JP2013234913A - ジャイロセンサー、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に対して安定した角速度を検出することができるジャイロセンサーを提供する。
【解決手段】ジャイロセンサー１は、基板１０と、基板１０に設けられている第１支持部４０，４１と、第１支持部４０，４１にバネ部３０，３１を介して接続され、且つ、基板１０上に第１軸の方向に並んで配置された少なくとも二つの質量部２０，２１と、二つの質量部２０，２１の各々に設けられ、角速度を検出する検出部７０，７５と、二つの質量部２０，２１の間に配置され、第１軸に沿って二つの質量部２０，２１を互いに逆方向へ振動させる駆動部５０とを備える。
【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なる連結範囲（以下、連結部という）と、二つの振動質量体と、を備え、二つの振動質量体が、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、１つの振動質量体に対し少なくとも二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

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二つの振動質量体が、二つ以上の懸吊ばねを介して、互いに離れた４箇所で支持体と結合されていると共に、振動質量体を連結する連結部の一部も支持体に結合されている。
これにより、特許文献１のジャイロセンサーは、懸吊ばねと支持体との熱膨張率の違いにより、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懸吊ばねや支持体の歪（ねじれ、そりなど）により、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おそれがある。

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、前記基板に設けられている支持部と、前記支持部にバネ部を介して接続され、且つ、前記基板上に第１軸の方向に並んで配置された少なくとも二つの質量部と、前記二つの質量部の各々に設けられ、角速度を検出する検出部と、前記二つの質量部の間に配置され、前記第１軸に沿って前記二つの質量部を互いに逆方向へ振動させる駆動部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、ジャイロセンサーは、二つの質量部がそれぞれのバネ部を介して少なくとも二箇所の支持部で基板の固定領域に固定することができる。従って、特許文献１に記載のジャイロセンサーよりも質量部を支持する点数を減らすことができるため、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、温度変化に伴うジャイロセンサーの熱応力の発生を抑制することができる。
従って、本構成のジャイロセンサーは、熱応力に起因する離調周波数（共振点、共振周波数）の変化を抑えることができる。その結果、温度変化に対する感度特性を一定に保つことができるため、温度変化に対して安定した角速度を検出することができる。
また、二つの質量部の間に駆動部を設けることにより、二つの質量部間のスペースを有効に活用でき、第１軸方向の小型化に有効である。

［適用例２］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記支持部は、第１支持部と第２支持部とを含み、前記第１支持部と前記二つの質量部の一方とが接続され、前記第２支持部と前記二つの質量部の他方とが接続され、前記第１支持部および前記第２支持部は、互いに離間して配置されていることが好ましい。

駆動部によって、二つの質量部は第１軸の方向に互いに逆方向へ振動する。従って、第１軸の方向で、二つの質量部を挟むようにバネ部を配置すれば、振動方向とバネ部の付勢方向がほぼ一致するため、捩れ等が発生しにくく安定した振動を持続させることができる。

［適用例３］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記二つの質量部を接続する第２のバネ部をさらに備えていること、が好ましい。

前述したように、二つの質量部は第１軸の方向に互いに逆方向へ同じ周波数で振動する。しかし、二つの質量部の形状や質量にばらつきがある場合、周波数にずれが発生することが考えられる。そこで、二つの質量部を接続する第２のバネ部を設けることにより、周波数のずれを吸収することができるという効果がある。

［適用例４］上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、前記二つの質量部、前記バネ部、及び前記支持部は、材質にシリコンを含み、且つ一体となっていること、が好ましい。

このようにすれば、ジャイロセンサーは、二つの質量部、バネ部、支持部がシリコンを含む材質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５］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。

ジャイロセンサーは、基板が絶縁材料であることから、二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、他の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）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６］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、前記質量部と前記基板との間に所与の隙間を有する凸部が設けられていること、が好ましい。

ジャイロセンサーは、二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を設けることによって、二つの質量部と基板との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質量部と基板との貼り付きを回避することができる。
また、支持部と凸部とを平面視でバランスよく配置すれば、質量部の厚み方向の傾きや捩れを抑制することができる。

