JP2013145189A - ジャイロセンサー及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】角速度に対する検出感度、検出精度などの検出特性に優れたジャイロセンサー、及びこのジャイロセンサーを備えた電子機器の提供。
【解決手段】ジャイロセンサー１は、基板１０と、基板１０の上方（＋Ｚ側）であって、基板１０の主面１０ａに沿ったＸ軸方向に並んで配置された２つの質量部２０，２１と、２つの質量部２０，２１の間に配置され、２つの質量部２０，２１のそれぞれとバネ部３０，３１を介して連結された支持部４０と、２つの質量部２０，２１をＸ軸方向に沿って互いに逆方向へ振動させる駆動部５０，５１と、２つの質量部２０，２１の、印加される角速度によりＸ軸方向と交差するＹ軸方向へ変位する検出質量部２０ｂ，２１ｂの変位量を検出する検出部６０，６１と、を備え、支持部４０が平面視で２つの質量部２０，２１に挟まれた基板１０の固定領域Ｃ内に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジャイロセンサー及びこれを用いた電子機器に関する。

近年、デジタルスチルカメラなどの撮像機器の手ぶれ補正機能や、ＧＰＳ信号を用いた車両などの移動体ナビゲーションシステムの姿勢制御機能などに資するセンサーとして、角速度を検出するジャイロセンサー（角速度センサー）が多用されている。
特許文献１には、角速度印加時に発生するコリオリ力を利用して、ヨーレート（Ｚ軸周りの角速度、例えば、車両の旋回方向への回転角が変化する速度のこと）を検出するための振動式ジャイロの振動子（以下、ジャイロセンサーという）が開示されている。
このジャイロセンサーは、支持体と、連結質量体と振動ばねとから成る連結範囲（以下、連結部という）と、２つの振動質量体と、を備え、２つの振動質量体が、逆位相的に駆動振動するように、連結部を介して互いに機械的に結合されている。加えて、ジャイロセンサーは、少なくとも２つの懸吊ばねが設けられ、各懸吊ばねの一方の端部が支持体と結合され、他方の端部が各振動質量体と結合された構成となっている。

特表平９−５１２１０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているジャイロセンサーの構成では、連結部を介して互いに機械的に結合されている２つの振動質量体が、２つ以上の懸吊ばねを介して、互いに離れた２箇所以上で支持体と結合されている。
これにより、特許文献１のジャイロセンサーは、振動質量体（懸吊ばね）と支持体との熱膨張率の違いによる周辺温度の変化に伴う両者の膨張あるいは収縮の差によって、両者の間に熱応力が発生することとなる。
この熱応力に起因した振動質量体（懸吊ばね）や支持体の歪（ねじれ、そりなど）により、特許文献１のジャイロセンサーは、振動質量体の離調周波数（共振点、共振周波数）や、角速度が加わったときの変位量が本来の値から変化し、検出感度、検出精度などの検出特性が劣化する虞がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るジャイロセンサーは、基板と、前記基板上に配置された支持部と、前記支持部にバネ部を介して接続され、且つ、前記基板上方の第１軸の方向に並んで配置された２つの質量部と、前記２つの質量部を前記第１軸に沿って互いに逆方向へ振動させる駆動部と、前記２つの質量部のそれぞれに設けられ、印加される角速度により前記第１軸と交差する方向へ変位する検出部と、を備え、前記支持部は、平面視で前記２つの質量部に挟まれた前記基板の固定領域内に固定されていることを特徴とする。

これによれば、ジャイロセンサーは、２つの質量部のそれぞれとバネ部を介して連結された支持部（懸吊ばねの端部に相当）が、平面視で２つの質量部に挟まれた基板（支持体に相当）の固定領域内に固定されている。
これにより、ジャイロセンサーは、支持部と基板との固定範囲が従来構成（例えば、特許文献１）よりも狭くなることから、支持部と基板との熱膨張率の違いによる周辺温度の変化に伴う両者の膨張あるいは収縮の差が小さくなり、熱応力の発生を抑制することができる。
この結果、本構成のジャイロセンサーは、この熱応力に起因した各構成要素の歪が低減することから、従来構成のジャイロセンサーと比較して、検出感度、検出精度などの検出特性を向上させることができる（特に検出感度温度特性、検出精度温度特性などを向上させることができる）。

