JP2023074207A - センサ及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度を向上できるセンサ及び電子装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、センサ素子及び制御部を含む。センサ素子は、第１センサ部を含む。第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含む。第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含む。制御部は、第１モード動作、第２モード動作及び第３モード動作を実施可能である。第１モード動作において、制御部は、第１成分の第１振幅と、第２成分の第２振幅と、に基づいて、第１可動部の第１回転角を導出可能である。第２モード動作において、制御部は、第１可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、第１可動部の第１角速度を導出可能である。第３モード動作において、制御部は、第１可動部の回転角を変化させる第３モード信号を第１センサ部に供給可能である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。

ジャイロセンサなどのセンサがある。センサ及び電子装置において、検出精度の向上が望まれる。

特開２０２０－１４４０６５号公報

本発明の実施形態は、精度を向上できるセンサ及び電子装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、センサは、センサ素子及び制御部を含む。前記センサ素子は、第１センサ部を含む。前記第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含む。前記第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含む。前記制御部は、第１モード動作、第２モード動作及び第３モード動作を実施可能である。前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、に基づいて、前記第１可動部の第１回転角を導出可能である。前記第２モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、前記第１可動部の第１角速度を導出可能である。前記第３モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の前記回転角を変化させる第３モード信号を前記第１センサ部に供給可能である。

図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図２は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。 図３（ａ）～図３（ｃ）は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図５は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図７は、第２実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。 図８は、第２実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。 図９は、第３実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。 図１０（ａ）～図１０（ｈ）は、電子装置の応用を例示する模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１に示すように、第１実施形態に係るセンサ１１０は、センサ素子１０Ｄ及び制御部７０を含む。センサ素子１０Ｄは、第１センサ部１０Ｕを含む。第１センサ部１０Ｕは、振動可能な第１可動部１０Ｍを含む。第１可動部１０Ｍの振動は、第１方向Ｄ１の第１成分と、第２方向Ｄ２の第２成分と、を含む。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。第１可動部１０Ｍは、例えば、これらの成分を有する楕円軌道に沿って振動する。

例えば、制御部７０は、第１検出部７１ａ、第２検出部７１ｂ及び第３検出部７１ｃを含む。第１検出部７１ａは、第１センサ部１０Ｕから得られる信号に基づいて、第１方向Ｄ１の第１成分の振幅（第１振幅Ａｘ）を検出可能である。第２検出部７１ｂは、第１センサ部１０Ｕから得られる信号に基づいて、第２方向Ｄ２の第２成分の振幅（第２振幅Ａｙ）を検出可能である。

第３検出部７１ｃは、例えば、第１振幅Ａｘ及び第２振幅Ａｙの比に基づいて、回転角θを導出可能である。例えば、回転角θは、例えば、ｔａｎ^－１（－Ａｙ／Ａｘ）に対応する。

制御部７０は、第１モード動作ＯＰ１、第２モード動作ＯＰ２及び第３モード動作ＯＰ３を実施可能である。これらの動作は、切り替えられて実施される。

例えば、制御部７０は、例えば、モード制御部７５を含む。モード制御部７５の動作により、第１～第３モードＯＰ１～ＯＰ３が切り替えられる。

第１モード動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１成分の第１振幅Ａｘと、第２成分の第２振幅Ａｙと、に基づいて、第１可動部１０Ｍの第１回転角θ１を導出可能である。第１モード動作ＯＰ１において、上記の比に基づく回転角θが、第１回転角θ１として出力される。第１モード動作ＯＰ１は、例えば、ＷＡ（whole Angle）モードに対応する。

例えば、制御部７０は、第１駆動回路７２ａ及び第２駆動回路７２ｂを含む。第１駆動回路７２ａから第１駆動信号Ｖｄ１が第１センサ部１０Ｕに供給される。第２駆動回路７２ｂから第２駆動信号Ｖｄ２が第１センサ部１０Ｕに供給される。これら駆動信号により、第１可動部１０Ｍが振動する。

例えば、外部からの回転を伴う力（加速度）が、第１センサ部１０Ｕに加わる。外部からの力に応じて第１可動部１０Ｍの振動状態（回転角）が変化する。例えば、コリオリ力の作用により振動状態が変化する。振動状態の変化により、第１成分の第１振幅Ａｘ、及び、第２成分の第２振幅Ａｙが変化する。これらの振幅の比の検出することで、外力により生じる回転角を検出することができる。

第２モード動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１可動部１０Ｍのの回転角が一定となるような制御信号Ｓｃ０の変化に基づいて、第１可動部の第１角速度Ω１を導出可能である。既に説明したように、例えば、外部からの力に応じて第１可動部１０Ｍの回転角が変化する。第２モード動作ＯＰ２においては、外部からの力が加わったときに、回転角が変化せずに一定となる制御信号Ｓｃ０が検出される。例えば、第２モード動作ＯＰ２において、制御信号Ｓｃ０に基づいて、第１駆動信号Ｖｄ１及び第２駆動信号Ｖｄ２が変化する。制御信号Ｓｃ０を制御することで、第１可動部１０Ｍの回転角を外力による回転にかかわらず一定にできる。このような制御信号Ｓｃ０（または、第１駆動信号Ｖｄ１及び第２駆動信号Ｖｄ２）を検出することで、外部からの力による角速度（第１角速度Ω１）が分かる。第２モード動作ＯＰ２は、例えば、ＦＲ（Force Rebalance）モードに対応する。

第３モード動作ＯＰ３において、制御部７０は、第３モード信号Ｓｍ３（例えば電圧信号）を第１センサ部１０Ｕに供給可能である。第３モード信号Ｓｍ３は、第１可動部１０Ｍの回転角を任意に変化させる。例えば、制御部７０は、第３モード信号Ｓｍ３の基となる第３モード制御信号Ｓｃ３を第１駆動回路７２ａ及び第２駆動回路７２ｂに供給する。第１駆動回路７２ａ及び第２駆動回路７２ｂから、第３モード制御信号Ｓｃ３に基づく第３モード信号Ｓｍ３が第１センサ部１０Ｕに供給される。第３モード信号Ｓｍ３は、任意の（所望の）回転角で第１可動部１０Ｍを振動させることが可能である。第３モード動作ＯＰ３は、例えば、ＶＲ（Virtual Rotation）モードである。第３モード動作ＯＰ３は、例えば、センサの校正時などにおいて実施される。

