JPH1114367A - 角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角速度検出精度の向上。角速度が加わってい
ないときの角速度信号の偏倚を抑制。 【解決手段】 シリコン基板１にｘ方向には可動、ｙ方
向には不動に支持された導電性ポリシリコン半導体薄膜
の第１浮動体２；これにｘ方向には不動、ｙ方向には可
動に支持された第２浮動体３；第１浮動体２をｘ方向に
振動駆動する手段４，５，１５；第２浮動体３のｙ方向
変位を検出する変位検出手段６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，
１２，１３，１７；および、変位信号を角速度信号に変
換する変換手段１８；を備える。第１浮動体２はｘ，ｙ
平面上で矩形リング２１であり、第１および第２浮動体
２，３の重心位置が同一。第１浮動体２はｙ方向に延び
る梁２２ａ〜ｄで浮動支持した。第２浮動体３はｘ方向
に延びる梁３２ａ〜３２ｄで浮動支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に対して浮動
支持された振動体を備える角速度センサに関し、特に、
これに限定する意図ではないが、半導体微細加工技術を
用いて形成される浮動半導体薄膜を櫛歯電極にて電気的
に吸引／解放してｘ方向に励振する角速度センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の角速度センサの代表的なもの
は、浮動薄膜の左辺部に１組かつ右辺部に１組の浮動櫛
歯電極（左側浮動櫛歯電極と右側浮動櫛歯電極）を備
え、固定櫛歯電極も２組（各組の浮動櫛歯電極に非接触
で噛み合いかつ平行な左側固定櫛歯電極および右側固定
櫛歯電極）として、左側浮動櫛歯電極／左側固定櫛歯電
極間と右側浮動櫛歯電極／右側固定櫛歯電極間に交互に
電圧を印加することにより、浮動薄膜がｘ方向に振動す
る。浮動薄膜に、ｚ軸を中心とする回転の角速度が加わ
ると、浮動薄膜にコリオリ力が加わって、浮動薄膜は、
ｙ方向にも振動する楕円振動となる。浮動薄膜を導体と
しもしくは電極が接合したものとし、浮動薄膜のｘｚ平
面に平行な検出電極を基板上に備えておくと、この検出
電極と浮動薄膜との間の静電容量が、楕円振動のｙ成分
（角速度成分）に対応して振動する。この静電容量の変
化（振幅）を測定することにより、角速度を求めること
が出来る（例えば特開平９−１２７１４８号公報，特開
平９−４２９７３号公報，特願平８−２４９８２２号，
特願平９−１２１９８９号）。

【０００３】従来、半導体薄膜を浮動体（浮動薄膜）と
して用いたこの種の角速度センサにおいて、基板に対し
て平行なｘ方向の静電駆動による浮動体の駆動または静
電容量による変位検出には、交互にかみ合う櫛歯状の電
極や平行平板電極を用いており、それらの電極は、半導
体薄膜をエッチングした面（ｘｚ面）を用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】浮動体は、角速度検出
原理からｘ方向およびｙ方向に可動である必要があり、
したがって従来は、浮動体をｘ方向およびｙ方向に共に
可動にして、基板で支持している。ところで、浮動体の
ｘ方向の励振駆動は、ｘ方向に延びる平行平板電極（浮
動櫛歯電極／固定櫛歯電極）で行なわれ、この平行平板
電極は、浮動体にｙ方向の吸引力を与え易い。すなわ
ち、ｘ方向に延びる一本（一歯）の浮動櫛歯電極を、ｘ
方向に延びる二本（２歯）の固定櫛歯電極が空隙を置い
て挟んでいるので、該一本の浮動櫛歯電極が正しく該二
本の固定櫛歯電極の中間点に位置するときには、該二本
の固定櫛歯電極がそれぞれ該一本の浮動櫛歯電極に、絶
対値が同一で方向が逆向きのｙ方向静電吸引力を及ぼす
ので、固定櫛歯電極から浮動櫛歯電極にｙ方向の駆動力
は加わらない。しかし、該一本の浮動櫛歯電極が、該二
本の固定櫛歯電極の中間点よりわずかでも一方の固定櫛
歯電極側にずれていると、浮動体にｚ軸廻りの角速度が
加わっていなくても、固定櫛歯電極から浮動櫛歯電極に
ｙ方向の駆動力が加わり、浮動体がｙ方向に偏位する。

