JP2016099269A

JP2016099269A - ジャイロセンサー、電子機器、および移動体

Info

Publication number: JP2016099269A
Application number: JP2014237405A
Authority: JP
Inventors: 誠古畑; Makoto Furuhata
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-30
Also published as: US20160146605A1; CN105628012A

Abstract

【課題】クアドラチャの影響を低減させることができ、かつ、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離す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１００は、基板と、第１の振動体４０ａおよび第２の振動体４０ｂと、第１の振動体４０ａを支持する第１の懸架バネ３２ａと、第２の振動体４０ｂを支持する第２の懸架バネ３２ｂと、第１の振動体４０ａと第２の振動体４０ｂとを連結する連結バネ６０と、を含み、第１の懸架バネ３２ａおよび第２の懸架バネ３２ｂのバネ定数をＫ_１とし、連結バネ６０のバネ定数をＫ_２としたときに、２Ｋ_２≦Ｋ_１を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジャイロセンサー、電子機器、および移動体に関する。

近年、シリコンＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙ
ｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する慣性センサーが開発されている。特に、角速度
を検出するジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正
機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用
途が急速に広がりつつある。

このようなジャイロセンサーとして、例えば、特許文献１には、２つの振動質量体を、
互いに逆位相に駆動振動するように、連結質量体と振動ばねとからなる連結範囲を介して
機械的に結合した構造が開示されている。特許文献１のジャイロセンサーでは、逆相モー
ドの固有振動数と、同相モードの固有振動数と、を離すことができ、２つの振動質量体に
安定的な位相関係を生じさせることができる。

特許第４０４７３７７号公報

しかしながら、特許文献１のジャイロセンサーでは、２つの振動質量体を結合するため
の振動ばねが硬く、振動質量体を支持する懸架ばね（懸吊ばね）が柔らかいため、クアド
ラチャ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒ）が発生しやすいという問題がある。

ここで、クアドラチャについて説明する。振動質量体の駆動振動は、理想的には検出方
向と垂直であり、角速度の入力がない限り振動質量体は検出方向には変位しない。しかし
ながら、製造プロセスにおいて生じる構造の非対称性等により、振動質量体が駆動振動す
る際に検出方向の変位成分が生じることがある（不要振動漏れ）。これをクアドラチャと
いう。

特許文献１のジャイロセンサーでは、上述したように、振動質量体を支持する懸架ばね
が柔らかいため、クアドラチャの影響によって振動質量体が振動平面に対して垂直な方向
（検出方向）に変位しやすい。また、特許文献１のジャイロセンサーでは、２つの振動質
量体を結合するための振動ばねが硬いため、一方の振動質量体で生じたクアドラチャによ
る振動が他方の振動質量体にまで影響を及ぼす場合がある。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、クアドラチャの影響を低減させることが
でき、かつ、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができるジ
ャイロセンサーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つ
は、上記ジャイロセンサーを含む電子機器および移動体を提供することにある。

本発明は前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、以下の態
様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本適用例に係るジャイロセンサーは、
基板と、
第１の振動体および第２の振動体と、
前記第１の振動体を支持する第１の懸架バネと、
前記第２の振動体を支持する第２の懸架バネと、
前記第１の振動体と前記第２の振動体とを連結する連結バネと、
を含み、
前記第１の懸架バネおよび前記第２の懸架バネのバネ定数をＫ_１とし、前記連結バネの
バネ定数をＫ_２としたときに、
２Ｋ_２≦Ｋ_１
を満たす。

このようなジャイロセンサーでは、第１の懸架バネおよび第２の懸架バネのバネ定数Ｋ
_１と連結バネのバネ定数Ｋ_２とが２Ｋ_２≦Ｋ_１を満たす。すなわち、連結バネは、第１の
懸架バネおよび第２の懸架バネよりも柔らかい、または第１の懸架バネおよび第２の懸架
バネと同じ柔らかさである。そのため、このようなジャイロセンサーでは、例えば、連結
バネが第１の懸架バネおよび第２の懸架バネよりも硬い場合と比べて、クアドラチャの影
響による振動体の検出方向の変位を低減させることができる。

さらに、このようなジャイロセンサーでは、例えば、連結バネが第１の懸架バネおよび
第２の懸架バネよりも硬い場合と比べて、一方の振動体（第１の振動体）で生じたクアド
ラチャの影響による振動が、他方の振動体（第２の振動体）に及ぼす影響を低減させるこ
とができる。したがって、このようなジャイロセンサーでは、クアドラチャの影響を低減
させることができる。

さらに、このようなジャイロセンサーでは、後述するように、逆相モードの固有振動数
と同相モードの固有振動数とを離すことができる。そのため、駆動系の振動モード（逆相
モード）に対する同相モードの影響を低減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、
前記第１の懸架バネは、前記第１の振動体を４点で支持し、
前記第２の懸架バネは、前記第２の振動体を４点で支持し、
前記第１の懸架バネと前記第２の懸架バネとは、独立していてもよい。

このようなジャイロセンサーでは、クアドラチャの影響を低減させることができ、かつ
、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができる。

［適用例３］
上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記連結バネの一端は、前記第１の振動体に接続され、
前記連結バネの他端は、前記第２の振動体に接続されていてもよい。

［適用例４］
上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記第１の振動体および前記第２の振動体は、互いに逆相で駆動振動してもよい。

このようなジャイロセンサーでは、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数
とを離すことができるため、駆動系の振動モード（逆相モード）に対する同相モードの影
響を低減させることができる。

［適用例５］
上記適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記第１の懸架バネおよび前記第２の懸架バネのバネ定数Ｋ_１、および前記連結バネの
バネ定数をＫ_２は、前記第１の振動体および前記第２の振動体の駆動振動の方向における
バネ定数であってもよい。

［適用例６］
本適用例に係る電子機器は、
上記適用例に係るジャイロセンサーを含む。

このような電子機器では、クアドラチャの影響を低減させることができ、かつ、逆相モ
ードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができるジャイロセンサーを含
むことができる。

［適用例７］
本適用例に係る移動体は、
上記適用例に係るジャイロセンサーを含む。

このような移動体では、クアドラチャの影響を低減させることができ、かつ、逆相モー
ドの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができるジャイロセンサーを含む
ことができる。

