JP7220634B2

JP7220634B2 - 振動式角速度検出器

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Publication number: JP7220634B2
Application number: JP2019136455A
Authority: JP
Inventors: 基弘藤吉; 義輝大村; 徳夫藤塚; 良幸畑; 翔太原田; 啓太郎伊藤
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2023-02-10
Anticipated expiration: 2039-07-24
Also published as: JP2021021574A

Description

本明細書が開示する技術は、振動子に生起されるコリオリ力に関連して角速度を検出できる振動式角速度検出器に関する。

複数の梁によって支持されたマス部を励振方向に振動させ、励振方向と直交する検出方向への振動を検出することで角速度を検出するようにした角速度検出器が知られている。加工公差によって複数の梁の間に剛性ばらつきが発生すると、振動方向が励振方向から斜めに傾くため、検出方向への漏れ振動が発生してしまう。特許文献１には、梁剛性を調整する技術が開示されている。具体的には、マス部に調整電極を配置し、ＤＣ電圧を印加する。負のバネ定数を発生させることで、梁剛性を調整する。

特開２０１２－２０２７９９号公報

特許文献１の方法では、複数の梁のトータルの梁剛性を調整しているに過ぎず、複数の梁の剛性を個別に調整できないため、梁間の剛性を均一化することができない。振動方向が傾いてしまう原因を取り除くことができないため、検出方向への振動傾きを高精度に抑制することが困難である。

本明細書で開示する振動式角速度検出器の一実施形態は、基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、角速度を検出する振動式角速度検出器である。振動式角速度検出器は、マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁を備える。振動式角速度検出器は、マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁を備える。振動式角速度検出器は、第１梁に配置されている第１梁電極と、第１梁電極の近傍であって基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部を備える。振動式角速度検出器は、第２梁に配置されている第２梁電極と、第２梁電極の近傍であって基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部を備える。

第１調整部および第２調整部によって、第１梁と第２梁とで個別にバネ定数を調整することができる。複数の梁間の剛性を均一化することが可能となる。振動方向が傾いてしまう原因を取り除くことができるため、検出方向への振動傾きを高精度に制御することが可能である。

第１梁および第２梁は、リンク部で折れ返された構造を備えたフォールデッド梁であってもよい。第１梁電極、第２梁電極、第１調整電極および第２調整電極は、櫛歯電極であってもよい。

リンク部は、Ｙ軸方向へ伸びている形状を備えた延長部を備えていてもよい。延長部に櫛歯電極が配置されていてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

リンク部は、Ｙ軸方向へ伸びている形状を備えた延長部を備えていてもよい。延長部のＸ軸の正方向の面および延長部のＸ軸の負方向の面に、櫛歯電極が配置されていてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

第１梁が第１梁電極として機能してもよい。第１調整電極は、第１梁の少なくとも一部を挟み込むように第１梁の両側に配置されていてもよい。第２梁が第２梁電極として機能してもよい。第２調整電極は、第２梁の少なくとも一部を挟み込むように第２梁の両側に配置されていてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

第１梁および第２梁は、リンク部で折れ返された構造を備えたフォールデッド梁であってもよい。振動式角速度検出器は、リンク部に配置されている検出電極であって、リンク部のＹ軸方向の変位量を検出可能な検出電極をさらに備えていてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

第１調整部および第２調整部は、検出電極で検出される変位量が第１梁および第２梁で等しくなるようにバネ定数をフィードバック制御してもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

本明細書で開示する振動式角速度検出器の調整方法の一実施形態は、基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、角速度を検出する振動式角速度検出器の調整方法である。振動式角速度検出器は、マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁を備える。振動式角速度検出器は、マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁を備える。振動式角速度検出器は、第１梁に配置されている第１梁電極と、第１梁電極の近傍であって基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部を備える。振動式角速度検出器は、第２梁に配置されている第２梁電極と、第２梁電極の近傍であって基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部を備える。第１調整部および第２調整部の少なくとも一方を用いて第１梁のバネ定数と第２梁のバネ定数とを等しくする。

第１梁のバネ定数を調整することで第１梁のバネ定数と第２梁のバネ定数とを等しくする、または、第２梁のバネ定数を調整することで第１梁のバネ定数と第２梁のバネ定数とを等しくしてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

振動式角速度検出器は、第１梁および第２梁からなる一対のペア梁を複数備えていてもよい。複数の第１梁の各々に備えられている第１調整部に共通の制御電圧を印加することで、複数の第１梁のバネ定数を個別に制御してもよいし、一体に制御してもよい。複数の第２梁の各々に備えられている第２調整部に共通の制御電圧を印加することで、複数の第２梁のバネ定数を個別に制御することが可能であってもよいし、一体に制御することが可能であってもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

複数の第１梁の各々に備えられている第１調整部および複数の第２梁の各々に備えられている第２調整部に所定の直流オフセット電圧を印加することで、複数の第１梁および複数の第２梁のバネ定数を一律に低下させるオフセット電圧印加ステップを備えていてもよい。オフセット電圧印加ステップの後に、第１調整部および第２調整部の少なくとも一方を用いて第１梁のバネ定数と第２梁のバネ定数とを等しくしてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。

実施例１にかかる角速度検出器１の平面図。角速度検出器の課題を説明する図。角速度検出器１の動作を説明するフロー図。励振梁１０１の部分拡大図。実施例２Ａに係る角速度検出器１Ａの平面図。実施例２Ｂに係る角速度検出器１ＡＲの平面図。実施例３に係る角速度検出器１Ｂの平面図。実施例４に係る調整電極４２１を示す部分拡大図。実施例５に係る調整電極５２１を示す部分拡大図。実施例６に係る動作を説明するフロー図。実施例７に係る角速度検出器１Ｃの平面図。実施例７に係る動作を説明するフロー図。実施例８に係る角速度検出器１Ｄの平面図。変形例に係る調整電極８２１を示す部分拡大図。変形例に係る調整電極の配置位置を示す図。変形例に係る検出電極の配置位置を示す図。