【０００５】これは角速度が加わったときの浮動体の変
位と同一周期で変位するので、角速度が加わっていない
ときにも角速度があるのと同様な検出信号を発生させる
オフセットの原因となる。また、温度によるオフセット
の変動（温度ドリフト）の原因となり、角速度検出精度
の低下を招き易い。

【０００６】本発明は、角速度検出精度を高くすること
を目的とし、より具体的には、角速度が加わっていない
ときの角速度信号の偏倚を抑制することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の角速度センサは、基板(1)；基板(1)にｘ
方向には可動に、ｙ方向には実質上不動に支持された第
１可動体(2)；第１可動体にｘ方向には実質上不動に、
ｙ方向には可動に支持された第２可動体(3)；第１可動
体(2)をｘ方向に振動駆動する励振手段(4,5,15)；第２
可動体(3)のｙ方向変位を検出する変位検出手段(6a,6b,
7a,7b,12,13,17)；および、該変位検出手段が発生する
変位信号を角速度信号に変換する変換手段(18)；を備え
る。

【０００８】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は相当部材
に付した記号を、参考までに付記した。

【０００９】励振手段(4,5,15)が第１可動体(2)をｘ方
向に振動駆動すると、第１可動体(2)と共に第２可動体
(3)がｘ方向に振動する。ｚ軸廻りの角速度が加わる
と、第１可動体(2)は実質上ｙ方向に振動しないが、第
２可動体(3)がｙ方向にも振動しこれにより変位検出手
段(6a,6b,7a,7b,12,13,17)が、第２可動体(3)のｙ方向
変位を表わす変位信号を発生し、これを変換手段(18)が
角速度信号に変換する。

【００１０】第１可動体(2)がｙ方向には実質上不動で
あるので、ｘ方向励振駆動により仮にｙ方向の駆動力が
加わってもｙ方向には実質上変位せず、第１可動体(2)
で支持された第２可動体(3)は、したがって、ｘ方向励
振駆動によってはｙ方向に駆動されず、角速度が加わっ
ていないときに変位信号を偏倚させることがない。これ
により角速度検出精度が高くなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（２）第１可動体(2)はｘ，ｙ平面上で矩形リング状(2
1)であり、第１可動体(2)と第２可動体(3)の重心が実質
上同一位置である。第１可動体(2)が矩形リング状であ
るのでその重心は矩形リング(21)の中心位置であり、ｘ
方向の励振に対して第１可動体(2)がｘ方向に平行移動
し、第１可動体(2)のｘ方向振動のバランスが良い。第
２可動体(3)の重心が第１可動体(2)の重心と同位置であ
るので、第２可動体(3)が第１可動体(2)のｘ方向の振動
のバランスをくずすことがない。また、第１可動体(2)
が第２平動体(3)のｙ方向の振動のバランスをくずすこ
とがない。 （３）第１可動体(2)は、一端が基板(1)に固定されたｙ
方向に延びる梁(22a〜d)で基板(1)に対して浮動支持し
た。ｙ方向に延びる梁(22a〜d)は、ｙ方向には撓まずｘ
方向に撓むので、これにより、第１可動体(2)は基板(1)
に対して、ｙ方向には不動、ｘ方向には可動の浮動支持
である。第１可動体(2)の浮動支持とｘ方向のみの変位
が確実である。

