, an acceleration sensor, a pressure sensor, a tactile sensor, It is applied to inertial sensors. Moreover, the variable capacitor which applied the MEMS technique is also implement | achieved (for example, refer patent documents 1-3).

従来、可変キャパシタとしては半導体のPN接合構造を利用して静電容量を変化させるバラクタダイオードが広く用いられている。このバラクタダイオードがPN接合を要因とするショット雑音の影響を避けられないのに対して、機械的動作で静電容量を変化させるMEMS可変キャパシタでは、このノイズの影響を抑えられる利点がある。このため、MEMS可変キャパシタは、携帯電話を始めとする通信機器分野で多用されている。   Conventionally, as a variable capacitor, a varactor diode that changes a capacitance using a semiconductor PN junction structure has been widely used. While this varactor diode cannot avoid the influence of shot noise caused by a PN junction, the MEMS variable capacitor that changes the capacitance by mechanical operation has an advantage that the influence of this noise can be suppressed. For this reason, MEMS variable capacitors are frequently used in the field of communication equipment including mobile phones.

特許第3696193号公報Japanese Patent No. 3696193 特許第3712123号公報Japanese Patent No. 3712123 特開2006−93463号公報JP 2006-93463 A

日本機械学会「非線形系のダイナミクス―非線形現象の解析入門」コロナ社(2007/7/1)P23〜Japan Society of Mechanical Engineers "Nonlinear Dynamics-Introduction to Analysis of Nonlinear Phenomena" Corona (2007/7/1) P23 ~

MEMS可変キャパシタの駆動方法としては、引用文献1〜3に開示されているように、圧電アクチュエータに直流電圧を印加することでこれを変形させ、キャパシタの静電容量を定常的に変化させる手法が知られている。この他にも、固定電極と可動電極との対で構成される駆動部に周期的に変化する駆動信号を印加することで可動電極を周期的に振動させ、この振動によりキャパシタの可動電極を振動させて静電容量を周期的に変化させる手法がある。   As a method for driving the MEMS variable capacitor, as disclosed in the cited documents 1 to 3, there is a method in which a DC voltage is applied to the piezoelectric actuator to deform it and the capacitance of the capacitor is steadily changed. Are known. In addition to this, the movable electrode is periodically vibrated by applying a periodically changing drive signal to a drive unit composed of a pair of a fixed electrode and a movable electrode, and the movable electrode of the capacitor is vibrated by this vibration. There is a method of periodically changing the capacitance.

後者の手法のとおり駆動部を振動駆動させる場合、最低でも振幅が5V程度の交流駆動信号の印加が必要とされている。ところが、交流駆動信号で駆動部を振動駆動させる場合、直流電圧を印加する場合と違って、この交流駆動信号に起因する電磁的な駆動ノイズが発生する。この駆動ノイズがキャパシタ側に伝播するとキャパシタの処理対象となる電気信号にこの駆動ノイズが重畳してしまう。   When the drive unit is driven to vibrate according to the latter method, it is necessary to apply an AC drive signal having an amplitude of about 5 V at the minimum. However, when the drive unit is driven to vibrate with an AC drive signal, electromagnetic drive noise due to the AC drive signal is generated, unlike when a DC voltage is applied. When this driving noise propagates to the capacitor side, this driving noise is superimposed on the electrical signal to be processed by the capacitor.

駆動ノイズに対して比較的電圧の大きい一般的な電気信号を扱う場合、この駆動ノイズの影響は僅かであるが、通信分野や生体を測定対象とする分野等で扱う数10μV〜数100mV程度の電気信号を対象とする場合、駆動ノイズは対象信号に対して電位が相対的に高くなる。このため、可変キャパシタにおける信号雑音比の低下、あるいは、駆動ノイズを低減するためのフィルタ回路増設に伴う回路規模増大という問題がある。   When a general electric signal having a relatively large voltage with respect to the driving noise is handled, the influence of the driving noise is slight, but it is about several tens of μV to several hundred mV, which is handled in a communication field or a field where a living body is a measurement target. When an electric signal is a target, the drive noise has a relatively high potential with respect to the target signal. For this reason, there is a problem of a reduction in the signal-to-noise ratio in the variable capacitor, or an increase in circuit scale accompanying an increase in the filter circuit for reducing drive noise.

特に、従来のMEMS可変キャパシタでは、駆動部と、これに連動して可動するキャパシタ部の可動電極とが一体で構成されており、交流駆動信号に起因する駆動ノイズがキャパシタ側に電気的に伝播しやすく、駆動ノイズの影響が顕著になる。   In particular, in the conventional MEMS variable capacitor, the driving unit and the movable electrode of the capacitor unit that moves in conjunction with the driving unit are integrally configured, and driving noise caused by the AC driving signal is electrically propagated to the capacitor side. The effect of driving noise becomes remarkable.

本発明は、上記問題を解決するためになされており、MEMS可変キャパシタにおいて、交流駆動信号を起因とする駆動ノイズがキャパシタの静電容量変化に伴い変化する対象信号に与える影響を低減するための技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and in a MEMS variable capacitor, for reducing the influence of drive noise caused by an AC drive signal on a target signal that changes with a change in capacitance of the capacitor. The purpose is to provide technology.

上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の可変キャパシタは、駆動部とキャパシタ部の可動電極とが、互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔して基板上に配置されており、さらに、駆動部とキャパシタ部の可動電極との間を絶縁するための電気絶縁構造を有する支持梁を介して互いに連結されていることを特徴とする。   The variable capacitor according to claim 1, wherein the variable capacitor according to claim 1, wherein the driving unit and the movable electrode of the capacitor unit are formed as separate bodies separated from each other and disposed on the substrate apart from each other. In addition, the driving part and the movable electrode of the capacitor part are connected to each other via a support beam having an electrical insulating structure for insulating.

駆動部とキャパシタ部の可動電極とが、互いに分離した別体として形成されて互いに離隔した構造を採用することで、両者が電気的に分離するため、駆動部で発生した電磁的な駆動ノイズがキャパシタ部へ波及しにくくなり、駆動ノイズの影響を低減できる。   By adopting a structure in which the driving part and the movable electrode of the capacitor part are formed separately from each other and separated from each other, both are electrically separated, so that electromagnetic driving noise generated in the driving part is not generated. It is difficult to spread to the capacitor portion, and the influence of driving noise can be reduced.

さらに、駆動部とキャパシタ部の可動電極とを電気絶縁構造を有する支持梁で連結し、この支持梁を介して駆動部で発生した振動エネルギをキャパシタ部へ伝達する構造を採用した。この支持梁を設けたことで、駆動部と支持梁とキャパシタ部の可動電極とのそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部とキャパシタ部とを別周波数で振動させることができる。これにより、駆動ノイズの周波数と、キャパシタ部の動作周波数とをある程度の範囲で変えることができ、駆動部とキャパシタ部との離隔を超えてなおキャパシタ部へ波及してくる駆動ノイズと、キャパシタ部による処理対象の電気信号(対象信号)とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響を低減できる。   Further, a structure is adopted in which the drive unit and the movable electrode of the capacitor unit are connected by a support beam having an electrically insulating structure, and vibration energy generated in the drive unit is transmitted to the capacitor unit via the support beam. By providing the support beam, the drive unit and the capacitor unit can be vibrated at different frequencies due to differences in the natural frequencies of the drive unit, the support beam, and the movable electrode of the capacitor unit. Thereby, the frequency of the drive noise and the operating frequency of the capacitor unit can be changed within a certain range, and the drive noise that spreads to the capacitor unit beyond the distance between the drive unit and the capacitor unit, and the capacitor unit It is possible to easily separate the electrical signal (target signal) to be processed by. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced.

なお、駆動部とキャパシタ部が別周期で動作することについての理論的な裏づけの一例として、非特許文献1に原周波数の1/3,1/5等の周期で共振する非線形現象についての解説が記載されている。   As an example of theoretical support for the operation of the drive unit and the capacitor unit in different periods, Non-Patent Document 1 describes a nonlinear phenomenon that resonates at a period of 1/3, 1/5, etc. of the original frequency. Is described.

さらに、請求項2に記載のように、キャパシタ部の可動電極と駆動部とを、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成するように設計するとよい。このようにすることで、駆動部とキャパシタ部の可動電極とのそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部とキャパシタ部とを別周波数で振動させることができ、駆動ノイズとキャパシタ部の対象信号とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響をより効果的に低減できる。   Furthermore, as described in claim 2, it is preferable to design the movable electrode and the drive unit of the capacitor unit as members having different natural frequencies. By doing so, the drive unit and the capacitor unit can be vibrated at different frequencies due to the difference in natural frequency between the drive unit and the movable electrode of the capacitor unit, and the drive noise and the target signal of the capacitor unit can be vibrated. And can be easily separated. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced more effectively.