第１実施形態に係るジャイロセンサーを模式的に示す平面図。第１実施形態に係るジャイロセンサーを模式的に示す断面図。第１実施形態に係るジャイロセンサーの機械的な構成をモデル化した図。第１実施形態のジャイロセンサーの製造方法の一例を示すフローチャート。第１実施形態に係るジャイロセンサーの製造工程を模式的に示す断面図。第１実施形態に係るジャイロセンサーの製造工程を模式的に示す断面図。本実施例のシミュレーションのモデルのジャイロセンサーを示す図。比較例に係るシミュレーションのモデルのジャイロセンサーを示す図。第２実施形態に係るジャイロセンサーを模式的に示す平面図。第２実施形態に係るジャイロセンサーを模式的に示す断面図。本実施例のシミュレーションのモデルのジャイロセンサーを示す図。比較例に係るシミュレーションのモデルのジャイロセンサーを示す図。第３実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。第３実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観を示す図。第３実施形態の電子機器の一例であるウェアラブル機器の外観を示す図。第４実施形態に係る移動体を模式的に示す斜視図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に
説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するもので
はない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない
。

１．第１実施形態
１．１．ジャイロセンサー
まず、第１実施形態に係るジャイロセンサーについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、第１実施形態に係るジャイロセンサー１００を模式的に示す平面図である。図２
は、第１実施形態に係るジャイロセンサー１００を模式的に示す断面図である。なお、図
１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示して
いる。

ジャイロセンサー１００は、図１および図２に示すように、基板１０と、蓋体２０と、
機能素子１０２と、を含む。なお、便宜上、図１では、基板１０および蓋体２０を省略し
て図示している。また、図２では、機能素子１０２を簡略化して図示している。ジャイロ
センサー１００は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出するジャイロセンサーである。

基板１０の材質は、例えば、ガラスである。基板１０の材質は、シリコンであってもよ
い。基板１０は、図２に示すように、第１面１２と、第１面１２に対向する（第１面１２
と反対方向を向く）第２面１４を有している。第１面１２には、凹部１６が形成されてお
り、凹部１６の上方に（＋Ｚ軸方向側に）振動体４０ａ，４０ｂが配置されている。凹部
１６は、キャビティー２を構成している。

蓋体２０は、基板１０上に（＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体２０の材質は、例
えば、シリコンである。蓋体２０は、基板１０の第１面１２に接合されている。基板１０
と蓋体２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体２０に凹
部が形成されており、該凹部は、キャビティー２を構成している。

なお、基板１０と蓋体２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（
ガラスペースト）による接合でもよいし、半田による接合でもよい。または、基板１０お
よび蓋体２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶
接合させることにより、基板１０と蓋体２０とを接合させてもよい。

機能素子１０２は、基板１０の第１面１２側に設けられている。機能素子１０２は、例
えば、陽極接合や直接接合によって、基板１０に接合されている。機能素子１０２は、基
板１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に収容されている。キャビティー
２は、減圧状態であることが望ましい。これにより、振動体４０ａ，４０ｂの振動が空気
粘性によって減衰することを抑制することができる。

機能素子１０２は、図１に示すように、２つの構造体１１２（第１構造体１１２ａ，第
２構造体１１２ｂ）と、２つの構造体１１２を連結する連結バネ６０と、を有している。
２つの構造体１１２は、Ｙ軸に平行な軸αに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで
設けられている。

まず、第１構造体１１２ａについて説明する。

第１構造体１１２ａは、固定部３０と、第１懸架バネ３２ａと、固定駆動電極部３４，
３６と、第１振動体４０ａと、固定検出電極部５０と、を有している。第１懸架バネ３２
ａ、および第１振動体４０ａは、凹部１６の上方に設けられ、基板１０と離間している。

固定部３０は、基板１０に固定されている。固定部３０は、例えば、陽極接合によって
基板１０の第１面１２に接合されている。固定部３０は、例えば、第１構造体１１２ａに
おいて、４つ設けられている。図示の例では、第１構造体１１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定
部３０と第２構造体１１２ｂの−Ｘ軸側の固定部３０とを、共通の固定部としている。な
お、第１構造体１１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部３０と、第２構造体１１２ｂの−Ｘ軸方
向側の固定部３０とを、それぞれ独立した固定部としてもよい。

第１懸架バネ３２ａは、固定部３０と第１振動体４０ａの振動部４２とを連結している
。第１懸架バネ３２ａは、複数の梁部３３によって構成されている。梁部３３は、Ｙ軸方
向に往復しながらＸ軸方向に延出する蛇行形状を有している。梁部３３は、固定部３０の
数に対応して、複数設けられている。図示の例では、梁部３３は、４つの固定部３０に対
応して４つ設けられている。すなわち、第１懸架バネ３２ａは、第１振動体４０ａを４点
で支持している。第１懸架バネ３２ａを構成している梁部３３は、第１振動体４０ａの駆
動振動の方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。

固定駆動電極部３４，３６は、基板１０に固定されている。固定駆動電極部３４，３６
は、例えば、陽極接合によって基板１０の第１面１２に接合されている。固定駆動電極部
３４，３６は、可動駆動電極部４３と対向して設けられ、固定駆動電極部３４，３６間に
可動駆動電極部４３が配置されている。図１に示すように、可動駆動電極部４３が櫛歯状
の形状を有する場合、固定駆動電極部３４，３６は、可動駆動電極部４３に対応した櫛歯
状の形状を有していてもよい。

第１振動体４０ａは、振動部４２と、可動駆動電極部４３と、検出バネ４４と、可動部
４６と、可動検出電極部４８と、を有している。第１振動体４０ａは、第１懸架バネ３２
ａによってＸ軸方向に振動可能に支持されている。

振動部４２は、例えば、平面視において、矩形の枠体である。振動部４２のＸ軸方向の
側面（Ｘ軸に平行な垂線を持つ側面）は、第１懸架バネ３２ａに接続されている。振動部
４２は、可動駆動電極部４３および固定駆動電極部３４，３６によって、Ｘ軸方向に（Ｘ
軸に沿って）振動することができる。

