(57)【要約】  角速度センサは、角速度センサ素子と、駆動回路と、検出回路と、基準電位供給回路と、を備える。角速度センサ素子は、モニタ電極、駆動電極、センス電極及び錘部を有する。駆動回路は、駆動電極へ電気信号を印加して錘部を駆動する。検出回路は、センス電極から錘部の変位により生じる電気信号が入力される。基準電位供給回路は、角速度センサ素子に基準電位を供給する。基準電位供給回路は、第１ＣＶ変換部と、第２ＣＶ変換部と、比較器と、基準電位調整回路と、を有する。第１ＣＶ変換部は、モニタ電極に接続する。第２ＣＶ変換部は、センス電極に接続する。比較器は、第１ＣＶ変換部から出力される信号の周波数と第２ＣＶ変換部から出力される信号の周波数とを比較し、当該比較結果に応じた信号を出力する。基準電位調整回路は、比較結果に応じた信号が入力され、第１ＣＶ変換部又は第２ＣＶ変換部へ信号を出力する。
2018193890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタ電極、駆動電極、センス電極及び錘部を有する角速度センサ素子と、
前記駆動電極へ電気信号を印加して前記錘部を駆動する駆動回路と、
前記センス電極から前記錘部の変位により生じる電気信号が入力される検出回路と、
前記角速度センサ素子に基準電位を供給する基準電位供給回路と、を備え、
前記基準電位供給回路は、
前記モニタ電極に接続する第１ＣＶ変換部と、
前記センス電極に接続する第２ＣＶ変換部と、
前記第１ＣＶ変換部から出力される信号の周波数と前記第２ＣＶ変換部から出力される信号の周波数とを比較し、比較結果に応じた信号を出力する比較器と、
前記比較結果に応じた信号が入力され、前記第１ＣＶ変換部又は前記第２ＣＶ変換部へ信号を出力する基準電位調整回路と、を有する角速度センサ。
【請求項２】
第１ＣＶ変換部は第１増幅器と第２増幅器を有し、
第２ＣＶ変換部は第３増幅器と第４増幅器を有し、
前記第１増幅器及び前記第２増幅器の非反転入力端子は前記基準電位調整回路からの信号が入力される請求項１の角速度センサ。
【請求項３】
前記モニタ電極は第１モニタ電極及び第２モニタ電極を有し、
前記第１増幅器の反転入力端子は前記第１モニタ電極からの信号が入力され、
前記第２増幅器の反転入力端子は前記第２モニタ電極からの信号が入力される請求項２の角速度センサ。
【請求項４】
前記センス電極は第１センス電極及び第２センス電極を有し、
前記第３増幅器の反転入力端子は前記第１センス電極からの信号が入力され、
前記第４増幅器の反転入力端子は前記第２センス電極からの信号が入力される請求項２の角速度センサ。
【請求項５】
前記基準電位調整回路は第１可変利得増幅器及び第２可変利得増幅器を有し、
前記第１可変利得増幅器からの出力が前記第１増幅器及び前記第２増幅器の非反転入力端子に入力され、
前記第２可変利得増幅器からの出力が前記第３増幅器及び前記第４増幅器の非反転入力端子に入力される請求項２の角速度センサ。
【請求項６】
モニタ電極、駆動電極、センス電極及び錘部を有する角速度センサ素子と、
モニタ電極、駆動電極、センス電極と電気的に接続する回路と、を備え、
前記回路は、
前記モニタ電極に接続する第１ＣＶ変換部と、
前記センス電極に接続する第２ＣＶ変換部と、
前記第１ＣＶ変換部と前記第２ＣＶ変換部とからの信号が入力され比較器と、
比較器からの信号が入力され、前記第１ＣＶ変換部又は前記第２ＣＶ変換部へ信号を出力する出力回路と、を有する角速度センサ。
【請求項７】
前記第１ＣＶ変換部は第１増幅器と第２増幅器を有し、
前記第２ＣＶ変換部は第３増幅器と第４増幅器を有し、
前記第１増幅器及び前記第２増幅器は前記出力回路と接続される請求項６の角速度センサ。
【請求項８】
前記モニタ電極は第１モニタ電極及び第２モニタ電極を有し、
前記第１増幅器は前記第１モニタ電極と接続され、
前記第２増幅器は前記第２モニタ電極と接続される請求項７の角速度センサ。
【請求項９】
前記センス電極は第１センス電極及び第２センス電極を有し、
前記第３増幅器は前記第１センス電極と接続され、
前記第４増幅器は前記第２センス電極と接続される請求項７の角速度センサ。
【請求項１０】
前記出力回路は第１可変利得増幅器及び第２可変利得増幅器を有し、
前記第１可変利得増幅器が前記第１増幅器及び前記第２増幅器に接続され、