より具体的には、請求項3に記載のように、キャパシタ部の可動電極と駆動部とが、断面形状、長さ若しくは幅、又は材質の少なくとも何れか互いに異なるように形成することで互いに異なる固有振動数を持つように構成するとよい。物体の固有振動数は、その物体の長さや幅、断面形状といった形状的性質、あるいは密度やヤング率といった電極材料そのものの材質等の各諸元によって決まる。そこで、これらの諸元を適宜設定することで、キャパシタ部の可動電極及び駆動部の固有振動数がそれぞれ異なるように設計することができる。また、具体的にどのような設計にすべきかについては、可変キャパシタの使用目的に応じた動作周波数でキャパシタ部が振動するように駆動部及びキャパシタ部の固有振動数を設定し、その固有振動数に応じて駆動部及びキャパシタ部の各諸元を設計すればよい。   More specifically, as described in claim 3, the movable electrode and the drive unit of the capacitor unit are different from each other by being formed so as to be different from each other in cross-sectional shape, length or width, or material. It may be configured to have a natural frequency. The natural frequency of an object is determined by various characteristics such as shape properties such as the length, width, and cross-sectional shape of the object, or the material of the electrode material itself such as density and Young's modulus. Therefore, by setting these specifications as appropriate, it is possible to design the movable electrode of the capacitor unit and the natural frequency of the drive unit to be different from each other. In addition, regarding the specific design, the natural frequency of the drive unit and the capacitor unit is set so that the capacitor unit vibrates at the operating frequency according to the purpose of use of the variable capacitor, and the natural frequency is set. The specifications of the drive unit and the capacitor unit may be designed according to the above.

つぎに、請求項4に記載の可変キャパシタは、駆動部とキャパシタ部の可動電極とを連結する支持梁が、基板との間に空間をあけて基板に固定されていることを特徴とする。このようにすることで、駆動部の振動エネルギを効率よくキャパシタ部へ伝達させることができる。   Next, the variable capacitor according to claim 4 is characterized in that the support beam connecting the driving unit and the movable electrode of the capacitor unit is fixed to the substrate with a space between the substrate and the substrate. By doing in this way, the vibration energy of a drive part can be efficiently transmitted to a capacitor part.

一方、上記目的を達成するためになされた請求項5に記載の可変キャパシタは、駆動部とキャパシタの可動電極とが、互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔して基板上に配置されており、駆動部とキャパシタの可動電極との間には、駆動部の振動を伝達する電気絶縁性流体が介在していることを特徴とする。   On the other hand, in the variable capacitor according to claim 5, the drive unit and the movable electrode of the capacitor are formed as separate bodies separated from each other and disposed on the substrate so as to be separated from each other. In addition, an electrically insulating fluid that transmits vibration of the drive unit is interposed between the drive unit and the movable electrode of the capacitor.

駆動部とキャパシタ部の可動電極とが、互いに分離した別体として形成されて互いに離隔した構造を採用することで、両者が電気的に分離するため、駆動部で発生した電磁的な駆動ノイズがキャパシタ部へ波及しにくくなり、駆動ノイズの影響を低減できる。   By adopting a structure in which the driving part and the movable electrode of the capacitor part are formed separately from each other and separated from each other, both are electrically separated, so that electromagnetic driving noise generated in the driving part is not generated. It is difficult to spread to the capacitor portion, and the influence of driving noise can be reduced.

さらに、駆動部とキャパシタ部の可動電極との間に電気絶縁性流体が介在し、この流体の粘性を利用して駆動部で発生した振動エネルギをキャパシタ部へ伝達する構造を採用した。このようにしたことで、駆動部とキャパシタ部の可動電極とのそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部とキャパシタ部とを別周波数で振動させることができる。これにより、駆動ノイズの周波数と、キャパシタ部の動作周波数とをある程度の範囲で変えることができ、駆動部とキャパシタ部との離隔を超えてなおキャパシタ部へ波及してくる駆動ノイズと、キャパシタ部の対象信号とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響を低減できる。   Furthermore, an electrically insulating fluid is interposed between the drive unit and the movable electrode of the capacitor unit, and a structure is adopted in which vibration energy generated in the drive unit is transmitted to the capacitor unit using the viscosity of the fluid. By doing in this way, a drive part and a capacitor part can be vibrated by another frequency by the difference in each natural frequency of a drive part and the movable electrode of a capacitor part. Thereby, the frequency of the drive noise and the operating frequency of the capacitor unit can be changed within a certain range, and the drive noise that spreads to the capacitor unit beyond the distance between the drive unit and the capacitor unit, and the capacitor unit Can be easily separated from the target signal. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced.

なお、駆動部とキャパシタ部の可動電極との間に介在させる電気絶縁性流体としては、気体及び液体の何れを用いてもよい(請求項6,7)。気体の場合、例えば、空気や特定成分で構成されるガス等を用いることが考えられる。また、液体の場合、例えば、絶縁油や不活性液体、その他の絶縁性液体等を用いることが考えられる。   In addition, as an electrically insulating fluid interposed between the drive unit and the movable electrode of the capacitor unit, either gas or liquid may be used. In the case of gas, for example, it may be possible to use air or a gas composed of a specific component. In the case of a liquid, for example, it is conceivable to use insulating oil, inert liquid, other insulating liquid, or the like.

さらに、請求項8に記載のように、キャパシタ部の可動電極と駆動部とを、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成するように設計するとよい。より具体的には、請求項9に記載のように、キャパシタ部の可動電極と駆動部とが、断面形状、長さ若しくは幅、高さ、又は材質の少なくとも何れか互いに異なるように形成することで互いに異なる固有振動数を持つように構成するとよい。   Furthermore, as described in claim 8, the movable electrode and the drive unit of the capacitor unit may be designed to be formed as members having different natural frequencies. More specifically, as described in claim 9, the movable electrode of the capacitor unit and the driving unit are formed so as to be different from each other in at least one of a cross-sectional shape, a length or width, a height, and a material. It is good to comprise so that it may have a mutually different natural frequency.

このようにすることで、駆動部とキャパシタ部の可動電極とのそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部とキャパシタ部とを別周波数で振動させることができ、駆動ノイズとキャパシタ部の対象信号とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響をより効果的に低減できる。なお、具体的にどのような設計にすべきかについては、可変キャパシタの使用目的に応じた動作周波数でキャパシタ部が振動するように駆動部及びキャパシタ部の固有振動数を設定し、その固有振動数に応じて駆動部及びキャパシタ部の各諸元を設計すればよい。   By doing so, the drive unit and the capacitor unit can be vibrated at different frequencies due to the difference in natural frequency between the drive unit and the movable electrode of the capacitor unit, and the drive noise and the target signal of the capacitor unit And can be easily separated. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced more effectively. For specific design, the natural frequency of the drive unit and the capacitor unit is set so that the capacitor unit vibrates at the operating frequency according to the purpose of use of the variable capacitor. The specifications of the drive unit and the capacitor unit may be designed according to the above.

第1実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 1st Embodiment. 第2実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 2nd Embodiment. 第3実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 3rd Embodiment. 第4実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 4th Embodiment. 第5実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 5th Embodiment. 第6実施形態の可変キャパシタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacitor of 6th Embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
[第1実施形態]
図1(a)は、第1実施形態の可変キャパシタの上面図であり、図1(b)は、図1(a)のA方向からの側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment at all, and can be implemented in various aspects.
[First Embodiment]
FIG. 1A is a top view of the variable capacitor according to the first embodiment, and FIG. 1B is a side view from the direction A of FIG. 1A.

図1(a)に示すように、シリコンやガラス等の絶縁材料で形成された基板1上には、それぞれ別体として形成された駆動部2とキャパシタ部3とが、図中X軸方向沿って並列に配設されている。また、基板1上には駆動部2及びキャパシタ部3を支持するための支持梁部4及び絶縁層5が形成されている。さらに、駆動部2を構成する2つの電極21,23には、交流の駆動信号を印加するための電路が接続しており、キャパシタ部3を構成する2つの電極31,33には、制御対象の電子回路へ接続する電路が接続している。   As shown in FIG. 1A, on the substrate 1 formed of an insulating material such as silicon or glass, a driving unit 2 and a capacitor unit 3 formed separately from each other are arranged along the X-axis direction in the drawing. Are arranged in parallel. Further, a support beam portion 4 and an insulating layer 5 for supporting the driving portion 2 and the capacitor portion 3 are formed on the substrate 1. Furthermore, an electric circuit for applying an AC drive signal is connected to the two electrodes 21 and 23 constituting the drive unit 2, and a control object is connected to the two electrodes 31 and 33 constituting the capacitor unit 3. The electrical circuit connecting to the electronic circuit is connected.