可動駆動電極部４３は、振動部４２に設けられている。図示の例では、可動駆動電極部
４３は４つ設けられ、２つの可動駆動電極部４３は、振動部４２の＋Ｙ軸方向側に位置し
、他の２つの可動駆動電極部４３は、振動部４２の−Ｙ軸方向側に位置している。可動駆
動電極部４３は、図１に示すように、振動部４２からＹ軸方向に延出している幹部と、該
幹部からＸ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯状の形状を有していてもよ
い。

検出バネ４４は、可動部４６と振動部４２とを連結している。検出バネ４４は、複数の
梁部４５によって構成されている。図示の例では、検出バネ４４は、４つの梁部４５によ
って構成されている。すなわち、検出バネ４４は、可動部４６を４点で支持している。梁
部４５は、Ｘ軸方向に往復しながらＹ軸方向に延出する蛇行形状を有している。検出バネ
４４を構成している梁部４５は、可動部４６の変位方向であるＹ軸方向に円滑に伸縮する
ことができる。

可動部４６は、検出バネ４４を介して、振動部４２に支持されている。可動部４６は、
平面視において、枠状の振動部４２の内側に設けられている。図示の例では、可動部４６
は、平面視において、矩形の枠体である。可動部４６のＹ軸方向の側面（Ｙ軸に平行な垂
線を持つ側面）は、検出バネ４４に接続されている。可動部４６は、振動部４２のＸ軸方
向の振動に伴って、Ｘ軸方向に振動することができる。

可動検出電極部４８は、可動部４６に設けられている。可動検出電極部４８は、例えば
、枠状の可動部４６内をＸ軸方向に延出している。図示の例では、可動検出電極部４８は
、２つ設けられている。

固定検出電極部５０は、基板１０に固定され、可動検出電極部４８と対向して設けられ
ている。固定検出電極部５０は、凹部１６の底面（凹部１６を規定する基板１０の面）に
設けられたポスト部（図示せず）に、例えば陽極接合によって接合されている。該ポスト
部は、凹部１６の底面よりも上方に突出している。固定検出電極部５０は、平面視におい
て、枠状の可動部４６の内側に設けられている。図示の例では、固定検出電極部５０は、
可動検出電極部４８を挟んで設けられている。

次に、第２構造体１１２ｂについて説明する。

第２構造体１１２ｂは、固定部３０と、第２懸架バネ３２ｂと、固定駆動電極部３４，
３６と、第２振動体４０ｂと、固定検出電極部５０と、を有している。第２懸架バネ３２
ｂ、および第２振動体４０ｂは、凹部１６の上方に設けられ、基板１０と離間している。

第２構造体１１２ｂにおいて、固定部３０、固定駆動電極部３４，３６、固定検出電極
部５０の構成は、上述した第１構造体１１２ａの固定部３０、固定駆動電極部３４，３６
、固定検出電極部５０の構成と同様であり、その説明を省略する。

第２懸架バネ３２ｂは、固定部３０と第２振動体４０ｂの振動部４２とを連結している
。第２懸架バネ３２ｂは、複数の梁部３３によって構成されている。梁部３３の構成は、
上述した第１懸架バネ３２ａの梁部３３の構成と同様である。第２懸架バネ３２ｂは、第
２振動体４０ｂを４点で支持している。第２懸架バネ３２ｂは、第２振動体４０ｂの駆動
振動の方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。

第１振動体４０ａを支持する第１懸架バネ３２ａと第２振動体４０ｂを支持する第２懸
架バネ３２ｂとは、独立している。すなわち、第１懸架バネ３２ａを構成している各梁部
３３と、第２懸架バネ３２ｂを構成している各梁部３３とは、共通ではない。図示の例で
は、第１懸架バネ３２ａを構成している各梁部３３は、一端が固定部３０に固定され、他
端が第１振動体４０ａに接続され、第２懸架バネ３２ｂを構成している梁部３３等の他の
部材とは接続されていない。また、第２懸架バネ３２ｂを構成している各梁部３３は、一
端が固定部３０に固定され、他端が第２振動体４０ｂに接続され、第１懸架バネ３２ａを
構成している梁部３３等の他の部材とは接続されていない。

第２振動体４０ｂは、振動部４２と、可動駆動電極部４３と、検出バネ４４と、可動部
４６と、可動検出電極部４８と、を有している。第２振動体４０ｂは、第２懸架バネ３２
ｂによってＸ軸方向に振動可能に支持されている。第２振動体４０ｂを構成している各部
４２，４３，４４，４６，４８の構成は、第１振動体４０ａを構成している各部４２，４
３，４４，４６，４８の構成と同様であり、その説明を省略する。

第１振動体４０ａおよび第２振動体４０ｂは、互いに逆相で駆動振動する。ここで、逆
相とは、２つの振動体４０ａ，４０ｂが互いに逆方向に振動することをいう。また、同相
とは、２つの振動体４０ａ，４０ｂが互いに同じ方向に振動することをいう。

連結バネ６０は、第１振動体４０ａと第２振動体４０ｂとを連結している。連結バネ６
０の一端は、第１振動体４０ａの振動部４２の＋Ｘ軸方向側の側面に接続され、連結バネ
６０の他端は、第２振動体４０ｂの振動部４２の−Ｘ軸方向側の側面に接続されている。
連結バネ６０は、基板１０に固定されていない。すなわち、連結バネ６０は、固定部３０
に接続されていない。また、連結バネ６０は、振動体４０ａ，４０ｂ以外の他の部材と接
していない。連結バネ６０は、例えば、１つの梁部によって構成されている。連結バネ６
０は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出している。連結バネ６０は、第１振動体４
０ａおよび第２振動体４０ｂの駆動振動の方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することがで
きる。

連結バネ６０は、図１に示すように、例えば、Ｘ軸方向に延出する第１延出部６２と、
Ｙ軸方向に延出する第２延出部６４と、によって構成されている。連結バネ６０は、複数
の第１延出部６２と複数の第２延出部６４によって形成された蛇行形状を有している。第
１延出部６２と第２延出部６４との接続部は、図１に示すように角ばっていてもよいし、
丸まった形状を有していてもよい。

固定部３０、懸架バネ３２ａ，３２ｂ、振動体４０ａ，４０ｂ、連結バネ６０は、一体
に設けられている。固定部３０、懸架バネ３２ａ，３２ｂ、固定駆動電極部３４，３６、
振動体４０ａ，４０ｂ、固定検出電極部５０、および連結バネ６０の材質は、例えば、リ
ン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。機
能素子１０２は、シリコン基板を加工して形成されたシリコンＭＥＭＳである。