前記第２可変利得増幅器が前記第３増幅器及び前記第４増幅器に接続される請求項７の角速度センサ。
【請求項１１】
モニタ電極、駆動電極、センス電極及び錘部を有する角速度センサ素子を備える角速度センサの制御方法であって、前記制御方法は、
前記モニタ電極からの信号をＣＶ変換する第１ステップと、
前記センス電極からの信号をＣＶ変換する第２ステップと、
前記第１ステップでＣＶ変換した信号と前記第２ステップでＣＶ変換した信号とを比較する第３ステップと、
前記第３ステップで得られた比較結果を元に前記モニタ電極又は前記センス電極に供給する信号を変化させる第４ステップと、を有する角速度センサの制御方法。
【請求項１２】
前記第４ステップは、前記モニタ電極に供給する信号と、前記センス電極に供給する信号と、を互いに独立して変化させる請求項１１の角速度センサの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の制御等に用いられる角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高精度な角速度センサを提供する目的で、駆動周波数と検出周波数を一致させる制御（モードマッチ制御）を採用するセンサが知られている。この様な角速度センサにする先行技術文献としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８０６１２０１号明細書
【特許文献２】米国特許第８３２２２１３号明細書
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、従来のセンサでは増大し続けている高精度化への要求に応えるには不十分である。そこで本開示は、精度、あるいは、信頼性を向上した角速度センサを提供する。
【０００５】
上記目的を解決するために本開示は、角速度センサ素子と、駆動回路と、検出回路と、基準電位供給回路と、を備える。角速度センサ素子は、モニタ電極、駆動電極、センス電極及び錘部を有する。駆動回路は、駆動電極へ電気信号を印加して錘部を駆動する。検出回路は、センス電極から錘部の変位により生じる電気信号が入力される。基準電位供給回路は、角速度センサ素子に基準電位を供給する。基準電位供給回路は、第１ＣＶ変換部（Ｃはキャパシタンス、Ｖは電圧）と、第２ＣＶ変換部と、比較器と、基準電位調整回路と、を有する。第１ＣＶ変換部は、モニタ電極に接続する。第２ＣＶ変換部は、センス電極に接続する。比較器は、第１ＣＶ変換部から出力される信号の周波数と第２ＣＶ変換部から出力される信号の周波数とを比較し、当該比較結果に応じた信号を出力する。基準電位調整回路は、比較結果に応じた信号が入力され、第１ＣＶ変換部又は第２ＣＶ変換部へ信号を出力する。
【０００６】
本開示の角速度センサは、高精度であるので、例えば、自動車の舵姿勢制御等に用いる角速度センサとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の角速度センサが備える角速度センサ素子を示す図
【図２Ａ】図１の一部を拡大した図
【図２Ｂ】図１の一部を拡大した図
【図３】同角速度センサ素子の駆動動作を示す図
【図４】同角速度センサ素子の検出動作を示す図
【図５】同角速度センサ素子に接続される駆動回路及び検出回路を示すブロック図
【図６】同角速度センサ素子に接続される基準電位供給回路を示すブロック図
【図７】同角速度センサ素子を備える角速度センサの模式図
【図８】ハッチング、塗りつぶし、およびバネを表す記号の説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施の形態における角速度センサについて図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本実施の形態の角速度センサが備える角速度センサ素子１０を示す上面図である。図２Ａおよび図２Ｂは、図１の一部を拡大した図である。なお、図１、図２Ａおよび図２Ｂでは角速度センサ素子１０が備える上蓋は、説明の便宜の為に省略する。なお、図１、図２Ａおよび図２Ｂにおけるハッチングや塗りつぶし、バネ２８を表す記号については、図８に示されている。
【００１０】