駆動部2は、キャパシタ部3の静電容量を変化させるのに必要な振動エネルギを発生させるための機械要素部品であり、互いに平行に配置された2つの電極である駆動部固定電極21及び駆動部可動電極23と、駆動部可動電極23と一体に形成され、これを支持する支持用ダンパ25とから構成される。駆動部固定電極21は、基板1又は絶縁層5の少なくとも何れかに固定された不可動の電極であり、駆動信号源からの電路の一方が接続している。一方、駆動部可動電極23は基板1に固定されておらず、図中Y軸方向上端側が弾性を有する支持用ダンパ25によって絶縁層5に支持されており、Y軸方向下端側が絶縁性を有する支持梁部4に固定されている。この支持用ダンパ25は、駆動部可動電極23を弾性的な動きをするように支持すると共に、駆動部可動電極23の振動モードを必要な特定のモードに限定する。また、駆動信号源からのもう一方の電路が接続しており、駆動信号を駆動部可動電極23へ印加するための電路を兼ねている。   The drive unit 2 is a mechanical element component for generating vibration energy necessary to change the capacitance of the capacitor unit 3, and includes a drive unit fixed electrode 21 and a drive unit that are two electrodes arranged in parallel to each other. The movable part electrode 23 and the driving part movable electrode 23 are formed integrally with a support damper 25 that supports the movable part electrode 23. The drive unit fixed electrode 21 is a non-movable electrode fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 5, and one of the electric paths from the drive signal source is connected thereto. On the other hand, the drive unit movable electrode 23 is not fixed to the substrate 1, and the upper end side in the Y-axis direction is supported by the insulating layer 5 by the elastic support damper 25, and the lower end side in the Y-axis direction has insulation. It is fixed to the support beam 4. The support damper 25 supports the drive unit movable electrode 23 so as to move elastically, and limits the vibration mode of the drive unit movable electrode 23 to a necessary specific mode. Further, the other electric circuit from the drive signal source is connected, and also serves as an electric circuit for applying the drive signal to the drive unit movable electrode 23.

駆動部固定電極21及び駆動部可動電極23には、それぞれ相手の電極と対向する側に複数の櫛歯部22及び24が一体に形成されており、相手の電極の櫛歯部と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。このように、駆動部固定電極21及び駆動部可動電極23がそれぞれ櫛歯構造を有し、これらの櫛歯構造が互いに対向することで、この2つの電極間の静電容量を増加させている。   The driving unit fixed electrode 21 and the driving unit movable electrode 23 are integrally formed with a plurality of comb-tooth portions 22 and 24 on the side facing the mating electrode so as not to contact the comb-tooth portion of the mating electrode. It is located in a staggered position to face each other. Thus, the drive unit fixed electrode 21 and the drive unit movable electrode 23 each have a comb-tooth structure, and these comb-tooth structures face each other, thereby increasing the capacitance between the two electrodes. .

駆動部2の2つの電極21,23間に交流の駆動信号を印加すると、2つの電極21,23間に駆動信号の波形に応じて周期的に変化する静電気力(引力)が働く。このとき、この周期的に変化する静電気力と、支持用ダンパ25及び駆動部可動電極23自体が有する弾性による復元力とによって、駆動部可動電極23は駆動信号の周期に応じてX軸方向に振動する。このようにして発生した振動エネルギによって駆動部2はキャパシタ部3を振動駆動する。   When an alternating drive signal is applied between the two electrodes 21 and 23 of the drive unit 2, an electrostatic force (attractive force) that periodically changes according to the waveform of the drive signal acts between the two electrodes 21 and 23. At this time, due to the periodically changing electrostatic force and the elastic restoring force of the support damper 25 and the drive unit movable electrode 23 itself, the drive unit movable electrode 23 moves in the X-axis direction according to the cycle of the drive signal. Vibrate. The drive unit 2 drives the capacitor unit 3 to vibrate by the vibration energy thus generated.

キャパシタ部3は、互いに平行に配置された2つの電極であるキャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33と、キャパシタ可動電極33と一体に形成され、これを支持する支持用ダンパ35とから構成される。キャパシタ固定電極31は、基板1又は絶縁層5の少なくとも何れかに固定された不可動の電極であり、制御対象の電子回路へ至る電路の一方が接続している。一方、キャパシタ可動電極33は基板1には固定されておらず、Y軸方向上端側が弾性を有する支持用ダンパ35によって絶縁層5に支持されており、Y軸方向下端側が絶縁性を有する支持梁部4に固定されている。この支持用ダンパ35は、キャパシタ可動電極33を弾性的な動きをするように支持すると共に、キャパシタ可動電極33の振動モードを必要な特定のモードに限定する。また、制御対象の電子回路へ至るもう一方の電路が接続しており、処理対象の電気信号をキャパシタ可動電極33へ印加するための電路を兼ねている。   The capacitor unit 3 includes a capacitor fixed electrode 31 and a capacitor movable electrode 33 that are two electrodes arranged in parallel to each other, and a support damper 35 that is integrally formed with and supports the capacitor movable electrode 33. . The capacitor fixed electrode 31 is a non-movable electrode fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 5, and one of the electric paths leading to the electronic circuit to be controlled is connected. On the other hand, the capacitor movable electrode 33 is not fixed to the substrate 1, the upper end in the Y-axis direction is supported by the insulating layer 5 by the elastic support damper 35, and the lower end in the Y-axis direction has an insulating support beam. It is fixed to the part 4. The support damper 35 supports the capacitor movable electrode 33 so as to move elastically, and limits the vibration mode of the capacitor movable electrode 33 to a necessary specific mode. The other electric circuit leading to the electronic circuit to be controlled is connected, and also serves as an electric circuit for applying the electric signal to be processed to the capacitor movable electrode 33.

キャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33には、それぞれ相手の電極と対向する側に複数の櫛歯部32及び34が一体に形成されており、相手の電極の櫛歯部と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。このように、キャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33がそれぞれ櫛歯構造を有し、これらの櫛歯構造が互いに対向することで、この2つの電極間の静電容量を増加させている。   The capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 are integrally formed with a plurality of comb teeth 32 and 34 on the side facing the counterpart electrode, respectively, so that they do not contact the comb teeth of the counterpart electrode. It is located at the opposite side. As described above, the capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 each have a comb-tooth structure, and these comb-tooth structures face each other, thereby increasing the capacitance between the two electrodes.

駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とは、電気絶縁性を有する支持梁部4によって連結されている。これにより、駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは支持梁部4を通じてキャパシタ可動電極33へと伝播する。よって、キャパシタ可動電極33は、駆動部可動電極23からの振動エネルギを受けてX軸方向に振動駆動する。キャパシタ可動電極33が振動することで、この振動に応じてキャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33の両電極間の距離が変わるため、キャパシタ部3の静電容量が周期的に変化する。この状態で電子回路側から両電極間に対象信号を印加すると、静電容量の変化に比例した信号波形の変化として取り出すことができる。   The drive part movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are connected by a support beam part 4 having electrical insulation. Thereby, the vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal propagates to the capacitor movable electrode 33 through the support beam unit 4. Therefore, the capacitor movable electrode 33 receives the vibration energy from the drive unit movable electrode 23 and is driven to vibrate in the X-axis direction. Since the capacitor movable electrode 33 vibrates, the distance between both the capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 changes according to the vibration, so that the capacitance of the capacitor unit 3 periodically changes. In this state, when a target signal is applied between both electrodes from the electronic circuit side, it can be extracted as a change in signal waveform proportional to the change in capacitance.

支持梁部4は、電気絶縁性を有する材料で構成されており、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とを連結すると共に、両電極間の絶縁を確保している。また、図1(b)に示すとおり、支持梁部4は、中央部が基板1から浮いた状態になるように両端が基板1上に固定されており、基板1との間に空間40を形成する梁構造になっている。この梁構造により、駆動部可動電極23で発生した振動エネルギを効率よくキャパシタ可動電極33へ伝達できるようになっている。   The support beam portion 4 is made of an electrically insulating material, connects the drive portion movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33, and ensures insulation between the electrodes. Further, as shown in FIG. 1B, both ends of the support beam portion 4 are fixed on the substrate 1 so that the central portion is lifted from the substrate 1, and a space 40 is formed between the support beam portion 4 and the substrate 1. The beam structure is formed. With this beam structure, vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 can be efficiently transmitted to the capacitor movable electrode 33.