後述するように、第１モード動作ＯＰ１では、第１可動部１０Ｍの振動の角速度が高いときに、高い精度で第１回転角θ１を検出できる。第２モード動作ＯＰ２では、第１可動部１０Ｍの振動の角速度が低いときに、高い精度で第１角速度Ω１を検出できる。これらの動作モードが切り替えられて実施されることで、広いダイナミックレンジで、高い精度での検出が可能である。一方、任意の回転角で第１可動部１０Ｍを振動させる第３モード動作ＯＰ３が実施可能である。これにより、校正が容易となる。実施形態によれば、精度を向上できるセンサを提供できる。

図１に示すように、第１モード動作ＯＰ１で得られた第１回転角θ１から第１角速度Ω１が導出されても良い。例えば、第１回転角θ１を微分演算することで、第１角速度Ω１が導出可能である。

図１に示すように、第２モード動作ＯＰ２で得られた第１角速度Ω１から第１回転角θ１が導出されても良い。例えば、第１角速度Ω１を積分演算することで、第１回転角θ１が導出可能である。

以下、制御部７０の動作の例について説明する。
図２は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図２に示すように、モード制御部７５において、モード制御処理（ステップＳ１０）が行われる。例えば、第１センサ部１０Ｕは、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２とを有する。第１状態ＳＴ１は、検出状態である。第２状態ＳＴ２は、校正状態である。第２状態ＳＴ２において、例えば、第１センサ部１０Ｕには外部から力が実質的に加わらない。第２状態ＳＴ２は、例えば、静止状態である。

第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２とは、例えば、使用者の設定により、切り替えられて良い。または、モード制御部７５において、第１可動部１０Ｍの振動状態（例えば角速度）が検出され、検出結果に基づいて、検出状態または校正状態が区別されても良い。

第２状態ＳＴ２において、第３モード動作ＯＰ３が実施される（ステップＳ１３）。

例えば、第１状態ＳＴ１において、角速度Ωが検出（推定）される（ステップＳ１４）。角速度Ωの検出は、例えば、角速度検出部７６で行われる。角速度検出部７６は、制御部７０に含まれる。角速度Ωの検出は、例えば、第１検出部７１ａ及び第２検出部７１ｂなどで行われて良い。

モード制御部７５において、検出された角速度Ωに基づいて、第１モード動作ＯＰ１及び第２モード動作ＯＰ２の選択が行われる（モード制御処理：ステップＳ１０）。例えば、制御部７０は、検出された第１可動部１０Ｍの角速度Ωが第１しきい値Ωｔｈ以下の場合に、第２モード動作ＯＰ２を実施する（ステップＳ１２）。制御部７０は、検出された角速度Ωが第１しきい値Ωｔｈを超える場合に、第１モード動作ＯＰ１を実施する（ステップＳ１１）。

第１状態ＳＴ１において、検出された角速度Ωに応じて、第１モード動作ＯＰ１及び第２モード動作ＯＰ２の選択が繰り返して実施されて良い。

既に説明したように、第１モード動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１成分の第１振幅Ａｘと、第２成分の第２振幅Ａｙと、の比に基づいて、第１回転角θ１を導出する。第２モード動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１可動部１０Ｍの振動状態が一定となるような制御信号Ｓｃ０の変化に基づいて、第１角速度Ω１を導出する。

以下、第１～第３モード動作ＯＰ１～ＯＰ３におけるセンサの特性の例について説明する。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、第１～第３モード動作ＯＰ１～ＯＰ３にそれぞれ対応する。これらの図の横軸は、角速度Ωである。これらの図の縦軸は、検出値Ｄｖである。これらの図は、感度特性図に対応する。

図３（ａ）の第１モード動作ＯＰ１において、得られる検出値Ｄｖは、回転角である。回転角は、角速度Ωの時間積分に対応する。図３（ａ）に示すように、第１モード動作ＯＰ１においては、角速度Ωの絶対値が大きい場合、角速度Ωに応じて検出値Ｄｖが高い感度で変化する。しかしながら、角速度Ωの絶対値が小さい場合（領域δΩ）は、正確な検出値Ｄｖを得ることは困難である。第１モード動作ＯＰ１においては、不感領域（領域δΩ）が存在する。不感領域を除いて、検出値Ｄｖは、角速度Ωに対して、安定した高い感度で変化する。

図３（ｂ）の第２モード動作ＯＰ２において、得られる検出値Ｄｖは、電圧である。電圧は、角速度Ωに実質的に比例する。ただし、図３（ｂ）に示す通り、検出値ＤｖにバイアスδＶが存在する。バイアスδＶは、例えば、センサの温度特性などに依存する。図３（ｂ）に示すように、第２モード動作ＯＰ２においては、比例係数のばらつきなどに依存して、検出値Ｄｖは変化する。第２モード動作ＯＰ２においては、角速度Ωの絶対値が大きい場合、検出値Ｄｖの精度は低い。しかしながら、角速度Ωの絶対値が小さい場合、バイアスδＶの効果を除いて、比較的正確な検出値Ｄｖが得られる。第２モード動作ＯＰ２で得られる検出値Ｄｖ（電圧）から第１角速度Ω１が導出できる。

第１モード動作ＯＰ１における特性と、第２モード動作ＯＰ２における特性と、は、相補的である。これらの動作を切り替えて実施することで、広い角速度の範囲で高い精度の検出が可能になる。

図３（ｃ）に示すように、第３モード動作ＯＰ３においては、任意のバイアスΩｖｒを含む角速度Ωが適用できる。任意の状態の校正が実施できる。

以下、センサ１１０の構造の例について説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図４（ａ）は、平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＺ１－Ｚ２線断面図である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１センサ部１０Ｕは、基体５０Ｓ、第１固定部１０Ｆ及び第１支持部１０Ｓを含む。基体５０Ｓは、第１基体領域５０Ｓａを含む。第１固定部１０Ｆは、第１基体領域５０Ｓａに固定される。第１支持部１０Ｓは、第１固定部１０Ｆに支持される。第１支持部１０Ｓは、第１可動部１０Ｍを支持する。図４（ｂ）に示すように、基体５０Ｓと第１支持部１０Ｓとの間、及び、基体５０Ｓと第１可動部１０Ｍとの間に、第１間隙ｇ１が設けられる。第１センサ部１０Ｕは、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子である。

図４（ｂ）に示すように、第１基体領域５０Ｓａから第１固定部１０Ｆへの方向（例えば積層方向）をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

図４（ａ）に示すように、Ｚ軸方向（第１基体領域５０Ｓａから第１固定部１０Ｆへの積層方向）と交差する面内（例えばＸ－Ｙ平面）において、第１可動部１０Ｍは、第１固定部１０Ｆの少なくとも一部の周りに設けられる。第１可動部１０Ｍは、例えば、環状である。