【００１２】（４）第２可動体(3)は、一端が第１可動
体(2)に固定されたｘ方向に延びる梁(32a〜32d)で基板
(1)に対して浮動支持した。ｘ方向に延びる梁(32a〜32
d)は、ｘ方向には撓まずｙ方向に撓むので、これによ
り、第２可動体(3)は第１可動体(2)に対して、ｘ方向に
は不動、ｙ方向には可動の浮動支持である。第２可動体
(3)の、第１可動体(2)に対する浮動支持とｙ方向のみの
変位が確実である。

【００１３】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１４】

【実施例】

−第１実施例− 図１に本発明の第１実施例を示す。この実施例は、第２
浮動体３に加わるｚ軸廻りの角速度を検出する角速度セ
ンサである。図２に、図１に示す基板１の左下コ−ナ部
を拡大して示し、図３に図２上の３Ａ−３Ａ線拡大断面
を示す。

【００１５】図１，図２および図３を参照されたい。絶
縁層を形成したシリコン基板１には、導電性とするため
の不純物を含むポリシリコン（以下導電性ポリシリコ
ン）の、浮動体アンカ８ａ〜８ｄおよび固定電極アンカ
１０，１１が接合しており、シリコン基板１上の絶縁層
の上に形成された配線（９，１２，１３等）により、導
電性ポリシリコンでなる半導体薄膜の、第１浮動体２，
第２浮動体３，固定電極４，５，６ａ〜６ｃ，７ａ〜７
ｃは、接続電極（黒塗り４角）に接続されている。な
お、シリコン基板１に上記ポリシリコンの導電形（ｐ）
と反対の導電性（ｎ）の基板を用い、シリコン基板１に
ｐｎ接合により配線を形成し、上記配線と浮動体アンカ
８ａ〜８ｄおよび固定電極アンカ１０，１１と接続電極
（黒塗り４角）のアンカ部とを接合してもよい。

【００１６】浮動体アンカ８ａ〜８ｄに、ｙ方向に延び
る第１組の浮動支持梁２２ａ〜２２ｄが連続しており、
これらの支持梁２２ａ〜２２ｄに、基板１の表面に実質
上平行な、矩形リング状の第１浮動体２が連続してい
る。

【００１７】第１浮動体２から左右（ｘ方向）に、櫛歯
状にｙ方向に等ピッチで分布する複数個の、ｘ駆動用の
可動側櫛歯電極２３ａ，２３ｂが突出している。１つの
固定電極アンカ１０には、固定電極４の基幹が連続して
おり、該基幹には可動側櫛歯電極２３ａの歯間スロット
に進入した、ｘ駆動用の櫛歯状の固定櫛歯電極４２があ
り、もう１つの固定電極アンカ１１には、固定電極５の
基幹が連続しており、該基幹には可動側櫛歯電極２３ｂ
の歯間スロットに進入した、ｘ駆動用の櫛歯状の固定櫛
歯電極５２がある。これらのｘ駆動用の可動側櫛歯電極
２３ａ，２３ｂとｘ駆動用の固定櫛歯電極４２，５２と
の間には、微小ギャップがある。

【００１８】第２組の、ｘ方向に延びる浮動支持梁３２
ａ〜３２ｄの一端が、矩形リング状の第１浮動体２のロ
形基部２１に、一体で連なっており、これらの支持梁の
他端が、第１浮動体２のロ型リングの内空間中央にある
第２浮動体３の基幹３１に、一体で連なっている。第２
浮動体３の基幹３１には、第２組の支持梁３２ａ〜３２
ｄと平行な、ｘ方向に延びるｙ変位検出用の櫛歯電極３
３ａ，３３ｂがｙ方向に分布し、基幹３１からｘ方向に
延びている。第２組の支持梁３２ａ〜３２ｄおよび櫛歯
電極３３ａ，３３ｂは、所定ピッチでｙ方向に分布して
いる。この分布の１ピッチ内のギャップに、ｙ方向変位
検出用の第１組の多数の固定櫛歯電極６ａ，６ｂの１つ
と、ｙ方向変位検出用の第２組の多数の固定櫛歯電極７
ａ，７ｂの１つがある。第１組の固定櫛歯電極６ａ，６
ｂは、シリコン基板１上の絶縁層の上に形成された、配
線１２の分岐線１２ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・（図２，図
３）上にある。なお、分岐線１２ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・
は配線１２ａから分岐しており、配線１２ａは１２と連
続である。第２組の固定櫛歯電極７ａ，７ｂは、シリコ
ン基板１上の絶縁層の上に形成された、配線１３の分岐
線１３ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・（図２，図３）上にある。
なお、分岐線１３ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・は配線１３ａか
ら分岐しており、配線１３ａは１３と連続である。