一方、駆動部可動電極23及びキャパシタ可動電極33は、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成されている。具体的には、電極の長さ、幅、断面形状といった形状的性質、あるいは密度やヤング率等の電極材料そのものの材質といった、物体の固有振動数を決める各諸元の少なくとも何れかが互いに異なるように形成することで、互いに異なる固有振動数を与えることができる。また、具体的にどのような設計にすべきかについては、可変キャパシタの使用目的に応じた動作周波数でキャパシタ可動電極33が振動するように駆動部可動電極23及びキャパシタ可動電極33の固有振動数を設定し、その固有振動数に応じて両電極23,33の各諸元を設計すればよい。また、固有振動数の設定次第でキャパシタ可動電極33を駆動信号の周波数に対して低周波側で動作させることも高周波側で動作させることも可能である。   On the other hand, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are formed as members having different natural frequencies. Specifically, at least one of the specifications that determine the natural frequency of the object, such as the shape properties such as the length, width, and cross-sectional shape of the electrode, or the material of the electrode material itself, such as density and Young's modulus, is different from each other. By forming in this way, different natural frequencies can be given. In addition, regarding the specific design, the natural frequency of the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 is set so that the capacitor movable electrode 33 vibrates at an operating frequency according to the purpose of use of the variable capacitor. What is necessary is just to design each item of both electrodes 23 and 33 according to the natural frequency. Further, depending on the setting of the natural frequency, the capacitor movable electrode 33 can be operated on the low frequency side or the high frequency side with respect to the frequency of the drive signal.

以上のような構成を有する本実施形態の可変キャパシタによれば、駆動部2とキャパシタ部3とが互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔した構造を採用することで、両者が電気的に分離するため、駆動部2で発生した電磁的な駆動ノイズがキャパシタ部3へ波及しにくくなり、駆動ノイズの影響を低減できる。さらに、駆動部可動電極23、キャパシタ可動電極33及び支持梁部4のそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とを別周波数で振動させることができ、駆動ノイズとキャパシタ部3の対象信号とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響をより効果的に低減できる。   According to the variable capacitor of the present embodiment having the above-described configuration, the drive unit 2 and the capacitor unit 3 are formed as separate bodies that are separated from each other, and by adopting a structure separated from each other, both are electrically Therefore, the electromagnetic drive noise generated in the drive unit 2 is less likely to spread to the capacitor unit 3, and the influence of the drive noise can be reduced. Furthermore, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 can be vibrated at different frequencies due to differences in the natural frequencies of the drive unit movable electrode 23, the capacitor movable electrode 33, and the support beam unit 4. And the target signal of the capacitor unit 3 can be easily separated. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced more effectively.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が支持梁部4や絶縁層5を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、支持梁部4及び絶縁層5それぞれの内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって支持梁部4及び絶縁層5内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the drive signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the support beam portion 4 and the insulating layer 5 due to capacitive coupling, the drive portion 2 side and the inside of the support beam portion 4 and the insulating layer 5 are provided. You may provide the GND electrode surface which divides | segments from the capacitor | condenser part 3 side. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the support beam part 4 and the insulating layer 5 by capacitive coupling can be shielded.

[第2実施形態]
図2(a)は、第2実施形態の可変キャパシタの上面図であり、図2(b)は、図2(a)のA−A´における断面図である。なお、ここでは前述の実施形態の構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付している。また、前述の実施形態と説明内容が重複する事項については、以下での記述を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2A is a top view of the variable capacitor according to the second embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected here about the component similar to the component of above-mentioned embodiment. Moreover, the description below is abbreviate | omitted about the matter which the above-mentioned embodiment and description content overlap.

図2(a)に示すように、基板1上には、それぞれ別体として形成された駆動部2とキャパシタ部3とが、図中Y軸方向沿って縦列配設されている。つまり、駆動部2とキャパシタ部3との位置関係が上記第1実施形態と異なり、その他の構成については共通である。また、基板1上には、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とを連結する支持梁部4が駆動部2とキャパシタ部3との間に形成されている。また、駆動部2のY軸方向上端側には、駆動部2を支持するための絶縁層51が形成されており、キャパシタ部3のY軸方向下端側には、キャパシタ部3を支持するための絶縁層52が形成されている。   As shown in FIG. 2A, on the substrate 1, a drive unit 2 and a capacitor unit 3 formed separately from each other are arranged in a column along the Y-axis direction in the drawing. That is, the positional relationship between the drive unit 2 and the capacitor unit 3 is different from that of the first embodiment, and the other configurations are common. On the substrate 1, a support beam portion 4 that connects the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 is formed between the drive unit 2 and the capacitor unit 3. In addition, an insulating layer 51 for supporting the drive unit 2 is formed on the upper end side in the Y-axis direction of the drive unit 2, and in order to support the capacitor unit 3 on the lower end side in the Y-axis direction of the capacitor unit 3. Insulating layer 52 is formed.

駆動部固定電極21は、基板1又は絶縁層51の少なくとも何れかに固定されており、不可動である。一方、駆動部可動電極23は基板1には固定されておらず、Y軸方向上端側が支持用ダンパ25によって絶縁層51に支持されており、Y軸方向下端側が支持梁部4に固定されている。駆動部2の2つの電極21,23間に交流の駆動信号を印加すると、この周期的に変化する静電気力と、支持用ダンパ25及び駆動部可動電極23自体が有する弾性による復元力とによって、駆動部可動電極23は駆動信号の周期に応じて図中のX軸方向に振動する。このようにして発生した振動エネルギによって駆動部2はキャパシタ部3を振動駆動する。   The drive unit fixed electrode 21 is fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 51 and is immovable. On the other hand, the drive unit movable electrode 23 is not fixed to the substrate 1, the upper end side in the Y-axis direction is supported by the insulating layer 51 by the support damper 25, and the lower end side in the Y-axis direction is fixed to the support beam unit 4. Yes. When an alternating drive signal is applied between the two electrodes 21 and 23 of the drive unit 2, due to the periodically changing electrostatic force and the restoring force due to the elasticity of the support damper 25 and the drive unit movable electrode 23 itself, The drive unit movable electrode 23 vibrates in the X-axis direction in the figure according to the cycle of the drive signal. The drive unit 2 drives the capacitor unit 3 to vibrate by the vibration energy thus generated.

キャパシタ固定電極31は、基板1又は絶縁層52の少なくとも何れかに固定されており不可動である。一方、キャパシタ可動電極33は基板1には固定されておらず、Y軸方向下端側が支持用ダンパ35によって絶縁層52に支持されており、Y軸方向上端側が支持梁部4に固定されている。   The capacitor fixed electrode 31 is fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 52 and is immovable. On the other hand, the capacitor movable electrode 33 is not fixed to the substrate 1, the lower end side in the Y-axis direction is supported by the insulating layer 52 by the support damper 35, and the upper end side in the Y-axis direction is fixed to the support beam portion 4. .

駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とは、支持梁部4のX軸方向両側面にそれぞれ固定されることによって互いに連結されている。これにより、駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは支持梁部4を通じてキャパシタ可動電極33へと伝播する。よって、キャパシタ可動電極33は、駆動部可動電極23からの振動エネルギを受けて振動駆動し、この振動に応じてキャパシタ部3の静電容量が周期的に変化する。この状態で電子回路側から両電極間に対象信号を印加すると、静電容量の変化に比例した信号波形の変化として取り出すことができる。   The drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are connected to each other by being fixed to both side surfaces of the support beam unit 4 in the X-axis direction. Thereby, the vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal propagates to the capacitor movable electrode 33 through the support beam unit 4. Therefore, the capacitor movable electrode 33 is oscillated and driven by receiving the vibration energy from the drive unit movable electrode 23, and the capacitance of the capacitor unit 3 periodically changes according to the vibration. In this state, when a target signal is applied between both electrodes from the electronic circuit side, it can be extracted as a change in signal waveform proportional to the change in capacitance.

支持梁部4は、電気絶縁性を有する材料で構成されており、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とを連結すると共に、両電極間の絶縁を確保している。また、図2(b)に示すとおり、支持梁部4は、中央部が基板1から浮いた状態になるように両端が基板1上に固定されており、基板1との間に空間40を形成する梁構造になっている。この梁構造により、駆動部可動電極23で発生した振動エネルギを効率よくキャパシタ可動電極33へ伝達できるようになっている。   The support beam portion 4 is made of an electrically insulating material, connects the drive portion movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33, and ensures insulation between the electrodes. 2B, both ends of the support beam portion 4 are fixed on the substrate 1 so that the central portion is lifted from the substrate 1, and a space 40 is formed between the support beam portion 4 and the substrate 1. The beam structure is formed. With this beam structure, vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 can be efficiently transmitted to the capacitor movable electrode 33.

一方、駆動部可動電極23及びキャパシタ可動電極33は、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成されている。具体的には、電極の長さ、幅、断面形状といった形状的性質、あるいは密度やヤング率等の電極材料そのものの材質といった、物体の固有振動数を決める各諸元の少なくとも何れかが互いに異なるように形成することで、互いに異なる固有振動数を与えることができる。   On the other hand, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are formed as members having different natural frequencies. Specifically, at least one of the specifications that determine the natural frequency of the object, such as the shape properties such as the length, width, and cross-sectional shape of the electrode, or the material of the electrode material itself, such as density and Young's modulus, is different from each other. By forming in this way, different natural frequencies can be given.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が支持梁部4を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、支持梁部4の内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって支持梁部4内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the drive signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the support beam portion 4 due to capacitive coupling, the GND that divides the drive portion 2 side and the capacitor portion 3 side inside the support beam portion 4. An electrode surface may be provided. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the support beam part 4 by capacitive coupling can be shielded.