＜実施例１＞
（角速度検出器１の構成)
図１に、実施例１にかかる角速度検出器１の平面図を示す。図１において、紙面が基板面であり、基板面に垂直な方向にＺ軸、基板面上に図のようにＹ軸、Ｘ軸をとる。この角速度検出器１ではＺ軸の回りの角速度ωが検出され、Ｙ軸が励振軸、Ｘ軸が検出軸である。不図示の基板に対して振動可能に配設されたマス部１０をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、角速度を検出する。

角速度検出器１は、マス部１０、励振梁１０１～１０４、検出梁１１１～１１４、調整電極１２１～１２４、検出電極１３１～１３４、プレート２１および２２、励振電極３１および３２、励振モニタ４１および４２を備える。角速度検出器１は、中心線ＣＬに対して上下で線対称な構造を備えている。従って、中心線ＣＬの上半分側の構造について主に説明する。

マス部１０は、梁剛性とともに共振周波数を決める部位である。マス部１０の＋Ｙ軸方向の側面１０ａには、検出梁１１１および１１２が＋Ｙ軸方向に延設されている。検出梁１１１および１１２は、ストレート型である。検出梁１１１および１１２の端部は、プレート２１に接続されている。プレート２１は、励振梁１０１および１０２と検出梁１１１および１１２とをつなぐ部位である。

プレート２１のＸ軸の正方向に位置する側面２１ａからは、励振梁１０１がＸ軸正方向に伸びている。励振梁１０１は、リンク部１０１ａで折れ返された構造を備えたフォールデッド型である。折り返された梁の端部は、アンカー部１０１ｂによって基板（不図示）に固定されている。プレート２１のＸ軸の負方向に位置する２１ｂからは、励振梁１０２がＸ軸負方向に伸びている。励振梁１０２の構造は励振梁１０１と同様であるため、説明を省略する。

調整電極１２１は、励振梁電極１２１ａと基板電極１２１ｂを備える。励振梁電極１２１ａは、リンク部１０１ａにＹ軸方向に沿って等間隔に配置されている櫛歯電極である。基板電極１２１ｂは、励振梁電極１２１ａの近傍であって基板面に配置されている。基板電極１２１ｂは、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されている櫛歯電極を備えている。励振梁電極１２１ａの櫛歯と基板電極１２１ｂの櫛歯とは、電気バネ効果を発生させるために、互いに等間隔となるように噛み合っている。基板電極１２１ｂには、電源部１４１によって調整電圧Ｖ１が印加可能とされている。調整電極１２１は、調整電圧Ｖ１によって発生する電気バネ効果を用いて、励振梁１０１のバネ定数を調整可能である。すなわち調整電極１２１は、励振梁１０１の剛性を調整するための電極である。

調整電極１２２は、励振梁電極１２２ａと基板電極１２２ｂを備える。基板電極１２２ｂには、電源部１４２によって調整電圧Ｖ２が印加可能とされている。調整電極１２２は、励振梁１０２の剛性を調整するための電極である。調整電極１２２の構造および作用は、調整電極１２１と同様であるため、説明を省略する。

励振電極３１および３２は、プレート２１および２２をＹ軸方向に励振する電極である。励振モニタ４１および４２は、励振振幅を検出する部位である。検出電極１３１～１３４は、マス部１０のＸ軸方向への振幅を検出する電極である。

中心線ＣＬの下半分側の構造は、前述した上半分側の構造と同様である。すなわち、検出梁１１３および１１４の各々の構造は、検出梁１１１および１１２と同様である。励振梁１０３および１０４の各々の構造は、励振梁１０１および１０２と同様である。調整電極１２３および１２４の各々の構造は、調整電極１２１および１２２と同様である。従って説明を省略する。

マス部１０、検出梁１１１～１１４、プレート２１および２２、励振梁１０１～１０４、励振梁電極１２１ａ～１２４ａは一体化している。これらの一体構造は、アンカー部１０１ｂ～１０４ｂによってのみ基板に固定されることで、基板に対して浮上して支持されている。

角速度検出器１の動作について説明する。マス部１０は、静電力によるコームドライブ方式により振動させることができる。具体的に説明する。励振電極３１および３２にＤＣバイアスを与えた上で位相が１８０°異なった交流電圧を印加すると、電圧周期と等しい駆動力が発生する。プレート２１が励振電極３１の側に吸引されると、マス部１０は＋Ｙ軸側に変位する。逆に、プレート２２が励振電極３２の側に吸引されると、マス部１０は－Ｙ軸側に変位する。この振動状態でＺ軸の回りに角速度ωが作用すると、マス部１０にはＸ軸方向にコリオリ力Ｆが作用し、Ｘ軸方向にＹ軸方向の振動数でもって振動する。このＸ軸方向の振動変位を検出電極１３１～１３４の静電容量の変化で検出することができる。

（角速度検出器１の課題）
図２のように、励振梁１０１～１０４の間に剛性ばらつきが存在する場合を想定する。図２の例では、左上の励振梁１０２と右下の励振梁１０３の梁剛性が高く、右上の励振梁１０１と左下の励振梁１０４の梁剛性が低い。マス部１０が＋Ｙ軸方向に変位したとき、剛性が高い梁に比して剛性が低い梁の方が変位が大きいため、マス部１０Ｕ（点線）に示すように＋Ｘ軸方向への変位が生ずる。同様に、マス部１０が－Ｙ軸方向に変位したとき、マス部１０Ｌ（点線）に示すように－Ｘ軸方向への変位が生ずる。この結果、検出方向（Ｘ軸方向）への漏れ振動が生ずる。この漏れ振動が検出電極１３１～１３４で検知されてしまうため、角速度が入っていない状態でも角速度が出力されてしまう（ゼロ点出力）。

（角速度検出器１の動作）
図３のフローを用いて、角速度検出器１の動作を説明する。ステップＳ１０において、角速度が入力されていない環境下で、マス部１０を振動させる。

ステップＳ２０において、調整電極１２１～１２４の各々に、調整電圧Ｖ１～Ｖ４を印加する。調整電圧Ｖ１～Ｖ４は、所定の直流オフセット電圧（例：５［Ｖ］）である。電気バネ効果により、励振梁１０１～１０４のバネ定数を一律に低下させることができる。これにより、バネ定数の中心点を出すことができるため、後のステップでバネ定数を低下させるのみならず、上昇させる制御が可能になる。