図４（ａ）に示すように、制御部７０が、基体５０Ｓに設けられても良い。メモリ部７０Ｍが、基体５０Ｓに設けられて良い。メモリ部７０Ｍは、例えば、制御部７０における制御及び処理に必要な情報（例えば情報）を記憶可能である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、この例では、センサ１１０は、筐体８０を含んで良い。筐体８０は、センサ素子１０Ｄを囲む。筐体８０の内部の空間８０ｓ（図４（ｂ）参照）の気圧は、１気圧未満である。

図４（ｂ）に示すように、例えば、筐体８０は、第１部材８１ａ及び第２部材８１ｂを含む。第２部材８１ｂは、第１部材８１ａと接続される。第１部材８１ａは、例えば底部である。第２部材８１ｂは、例えば蓋部である。図４（ａ）は、第２部材８１ｂが除去された状態を例示している。

センサ素子１０Ｄは、第１部材８１ａと第２部材８１ｂとの間にある。第１部材８１ａから第２部材８１ｂへの方向は、Ｚ軸方向に対応する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、筐体８０は、側部材８２をさらに含む。側部材８２は、第１部材８１ａ及び第２部材８１ｂと接続される。第１部材８１ａから第２部材８１ｂへの方向（Ｚ軸方向）と交差する方向において、側部材８２の複数の領域の間にセンサ素子１０Ｄがある。

図４（ａ）に示すように、側部材８２は、第１～第４側部材領域８２ａ～８２ｄを含む。例えば、Ｘ軸方向において、センサ素子１０Ｄは、第１側部材領域８２ａと第２側部材領域８２ｂとの間にある。例えば、Ｙ軸方向において、センサ素子１０Ｄは、第３側部材領域８２ｃと第４側部材領域８２ｄとの間にある。センサ素子１０Ｄは、筐体８０の内部の空間８０ｓに気密に封止される。

図４（ｂ）に示すように、基体５０Ｓは、第１部材８１ａに固定される。第１可動部１０Ｍ（第１センサ部１０Ｕ）と第２部材８１ｂとの間との間に第２間隙ｇ２が設けられる。第１可動部１０Ｍ（第１センサ部１０Ｕ）と側部材８２との間に第３間隙ｇ３が設けられる。これらの間隙により、第１可動部１０Ｍは動くことができる。

第１センサ部１０Ｕは、例えば、角度ジャイロセンサである。第１センサ部１０Ｕは、例えば、ＲＩＧ（Rate Integrating Gyroscope）である。第１センサ部１０Ｕにより、検出対象の回転角を直接計測することが可能である。

図５は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図５に示すように、第１センサ部１０Ｕは、第１固定部１０Ｆ、第１支持部１０Ｓ及び第１センサ対向電極１０ＣＥを含む。既に説明したように、第１固定部１０Ｆは、第１基体領域５０Ｓａに固定される（図４（ｂ）参照）。第１支持部１０Ｓは、第１固定部１０Ｆに支持される。第１支持部１０Ｓは、第１可動部１０Ｍを支持する。第１センサ対向電極１０ＣＥは、第１可動部１０Ｍと対向する。

図５に示すように、第１可動部１０Ｍは、第１振動電極１１Ｅと、第２振動電極１２Ｅと、を含む。第１センサ対向電極１０ＣＥは、第１対向振動電極１１ＣＥと、第２対向振動電極１２ＣＥと、を含む。第１対向振動電極１１ＣＥは、第１振動電極１１Ｅと対向する。第２対向振動電極１２ＣＥは、第２振動電極１２Ｅと対向する。

第１固定部１０Ｆから第１対向振動電極１１ＣＥへの方向、及び、第１固定部１０Ｆから第２対向振動電極１２ＣＥへの方向は、Ｚ軸方向（第１基体領域５０Ｓａから第１固定部１０Ｆへの方向）と交差する。この例では、第１固定部１０Ｆから第１対向振動電極１１ＣＥへの方向は、Ｚ軸方向に沿う。第１固定部１０Ｆから第２対向振動電極１２ＣＥへの方向は、Ｙ軸方向に沿う。

第１固定部１０Ｆから第１対向振動電極１１ＣＥへの方向（例えばＸ軸方向）は、第１固定部１０Ｆから第２対向振動電極１２ＣＥへの方向（例えばＹ軸方向）と交差する。

例えば、制御部７０は、第１振動電極１１Ｅと第１対向振動電極１１ＣＥとの間に第１駆動信号Ｖｄ１（例えば、第１駆動電圧）を供給可能である。制御部７０は、第２振動電極１２Ｅと第２対向振動電極１２ＣＥとの間に第２駆動信号Ｖｄ２（例えば、第２駆動電圧）を供給する。これらの駆動信号により、第１可動部１０Ｍは、振動する。振動は、２つの方向の成分を有する。

図５に示すように、第１可動部１０Ｍは、第１検出電極１１ｓＥと、第２検出電極１２ｓＥと、を含む。第１センサ対向電極１０ＣＥは、第１対向検出電極１１ＣｓＥ及び第２対向検出電極１２ＣｓＥを含む。第１対向検出電極１１ＣｓＥは、第１検出電極１１ｓＥと対向する。第２対向検出電極１２ＣｓＥは、第２検出電極１２ｓＥと対向する。

第１固定部１０Ｆは、第１振動電極１１Ｅと第１検出電極１１ｓＥとの間にある。第１固定部１０Ｆは、第２振動電極１２Ｅと第２検出電極１２ｓＥとの間にある。例えば、第１可動部１０Ｍの振動に伴い、第１検出電極１１ｓＥと第１対向検出電極１１ＣｓＥとの間に第１検出信号Ｖｓ１が生じる。例えば、第１可動部１０Ｍの振動に伴い、第２検出電極１２ｓＥと第２対向検出電極１２ＣｓＥとの間に第２検出信号Ｖｓ２が生じる。制御部７０は、これらの信号を取得する。

制御部７０は、例えば、第１アンプ１７ａ及び第２アンプ１７ｂを含む。第１アンプ１７ａに第１検出信号Ｖｓ１が入力される。第２アンプ１７ｂに第２検出信号Ｖｓ２が入力される。これらのアンプにより検出信号が増幅される。

第１モード動作ＯＰ１において、制御部７０は、上記のアンプにより増幅された信号に基づいて、第１回転角θ１（図１参照）を検出する。このように、制御部７０は、第１モード動作ＯＰ１において、第１検出電極１１ｓＥと第１対向検出電極１１ＣｓＥとの間の第１検出信号Ｖｓ１、及び、第２検出電極１２ｓＥと第２対向検出電極１２ＣｓＥとの間の第２検出信号Ｖｓ２に基づいて、第１回転角θ１（図１参照）を導出する。