角速度センサ素子１０は、レバー１６ａ、レバー１６ｂ、可動部２２ａ、可動部２２ｂ、可動部２２ｃ、可動部２２ｄ、可動部２２ｅ、可動部２２ｆ、可動部２２ｇ、可動部２２ｈ、錘部２４ａ、錘部２４ｂ、バネ２８（ｆｌｅｘｕｒｅ）、固定部３２ａ、固定部３２ｂ、固定部３２ｃ、固定部３２ｄを備える。さらに、駆動電極３５ａ、駆動電極３５ｂ、モニタ電極３４ａ、モニタ電極３４ｂ、センス電極３６ａ、センス電極３６ｂ、センス駆動電極３７ａ、センス駆動電極３７ｂを備える。なお、モニタ電極３４ａ、モニタ電極３４ｂを総称してモニタ電極３４と記載してもよい。駆動電極３５ａ、駆動電極３５ｂを総称して駆動電極３５と記載してもよい。センス電極３６ａ、センス電極３６ｂを総称してセンス電極３６と記載してもよい。センス駆動電極３７ａ、センス駆動電極３７ｂを総称してセンス駆動電極３７と記載してもよい。錘部２４ａ、錘部２４ｂを総称して錘部２４と記載してもよい。
【００１１】
レバー１６ａは、可動部２２ａ及び可動部２２ｅにバネ２８を介して接続される。レバー１６ｂは、可動部２２ｃ及び可動部２２ｇにバネ２８を介して接続される。レバー１６ａ、レバー１６ｂは、錘部２４ａから錘部２４ｂへ（あるいは錘部２４ｂから錘部２４ａへ）振動を伝達する。これにより、錘部２４ａ、錘部２４ｂが互いに（Ｙ軸方向に）同相、あるいは逆相で振動する。
【００１２】
可動部２２ａ〜２２ｄは、錘部２４ａとバネ２８を介して接続される。可動部２２ａ〜２２ｄは、錘部２４ａの四方を囲むように配置される。
【００１３】
可動部２２ａは、櫛歯部２２ａ１を有する。櫛歯部２２ａ１は、駆動電極３５ａ及びモニタ電極３４ａと一定のギャップを空けて設けられている。
【００１４】
可動部２２ｂは、櫛歯部２２ｂ１を有する。櫛歯部２２ｂ１は、センス電極３６ｂ及びセンス駆動電極３７ｂと一定のギャップを空けて設けられている。
【００１５】
可動部２２ｃは、櫛歯部２２ｃ１を有する。櫛歯部２２ｃ１は、駆動電極３５ｂ及びモニタ電極３４ｂと一定のギャップを空けて設けられている。
【００１６】
可動部２２ｄは、櫛歯部２２ｄ１を有する。櫛歯部２２ｄ１は、センス電極３６ａ及びセンス駆動電極３７ａと一定のギャップを空けて設けられている。
【００１７】
可動部２２ｅ〜２２ｈは、錘部２４ｂとバネ２８を介して接続される。可動部２２ｅ〜２２ｈは、錘部２４ｂの四方を囲むように配置される。
【００１８】
可動部２２ｅは、櫛歯部２２ｅ１を有する。櫛歯部２２ｅ１は、駆動電極３５ｃ及びモニタ電極３４ｃと一定のギャップを空けて設けられている。
【００１９】
可動部２２ｆは、櫛歯部２２ｆ１を有する。櫛歯部２２ｆ１は、センス電極３６ｃ及びセンス駆動電極３７ｃと一定のギャップを空けて設けられている。
【００２０】
可動部２２ｇは、櫛歯部２２ｇ１を有する。櫛歯部２２ｇ１は、駆動電極３５ｄ及びモニタ電極３４ｄと一定のギャップを空けて設けられている。
【００２１】
可動部２２ｈは、櫛歯部２２ｈ１を有する。櫛歯部２２ｈ１は、センス電極３６ｄ及びセンス駆動電極３７ｄ一定のギャップを空けて設けられている。
【００２２】
駆動電極３５ａは、櫛歯部２２ａ１に静電力を印加する。駆動電極３５ｂは、櫛歯部２２ｃ１に静電力を印加する。これにより、可動部２２ａおよび可動部２２ｃはＹ軸方向に振動する。この可動部２２ａおよび可動部２２ｃの振動がバネ２８を介して錘部２４ａに伝達されることにより、錘部２４ａがＹ軸方向に振動する。
【００２３】
駆動電極３５ｃは、櫛歯部２２ｅ１に静電力を印加する。駆動電極３５ｄは、櫛歯部２２ｇ１に静電力を印加する。これにより、可動部２２ｅおよび可動部２２ｇはＹ軸方向に振動する。この可動部２２ｅおよび可動部２２ｇの振動がバネ２８を介して錘部２４ｂに伝達されることにより、錘部２４ｂがＹ軸方向に振動する。
【００２４】
錘部２４ａは、前述の通りＹ軸方向に振動する。この振動状態において、外部から角速度が印加されると、コリオリの力が錘部２４ａに作用することにより、錘部２４ａにＸ軸方向の振動が発生する。このＸ軸方向の振動に起因して可動部２２ｂおよび可動部２２ｄがＸ軸方向に振動する。
【００２５】
錘部２４ｂは、前述の通りＹ軸方向に振動する。この振動状態において、外部から角速度が印加されると、コリオリの力が錘部２４ｂに作用することにより、錘部２４ｂにＸ軸方向の振動が発生する。このＸ軸方向の振動に起因して可動部２２ｆおよび可動部２２ｈがＸ軸方向に振動する。