図４を用いて、電気バネ効果によってバネ定数が低下する原理を説明する。励振梁１０１について説明する。励振梁１０１は、プレート２１とリンク部１０１ａとを接続する２本の梁１５１および１５２を備えている。また、リンク部１０１ａとアンカー部１０１ｂとを接続する２本の梁１５３および１５４を備えている。梁１５１および１５２は、梁１５３および１５４の内側に配置されている。梁１５１～１５４は、共通のバネ定数Ｋ_ｄを有している。よって梁１５１～１５４のバネ定数から成る励振梁１０１全体での初期状態のバネ定数もＫ_ｄである。

バネ定数Ｋ_ｄは下式（１）で表される。

ここでＥはヤング率である。Ｔは梁１５１～１５４のＺ方向の厚さである。Ｗは梁１５１～１５４の幅である。Ｌは梁１５１～１５４の長さである。

励振梁１０１を接地電位とし、調整電極１２１に所定の直流オフセット電圧Ｖを印加すると、アンカー部１０１ｂに近い外側梁１５３および１５４のバネ定数が、Ｋ_ｄからＫ’_ｄに低下する。低下後のバネ定数Ｋ’_ｄは、下式（２）で表される。

ここでＳは、調整電極１２１の励振梁電極１２１ａと基板電極１２１ｂの櫛歯電極とが重なり合っている面積である。ｄは電極間距離である。εは電極間の誘電率である。Ｖはオフセット電圧値である。式（２）から分かるように、電気バネ効果はバネ定数を低下させる効果のみを有する。

これにより、オフセット電圧印加後における、励振梁１０１全体でのバネ定数Ｋ_ｄｏは、下式（３）で表される。

図３のステップＳ３０において、マス部１０の上側に位置する、一組の励振梁１０１および１０２のバネ定数を互いに等しくする処理を行う。このとき、調整電圧Ｖ１またはＶ２の一方の電圧のみを調整すればよい。具体的には、検出電極１３１～１３４で検出される漏れ振動量が最小になるように、フィードバック制御により、調整電圧Ｖ１またはＶ２の一方を調整する。電圧の調整量は、上述した式（１）～（３）に基づいて定めればよい。例えば、励振梁１０２の方が励振梁１０１よりもバネ定数が高い場合には、調整電圧Ｖ２を上昇させることで励振梁１０２のバネ定数を低下させるか、調整電圧Ｖ１を低下させることで励振梁１０１のバネ定数を上昇させればよい。

ステップＳ４０において、マス部１０の下側に位置する、一組の励振梁１０３および１０４のバネ定数を互いに等しくする処理を行う。このとき、調整電圧Ｖ３またはＶ４の一方の電圧のみを調整すればよい。ステップＳ４０の処理内容は、前述したステップＳ３０と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ５０において、角速度の計測を開始する。ステップＳ３０およびＳ４０で設定した調整電圧Ｖ１～Ｖ４の電圧状態を保持することで、検出方向への漏れ振動を抑制することが可能となる。

（効果）
調整電極１２１～１２４によって、励振梁１０１～１０４の各々のバネ定数を個別に調整することができる。複数の励振梁の間で、剛性を均一化することができるため、検出方向への漏れ振動を抑制することが可能となる。よって、角速度印加が無いときのセンサ出力（ゼロ点出力）を最小とすることができる。その結果、微小な角速度出力を精度よく検出することが可能となる。また、励振および検出共振周波数の差が変化した場合や、環境温度が変化した場合に、ゼロ点出力が変化してしまうことに対して、実施例１の技術では、ゼロ点出力を最小化することで、ゼロ点の変動量を小さくすることができる。

Ｘ軸方向への漏れ振動の発生を抑制するためには、励振軸（Ｙ軸）に垂直な方向（Ｘ軸方向）に並んだ一組の励振梁の間で、バネ定数を等しくするだけでもよい。ある一組の励振梁と他の一組の励振梁との間で、バネ定数を等しくしなくても、一定の効果を得ることができる。そこで本実施例の技術では、調整電圧Ｖ１またはＶ２の一方の電圧のみを調整することで、一組の励振梁１０１および１０２のバネ定数を等しくする（ステップＳ３０）。また、調整電圧Ｖ３またはＶ４の一方の電圧のみを調整することで、一組の励振梁１０３および１０４のバネ定数を等しくする（ステップＳ４０）。これにより、調整電圧Ｖ１～Ｖ４の４つの電圧のうちの２つの電圧を調整するだけで、漏れ振動を抑制することが可能となる。調整電圧Ｖ１～Ｖ４の全てを調整する場合に比して、調整パラメータ数を半減できるため、角速度検出器１の制御を簡易化することが可能となる。

＜実施例２Ａ＞
実施例２Ａは、励振梁がストレート型である実施例である。また、梁の側面に調整電極を配置する実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。図５Ａに、実施例２Ａに係る角速度検出器１Ａを示す。実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。また図５Ａでは、励振電極３１および３２、励振モニタ４１および４２、検出電極１３１～１３４（図１参照）は記載を省略している。

角速度検出器１Ａは、励振梁２０１～２０４を備えている。励振梁２０１～２０４は、ストレート型である。励振梁２０１および２０２の一端はプレート２１に接続されており、他端はアンカー部２０１ｂおよび２０２ｂによって基板（不図示）に固定されている。同様に、励振梁２０３および２０４の一端はプレート２２に接続されており、他端はアンカー部２０３ｂおよび２０４ｂによって基板に固定されている。

励振梁２０１は接地電位とされることで、励振梁２０１自体が電極として機能する。励振梁２０１を挟み込むように、励振梁２０１の両側に調整電極２２１が配置されている。調整電極２２１は、励振梁２０１の側面のほぼ全域に亘って配置されている。なお、励振梁２０２～２０４および調整電極２２２～２２４の構造は、励振梁２０１および調整電極２２１と同様であるため、説明を省略する。

調整電極２２１～２２４に調整電圧Ｖ１～Ｖ４を印加することで、電気バネ効果により、励振梁２０１～２０４のバネ定数を個別に調整することができる。検出電極からの漏れ振動出力を最小にするように、励振梁ごとにバネ定数を調整することで、センサのゼロ点出力を低減できる。センサ精度を向上させることが可能となる。