【００１９】第１浮動体２のｘ軸平行辺（１対）の一方
から、ｘ移動検出用の可動櫛歯電極２４ａがｙ方向に突
出し、これらの電極間ギャップに、ｘ移動検出用の第１
組の櫛歯電極６ｃおよびｘ移動検出用の第２組の櫛歯電
極７ｃがあり、それぞれ別個の配線上にある。これらの
可動櫛歯電極２４ａ，第１組の櫛歯電極６ｃおよび第２
組の櫛歯電極７ｃと同様なものが、第１浮動体２のｘ軸
平行辺（１対）の他方側にもある。

【００２０】上述の、第１組の浮動支持梁２２ａ〜２２
ｄ，第１浮動体２，第２組の浮動支持梁３２ａ〜３２
ｄ，第２浮動体３、および、固定電極４，５の櫛歯４
２，５２は、基板１の表面からｚ方向に離れている。す
なわち基板１の表面に、ギャップを置いて対向してい
る。これらは、マイクロ加工技術により、浮動体アンカ
および固定電極アンカをシリコン基板１の表面上に形成
した後に、浮動体アンカおよび固定電極アンカに、一体
連続で形成される。上述のように、基板１の表面からｚ
方向に離れ、しかも基板１に対してｘ方向および又はｙ
方向に変位又は撓み得る支持態様を本書において「浮
動」又は「可動」と称す。

【００２１】上述の第１浮動体２の形状はロ形リングで
あり、その２つの対角線の交点に関して上下および左右
対称であって、重心は該交点にある。この第１浮動体２
に第２組の支持梁３２ａ〜３２ｄを介して一体連続の第
２浮動体も、前記交点に関して上下および左右対称であ
って、重心は該交点にある。

【００２２】第１浮動体２を支持する第１組の浮動支持
梁２２ａ〜ｄが基体１から浮いておりしかもｙ方向に延
びるので、それらはｙ方向には撓まないが、ｘ方向には
撓み易く、第１浮動体２は、ｙ方向には振動しにくく、
ｘ方向に振動し易い。第２浮動体３は第１浮動体２と一
体連続であり、しかもｘ方向に延びる第２組の浮動支持
梁３２ａ〜３２ｄを介して第１浮動体２で支持されてい
るので、第１浮動体３がｘ方向に振動すると第２浮動体
３も同じくｘ方向に振動する。第２組の浮動支持梁３２
ａ〜３２ｄはｘ方向には撓まないが、ｙ方向には撓み易
く、第２浮動体３は、ｘ方向には振動しにくく、ｙ方向
に振動し易い。これにより、ｚ軸廻りの角速度がセンサ
全体（１，２，３）に加わると、第２浮動体３はｙ方向
に振動するが、第１浮動体２はｙ方向には実質上振動し
ない。