［適用例２］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記２つの質量部、前記バネ部、及び前記支持部は、シリコンを含み、且つ一体となっていることが好ましい。

これによれば、ジャイロセンサーは、２つの質量部、バネ部、支持部がシリコンを含んで一体で形成されていることから、例えば、エッチングなどによりシリコン板から上記の構成要素を精度よく形成することができる。

［適用例３］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記基板は、絶縁材料であることが好ましい。

これによれば、ジャイロセンサーは、基板が絶縁材料であることから、２つの質量部などとの絶縁分離を確実に行うことができる。
なお、ジャイロセンサーは、基板に絶縁材料として、例えば、ガラスを用いれば、上記適用例２の、質量部、バネ部、支持部となるシリコン板と基板としてのガラス板とを陽極接合することができる。
これにより、ジャイロセンサーは、他部材を介さずに支持部を基板に強固に固定することができる。
また、ジャイロセンサーは、熱膨張率が異なるシリコン及びガラスを支持部及び基板に用いても、支持部が基板の限られた範囲（固定領域）内に固定されていることから、シリコンとガラスとの熱膨張率の違いによる周辺温度の変化に伴う両者の膨張あるいは収縮の差が小さくなり、熱応力の発生を抑制することができる。

［適用例４］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記質量部及び前記基板の互いに対向する側の少なくとも一方に、対向する相手方と平面視で重なる位置に凸部が設けられていることが好ましい。

これによれば、ジャイロセンサーは、２つの質量部及び基板の互いに対向する側の少なくとも一方に、対向する相手方と平面視で重なる位置に凸部が設けられていることから、支持部と凸部とにより２つの質量部及び基板間を所定の間隔に保持することができる。
これにより、ジャイロセンサーは、上述した陽極接合時や、外部からの衝撃時などにおける２つの質量部と基板との貼り付きを回避することができる。

［適用例５］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記駆動部は、前記２つの質量部を挟んで前記支持部とは反対側に配置されていることが好ましい。

これによれば、ジャイロセンサーは、駆動部が質量部を挟んで支持部とは反対側に配置されている（換言すれば、駆動部、質量部、支持部が第１軸に沿って並んでいる）ことから、平面視で第１軸と直交する方向のサイズを小型化することができる。

［適用例６］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記駆動部は、前記２つの質量部のそれぞれに設けられた駆動用可動電極と、前記基板上に設けられ、且つ、前記駆動用可動電極と対向して配置された駆動用固定電極と、を含むことが好ましい。

これによれば、ジャイロセンサーは、駆動部が２つの質量部のそれぞれに設けられた駆動用可動電極と、基板上に設けられ、且つ、駆動用可動電極と対向して配置された駆動用固定電極と、を含んで構成されている。
これにより、ジャイロセンサーは、例えば、交流電圧の印加によって駆動用可動電極と駆動用固定電極との間に生じる静電引力を用いて、２つの質量部を互いに逆方向へ安定して振動させることができる。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれかに記載のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする。

これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載のジャイロセンサーを備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された電子機器を提供することができる。

第１実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図。 図１（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図。 ジャイロセンサーの動作について説明する模式図であり、（ａ）は駆動振動状態を示す模式平面図、（ｂ）は検出振動状態を示す模式平面図。 第２実施形態の電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 第２実施形態の電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。 第２実施形態の電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
最初に、ジャイロセンサーの一例について説明する。
図１は、第１実施形態のジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、模式平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図である。図２は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図である。なお、図１（ａ）では、蓋体を省略してある。また、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。
なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示している。また、以下では、Ｘ軸（第１軸）に平行な方向をＸ軸方向、Ｙ軸に平行な方向をＹ軸方向、Ｚ軸に平行な方向をＺ軸方向という。