（効果）
梁の側面に調整電極２２１～２２４を配置する構造を採用することにより、実施例１で示した調整電極１２１～１２４（図１）のような、櫛歯型の電極を不要とすることができる。このため、角速度検出器の小型化が可能となる。

＜実施例２Ｂ＞
実施例２Ｂは、実施例２Ａの変形例である。実施例２Ｂが実施例２Ａから異なる点は、調整電極２２１ｒ～２２４ｒの構造のみである。他の構造は共通するため、説明を省略する。図５Ｂに、実施例２Ｂに係る角速度検出器１ＡＲを示す。調整電極２２１ｒは、励振梁２０１の側面のうち、アンカー部２０１ｂ近傍の領域にのみ配置されている。なお、調整電極２２２ｒ～２２４ｒの構造は、調整電極２２１ｒと同様であるため、説明を省略する。

（効果）
電気バネ効果による梁のバネ定数の調整は、前述の式（２）から分かるように、電極間距離ｄの３乗に反比例して変化する。すなわち、電極間距離ｄが小さくなるほど、同一のバネ定数の低下量をより低電圧で得ることができる。そこで実施例２Ｂの角速度検出器１ＡＲでは、調整電極２２１ｒをアンカー部２０１ｂ近傍の領域のみに配置している。理由を説明する。励振梁２０１の変位量は、アンカー部２０１ｂからの距離に比例して大きくなる。すると、アンカー部２０１ｂ近傍の中点Ｐ２の方が、マス部１０近傍の端点Ｐ１に比して、梁の変位量が約１／２に小さくなる。すなわち、調整電極２２１ｒ（図５Ｂ）のように中点Ｐ２近傍まで調整電極を配置する場合の電極間距離Ｄ２は、調整電極２２１（図５Ａ）のようにマス部１０近傍まで調整電極を配置する場合の電極間距離Ｄ１に比して、約１／２に小さくすることができる。これにより、より低電圧でバネ定数を制御できるため、電源部１４１の回路を縮小することが可能となる。なお、調整電極２２１（図５Ａ）に比して調整電極２２１ｒ（図５Ｂ）は、電極面積Ｓが約１／２となる。しかし、式（２）から分かるように、バネ定数の調整は電極面積Ｓに比例する。よって、電極面積Ｓを小さくしても電極間距離ｄを小さくする方が、低電圧化には有利である。

＜実施例３＞
実施例３は、励振梁がフォールデッド型である実施例である。また、梁の側面に調整電極を配置する実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。図６に、実施例３に係る角速度検出器１Ｂを示す。実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。また、図６では、励振電極３１および３２、励振モニタ４１および４２、検出電極１３１～１３４（図１参照）は記載を省略している。

角速度検出器１Ｂは、励振梁３０１～３０４を備えている。励振梁３０１～３０４は、フォールデッド型である。励振梁３０１および３０２の一端はプレート２１に接続されており、他端はアンカー部３０１ｂおよび３０２ｂによって基板（不図示）に固定されている。同様に、励振梁３０３および３０４の一端はプレート２２に接続されており、他端はアンカー部３０３ｂおよび３０４ｂによって基板に固定されている。

励振梁３０１を構成している４本の梁３５１～３５４の各々を挟み込むように、５つの調整電極３２１が配置されている。５つの調整電極３２１には、電源部１４１によって共通の調整電圧Ｖ１が印加される。なお、励振梁３０２～３０４および調整電極３２２～３２４の構造は、励振梁３０１および調整電極３２１と同様であるため、説明を省略する。

（効果）
励振梁３０１を構成する４本の梁３５１～３５４の各々が、調整電極３２１で挟まれている。よって、梁３５１～３５４の全てにおいて、電気バネ効果によりバネ定数を調整することができる。櫛歯電極が不要であり、非常に狭い面積に調整電極を設置することができるため、センサの小型化が可能となる。

＜実施例４＞
実施例４は、調整電極の構造に関する第１の実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。また、実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。

図７に、実施例４に係る調整電極４２１を示す。調整電極４２１は、実施例１の調整電極１２１（図１）の変形例である。リンク部４０１ａは、実施例１のリンク部１０１ａ（図１）に比して、＋Ｙ軸方向へ伸びている延長部４０１Ｅを備えている。励振梁電極４２１ａは、リンク部４０１ａに、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されている。基板電極４２１ｂは、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されている櫛歯電極を備えている。励振梁電極４２１ａの櫛歯と基板電極４２１ｂの櫛歯とは、互いに等間隔となるように噛み合っている。基板電極４２１ｂには、電源部１４１によって調整電圧Ｖ１が印加可能とされている。なお、実施例１の調整電極１２２～１２４も、上述した調整電極４２１と同様に変形可能である。

（効果）
延長部４０１Ｅによってリンク部４０１ａのＹ軸方向への長さを延長することで、延長しない構成（図１のリンク部１０１ａ）に比して、励振梁電極４２１ａの設置数を多くすることができる。電極面積を大きくすることができるため、より低電圧でバネ定数を制御することが可能となる。

＜実施例５＞
実施例５は、調整電極の構造に関する第２の実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。また、実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。

図８に、実施例５に係る調整電極５２１を示す。調整電極５２１は、実施例１の調整電極１２１（図１）の変形例である。リンク部１０１ａは、＋Ｘ軸方向へ伸びている形状を備えた支持部１０１Ｓを備えている。支持部１０１Ｓの先端部には、Ｙ軸方向へ伸びている形状を備えた延長部１０１Ｅが配置されている。延長部１０１ＥのＹ軸の正方向の面１０１Ｅｐには、Ｙ軸方向に沿って等間隔に励振梁電極５２１ｐが配置されている。延長部１０１ＥのＹ軸の負方向の面１０１Ｅｍには、Ｙ軸方向に沿って等間隔に励振梁電極５２１ｍが配置されている。基板電極５２１ｂは、励振梁電極５２１ｐおよび５２１ｍに等間隔となるように噛み合う櫛歯電極を備えている。基板電極５２１ｂには、電源部１４１によって調整電圧Ｖ１が印加可能とされている。

