JP7204576B2

JP7204576B2 - センサ

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Publication number: JP7204576B2
Application number: JP2019092045A
Authority: JP
Inventors: 竜之介丸藤; 民雄池橋; 泰冨澤; 志織加治
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2023-01-16
Anticipated expiration: 2039-05-15
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Description

本発明の実施形態は、センサに関する。

ジャイロセンサなどのセンサがある。センサにおいて、検出精度の向上が望まれる。

特開２０１６－２００５１２号公報

本発明の実施形態は、精度を向上できるセンサを提供する。

本発明の実施形態によれば、センサは、可動部材、第１対向電極、第２対向電極、第１抵抗、第２抵抗及び制御装置を含む。前記可動部材は、第１電極及び第２電極を含み振動可能である。前記可動部材の前記振動は、第１方向に沿う第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿う第２成分と、を含む。前記第１対向電極は、前記第１電極と対向する。前記第２対向電極は、前記第２電極と対向する。前記第１抵抗は、第１端部及び第１他端部を含む。前記第２抵抗は、第２端部及び第２他端部を含む。前記第１他端部は、前記第１対向電極と電気的に接続される。前記第２他端部は、前記第２対向電極と電気的に接続される。前記制御装置は、第１動作を実施することが可能な制御部を含む。前記第１動作は、前記第１成分及び前記第２成分を取得する第１取得動作を含む。前記第１動作は、前記取得した前記第１成分の第１時定数と、前記取得した前記第２成分の第２時定数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１抵抗の抵抗値、前記第２抵抗の抵抗値、前記第１端部の第１電圧、及び、前記第２端部の第２電圧の少なくともいずれかを変更する第１変更動作を含む。

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フローチャート図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）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の動作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動作を例示するフローチャート図である。図６は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。図７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８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９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１０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１１は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。図１２は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。図１３は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。図１４は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。図１５は、第２実施形態に係るセンサ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、実施形態に係るセンサ１１０は、可動部材１０、第１対向電極２１Ｅ、第２対向電極２２Ｅ、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２及び制御装置７０を含む。

可動部材１０、第１対向電極２１Ｅ及び第２対向電極２２Ｅは、センサ素子１０Ｕに含まれる。センサ素子１０Ｕは、例えば「ジャイロ素子」である。

可動部材１０は、第１電極１１Ｅ及び第２電極１２Ｅを含む。可動部材１０は、振動可能である。可動部材１０の振動は、第１方向Ｄ１に沿う第１成分と、第２方向Ｄ２に沿う第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方向Ｄ１をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｙ軸方向である。

図１に示すように、可動部材１０は、複数の電極１０Ｅを含む。複数の電極１０Ｅの１つが、第１電極１１Ｅに対応する。複数の電極１０Ｅの別の１つが、第２電極１２Ｅに対応する。

センサ素子１０Ｕは、複数の対向電極２０Ｅを含む。複数の対向電極２０Ｅの１つが、第１対向電極２１Ｅに対応する。複数の対向電極２０Ｅの別の１つが、第２対向電極２２Ｅに対応する。

図１に示すように、センサ素子１０Ｕは、支持部材１０Ｓをさらに含む。支持部材１０Ｓは、可動部材１０を支持する。支持部材１０Ｓは、変形可能である。支持部材１０Ｓは、例えば、ばね機構である。

この例では、固定部材１０Ｆが設けられている。固定部材１０Ｆは、図示しない基板などに固定される。支持部材１０Ｓの一端は、固定部材１０Ｆに接続される。支持部材１０Ｓの他端は、可動部材１０に接続される。例えば、複数の支持部材１０Ｓが設けられ、複数の支持部材１０Ｓにより、可動部材１０が支持されても良い。

支持部材１０Ｓが変形可能であるため、可動部材１０の位置は、変化可能である。可動部材１０の位置の変化は、例えば、Ｘ－Ｙ平面内での位置の変化を含む。位置の変化が、可動部材１０の振動に対応する。振動は、Ｘ－Ｙ平面内での位置の変化を含む。

センサ素子１０Ｕは、例えば、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）素子である。

この例では、可動部材１０は、環状である。固定部材１０Ｆは、環状の可動部材１０の孔の中にある。固定部材１０Ｆは、可動部材１０のＸ－Ｙ平面における中心部に設けられる。第１電極１１Ｅから固定部材１０Ｆへの方向は、第２電極１２Ｅから固定部材１０Ｆへの方向と交差する。第１電極１１Ｅから、可動部材１０のＸ－Ｙ平面における中心部への方向は、第２電極１２Ｅから、可動部材１０のＸ－Ｙ平面における中心部への方向と交差する。

第１対向電極２１Ｅは、第１電極１１Ｅと対向する。第２対向電極２２Ｅは、第２電極１２Ｅと対向する。複数の対向電極２０Ｅの１つは、複数の電極１０Ｅの１つと対向する。対向の方向は、Ｘ－Ｙ平面に沿う成分を含む。

この例では、複数の対向電極２０Ｅの１つ、及び、複数の電極１０Ｅの１つを含むグループは、櫛歯電極状である。

第１抵抗Ｒ１は、第１端部ｅｐ１及び第１他端部ｃｐ１を含む。第１他端部ｃｐ１は、第１対向電極２１Ｅと電気的に接続される。例えば、第１端部ｅｐ１は、制御装置７０と電気的に接続される。この例では、配線Ｌｒ１により、第１他端部ｃｐ１は、第１対向電極２１Ｅと電気的に接続される。

この例では、第１加算器ＳＵ１が設けられている。第１加算器ＳＵ１の複数の入力の１つに、配線Ｌｃ１の一端が接続される。配線Ｌｃ１の他端は、制御装置７０に接続される。第１加算器ＳＵ１の複数の入力の別の１つに、後述する第１交流電圧Ｖａｃ１（交流信号）が供給される。第１加算器ＳＵ１及び配線Ｌｃ１を介して、第１端部ｅｐ１は、制御装置７０と電気的に接続される。

第２抵抗Ｒ２は、第２端部ｅｐ２及び第２他端部ｃｐ２を含む。第２他端部ｃｐ２は、第２対向電極２２Ｅと電気的に接続される。例えば、第２端部ｅｐ２は、制御装置７０と電気的に接続される。この例では、配線Ｌｒ２により、第２他端部ｃｐ２は、第２対向電極２２Ｅと電気的に接続される。

この例では、第２加算器ＳＵ２が設けられている。第２加算器ＳＵ２の複数の入力の１つに、配線Ｌｃ２の一端が接続される。配線Ｌｃ２の他端は、制御装置７０に接続される。第２加算器ＳＵ２の複数の入力の別の１つに、後述する第２交流電圧Ｖａｃ２（交流信号）が供給される。第２加算器ＳＵ２及び配線Ｌｃ２を介して、第２端部ｅｐ２は、制御装置７０と電気的に接続される。

第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の少なくとも１つは、可変抵抗である。この例では、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の両方が可変抵抗である。第１抵抗Ｒ１に供給される制御信号ＳＲ１に応じて、第１抵抗Ｒ１の抵抗は、変化する。第２抵抗Ｒ２に供給される制御信号ＳＲ２に応じて、第２抵抗Ｒ２の抵抗は、変化する。

第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２として、例えば、集積回路が用いられても良い。第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、例えば、固定部材１０Ｆが固定される基板に形成されても良い。

