JPWO2014203903A1 - 共振周波数調整モジュール - Google Patents

Abstract

本発明は、角速度を検出するＭＥＭＳセンサを構成する共振周波数調整モジュールであって、可動電極と、この可動電極と対向しキャパシタを形成する固定電極と、上記可動電極を一方向に変位可能に支持する弾性体とを備え、上記可動電極及び固定電極のキャパシタを形成する対向面がそれぞれ変位方向に対して傾斜しており、可動電極と固定電極とに挟まれる領域において可動電極の移動によって体積が減少しない体積一定領域を有する。

Description

本発明は、ＭＥＭＳセンサを構成する共振周波数調整モジュールに関する。
本願は、２０１３年６月１９日に、日本に出願された特願２０１３−１２８９９９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と呼ばれる半導体製造技術を利用して形成した微細な機械要素を有する装置が開発されており、被測定体の角速度を検出するジャイロセンサや加速度センサとして実現されている。

例えば、上述のジャイロセンサは、Ｘ−Ｙ方向に延在する基板上にＸ方向に振動可能に支持される振動駆動モジュール、この振動駆動モジュールに接続される移動体、この移動体にＹ方向に弾性変位可能に支持されＹ方向の変位量を検出する静電容量変化検出モジュール等を備えている。

このようなジャイロセンサは、振動駆動モジュールによって移動体及び移動体に支持されている静電容量変化検出モジュールの可動電極をＸ方向に常時往復移動させておき、ジャイロセンサがＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向の軸を中心に回転したときに可動電極に作用するコリオリ力を可動電極のＹ方向の変位として検出する。静電容量変化検出モジュールの可動電極は、ジャイロセンサの角速度（又は回転速度）により作用するコリオリ力だけでなく、ジャイロセンサのＹ方向の加速度によっても変位する。そこで、２つの静電容量変化検出モジュールの可動電極の変位の差分をとることでジャイロセンサに加えられたＹ方向の加速度を相殺し、ジャイロセンサのＸ−Ｙ平面上の向きの変化のみを検出する（例えば特開２０１３−９６９５２号公報参照）。

また、ジャイロセンサは、移動体をＸ方向に移動可能に支持する弾性体を備えている。そして、移動体及び静電容量変化検出モジュールのＸ方向の振動は、この弾性体のばね定数と質量とによって決まる共振周波数によって規制される。このため、弾性体のばね定数を調整し、共振周波数をコントロールできるように、電気的ばね構造を有する共振周波数調整モジュールが提案されている。
このような共振周波数調整モジュールとしては、図６に示すように、電圧差を調整可能な対向する一対の電極５２、５４を有する共振周波数調整モジュール５１が提案されている（従来例１）。また、図７に示すように、一対の櫛歯状の電極６２、６４が互いに嵌り込むよう配設された共振周波数調整モジュール６１も提案されている（従来例２）。

しかし、従来例１の共振周波数調整モジュール５１では、一対の電極５２、５４が近接する方向に変位した際に、電極５２、５４間の空間（キャパシタ形成空間）の空気が圧縮されるが、この空気の圧縮による空気抵抗（ｄａｍｐｉｎｇ）が大きく、Ｑ値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）が減少して振幅が低下するという不都合がある。さらに、この共振周波数調整モジュール５１には、変位が大きくなると電極５２、５４同士の距離が近くなり過ぎ、所謂Ｐｕｌｌ−ｉｎするという不都合がある。特に、従来例１の共振周波数調整モジュール５１において、ばね定数の調整範囲を大きくするには静電容量を大きくする必要があり、このためには電極５２、５４を大きくする又は数を増やすことを要するが、この場合、上述のような空気抵抗によるＱ値の減少が顕著となる。

また、従来例２の共振周波数調整モジュール６１では、可動電極６２の変位に影響せず所定のばね定数を得るべく、一方の櫛歯状の電極６４が階段状に設けられており、Ｐｕｌｌ−ｉｎの不都合が生じ難い。しかしながら、この共振周波数調整モジュール６１において、ばね定数及び静電容量を大きくするためには、電極６２、６４を大きくする、もしくは電極６２、６４の個数を増やすことを必要とする。これにより共振周波数調整モジュール６１のサイズが大きくなってしまい、面積効率が悪い。