（効果）
噛み合わされた櫛歯電極に電圧を印加すると、両者に引力が発生する。本構成では、延長部１０１Ｅの両面に同数の櫛歯電極を配置しているため、＋Ｘ軸方向に発生する引力Ｆ１と－Ｘ軸方向に発生するＦ２とを相殺することができる。励振梁１０１にＸ方向への引張り応力が発生しない。梁剛性が高くなってしまう事態や、非線形性が発現してしまう事態を防止することができる。

＜実施例６＞
実施例６は、角速度検出器１の動作方法の実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。図１に示す角速度検出器１は、励振軸（Ｙ軸）に対称に配置されている一対のペア梁（励振梁１０１および１０２のペア梁、および、励振梁１０３および１０４のペア梁）を備えている。調整電極１２１および１２３に、共通の制御電圧ＶＲを印加する。これにより、マス部１０の＋Ｘ軸側に配置されている励振梁１０１および１０３のバネ定数を、一体に制御できる。また、調整電極１２２および１２４に、共通の制御電圧ＶＬを印加する。これにより、マス部１０の－Ｘ軸側に配置されている励振梁１０２および１０４のバネ定数を、一体に制御できる。

図９を用いて、実施例６に係る動作フローの具体例を説明する。ステップＳ１１０において、調整電極１２１および１２３に制御電圧ＶＲを印加するとともに、調整電極１２２および１２４に制御電圧ＶＬを印加する。制御電圧ＶＲおよびＶＬは、所定の直流オフセット電圧（例：５［Ｖ］）である。電気バネ効果により、励振梁１０１～１０４のバネ定数を一律に低下させることができる。

ステップＳ１２０において、マス部１０を振動させる。ステップＳ１３０において、角速度の計測を開始する。ステップＳ１４０において、検出電極１３１～１３４を用いて、漏れ振動量を検出する。具体的には、励振方向への振動周波数と同期した、検出方向への振動成分を検出する。ステップＳ１５０において、漏れ振動量が、所定の許容量を超過しているか否かが判断される。超過していない場合（Ｓ１５０：ＮＯ）にはＳ１４０へ戻り、超過している場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）にはステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０において、制御電圧ＶＲまたはＶＬの一方を制御する。制御電圧ＶＲを制御する場合には、励振梁１０１および１０３のバネ定数をまとめて調整できる。制御電圧ＶＬを制御する場合には、励振梁１０２および１０４のバネ定数をまとめて調整できる。制御電圧ＶＲまたはＶＬの制御は、検出電極１３１～１３４で検出される漏れ振動量が最小になるように、フィードバック制御により実行することができる。そしてステップＳ１４０へ戻る。

（効果）
常に漏れ振動量を監視（Ｓ１４０）し、漏れ振動量に応じて励振梁のバネ定数を調整（Ｓ１６０）することができる。漏れ振動量が温度特性などによって変動する場合においても、漏れ振動の発生を常時抑制することが可能となる。

マス部１０の＋Ｘ軸側に配置されている励振梁１０１および１０３のバネ定数を一体に制御すること、または、マス部１０の－Ｘ軸側に配置されている励振梁１０２および１０４のバネ定数を一体に制御することができる。検出電極１３１～１３４を用いた漏れ振動量の検出量（Ｓ１４０）という１つの入力パラメータに従って、制御電圧ＶＲまたはＶＬという１つの出力パラメータを制御（Ｓ１６０）することができる。よって１入力１出力のフィードバック制御（Ｓ１６０）が可能となるため、漏れ振動の発生を常時抑制することができる。

＜実施例７＞
実施例７は、励振梁の変位量を検出可能な検出電極６６１～６６４を備えた実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。図１０に、実施例７に係る角速度検出器１Ｃを示す。実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。また図１０では、マス部１０、励振電極３１および３２、励振モニタ４１および４２、検出電極１３１～１３４（図１参照）は記載を省略している。

検出電極６６１について説明する。励振梁１０１は、Ｙ軸方向に伸びているリンク部６０１ａを備えている。検出電極６６１は、リンク部６０１ａの近傍に配置されている。検出電極６６１は、リンク部６０１ａのＹ軸方向の変位量を検出可能な電極である。検出電極６６１は、櫛歯電極６６１ａおよび６６１ｂと、基板電極６６１ｃとを備える。櫛歯電極６６１ａは、リンク部６０１ａにＹ軸方向に沿って等間隔に配置されている。櫛歯電極６６１ｂは、基板電極６６１ｃの側面にＹ軸方向に沿って等間隔に配置されている。櫛歯電極６６１ａと６６１ｂとは、噛み合っている。櫛歯電極６６１ａと６６１ｂとの間隔は、狭い間隔Ｄ１１と、広い間隔Ｄ１２とが交互に並んでいる。狭い間隔Ｄ１１での容量変化によって、変位を測定することができる。間隔Ｄ１２は間隔Ｄ１１よりも広いため、間隔Ｄ１２での容量変化は無視できる。なお、検出電極６６２～６６４の構造は、検出電極６６１と同様であるため、説明を省略する。

（角速度検出器１Ｂの動作）
図１１を用いて、実施例７に係る動作フローの具体例を説明する。ステップＳ２１０において、調整電極１２１～１２４に、調整電圧Ｖ１～Ｖ４を印加する。調整電圧Ｖ１～Ｖ４は、所定の直流オフセット電圧（例：５［Ｖ］）である。電気バネ効果により、励振梁１０１～１０４のバネ定数を一律に低下させることができる。ステップＳ２２０において、マス部１０を振動させる。ステップＳ２３０において、角速度の計測を開始する。

ステップＳ２４１～Ｓ２４３において、励振梁１０１のバネ定数が調整される。具体的に説明する。ステップＳ２４１において、検出電極６６１を用いて、リンク部６０１ａのＹ軸方向の変位量を測定する。励振梁１０１のバネ定数が高いほど変位量が小さい。ステップＳ２４２において、検出された変位量が、所定範囲内であるか否かが判断される。所定範囲内である場合（Ｓ２４２：ＹＥＳ）には、次の励振梁のバネ定数の調整へ進む。一方、所定範囲を超えている場合（Ｓ２４２：ＮＯ）には、ステップＳ２４３へ進む。ステップＳ２４３において、調整電圧Ｖ１を制御することで、励振梁１０１のバネ定数を調整する。この調整は、検出電極６６１で検出される変位量が所定範囲内になるように、フィードバック制御により実行することができる。そして、次の励振梁のバネ定数の調整へ進む。