制御装置７０は、制御部７４を含む。制御部７４は、例えば、演算部７５及びドライバ部７６を含む。例えば、演算部７５における演算結果がドライバ部７６に供給される。ドライバ部７６は、演算結果に基づいて、各種の電圧などを出力する。各種の電圧は、電気信号を含む。

この例では、ドライバ部７６は、制御信号出力部ＤＲ１、制御信号出力部ＤＲ２、電圧出力部Ｄｄｃ１及び、電圧出力部Ｄｄｃ２を含む。制御部７４（例えば、制御信号出力部ＤＲ１）は、第１抵抗Ｒ１に制御信号ＳＲ１を供給する。制御部７４（例えば、制御信号出力部ＤＲ２）は、第２抵抗Ｒ２に制御信号ＳＲ２を供給する。制御部７４（例えば、電圧出力部Ｄｄｃ１）は、第１抵抗Ｒ１の第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１を制御する。制御部７４（例えば、電圧出力部Ｄｄｃ２）は、第２抵抗Ｒ２の第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２を制御する。第１電圧Ｖｄｃ１及び第２電圧Ｖｄｃ２は、直流成分を含む。

例えば、第１電極１１Ｅ及び第１対向電極２１Ｅにより、容量素子が形成される。容量素子に第１抵抗Ｒ１が直列に接続される。第１電極１１Ｅ、第１対向電極２１Ｅ及び第１抵抗Ｒ１により、例えば、第１可変電気ダンパが形成される。例えば、第１電圧Ｖｄｃ１により、第１電極１１Ｅ及び第１対向電極２１Ｅによる容量素子のキャパシタンスが変化しても良い。第１電極１１Ｅ、第１対向電極２１Ｅ、第１抵抗Ｒ１及び第１電圧Ｖｄｃ１により、例えば、第１可変電気ダンパが形成される。

例えば、第２電極１２Ｅ及び第２対向電極２２Ｅにより、容量素子が形成される。容量素子に第２抵抗Ｒ２が直列に接続される。第２電極１２Ｅ、第２対向電極２２Ｅ及び第２抵抗Ｒ２により、例えば、第２可変電気ダンパが形成される。例えば、第２電圧Ｖｄｃ２により、第２電極１２Ｅ及び第２対向電極２２Ｅによる容量素子のキャパシタンスが変化しても良い。第２電極１２Ｅ、第２対向電極２２Ｅ、第２抵抗Ｒ２及び第２電圧Ｖｄｃ２により、例えば、第２可変電気ダンパが形成される。

これらの可変電気ダンパにより、可動部材１０の振動特性を変化させることができる。

既に説明したように、第１電極１１Ｅから、可動部材１０のＸ－Ｙ平面における中心部への方向は、第２電極１２Ｅから、可動部材１０のＸ－Ｙ平面における中心部への方向と交差する。例えば、第１電圧Ｖｄｃ１が変化したときの可動部材１０の変位の方向は、第２電圧Ｖｄｃ２が変化したときの可動部材１０の変位の方向と交差する。例えば、第１電圧Ｖｄｃ１が変化したときに、可動部材１０の位置は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方に沿って変化する。例えば、第２電圧Ｖｄｃ２が変化したときに、可動部材１０の位置は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の他方に沿って変化する。

上記のような第１可変電気ダンパ及び第２可変電気ダンパにより、振動のＸ軸方向の成分の時定数、及び、振動のＹ軸方向の成分の時定数を制御できる。時定数を制御することで、精度を向上できるセンサを提供できる。時定数の制御の例については、後述する。

既に説明したように、この例では、第１加算器ＳＵ１に第１交流電圧Ｖａｃ１が入力され、第２加算器ＳＵ２に第２交流電圧Ｖａｃ２が入力される。例えば制御部７４のドライバ部７６に、交流電圧出力部Ｄａｃ１及び交流電圧出力部Ｄａｃ２が設けられる。

交流電圧出力部Ｄａｃ１から第１交流電圧Ｖａｃ１が出力される。第１交流電圧Ｖａｃ１は、第１加算器ＳＵ１を介して、第１抵抗Ｒ１の第１端部ｅｐ１に印加される。第１交流電圧Ｖａｃ１は、第１抵抗Ｒ１を介して、第１対向電極２１Ｅに印加される。第１対向電極２１Ｅと第１電極１１Ｅとの間に、第１交流電圧Ｖａｃ１の交流成分が印加される。これにより、可動部材１０は、第１交流電圧Ｖａｃ１に応じて、例えば、１つの方向に沿って振動する。この振動の方向は、例えば、第１方向Ｄ１の成分を含む。

交流電圧出力部Ｄａｃ２から第２交流電圧Ｖａｃ２が出力される。第２交流電圧Ｖａｃ２は、第２加算器ＳＵ２を介して、第２抵抗Ｒ２の第２端部ｅｐ２に印加される。第２交流電圧Ｖａｃ２は、第２抵抗Ｒ２を介して、第２対向電極２２Ｅに印加される。第２対向電極２２Ｅと第２電極１２Ｅとの間に、第２交流電圧Ｖａｃ２の交流成分が印加される。これにより、可動部材１０は、第２交流電圧Ｖａｃ２に応じて、例えば、別の１つの方向に沿って振動する。この振動の方向は、例えば、第２方向Ｄ２の成分を含む。

このように、制御部７４は、第１電極１１Ｅと第１対向電極２１Ｅとの間に第１交流電圧Ｖａｃ１を印加し、第２電極１２Ｅと第２対向電極２２Ｅとの間に第２交流電圧Ｖａｃ２を印加して、可動部材１０を振動させる。可動部材１０の振動の方向は、第１方向Ｄ１の成分、及び、第２方向Ｄ２の成分を含む。

振動している可動部材１０が外力などにより回転すると、振動状態が変化する。振動状態の変化を検出することで、回転角度θを検出することができる。例えば、制御部７４は、可動部材１０を軸方向に沿って振動させることが可能である。例えば、制御部７４は、その軸方向を回転させることが可能である。

図１に示すように、この例では、可動部材１０は、第１検出用電極１１ｓＥ及び第２検出用電極１２ｓＥを含む。例えば、第１電極１１Ｅから第１検出用電極１１ｓＥへの方向（この例では、Ｘ軸方向）は、第２電極１２Ｅから第２検出用電極１２ｓＥへの方向（この例では、Ｙ軸方向）と交差する。

一方、センサ素子１０Ｕは、第１検出用対向電極２１ｓＥ及び第２検出用対向電極２２ｓＥを含む。第１検出用対向電極２１ｓＥは、第１検出用電極１１ｓＥと対向する。第２検出用対向電極２２ｓＥは、第２検出用電極１２ｓＥと対向する。第１検出用対向電極２１ｓＥ及び第１検出用電極１１ｓＥは、例えば、櫛歯電極状である。第２検出用対向電極２２ｓＥ及び第２検出用電極１２ｓＥは、例えば、櫛歯電極状である。

制御装置７０は、第１検出部７１及び第２検出部７２を含む。第１検出部７１は、第１検出用対向電極２１ｓＥと電気的に接続される。第２検出部７２は、第２検出用対向電極２２ｓＥと電気的に接続される。第１検出部７１及び第２検出部７２は、検出部７０ｓに含まれる。例えば、差動回路などを用いることで、１つの検出部により、第１検出部７１及び第２検出部７２における動作が行われても良い。以下では、説明を簡単にするために、２つの検出部が設けられる例について説明する。