特開２０１３−９６９５２号公報

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、小型化の要請に沿いつつ容易かつ確実に空気抵抗を低減できる共振周波数調整モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、角速度を検出するＭＥＭＳセンサを構成する本発明の共振周波数調整モジュールは、第一の対向面を有する可動電極と、この可動電極の第一の対向面と対向し第一の対向面との間でキャパシタを形成する第二の対向面を有する固定電極と、上記可動電極を一方向に変位可能に支持する弾性体とを備え、上記可動電極の第一の対向面及び固定電極の第二の対向面がそれぞれ前記可動電極の変位方向に対して傾斜しており、可動電極と固定電極とに挟まれ、かつ可動電極の変位にかかわらず体積が一定である体積一定領域を有する。

この共振周波数調整モジュールにおいては、可動電極と固定電極のキャパシタを形成する対向面がそれぞれ変位方向に対して傾斜しており、この傾斜した対向面で可動電極と固定電極とに電位差による引張力が作用し、電位差を調整することで、所望のばね定数を得ることができる。また、この共振周波数調整モジュールは、可動電極と固定電極との対向面が傾斜し、さらに可動電極と固定電極とに挟まれる領域において可動電極の移動によって体積が減少しない領域（以下、体積一定領域ということがある）を有するので、可動電極が変位した際に対向面の間の空気は、上記傾斜した対向面に沿って上記体積一定領域へと流出することができる。そのため、この共振周波数調整モジュールは、空気の圧縮及び流動を小さくして空気抵抗を容易かつ確実に低減することができる。

以上説明したように、本発明の共振周波数調整モジュールによれば、低コストで高精度のジャイロセンサを得ることができる。

本発明の第一実施形態に係る共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 本発明の第二実施形態に係る共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 本発明の第三実施形態に係る共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 本発明の第四実施形態に係る共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 本発明の第五実施形態に係る共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 従来例１の共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。 従来例２の共振周波数調整モジュールの模式的説明図である。

［第一実施形態］
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の共振周波数調整モジュールの実施形態を詳説する。

＜共振周波数調整モジュール＞
図１の共振周波数調整モジュール１は、角速度を検出するＭＥＭＳセンサを構成する共振周波数調整モジュールである。この共振周波数調整モジュール１は、可動電極２と、この可動電極２を一方向に変位可能に支持する弾性体３と、上記可動電極２と対向してキャパシタを形成する固定電極４とを備えている。このため、可動電極２と固定電極４とに電位差を与えることで可動電極２と固定電極４とのキャパシタを形成する対向面間に引張力（クーロン力）が作用するため、この電位差を調節することでこの共振周波数調整モジュール１のばね定数を調節することができる。

この共振周波数調整モジュール１は、ＭＥＭＳセンサの基板（不図示）に固定電極４が不動に固定され、移動体（不図示）に可動電極２が固定される。また、上記可動電極２は、弾性体３及び錘５を介して移動体に固定される。この弾性体３は可動電極２を固定電極４と対向する方向（Ｘ方向）に変位可能に支持する。上記錘５は、共振周波数調整モジュール１の変位部分の質量を概念的に表したものである。

固定電極４及び可動電極２の材質は特に限定されないが、例えばシリコンを用いることができる。

上記可動電極２及び固定電極４の対向面は、それぞれ変位方向（Ｘ方向）に対して傾斜しており、可動電極２と固定電極４とに挟まれる領域において可動電極２の移動によって体積が減少しない領域Ｓ（以下、体積一定領域ということがある）を有している。

具体的には、上記可動電極２と固定電極４とは変位方向（Ｘ方向）に対向するように配置され、上記可動電極２は、基台２ａと、この基台２ａから固定電極４側に突設された複数（図示例では２つ）の台部２ｂと、この台部２ｂから固定電極４側に突設された平面視三角形状の複数の第一凸部２ｃとを有している。また、上記固定電極４は、基台４ａと、この基台４ａから可動電極２側に突設された複数の台部４ｂ（図示例では３つ）と、この台部４ｂから可動電極２側に上記複数の第一凸部２ｃの頂点間にその頂点が位置するように突設された平面視三角形状の複数の第二凸部４ｃとを有している。この第一凸部２ｃ及び第二凸部４ｃのＸ方向に対して傾斜した対向面はキャパシタを形成し、可動電極２のＸ方向の変位によってこのキャパシタの容量が変化する。また、可動電極２の複数の台部２ｂ間の領域、及び固定電極４の複数の台部４ｂ間の領域が、上記体積一定領域Ｓとして機能する。これにより、可動電極２が変位した際に第一凸部２ｃ及び第二凸部４ｃの対向面の間の空気は、上記傾斜した対向面に沿って上記体積一定領域Ｓへと流出することができる。