図３は、ジャイロセンサー１００の機械的な構成をモデル化した図である。

図３に示すように、第１振動体４０ａおよび第２振動体４０ｂは、それぞれ懸架バネ３
２ａ，３２ｂで支持されている。第１振動体４０ａを支持している第１懸架バネ３２ａお
よび第２振動体４０ｂを支持している第２懸架バネ３２ｂは、駆動振動の方向、すなわち
、Ｘ軸方向において、同じバネ定数を有しており、その懸架バネ３２ａ，３２ｂのバネ定
数をＫ_１とする。

図１において、第１懸架バネ３２ａは４つの梁部３３で構成されているが、この４つの
梁部３３のバネ定数ｋ_１を合成したものが第１懸架バネ３２ａのバネ定数Ｋ_１（本例では
Ｋ_１＝４ｋ_１）となる。また、同様に、第２懸架バネ３２ｂの４つの梁部３３のバネ定数
ｋ_１を合成したものが、第２懸架バネ３２ｂのバネ定数Ｋ_１となる。なお、第１懸架バネ
３２ａのバネ定数と第２懸架バネ３２ｂのバネ定数とは、異なっていてもよい。
また第１懸架バネ３２ａ、第２懸架バネ３２ｂは、各々１つ、２つ、３つ等の梁部３３
で構成されていてもよい。

また、第１振動体４０ａと第２振動体４０ｂとは、連結バネ６０で連結されている。Ｘ
軸方向における連結バネ６０のバネ定数をＫ_２とする。

ジャイロセンサー１００では、２Ｋ_２≦Ｋ_１を満たすＫ_１，Ｋ_２が設定される。すなわ
ち、第１振動体４０ａおよび第２振動体４０ｂが互いに同相で駆動振動した場合を想定す
ると、連結バネ６０は、Ｘ軸方向においてバネ定数Ｋ_２であり、バネ定数Ｋ_１である懸架
バネ３２ａ，３２ｂよりも柔らかいバネである。
一方、第１振動体４０ａおよび第２振動体４０ｂが互いに逆相で駆動振動する場合、連
結バネ６０のＸ軸方向の長さの中点が、振動の不動点となる。従って振動の不動点で連結
バネ６０が半分の長さになると想定されるので、連結バネ６０のバネ定数は２Ｋ_２となる
。本実施形態においては、逆相で駆動振動する場合は、連結バネ６０のバネ定数は２Ｋ_２
≦Ｋ_１として懸架バネ３２ａ，３２ｂより柔らかいか、同じ固さのバネと想定できる。し
たがって、ジャイロセンサー１００では、懸架バネ３２ａ，３２ｂが振動体４０ａ，４０
ｂの駆動振動の周波数を決める主要因となる。

次に、ジャイロセンサー１００の動作について説明する。

可動駆動電極部４３と固定駆動電極部３４，３６との間に、図示しない電源によって、
電圧を印加すると、可動駆動電極部４３と固定駆動電極部３４，３６との間に静電力を発
生させることができる。これにより、懸架バネ３２ａ，３２ｂおよび連結バネ６０をＸ軸
方向に伸縮させつつ、振動体４０ａ，４０ｂをＸ軸方向に振動させることができる。

図１に示すように、第１構造体１１２ａでは、固定駆動電極部３４は、可動駆動電極部
４３の−Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部３６は、可動駆動電極部４３の＋Ｘ軸方
向側に配置されている。第２構造体１１２ｂでは、固定駆動電極部３４は、可動駆動電極
部４３の＋Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部３６は、可動駆動電極部４３の−Ｘ軸
方向側に配置されている。そのため、可動駆動電極部４３と固定駆動電極部３４との間に
第１交番電圧を印加し、可動駆動電極部４３と固定駆動電極部３６との間に第１交番電圧
と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加することにより、第１振動体４０ａと、第２
振動体４０ｂと、を互いに逆相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振
動させる）ことができる。

振動体４０ａ，４０ｂが上記の振動を行っている状態で、ジャイロセンサー１００にＺ
軸まわりの角速度ωｚが加わると、コリオリ力が働き、第１振動体４０ａの可動部４６と
、第２振動体４０ｂの可動部４６とは、Ｙ軸方向に（Ｙ軸に沿って）互いに反対方向に変
位する。可動部４６は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。

可動部４６がＹ軸方向に変位することにより、可動検出電極部４８と固定検出電極部５
０との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部４８と固定検出電極部５０との
間の静電容量は、変化する。この電極部４８，５０間の静電容量の変化量を検出すること
により、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを求めることができる。

なお、上記では、静電力によって、振動体４０ａ，４０ｂを駆動させる形態（静電駆動
方式）について説明したが、振動体４０ａ，４０ｂを駆動させる方法は、特に限定されず
、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができ
る。

ジャイロセンサー１００は、例えば、以下の特徴を有する。

ジャイロセンサー１００では、第１振動体４０ａを支持する第１懸架バネ３２ａおよび
第２振動体４０ｂを支持する第２懸架バネ３２ｂのバネ定数をＫ_１とし、連結バネ６０の
バネ定数をＫ_２としたときに、２Ｋ_２≦Ｋ_１を満たす。すなわち、連結バネ６０は、同相
で駆動振動する場合は懸架バネ３２ａ，３２ｂよりも柔らかく、逆相で駆動振動する場合
は懸架バネ３２ａ，３２ｂよりも柔らかいか、または同じ固さである。そのため、ジャイ
ロセンサー１００では、連結バネ６０が懸架バネ３２ａ，３２ｂよりも硬い場合と比べて
、クアドラチャの影響による振動体４０ａ，４０ｂの検出方向（Ｙ軸方向）の変位を低減
することができる。さらに、ジャイロセンサー１００では、連結バネ６０が懸架バネ３２
ａ，３２ｂよりも硬い場合と比べて、一方の振動体（例えば第１振動体４０ａ）で生じた
クアドラチャの影響による振動が、他方の振動体（例えば第２振動体４０ｂ）に及ぼす影
響を低減させることができる。したがって、ジャイロセンサー１００では、クアドラチャ
の影響を低減させることができる。