第２モード動作ＯＰ２において、制御部７０は、例えば、第１対向振動電極１１ＣＥ及び第２対向振動電極１２ＣＥの少なくともいずれかに制御信号Ｓｃ０（図１参照）に基づく信号（第１駆動信号Ｖｄ１及び第２駆動信号Ｖｄ２）を供給する。例えば、制御信号Ｓｃ０に基づく第１駆動信号Ｖｄ１が、第１振動電極１１Ｅと第１対向振動電極１１ＣＥとの間に供給される。例えば、制御信号Ｓｃ０に基づく第２駆動信号Ｖｄ２が、第２振動電極１２Ｅと第２対向振動電極１２ＣＥとの間に供給される。制御部７０は、上記のアンプにより増幅された信号に基づいて、第１可動部１０Ｍの振動状態が一定となるような制御信号Ｓｃ０を第１センサ部１０Ｕに供給する（図１参照）。制御部７０は、例えば、制御信号Ｓｃ０の変化に基づいて、第１角速度Ω１を導出可能である。

第３モード動作ＯＰ３において、制御部７０は、第１対向振動電極１１ＣＥ及び第２対向振動電極１２ＣＥの少なくともいずれかに第３モード信号Ｓｍ３（例えば電圧）に対応する信号を供給する。

第１振動電極１１Ｅ、第２振動電極１２Ｅ、第１検出電極１１ｓＥ及び第２検出電極１２ｓＥと、基体５０Ｓとの間に、第１間隙ｇ１（図４（ｂ）参照）が設けられる。

第１対向振動電極１１ＣＥ、第２対向振動電極１２ＣＥ、第１対向検出電極１１ＣｓＥ及び第２対向検出電極１２ＣｓＥは、基体５０Ｓに固定される。

（第２実施形態）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図６（ａ）は、平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＺ３－Ｚ４線断面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、センサ素子１０Ｄ及び制御部７０を含む。センサ１２０においては、センサ素子１０Ｄは、第１センサ部１０Ｕ及び第２センサ部２０Ｕを含む。第２センサ部２０Ｕを除いて、センサ１２０の構成は、センサ１１０の構成と同様で良い。

例えば、第１センサ部１０Ｕは、振動可能な第１可動部１０Ｍを含む。第１可動部１０Ｍの振動は、第１方向Ｄ１の第１成分と、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２の第２成分と、を含む（図１参照）。

例えば、第２センサ部２０Ｕは、振動可能な第２可動部２０Ｍを含む。第２可動部２０Ｍの振動は、第３方向の第３成分と、第３方向と交差する第４方向の第４成分と、を含む。第３方向は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の一方（例えば第１方向Ｄ１）に沿っても良い。第４方向は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の他方（例えば第２方向Ｄ２）に沿っても良い。

この例では、センサ素子１０Ｄは、基体５０Ｓを含む。図６（ｂ）に示すように、基体５０Ｓは、第１基体領域５０Ｓａ及び第２基体領域５０Ｓｂを含む。

第１センサ部１０Ｕは、第１固定部１０Ｆ及び第１支持部１０Ｓを含む。第１固定部１０Ｆは、第１基体領域５０Ｓａに固定される。第１支持部１０Ｓは、第１固定部１０Ｆに支持される。第１支持部１０Ｓは、第１可動部１０Ｍを支持する。基体５０Ｓと第１支持部１０Ｓとの間、及び、基体５０Ｓと第１可動部１０Ｍとの間に、第１間隙ｇ１が設けられる。

第２センサ部２０Ｕは、第２固定部２０Ｆ及び第２支持部２０Ｓを含む。第２固定部２０Ｆは、第２基体領域５０Ｓｂに固定される。第２支持部２０Ｓは、第２固定部２０Ｆに支持される。第２支持部２０Ｓは、第２可動部２０Ｍを支持する。基体５０Ｓと第２支持部２０Ｓとの間、及び、基体５０Ｓと第２可動部２０Ｍとの間に、第４間隙ｇ４が設けられる。

この例においても筐体８０が設けられる。図６（ｂ）に示すように、筐体８０は、第１部材８１ａ及び第２部材８１ｂを含む。第１可動部１０Ｍ（第１センサ部１０Ｕ）と第２部材８１ｂとの間との間に第２間隙ｇ２が設けられる。第１可動部１０Ｍ（第１センサ部１０Ｕ）と側部材８２との間に第３間隙ｇ３が設けられる。第２可動部２０Ｍ（第２センサ部２０Ｕ）と第２部材８１ｂとの間との間に第５間隙ｇ５が設けられる。第２可動部２０Ｍ（第２センサ部２０Ｕ）と側部材８２との間に第６間隙ｇ６が設けられる。

以下、センサ１２０における動作の例について説明する。
図７は、第２実施形態に係るセンサの動作を例示する模式図である。
図７は、センサ１２０における制御部７０の動作を例示している。
図７に示すように、センサ１２０において、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２が設けられる。既に説明したように、第１状態ＳＴ１は、検出状態である。第２状態ＳＴ２は、校正状態である。

第１状態ＳＴ１において、第１センサ部１０Ｕに第１モード動作ＯＰ１が適用される。第１状態ＳＴ１において、第２センサ部２０Ｕに第２モード動作ＯＰ２が適用される。第２状態ＳＴ２において、第１センサ部１０Ｕに第３モード動作ＯＰ３が適用される。第２状態ＳＴ２において、第２センサ部２０Ｕに第４モード動作ＯＰ４が適用される。このような動作は、制御部７０により制御される。

制御部７０は、第１モード動作ＯＰ１、第２モード動作ＯＰ２、第３モード動作ＯＰ３及び第４モード動作ＯＰ４を実施可能である。第１モード動作ＯＰ１と第３モード動作ＯＰ３とが切り替えて実施される。第２モード動作ＯＰ２と第４モード動作ＯＰ４とが切り替えられて実施される。

第１モード動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１成分の第１振幅Ａｘと、第２成分の第２振幅Ａｙと、に基づいて、第１センサ部１０Ｕの第１回転角θ１を導出可能である。

第２モード動作ＯＰ２において、制御部７０は、第２可動部２０Ｍの回転角が一定となるような制御信号Ｓｃ０（図１参照）の変化に基づいて、第２センサ部２０Ｕの第２角速度Ω２を導出可能である。