上記第一凸部２ｃ及び第二凸部４ｃの対向面は、上述のように変位方向（Ｘ方向）に対して傾斜し、互いに略平行に配設されている。ここで、この対向面の変位方向（Ｘ方向）に対する傾斜角αの下限としては、５度が好ましく、１０度がより好ましい。一方、上記傾斜角αの上限としては、３０度が好ましく、２０度がより好ましい。上記傾斜角αが上記下限未満であると、可動電極２と固定電極４との間で変位方向（Ｘ方向）に作用する引張力が小さくなり、所望のばね定数を得るためには、可動電極２の個数や大きさを増加させることを要し、装置の小型化の要請に反するおそれがある。逆に、上記傾斜角αが上記上限を超えると、可動電極２が変位した際に対向面の間の空気が体積一定領域Ｓに流れ込み難くなるおそれがある。

上記のように、対向面の変位方向に対する傾斜角としては５度以上３０度以下が好ましい。傾斜角が上記範囲内にあることで、所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、この共振周波数調整モジュールの空気の圧縮及び流動を容易かつ確実に小さくすることができる。

可動電極２の第一凸部２ｃと固定電極４の第二凸部４ｃとの対向面間距離は、ばね定数の調整に必要な静電容量に合わせて適宜設計することができるが、例えば０．５μｍ以上５μｍ以下とすることができる。

また、キャパシタを形成する第一凸部２ｃの一面とこの一面に対向する第二凸部４ｃの対向面との間の領域（以下、対向面間領域ともいう）の平面視面積をＡ１とし、この対向面間領域に隣接する１の体積一定領域Ｓの平面視面積をＡ２とした場合、Ａ１に対するＡ２の比の下限としては、１倍が好ましく、２倍がより好ましい。上記比が上記下限未満の場合、可動電極２が変位した際に対向面の間の空気が体積一定領域Ｓに流れ込み難くなるおそれがある。一方、上記比の上限としては、１０倍が好ましく、８倍がより好ましい。上記比が上記上限を超える場合、装置の小型化の要請に反するおそれがある。

＜ジャイロセンサ＞
共振周波数調整モジュール１は、上述のようにジャイロセンサ（ＭＥＭＳセンサ）に用いられる。このジャイロセンサは、例えばＸ−Ｙ方向に延在する基板上にＸ方向に移動可能に支持されＸ方向に並ぶ２つの移動体と、Ｙ方向に検出用可動電極が変位可能なように移動体に支持された２つの静電容量変化検出モジュールと、移動体をＸ方向に往復移動させる振動駆動モジュールとを備える構成とすることができる。この共振周波数調整モジュール１においては、固定電極４が上記基板に固定され、可動電極２が上記移動体に固定される。

この共振周波数調整モジュール１においては、可動電極２及び固定電極４の対向面がそれぞれ変位方向に対して傾斜しており、この傾斜した対向面で可動電極２と固定電極４とに引張力が作用し、電位差を調整することで、所望のばね定数を得ることができる。このため、移動体及び静電容量変化検出モジュールの共振周波数をコントロールすることができる。

また、この共振周波数調整モジュール１は、台部２ｂ、４ｂの間が上記体積一定領域として機能するので、可動電極２が固定電極４に近接した際に、この対向面の間の空気は、上記傾斜した対向面に沿って上記体積一定領域へと流出することができる。そのため、この共振周波数調整モジュール１は、静電容量変化検出ユニットにおいて、空気の圧縮及び流動を小さくして空気抵抗を容易かつ確実に低減することができ、このため的確にノイズの発生を抑制することができる。

さらに、この共振周波数調整モジュール１は、従来の櫛歯状の電極を有するもの（従来例２）に比べて小型化を図ることができ、装置の小型化の要請にも的確に沿うことができる。