さらに、ジャイロセンサー１００では、後述する「１．３．実施例」で説明するよう
に、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができる。そのため
、ジャイロセンサー１００では、駆動系の振動モード（逆相モード）に対する同相モード
の影響を低減させることができ、センサー感度特性の向上を図ることができる。

なお、上述したジャイロセンサー１００では、懸架バネ３２ａ，３２ｂのバネ定数Ｋ_１
と連結バネ６０のバネ定数Ｋ_２とが、２Ｋ_２≦Ｋ_１を満たす場合について説明したが、２
Ｋ_２＜Ｋ_１であってもよい。すなわち、連結バネ６０は、懸架バネ３２ａ，３２ｂよりも
柔らかくてもよい。これにより、同様に、クアドラチャの影響を低減させることができ、
かつ、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離すことができる。

１．２．ジャイロセンサーの製造方法
次に、第１実施形態に係るジャイロセンサー１００の製造方法について、図面を参照し
ながら説明する。図４は、第１実施形態に係るジャイロセンサー１００の製造方法の一例
を示すフローチャートである。図５および図６は、第１実施形態に係るジャイロセンサー
１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

第１振動体４０ａ、第２振動体４０ｂ、および連結バネ６０を有する機能素子１０２を
形成する（Ｓ１）。具体的には、まず、図５に示すように、ガラス基板を準備し、当該ガ
ラス基板をパターニングして凹部１６を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソ
グラフィーおよびエッチングにより行われる。本工程により、凹部１６が設けられた基板
１０を得ることができる。

図６に示すように、基板１０の第１面１２に、シリコン基板４を接合する。基板１０と
シリコン基板４との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基板１０
とシリコン基板４とを強固に接合することができる。

図２に示すように、シリコン基板４を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、
所定の形状にパターニングして、機能素子１０２を形成する。パターニングは、フォトリ
ソグラフィーおよびエッチング（ドライエッチング）によって行われ、具体的なエッチン
グとして、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。

以上の工程により、第１振動体４０ａ、第２振動体４０ｂ、および連結バネ６０を有す
る機能素子１０２を形成することができる。

次に、基板１０と蓋体２０とを接合して、基板１０と蓋体２０とによって形成されるキ
ャビティー２に、第１振動体４０ａ、第２振動体４０ｂ、および連結バネ６０を有する機
能素子１０２を収容する（Ｓ２）。基板１０と蓋体２０との接合は、例えば、陽極接合に
よって行われる。これにより、基板１０と蓋体２０とを強固に接合することができる。

以上の工程により、ジャイロセンサー１００を製造することができる。

１．３．実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例
によってなんら限定されるものではない。

まず、本実験例では、２つの振動体と、各振動体を支持する懸架バネと、２つの振動体
を連結する連結バネと、を備えたＺ軸まわりの角速度ωｚを検出するジャイロセンサーに
ついてシミュレーションを行った。具体的には、当該ジャイロセンサーについて、有限要
素法によるシミュレーションを行い、逆相モードの固有振動数、および同相モードの固有
振動数を求めた。

図７は、シミュレーションのモデルとなる本実施例に係るジャイロセンサーＭ１００を
示す図である。なお、図７では、本実施例に係るジャイロセンサーＭ１００において、図
１に示すジャイロセンサー１００と対応する部分には同一の符号を付している。

ジャイロセンサーＭ１００は、図７に示すように、２つの振動体４０ａ，４０ｂと、第
１振動体４０ａを支持する第１懸架バネ３２ａと、第２振動体４０ｂを支持する第２懸架
バネ３２ｂと、２つの振動体４０ａ，４０ｂを連結する連結バネ６０と、を備えている。
懸架バネ３２ａ，３２ｂは、それぞれ振動体４０ａ，４０ｂを、４つの梁部３３で支持し
ている。また、１つの振動体の振動に寄与する連結バネ６０は、梁部３３の２つ分（２ユ
ニット分）に対応する。すなわち、梁部３３のバネ定数をｋ_１とすると、１つの振動体の
振動に寄与する懸架バネ３２ａのバネ定数は４×ｋ_１であり、連結バネ６０のバネ定数は
２×ｋ_１である。懸架バネ３２ａ，３２ｂのバネ定数をＫ_１、連結バネ６０のバネ定数を
Ｋ_２は、２Ｋ_２＜Ｋ_１を満たす。すなわち、連結バネ６０は、懸架バネ３２ａ，３２ｂよ
りも柔らかい。

また、比較例として、連結バネを有さずに、第１振動体を支持する懸架バネの梁部と第
２振動体を支持する懸架バネの梁部とを連結質量体を介して連結したジャイロセンサーを
用いた。

図８は、シミュレーションのモデルとなる比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄを
示す図である。なお、図８では、比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄにおいて、図
１に示すジャイロセンサー１００と対応する部分には同一の符号を付している。

比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄでは、第１振動体４０ａの第１懸架バネ３２
ａの梁部３３と、第２振動体４０ｂの第２懸架バネ３２ｂの梁部３３と、を連結質量体７
０で接続することで、２つの振動体４０ａ，４０ｂを連結している。連結質量体７０は、
懸架バネ７２を用いて支持体（固定部）７４に連結されている。振動体４０ａ，４０ｂを
連結するための梁部３３は、一端が振動体４０ａ（または振動体４０ｂ）に接続され、他
端が連結質量体７０に接続されている。懸架バネ３２ａ，３２ｂは、それぞれ振動体４０
ａ，４０ｂを、２つの梁部３３で支持している。このように比較例では、連結質量体７０
と梁部３３により第１振動体４０ａと第２振動体４０ｂが連結されている。すなわち、本
実施形態が有する連結バネ６０を有していない構造である。

ジャイロセンサーＭ１００では、梁部３３の１つ分の長さをＬ＝７１とし、ジャイロセ
ンサーＭ１００Ｄでは、梁部３３の１つ分の長さをＬ＝６２として、駆動振動（逆相モー
ド）の周波数が同程度になるように調整した。比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄ
のその他の構成は、ジャイロセンサーＭ１００の構成と同じである。