[第3実施形態]
図3(a)は、第3実施形態の可変キャパシタの外観斜視図である。また、図3(b)は、第3実施形態の可変キャパシタの駆動部2の上面図であり、図3(c)は、同じくキャパシタ部3の上面図である。また、図3(d)は、図3(b),(c)のA−A´における断面図である。なお、ここでは前述の実施形態の構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付している。また、前述の実施形態と説明内容が重複する事項については、以下での記述を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 3A is an external perspective view of the variable capacitor according to the third embodiment. FIG. 3B is a top view of the variable capacitor drive unit 2 according to the third embodiment, and FIG. 3C is a top view of the capacitor unit 3. FIG. 3D is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIGS. 3B and 3C. In addition, the same code | symbol is attached | subjected here about the component similar to the component of above-mentioned embodiment. Moreover, the description below is abbreviate | omitted about the matter which the above-mentioned embodiment and description content overlap.

第3実施形態の可変キャパシタは、図3(a)に示すように、基板1上に駆動部2を構成する層が形成されており、さらに、この駆動部2の層の上にキャパシタ部3を構成する層が形成されている。   In the variable capacitor according to the third embodiment, as shown in FIG. 3A, a layer constituting the driving unit 2 is formed on the substrate 1, and the capacitor unit 3 is further formed on the layer of the driving unit 2. Are formed.

駆動部2は、上方に積置されているキャパシタ部3を駆動させる機械要素部品であり、図3(b)に示すように、互いに平行に配置された駆動部固定電極21及び駆動部可動電極23と、駆動部可動電極23と一体に形成され、これを支持する支持用ブリッジ26とから構成される。駆動部固定電極21は、駆動部2の外縁に沿って形成されている絶縁層27,28に固定された不可動の電極であり、駆動部2のX軸方向左端部に配置されている。また、この駆動部固定電極21には駆動信号源からの電路の一方が接続している。   The drive unit 2 is a mechanical element part that drives the capacitor unit 3 stacked above, and as shown in FIG. 3B, the drive unit fixed electrode 21 and the drive unit movable electrode arranged in parallel to each other. 23 and a support bridge 26 that is formed integrally with the drive unit movable electrode 23 and supports it. The drive unit fixed electrode 21 is a non-movable electrode fixed to insulating layers 27 and 28 formed along the outer edge of the drive unit 2, and is disposed at the left end portion in the X-axis direction of the drive unit 2. In addition, one side of the electric circuit from the drive signal source is connected to the drive unit fixed electrode 21.

一方、駆動部可動電極23は、駆動部2の中央部に配置されており、Y軸方向上端側及び下端部からそれぞれ延出する支持用ブリッジ26によって絶縁層27に支持されている。この支持用ブリッジ26は、駆動部可動電極23を弾性的な動きをするように支持する。また、駆動信号源からのもう一方の電路が接続しており、駆動信号を駆動部可動電極23へ印加するための電路を兼ねている。駆動部固定電極21及び駆動部可動電極23には、それぞれ相手の電極と対向する側に複数の櫛歯部22及び24が一体に形成されており、相手の電極の櫛歯部と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。   On the other hand, the drive unit movable electrode 23 is disposed at the center of the drive unit 2 and is supported on the insulating layer 27 by support bridges 26 extending from the upper end side and the lower end portion in the Y-axis direction. The support bridge 26 supports the drive unit movable electrode 23 so as to move elastically. Further, the other electric circuit from the drive signal source is connected, and also serves as an electric circuit for applying the drive signal to the drive unit movable electrode 23. The driving unit fixed electrode 21 and the driving unit movable electrode 23 are integrally formed with a plurality of comb-tooth portions 22 and 24 on the side facing the mating electrode so as not to contact the comb-tooth portion of the mating electrode. It is located in a staggered position to face each other.

駆動部2の2つの電極21,23間に交流の駆動信号を印加すると、2つの電極21,23間に駆動信号の波形に応じて周期的に変化する静電気力(引力)が働く。このとき、この周期的に変化する静電気力と、支持用ブリッジ26が有する弾性による復元力によって、駆動部可動電極23は駆動信号の周期に応じてX軸方向に振動する。このようにして発生した振動エネルギによって駆動部2はキャパシタ部3を振動駆動する。   When an alternating drive signal is applied between the two electrodes 21 and 23 of the drive unit 2, an electrostatic force (attractive force) that periodically changes according to the waveform of the drive signal acts between the two electrodes 21 and 23. At this time, the drive unit movable electrode 23 vibrates in the X-axis direction according to the cycle of the drive signal by the periodically changing electrostatic force and the restoring force due to the elasticity of the support bridge 26. The drive unit 2 drives the capacitor unit 3 to vibrate by the vibration energy thus generated.

キャパシタ部3は、図3(c)に示すように、互いに平行に配置されたキャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33と、キャパシタ可動電極33と一体に形成され、これを支持する支持用ブリッジ36とから構成される。キャパシタ固定電極31は、キャパシタ部3の外縁に沿って形成されている絶縁層37,38に固定された不可動の電極であり、キャパシタ部3のX軸方向左端部に配置されている。また、このキャパシタ固定電極31には制御対象の電子回路へ至る電路の一方が接続している。   As shown in FIG. 3C, the capacitor unit 3 is formed integrally with the capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 and the capacitor movable electrode 33 which are arranged in parallel with each other, and the support bridge 36 which supports the capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33. It consists of. The capacitor fixed electrode 31 is a non-movable electrode fixed to insulating layers 37 and 38 formed along the outer edge of the capacitor unit 3, and is disposed at the left end portion in the X-axis direction of the capacitor unit 3. The capacitor fixed electrode 31 is connected to one side of an electric circuit leading to the electronic circuit to be controlled.

一方、キャパシタ可動電極33は、キャパシタ部3の中央部、可変キャパシタの上方から見て下層の駆動部2の駆動部可動電極23に重なる位置に配置されており、Y軸方向上端側及び下端部からそれぞれ延出する支持用ブリッジ36によって絶縁層37に支持されている。この支持用ブリッジ36は、キャパシタ可動電極33を弾性的な動きをするように支持する。また、制御対象の電子回路へ至るもう一方の電路が接続しており、処理対象の電気信号をキャパシタ可動電極33へ印加するための電路を兼ねている。キャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33には、それぞれ相手の電極と対向する側に複数の櫛歯部32及び34が一体に形成されており、相手の電極の櫛歯部と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。   On the other hand, the capacitor movable electrode 33 is disposed at the center of the capacitor unit 3 and at a position overlapping the drive unit movable electrode 23 of the lower drive unit 2 when viewed from above the variable capacitor, and has an upper end and a lower end in the Y-axis direction. Are supported on the insulating layer 37 by supporting bridges 36 respectively extending from. The support bridge 36 supports the capacitor movable electrode 33 so as to move elastically. The other electric circuit leading to the electronic circuit to be controlled is connected, and also serves as an electric circuit for applying the electric signal to be processed to the capacitor movable electrode 33. The capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 are integrally formed with a plurality of comb teeth 32 and 34 on the side facing the counterpart electrode, respectively, so that they do not contact the comb teeth of the counterpart electrode. It is located at the opposite side.

図3(d)に示すように、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とは、一定の空間6を隔てて互いに対向するように配置されている。そして、この空間6には、駆動部可動電極23で発生した振動エネルギを伝達するための絶縁性流体が充満している。すなわち、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とは離隔しており、両電極の間には絶縁性流体の層が介在する構成となっている。これにより、駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは、絶縁性流体の粘性によってキャパシタ可動電極33へと伝播する。よって、キャパシタ可動電極33は、駆動部可動電極23からの振動エネルギを受けてX軸方向に振動駆動する。キャパシタ可動電極33が振動することで、この振動に応じてキャパシタ固定電極31及びキャパシタ可動電極33の両電極間の距離が変わるため、キャパシタ部3の静電容量が周期的に変化する。この状態で電子回路側から両電極間に対象信号を印加すると、静電容量の変化に比例した信号波形の変化として取り出すことができる。   As shown in FIG. 3D, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are arranged so as to face each other with a certain space 6 therebetween. The space 6 is filled with an insulating fluid for transmitting vibration energy generated by the drive unit movable electrode 23. That is, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are separated from each other, and an insulating fluid layer is interposed between the electrodes. Thereby, the vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal propagates to the capacitor movable electrode 33 due to the viscosity of the insulating fluid. Therefore, the capacitor movable electrode 33 receives the vibration energy from the drive unit movable electrode 23 and is driven to vibrate in the X-axis direction. Since the capacitor movable electrode 33 vibrates, the distance between both the capacitor fixed electrode 31 and the capacitor movable electrode 33 changes according to the vibration, so that the capacitance of the capacitor unit 3 periodically changes. In this state, when a target signal is applied between both electrodes from the electronic circuit side, it can be extracted as a change in signal waveform proportional to the change in capacitance.