ステップＳ２５１～Ｓ２５３では、励振梁１０２のバネ定数が調整される。ステップＳ２５１～Ｓ２５３の内容は、ステップＳ２４１～Ｓ２４３と同様である。すなわち、ステップＳ２４１～Ｓ２４３において、励振梁１０１を１０２に読み替え、検出電極６６１を６６２に読み替え、リンク部６０１ａを６０２ａに読み替え、調整電圧Ｖ１をＶ２に読み替えればよい。

以下同様にして、ステップＳ２６１～Ｓ２６３では、励振梁１０３のバネ定数が調整される。ステップＳ２７１～Ｓ２７３では、励振梁１０４のバネ定数が調整される。ステップＳ２６１～Ｓ２６３およびステップＳ２７１～Ｓ２７３の内容は、ステップＳ２４１～Ｓ２４３と同様であるため、説明を省略する。

励振梁１０１を調整するステップＳ２４１～Ｓ２４３、励振梁１０２を調整するステップＳ２５１～Ｓ２５３、励振梁１０３を調整するステップＳ２６１～Ｓ２６３、励振梁１０４を調整するステップＳ２７１～Ｓ２７３、の処理を繰り返すことにより、励振梁１０１～１０４の変位量が等しくなるように、バネ定数をフィードバック制御することができる。なお、ステップＳ２４１～Ｓ２４３、ステップＳ２５１～Ｓ２５３、ステップＳ２６１～Ｓ２６３、ステップＳ２７１～Ｓ２７３、の実行順番は、図１１の順番に限られず、様々な順番で行うことができる。また各ステップを並列に行うこともできる。

（効果）
検出電極１３１～１３４を用いる場合には、励振梁１０１～１０４の変位量のばらつき（すなわちバネ定数のばらつき）を、漏れ振動量によって間接的に測定することしかできない。本実施例では、検出電極６６１～６６４を備えることで、励振梁１０１～１０４の変位量のばらつきを直接に測定することができる。従って、励振梁１０１～１０４のバネ定数のばらつきを、より正確に測定することができる。バネ定数の測定精度を高めることができるため、バネ定数をさらに高精度に均一化することが可能になる。より高精度に漏れ振動を低減することができる。

検出電極６６１で検出した変位量（Ｓ２４１）という１つの入力パラメータに従って、調整電圧Ｖ１という１つの出力パラメータをフィードバック制御（Ｓ２４３）することができる。同様に、検出電極６６２で検出された変位量に従って調整電圧Ｖ２をフィードバック制御し（Ｓ２５３）、検出電極６６３で検出された変位量に従って調整電圧Ｖ３をフィードバック制御し（Ｓ２６３）、検出電極６６４で検出された変位量に従って調整電圧Ｖ４をフィードバック制御（Ｓ２７３）することができる。よって１入力１出力のフィードバック制御を４系統備えることが可能となるため、漏れ振動の発生を常時抑制することができる。

＜実施例８＞
実施例８は、励振梁と検出梁が一体化している実施例である。実施例１と異なる点のみ説明する。図１２に、実施例８に係る角速度検出器１Ｄを示す。実施例１の角速度検出器１（図１）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。また、図１２では、励振モニタ４１や４２（図１参照）は記載を省略している。

マス部１０の＋Ｙ軸方向の側面１０ａには、一体型梁７７１および７７２の一端が接続されている。一体型梁７７１および７７２の他端は、アンカー部７８０によって基板（不図示）に固定されている。一体型梁７７１は、Ｘ軸方向へ伸びる励振梁部分７０１と、Ｙ軸方向へ伸びる検出梁部分７１１を備えている。励振梁部分７０１は、主に励振方向（Ｙ軸方向）に変形する梁である。検出梁部分７１１は、主に検出方向（Ｘ軸方向）に変形する梁である。同様に、一体型梁７７２は、励振梁部分７０２および検出梁部分７１２を備えている。なお、マス部１０の－Ｙ軸方向の側面１０ｂに接続されている一体型梁７７３および７７４の構造は、一体型梁７７１および７７２と同様であるため、説明を省略する。

励振梁部分７０１は接地電位とされることで、励振梁部分７０１自体が電極として機能する。励振梁部分７０１を挟み込むように、励振梁部分７０１の両側に調整電極７２１が配置されている。調整電極７２１には、電源部１４１によって調整電圧Ｖ１が印加可能とされている。励振梁部分７０１の＋Ｘ軸方向の端部には、励振電極７３１が配置されている。励振電極７３１の内容は、実施例１の励振電極３１と同様である。なお、調整電極７２２～７２４の構造は、調整電極７２１と同様であるため、説明を省略する。

（効果）
調整電極２２１～２２４に調整電圧Ｖ１～Ｖ４を印加することで、電気バネ効果により、励振梁部分７０１～７０４のＹ軸方向のバネ定数を個別に調整することができる。具体的な内容は、実施例２と同様であるため、説明を省略する。

一体型梁７７１～７７４では、励振梁と検出梁を一体化させることができる。よって、励振梁と検出梁を個別に形成する場合に比して、梁の構造を簡略化することができる。角速度検出器１Ｄの面積を縮小することや、製造プロセスの簡略化が可能となる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

（変形例１）
リンク部の延長部に調整電極を配置する形態（実施例４）において、調整電極の形状は様々であって良い。例えば、図１３に示す、調整電極８２１のような構造であってもよい。図１３において、実施例４（図７）と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。

リンク部４０１ａは、＋Ｙ軸方向へ伸びている延長部４０１Ｅを備えている。延長部４０１Ｅの＋Ｙ軸方向の側面には複数の励振梁電極８２１ｐが配置されており、Ｙ軸の負方向の側面には複数の励振梁電極８２１ｍが配置されている。基板電極８２１ｂは、励振梁電極８２１ｐおよび８２１ｍに等間隔となるように噛み合う櫛歯電極８２１ｃを備えている。基板電極８２１ｂには、電源部１４１によって調整電圧Ｖ１が印加可能とされている。