図１、図２に示すように、ジャイロセンサー１は、基板１０と、基板上に配置された支持部４０と、支持部４０にバネ部３０，３１を介して接続（連結）され、且つ、基板１０の上方（＋（プラス）Ｚ側）であって、基板１０の主面１０ａに沿ったＸ軸方向に並んで配置された２つの質量部２０，２１と、を備えている。なお、支持部４０は、質量部２０と質量部２１との間に配置されている。
さらに、ジャイロセンサー１は、質量部２０，２１をＸ軸に沿って互いに逆方向へ振動させる駆動部５０，５１と、Ｚ軸回りに印加される角速度によりＸ軸方向と交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）へ変位する質量部２０，２１の変位量を検出する検出部６０，６１と、上記各構成要素を覆う蓋体７０と、を備えている。

基板１０は、略矩形の平板状に形成され、＋Ｚ側の主面１０ａには凹部１１が設けられている。凹部１１は、質量部２０，２１、バネ部３０，３１などが基板１０に接触することなく変位可能となるように設けられている。
基板１０には、絶縁性を有する高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、特に、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。

質量部２０，２１は、略矩形の平板状に形成され、四角い枠状に設けられた駆動質量部２０ａ，２１ａと、駆動質量部２０ａ，２１ａの内側に四角い枠状部分を含んで設けられ、Ｚ軸回りに印加される角速度によりＸ軸方向と交差するＹ軸方向へ変位する検出領域としての検出質量部２０ｂ，２１ｂと、駆動質量部２０ａ，２１ａと検出質量部２０ｂ，２１ｂとを互いの４隅で連結する複数のバネ部３２，３３と、を備えている。
バネ部３２，３３は、検出質量部２０ｂ，２１ｂがＹ軸方向へ変位し易いように、Ｘ軸方向へ折り返した形状に形成され、Ｚ軸方向の厚みによりＺ軸方向へは容易に変位しない形状となっている。

駆動部５０，５１は、質量部２０，２１を挟んで支持部４０とは反対側に配置されている。駆動部５０，５１は、駆動質量部２０ａ，２１ａのそれぞれの端部からＸ軸方向に突出し、Ｙ軸方向に屈曲して延びる駆動用可動電極５０ａ，５１ａと、駆動用可動電極５０ａ，５１ａに対してＸ軸方向の両側から対向して基板１０上に設けられた駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂと、を含んで構成されている。
図示のように、駆動部５０，５１は、質量部２０，２１の＋Ｙ側寄りの位置と−（マイナス）Ｙ側寄りの位置とに設けられている（各一対ずつ設けられている）。
駆動用可動電極５０ａ，５１ａと駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂとは、静電引力を効率的に生じさせるべく、複数の電極指が互いに噛み合うようにしてＸ軸方向に延びることにより櫛歯状に形成されている。

検出部６０，６１は、検出質量部２０ｂ，２１ｂのそれぞれの枠状部分の内側に、Ｘ軸方向に沿って延びる梁状（桟状）に設けられた検出用可動電極６０ａ，６１ａと、検出用可動電極６０ａ，６１ａと対向して基板１０上に壁状に設けられた検出用固定電極６０ｂ，６１ｂと、を含んで構成されている。本実施形態では、検出用可動電極６０ａ，６１ａが各２個、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂが各４個設けられている。
なお、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂのＹ軸方向に幅広の部分は、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂと基板１０との接合面積を確保して、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂを基板１０へ強固に固定するために設けられている。