【００２３】第１浮動体２（および第２浮動体３）は、
基板１上の配線９を介してｘ駆動回路１５に接続され、
そこで機器ア−ス（ＧＮＤ）に接続されている。固定電
極４と５は、アンカ１０，１１上の電極導体を介してｘ
駆動回路１５に接続されている。ｘ駆動回路１５は、固
定電極４と５に交互に高電圧を印加しこれを繰返す。第
１浮動体２（および第２浮動体３）は、固定電極４（櫛
歯電極４２）に高電圧が加わったときに図１上で左方に
引かれ、固定電極５（櫛歯電極５２）に高電圧が加わっ
たときに右方に引かれて、左右に振動する。

【００２４】第１浮動体２が左方に移動するときには、
ｘ移動検出用の可動櫛歯電極２４ａとｘ移動検出用の第
１組の固定櫛歯電極６ｃとの間の静電容量は減少する
が、可動櫛歯電極２４ａとｘ移動検出用の第２組の固定
櫛歯電極７ｃとの間の静電容量は増大する。右方に移動
するときにはその逆となる。可動櫛歯電極２４ａは機器
ア−ス電位（ＧＮＤ）であるが、固定櫛歯電極６ｃと７
ｃは静電容量検出回路１６に接続されている。静電容量
検出回路１６は、電極６ｃと７ｃの、電極２４ａ（機器
ア−ス電位ＧＮＤ）に対する静電容量の差を表わす電気
信号を発生してｘ駆動回路１５に与える。この電気信号
は、第１浮動体２のｘ振動に同期したレベル変化を示す
交流信号（以下、ｘ振動同期信号）である。ｘ駆動回路
１５は、該交流信号のレベルの絶対値が設定値に達する
度に、上述の、高電圧を印加する電極４，５の切換えを
行なう。これにより、第１浮動体２（および第２浮動体
３）が、所定振幅でｘ方向に振動する。

【００２５】また、駆動方法として静電容量検出回路１
６より得られる信号を用いて、ＰＬＬ（フェ−ズド ロ
ック ル−プ）制御により共振周波数で駆動し、静電容
量検出回路１６より得られる信号により駆動振幅を求
め、駆動電圧を増減して振幅が一定となるように制御し
てもよい。これにより低電圧駆動が可能となる。

【００２６】また、可動櫛歯電極２４ａ，固定櫛歯電極
６ｃ，７ｃは、駆動櫛歯電極２３，４２，５２と同様な
形状で、駆動櫛歯電極と同じ向きに配置してもよい。こ
れにより、駆動振幅が大きくなる。

【００２７】第２浮動体３がｙ方向に振動すると、第２
浮動体３の櫛歯電極３３ａと固定櫛歯電極６ａ，６ｂと
の間の静電容量が増減振動し、これと逆位相で櫛歯電極
３３ａと固定櫛歯電極７ａ，７ｂとの間の静電容量が増
減振動する。静電容量検出回路１７は、櫛歯電極３３ａ
と固定櫛歯電極６ａ，６ｂとの間の静電容量と、櫛歯電
極３３ａと固定櫛歯電極７ａ，７ｂとの間の静電容量
と、の差を表わす電気信号（ｙ振動同期信号）を発生
し、これを信号処理回路１８に与える。第２浮動体３の
ｘ振動が一定である場合、角速度と第２浮動体３のｙ振
動の振幅との間には一定の関係がある。信号処理回路１
８は、この関係に基づいて、ｙ振動同期信号を角速度を
表わす信号（角速度信号）に変換する。

【００２８】図４に、ｘ駆動回路１５が固定電極４，５
に加える電圧Ｖ１，Ｖ２と第１浮動体２（および第２浮
動体３）のｘ振動（ｘ方向の変位）の関係、ならびに、
該ｘ振動と第２浮動体３のｙ振動（ｙ方向の変位）の関
係を示す。角速度の方向（時計廻り／反時計廻り）によ
り、ｙ振動の位相が１８０度のずれ（図４上のｙ変位の
実線と２点鎖線）を生ずる。信号処理回路１８は、静電
容量検出回路１６からのｘ移動同期信号に対するｙ振動
同期信号の位相差に基づいて角速度の方向（時計廻り／
反時計廻り）を判定してそれを表わす方向信号と、ｙ振
動同期信号の振幅に対応する角速度の絶対値を表わす角
速度値信号とを出力する。