シミュレーションは、有限要素法を用いて行った。

このようにしてシミュレーションを行った結果、本実施例に係るジャイロセンサーＭ１
００では、逆相モードの固有振動数は２２．０５ＫＨｚであり、同相モードの固有振動数
は１７．９４ＫＨｚであった。したがって、本実施例に係るジャイロセンサーＭ１００で
は、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数の差は、Δｆ＝４．１１ＫＨｚで
あった。

これに対して、比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄでは、逆相モードの固有振動
数は２２．１２ＫＨｚであり、同相モードの固有振動数は１９．３６ＫＨｚであった。し
たがって、比較例に係るジャイロセンサーＭ１００Ｄでは、逆相モードの固有振動数と同
相モードの固有振動数の差は、Δｆ＝２．７６ＫＨｚであった。

この結果から、本実施例に係るジャイロセンサーＭ１００では、比較例に係るジャイロ
センサーＭ１００Ｄと比べて、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離
すことができることがわかった。

２．第２実施形態
２．１．ジャイロセンサー
次に、第２実施形態に係るジャイロセンサーについて、図面を参照しながら説明する。
図９は、第２実施形態に係るジャイロセンサー２００を模式的に示す平面図である。図１
０は、第２実施形態に係るジャイロセンサー２００を模式的に示す断面図である。なお、
便宜上、図９では、基板１０および蓋体２０を省略して図示している。また、図１０では
、機能素子１０２を簡略化して図示している。また、図９および図１０では、互いに直交
する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。

以下、第２実施形態に係るジャイロセンサー２００おいて、第１実施形態に係るジャイ
ロセンサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。

上述したジャイロセンサー１００は、図１および図２に示すように、Ｚ軸まわりの角速
度ωｚを検出するジャイロセンサーであった。これに対し、ジャイロセンサー２００は、
図９および図１０に示すように、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサーで
ある。

ジャイロセンサー２００は、図９および図１０に示すように、基板１０と、蓋体２０と
、機能素子１０２と、を含む。機能素子１０２は、第１構造体１１２ａと、第２構造体１
１２ｂと、連結バネ６０と、を含む。

第１構造体１１２ａは、固定部３０と、第１懸架バネ３２ａと、固定駆動電極部３４，
３６と、第１振動体４０ａと、固定検出電極部１５０と、を有している。

第１振動体４０ａは、振動部４２と、可動駆動電極部４３と、可動部１４０と、梁部１
４２と、可動検出電極部１４４と、を有している。

可動部１４０は、回転軸となる梁部１４２を介して、振動部４２に支持されている。可
動部１４０は、平面視において、枠状の振動部４２の内側に設けられている。可動部１４
０は、板状の形状を有している。

梁部（トーションバネ）１４２は、可動部１４０の重心からずれた位置に設けられてい
る。図示の例では、梁部１４２は、Ｘ軸に沿って設けられている。梁部１４２は、ねじり
変形することができる。この梁部１４２のねじり変形により、梁部１４２で規定される回
転軸まわりに可動部１４０を回転させることができる。これにより、可動部１４０をＺ軸
方向に変位させることができる。

可動検出電極部１４４は、可動部１４０に設けられている。可動検出電極部１４４は、
可動部１４０のうち、平面視において固定検出電極部１５０と重なる部分である。可動検
出電極部１４４は、固定検出電極部１５０との間に静電容量を形成することができる。

固定検出電極部１５０は、基板１０に固定され、可動検出電極部１４４と対向して設け
られている。固定検出電極部１５０は、凹部１６の底面に設けられている。図示の例では
、固定検出電極部１５０の平面形状は、長方形である。

第２構造体１１２ｂは、固定部３０と、第２懸架バネ３２ｂと、固定駆動電極部３４，
３６と、第２振動体４０ｂと、固定検出電極部１５０と、を有している。

第２構造体１１２ｂにおいて、固定部３０、第２懸架バネ３２ｂ、固定駆動電極部３４
，３６、固定検出電極部１５０の構成は、それぞれ、第１構造体１１２ａの、固定部３０
、第１懸架バネ３２ａ、固定駆動電極部３４，３６、固定検出電極部５０の構成と同様で
ある。また、第２構造体１１２ｂの第２振動体４０ｂの構成は、第１構造体１１２ａの第
１振動体４０ａの構成と同様であり、その説明を省略する。

固定部３０、懸架バネ３２ａ，３２ｂ、振動体４０ａ，４０ｂ、および連結バネ６０は
、一体に設けられている。固定部３０、懸架バネ３２ａ，３２ｂ、振動体４０ａ，４０ｂ
、および連結バネ６０の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることに
より導電性が付与されたシリコンである。

固定検出電極部１５０の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯである。固定検出
電極部１５０としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定検出電極部１５０
上に存在する異物等を、基板１０の第２面１４側から、容易に視認することができる。

ジャイロセンサー２００の機械的な構成のモデルは、上述した図３に示すジャイロセン
サー１００の機械的な構成のモデルと同様である。すなわち、ジャイロセンサー２００に
おいて、第１振動体４０ａを支持している第１懸架バネ３２ａのバネ定数および第２振動
体４０ｂを支持している第２懸架バネ３２ｂのバネ定数をＫ_１とし、連結バネ６０のバネ
定数をＫ_２とすると、２Ｋ_２≦Ｋ_１の関係を満たす。すなわち、連結バネ６０は、Ｘ軸方
向において、懸架バネ３２ａ，３２ｂよりも柔らかいバネ、または懸架バネ３２ａ，３２
ｂと同じ柔らかさのバネである。

次に、ジャイロセンサー２００の動作について説明する。

第１振動体４０ａおよび第２振動体４０ｂが、互いに逆相でＸ軸方向に振動を行ってい
る状態で、ジャイロセンサー２００にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が
働き、第１振動体４０ａの可動部１４０と、第２構造体１１２ｂの可動部１４０とは、Ｚ
軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動部１４０は、コリオリ力を受
けている間、この動作を繰り返す。

可動部１４０がＺ軸方向に変位することにより、可動検出電極部１４４と固定検出電極
部１５０との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部１４４と固定検出電極部
１５０との間の静電容量は、変化する。この電極部１４４，１５０間の静電容量の変化量
を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。

ジャイロセンサー２００によれば、ジャイロセンサー１００と同様の作用効果を奏する
ことができる。

ここで、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサーは、可動部１４０がＺ軸
方向（上下方向）に変位するフラップ板構造であるため、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出
するジャイロセンサーに比べて、クアドラチャの影響を受け易いが、ジャイロセンサー２
００によれば、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサーにおいてもクアドラ
チャの影響を低減できる。