レイアウトの都合などによって、励振梁の軸線に対して櫛歯電極を非対称に配置する場合がある。図７の調整電極４２１の例では、励振梁１０１の軸線に対して、＋Ｙ軸方向により多くの櫛歯電極が配置されている。この場合、調整電圧Ｖ１を印加すると、励振梁電極４２１ａと基板電極４２１ｂとが互いに引き寄せられるため、非対称性に起因してリンク部４０１ａに回転モーメントＭ１（図７矢印）が発生してしまう。励振梁１０１に応力が発生し、励振振動に非線形性が発生するため、周波数と振幅の関係に歪みが生じてしまう。センサ精度が低下してしまう。そこで図１３の調整電極８２１では、延長部４０１Ｅの両側面に櫛歯電極を備えることで、Ｙ軸に対して対称に櫛歯を配置している。これにより、櫛歯電極に発生する引力を相殺することができるため、回転モーメントの発生を防止することが可能となる。レイアウトの自由度を向上させることと、センサ精度の低下を抑制することとを同時に実現することが可能となる。

（変形例２）
調整電極の配置位置は、実施例１（図４）に示すようなリンク部に限られない。例えば、図１４に示すように、励振梁１０１自体に配置してもよい。図１４において、実施例１と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。梁１５３の点Ｐ１１には、＋Ｙ軸方向へ伸びる延長部９０１Ｅが接続されている。点Ｐ１１は、リンク部１０１ａよりもアンカー部１０１ｂに近い位置である。延長部９０１Ｅの＋Ｘ軸方向の側面には、複数の励振梁電極１２１ａが配置されている。

梁１５３の励振振幅は、リンク部１０１ａで最大であり、アンカー部１０１ｂに近くなるほど小さくなる。よって、リンク部１０１ａよりもアンカー部１０１ｂに近い位置に励振梁電極１２１ａを配置することで、励振振幅を小さくすることができる。その結果、図１４の構造における電極間距離ｄ２を、実施例１の構造（図４）における電極間距離ｄよりも狭めることができる。同一のバネ定数の低下量をより低電圧で得ることができるため、電源部１４１の回路を縮小することが可能となる。

（その他の変形例）
実施例６において、バネ定数を一体に制御する励振梁の組み合わせは、様々であって良い。例えば、調整電極１２１および１２４に、共通の制御電圧ＶＲを印加してもよい。これにより、マス部１０の対角線上に配置されている励振梁１０１および１０４のバネ定数を、一体に制御できる。また、調整電極１２２および１２３に、共通の制御電圧ＶＬを印加してもよい。これにより、マス部１０の対角線上に配置されている励振梁１０２および１０３のバネ定数を、一体に制御できる。そして、ステップＳ１６０（図９）において、制御電圧ＶＲまたはＶＬの一方を制御すればよい。

励振軸（Ｙ軸）に対称に配置されている励振梁の一方のみが、調整電極を備える構成としてもよい。例えば角速度検出器１（図１）において、励振梁１０１が調整電極１２１を備えるが、励振梁１０２が調整電極１２２を備えないとしてもよい。この場合、励振梁１０１のバネ定数が励振梁１０２のバネ定数よりも必ず高くなるように、梁の剛性をアンバランスに設計すればよい。例えば、励振梁１０１の梁の幅を励振梁１０２よりも太くすればよい。これは、前述のように、電気バネ効果はバネ定数を低下させる一方向の効果しか有さないためである。そして、励振梁１０１のバネ定数と励振梁１０２のバネ定数とが等しくなるように、励振梁１０１のバネ定数を調整電極１２１によって低下させればよい。これにより、調整電極の数を減少させることが可能となる。

実施例７において、励振梁の変位量を検出可能な検出電極の構造は、様々であって良い。図１５に、実施例７の変形例に係る角速度検出器１ＣＲを示す。変形例の角速度検出器１ＣＲは、実施例７の角速度検出器１Ｃ（図１０）の検出電極６６１～６６４に代えて、検出電極７６１～７６４を備える。他の構造は共通するため、説明を省略する。検出電極７６１について説明する。検出電極７６１は、リンク部６０１ａのＹ軸方向の変位量を検出可能な電極である。リンク部６０１ａは、＋Ｘ軸方向へ伸びている延長部６０１Ｅを備えている。検出電極７６１は、櫛歯電極７６１ａおよび７６１ｂと、基板電極７６１ｃとを備える。櫛歯電極７６１ａは、延長部６０１ＥにＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。櫛歯電極７６１ｂは、基板電極７６１ｃにＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。櫛歯電極７６１ａと７６１ｂとは、互いに等間隔となるように噛み合っている。なお、検出電極７６２～７６４の構造は、検出電極７６１と同様であるため、説明を省略する。変形例の検出電極７６１～７６４によっても、励振梁１０１～１０４の変位量のばらつきを直接に測定することができる。

本明細書では、励振軸（Ｙ軸）に対称に配置されているペア梁を、２組備える場合を説明した（励振梁１０１および１０２と、励振梁１０３および１０４）。しかしこの形態に限られず、ペア梁は１組でもよいし、３組以上であってもよい。

なお本明細書においては、振動式角速度検出器を基本とした実施例を挙げてその動作を説明したが、この形態に限られない。各種の物理量、化学量、または光学量を検出する一般的な振動式センサに対しても、本明細書の技術を適用および展開することができる。

励振梁１０１、１０３は、第１梁の一例である。励振梁１０２、１０４は、第２梁の一例である。励振梁電極１２１ａ、１２３ａは、第１梁電極の一例である。基板電極１２１ｂ、１２３ｂは、第１調整電極の一例である。調整電極１２１、１２３は、第１調整部の一例である。励振梁電極１２２ａ、１２４ａは、第２梁電極の一例である。基板電極１２２ｂ、１２４ｂは、第２調整電極の一例である。調整電極１２２、１２４は、第２調整部の一例である。