第３モード動作ＯＰ３において、制御部７０は、第１可動部１０Ｍの回転角を変更する第３モード信号Ｓｍ３を第１センサ部１０Ｕに供給可能である。第３モード動作ＯＰ３において、任意の回転角（第３モード角）で第１可動部１０Ｍを振動させることができる。

第４モード動作ＯＰ４において、制御部７０は、第２可動部２０Ｍの回転角を変更する第４モード信号Ｓｍ４を第２センサ部２０Ｕに供給可能である。第４モード動作ＯＰ４において、任意の回転角（第４モード角）で第２可動部２０Ｍを振動させることができる。例えば、校正の際に、第３モード動作ＯＰ３及び第４モード動作ＯＰ４が実施される。

第１実施形態に関して既に説明したように例えば、、第１モード動作ＯＰ１で得られた第１回転角θ１から第１角速度Ω１が導出されても良い。第２モード動作ＯＰ２で得られた第２角速度Ω２から第２回転角θ２が導出されても良い。

第１状態ＳＴ１において、第１モード動作ＯＰ１で導出された第１回転角θ１、及び、第２モード動作ＯＰ２で導出された第２角速度Ω２と、に基づく演算結果ＶＡ１が、制御部７０から出力されて良い。

例えば、制御部７０は、角度演算部７７を含んで良い。角度演算部７７は、第１回転角θ１及び第２角速度Ω２に基づく演算により導出された演算結果ＶＡ１を出力可能である。演算結果ＶＡ１は、回転角である。別の例において、演算結果ＶＡ１は、角速度である。例えば、演算結果ＶＡ１は、第１回転角θ１と、第２角速度Ω２から導出された第２回転角θ２の一方を含む。例えば、角速度Ωがしきい値Ωｔｈを超える場合は、第１回転角θ１が演算結果ＶＡ１として出力される。例えば、角速度Ωがしきい値Ωｔｈ以下の場合は、第２角速度Ω２から導出された第２回転角θ２が演算結果ＶＡ１として出力されても良い。

別の例において、角速度Ωに関して複数の領域が定められ、複数の領域において、第１モード動作ＯＰ１による検出結果、及び、第２モード動作ＯＰ２による検出結果の演算結果が演算結果ＶＡ１として出力される。演算の内容が、角速度Ωに関する複数の領域に応じて変更されて良い。演算において、例えば、第１モード動作ＯＰ１による検出結果、及び、第２モード動作ＯＰ２による検出結果関する重みが設定されて良い。重みが、角速度Ωに関する複数の領域に応じて、変更されて良い。

センサ１２０において、広いダイナミックレンジにおいて、高い精度の検出が可能である。

センサ１２０において、第１センサ部１０Ｕの構成は、センサ１１０における第１センサ部１０Ｕの構成（図５参照）と同様で良い。例えば、図５に関して説明したように、第１可動部１０Ｍは、第１振動電極１１Ｅと、第２振動電極１２Ｅと、を含む。第１センサ対向電極１０ＣＥは、第１振動電極１１Ｅと対向する第１対向振動電極１１ＣＥと、第２振動電極１２Ｅと対向する第２対向振動電極１２ＣＥと、を含む。第１固定部１０Ｆから第１対向振動電極１１ＣＥへの方向、及び、第１固定部１０Ｆから第２対向振動電極１２ＣＥへの方向は、積層方向（第１基体領域５０Ｓａから第１固定部１０Ｆへの方向であり、Ｚ軸方向）と交差する（図５参照）。第１固定部１０Ｆから第１対向振動電極１１ＣＥへの方向は、第１固定部１０Ｆから第２対向振動電極１２ＣＥへの方向と交差する（図５参照）。

図５に関して説明したように、第１可動部１０Ｍは、第１検出電極１１ｓＥと、第２検出電極１２ｓＥと、を含む。第１センサ対向電極１０ＣＥは、第１検出電極１１ｓＥと対向する第１対向検出電極１１ＣｓＥと、第２検出電極１２ｓＥと対向する第２対向検出電極１２ＣｓＥと、を含む。第１固定部１０Ｆは、第１振動電極１１Ｅと第１検出電極１１ｓＥとの間にある。第１固定部１０Ｆは、第２振動電極１２Ｅと第２検出電極１２ｓＥとの間にある。

以下、第２センサ部２０Ｕの例について説明する。
図８は、第２実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図８は、第２センサ部２０Ｕを例示してる。図８に示すように、第２センサ部２０Ｕは、第２固定部２０Ｆ、第２支持部２０Ｓ、第２センサ対向電極２０ＣＥを含む。既に説明したように、第２固定部２０Ｆは、第２基体領域５０Ｓｂに固定される（図６（ｂ）参照）。第２支持部２０Ｓは、第２固定部２０Ｆに支持される。第２支持部２０Ｓは、第２可動部２０Ｍを支持する。第２センサ対向電極２０ＣＥは、第２可動部２０Ｍと対向する。

第２可動部２０Ｍは、第３振動電極２３Ｅと、第４振動電極２４Ｅと、を含む。第２センサ対向電極２０ＣＥは、第３振動電極２３Ｅと対向する第３対向振動電極２３ＣＥと、第４振動電極２４Ｅと対向する第４対向振動電極２４ＣＥと、を含む。第２固定部２０Ｆから第３対向振動電極２３ＣＥへの方向、及び、第２固定部２０Ｆから第４対向振動電極２４ＣＥへの方向は、上記の積層方向（例えばＺ軸方向）と交差する。第２固定部２０Ｆから第３対向振動電極２３ＣＥへの方向（例えばＸ軸方向）は、第２固定部２０Ｆから第４対向振動電極２４ＣＥへの方向（例えばＹ軸方向）と交差する。

第２可動部２０Ｍは、第３検出電極２３ｓＥと、第４検出電極２４ｓＥと、を含む。第２センサ対向電極２０ＣＥは、第３検出電極２３ｓＥと対向する第３対向検出電極２３ＣｓＥと、第４検出電極２４ｓＥと対向する第４対向検出電極２４ＣｓＥと、を含む。第２固定部２０Ｆは、第３振動電極２３Ｅと第３検出電極２３ｓＥとの間にある。第２固定部２０Ｆは、第４振動電極２４Ｅと第４検出電極２４ｓＥとの間にある。

例えば、第２可動部２０Ｍの振動に伴い、第３検出電極２３ｓＥと第３対向検出電極２３ＣｓＥとの間に第３検出信号Ｖｓ３が生じる。例えば、第２可動部２０Ｍの振動に伴い、第４検出電極２４ｓＥと第４対向検出電極２４ＣｓＥとの間に第４検出信号Ｖｓ４が生じる。制御部７０は、これらの信号を取得する。