なお、上記では、ジャイロセンサー２００がＹ軸まわりの角速度ωｙを検出可能なジャ
イロセンサーである場合について説明したが、本発明に係るジャイロセンサーは、Ｘ軸ま
わりの角速度ωｘを検出可能なジャイロセンサーであってもよい。

また、上記のジャイロセンサー２００では、図９に示すように、振動部４２と可動部１
４０とが梁部（トーションバネ）１４２で連結されており、Ｙ軸まわりの角速度ωｙに応
じて、可動部１４０が梁部１４２で規定される回転軸まわりに回転してＺ軸方向に変位す
る構成であったが、本発明に係るジャイロセンサーはこの構成に限定されない。

例えば、本発明に係るジャイロセンサーでは、振動部４２と可動部１４０とを支持する
梁部１４２を、梁部３３や連結バネ６０と同様の蛇行形状を有するバネ構造とし、Ｙ軸ま
わりの角速度ωｙに応じて、可動部１４０（可動検出電極部１４４）の下面が固定検出電
極部１５０の上面と平行を保ちながら、Ｚ軸方向に変位する構成としてもよい。これによ
り、可動部１４０が回転運動をする場合と比べて、可動検出電極部１４４と固定検出電極
部１５０との間の静電容量の変化を大きくすることができる。

２．２．ジャイロセンサーの製造方法
次に、第２実施形態に係るジャイロセンサー２００の製造方法について、図面を参照し
ながら説明する。第２実施形態に係るジャイロセンサー２００の製造方法は、図１０に示
すように、凹部１６の底面に、例えばスパッタ法やＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏ
ｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による成膜、およびパターニングによって、固定検出電極
部１５０を形成すること以外は、第１実施形態に係るジャイロセンサー１００の製造方法
と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。

２．３．実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例
によってなんら限定されるものではない。

まず、本実験例では、２つの振動体と、各振動体を支持する懸架バネと、２つの振動体
を連結する連結バネと、を備えたＹ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサーに
ついてシミュレーションを行った。具体的には、当該ジャイロセンサーについて、有限要
素法によるシミュレーションを行い、逆相モードの固有振動数、および同相モードの固有
振動数を求めた。

図１１は、シミュレーションのモデルとなる本実施例に係るジャイロセンサーＭ２００
を示す図である。なお、図１１では、本実施例に係るジャイロセンサーＭ２００において
、図９に示すジャイロセンサー２００と対応する部分には同一の符号を付している。

ジャイロセンサーＭ２００は、図１１に示すように、２つの振動体４０ａ，４０ｂと、
第１振動体４０ａを支持する第１懸架バネ３２ａと、第２振動体４０ｂを支持する第２懸
架バネ３２ｂと、２つの振動体４０ａ，４０ｂを連結する連結バネ６０と、を備えている
。懸架バネ３２ａ，３２ｂは、それぞれ振動体４０ａ，４０ｂを、４つの梁部３３で支持
している。また、１つの振動体の振動に寄与する連結バネ６０は、梁部３３の２つ分（２
ユニット分）に対応する。すなわち、梁部３３のバネ定数をｋ_１とすると、１つの振動体
の振動に寄与する懸架バネ３２ａ，３２ｂのバネ定数は４×ｋ_１であり、連結バネ６０の
バネ定数は２×ｋ_１である。懸架バネ３２ａ，３２ｂのバネ定数をＫ_１、連結バネ６０の
バネ定数をＫ_２は、２Ｋ_２＜Ｋ_１を満たす。すなわち、連結バネ６０は、懸架バネ３２ａ
，３２ｂよりも柔らかい。

図１２は、シミュレーションのモデルとなる比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄ
を示す図である。なお、図１２では、比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄにおいて
、図９に示すジャイロセンサー２００と対応する部分には同一の符号を付している。

比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄでは、第１振動体４０ａの第１懸架バネ３２
ａの梁部３３と、第２振動体４０ｂの第２懸架バネ３２ｂの梁部３３と、を連結質量体７
０で接続することで、２つの振動体４０ａ，４０ｂを連結している。連結質量体７０は、
懸架バネ７２を用いて支持体（固定部）７４に連結されている。振動体４０ａ，４０ｂを
連結するための梁部３３は、一端が振動体４０ａ（振動体４０ｂ）に接続され、他端が連
結質量体７０に接続されている。懸架バネ３２ａ，３２ｂは、それぞれ振動体４０ａ，４
０ｂを、４つの梁部３３で支持している。このように比較例では、連結質量体７０と梁部
３３により第１振動体４０ａと第２振動体４０ｂが連結されている。すなわち本実施形態
が有する連結バネ６０を有していない構造である。

ジャイロセンサーＭ２００では、梁部３３の１つ分の長さをＬ＝５６とし、ジャイロセ
ンサーＭ２００Ｄでは、梁部３３の１つ分の長さをＬ＝４９として、駆動振動（逆相モー
ド）の周波数が同程度になるように調整した。比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄ
のその他の構成は、ジャイロセンサーＭ２００の構成と同じである。

シミュレーションは、有限要素法を用いて行った。

このようにしてシミュレーションを行った結果、本実施例に係るジャイロセンサーＭ２
００では、逆相モードの固有振動数は１６．２５ＫＨｚであり、同相モードの固有振動数
は１３．２４ＫＨｚであった。したがって、本実施例に係るジャイロセンサーＭ２００で
は、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数の差は、Δｆ＝３．０１ＫＨｚで
あった。

これに対して、比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄでは、逆相モードの固有振動
数は１６．０９ＫＨｚであり、同相モードの固有振動数は１３．８４ＫＨｚであった。し
たがって、比較例に係るジャイロセンサーＭ２００Ｄでは、逆相モードの固有振動数と同
相モードの固有振動数の差は、Δｆ＝２．２５ＫＨｚであった。

この結果から、本実施例に係るジャイロセンサーＭ２００では、比較例に係るジャイロ
センサーＭ２００Ｄと比べて、逆相モードの固有振動数と同相モードの固有振動数とを離
すことができることがわかった。

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。図１３は、
第３実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。