［適用例７］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、前記二つの質量部の各々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、駆動部が二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。従って、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二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８］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を有する電子機器を提供することができる。

実施形態１に係るジャイロセンサーの概略構成を示す模式平面図。 実施形態１に係るジャイロセンサーの断面構成を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ切断面を示す模式断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ切断面を示す模式断面図。 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。 実施形態２に係るジャイロセンサーを示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ切断面を示す断面図。 実施形態３に係るジャイロセンサーを示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図。 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のパーソナルコンピューターの概略構成を示す斜視図。 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の構成を示す斜視図。 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。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）

図１は、実施形態１に係るジャイロセンサーの概略構成を示す模式平面図である。なお、図１では蓋体を省略している。また、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。以降、Ｘ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、ＸＹ平面に直行するＺ軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸方向を第１軸方向、Ｙ軸方向を第２軸方向と表すことがある。

図１に示すように、ジャイロセンサー１は、二つの質量部２０，２１が、第１軸としてのＸ軸方向に並んで配設されている。質量部２０は、質量部２１と反対側に設けられる第１支持部４０とバネ部３０を介して接続されている。一方、質量部２１は、質量部２０とは反対側の第２支持部４１とバネ部３１を介して接続されている。第１支持部４０、第２支持部４１はそれぞれ、基板１０に設けられる固定領域１３，１４に固定されている。

駆動部５０は、質量部２０と質量部２１との間に配置され、質量部２０，２１をＸ軸方向に互いに逆方向へ振動させる。また、ジャイロセンサー１は、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（Ｙ軸方向：第２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７０，７５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各々は、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、を備えている。

駆動部５０は、駆動質量部２０ａの端部から駆動質量部２１ｂに向かって櫛歯状に突設された駆動用可動電極５０ａと、駆動質量部２１ａの端部から駆動質量部２０ａに向かって櫛歯状に突設された駆動用可動電極５０ｂと、を有する。駆動用可動電極５０ａ，５０ｂには図示するように、複数の電極指が互いに対向するように突設されており、これらの電極指の間に噛み合うように駆動用固定電極５０ｃが形成されている。
駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと駆動用固定電極５０ｃ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櫛歯状に形成されている。

検出部７０，７５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７２，７７と、検出用可動電極７２，７７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７１，７６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７２，７７が各２個、検出用固定電極７１，７６が各４個（ハンチングで図示している）設けられている。
なお、検出用固定電極７１，７６のＹ軸方向に幅広の部分は、検出用固定電極７１，７６と基板１０との接合面積を確保して、検出用固定電極７１，７６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第１支持部４０，４１の各々は、基板１０に設けられた固定領域１３，１４に固定されている。
質量部２０と第１支持部４０とを連結するバネ部３０、及び質量部２１と第２支持部４１とを連結するバネ部３１は、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。

質量部２０，２１に設けられる駆動質量部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、質量部２０，２１）と平面視で重なる位置に複数の凸部１２が設けられている。
詳述すると、凸部１２は、基板１０における質量部２０，２１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寄りの部位に対向する位置と、質量部２０，２１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寄りの部位に対向する位置とに設けられている。
なお、図１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と質量部２０，２１との間には、質量部２０，２１のＸ軸方向に沿った振動に対して支障がないように所与の隙間が設けられている。

なお、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、第１支持部４０，４１、駆動部５０、検出部７０，７５は、単結晶シリコン、ポリシリコンなどのシリコン系材質を含む板材（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。

次に、ジャイロセンサー１の断面構成について説明する。
図２は、本実施形態に係るジャイロセンサー１の断面構成を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ切断面を示す模式断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ切断面を示す模式断面図である。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ジャイロセンサー１は、ガラス材料（ガラス板）を用いて主面１０ａから凹部１１や凸部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、第１支持部４０，４１、駆動部５０、検出部７０，７５が形成される。

これにより、第１支持部４０，４１、駆動用固定電極５０ｃ、検出用固定電極７１，７６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，５０ｂ、検出用可動電極７２，７７は、基板１０の凹部１１によって変位可能に形成される。
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、検出部７０，７５）の導電性を優れたものとすることができる。
なお、図２（ｂ）に示すように、駆動質量部２０ａと基板１０に設けられた凸部１２との間には隙間が設けられている。