第１検出部７１は、例えば、第１検出用対向電極２１ｓＥに第１検出電圧Ｖｓ１を印加する。第１検出用対向電極２１ｓＥと第１検出用電極１１ｓＥとの間の容量結合により、第１方向Ｄ１に沿う振動の振幅に応じた信号が検出される。第２検出部７２は、例えば、第２検出用対向電極２２ｓＥに第２検出電圧Ｖｓ２を印加する。第２検出用対向電極２２ｓＥと第２検出用電極１２ｓＥとの間の容量結合により、第２方向Ｄ２に沿う振動の振幅に応じた信号が検出される。

このように、第１検出部７１は、可動部材１０の振動の、第１方向Ｄ１に沿う第１成分の第１振幅を検出する。第２検出部７２は、可動部材１０の振動の、第２方向Ｄ２に沿う第２成分の第２振幅を検出する。

第１検出部７１及び第２検出部７２で検出された振幅が、制御部７４の演算部７５に供給される。演算部７５は、例えば、回転角度θを導出する部分（例えば、回転角度導出部７５ｃ）を含む。回転角度導出部７５ｃにより導出された回転角度θに関するデータが、制御装置７０（例えば、制御部７４）から、信号Ｓｉｇ０として出力される。

このように、制御部７４は、振動の第１方向Ｄ１に沿う第１成分、及び、振動の第２方向Ｄ２に沿う第２成分に基づいて、可動部材１０の回転角度θに対応する信号Ｓｉｇ０を出力可能である。

既に説明したように、振動している可動部材１０が外力などにより回転すると、振動状態が変化する。振動状態の変化は、例えば、コリオリ力の作用によると考えられる。例えば、可動部材１０は、バネ機構（例えば支持部材１０Ｓ）により振動する。第１方向Ｄ１に振動している可動部材１０に、回転の角速度Ωによるコリオリ力が作用する。これにより、可動部材１０に第２方向Ｄ２に沿う振動の成分が生じる。第２検出部７２は、第２方向Ｄ２に沿う振動の振幅を検出する。一方、第２方向Ｄ２に振動している可動部材１０に、回転の角速度Ωによるコリオリ力が作用する。これにより、可動部材１０に第１方向Ｄ１に沿う振動の成分が生じる。第１検出部７１は、第１方向Ｄ１に沿う振動の振幅を検出する。例えば、第１方向Ｄ１の第１成分の振幅を「Ａｘ」とし、第２方向Ｄ２の第２成分の振幅を「Ａｙ」としたとき、回転角度θは、例えば、ｔａｎ^－１（－Ａｙ／Ａｘ）に対応する。

制御部７４は、第１検出部７１から第１成分を取得し、第２検出部７２から第２成分を取得する。制御部７４における演算により、回転角度θに対応する信号Ｓｉｇ０が制御部７４から出力される。

ここで、例えば、可動部材１０が回転しないときにおいて、第１方向Ｄ１の第１成分と、第２方向Ｄ２の第２成分と、が実質的に同じ場合に、算出される回転角度θにおいて、高い精度が得られると考えられる。しかしながら、例えば、製造工程におけるばらつきなどに起因して、２つの方向に沿う振動の振幅は必ずしも均一ではない場合がある。さらに、温度変化などに伴って、振動の振幅が不均一になる場合が生じる。このよう場合に、検出精度が低くなる場合があると考えられる。

実施形態においては、例えば、制御装置７０の制御部７４は、以下に説明する第１動作を実施する。第１動作は、例えば、補正動作である。第１動作により、例えば、可動部材１０の振動が、Ｘ－Ｙ平面内で均一になり易くなる。精度を向上できるセンサを提供できる。第１動作の少なくとも一部は、例えば、制御部７４の演算部７５の１つの部分（時定数調整部７５ａ、図１参照）などで実施される。以下、第１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フローチャート図である。
図２に例示される動作は、例えば、制御装置７０の制御部７４で実施される。
図２に示すように、制御部７４は、第１動作（ステップＳ１１０）を実施することが可能である。第１動作は、第１取得動作（ステップＳ１１１）、及び、第１変更動作（ステップＳ１１２）を含む。

第１取得動作において、制御部７４は、可動部材１０の振動の第１方向Ｄ１に沿う第１成分、及び、可動部材１０の振動の第２方向Ｄ２に沿う第２成分を取得する。例えば、既に説明したように、制御部７４は、第１検出部７１から第１成分を取得し、第２検出部７２から第２成分を取得する。第１成分は、第１方向Ｄ１に沿う振幅に対応する。第２成分は、第２方向Ｄ２に沿う振幅に対応する。

第１変更動作において、制御部７４は、取得した第１成分の第１時定数と、取得した第２成分の第２時定数と、の差ΔＴの絶対値が小さくなるように、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかを変更する。

第１変更動作により、第１時定数と第２時定数との差ΔＴの絶対値が小さくなる。これにより、可動部材１０の振動のＸ－Ｙ面内の不均一性が抑制される。これにより、精度を向上できるセンサが提供できる。

図２に示すように、第１変更動作の後に、例えば、差ΔＴが、定められたしきい値と比較される（ステップＳ１１３）。差ΔＴが、しきい値未満のときは、終了する。差ΔＴが、しきい値以上のときは、ステップＳ１１１に戻る。このように、制御部７４は、第１動作を繰り返して実施しても良い。例えば、第１動作は、クローズドループによる常時自動的な動作である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）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）は、振動の振幅の第１方向Ｄ１に沿う第１成分に対応する。図３（ｂ）は、振動の振幅の第２方向Ｄ２に沿う第２成分に対応する。これらの図の横軸は、時間ｔｍに対応する。図３（ａ）の縦軸は、第１成分の強度Ａｐ１に対応する。図３（ｂ）の縦軸は、第２成分の強度Ａｐ２に対応する。

図３（ａ）に示すように、第１方向Ｄ１の第１成分は、第１共振周波数ｆｒ１と、第１時定数Ｔ１（第１減衰時定数）と、を有する。第１時定数Ｔ１は、強度Ａｐ１が、減衰前の状態における強度Ａｐ１の１／ｅになるまでの時間である。「ｅ」は、自然対数の底である。

図３（ｂ）に示すように、第２方向Ｄ２の第２成分は、第２共振周波数ｆｒ２と、第２時定数Ｔ２（第２減衰時定数）と、を有する。第２時定数Ｔ２は、強度Ａｐ２が、減衰前の状態における強度Ａｐ２の１／ｅになるまでの時間である。

差ΔＴは、第１時定数Ｔ１と第２時定数Ｔ２との差に対応する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１時定数Ｔ１は、第２時定数Ｔ２と必ずしも同じではない。差ΔＴは、必ずしも０ではない。例えば、これらの時定数は、センサ素子１０Ｕの製造ばらつきなどの影響を受ける。さらに、これらの時定数は、温度によっても変化する。

第１時定数Ｔ１は、例えば、第１抵抗Ｒ１の値、または、第１電圧Ｖｄｃ１により、変更できる。第２時定数Ｔ２は、例えば、第２抵抗Ｒ２の値、または、第２電圧Ｖｄｃ２により、変更できる。

実施形態においては、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかを変更する。これにより、差ΔＴを小さくする。これにより、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２における振動の不均一性が抑制できる。実施形態によれば、検出の精度を向上できる。