本実施形態の共振周波数調整モジュールにおいては、可動電極と固定電極とが変位方向に対向するように配置され、上記可動電極が、固定電極側に複数の台部及びこの台部から固定電極側に突設された平面視三角形状の複数の第一凸部を有し、上記固定電極が、可動電極側に１又は複数の台部及びこの台部から可動電極側に上記複数の第一凸部の頂点間にその頂点が位置するように突設された平面視三角形状の１又は複数の第二凸部を有する。
このような構成とすることで、この共振周波数調整モジュールは、第一凸部及び第二凸部との対向面で所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、台部間に体積一定領域を容易かつ確実に形成して空気の圧縮及び流動を小さくすることができる。

［第二実施形態］
次に、図２を参酌しつつ第二実施形態の共振周波数調整モジュール１１について説明する。なお、第二実施形態の共振周波数調整モジュール１１において、第一実施形態の共振周波数調整モジュール１と同一機能又は構造を有する点については同一符号を用い、説明を省略することがある。

図２の共振周波数調整モジュール１１においては、可動電極１２は、Ｘ方向に弾性体３によって変位可能に支持され、基台１２ａと、この基台１２ａから変位方向の一方に延出する複数（図示例では２つ）の延出部１２ｂとを有している。そして、この延出部１２ｂは、延出方向に平面視一定間隔で反対方向に（ジグザグに）折り曲がるように形成された対向面を有している。具体的には、上記延出部１２ｂは、図２に示すように、基台１２ａから固定電極１４側に延出し、略Ｖ字状に複数回（図示例では二回）屈曲した形状の平板状部材から構成されている。すなわち、可動電極１２は、延出部１２ｂの延出方向に一定間隔で並設された山折り部および谷折り部から形成された対向面を有する。なお、固定電極１４は、ＭＥＭＳセンサの基板等に固定されている。

また、固定電極１４は、可動電極１２の対向面と一定間隔で対向する面を有している。具体的には、固定電極１４は、基台１４ａと、この基台１４ａから変位方向の他方に延出する複数（図示例では２つ）の延出部１４ｂとを有し、この固定電極１４の延出部１４ｂは、上記可動電極１２の延出部１２ｂと略同形を有し、可動電極１２の延出部１２ｂと固定電極１４の延出部１４ｂとの各面が対向しキャパシタを形成している。これらの対向面は変位方向に対して傾斜している。ここで、上記可動電極１２の延出部１２ｂと固定電極１４の延出部１４ｂとの間の体積は、可動電極１２が変位しても不変であり、このため延出部１２ｂ、１４ｂ間の領域が体積一定領域として機能する。つまり、例えば可動電極１２が固定電極１４側に近接した場合には、Ｖ字状の一方の面側の領域ｓ１では可動電極１２と固定電極１４とが近接して体積が減少するものの、Ｖ字状の他方の面側の領域ｓ２では可動電極１２と固定電極１４とが離反することになり体積が増加し、延出部１２ｂ、１４ｂ間全体として電極間の体積が不変となる。このため、可動電極１２が変位した際に延出部１２ｂ、１４ｂ同士が近接する領域ｓ１における空気は、延出部１２ｂ、１４ｂ同士が離反する領域ｓ２に流出することができる。

なお、上記延出部１２ｂ、１４ｂの対向面の変位方向（Ｘ方向）に対する傾斜角については、第一実施形態と同様に、下限としては５度が好ましく、１０度がより好ましく、上限としては３０度が好ましく、２０度がより好ましい。
上記のように、傾斜角が５度以上３０度以下にあることで、所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、共振周波数調整モジュールの空気の圧縮及び流動を容易かつ確実に小さくすることができる。

本実施形態における共振周波数調整モジュールにおいては、可動電極が変位方向の一方に延出する延出部を有し、この延出部が延出方向に平面視一定間隔で反対方向に折り曲がるように形成された対向面を有し、上記固定電極がこの対向面と一定間隔で対向する面を有している。
このような構成とすることで、この共振周波数調整モジュールは、可動電極と固定電極との延出部間の対向面で所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、延出部間に体積一定領域を容易かつ確実に形成して空気の圧縮及び流動を小さくすることができる。

［第三実施形態］
次に、図３を参酌しつつ第三実施形態の共振周波数調整モジュール２１について説明する。なお、第三実施形態の共振周波数調整モジュール２１において、第一又は第二実施形態の共振周波数調整モジュール１、１１と同一機能又は構造を有する点については同一符号を用い、説明を省略することがある。