質量部２０，２１のそれぞれとバネ部３０，３１を介して連結された支持部４０は、平面視で質量部２０と質量部２１とに挟まれた基板１０の固定領域Ｃ（図１（ａ）で破線のハッチングを施した範囲）内に固定されている（ここでは、固定領域Ｃの略中央部の１箇所に固定されている）。
質量部２０，２１と支持部４０とを連結するバネ部３０，３１は、質量部２０，２１（駆動質量部２０ａ，２１ａ）がＸ軸方向へ変位し易いように、Ｙ軸方向へ複数回折り返した形状に形成され、Ｚ軸方向の厚みによりＺ軸方向へは容易に変位しない形状となっている。なお、バネ部３０，３１は、質量部２０，２１のＹ軸方向に対する傾斜を抑制するために、質量部２０，２１のＹ軸方向の両端部に連結されていることが好ましい。

質量部２０，２１の駆動質量部２０ａ，２１ａ及び基板１０の互いに対向する側の少なくとも一方（ここでは、基板１０側）には、対向する相手方（ここでは、駆動質量部２０ａ，２１ａ）と平面視で重なる位置に複数の凸部（突起）１２が設けられている。
詳述すると、凸部１２は、基板１０における駆動質量部２０ａ，２１ａのそれぞれの、＋Ｙ側に位置するＸ軸方向に沿って延びる枠部分の駆動部５０，５１寄りの部位に対向する位置と、駆動質量部２０ａ，２１ａのそれぞれの、−Ｙ側に位置するＸ軸方向に沿って延びる枠部分の駆動部５０，５１寄りの部位に対向する位置とに１つずつ設けられている。
なお、図１（ａ）では、凸部１２の平面形状は、矩形となっているが、多角形、円形、楕円形などでもよい。
なお、凸部１２と駆動質量部２０ａ，２１ａとの間には、駆動質量部２０ａ，２１ａのＸ軸方向に沿った振動に対して支障がないように隙間が設けられている。

質量部２０，２１、バネ部３０，３１、支持部４０、駆動部５０，５１、検出部６０，６１は、単結晶シリコン、ポリシリコンなどのシリコンを含む板材（以下、シリコン板という）を用いて一体的に形成されている。
詳述すると、ジャイロセンサー１は、ガラス材料（ガラス板）を用いて凹部１１、凸部１２などが形成済みの基板１０とシリコン板とを陽極接合し、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いてシリコン板をエッチングすることにより、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、支持部４０、駆動部５０，５１、検出部６０，６１を形成する。
これにより、支持部４０、駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂ、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂは、基板１０へ確実に接合（固定）された状態で形成され、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、駆動用可動電極５０ａ，５１ａ、検出用可動電極６０ａ，６１ａは、基板１０の凹部１１（逃げ部）によって変位可能な状態で形成される。
なお、シリコン板には、リン、ボロンなどの不純物がドープされていることが好ましい。これにより、ジャイロセンサー１は、シリコン板（駆動部５０，５１、検出部６０，６１）の導電性を優れたものとすることができる。

蓋体７０は、略矩形で平板状に形成され、基板１０の主面１０ａ側に凹部７１が形成されている。蓋体７０は、質量部２０，２１、支持部４０、駆動部５０，５１などの上記各構成要素を覆うようにして、基板１０の主面１０ａに気密に接合されている。
これにより、基板１０の凹部１１と蓋体７０の凹部７１とを含んで構成されている内部空間は、気密に封止されている。なお、この内部空間は、質量部２０，２１などがスムーズに振動（変位）可能なように、真空状態（真空度が高い状態）となっている。
蓋体７０には、シリコン材料、ガラス材料などが用いられている。なお、蓋体７０にシリコン材料を用いた場合には、ガラス材料を用いた基板１０と陽極接合することができる。
なお、駆動部５０，５１及び検出部６０，６１からは、図示しない配線が基板１０の外周部分まで引き出されている。これにより、ジャイロセンサー１は、外部からの駆動信号の入力や外部への検出信号の出力が可能となっている。

ここで、ジャイロセンサー１の動作について説明する。
図３は、ジャイロセンサーの動作について説明する模式図である。図３（ａ）は、駆動振動状態を示す模式平面図であり、図３（ｂ）は、検出振動状態を示す模式平面図である。なお、説明の便宜上、一部の形状は省略してある。