例えば、図１に例示した時定数調整部７５ａに、第１検出部７１により検出された第１成分と、第２検出部７２により検出された第２成分と、が供給される。時定数調整部７５ａにおいて、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかに関して、差ΔＴが小さくなるような値が算出される。算出結果が、ドライバ部７６に供給される。算出された値に基づいて、ドライバ部７６から、第１抵抗Ｒ１の制御信号ＳＲ１、第２抵抗Ｒ２の制御信号ＳＲ２、第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２電圧Ｖｄｃ２が出力される。制御信号ＳＲ１、制御信号ＳＲ２、第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかは、差ΔＴが小さくなるように算出された値に基づいて、変更されている。

以下、差ΔＴが小さくなるように第１抵抗Ｒ１を変更する場合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の動作を例示する模式図である。
これらの図の横軸は、時間ｔｍである。図４（ａ）の縦軸は、差ΔＴである。図４（ｂ）の縦軸は、第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｐ（Ｒ１）である。

図４（ａ）に示すように、差ΔＴは、時刻ｔ１～時刻ｔ２までの期間、実質的に０である。図４（ｂ）に示すように、この期間における抵抗値Ｐ（Ｒ１）は、値Ｒ０１である。

図４（ａ）に示すように、時刻ｔ２を過ぎると、差ΔＴが増大する。差ΔＴの増大は、例えば、温度の変化などによる。

図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ３において、上記の第１動作を実施する。例えば、抵抗値Ｐ（Ｒ１）は、値Ｒ０１から値Ｒ０２に向けて変化される。これに伴い、図４（ａ）に示すように差ΔＴは、小さくなる。

図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ４以降において、抵抗値Ｐ（Ｒ１）は、値Ｒ０２となる。図４（ａ）に示すように、差ΔＴは、実質的に０となる。時刻ｔ５においても差ΔＴは０を維持する。

実施形態において、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、第１動作が繰り返して実施されても良い。１回の第１動作の実施により、差ΔＴが実質的に０になっても良い。このような第１動作により、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２における振動の不均一性が抑制できる。検出の精度を向上できる。

一方、第１成分は、第１共振周波数ｆｒ１を有し、第２成分は、第２共振周波数ｆｒ２を有する。第１共振周波数ｆｒ１と第２共振周波数ｆｒ２とは、必ずしも同じではない場合がある。第１共振周波数ｆｒ１と第２共振周波数ｆｒ２との差ΔＦは、必ずしも０ではない。これらの共振周波数は、センサ素子１０Ｕの製造ばらつきなどの影響を受ける。さらに、これらの共振周波数は、温度によっても変化する。

実施形態において、第１共振周波数ｆｒ１と第２共振周波数ｆｒ２との差ΔＦが小さくなるような動作（例えば第２動作）が実施されても良い。第２動作の少なくとも一部は、例えば、制御部７４の演算部７５の１つの部分（共振周波数調整部７５ｂ、図１参照）などで実施される。以下、第２動作の例について説明する。

例えば、図１に示すように、センサ１１０は、第１対向導電部２１Ｃ及び第２対向導電部２２Ｃをさらに含んでも良い。第１対向導電部２１Ｃ及び第２対向導電部２２Ｃは、例えば、センサ素子１０Ｕに含まれる。可動部材１０は、第１導電部１１Ｃ及び第２導電部１２Ｃをさらに含んでも良い。第１対向導電部２１Ｃは、第１導電部１１Ｃと対向する。第２対向導電部２２Ｃは、第２導電部１２Ｃと対向する。この例では、第１対向導電部２１Ｃ及び第１導電部１１Ｃのグループ、及び、第２対向導電部２２Ｃ及び第２導電部１２Ｃのグループのそれぞれは、平行平板電極ペアに対応する。

例えば、ドライバ部７６は、電圧出力部Ｄｐ１及び電圧出力部Ｄｐ２を含む。電圧出力部Ｄｐ１は、例えば、配線Ｌｐ１により、第１対向導電部２１Ｃと接続される。電圧出力部Ｄｐ２は、例えば、配線Ｌｐ２により、第２対向導電部２２Ｃと接続される。電圧出力部Ｄｐ１により、第１対向導電部２１Ｃに第１対向導電部電圧Ｖｐ１が印加される。電圧出力部Ｄｐ２により、第２対向導電部２２Ｃに第２対向導電部電圧Ｖｐ２が印加される。

第１対向導電部電圧Ｖｐ１及び第２対向導電部電圧Ｖｐ２により、可動部材１０の振動の共振周波数を制御できる。第１導電部１１Ｃ、第１対向導電部２１Ｃ及び第１対向導電部電圧Ｖｐ１により、例えば、第１可変電気ばねが形成される。第２導電部１２Ｃ、第２対向導電部２２Ｃ及び第２対向導電部電圧Ｖｐ２により、例えば、第２可変電気ばねが形成される。これらの可変電気ばねの方向は互いに交差している。

例えば、第１対向導電部電圧Ｖｐ１が変化したときの可動部材１０の変位の方向は、第２対向導電部電圧Ｖｐ２が変化したときの可動部材１０の変位の方向と交差する。複数の方向の変位に対応する複数の可変電気ばねにより、任意の方向における共振周波数を制御できる。以下、第２動作のいくつかの例について説明する。

既に説明したように、取得した第１成分は、第１共振周波数ｆｒ１を有し、取得した第２成分は、第２共振周波数ｆｒ２を有する。

図５は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図５に例示される動作は、例えば、制御装置７０の制御部７４で実施される。
図５に示すように、制御部７４は、第２動作（ステップＳ１２０）を実施することが可能である。第２動作は、第２取得動作（ステップＳ１２１）、及び、第２変更動作（ステップＳ１２２）を含む。

第２取得動作において、制御部７４は、振動の振幅の第１方向Ｄ１に沿う第１成分、及び、振動の振幅の第２方向Ｄ２に沿う第２成分を取得する。

第２変更動作において、取得した第１成分の第１共振周波数ｆｒ１と、取得した第２成分の第２共振周波数ｆｒ２と、の差ΔＦの絶対値が小さくなるように、第１対向導電部２１Ｃの第１対向導電部電圧Ｖｐ１、及び、第２対向導電部２２Ｃの第２対向導電部電圧Ｖｐ２の少なくともいずれかを変更する。

これにより、共振周波数の面内方向の差（差ΔＦ）を小さくできる。精度をさらに向上できる。

図５に示すように、例えば、差ΔＦが、定められたしきい値と比較される（ステップＳ１２３）。差ΔＦが、しきい値未満のときは、終了する。差ΔＦが、しきい値以上のときは、ステップＳ１２１に戻る。このように、制御部７４は、第２動作を繰り返して実施しても良い。例えば、第２動作は、クローズドループによる常時自動的な動作である。

図５の例では、第１動作及び第２動作が並行して実施される。第１動作の少なくとも一部と、第２動作の少なくとも一部と、が同時に実施されても良い。第１動作が終了した後に、第２動作が実施されても良い。第１動作及び第２動作の順番は、入れ替えられても良い。

上記の第２変更動作が第１動作に含まれても良い。
図６は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図６に例示される動作は、例えば、制御装置７０の制御部７４で実施される。
図６に示すように、第１動作（ステップＳ１１０）は、第１取得動作（ステップＳ１１１）、第１変更動作（ステップＳ１１２）及びステップＳ１１３に加えて、第２変更動作（ステップＳ１２２）をさらに含んでも良い。この場合、第２取得動作が省略される。この例では、第１動作は、ステップＳ１２３をさらに含んでも良い。この例では、制御部７４は、時定数に関する差ΔＴを小さくした後に、共振周波数に関する差ΔＦを小さくする。このような第１動作が繰り返して実施されても良い。実施形態において、第１変更動作及び第２変更動作の順番は、入れ替えられても良い。