図３の共振周波数調整モジュール２１においては、第二実施形態と同様に、可動電極２２は、Ｘ方向に弾性体３によって変位可能に支持され、基台２２ａと、この基台２２ａから変位方向の一方に延出する複数（図示例では４つ）の延出部２２ｂとを有し、この延出部２２ｂは、延出方向に平面視一定間隔で反対方向に（ジグザグに）折り曲がるように形成された対向面を有する。すなわち、可動電極２２は、延出部２２ｂの延出方向に一定間隔で並設された山折り部および谷折り部から形成された対向面を有する。また、固定電極２４は、可動電極２２の対向面と一定間隔で対向する面を有している。これらの変位方向に対して傾斜した対向面によってキャパシタが形成されている。なお、固定電極２４は、ＭＥＭＳセンサの基板等にビアによって固定されている。

図３の共振周波数調整モジュール２１においては、固定電極２４は、上記可動電極２２の複数の延出部２２ｂの間に配設される複数（図示例では３つ）の多角形状体を有し、この多角形状体は、可動電極２２の対向面と対向するよう平面視で複数の菱形状又は菱形状の一部が連接された形状を有している。なお、図３の共振周波数調整モジュール１においては、この多角形状体と可動電極２２の延出部２２ｂとの間の体積は、可動電極２２が変位しても不変であり、このため多角形状体と延出部２２ｂとの間が体積一定領域として機能する。

なお、上記延出部２２ｂ及び固定電極２４の対向面の変位方向（Ｘ方向）に対する傾斜角については、第一実施形態と同様に、下限としては５度が好ましく、１０度がより好ましく、上限としては３０度が好ましく、２０度がより好ましい。
上記のように、傾斜角が５度以上３０度以下にあることで、所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、共振周波数調整モジュールの空気の圧縮及び流動を容易かつ確実に小さくすることができる。
さらに、上記のような構成とすることで、この共振周波数調整モジュールは、可動電極と固定電極との延出部間の対向面で所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、延出部間に体積一定領域を容易かつ確実に形成して空気の圧縮及び流動を小さくすることができる。

［第四実施形態］
次に、図４を参酌しつつ第四実施形態の共振周波数調整モジュール３１について説明する。なお、第四実施形態の共振周波数調整モジュール３１において、第一、第二又は第三実施形態の共振周波数調整モジュール１、１１、２１と同一機能又は構造を有する点については同一符号を用い、説明を省略することがある。

図４の共振周波数調整モジュール３１においては、第二及び第三実施形態と同様に、可動電極３２は、Ｘ方向に弾性体３によって変位可能に支持され、基台３２ａと、この基台３２ａから変位方向の一方に延出する複数（図示例では合計３つ）の延出部３２ｂ、３２ｃとを有する。これらの延出部３２ｂ、３２ｃは、延出方向に平面視一定間隔で反対方向に（ジグザグに）折り曲がるように形成された対向面を有する。すなわち、可動電極３２は、延出部３２ｂの延出方向に一定間隔で並設された山折り部および谷折り部から形成された対向面を有する。また、固定電極３４は、可動電極３２の対向面と一定間隔で対向する面を有しキャパシタを形成している。これらの対向面は変位方向に対して傾斜している。なお、固定電極３４は、ＭＥＭＳセンサの基板等にビアによって固定されている。

図４の共振周波数調整モジュール３１においては、固定電極３４は、第三実施形態と同様に、上記可動電極３２の複数の延出部３２ｂ、３２ｃ間に配設される複数（図示例では２つ）の多角形状体を有している。

上記可動電極３２の延出部３２ｂ、３２ｃは、上記固定電極３４の対向面に対向するような平面視多角形状を有している。具体的には、端部（図４の上方及び下方）に位置する延出部３２ｂは、一方の面（例えば上方の延出部の上面）が平滑面であり、他方の面が上記多角形状体の対向面に沿うよう多角形状に形成されている。また、中央に位置する延出部３２ｃは、各面が上記多角形状体の対向面に沿うよう多角形状を有している。なお、図４の共振周波数調整モジュール３１においては、固定電極３４の多角形状体と可動電極３２の延出部３２ｂ、３２ｃとの間の体積は、可動電極３２が変位しても不変であり、このため多角形状体と延出部３２ｂ、３２ｃとの間が体積一定領域として機能する。