【００２９】上述の第１実施例によれば、第１浮動体２
には可動櫛歯電極２３ａ，２３ｂと固定櫛歯電極４２，
５２との間に＋ｙ方向又は−ｙ方向の静電吸引力が加わ
り易い、すなわちｙ駆動力が作用し易いが、ｙ方向に延
びる第１組の浮動支持梁２２ａ〜ｄで第１浮動体２が支
持されているので、第１浮動体２のｙ移動は第１組の支
持梁２２ａ〜ｄで阻止され、ｘ駆動電圧Ｖ１，Ｖ２によ
り第１浮動体２がｙ駆動されることがない。これによ
り、第１浮動体２（および第２浮動体３）のｘ振動駆動
の効率が向上しｘ振動が安定する。

【００３０】一方、第２浮動体３は、ｘ方向に延びる第
２組の浮動支持梁３２ａ〜ｄで第１浮動体２に支持され
ているので、角速度が加わると容易にｙ方向に振動す
る。このｙ振動には、ｘ駆動電圧Ｖ１，Ｖ２によるｙ変
位が実質上含まれないので、また上述のようにｘ振動が
安定しているので、第２浮動体３のｙ振動は角速度のみ
に対応するものであり、したがって信号処理回路１８が
出力する角速度信号（方向信号，角速度値信号）のＳ／
Ｎが高く、また検出精度の安定性が高い。

【００３１】−第２実施例− 図５に本発明の第２実施例を示す。この第２実施例で
は、固定アンカ８ａ〜８ｄで、ｙ方向に延びる第３組の
浮動支持梁２６ａ〜ｄを支持し、これらの浮動支持梁２
６ａ〜ｄに、ｘ方向に延びる浮動連結梁２５ａ，２５ｂ
を一体連続とし、そしてこれらの浮動連結梁２５ａ，２
５ｂに、ｙ方向に延びる第１組の浮動支持梁２２ａ〜ｄ
を一体連続にしている。

【００３２】第３組の浮動支持梁２６ａ〜ｄがｙ方向に
延びるので、浮動連結梁２５ａ，２５ｂはｘ方向には変
位し易いがｙ方向には変位しにくい。すなわちこの第２
実施例では、共にｙ方向に延びる第１組と第３組の浮動
支持梁２２ａ〜ｄと２６ａ〜ｄ、ならびに、浮動連結梁
２５ａ，２５ｂで第１浮動体２を浮動支持している。第
１浮動体２のｙ変位は第１組と第３組の浮動支持梁２２
ａ〜ｄと２６ａ〜ｄで阻止されるが、両組の浮動支持梁
２２ａ〜ｄと２６ａ〜ｄがｘ方向にはたわみ易いので、
第１浮動体２はｘ方向には容易に変位し、ｘ振動を生じ
易い。

【００３３】基板１に対して、第３組の浮動支持梁２６
ａ〜ｄのたわみと第１組の浮動支持梁２２ａ〜ｄのたわ
みの合計が第１浮動体２のｘ変位量となる。すなわち、
第１実施例（図１）の場合よりも、これらの浮動支持梁
２２ａ〜ｄと２６ａ〜ｄの少量のたわみで第１浮動体２
が大きくｘ変位するので、第１実施例の第１組の浮動支
持梁２２ａ〜ｄを長くしたのと同等の効果が得られる。
にもかかわらず、第１浮動体２のｙ全長は格別に長くな
らず、コンパクトである。