図７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７に示すように、可動部材１０は、第３電極１３Ｅ及び第４電極１４Ｅをさらに含んでも良い。センサ素子１０Ｕは、第３対向電極２３Ｅ及び第４対向電極２４Ｅをさらに含んでも良い。第３対向電極２３Ｅは、第３電極１３Ｅと対向する。第４対向電極２４Ｅは、第４電極１４Ｅと対向する。センサ１１０は、第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４を含む。第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４は、可変抵抗である。第３抵抗Ｒ３の１つの端は、第３対向電極２３Ｅと接続される。第３抵抗Ｒ３の「別の端」は、制御部７４と電気的に接続される。第４抵抗Ｒ４の１つの端は、第４対向電極２４Ｅと接続される。第４抵抗Ｒ４の「別の端」は、制御部７４と電気的に接続される。第３電極１３Ｅ及び第３対向電極２３Ｅを含むグループは、櫛歯電極状である。第４電極１４Ｅ及び第４対向電極２４Ｅを含むグループは、櫛歯電極状である。

制御部７４は、第３抵抗Ｒ３に制御信号ＳＲ３を供給する。制御信号ＳＲ３に応じて、第３抵抗Ｒ３の抵抗は、変化する。制御部７４は、第４抵抗Ｒ４に制御信号ＳＲ４を供給する。制御信号ＳＲ４に応じて、第４抵抗Ｒ４の抵抗は、変化する。

制御部７４は、第３抵抗Ｒ３の上記の「別の端」に、第３電圧Ｖｄｃ３を印加する。制御部７４は、第４抵抗Ｒ４の上記の「別の端」に、第４電圧Ｖｄｃ４を印加する。制御部７４は、差ΔＴが小さくなるように、第３抵抗Ｒ３の抵抗値、第４抵抗Ｒ４の抵抗値、第３電圧Ｖｄｃ３及び第４電圧Ｖｄｃ４の少なくともいずれかを変更しても良い。

図７に示すように、センサ１１０は、第３対向導電部２３Ｃ及び第４対向導電部２４Ｃをさらに含んでも良い。第３対向導電部２３Ｃ及び第４対向導電部２４Ｃは、例えば、センサ素子１０Ｕに含まれる。可動部材１０は、第３導電部１３Ｃ及び第４導電部１４Ｃをさらに含んでも良い。第３対向導電部２３Ｃは、第３導電部１３Ｃと対向する。第４対向導電部２４Ｃは、第４導電部１４Ｃと対向する。この例では、第３対向導電部２３Ｃ及び第３導電部１３Ｃのグループ、及び、第４対向導電部２４Ｃ及び第４導電部１４Ｃのグループのそれぞれは、平行平板電極ペアに対応する。

例えば、制御部７４は、第３対向導電部２３Ｃに第３対向導電部電圧Ｖｐ３を印加する。制御部７４は、第４対向導電部２４Ｃに第４対向導電部電圧Ｖｐ４を印加する。制御部７４は、第３対向導電部電圧Ｖｐ３及び第４対向導電部電圧Ｖｐ４により、可動部材１０の振動の共振周波数をさらに制御しても良い。

上記の第１～第４電圧Ｖｄｃ１～Ｖｄｃ４は、例えば、時定数制御用の電圧であり、直流成分を含む。上記の第１～第４対向導電部電圧Ｖｐ１～Ｖｐ４は、例えば、共振周波数制御用の電圧であり、直流成分を含む。第１交流電圧Ｖａｃ１及び第２交流電圧Ｖａｃ２は、駆動用の電圧であり、交流成分を含む。第１～第４抵抗Ｒ１～Ｒ４は、例えば、時定数制御用の可変抵抗である。第１検出電圧Ｖｓ１及び第２検出電圧Ｖｓ２は検出電圧である。例えば、第１検出部７１及び第２検出部７２として、１つの差動回路が用いられても良い。

図７に示すように、センサ１１０において、別の電極１８Ｅが設けられても良い。制御装置７０により、別の電極１８Ｅに電圧Ｖｈ１などが印加されても良い。別の電極１８Ｅにより、上記の動作と異なる動作が実施されても良い。

図８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８に示すように、実施形態に係るセンサ１１１においては、制御部７４のドライバ部７６に含まれる電圧出力部Ｄｄｃ１及び電圧出力部Ｄｄｃ２は、例えば、加算器の機能を含む。電圧出力部Ｄｄｃ１において、例えば、第１電圧Ｖｄｃ１と第１交流電圧Ｖａｃ１との和の信号が得られる。この信号が、第１抵抗Ｒ１の第１端部ｅｐ１に供給される。電圧出力部Ｄｄｃ２において、例えば、第２電圧Ｖｄｃ２と第２交流電圧Ｖａｃ２との和の信号が得られる。この信号が、第２抵抗Ｒ２の第２端部ｅｐ２に供給される。センサ１１１におけるこれ以外の構成は、センサ１１０における構成と同様である。

センサ１１１においても、制御部７４は、上記の第１動作を実施する。制御部７４は、上記の第２動作をさらに実施しても良い。センサ１１１においても、精度を向上できるセンサを提供できる。

上記のセンサ１１０及び１１１においては、時定数の調整に用いられる第１対向電極２１Ｅ及び第２対向電極２２Ｅに、駆動用の交流電圧が印加される。実施形態において、駆動用の交流電圧が印加される電極は、時定数の調整に用いられる電極とは別に設けられても良い。以下、この例について説明する。

図９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９に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、第１対向電極２１Ｅ及び第２対向電極２２Ｅに加えて、第１駆動用対向電極２１ＤＥを含む。可動部材１０は、第１電極１１Ｅ及び第２電極１２Ｅに加えて、第１駆動用電極１１ＤＥを含む。第１駆動用対向電極２１ＤＥは、第１駆動用電極１１ＤＥと対向する。制御部７４は、第１駆動用電極１１ＤＥと第１駆動用対向電極２１ＤＥとの間に第１交流電圧Ｖａｃ１を印加して、可動部材１０を振動させる。この場合、制御部７４は、第１抵抗Ｒ１の第１端部ｅｐ１に、第１電圧Ｖｄｃ１を印加する。

センサ１２０は、第２駆動用対向電極２２ＤＥをさらに含んでも良い。可動部材１０は、第２駆動用電極１２ＤＥを含む。第２駆動用対向電極２２ＤＥは、第２駆動用電極１２ＤＥと対向する。制御部７４は、第２駆動用電極１２ＤＥと第２駆動用対向電極２２ＤＥとの間に第２交流電圧Ｖａｃ２を印加して、可動部材１０を振動させる。制御部７４は、第２抵抗Ｒ２の第２端部ｅｐ２に、第２電圧Ｖｄｃ２を印加する。

第１交流電圧Ｖａｃ１による可動部材１０の振動の方向は、第２交流電圧Ｖａｃ２による可動部材１０の振動の方向と交差する。制御部７４は、可動部材１０を軸方向に沿って振動させることが可能である。制御部７４は、その軸方向を回転させることが可能である。

このように、駆動用の交流電圧が印加される電極が、時定数の調整に用いられる電極とは別に設けられても良い。センサ１２０においても、制御部７４は、上記の第１動作を実施する。制御部７４は、上記の第２動作をさらに実施しても良い。センサ１２０においても、精度を向上できるセンサを提供できる。