蓋体８０は、略矩形で平板状に形成され、基板１０の主面１０ａ側に凹部８１が形成されている。蓋体８０は、質量部２０，２１、第１支持部４０，４１、駆動部５０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に接合されている。これにより、基板１０の凹部１１と蓋体８０の凹部８１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、凹部１１と凹部８１とで形成される内部空間は、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８０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８０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及び検出部７０，７５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。

続いて、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１の動作について説明する模式図である。（ａ）は、駆動振動状態を示す模式平面図であり、（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の駆動用可動電極５０ａ，５０ｂ及び駆動用固定電極５０ｃ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を印加することにより、駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと駆動用固定電極５０ｃ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軸方向に所定の周波数で振動する。
交流電圧の駆動信号が印加されると、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する。

次に、図３（ｂ）に示すように、上記駆動振動状態で、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軸方向の振動（変位）に伴い検出部７０，７５の検出用可動電極７２，７７と検出用固定電極７１，７６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７２，７７と検出用固定電極７１，７６との間隔の変化により、検出用可動電極７２，７７と検出用固定電極７１，７６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。

以上説明したように、本実施形態のジャイロセンサー１は、二つの質量部２０，２１のそれぞれがバネ部３０，３１を介して二箇所の第１支持部４０，４１で基板１０の固定領域１３，１４に固定されている。このことから、第１支持部４０，４１と基板１０との熱膨張率の違いによって、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、温度変化に伴うジャイロセンサー１の熱応力の発生を抑制することができる。
従って、本構成のジャイロセンサー１は、熱応力に起因する離調周波数（共振点、共振周波数）の変化を抑えることができる。その結果、温度変化に対する感動特性を一定に保つことができるため、温度変化に対して安定した角速度を検出することができる。
また、二つの質量部２０，２１の間に駆動部５０を設けることにより、二つの質量部間のスペースを有効活用でき、第１軸方向（Ｘ軸方向）の小型化に有効である。

本実施形態によるバネ部３０，３１は、平面視でＸ軸方向において、二つの質量部２０，２１を挟むように配置している。駆動部５０によって、二つの質量部２０，２１はＸ軸方向に互いに逆方向へ振動される。従って、Ｘ軸方向で、二つの質量部２０，２１を挟むようにバネ部３０，３１を配置すれば、振動方向とバネ部３０，３１の付勢方向がほぼ一致するため、捩れ等が発生しにくく安定した振動を持続させることができる。

また、ジャイロセンサー１は、二つの質量部２０，２１、バネ部３０，３１、第１支持部４０，４１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。

また、ジャイロセンサー１は、基板１０が絶縁材料であることから、二つの質量部２０，２１などとの絶縁分離を確実に行うことができる。
なお、基板１０に用いるに絶縁材料として、例えば、ガラスを用いれば、質量部２０，２１、バネ部３０，３１、第１支持部４０，４１となるシリコン板と、基板１０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、他の部材を介さずに第１支持部４０，４１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、熱膨張率が異なるシリコン及びガラスを第１支持部４０，４１及び基板１０に用いても、第１支持部４０，４１が基板１０の限られた範囲（固定領域１３，１４）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。

また、質量部２０，２１及び基板１０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、質量部２０，２１と基板１０との間に所与の隙間を有する凸部１２が設けられている。このように、凸部１２を設けることによって、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、第１支持部４０，４１と凸部１２とを平面視でバランスよく配置すれば、質量部２０，２１の厚み方向の傾きや捩れを抑制することができる。

また、ジャイロセンサー１は、駆動部５０が二つの質量部２０，２１のそれぞれに設けられた駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと、基板１０上に設けられ、且つ、駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと対向して配置された駆動用固定電極５０ｃ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、例えば、交流電圧の印加によって駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと駆動用固定電極５０ｃとの間に生じる静電引力を用いて二つの質量部２０，２１を互いに逆方向へ安定して振動させることができる。