制御部７０は、例えば、第３アンプ１７ｃ及び第４アンプ１７ｄを含む。第３アンプ１７ｃに第３検出信号Ｖｓ３が入力される。第４アンプ１７ｄに第４検出信号Ｖｓ４が入力される。これらのアンプにより検出信号が増幅される。

制御部７０は、第３駆動信号Ｖｄ３を第３対向振動電極２３ＣＥに供給する。第３駆動信号Ｖｄ３は、第３振動電極２３Ｅと第３対向振動電極２３ＣＥとの間に印加される。制御部７０は、第４駆動信号Ｖｄ４を第４対向振動電極２４ＣＥに供給する。第４駆動信号Ｖｄ４は、第４振動電極２４Ｅと第４対向振動電極２４ＣＥとの間に印加される。これらの駆動信号により、第２可動部２０Ｍが振動する。

例えば、第２モード動作ＯＰ２において、第２センサ部２０Ｕ用の制御信号Ｓｃ０（図１参照）に基づいて、第３駆動信号Ｖｄ３及び第４駆動信号Ｖｄ４が変化する。制御信号Ｓｃ０を制御することで、第２可動部２０Ｍの振動を外力による回転にかかわらず一定にできる。このような制御信号Ｓｃ０（または、第３駆動信号Ｖｄ３及び第４駆動信号Ｖｄ４）を検出することで、外部からの力による角速度が分かる。第２モード動作ＯＰ２は、例えば、ＦＲモードに対応する。

例えば、第４モード動作ＯＰ４において、制御部７０は、第３対向振動電極２３ＣＥ及び第４対向振動電極２４ＣＥの少なくともいずれかに第４モード信号Ｓｍ４（例えば電圧）に対応する信号を供給する。

（第３実施形態）
第３実施形態は、電子装置に係る。
図９は、第３実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図９に示すように、第３実施形態に係る電子装置３１０は、第１実施形態または第２実施形態に係るセンサと、回路制御部１７０と、を含む。この例では、センサとしてセンサ１１０が描かれている。回路制御部１７０は、センサ１１０から得られる信号Ｓ１に基づいて回路１８０を制御可能である。回路１８０は、例えば駆動装置１８５の制御回路などである。実施形態によれば、高精度の検出結果に基づいて、駆動装置１８５を制御するための回路１８０などを高精度で制御できる。

図１０（ａ）～図１０（ｈ）は、電子装置の応用を例示する模式図である。
図１０（ａ）に示すように、電子装置３１０は、ロボットの少なくとも一部でも良い。図１０（ｂ）に示すように、電子装置３１０は、製造工場などに設けられる工作ロボットの少なくとも一部でも良い。図１０（ｃ）に示すように、電子装置３１０は、工場内などの自動搬送車の少なくとも一部でも良い。図１０（ｄ）に示すように、電子装置３１０は、ドローン（無人航空機）の少なくとも一部でも良い。図１０（ｅ）に示すように、電子装置３１０は、飛行機の少なくとも一部でも良い。図１０（ｆ）に示すように、電子装置３１０は、船舶の少なくとも一部でも良い。図１０（ｇ）に示すように、電子装置３１０は、潜水艦の少なくとも一部でも良い。図１０（ｈ）に示すように、電子装置３１０は、自動車の少なくとも一部でも良い。第３実施形態に係る電子装置３１０は、例えば、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含んでも良い。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
センサ素子と、
制御部と、
を備え、
前記センサ素子は、第１センサ部を含み、
前記第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含み、前記第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含み、
前記制御部は、第１モード動作、第２モード動作及び第３モード動作を実施可能であり、
前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、に基づいて、前記第１可動部の第１回転角を導出可能であり、
前記第２モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、前記第１可動部の第１角速度を導出可能であり、
前記第３モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の前記回転角を変化させる第３モード信号を前記第１センサ部に供給可能である、センサ。

（構成２）
前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、の比に基づいて、前記第１回転角を導出可能である、構成１記載のセンサ。

（構成３）
前記制御部は、前記第１センサ部の校正の際に前記第３モード動作を実施する、構成１または２に記載のセンサ。

（構成４）
前記制御部は、前記第１可動部の角速度が第１しきい値以下の場合に前記第２モード動作を実施し、
前記制御部は、前記第１可動部の前記角速度が前記第１しきい値を超える場合に前記第１モード動作を実施する、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成５）
前記第１センサ部は、
第１基体領域を含む基体と、
前記第１基体領域に固定された第１固定部と、
前記第１固定部に支持され前記第１可動部を支持する第１支持部と、
前記第１可動部と対向する第１センサ対向電極と、
を含み、
前記基体と前記第１支持部との間、及び、前記基体と前記第１可動部との間に、第１間隙が設けられた、構成１～４のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成６）
前記第１基体領域から前記第１固定部への方向と交差する面内において、前記第１可動部は、前記第１固定部の少なくとも一部の周りに設けられた、構成５に記載のセンサ。

（構成７）
前記第１可動部は、第１振動電極と、第２振動電極と、を含み、
前記第１センサ対向電極は、前記第１振動電極と対向する第１対向振動電極と、前記第２振動電極と対向する第２対向振動電極と、を含み、
前記第１固定部から前記第１対向振動電極への方向、及び、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への方向は、前記第１基体領域から前記第１固定部への方向と交差し、
前記第１固定部から前記第１対向振動電極への前記方向は、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への前記方向と交差した、構成５に記載のセンサ。

（構成８）
前記第１可動部は、第１検出電極と、第２検出電極と、を含み、
前記第１センサ対向電極は、前記第１検出電極と対向する第１対向検出電極と、前記第２検出電極と対向する第２対向検出電極と、を含み、
前記第１固定部は、前記第１振動電極と前記第１検出電極との間にあり、
前記第１固定部は、前記第２振動電極と前記第２検出電極との間にある、構成７に記載のセンサ。

（構成９）
前記制御部は、前記第１モード動作において、前記第１検出電極と前記第１対向検出電極との間の第１検出信号、及び、前記第２検出電極と前記第２対向検出電極との間の第２検出信号に基づいて、前記第１回転角を導出する、構成８に記載のセンサ。