なお、上記延出部３２ｂ、３２ｃ及び固定電極３４の対向面の変位方向（Ｘ方向）に対する傾斜角については、第一実施形態と同様に、下限としては５度が好ましく、１０度がより好ましく、上限としては３０度が好ましく、２０度がより好ましい。
上記のように、傾斜角が５度以上３０度以下にあることで、所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、共振周波数調整モジュールの空気の圧縮及び流動を容易かつ確実に小さくすることができる。
さらに、上記のような構成とすることで、この共振周波数調整モジュールは、可動電極と固定電極との延出部間の対向面で所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、延出部間に体積一定領域を容易かつ確実に形成して空気の圧縮及び流動を小さくすることができる。

［第五実施形態］
次に、図５を参酌しつつ第五実施形態の共振周波数調整モジュール４１について説明する。なお、第五実施形態の共振周波数調整モジュール４１において、第一、第二、第三または第四実施形態の共振周波数調整モジュール１、１１、２１、３１と同一機能又は構造を有する点については同一符号を用い、説明を省略することがある。

図５の共振周波数調整モジュール４１において、第二〜第四実施形態と同様に、可動電極４２は、Ｘ方向に弾性体３によって変位可能に支持され、基台４２ａと、この基台４２ａから変位方向の一方に延出する複数（図示例では合計３つ）の延出部４２ｂ、４２ｃとを有する。これらの延出部４２ｂ、４２ｃは、延出方向に一定間隔で形成され固定電極４４と対向する複数の凸状歯４２ｒおよび４２ｌを有する。固定電極４４は、可動電極４２の凸状歯が形成された面と対向する対向面に一定間隔で凸状歯４４ｒおよび４４ｌを有し、固定電極４４と可動電極４２との間でキャパシタを形成している。可動電極４２および固定電極４４に形成された凸状歯４２ｒ−４４ｒおよび４２ｌ−４４ｌの対向面は、互いに平行でありかつ可動電極４２の変位方向に対して傾斜している。各凸状歯４２ｒ−４４ｒおよび４２ｌ−４４ｌは、中心線Ｃに関して対称に配置されている。したがって、同一対向面における凸状歯４２ｒ−４４ｒの傾斜は、凸状歯４２ｌ−４４ｌの傾斜と対称線Ｃに関して対称である。固定電極４４は、ＭＥＭＳセンサの基板等にビア４５によって固定されている。

図５の共振周波数調整モジュール４１において、固定電極４４の凸状歯４４ｒおよび４４ｌと、可動電極４２の凸状歯４２ｒおよび４４ｌの変位方向における幅はほぼ等しい。また、固定電極４４の凸状歯４４ｒおよび４４ｌの形成間隔は、可動電極４２の凸状歯４２ｒおよび４２ｌの形成間隔よりも狭い。静止状態において、凸状歯４４ｒの変位方向のほぼ中央に凸状歯４２ｒの左端部が対向するのに対し、凸状歯４４ｌの変位方向のほぼ中央に凸状歯４２ｌの右端部が対向する。すなわち、凸状歯４４ｒおよび４２ｒの変位方向における対向位置と、凸状歯４４ｌおよび４２ｌの変位方向における対向位置とは位相がずれている。

可動電極４２がＸ方向に変位した場合に、凸状歯４４ｒおよび４２ｒの対向面積および凸状歯４４ｌおよび４２ｌの対向面積の合計はほぼ一定である。すなわち、可動電極４２が図５の右側に変位した場合には、凸状歯４４ｒおよび４２ｒの対向面積は減少するのに対して、凸状歯４４ｌおよび４２ｌの対向面積はその分増加する。逆に、可動電極４２が図５の左側に変位した場合には、凸状歯４４ｒおよび４２ｒの対向面積は増加するのに対して、凸状歯４４ｌおよび４２ｌの対向面積はその分減少する。したがって、可動電極４２がＸ方向に変位した場合にも、可動電極４２の凸状歯と固定電極４４の凸状歯との対向面積、すなわち電極間の体積は全体として一定となる。これにより、可動電極４２と固定電極４４との間の電極間は、体積不変（一定）領域を有することになる。