図３（ａ）に示すように、ジャイロセンサー１は、角速度が加わらない状態において、駆動部５０，５１の駆動用可動電極５０ａ，５１ａ及び駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂに外部から所定の周波数（例えば、約４０ｋＨｚ）の交流電圧の駆動信号が印加されることにより、駆動用可動電極５０ａ，５１ａと駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂとの間に静電引力（静電力、静電気力、クーロン力などともいう）が生じ、質量部２０，２１がＸ軸方向に沿って所定の周波数で振動する（駆動振動状態）。
詳述すると、駆動部５０と駆動部５１とでは、位相が逆になる（静電引力が逆方向に生じる）交流電圧の駆動信号が印加され、質量部２０，２１は、Ｘ軸方向において、図３（ａ）で黒矢印、白矢印で示すように、互いに離れる方向と、互いに近づく方向との変位を交互に繰り返す。つまり、質量部２０，２１は、Ｘ軸方向に沿って互いに逆方向（逆相）に所定の周波数で振動している。

次に、図３（ｂ）に示すように、ジャイロセンサー１は、この駆動振動状態で、Ｚ軸回りの角速度ωが加わると（ジャイロセンサー１がＺ軸回りに回転すると）、質量部２０，２１には、コリオリ力が作用し、質量部２０，２１内の検出質量部２０ｂ，２１ｂがＹ軸方向に沿って振動する（検出振動状態）。
詳述すると、検出質量部２０ｂ，２１ｂは、Ｙ軸方向において、図３（ｂ）で黒矢印、白矢印で示すように、互いに逆方向（逆相）となる白矢印方向及び黒矢印方向の変位を交互に繰り返す。つまり、検出質量部２０ｂ，２１ｂは、駆動振動の周波数に応じた周波数で、Ｙ軸方向に沿って互いに逆方向に振動する。なお、検出質量部２０ｂ，２１ｂのＹ軸方向に沿った振動の振幅は、コリオリ力（角速度ω）の大きさに応じて変化する。

ジャイロセンサー１は、この検出質量部２０ｂ，２１ｂのＹ軸方向に沿った振動（変位）に伴い検出部６０，６１の検出用可動電極６０ａ，６１ａと検出用固定電極６０ｂ，６１ｂとの間隔が変化する。
ジャイロセンサー１は、この検出用可動電極６０ａ，６１ａと検出用固定電極６０ｂ，６１ｂとの間隔の変化により、検出用可動電極６０ａ，６１ａと検出用固定電極６０ｂ，６１ｂとの間に生じる静電容量の変化量を、例えば、電圧値の変化に置き換えた検出信号として出力し、この検出信号によって角速度ωが検出可能な構成となっている。なお、この検出信号の大きさは、コリオリ力の大きさ（検出質量部２０ｂ，２１ｂの変位の大きさ）に応じて変化する。

上述したように、第１実施形態のジャイロセンサー１は、質量部２０と質量部２１との間に配置され、質量部２０，２１のそれぞれとバネ部３０，３１を介して連結された支持部４０が、平面視で質量部２０と質量部２１とに挟まれた基板１０の固定領域Ｃ内に固定されている。
これにより、ジャイロセンサー１は、支持部４０と基板１０との固定範囲が従来構成（例えば、特許文献１）よりも狭くなることから、支持部４０と基板１０との熱膨張率の違いによる周辺温度の変化に伴う両者の膨張あるいは収縮の差が小さくなり、両者の固定部分における熱応力の発生を抑制することができる。
この結果、ジャイロセンサー１は、この熱応力に起因した質量部２０，２１、支持部４０などの各構成要素のねじれ、そりなどの歪が低減することから、従来構成（例えば、特許文献１）のジャイロセンサーと比較して、検出感度、検出精度などの検出特性を向上させることができる（特に温度−検出感度特性、温度−検出精度特性などの温度変化に関わる特性を向上させることができる）。