（構成１０）
前記制御部は、前記第２モード動作において、前記第１対向振動電極及び前記第２対向振動電極の少なくともいずれかに前記制御信号に基づく信号を供給する、構成７～９のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１１）
前記制御部は、前記第３モード動作において、前記第１対向振動電極及び前記第２対向振動電極の少なくともいずれかに前記第３モード信号を供給する、構成７～９のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１２）
センサ素子と、
制御部と、
を備え、
前記センサ素子は、第１センサ部及び第２センサ部を含み、
前記第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含み、前記第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含み、
前記第２センサ部は、振動可能な第２可動部を含み、前記第２可動部の振動は、第３方向の第３成分と、前記第３方向と交差する第４方向の第４成分と、を含み、
前記制御部は、第１モード動作、第２モード動作、第３モード動作及び第４モード動作を実施可能であり、
前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、に基づいて、前記第１センサ部の第１回転角を導出可能であり、
前記第２モード動作において、前記制御部は、前記第２可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、前記第２センサ部の第２角速度を導出可能であり、
前記第３モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の回転角を変化させる第３モード信号を前記第１センサ部に供給可能であり、
前記第４モード動作において、前記制御部は、前記第２可動部の前記回転角を変化させる第４モード信号を前記第２センサ部に供給可能である、センサ。

（構成１３）
前記制御部は、角度演算部を含み、
前記角度演算部は、前記第１回転角、及び、前記第２角速度に基づく演算により導出された演算結果を出力可能である、構成１２に記載のセンサ。

（構成１４）
前記センサ素子は、第１基体領域及び第２基体領域を含む基体をさらに含み、
前記第１センサ部は、
前記第１基体領域に固定された第１固定部と、
前記第１固定部に支持され前記第１可動部を支持する第１支持部と、
前記第１可動部と対向する第１センサ対向電極と、
を含み、
前記基体と前記第１支持部との間、及び、前記基体と前記第１可動部との間に、第１間隙が設けられ、
前記第２センサ部は、
前記第２基体領域に固定された第２固定部と、
前記第２固定部に支持され前記第２可動部を支持する第２支持部と、
前記第２可動部と対向する第２センサ対向電極と、
を含み、
前記基体と前記第２支持部との間、及び、前記基体と前記第２可動部との間に、第４間隙が設けられた、構成１３に記載のセンサ。

（構成１５）
前記第１可動部は、第１振動電極と、第２振動電極と、を含み、
前記第１センサ対向電極は、前記第１振動電極と対向する第１対向振動電極と、前記第２振動電極と対向する第２対向振動電極と、を含み、
前記第１固定部から前記第１対向振動電極への方向、及び、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への方向は、前記第１基体領域から前記第１固定部への積層方向と交差し、
前記第１固定部から前記第１対向振動電極への前記方向は、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への前記方向と交差し、
前記第２可動部は、第３振動電極と、第４振動電極と、を含み、
前記第２センサ対向電極は、前記第３振動電極と対向する第３対向振動電極と、前記第４振動電極と対向する第４対向振動電極と、を含み、
前記第２固定部から前記第３対向振動電極への方向、及び、前記第２固定部から前記第４対向振動電極への方向は、前記積層方向と交差し、
前記第２固定部から前記第３対向振動電極への前記方向は、前記第２固定部から前記第４対向振動電極への前記方向と交差した、構成１４に記載のセンサ。

（構成１６）
前記第１可動部は、第１検出電極と、第２検出電極と、を含み、
前記第１センサ対向電極は、前記第１検出電極と対向する第１対向検出電極と、前記第２検出電極と対向する第２対向検出電極と、を含み、
前記第１固定部は、前記第１振動電極と前記第１検出電極との間にあり、
前記第１固定部は、前記第２振動電極と前記第２検出電極との間にあり、
前記第２可動部は、第３検出電極と、第４検出電極と、を含み、
前記第２センサ対向電極は、前記第３検出電極と対向する第３対向検出電極と、前記第４検出電極と対向する第４対向検出電極と、を含み、
前記第２固定部は、前記第３振動電極と前記第３検出電極との間にあり、
前記第２固定部は、前記第４振動電極と前記第４検出電極との間にある、
構成１５に記載のセンサ。

（構成１７）
前記センサ素子を囲む筐体をさらに備え、
前記筐体の内部の空間の気圧は、１気圧未満である、構成１～１６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１８）
前記筐体は、第１部材と、前記第１部材と接続された第２部材と、を含み、
前記第１部材と前記第２部材との間に前記センサ素子があり、
前記基体は、前記第１部材に固定され、
前記第１可動部と前記第２部材との間に間隙が設けられた、構成１７に記載のセンサ。

（構成１９）
構成１～１８のいずれか１つに記載のセンサと、
前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路制御部と、
を備えた電子装置。

実施形態によれば、精度を向上できるセンサ及び電子装置が提供できる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、センサに含まれるセンサ素子、センサ部、可動部、固定部、支持部、基体及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ＣＥ、２０ＣＥ…第１、第２センサ対向電極、 １０Ｄ…センサ素子、 １０Ｆ、２０Ｆ…第１、第２固定部、 １０Ｍ、２０Ｍ…第１、第２可動部、 １０Ｓ、２０Ｓ……第１、第２支持部、 １０Ｕ、２０Ｕ…第１、第２センサ部、 １１ＣＥ、１２ＣＥ…第１、第２対向振動電極、 １１ＣｓＥ、１２ＣｓＥ…第１、第２対向検出電極、 １１Ｅ、１２Ｅ…第１、第２振動電極、 １１ｓＥ、１２ｓＥ…第１、第２検出電極、 １７ａ～１７ｂ…第１～第４アンプ、 ２３ＣＥ、２４ＣＥ…第３、第４対向振動電極、 ２３ＣｓＥ、２４ＣｓＥ…第３、第４対向検出電極、 ２３Ｅ、２４Ｅ…第３、第４振動電極、 ２３ｓＥ、２４ｓＥ…第３、第４検出電極、 ５０Ｓ…基体、 ５０Ｓａ、５０Ｓｂ…第１、第２基体領域、 ７０…制御部、 ７０Ｍ…メモリ部、 ７１ａ～７１ｃ…第１～第３検出部、 ７２ａ、７２ｂ…第１、第２駆動回路、 ７５…モード制御部、 ７７点角度演算部、 ８０…筐体、 ８０ｓ…空間、 ８１ａ、８１ｂ…第１、第２部材、 ８２…側部材、 ８２ａ～８２ｄ…第１～第４側部材領域、 Ω…角速度、 Ω１、Ω２…第１、第２角速度、 Ωｔｈ…しきい値、 Ωｖｒ…バイアス、 δΩ…領域、 δＶ…バイアス、 θ…回転角、 θ１、θ２…第１、第２回転角、 １１０、１２０…センサ、 １７０…回路制御部、 １８０…回路、 １８５…駆動装置、 ３１０…電子装置、 Ａｘ、Ａｙ…第１、第２振幅、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、 Ｄｖ…検出値、 ＯＰ１～ＯＰ４…第１～第４モード動作、 Ｓ１…信号、 ＳＴ１、ＳＴ２…第１、第２状態、 Ｓｃ０…制御信号、 Ｓｃ３…第３モード制御信号、 Ｓｍ３、Ｓｍ４…第３、第４モード信号、 ＶＡ１…演算後角度、 Ｖｄ１～Ｖｄ４…第１～第４駆動信号、 Ｖｓ１～Ｖｓ４…第１～第４検出信号、 ｇ１～ｇ６…第１～第６間隙