１、１Ａ～１Ｄ：角速度検出器１０：マス部２１、２２：プレート１０１～１０４：励振梁１０１ａ～１０４ａ：リンク部１０１ｂ～１０４ｂ：アンカー部１１１～１１４：検出梁１２１～１２４：調整電極１２１ａ～１２４ａ：励振梁電極１３１～１３４：検出電極１４１～１４４：電源部

Claims

基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、前記角速度を検出する振動式角速度検出器であって、
前記マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁と、
前記マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁と、
前記第１梁に配置されている第１梁電極と、前記第１梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部と、
前記第２梁に配置されている第２梁電極と、前記第２梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部と、
を備え、
前記第１梁が前記第１梁電極として機能し、
前記第１調整電極は、前記第１梁の少なくとも一部を挟み込むように前記第１梁の両側に配置されており、
前記第２梁が前記第２梁電極として機能し、
前記第２調整電極は、前記第２梁の少なくとも一部を挟み込むように前記第２梁の両側に配置されている、振動式角速度検出器。
前記第１梁および前記第２梁は、リンク部で折れ返された構造を備えたフォールデッド梁である、請求項１に記載の振動式角速度検出器。
基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、前記角速度を検出する振動式角速度検出器であって、
前記マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁と、
前記マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁と、
前記第１梁に配置されている第１梁電極と、前記第１梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部と、
前記第２梁に配置されている第２梁電極と、前記第２梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部と、
を備え、
前記第１梁および前記第２梁は、リンク部で折れ返された構造を備えたフォールデッド梁であり、
前記リンク部に配置されている検出電極であって、前記リンク部のＹ軸方向の変位量を検出可能な前記検出電極をさらに備える、振動式角速度検出器。
前記第１梁電極、前記第２梁電極、前記第１調整電極および前記第２調整電極は、櫛歯電極である、請求項３に記載の振動式角速度検出器。
前記リンク部は、Ｙ軸方向へ伸びている形状を備えた延長部を備えており、
前記延長部に前記櫛歯電極が配置されている、請求項４に記載の振動式角速度検出器。
前記リンク部は、Ｙ軸方向へ伸びている形状を備えた延長部を備えており、
前記延長部のＸ軸の正方向の面および前記延長部のＸ軸の負方向の面に、前記櫛歯電極が配置されている、請求項４に記載の振動式角速度検出器。
前記第１調整部および第２調整部は、前記検出電極で検出される変位量が前記第１梁および前記第２梁で等しくなるようにバネ定数をフィードバック制御する、請求項３に記載の振動式角速度検出器。
基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、前記角速度を検出する振動式角速度検出器の調整方法であって、
前記振動式角速度検出器は、
前記マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁と、
前記マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁と、
前記第１梁に配置されている第１梁電極と、前記第１梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部と、
前記第２梁に配置されている第２梁電極と、前記第２梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部と、
を備えており、
前記第１梁が前記第１梁電極として機能し、
第１調整電極は、前記第１梁の少なくとも一部を挟み込むように前記第１梁の両側に配置されており、
前記第２梁が前記第２梁電極として機能し、
第２調整電極は、前記第２梁の少なくとも一部を挟み込むように前記第２梁の両側に配置されており、
前記第１調整部および前記第２調整部の少なくとも一方を用いて前記第１梁のバネ定数と前記第２梁のバネ定数とを等しくする、振動式角速度検出器の調整方法。
基板面上にＸ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとり、基板面に垂直にＺ軸をとるとき、基板に対して振動可能に配設されたマス部をＹ軸方向に励振させ、Ｚ軸の回りの角速度をＸ軸方向に発生するコリオリ力に関連する物理量を検出することで、前記角速度を検出する振動式角速度検出器の調整方法であって、
前記振動式角速度検出器は、
前記マス部のＸ軸の正方向に位置する第１側面からＸ軸正方向に伸びる第１梁と、
前記マス部のＸ軸の負方向に位置する第２側面からＸ軸負方向に伸びる第２梁と、
前記第１梁に配置されている第１梁電極と、前記第１梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第１調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第１梁のバネ定数を調整可能な第１調整部と、
前記第２梁に配置されている第２梁電極と、前記第２梁電極の近傍であって前記基板面に配置されている第２調整電極とを備え、電気バネ効果を用いて前記第２梁のバネ定数を調整可能な第２調整部と、
を備えており、
前記第１梁および前記第２梁は、リンク部で折れ返された構造を備えたフォールデッド梁であり、
前記振動式角速度検出器は、前記リンク部に配置されている検出電極であって、前記リンク部のＹ軸方向の変位量を検出可能な前記検出電極をさらに備えており、
前記第１調整部および前記第２調整部の少なくとも一方を用いて前記第１梁のバネ定数と前記第２梁のバネ定数とを等しくする、振動式角速度検出器の調整方法。
前記第１梁のバネ定数を調整することで前記第１梁のバネ定数と前記第２梁のバネ定数とを等しくする、または、前記第２梁のバネ定数を調整することで前記第１梁のバネ定数と前記第２梁のバネ定数とを等しくする、請求項８または９に記載の振動式角速度検出器の調整方法。
前記振動式角速度検出器は、前記第１梁および前記第２梁からなる一対のペア梁を複数備えており、
複数の前記第１梁の各々に備えられている前記第１調整部に共通の制御電圧を印加することで、複数の前記第１梁のバネ定数を一体に制御し、
複数の前記第２梁の各々に備えられている前記第２調整部に共通の制御電圧を印加することで、複数の前記第２梁のバネ定数を一体に制御することが可能である、
請求項８～１０の何れか１項に記載の振動式角速度検出器の調整方法。
前記振動式角速度検出器は、前記第１梁および前記第２梁からなる一対のペア梁を複数備えており、
複数の前記第１梁の各々に備えられている前記第１調整部および複数の前記第２梁の各々に備えられている前記第２調整部に所定の直流オフセット電圧を印加することで、複数の前記第１梁および複数の前記第２梁のバネ定数を一律に低下させるオフセット電圧印加ステップを備え、
前記オフセット電圧印加ステップの後に、前記第１調整部および前記第２調整部の少なくとも一方を用いて前記第１梁のバネ定数と前記第２梁のバネ定数とを等しくする、請求項１０に記載の振動式角速度検出器の調整方法。