なお、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33との間に充填する絶縁性流体としては、気体又は液体の何れを用いてもよい。気体の場合、例えば、空気や特定成分で構成されるガス等を用いることが考えられる。また、液体の場合、例えば、絶縁油や不活性液体、その他の絶縁性液体等を用いることが考えられる。   As the insulating fluid filled between the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33, either gas or liquid may be used. In the case of gas, for example, it may be possible to use air or a gas composed of a specific component. In the case of a liquid, for example, it is conceivable to use insulating oil, inert liquid, other insulating liquid, or the like.

一方、駆動部可動電極23及びキャパシタ可動電極33は、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成されている。具体的には、電極の長さ、幅、高さ、断面形状といった形状的性質、あるいは密度やヤング率等の電極材料そのものの材質といった、物体の固有振動数を決める各諸元の少なくとも何れかが互いに異なるように形成することで、互いに異なる固有振動数を与えることができる。   On the other hand, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are formed as members having different natural frequencies. Specifically, at least one of the specifications that determine the natural frequency of the object, such as the electrode properties such as the electrode properties themselves, such as the electrode properties themselves, such as the electrode properties themselves, such as the electrode properties themselves such as the length, width, height, and cross-sectional shape of the electrode. Can be given different natural frequencies.

以上のような構成を有する本実施形態の可変キャパシタによれば、駆動部2とキャパシタ部3とが互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔した構造を採用することで、両者が電気的に分離するため、駆動部2で発生した電磁的な駆動ノイズがキャパシタ部3へ波及しにくくなり、駆動ノイズの影響を低減できる。さらに、駆動部可動電極23、キャパシタ可動電極33及び両電極間に介在する絶縁性流体のそれぞれの固有振動数の違いにより、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極33とを別周波数で振動させることができ、駆動ノイズとキャパシタ部3の対象信号とを分離し易くできる。その結果、対象信号における駆動ノイズの影響をより効果的に低減できる。   According to the variable capacitor of the present embodiment having the above-described configuration, the drive unit 2 and the capacitor unit 3 are formed as separate bodies that are separated from each other, and by adopting a structure separated from each other, both are electrically Therefore, the electromagnetic drive noise generated in the drive unit 2 is less likely to spread to the capacitor unit 3, and the influence of the drive noise can be reduced. Further, the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode 33 are vibrated at different frequencies due to the difference in the natural frequency of the drive unit movable electrode 23, the capacitor movable electrode 33, and the insulating fluid interposed between the two electrodes. It is possible to easily separate the drive noise from the target signal of the capacitor unit 3. As a result, the influence of drive noise on the target signal can be reduced more effectively.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が絶縁層37,38を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、絶縁層37,38それぞれの内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって絶縁層37,38内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the drive signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the insulating layers 37 and 38 due to capacitive coupling, the driving unit 2 side and the capacitor unit 3 side are respectively provided inside the insulating layers 37 and 38. A GND electrode surface to be divided may be provided. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the insulating layers 37 and 38 by capacitive coupling can be shielded.

[第4実施形態]
図4(a)は、第4実施形態の可変キャパシタの上面図であり、図4(b)は、図4(a)のA方向からの側面図である。なお、ここでは前述の実施形態の構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付している。また、前述の実施形態と説明内容が重複する事項については、以下での記述を省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4A is a top view of the variable capacitor according to the fourth embodiment, and FIG. 4B is a side view from the direction A of FIG. 4A. In addition, the same code | symbol is attached | subjected here about the component similar to the component of above-mentioned embodiment. Moreover, the description below is abbreviate | omitted about the matter which the above-mentioned embodiment and description content overlap.

図4(a)に示すように、基板1上には、それぞれ別体として形成された駆動部2とキャパシタ部3とが、図中X軸方向沿って並列に配設されている。このうち、キャパシタ部3には、駆動部2から伝播する駆動エネルギによって振動駆動するキャパシタ可動電極33の左右振動方向両側に、2つの固定電極31a,31bが設けられており、1つのキャパシタ可動電極33を共通電極とする2つのキャパシタが構成されている。つまり、第4実施形態の可変キャパシタは、キャパシタ部3においてキャパシタ可動電極33と対をなすキャパシタ固定電極31が2つ存在する点で上記第1実施形態と異なり、その他の構成については共通である。   As shown in FIG. 4A, on the substrate 1, a drive unit 2 and a capacitor unit 3 formed separately from each other are arranged in parallel along the X-axis direction in the drawing. Among these, the capacitor unit 3 is provided with two fixed electrodes 31a and 31b on both sides in the left-right vibration direction of the capacitor movable electrode 33 that is driven to vibrate by the drive energy propagated from the drive unit 2, and one capacitor movable electrode. Two capacitors having 33 as a common electrode are formed. That is, the variable capacitor of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that there are two capacitor fixed electrodes 31 that are paired with the capacitor movable electrode 33 in the capacitor unit 3, and the other configurations are common. .

キャパシタ固定電極31a,31bは、基板1又は絶縁層5の少なくとも何れかに固定された不可動の電極である。このキャパシタ固定電極31a,31bには、キャパシタ可動電極33に接続された電路と対となる電路が各個に接続している。また、キャパシタ固定電極31a,31bには、それぞれキャパシタ可動電極33と対向する側に複数の櫛歯部32a,32bが一体に形成されており、キャパシタ可動電極33の左右両側に同様に形成された櫛歯部34と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。このように、2つのキャパシタ固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33とがそれぞれ櫛歯構造を有し、これらの櫛歯構造が互いに対向することで、両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33との間の静電容量をそれぞれ増加させている。   The capacitor fixed electrodes 31 a and 31 b are immovable electrodes fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 5. Each of the capacitor fixed electrodes 31a and 31b is connected to an electric circuit paired with the electric circuit connected to the capacitor movable electrode 33. The capacitor fixed electrodes 31 a and 31 b are integrally formed with a plurality of comb-tooth portions 32 a and 32 b on the side facing the capacitor movable electrode 33, and are similarly formed on both the left and right sides of the capacitor movable electrode 33. In order to avoid contact with the comb-teeth part 34, they are alternately positioned so as to face each other. Thus, the two capacitor fixed electrodes 31a and 31b and the capacitor movable electrode 33 each have a comb-tooth structure, and these comb-tooth structures face each other, so that both the fixed electrodes 31a and 31b and the capacitor movable electrode 33 are in contact with each other. The capacitance between each of them is increased.

駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは、支持梁部4を通じてキャパシタ可動電極33へと伝播する。これにより、キャパシタ可動電極33はX軸方向に左右に振動駆動する。キャパシタ可動電極33の振動に応じて両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33との距離がそれぞれ変わるため、両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33とがなす2つのキャパシタの静電容量がそれぞれ周期的に変化する。このとき、一方のキャパシタの静電容量が極大であるときに、他方のキャパシタの静電容量が極小となるといった具合に、2つのキャパシタの静電容量の変化は互いに逆位相の関係になる。   The vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal propagates to the capacitor movable electrode 33 through the support beam unit 4. As a result, the capacitor movable electrode 33 is driven to vibrate left and right in the X-axis direction. Since the distance between the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 changes according to the vibration of the movable capacitor electrode 33, the capacitances of the two capacitors formed by the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 are different. Each changes periodically. At this time, when the capacitance of one capacitor is a maximum, the capacitance of the other capacitor becomes a minimum, and so on, the changes in the capacitance of the two capacitors are in an opposite phase relationship.

以上のような構成によれば、単一の駆動部によって異なる動作をする2つのキャパシタを備えた可変キャパシタを構成可能であり、逆位相で変動する一対の可変キャパシタを必要とする用途において効率的な回路設計が可能である。   According to the configuration as described above, it is possible to configure a variable capacitor including two capacitors that operate differently depending on a single drive unit, which is efficient in applications that require a pair of variable capacitors that vary in opposite phases. Circuit design is possible.