【００３４】第２実施例では、第１浮動体２にｘ変位検
出用の可動櫛歯２４ａ，２４ｂがあり、その直下に固定
櫛歯電極配線がありこれが配線１４ａ，１４ｂに連続し
ている。これらの配線は、基板１上の絶縁層の上にあ
る。つまり、配線１４ａに連続した固定櫛歯電極配線と
可動櫛歯２４ａ，２４ｂとは、ｚ方向で相対向する平行
板（コンデンサ）電極であり、第１浮動体２がｘ変位す
ると平行板間の対向面積が変わり両者間の静電容量が変
化する。固定櫛歯電極配線が連なる配線１４ａ，１４ｂ
は静電容量検出回路１６に接続されており、該回路１６
は、配線１４ａ，１４ｂと第１浮動体２の間の静電容量
を表わす電気信号（ｘ振動同期信号）を発生し、これを
Ｘ駆動回路１５および信号処理回路１８に与える。第２
実施例のその他の構成および機能は、上述の第１実施例
と同様である。

【００３５】−第１，第２実施例の変形例− 第１および第２実施例は、第２浮動体３を、ｘ方向に延
びる第２組の浮動支持梁３２ａ〜ｄで第１浮動体２に支
持している。この支持構造は図６に示すように、１対の
リング状浮動支持梁（２７ａ／２７ｂ／３２ｂ／３２
ａ），（２７ｃ／３２ｃ／３２ｄ／２７ｄ）のそれぞれ
で第２浮動体３の両端部のそれぞれを支持するように変
形してもよい。この場合には、例えば角速度が加わって
ｙ方向の力が第２浮動体３に加わると、第２組の浮動支
持梁３２ａ〜ｄと第４組の浮動支持梁２７ａ〜２７ｄが
ｙ方向にたわみ、第２浮動体３がｙ方向に変位し易い。
すなわち、第１実施例，第２実施例（図１，図５）の場
合よりも、第２組および第４組の浮動支持梁３２ａ〜ｄ
と２７ａ〜ｄの少量のたわみで第２浮動体３が大きくｙ
変位するので、第１，第２実施例の第２組の浮動支持梁
３２ａ〜ｄを長くしたのと同等の効果が得られる。

【００３６】−第３実施例− 図７に本発明の第３実施例を示す。この第３実施例で
は、第２浮動体３も矩形リング状（ロ形リング状）とし
て、第２組の浮動支持梁３２ａ〜ｄで第１浮動体２に対
して浮動支持している。第２浮動体３のｘ軸平行辺の中
央にｙ方向の突起があり、この突起に第２組の浮動支持
梁３２ａ〜ｄの一端が一体連続であり、第２組の支持梁
３２ａ〜ｄのｘ方向の長さは、第２浮動体３が矩形リン
グ状であるにもかかわらず、第１，第２実施例の支持梁
３２ａ〜ｄの長さと同程度に長い。これにより第２浮動
体３をｙ方向に変位しやすくしている。第３実施例のそ
の他の構造および機能は、図１に示す第１実施例と同様
である。

【００３７】−第４実施例− 図８に本発明の第４実施例を示す。この第４実施例で
も、第２浮動体３も矩形リング状（ロ形リング状）とし
て、第２組の浮動支持梁３２ａ〜ｄで第１浮動体２に対
して浮動支持している。第２浮動体３のｘ軸平行辺の中
央にｙ方向の突起があり、この突起に第２組の浮動支持
梁３２ａ〜ｄの一端が一体連続であり、第２組の支持梁
３２ａ〜ｄのｘ方向の長さは、第２浮動体３が矩形リン
グ状であるにもかかわらず、第１，第２実施例の第２組
の支持梁３２ａ〜ｄの長さと同程度に長い。これにより
第２浮動体３をｙ方向に変位しやすくしている。第４実
施例のその他の構造および機能は、図５に示す第２実施
例と同様である。