また、ジャイロセンサー１は、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、支持部４０などがシリコンを含んで一体で形成され、基板１０がガラスを含むことから、後に質量部２０，２１、バネ部３０，３１、支持部４０などになるシリコン板と、基板としてのガラス板とを陽極接合することができる。
これにより、ジャイロセンサー１は、他部材を介さずに支持部４０を基板１０に強固に固定することができる。また、ジャイロセンサー１は、駆動部５０，５１の駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂ及び検出部６０，６１の検出用固定電極６０ｂ，６１ｂを、支持部４０と同様に、基板１０に強固に固定することができる。

また、ジャイロセンサー１は、熱膨張率が異なるシリコン及びガラスを支持部４０及び基板１０に用いても、支持部４０が基板１０の限られた範囲（固定領域Ｃ）内に固定されていることから、シリコンとガラスとの熱膨張率の違いによる周辺温度の変化に伴う両者の膨張あるいは収縮の差が小さくなり、熱応力の発生を抑制することができる。
加えて、ジャイロセンサー１は、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、支持部４０などがシリコンを含んで一体で形成されていることから、例えば、エッチングなどにより１枚のシリコン板から上記の各構成要素を精度よく一括して形成することができる。

また、ジャイロセンサー１は、質量部２０，２１に対向する基板１０の凹部１１内の底面の、質量部２０，２１の駆動質量部２０ａ，２１ａと平面視で重なる位置に凸部１２が設けられていることから、駆動部５０，５１に駆動信号が印加されていない状態（静電引力が働いていない状態）でも、支持部４０と凸部１２とによって、質量部２０，２１及び基板１０間を所定の間隔に保持することができる。
これにより、ジャイロセンサー１は、上述した陽極接合時や、外部からの衝撃時などにおける質量部２０，２１と基板１０との貼り付きを回避することができる。

また、ジャイロセンサー１は、駆動部５０，５１が質量部２０，２１を挟んで支持部４０とは反対側に配置されている（換言すれば、駆動部５０，５１、質量部２０，２１、支持部４０がＸ軸方向に並んでいる）ことから、平面視でＸ軸方向と直交するＹ軸方向のサイズを、例えば、Ｙ軸方向に駆動部５０，５１が設けられた場合よりも小型化することができる。
これにより、ジャイロセンサー１は、例えば、電子機器などの実装基板の細長いスペースでも搭載することが可能となり、スペースの有効利用を図ることができる。

また、ジャイロセンサー１は、駆動部５０，５１が質量部２０，２１に設けられた駆動用可動電極５０ａ，５１ａと、基板１０に設けられた駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂと、を含んで構成されている。
これにより、ジャイロセンサー１は、交流電圧の駆動信号の印加によって駆動用可動電極５０ａ，５１ａと駆動用固定電極５０ｂ，５１ｂとの間に生じる静電引力を用いて、質量部２０，２１をＸ軸方向に沿って互いに逆方向へ、所定の周波数で安定して振動させることができる。

また、ジャイロセンサー１は、検出部６０，６１が質量部２０，２１の検出質量部２０ｂ，２１ｂのそれぞれに設けられた検出用可動電極６０ａ，６１ａと、基板１０に設けられた検出用固定電極６０ｂ，６１ｂと、を含んで構成されている。
これにより、ジャイロセンサー１は、検出部６０，６１がコリオリ力による質量部２０，２１の検出質量部２０ｂ，２１ｂの変位（振動）に伴う検出用可動電極６０ａ，６１ａと、検出用固定電極６０ｂ，６１ｂとの間に生じる静電容量の変化量を検出することによって、印加される角速度ωを感度及び精度よく検出することができる。
なお、ジャイロセンサー１は、この２つの質量部２０，２１を設けることにより、検出部６０，６１のそれぞれで検出した静電容量の変化量の差分を算出することで、この差分が０となる質量部２０，２１のそれぞれに同一方向から加わる加速度などの、角速度ω以外の物理量の検出をキャンセルすることができる。