また、別の工夫として、駆動部2の駆動部固定電極21及びキャパシタ部3のキャパシタ固定電極31a,31bは、それぞれY軸方向下端部が支持梁部4に当接しないように、支持梁部4と間隔をあけて形成されている。このように構成することで、支持梁部4の振動が固定電極によって阻害されることがなく、駆動部可動電極23で発生した振動エネルギを支持梁部4を介してキャパシタ可動電極33へ効率よく伝達できる。このような構成は、駆動部可動電極23で生じる振動エネルギが小さい場合に特に有効である。   Further, as another contrivance, the driving unit fixed electrode 21 of the driving unit 2 and the capacitor fixing electrodes 31a and 31b of the capacitor unit 3 are each provided with a supporting beam portion so that the lower end portion in the Y-axis direction does not contact the supporting beam portion 4. 4 and spaced apart. With this configuration, vibration of the support beam 4 is not hindered by the fixed electrode, and vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 is efficiently transferred to the capacitor movable electrode 33 via the support beam 4. Can communicate. Such a configuration is particularly effective when the vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 is small.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が支持梁部4及び絶縁層5を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、支持梁部4及び絶縁層5それぞれの内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって絶縁層37,38内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the drive signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the support beam portion 4 and the insulating layer 5 due to capacitive coupling, the drive portion 2 side and the inside of the support beam portion 4 and the insulating layer 5 are provided. You may provide the GND electrode surface which divides | segments from the capacitor | condenser part 3 side. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the insulating layers 37 and 38 by capacitive coupling can be shielded.

[第5実施形態]
図5(a)は、第5実施形態の可変キャパシタの上面図であり、図5(b)は、図5(a)のA方向からの側面図である。なお、ここでは前述の実施形態の構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付している。また、前述の実施形態と説明内容が重複する事項については、以下での記述を省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5A is a top view of the variable capacitor according to the fifth embodiment, and FIG. 5B is a side view from the direction A of FIG. 5A. In addition, the same code | symbol is attached | subjected here about the component similar to the component of above-mentioned embodiment. Moreover, the description below is abbreviate | omitted about the matter which the above-mentioned embodiment and description content overlap.

図5(a)に示すように、基板1上には、それぞれ別体として形成された駆動部2とキャパシタ部3とが、図中Y軸方向沿って縦列配設されている。このうち、キャパシタ部3には、駆動部2から伝播する駆動エネルギによって振動駆動するキャパシタ可動電極33の左右振動方向両側に、2つの固定電極31a,31bが設けられており、1つのキャパシタ可動電極33を共通電極とする2つのキャパシタが構成されている。つまり、第5実施形態の可変キャパシタは、キャパシタ部3においてキャパシタ可動電極33と対をなすキャパシタ固定電極31が2つ存在する点で上記第2実施形態と異なり、その他の構成については共通である。   As shown in FIG. 5A, on the substrate 1, a drive unit 2 and a capacitor unit 3 that are formed separately from each other are arranged in a column along the Y-axis direction in the drawing. Among these, the capacitor unit 3 is provided with two fixed electrodes 31a and 31b on both sides in the left-right vibration direction of the capacitor movable electrode 33 that is driven to vibrate by the drive energy propagated from the drive unit 2, and one capacitor movable electrode. Two capacitors having 33 as a common electrode are formed. That is, the variable capacitor of the fifth embodiment is different from the second embodiment in that there are two capacitor fixed electrodes 31 that are paired with the capacitor movable electrode 33 in the capacitor unit 3, and the other configurations are common. .

キャパシタ固定電極31a,31bは、基板1又は絶縁層52の少なくとも何れかに固定されており不可動である。このキャパシタ固定電極31a,31bには、キャパシタ可動電極33に接続された電路と対となる電路が各個に接続している。   The capacitor fixed electrodes 31a and 31b are fixed to at least one of the substrate 1 and the insulating layer 52 and are immovable. Each of the capacitor fixed electrodes 31a and 31b is connected to an electric circuit paired with the electric circuit connected to the capacitor movable electrode 33.

駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは、支持梁部4を通じてキャパシタ可動電極33へと伝播する。これにより、キャパシタ可動電極33はX軸方向に左右に振動駆動する。キャパシタ可動電極33の振動に応じて両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33との距離がそれぞれ変わるため、両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33とがなす2つのキャパシタの静電容量がそれぞれ周期的に変化する。このとき、一方のキャパシタの静電容量が極大であるときに、他方のキャパシタの静電容量が極小となるといった具合に、2つのキャパシタの静電容量の変化は互いに逆位相の関係になる。   The vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal propagates to the capacitor movable electrode 33 through the support beam unit 4. As a result, the capacitor movable electrode 33 is driven to vibrate left and right in the X-axis direction. Since the distance between the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 changes according to the vibration of the movable capacitor electrode 33, the capacitances of the two capacitors formed by the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 are different. Each changes periodically. At this time, when the capacitance of one capacitor is a maximum, the capacitance of the other capacitor becomes a minimum, and so on, the changes in the capacitance of the two capacitors are in an opposite phase relationship.

また、駆動部2の駆動部固定電極21及びキャパシタ部3のキャパシタ固定電極31a,31bは、それぞれ端部が支持梁部4に当接しないように支持梁部4と間隔をあけて形成されている。これにより、駆動部可動電極23で発生した振動エネルギを支持梁部4を介してキャパシタ可動電極33へ効率よく伝達できる。   In addition, the driving unit fixed electrode 21 of the driving unit 2 and the capacitor fixing electrodes 31a and 31b of the capacitor unit 3 are formed at a distance from the support beam unit 4 so that the ends thereof do not contact the support beam unit 4. Yes. Thereby, the vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 can be efficiently transmitted to the capacitor movable electrode 33 via the support beam unit 4.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が支持梁部4を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、支持梁部4の内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって支持梁部4内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the drive signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the support beam portion 4 due to capacitive coupling, the GND that divides the drive portion 2 side and the capacitor portion 3 side inside the support beam portion 4. An electrode surface may be provided. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the support beam part 4 by capacitive coupling can be shielded.

[第6実施形態]
図6(a)は、第6実施形態の可変キャパシタの外観斜視図である。また、図6(b)は、第6実施形態の可変キャパシタの駆動部2の上面図であり、図6(c)は、同じくキャパシタ部3の上面図である。また、図6(d)は、図6(b),(c)のA−A´における断面図である。なお、ここでは前述の実施形態の構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付している。また、前述の実施形態と説明内容が重複する事項については、以下での記述を省略する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 6A is an external perspective view of the variable capacitor according to the sixth embodiment. FIG. 6B is a top view of the variable capacitor drive unit 2 of the sixth embodiment, and FIG. 6C is a top view of the capacitor unit 3. FIG. 6D is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIGS. 6B and 6C. In addition, the same code | symbol is attached | subjected here about the component similar to the component of above-mentioned embodiment. Moreover, the description below is abbreviate | omitted about the matter which the above-mentioned embodiment and description content overlap.

第6実施形態の可変キャパシタは、図6(a)に示すように、基板1上に駆動部2を構成する層が形成されており、さらに、この駆動部2の層の上にキャパシタ部3を構成する層が形成されている。このうち、図6(b)に詳細を示した駆動部2は、上方に積置されているキャパシタ部3を駆動させる機械要素部品であり、上記第3実施形態における駆動部2と同様の構成を有する。   In the variable capacitor of the sixth embodiment, as shown in FIG. 6A, a layer constituting the driving unit 2 is formed on the substrate 1, and the capacitor unit 3 is further formed on the layer of the driving unit 2. Are formed. Among these, the drive unit 2 whose details are shown in FIG. 6B is a mechanical element part for driving the capacitor unit 3 placed above, and has the same configuration as the drive unit 2 in the third embodiment. Have

一方、キャパシタ部3は、図6(c)に示すように、駆動部2から伝播する駆動エネルギによって振動駆動するキャパシタ可動電極33の左右振動方向両側に、2つの固定電極31a,31bが設けられており、1つのキャパシタ可動電極33を共通電極とする2つのキャパシタが構成されている。つまり、第6実施形態の可変キャパシタは、キャパシタ部3においてキャパシタ可動電極33と対をなすキャパシタ固定電極31が2つ存在する点で上記第3実施形態と異なり、その他の構成については共通である。   On the other hand, as shown in FIG. 6C, the capacitor unit 3 is provided with two fixed electrodes 31 a and 31 b on both sides in the left-right vibration direction of the capacitor movable electrode 33 that is driven to vibrate by the drive energy propagated from the drive unit 2. Two capacitors having one capacitor movable electrode 33 as a common electrode are configured. That is, the variable capacitor of the sixth embodiment is different from the third embodiment in that there are two capacitor fixed electrodes 31 that are paired with the capacitor movable electrode 33 in the capacitor unit 3, and the other configurations are common. .