以下、第１動作及び第２動作の例について説明する。

図１０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１０は、センサ素子１０Ｕに含まれる可動部材１０の振動を模式的に例示している。図１０に示すように、支持部材１０Ｓに支持された可動部材１０は、実質的に楕円軌道１０ｏに沿って振動する。すなわち、楕円振動が生じる。可動部材１０に、角速度Ωが加わる。回転角度θは、角速度Ωの時間に関する積分値に対応する。

楕円軌道１０ｏは、楕円軌道１０ｏの長軸方向の第１長さｘ１と、楕円軌道１０ｏの短軸方向の第２長さｘ２と、を含む。ここで、第１値Ｅを、（ｘ１）^２＋（ｘ２）^２とする。第２値Ｑを、ｘ１とｘ２との積（すなわち、ｘ１×ｘ２）とする。第１値Ｅは、楕円振動の全体エネルギーに対応する。第２値Ｑは、楕円振動の短軸エネルギーに対応する。このような第１値Ｅ及び第２値Ｑを用いて、以下の制御が行われる。

図１１は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図１１に示すように、可動部材１０に第１駆動力Ｆｅを印加して、第１値Ｅを一定に保つ閉ループの第１制御動作を行う（ステップＳ１０５）。第１制御動作は、検出部７０ｓ（第１検出部７１及び第２検出部７２）により検出された、可動部材１０の第１方向Ｄ１に沿う振幅と、第２方向Ｄ２に沿う振動と、に基づいて行われる。

図１１に示すように、可動部材１０に第２駆動力Ｆｑを印加して、第２値Ｑを一定に保つ閉ループの第２制御動作を行う（ステップＳ１０６）。

このように、制御部７４は、第１制御動作及び第２制御動作を実施しても良い。第１制御動作において、制御部７４は、第１値Ｅを取得し、可動部材１０に第１駆動力Ｆｅを供給して第１値Ｅを一定に保つ。第２制御動作において、制御部７４は、第２値Ｑを取得し、可動部材１０に第２駆動力Ｆｑを供給して第２値Ｑを一定に保つ。

この後、制御部７４は、例えば、第１共振周波数ｆｒ１と第２共振周波数ｆｒ２との差ΔＦを推定する（ステップＳ１２５）。差ΔＦの推定の例については、後述する。

差ΔＦが、定められたしきい値と比較される（ステップＳ１２３）。差ΔＦが、しきい値未満のときは、ステップＳ１１０に移行する。差ΔＦが、しきい値以上のときは、第２変更動作（ステップＳ１２２）を実施する。この後、ステップＳ１２５に戻る。

ステップＳ１１０においては、制御部７４は、例えば、第１時定数Ｔ１と第２時定数Ｔ２との差ΔＴを推定する（ステップＳ１１５）。差ΔＴの推定の例については、後述する。

差ΔＴが、定められたしきい値と比較される（ステップＳ１１３）。差ΔＦが、しきい値未満のときは、終了する。差ΔＴが、しきい値以上のときは、第１変更動作（ステップＳ１１２）を実施する。この後、ステップＳ１１５に戻る。

以下、差ΔＦの推定（ステップＳ１２５）のいくつかの例について説明する。

図１２は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図１２は、差ΔＦの推定（ステップＳ１２５）に関する１つの例を示している。例えば、第１方向Ｄ１の振幅、及び、第２方向Ｄ２の振幅を検出する（ステップＳ１２５ａ）。第１共振周波数ｆｒ１において、第１方向Ｄ１の出力、及び、第２方向Ｄ２の出力を同期検波する（ステップＳ１２５ｂ）。共振周波数（第１共振周波数ｆｒ１及び第２共振周波数ｆｒ２）は、例えば、センサ素子１０に固有の特性であり、実施形態においては、これらの共振周波数を電圧により調整できる。

図１２に示すように、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析を行う（ステップＳ１２５ｃ）。ＦＦＴ解析は、常時（連続的または繰り返し）行われる。ＦＦＴ解析の結果から、差ΔＦが推定できる（ステップＳ１２５ｄ）。

図１３は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図１３は、差ΔＦの推定（ステップＳ１２５）に関する別の例を示している。例えば、第１方向Ｄ１の振幅、及び、第２方向Ｄ２の振幅を検出する（ステップＳ１２５ａ）。第１共振周波数ｆｒ１において、第１方向Ｄ１の出力、及び、第２方向Ｄ２の出力を同期検波する（ステップＳ１２５ｂ）。

図１３に示すように、２軸間の位相差を検出する（ステップＳ１２５ｅ）。２軸は、例えば、楕円軌道１０ｏの長軸及び短軸に対応する。２軸間の位相差は、例えば、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との間における位相差に対応する。２軸間の位相差に基づいて、差ΔＦが推定できる（ステップＳ１２５ｄ）。第２方向Ｄ２が第１方向Ｄ１に対して垂直である場合、ΔＦが０のときに、２軸間の位相差が０になる。この特性を利用して、差ΔＦが推定できる。

以下、差ΔＴの推定の例について説明する。
図１４は、第１実施形態に係るセンサの動作を例示するフローチャート図である。
図１４は、差ΔＴの推定（ステップＳ１１５）に関する例を示している。例えば、ステップＳ１０５により、第１駆動力Ｆｅにおける第１値Ｅが得られる。例えば、ステップＳ１０６により、第２駆動力Ｆｑにおける第２値Ｑが得られる。一方、第２動作（ステップＳ１２０、図１１参照）により、差ΔＦは、実質的に０となる。

パラメータＡｔが算出される（ステップＳ１１５ａ）。パラメータＡｔは、（Ｆｅ／Ｅ－Ｆｑ／Ｑ）である。パラメータＡｔは、差ΔＴの逆数（１／ΔＴ）に比例する。パラメータＡｔの算出結果から、差ΔＴが推定できる（ステップＳ１１５ｄ）。

例えば、第１駆動力Ｆｅ及び第２駆動力Ｆｑを変えて上記の動作を行うことで、差ΔＴを小さくできる。

上記の第１実施形態において、例えば、第１時定数Ｔ１と第２時定数Ｔ２との差ΔＴの絶対値は、温度変化により変化する場合がある。この場合、制御部７４は、温度変化による差ΔＴの絶対値の変化に基づいて、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかを変更しても良い。例えば、温度を検出する温度センサが設けられ、温度センサから出力される検出信号に基づいて、制御部７４は、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかを変更しても良い。

（第２実施形態）
第２実施形態においては、温度の検出結果に基づいて、補正動作が実施される。
図１５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１５に示すように、実施形態に係るセンサ１３０は、可動部材１０、第１対向電極２１Ｅ、第２対向電極２２Ｅ、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、温度センサ６０及び制御装置７０を含む。

可動部材１０は、第１電極１１Ｅ及び第２電極１２Ｅを含む。可動部材１０は、振動可能である。可動部材１０の振動は、第１方向Ｄ１に沿う第１成分と、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に沿う第２成分と、を含む。第１対向電極２１Ｅは、第１電極１１Ｅと対向する。第２対向電極２２Ｅは、第２電極１２Ｅと対向する。第１抵抗Ｒ１は、第１端部ｅｐ１及び第１他端部ｃｐ１を含む。第２抵抗Ｒ２は、第２端部ｅｐ２及び第２他端部ｃｐ２を含む。第１他端部ｃｐ１は、第１対向電極２１Ｅと電気的に接続される。第２他端部ｃｐ２は、第２対向電極２２Ｅと電気的に接続される。この例では、第１加算器ＳＵ１及び第２加算器ＳＵ２が設けられている。第１端部ｅｐ１は、第１加算器ＳＵ１を介して、制御装置７０と接続される。第２端部ｅｐ２は、第２加算器ＳＵ２を介して、制御装置７０と接続される。