なお、支持部４０は、固定領域Ｃ内であれば、複数個所で基板１０に固定されていてもよい。例えば、支持部４０をＹ軸方向に延ばして、その両端部を基板１０に固定してもよい。
なお、本実施形態では、駆動部５０，５１が、各２箇所に設けられているが、これに限定されるものではなく、各１箇所に設けられていてもよい。また、駆動部５０，５１は、質量部２０，２１をＹ軸方向に挟むように、質量部２０，２１の＋Ｙ側及び−Ｙ側に１箇所ずつ設けられていてもよい。この場合でも、駆動部５０，５１は、＋Ｙ側または−Ｙ側の１箇所のみに設けられていてもよい。
また、凸部１２は、質量部２０，２１に設けられていてもよく、基板１０と質量部２０，２１との両方に設けられていてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態として上述したジャイロセンサー１を備えた電子機器について説明する。
図４は、ジャイロセンサーを備えた電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
図４に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０１を有する表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、ジャイロセンサー１が内蔵されている。

図５は、ジャイロセンサーを備えた電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
図５に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、ジャイロセンサー１が内蔵されている。

図６は、ジャイロセンサーを備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図６には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面（図中手前側）には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、ジャイロセンサー１が内蔵されている。

このような電子機器は、角速度の検出特性に優れたジャイロセンサー１を備えたことから、優れた性能を発揮することができる。
なお、上記ジャイロセンサー１を備えた電子機器は、図４のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図５の携帯電話機、図６のデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーターなどに適用することができる。

１…ジャイロセンサー、１０…基板、１０ａ…主面、１１…凹部、１２…凸部、２０，２１…質量部、２０ａ，２１ａ…駆動質量部、２０ｂ，２１ｂ…検出質量部、３０，３１，３２，３３…バネ部、４０…支持部、５０，５１…駆動部、５０ａ，５１ａ…駆動用可動電極、５０ｂ，５１ｂ…駆動用固定電極、６０，６１…検出部、６０ａ，６１ａ…検出用可動電極、６０ｂ，６１ｂ…検出用固定電極、７０…蓋体、７１…凹部、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、Ｃ…固定領域。

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板上に配置された支持部と、
   前記支持部にバネ部を介して接続され、且つ、前記基板上方の第１軸の方向に並んで配置された２つの質量部と、
   前記２つの質量部を前記第１軸に沿って互いに逆方向へ振動させる駆動部と、
   前記２つの質量部のそれぞれに設けられ、印加される角速度により前記第１軸と交差する方向へ変位する検出部と、を備え、
   前記支持部は、平面視で前記２つの質量部に挟まれた前記基板の固定領域内に固定されていることを特徴とするジャイロセンサー。
2. 請求項１に記載のジャイロセンサーにおいて、
   前記２つの質量部、前記バネ部、及び前記支持部は、シリコンを含み、且つ一体となっていることを特徴とするジャイロセンサー。
3. 請求項１に記載のジャイロセンサーにおいて、
   前記基板は、絶縁材料であることを特徴とするジャイロセンサー。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のジャイロセンサーにおいて、
   前記質量部及び前記基板の互いに対向する側の少なくとも一方に、対向する相手方と平面視で重なる位置に凸部が設けられていることを特徴とするジャイロセンサー。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のジャイロセンサーにおいて、
   前記駆動部は、前記２つの質量部を挟んで前記支持部とは反対側に配置されていることを特徴とするジャイロセンサー。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のジャイロセンサーにおいて、
   前記駆動部は、前記２つの質量部のそれぞれに設けられた駆動用可動電極と、
   前記基板上に設けられ、且つ、前記駆動用可動電極と対向して配置された駆動用固定電極と、を含むことを特徴とするジャイロセンサー。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする電子機器。

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