また、検出部７０，７５は、二つの質量部２０，２１の各々に設けられたＸ軸方向に略平行な検出用可動電極７２，７７と、基板１０上に設けられ、且つ検出用可動電極７２，７７と対向して配置された検出用固定電極７１，７６と、を含んで構成されている。
ジャイロセンサー１は、角速度が印加された時に発生するコリオリ力により二つの質量部２０，２１がＸ軸方向と交差する方向（Ｙ軸方向）に振動する。このとき、検出用可動電極７２，７７と検出用固定電極７１，７６との距離の変化によって発生する静電容量の変化を電圧値として検出することによって角速度を検出することができる。
（実施形態２）

続いて、実施形態２について説明する。
実施形態２は、ジャイロセンサーが、二つの質量部２０，２１を接続する第２のバネ部をさらに備えていることを特徴とする。他の構成は前述した実施形態１と同じであるため、実施形態１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付している。
図４は、実施形態２に係るジャイロセンサー１００を示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ切断面を示す断面図である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のジャイロセンサー１００は、二つの質量部２０，２１を接続する第２のバネ部９１，９２を備えている。

第２のバネ部９１は、質量部２０，２１それぞれの互いに対向する＋Ｙ軸方向の角部から延設されており、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ている。
一方、第２のバネ部９２は、質量部２０，２１それぞれの互いに対向する−Ｙ軸方向の角部から延設されており、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ている。

また、第２のバネ部９１，９２は、質量部２０，２１と一体で構成されると共に、基板１０からは浮いた状態であり、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、駆動用固定電極５０ｃは、凹部１１を利用して図示しない配線によって基板１０の外周部分まで引き出される。

前述したように、二つの質量部２０，２１はＸ軸方向に互いに逆方向へ同じ周波数で振動する。しかし、二つの質量部２０，２１の形状や質量のばらつきがある場合、互いの振動周波数にずれが発生することが考えられる。そこで、二つの質量部２０，２１を接続する第２のバネ部９１，９２を設けることにより、振動周波数のずれを吸収することができるという効果がある。
このような第２のバネ部９１，９２の機能を考慮すると、第２のバネ部９１，９２の弾性力は、バネ部３０，３１よりも小さくすることが望ましい。
（実施形態３）

続いて、実施形態３について説明する。前述した実施形態１が、質量部２０，２１を挟むように各々の−Ｘ軸方向端部及び＋Ｘ軸方向端部にバネ部３０，３１が配置されていることに対して、実施形態３は、バネ部が、平面視で前記二つの質量部を互いに接続するように配置されていることを特徴とする。従って、実施形態１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付している。
図５は、実施形態３に係るジャイロセンサー２００を示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図である。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係るジャイロセンサー２００は、質量部２０と質量部２１とがバネ部９３とバネ部９４とで接続され、質量部２０と質量部２１との間には、駆動用可動電極５０ａ，５０ｂと、駆動用固定電極５１，５２とからなる駆動部５０とを備えている。

バネ部９３は、質量部２０，２１それぞれの互いに対向する＋Ｙ軸方向の角部から延設されており、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ている。一方、バネ部９４は、質量部２０，２１それぞれの互いに対向する−Ｙ軸方向の角部から延設されており、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ている。そして、バネ部９３は質量部２０，２１に対して＋Ｙ軸方向外側に延設されており、バネ部９４は質量部２０，２１に対して−Ｙ軸方向外側に延設されている。

バネ部９３とバネ部９４それぞれのＸ軸方向中央部には支持部４２，４３が配置され、支持部４２，４３は、基板１０に設けられた固定領域１５の両端部に強固に固定されている。
なお、図５（ａ）では、固定領域１５は、支持部４２と支持部４３とを連続する領域としているが、支持部４２，４３の配置領域のみに島状に形成してもよい。

基板１０には、質量部２０の−Ｘ軸方向の＋Ｙ軸方向角部及び−Ｙ軸方向角部と、質量部２１の＋Ｘ軸方向の＋Ｙ軸方向角部及び−Ｙ軸方向角部の４箇所に凸部１２が設けられ、質量部２０，２１と基板１０との間で所与の隙間を確保している。
そして、バネ部９３とバネ部９４、質量部２０と質量部２１とによって囲まれた領域に駆動部５０が配置されている。