キャパシタ固定電極31a,31bは、キャパシタ部3の外縁に沿って形成されている絶縁層37,38に固定された不可動の電極であり、キャパシタ部3のX軸方向左右両端部にそれぞれ配置されている。このキャパシタ固定電極31a,31bには、キャパシタ可動電極33に接続された電路と対となる電路が各個に接続している。また、キャパシタ固定電極31a,31bには、それぞれキャパシタ可動電極33と対向する側に複数の櫛歯部32a,32bが一体に形成されており、キャパシタ可動電極33の左右両側に同様に形成された櫛歯部34と接触しないように互い違いに位置して対向するようになっている。   The capacitor fixed electrodes 31 a and 31 b are immovable electrodes fixed to insulating layers 37 and 38 formed along the outer edge of the capacitor unit 3, and are respectively disposed on both left and right ends in the X-axis direction of the capacitor unit 3. ing. Each of the capacitor fixed electrodes 31a and 31b is connected to an electric circuit paired with the electric circuit connected to the capacitor movable electrode 33. The capacitor fixed electrodes 31 a and 31 b are integrally formed with a plurality of comb-tooth portions 32 a and 32 b on the side facing the capacitor movable electrode 33, and are similarly formed on both the left and right sides of the capacitor movable electrode 33. In order to avoid contact with the comb-teeth part 34, they are alternately positioned so as to face each other.

駆動信号により駆動部可動電極23で発生した振動エネルギは、駆動部可動電極23とキャパシタ可動電極との間の空間6に充填された絶縁性流体を介してキャパシタ可動電極33へと伝播する。これにより、キャパシタ可動電極33はX軸方向に左右に振動駆動する。キャパシタ可動電極33の振動に応じて両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33との距離がそれぞれ変わるため、両固定電極31a,31bとキャパシタ可動電極33とがなす2つのキャパシタの静電容量がそれぞれ周期的に変化する。このとき、一方のキャパシタの静電容量が極大であるときに、他方のキャパシタの静電容量が極小となるといった具合に、2つのキャパシタの静電容量の変化は互いに逆位相の関係になる。   The vibration energy generated in the drive unit movable electrode 23 by the drive signal is propagated to the capacitor movable electrode 33 through the insulating fluid filled in the space 6 between the drive unit movable electrode 23 and the capacitor movable electrode. As a result, the capacitor movable electrode 33 is driven to vibrate left and right in the X-axis direction. Since the distance between the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 changes according to the vibration of the movable capacitor electrode 33, the capacitances of the two capacitors formed by the fixed electrodes 31a and 31b and the movable capacitor electrode 33 are different. Each changes periodically. At this time, when the capacitance of one capacitor is a maximum, the capacitance of the other capacitor becomes a minimum, and so on, the changes in the capacitance of the two capacitors are in an opposite phase relationship.

また、本構成において、容量結合によって駆動信号電圧が絶縁層38を通じて回路信号に重畳されるのを防ぐために、絶縁層38の内部に駆動部2側とキャパシタ部3側とを分断するGND電極面を設けてもよい。これにより、容量結合よって絶縁層38内部を伝播する電気的ノイズを遮蔽できる。   Further, in this configuration, in order to prevent the driving signal voltage from being superimposed on the circuit signal through the insulating layer 38 due to capacitive coupling, the GND electrode surface that divides the driving unit 2 side and the capacitor unit 3 side inside the insulating layer 38. May be provided. Thereby, the electric noise which propagates the inside of the insulating layer 38 by capacitive coupling can be shielded.

1…基板、2…駆動部、21…駆動部固定電極、22…櫛歯部、23…駆動部可動電極、24…櫛歯部、25…支持用ダンパ、26…支持用ブリッジ、27,28…絶縁層、3…キャパシタ部、31,31a,31b…キャパシタ固定電極、32,32a,32b…櫛歯部、33…キャパシタ可動電極、34…櫛歯部、35…支持用ダンパ、36…支持用ブリッジ、37,38…絶縁層、4…支持梁部、40…空間部、5,51,52…絶縁層、6…流体層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Drive part, 21 ... Drive part fixed electrode, 22 ... Comb tooth part, 23 ... Drive part movable electrode, 24 ... Comb tooth part, 25 ... Support damper, 26 ... Support bridge, 27, 28 ... Insulating layer, 3 ... Capacitor part 31, 31a, 31b ... Capacitor fixed electrode, 32, 32a, 32b ... Comb tooth part, 33 ... Capacitor movable electrode, 34 ... Comb tooth part, 35 ... Support damper, 36 ... Support Bridge, 37, 38 ... insulating layer, 4 ... support beam, 40 ... space, 5, 51, 52 ... insulating layer, 6 ... fluid layer.

Claims (9)

同一の基板上に可動電極と固定電極との対によって構成されたキャパシタ部と、駆動信号により振動駆動する部材からなる駆動部とが形成されており、前記駆動部により前記キャパシタ部の可動電極を振動駆動させることで前記キャパシタ部の静電容量を変更可能な可変キャパシタであって、
前記駆動部と前記キャパシタ部の可動電極とが、互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔して前記基板上に配置されており、前記駆動部と前記キャパシタ部の可動電極との間を絶縁するための電気絶縁構造を有する支持梁を介して互いに連結されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
A capacitor unit composed of a pair of a movable electrode and a fixed electrode and a drive unit made of a member that is driven to vibrate by a drive signal are formed on the same substrate, and the movable electrode of the capacitor unit is formed by the drive unit. A variable capacitor capable of changing the capacitance of the capacitor unit by being driven to vibrate,
The driving unit and the movable electrode of the capacitor unit are formed as separate bodies separated from each other, and are arranged on the substrate so as to be separated from each other, and between the driving unit and the movable electrode of the capacitor unit A variable capacitor, wherein the capacitors are connected to each other via a support beam having an electrically insulating structure for insulation.
請求項1に記載の可変キャパシタにおいて、
前記キャパシタ部の可動電極と前記駆動部とは、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to claim 1,
The variable capacitor according to claim 1, wherein the movable electrode of the capacitor unit and the driving unit are formed as members having different natural frequencies.
請求項2に記載の可変キャパシタにおいて、
前記キャパシタ部の可動電極と前記駆動部とは、断面形状、長さ若しくは幅、又は材質の少なくとも何れか互いに異なるように形成することで互いに異なる固有振動数を持つように構成されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to claim 2, wherein
The movable electrode of the capacitor unit and the drive unit are configured to have different natural frequencies by forming at least one of a cross-sectional shape, a length or a width, and a material different from each other. Characteristic variable capacitor.
請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の可変キャパシタにおいて、
前記支持梁は、前記基板との間に空間をあけて前記基板に固定されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to any one of claims 1 to 3,
The support capacitor is fixed to the substrate with a space between the substrate and the substrate.
同一の基板上に可動電極と固定電極との対によって構成されたキャパシタ部と、駆動信号により振動駆動する部材からなる駆動部とが形成されており、前記駆動部により前記キャパシタ部の可動電極を振動駆動させることにより前記キャパシタ部の静電容量を変化可能な可変キャパシタであって、
前記駆動部と前記キャパシタの可動電極とが、互いに分離した別体として形成され、かつ互いに離隔して前記基板上に配置されており、前記駆動部と前記キャパシタの可動電極との間には、前記駆動部の振動を伝達する電気絶縁性流体が介在していること
を特徴とする可変キャパシタ。
A capacitor unit composed of a pair of a movable electrode and a fixed electrode and a drive unit made of a member that is driven to vibrate by a drive signal are formed on the same substrate, and the movable electrode of the capacitor unit is formed by the drive unit. A variable capacitor capable of changing the capacitance of the capacitor unit by being driven to vibrate,
The drive unit and the movable electrode of the capacitor are formed as separate bodies separated from each other, and are disposed on the substrate so as to be separated from each other, and between the drive unit and the movable electrode of the capacitor, A variable capacitor, characterized in that an electrically insulating fluid for transmitting vibration of the drive unit is interposed.
請求項5に記載の可変キャパシタにおいて、
前記電気絶縁性流体が気体であること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to claim 5,
The variable capacitor, wherein the electrically insulating fluid is a gas.
請求項5に記載の可変キャパシタにおいて、
前記電気絶縁性流体が液体であること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to claim 5,
The variable capacitor, wherein the electrically insulating fluid is a liquid.
請求項5ないし7の何れか1項に記載の可変キャパシタにおいて、
前記キャパシタ部の可動電極と前記駆動部とは、互いに異なる固有振動数を持つ部材として形成されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to any one of claims 5 to 7,
The variable capacitor according to claim 1, wherein the movable electrode of the capacitor unit and the driving unit are formed as members having different natural frequencies.
請求項8に記載の可変キャパシタにおいて、
前記キャパシタ部の可動電極と前記駆動部とは、断面形状、長さ若しくは幅、高さ、又は材質の少なくとも何れか互いに異なるように形成することで互いに異なる固有振動数を持つように構成されていること
を特徴とする可変キャパシタ。
The variable capacitor according to claim 8, wherein
The movable electrode of the capacitor unit and the driving unit are configured to have different natural frequencies by forming at least one of a cross-sectional shape, a length or width, a height, or a material different from each other. A variable capacitor characterized by
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