【００３８】−第３，第４実施例の変形例− 第３および第４実施例は、第２浮動体３を、ｘ方向に延
びる第２組の浮動支持梁３２ａ〜ｄで第１浮動体２に支
持している。この支持構造は図９に示すように、１対の
Ｈ型浮動支持梁（２７ａ／２７ｂ／３２ｂ／３２ａ），
（２７ｃ／３２ｃ／３２ｄ／２７ｄ）のそれぞれで第２
浮動体３の両端部のそれぞれを支持するように変形して
もよい。この場合には、例えば角速度が加わってｙ方向
の力が第２浮動体３に加わると、第２組の浮動支持梁３
２ａ〜ｄと第４組の浮動支持梁２７ａ〜２７ｄがｙ方向
にたわみ、第２浮動体３がｙ方向に変位し易い。すなわ
ち、第３実施例，第４実施例（図７，図８）の場合より
も、第２組および第４組の浮動支持梁３２ａ〜ｄと２７
ａ〜ｄの少量のたわみで第２浮動体３が大きくｙ変位す
るので、第３，第４実施例の第２組の浮動支持梁３２ａ
〜ｄを長くしたのと同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の平面図である。

【図２】 図１に示す第１浮動体２の右下コ−ナ近傍の
部分の拡大平面図である。

【図３】 図２の３Ａ−３Ａ線拡大断面図である。

【図４】 図１に示すｘ駆動回路１５の出力電圧の波
形，第１浮動体２のｘ変位および第２浮動体３のｙ変位
を示すタイムチャ−トである。

【図５】 本発明の第２実施例の平面図である。

【図６】 第１および第２実施例の変形部を示す拡大平
面図である。

【図７】 本発明の第３実施例の平面図である。

【図８】 本発明の第４実施例の平面図である。

【図９】 第３および第４実施例の変形部を示す拡大平
面図である。

【符号の説明】

１：シリコン基板 ２：第１浮動体 ２１：ロ形基部 ２２ａ〜ｄ：第１
組の浮動支持梁 ２３ａ，２３ｂ：可動側櫛歯電極 ２４ａ，２４ｂ：
可動側櫛歯電極 ２５ａ，２５ｂ：浮動連結梁 ２６ａ〜ｄ：第３
組の浮動支持梁 ２７ａ〜ｄ：第４組の浮動支持梁 ３：第２浮動体 ３１：基幹 ３２ａ〜ｄ：第２
組の浮動支持梁 ３３ａ，３３ｂ：櫛歯電極 ４：固定電極 ４１：電極基幹 ４２：固定櫛歯電
極 ５：固定電極 ５１：電極基幹 ５２：固定櫛歯電極 ６ａ〜ｃ：固定電
極 ７ａ〜７ｃ：固定櫛歯電極 ８ａ〜ｄ：浮動体
アンカ ９：配線 １０，１１：固定
電極アンカ １２，１２ａ〜１２ｅ，１３，１３ａ〜ｅ，１４ａ，１
４ｂ：配線 １５：ｘ駆動回路 １６，１７：静電
容量検出回路 １８：信号処理回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板；該基板にｘ方向には可動に、ｙ方向
   には実質上不動に支持された第１可動体；第１可動体に
   ｘ方向には実質上不動に、ｙ方向には可動に支持された
   第２可動体；第１可動体をｘ方向に振動駆動する励振手
   段；第２可動体のｙ方向変位を検出する変位検出手段；
   および、 該変位検出手段が発生する変位信号を角速度信号に変換
   する変換手段；を備える角速度センサ。
2. 【請求項２】第１可動体はｘ，ｙ平面上で矩形リング状
   であり、第１可動体と第２可動体の重心が実質上同一位
   置である、請求項１記載の角速度センサ。
3. 【請求項３】第１可動体は、一端が基板に固定されたｙ
   方向に延びる梁で基板に対して浮動支持された、請求項
   １又は請求項２記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】第２可動体は、一端が第１可動体に固定さ
   れたｘ方向に延びる梁で基板に対して浮動支持された、
   請求項１，請求項２又は請求項３記載の角速度センサ。