駆動部５０は、駆動用固定電極５１，５２と、駆動用可動電極５０ａ、５０ｂとから構成されている。駆動用固定電極５１は、質量部２０の端部から質量部２１に向かって櫛歯状に突設された駆動用可動電極５０ａの電極指に噛み合うように形成されている。
また、駆動用固定電極５２は、質量部２１の端部から質量部２０に向かって櫛歯状に突設された駆動用可動電極５０ｂの電極指に噛み合うように形成されている。
駆動用可動電極５０ａと駆動用固定電極５１、駆動用可動電極５０ｂと駆動用固定電極５２は、互いに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櫛歯状に形成されている。

なお、駆動用固定電極５１，５２は、凹部１１を利用して図示しない配線によって基板１０の外周部分まで引き出される。

また、固定領域１５を支持部４２，４３の配置領域のみに島状に形成する構成の場合は、図１に示す駆動用固定電極５０ｃと同じ構成にすることができる。

このような構成においても実施形態１と同じように、二つの質量部２０，２１が二箇所の支持部４２，４３でバネ部９３，９４を介して基板１０に固定されていることから、支持部４２，４３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、温度変化に伴うジャイロセンサーの熱応力の発生を抑制することができる。

また、Ｘ軸方向で、二つの質量部２０，２１を挟むようにバネ部３０，３１を配置する実施形態１の構成に対して、バネ部９３，９４を質量部２０と質量部２１との間に配置することから、より一層、Ｘ軸方向の小型化を実現できるという効果がある。

以上説明した実施形態１ないし実施形態３に記載のジャイロセンサー１，１００，２００は、様々な電子機器に用いることができる。そこで、パーソナルコンピューター、携帯電話機、デジタルスチルカメラを例示し、以下に説明する。
（電子機器）

図６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概略構成を示す斜視図である。
図６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またはジャイロセンサー１００またはジャイロセンサー２００が内蔵されている。

図７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７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またはジャイロセンサー１００またはジャイロセンサー２００が内蔵されている。

図８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８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またはジャイロセンサー１００またはジャイロセンサー２００が内蔵されている。

このような各電子機器は、角速度の検出特性に優れた上記ジャイロセンサーを備えたことから、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を備えた電子機器としては、図６に示すパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図７に示す携帯電話機１２００、図８に示すデジタルスチルカメラ１３００の他にも適用可能である。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、１３，１４…固定領域、２０，２１…質量部、３０，３１…バネ部、４０，４１…支持部、５０…駆動部、５０ａ，５０ｂ…駆動用可動電極、５０ｃ…駆動用固定電極、７０，７５…検出部、７１，７６…検出用固定電極、７２，７７…検出用可動電極。

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板に設けられている支持部と、
   前記支持部にバネ部を介して接続され、且つ、前記基板上に第１軸の方向に並んで配置された少なくとも二つの質量部と、
   前記二つの質量部の各々に設けられ、角速度を検出する検出部と、
   前記二つの質量部の間に配置され、前記第１軸に沿って前記二つの質量部を互いに逆方向へ振動させる駆動部と、
   を備えることを特徴とするジャイロセンサー。
2. 前記支持部は、第１支持部と第２支持部とを含み、
   前記第１支持部と前記二つの質量部の一方とが接続され、前記第２支持部と前記二つの質量部の他方とが接続され、
   前記第１支持部および前記第２支持部は、互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサー。
3. 前記二つの質量部を接続する第２のバネ部をさらに備えていること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のジャイロセンサー。
4. 前記二つの質量部、前記バネ部、及び前記支持部は、材質にシリコンを含み、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。
5. 前記基板は、絶縁材料であること、
   を特徴とする請求項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。
6. 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、前記質量部と前記基板との間に所与の隙間を有する凸部が設けられていること、
   を特徴とする請求項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。
7. 前記駆動部は、
   前記二つの質量部の各々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。
8. 請求項１ないし請求項７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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