可動電極４２の凸状歯と固定電極４４の凸状歯との対向面の変位方向（Ｘ方向）に対する傾斜角は、下限としては５度が好ましく、１０度がより好ましく、上限としては３０度が好ましく、２０度がより好ましい。
上記のように、傾斜角が５度以上３０度以下にあることで、所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、共振周波数調整モジュールの空気の圧縮及び流動を容易かつ確実に小さくすることができる。
さらに、上記のような構成とすることで、この共振周波数調整モジュールは、可動電極と固定電極との延出部間の対向面で所望のばね定数を容易かつ確実に得ることができるとともに、延出部間に体積一定領域を容易かつ確実に形成して空気の圧縮及び流動を小さくすることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明の共振周波数調整モジュールは、上記実施形態に限定されるものではない。つまり、可動電極及び固定電極の対向面がそれぞれ変位方向に対して傾斜しているものであれば、本発明は特に限定されるものではなく、上記実施形態のような第一凸部、第二凸部、延出部等は本発明の必須の構成要件ではない。

また、第一凸部、第二凸部、延出部等の数は上記実施形態の数に限定されず、任意の数とすることができる。

さらに、可動電極及び固定電極が第一凸部及び第二凸部を有する場合においても、上記第一実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の形状の第一凸部及び第二凸部を採用することができる。さらに、可動電極が上記延出部を有する場合においても、上記第二乃至第四実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の形状の可動電極を作用可能である。

以上説明したように、本発明の共振周波数調整モジュールは、小型化の要請に沿いつつ容易かつ確実に空気抵抗を低減できるため、ジャイロセンサの構成要素として携帯端末等に好適に用いることができる。

１、１１、２１、３１、４１ 共振周波数調整モジュール
２、１２、２２、３２、４２ 可動電極
２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ 基台
２ｂ 台部
２ｃ 第一凸部
３ 弾性体
４、１４、２４、３４，４４ 固定電極
４ａ、１４ａ 基台
４ｂ 台部
４ｃ 第二凸部
５ 錘
１２ｂ、１４ｂ、２２ｂ、３２ｂ、３２ｃ，４２ｃ 延出部

Claims (5)

1. 角速度を検出するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）センサを構成する共振周波数調整モジュールであって、
   第一の対向面を有する可動電極と、
   前記可動電極の第一の対向面と対向し前記第一の対向面との間でキャパシタを形成する第二の対向面を有する固定電極と、
   前記可動電極を一方向に変位可能に支持する弾性体とを備え、
   前記可動電極の第一の対向面及び前記固定電極の第二の対向面がそれぞれ前記可動電極の変位方向に対して傾斜しており、前記可動電極と前記固定電極とに挟まれ前記可動電極の変位にかかわらず体積が一定である体積一定領域を有する共振周波数調整モジュール。
2. 前記第一および第二の対向面の傾斜角が５度以上３０度以下である請求項１に記載の共振周波数調整モジュール。
3. 前記可動電極と前記固定電極とが前記変位方向において対向するように配置され、
   前記可動電極が、前記固定電極側に複数の第一台部及び前記第一台部から前記固定電極側に突設された平面視三角形状の複数の第一凸部を有し、
   前記固定電極が、前記可動電極側に１又は複数の第二台部及び前記第二台部から前記可動電極側に前記複数の第一凸部の頂点間に頂点が位置するように突設された平面視三角形状の１又は複数の第二凸部を有する請求項１又は請求項２に記載の共振周波数調整モジュール。
4. 前記可動電極が前記変位方向の一方に延出する延出部を有し、前記第一の対向面が前記延出部の延出方向に一定間隔で並設された山折り部および谷折り部から形成され、前記固定電極の前記第二の対向面は、前記第一の対向面と一定間隔で対向する形状の面を有する請求項１又は請求項２に記載の共振周波数調整モジュール。
5. 前記可動電極が前記変位方向の一方に延出する延出部を有し、前記第一の対向面が前記延出部の延出方向に一定間隔で並設された複数の第一の凸状歯から形成され、前記固定電極の前記第二の対向面は、前記第一の対向面の前記第一の凸状歯と一定間隔で対向する複数の第二の凸状歯を有する請求項１又は請求項２に記載の共振周波数調整モジュール。