制御装置７０は、制御部７４を含む。制御部７４は、第１動作（温度に基づく制御動作）を実施することが可能である。第１動作は、温度センサ６０により検出された検出値に基づいて、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれを変更することを含む。

例えば、センサ１３０において、温度の変化による振動の特性の変化に関する情報（例えばデータ）が取得できる。この情報は、予め取得されても良い。この情報は、例えば、制御装置７０などに設けられる記憶部７８（図１５参照）などに記憶されても良い。記憶部７８に記憶された情報が、制御部７４の時定数調整部７５ａに供給される。

一方、図１５に示すように、温度センサ６０から得られる信号が、温度を検出する第３検出部７３に供給される。第３検出部７３から、温度センサ６０により検出された検出値（温度に関するデータ）が、時定数調整部７５ａに供給される。時定数調整部７５ａは、温度センサ６０により検出された検出値と、温度の変化による振動の特性の変化に関する情報と、に基づいて、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれを変更するための信号を生成する。この信号が、ドライバ部７６に供給される。ドライバ部７６は、時定数調整部７５ａから供給された信号に基づいて、第１抵抗Ｒ１の制御信号ＳＲ２、第２抵抗Ｒ２の制御信号ＳＲ１、第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれの変更された値、出力する。センサ１３０によれば、精度を向上できるセンサを提供できる。

センサ１３０において、例えば、第１抵抗Ｒ１の抵抗値、第２抵抗Ｒ２の抵抗値、第１端部ｅｐ１の第１電圧Ｖｄｃ１、及び、第２端部ｅｐ２の第２電圧Ｖｄｃ２の少なくともいずれかの変更により、第１方向Ｄ１に沿う第１成分の第１時定数Ｔ１と、第２方向Ｄ２に沿う第２成分の第２時定数Ｔ２と、の差ΔＴの絶対値が小さくなる。例えば、変更後の差ΔＴは、変更前のΔＴよりも小さい。

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）
第１電極及び第２電極を含み振動可能な可動部材であって、前記可動部材の前記振動は、第１方向に沿う第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿う第２成分と、を含む、前記可動部材と、
前記第１電極と対向する第１対向電極と、
前記第２電極と対向する第２対向電極と、
第１端部及び第１他端部を含む第１抵抗と、
第２端部及び第２他端部を含む第２抵抗と、
制御装置と、
を備え、
前記第１他端部は、前記第１対向電極と電気的に接続され、
前記第２他端部は、前記第２対向電極と電気的に接続され、
前記制御装置は、第１動作を実施することが可能な制御部を含み、
前記第１動作は、
前記第１成分及び前記第２成分を取得する第１取得動作と、
前記取得した前記第１成分の第１時定数と、前記取得した前記第２成分の第２時定数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１抵抗の抵抗値、前記第２抵抗の抵抗値、前記第１端部の第１電圧、及び、前記第２端部の第２電圧の少なくともいずれかを変更する第１変更動作と、
を含む、センサ。

（構成２）
前記制御部は、前記第１動作を繰り返して実施することが可能である、構成１記載のセンサ。

（構成３）
前記第１電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向は、前記第２電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向と交差する、構成１または２に記載のセンサ。

（構成４）
第１対向導電部と、
第２対向導電部と、
をさらに備え、
前記可動部材は、第１導電部及び第２導電部をさらに含み、
前記第１対向導電部は、前記第１導電部と対向し、
前記第２対向導電部は、前記第２導電部と対向し、
前記取得した前記第１成分は、第１共振周波数を有し、
前記取得した前記第２成分は、第２共振周波数を有し、
前記第１動作は、第２変更動作をさらに含み、
前記第２変更動作において、前記制御部は、前記第１共振周波数と前記第２共振周波数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１対向導電部の第１対向導電部電圧、及び、前記第２対向導電部の第２対向導電部電圧の少なくともいずれかを変更する、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成５）
第１対向導電部と、
第２対向導電部と、
をさらに備え、
前記可動部材は、第１導電部及び第２導電部をさらに含み、
前記第１対向導電部は、前記第１導電部と対向し、
前記第２対向導電部は、前記第２導電部と対向し、
前記制御部は第２動作をさらに実施することが可能であり、
前記第２動作は、
前記第１成分及び前記第２成分を取得する第２取得動作と、
前記取得した前記第１成分の第１共振周波数と、前記取得した前記第２成分の第２共振周波数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１対向導電部の第１対向導電部電圧、及び、前記第２対向導電部の第２対向導電部電圧の少なくともいずれかを変更する第２変更動作と、
を含む、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成６）
前記制御部は、前記第２動作を繰り返して実施することが可能である、構成５記載のセンサ。

（構成７）
前記第１対向導電部電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向は、前記第２対向導電部電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向と交差する、構成４～６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成８）
前記可動部材は、楕円軌道で振動し、
前記楕円軌道は、前記楕円軌道の長軸方向の第１長さｘ１と、前記楕円軌道の短軸方向の第２長さｘ２と、を含み、
第１値Ｅは、（ｘ１）^２＋（ｘ２）^２であり、
第２値Ｑは、ｘ１とｘ２との積であり、
前記制御部は、第１制御動作及び第２制御動作を実施し、
前記第１制御動作において、前記制御部は、前記第１値Ｅを取得し前記可動部材に第１駆動力を供給して前記第１値Ｅを一定に保ち、
前記第２制御動作において、前記制御部は、前記第２値Ｑを取得し前記可動部材に第２駆動力を供給して前記第２値Ｑを一定に保つ、構成４～７のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成９）
前記制御装置は、
前記第１成分の第１振幅を検出する第１検出部と、
前記第２成分の第２振幅を検出する第２検出部と、
を含み、
前記制御部は、前記第１検出部から前記第１成分を取得し、前記第２検出部から前記第２成分を取得する、構成１～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１０）
前記制御部は、前記第１電極と第１対向電極との間に第１交流電圧を印加し、前記第２電極と第２対向電極との間に第２交流電圧を印加して、前記可動部材を振動させる、構成１～９のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１１）
第１駆動用対向電極を含み、
前記可動部材は、第１駆動用電極を含み、
前記第１駆動用対向電極は、前記第１駆動用電極と対向し、
前記制御部は、前記第１駆動用電極と前記第１駆動用対向電極との間に第１交流電圧を印加して、前記可動部材を振動させる、構成１～９のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１２）
第２駆動用対向電極を含み、
前記可動部材は、第２駆動用電極を含み、
前記第２駆動用対向電極は、前記第２駆動用電極と対向し、
前記制御部は、前記第２駆動用電極と前記第２駆動用対向電極との間に第２交流電圧を印加して、前記可動部材を振動させ、
前記第１交流電圧による前記可動部材の前記振動の方向は、前記第２交流電圧による前記可動部材の前記振動の方向と交差する、構成１１記載のセンサ。

（構成１３）
前記制御部は、前記可動部材を軸方向に沿って振動させ、
前記制御部は、前記軸方向を回転させることが可能である、構成１０～１２のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１４）
第１加算器をさらに備え、
前記第１端部は、前記第１加算器を介して、前記制御装置と電気的に接続された、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１５）
第２加算器をさらに備え、
前記第２端部は、前記第２加算器を介して、前記制御装置と電気的に接続された、構成１４記載のセンサ。