Claims (11)

1. センサ素子と、
   制御部と、
   を備え、
   前記センサ素子は、第１センサ部を含み、
   前記第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含み、前記第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含み、
   前記制御部は、第１モード動作、第２モード動作及び第３モード動作を実施可能であり、
   前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、に基づいて、前記第１可動部の第１回転角を導出可能であり、
   前記第２モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、前記第１可動部の第１角速度を導出可能であり、
   前記第３モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の前記回転角を変化させる第３モード信号を前記第１センサ部に供給可能である、センサ。
2. 前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、の比に基づいて、前記第１回転角を導出可能である、請求項１記載のセンサ。
3. 前記制御部は、前記第１センサ部の校正の際に前記第３モード動作を実施する、請求項１または２に記載のセンサ。
4. 前記制御部は、前記第１可動部の角速度が第１しきい値以下の場合に前記第２モード動作を実施し、
   前記制御部は、前記第１可動部の前記角速度が前記第１しきい値を超える場合に前記第１モード動作を実施する、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
5. 前記第１センサ部は、
   第１基体領域を含む基体と、
   前記第１基体領域に固定された第１固定部と、
   前記第１固定部に支持され前記第１可動部を支持する第１支持部と、
   前記第１可動部と対向する第１センサ対向電極と、
   を含み、
   前記基体と前記第１支持部との間、及び、前記基体と前記第１可動部との間に、第１間隙が設けられた、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
6. センサ素子と、
   制御部と、
   を備え、
   前記センサ素子は、第１センサ部及び第２センサ部を含み、
   前記第１センサ部は、振動可能な第１可動部を含み、前記第１可動部の振動は、第１方向の第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向の第２成分と、を含み、
   前記第２センサ部は、振動可能な第２可動部を含み、前記第２可動部の振動は、第３方向の第３成分と、前記第３方向と交差する第４方向の第４成分と、を含み、
   前記制御部は、第１モード動作、第２モード動作、第３モード動作及び第４モード動作を実施可能であり、
   前記第１モード動作において、前記制御部は、前記第１成分の第１振幅と、前記第２成分の第２振幅と、に基づいて、前記第１センサ部の第１回転角を導出可能であり、
   前記第２モード動作において、前記制御部は、前記第２可動部の回転角が一定となるような制御信号の変化に基づいて、前記第２センサ部の第２角速度を導出可能であり、
   前記第３モード動作において、前記制御部は、前記第１可動部の回転角を変化させる第３モード信号を前記第１センサ部に供給可能であり、
   前記第４モード動作において、前記制御部は、前記第２可動部の前記回転角を変化させる第４モード信号を前記第２センサ部に供給可能である、センサ。
7. 前記制御部は、角度演算部を含み、
   前記角度演算部は、前記第１回転角、及び、前記第２角速度に基づく演算により導出された演算結果を出力可能である、請求項６に記載のセンサ。
8. 前記センサ素子は、第１基体領域及び第２基体領域を含む基体をさらに含み、
   前記第１センサ部は、
   前記第１基体領域に固定された第１固定部と、
   前記第１固定部に支持され前記第１可動部を支持する第１支持部と、
   前記第１可動部と対向する第１センサ対向電極と、
   を含み、
   前記基体と前記第１支持部との間、及び、前記基体と前記第１可動部との間に、第１間隙が設けられ、
   前記第２センサ部は、
   前記第２基体領域に固定された第２固定部と、
   前記第２固定部に支持され前記第２可動部を支持する第２支持部と、
   前記第２可動部と対向する第２センサ対向電極と、
   を含み、
   前記基体と前記第２支持部との間、及び、前記基体と前記第２可動部との間に、第４間隙が設けられた、請求項７に記載のセンサ。
9. 前記第１可動部は、第１振動電極と、第２振動電極と、を含み、
   前記第１センサ対向電極は、前記第１振動電極と対向する第１対向振動電極と、前記第２振動電極と対向する第２対向振動電極と、を含み、
   前記第１固定部から前記第１対向振動電極への方向、及び、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への方向は、前記第１基体領域から前記第１固定部への積層方向と交差し、
   前記第１固定部から前記第１対向振動電極への前記方向は、前記第１固定部から前記第２対向振動電極への前記方向と交差し、
   前記第２可動部は、第３振動電極と、第４振動電極と、を含み、
   前記第２センサ対向電極は、前記第３振動電極と対向する第３対向振動電極と、前記第４振動電極と対向する第４対向振動電極と、を含み、
   前記第２固定部から前記第３対向振動電極への方向、及び、前記第２固定部から前記第４対向振動電極への方向は、前記積層方向と交差し、
   前記第２固定部から前記第３対向振動電極への前記方向は、前記第２固定部から前記第４対向振動電極への前記方向と交差した、請求項８に記載のセンサ。
10. 前記第１可動部は、第１検出電極と、第２検出電極と、を含み、
    前記第１センサ対向電極は、前記第１検出電極と対向する第１対向検出電極と、前記第２検出電極と対向する第２対向検出電極と、を含み、
    前記第１固定部は、前記第１振動電極と前記第１検出電極との間にあり、
    前記第１固定部は、前記第２振動電極と前記第２検出電極との間にあり、
    前記第２可動部は、第３検出電極と、第４検出電極と、を含み、
    前記第２センサ対向電極は、前記第３検出電極と対向する第３対向検出電極と、前記第４検出電極と対向する第４対向検出電極と、を含み、
    前記第２固定部は、前記第３振動電極と前記第３検出電極との間にあり、
    前記第２固定部は、前記第４振動電極と前記第４検出電極との間にある、
    請求項９に記載のセンサ。
11. 請求項１～１０のいずれか１つに記載のセンサと、
    前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路制御部と、
    を備えた電子装置。

Images