電子機器１０００は、本発明に係るジャイロセンサーを含む。以下では、本発明に係る
ジャイロセンサーとして、ジャイロセンサー１００を含む場合について説明する。

電子機器１０００は、さらに、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎ
ｉｔ）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１０４
０、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１０５０、通信部１０６０、
表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１３の構成
要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としても
よい。

ジャイロセンサー１００は、角速度を検出して、検出した角速度の情報を含む検出信号
を、ＣＰＵ１０２０に出力する。

ＣＰＵ１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算
処理や制御処理を行う。ＣＰＵ１０２０は、ジャイロセンサー１００から入力される検出
信号に応じた各種の処理を行う。また、ＣＰＵ１０２０は、操作部１０３０からの操作信
号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処
理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。

操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユ
ーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０２０に出力する。

ＲＯＭ１０４０は、ＣＰＵ１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラ
ムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ１０５０は、ＣＰＵ１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読
み出されたプログラムやデータ、ジャイロセンサー１００から入力されたデータ、操作部
１０３０から入力されたデータ、ＣＰＵ１０２０が各種プログラムに従って実行した演算
結果等を一時的に記憶する。

通信部１０６０は、ＣＰＵ１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための
各種制御を行う。

表示部１０７０は、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）等によ
り構成される表示装置であり、ＣＰＵ１０２０から入力される表示信号に基づいて各種の
情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設け
られていてもよい。

このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナル
コンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソ
ナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯
電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、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）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワ
ーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオ
カメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、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、ゲーム用コ
ントローラー、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）、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプ
レイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤ
Ｒ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。

図１４は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である
。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０３０としてボタンを、表示部１
０７０としてＬＣＤを備えている。電子機器１０００であるスマートフォンは、ジャイロ
センサー１００を、例えば、スマートフォン本体の回転を検知するために用いる。

図１５は、電子機器１０００の一例である腕時計型のウェアラブル機器の外観の一例を
示す図である。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、表示部１０７０としてＬＣ
Ｄを備えている。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設け
られていてもよい。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、例えば、ジャイロセン
サー１００を、ユーザーの身体の動きの情報を取得するために用いる。

また、電子機器１０００であるウェアラブル機器は、ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂ
ａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等の位置センサーを備え、ユーザーの移
動距離や移動軌跡を計測してもよい。

４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。第４実施形
態に係る移動体は、本発明に係るジャイロセンサーを備える。以下では、本発明に係るジ
ャイロセンサーとして、ジャイロセンサー１００を備える移動体について、説明する。

図１６は、第４実施形態に係る移動体として、自動車１１００を模式的に示す斜視図で
ある。自動車１１００には、ジャイロセンサー１００が内蔵されている。図１６に示すよ
うに、自動車１１００の車体１１１０には、自動車１１００の角速度を検知するジャイロ
センサー１００を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１１２０が搭載されている。また、ジャイ
ロセンサー１００は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（
ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Ｔ
ｉｒｅＰｒｅｓｓｕｒｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等、に広く適用する
ことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実
施が可能である。

例えば、第１実施形態ではＺ軸まわりの角速度ωｚを検出するジャイロセンサー１００
について説明し、第２実施形態ではＹ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサー
２００、およびＸ軸まわりの角速度ωｘを検出するジャイロセンサーについて説明したが
、これらの本願発明に係るジャイロセンサーをモジュール化して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸まわ
りの角速度を検出することができるジャイロセンサーモジュールとして用いてもよい。ま
た、さらに、本願発明に係るジャイロセンサーを含む各軸ごとのジャイロセンサー、およ
び各軸ごとの加速度センサーをモジュール化して、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の角速度お
よび加速度を検出することができる慣性センサーモジュールとして用いてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び
結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施
の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実
施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することが
できる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構
成を含む。

２…キャビティー、４…シリコン基板、１０…基板、１２…第１面、１４…第２面、１６
…凹部、２０…蓋体、３０…固定部、３２ａ…第１懸架バネ、３２ｂ…第２懸架バネ、３
３…梁部、３４…固定駆動電極部、３６…固定駆動電極部、４０ａ…第１振動体、４０ｂ
…第２振動体、４２…振動部、４３…可動駆動電極部、４４…検出バネ、４５…梁部、４
６…可動部、４８…可動検出電極部、５０…固定検出電極部、６０…連結バネ、６２…第
１延出部、６４…第２延出部、７０…連結質量体、７２…懸架バネ、７４…支持部、１０
０…ジャイロセンサー、１０２…機能素子、１１２…構造体、１１２ａ…第１構造体、１
１２ｂ…第２構造体、１４０…可動部、１４２…梁部、１４４…可動検出電極部、１５０
…固定検出電極部、２００…ジャイロセンサー、１０００…電子機器、１０２０…ＣＰＵ
、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７
０…表示部、１１００…自動車、１１１０…車体、１１２０…電子制御ユニット

Claims

基板と、
第１の振動体および第２の振動体と、
前記第１の振動体を支持する第１の懸架バネと、
前記第２の振動体を支持する第２の懸架バネと、
前記第１の振動体と前記第２の振動体とを連結する連結バネと、
を含み、
前記第１の懸架バネおよび前記第２の懸架バネのバネ定数をＫ_１とし、前記連結バネの
バネ定数をＫ_２としたときに、
２Ｋ_２≦Ｋ_１
を満たす、ジャイロセンサー。
請求項１において、
前記第１の懸架バネは、前記第１の振動体を４点で支持し、
前記第２の懸架バネは、前記第２の振動体を４点で支持し、
前記第１の懸架バネと前記第２の懸架バネとは、独立している、ジャイロセンサー。
請求項１または２において、
前記連結バネの一端は、前記第１の振動体に接続され、
前記連結バネの他端は、前記第２の振動体に接続されている、ジャイロセンサー。
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１の振動体および前記第２の振動体は、互いに逆相で駆動振動する、ジャイロセ
ンサー。
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第１の懸架バネおよび前記第２の懸架バネのバネ定数Ｋ_１、および前記連結バネの
バネ定数をＫ_２は、前記第１の振動体および前記第２の振動体の駆動振動の方向における
バネ定数である、ジャイロセンサー。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のジャイロセンサーを含む、電子機器。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のジャイロセンサーを含む、移動体。