（構成１６）
前記第１成分は、前記可動部材に働く回転角速度に基づくコリオリ力の成分を含み、
前記第２成分は、前記コリオリ力の成分を含む、構成１～１５のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１７）
前記制御部は、前記第１成分及び前記第２成分に基づいて、前記可動部材の回転角度に対応する信号を出力可能である、構成１～１６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１８）
前記可動部材を支持し変形可能な支持部材をさらに備えた構成１～１７のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１９）
前記第１時定数と前記第２時定数との差の前記絶対値は、温度変化により変化し、
前記制御部は、前記温度変化による前記絶対値の変化を補正する、構成１～１８のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成２０）
第１電極及び第２電極を含み振動可能な可動部材であって、前記可動部材の前記振動は、第１方向に沿う第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿う第２成分と、を含む、前記可動部材と、
前記第１電極と対向する第１対向電極と、
前記第２電極と対向する第２対向電極と、
第１端部及び第１他端部を含む第１抵抗と、
第２端部及び第２他端部を含む第２抵抗と、
温度センサと、
制御装置と、
を備え、
前記第１他端部は、前記第１対向電極と電気的に接続され、前記第１端部は、前記制御装置と電気的に接続され、
前記第２他端部は、前記第２対向電極と電気的に接続され、前記第２端部は、前記制御装置と電気的に接続され、
前記制御装置は、第１動作を実施することが可能な制御部を含み、
前記第１動作は、前記温度センサにより検出された検出値に基づいて、前記第１抵抗の抵抗値、前記第２抵抗の抵抗値、前記第１端部の第１電圧、及び、前記第２端部の第２電圧の少なくともいずれかを変更することを含む、センサ。

（構成２１）
前記変更により、前記第１成分の第１時定数と、前記第２成分の第２時定数と、の差の絶対値が小さくなる、構成２０記載のセンサ。

実施形態によれば、精度を向上できるセンサが提供できる。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

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、センサに含まれる可動部材、電極、導電部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。

１０…可動部材、１０Ｅ…電極、１０Ｆ…固定部材、１０Ｓ…支持部材、１０Ｕ…センサ素子、１０ｏ…楕円軌道、１１Ｃ～１４Ｃ…第１～第４導電部、１１ＤＥ、１２ＤＥ…第１、第２駆動用電極、１１Ｅ～１４Ｅ…第１～第４電極、１１ｓＥ、１２ｓＥ…第１、第２検出用電極、１８Ｅ…電極、２０Ｅ…対向電極、２１Ｃ～２４Ｃ…第１～第４対向導電部、２１ＤＥ、２２ＤＥ…第１、第２駆動用対向電極、２１Ｅ～２４Ｅ…第１～第４対向電極、２１ｓＥ、２２ｓＥ…第１、第２検出用対向電極、６０…温度センサ、７０…制御装置、７０ｓ…検出部、７１～７３…第１～第３検出部、７４…制御部、７５…演算部、７５ａ…時定数調整部、７５ｂ…共振周波数調整部、７５ｃ…回転角度導出部、７６…ドライバ部、７８…記憶部、 ΔＦ…差、 ΔＴ…差、 Ω…角速度、 θ…回転角度、１１０、１１１、１２０、１３０…センサ、Ａｐ１、Ａｐ２…強度、Ａｔ…パラメータ、Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、ＤＲ１、ＤＲ２…制御信号出力部、Ｄａｃ１、Ｄａｃ２…交流電圧出力部、Ｄｄｃ１、Ｄｄｃ２…電圧出力部、Ｄｐ１、Ｄｐ２…電圧出力部、Ｌｃ１、Ｌｃ２、Ｌｐ１、Ｌｐ２、Ｌｒ１、Ｌｒ２…配線、Ｐ（Ｒ１）抵抗値、Ｒ０１、Ｒ０２…値、Ｒ１～Ｒ４…第１～第４抵抗、ＳＲ１～ＳＲ４…制御信号、ＳＵ１、ＳＵ２…第１、第２加算器、Ｓｉｇ０…信号、Ｔ１、Ｔ２…第１、第２時定数、Ｖａｃ１、Ｖａｃ２…第１、第２交流電圧、Ｖｄｃ１～Ｖｄｃ４…第１～第４電圧、Ｖｈ１…電圧、Ｖｐ１～Ｖｐ４…第１～第４対向導電部電圧、Ｖｓ１、Ｖｓ２…第１、第２検出電圧、ｃｐ１、ｃｐ２…第１、第２他端部、ｅｐ１、ｅｐ２…第１、第２端部、ｆｒ１、ｆｒ２…第１、第２共振周波数、ｔ１～ｔ５…時刻、ｔｍ…時間、ｘ１、ｘ２…長さ

Claims

第１電極及び第２電極を含み振動可能な可動部材であって、前記可動部材の前記振動は、第１方向に沿う第１成分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿う第２成分と、を含む、前記可動部材と、
前記第１電極と対向する第１対向電極と、
前記第２電極と対向する第２対向電極と、
第１端部及び第１他端部を含む第１抵抗と、
第２端部及び第２他端部を含む第２抵抗と、
制御装置と、
を備え、
前記第１他端部は、前記第１対向電極と電気的に接続され、
前記第２他端部は、前記第２対向電極と電気的に接続され、
前記制御装置は、第１動作を実施することが可能な制御部を含み、
前記第１動作は、
前記第１成分及び前記第２成分を取得する第１取得動作と、
前記取得した前記第１成分の第１時定数と、前記取得した前記第２成分の第２時定数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１抵抗の抵抗値、前記第２抵抗の抵抗値、前記第１端部の第１電圧、及び、前記第２端部の第２電圧の少なくともいずれかを変更する第１変更動作と、
を含み、
前記第１時定数と前記第２時定数との差の前記絶対値は、温度変化により変化し、
前記制御部は、前記温度変化による前記絶対値の変化を補正する、センサ。
前記制御部は、前記第１動作を繰り返して実施することが可能である、請求項１記載のセンサ。
前記第１電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向は、前記第２電圧が変化したときの前記可動部材の変位の方向と交差する、請求項１または２に記載のセンサ。
第１対向導電部と、
第２対向導電部と、
をさらに備え、
前記可動部材は、第１導電部及び第２導電部をさらに含み、
前記第１対向導電部は、前記第１導電部と対向し、
前記第２対向導電部は、前記第２導電部と対向し、
前記制御部は第２動作をさらに実施することが可能であり、
前記第２動作は、
前記第１成分及び前記第２成分を取得する第２取得動作と、
前記取得した前記第１成分の第１共振周波数と、前記取得した前記第２成分の第２共振周波数と、の差の絶対値が小さくなるように、前記第１対向導電部の第１対向導電部電圧、及び、前記第２対向導電部の第２対向導電部電圧の少なくともいずれかを変更する第２変更動作と、
を含む、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
前記制御部は、前記第２動作を繰り返して実施することが可能である、請求項４記載のセンサ。
前記制御部は、前記第１電極と前記第１対向電極との間に第１交流電圧を印加し、前記第２電極と前記第２対向電極との間に第２交流電圧を印加して、前記可動部材を振動させる、請求項１～５のいずれか１つに記載のセンサ。
前記制御部は、前記可動部材を軸方向に沿って振動させ、
前記制御部は、前記軸方向を回転させることが可能である、請求項６記載のセンサ。
前記制御部は、前記第１成分及び前記第２成分に基づいて、前記可動部材の回転角度に対応する信号を出力可能である、請求項１～７のいずれか１つに記載のセンサ。