【００２６】
センス電極３６ａ、センス電極３６ｂは、可動部２２ｂおよび可動部２２ｄのＸ軸方向振動により、櫛歯部２２ｂ１と櫛歯部２２ｄ１との間のギャップが変化する。このギャップの変化を後述する検出回路で検出する。これにより、角速度が検出できる。
【００２７】
センス電極３６ｃ、センス電極３６ｄは、可動部２２ｆおよび可動部２２ｈのＸ軸方向振動により、櫛歯部２２ｆ１と櫛歯部２２ｈ１との間のギャップが変化する。このギャップの変化を後述する検出回路で検出する。これにより、角速度が検出できる。
【００２８】
固定部３２ａ〜３２ｄは、バネ２８を介して各部材を支持する。
【００２９】
図３は、角速度センサ素子の駆動動作を示す図である。なお、図３におけるハッチングや塗りつぶし、バネ２８を表す記号については、図８に示されている。また、図３における白抜きの矢印は、力の方向を表す。
【００３０】
駆動電極３５ａは後述する駆動回路からドライブ電圧を印加することで、櫛歯部２２ａ１に静電力を発生させる。駆動電極３５ｂは後述する駆動回路からドライブ電圧を印加することで、櫛歯部２２ｃ１に静電力を発生させる。駆動電極３５ａと駆動電極３５ｂに印加するドライブ電圧は互いに逆相とすることで静電力のつり合いの変化が発生し、錘部２４ａがＹ軸方向に振動する。
【００３１】
駆動電極３５ｃは後述する駆動回路からドライブ電圧を印加することで、櫛歯部２２ｅ１に静電力を発生させる。駆動電極３５ｄは後述する駆動回路からドライブ電圧を印加することで、櫛歯部２２ｇ１に静電力を発生させる。駆動電極３５ｃと駆動電極３５ｄに印加するドライブ電圧は互いに逆相とすることで静電力のつり合いの変化が発生し、錘部２４ｂがＹ軸方向に振動する。
【００３２】
このとき、駆動電極３５ａと駆動電極３５ｃに印加するドライブ電圧を同相とすることで錘部２４ａと錘部２４ｂとが互いに同相に振動し、駆動電極３５ａと駆動電極３５ｃに印加されるドライブ電圧を逆相とすることで錘部２４ａと錘部２４ｂとが互いに逆相に振動する。
【００３３】
図４は、角速度センサ素子の検出動作を示す図である。なお、図４におけるハッチングや塗りつぶし、バネ２８を表す記号については、図８に示されている。また、図４における白抜きの矢印は、力の方向を表す。
【００３４】
ドライブ電圧による静電力でＹ軸方向に振動している錘部２４ａおよび錘部２４ｂに対して、垂直方向（Ｚ軸）に外部から角速度が印加されると、直行方向（Ｘ軸）にコリオリの力が作用し、錘部２４ａおよび錘部２４ｂがＸ軸方向に振動する。
【００３５】
錘部２４ａにＸ軸方向の振動が発生すると、櫛歯部２２ｂ１、櫛歯部２２ｄ１とセンス電極３６ａ、センス電極３６ｂとの間のギャップが変化する。このギャップの変化を静電容量の変化として後述する検出回路で検出する。
【００３６】
錘部２４ｂにＸ軸方向の振動が発生すると、櫛歯部２２ｆ１、櫛歯部２２ｈ１とセンス電極３６ｃ、センス電極３６ｄとの間のギャップが変化する。このギャップの変化を静電容量の変化として後述する検出回路で検出する。
【００３７】
図５は、角速度センサの駆動回路５１０及び検出回路５２０を示すブロック図である。駆動回路５１０は錘部２４ａ、錘部２４ｂを駆動する。検出回路５２０はコリオリ力に起因して生じる錘部２４ａ、錘部２４ｂの変位を検出する。
【００３８】
制御回路５０は基準電位供給回路６０、駆動回路５１０、検出回路５２０から成る。
【００３９】
基準電位供給回路６０はモニタ信号ＣＶ変換部６１、センス信号ＣＶ変換部６２、周波数比較器６３、基準電位調整回路６４を有する。
【００４０】
モニタ信号ＣＶ変換部６１はモニタ電極３４ｂを通して角速度センサ素子１０と接続されており、角速度センサ素子１０がＹ軸方向に振動した際に各モニタ電極と各櫛歯部との間に生じた静電容量の変化を検知し、モニタ容量を容量変化に応じた電圧値であるモニタ信号６５に変換する。
【００４１】
センス信号ＣＶ変換部６２はセンス電極３６を通して角速度センサ素子１０と接続されており、角速度センサ素子１０がＸ軸方向に振動した際にセンス電極３６と櫛歯部との間に生じた静電容量の変化を検知し、センス容量を容量変化に応じた電圧信号であるセンス信号６６に変換する。
【００４２】
周波数比較器６３はモニタ信号６５とセンス信号６６の周波数を比較し、周波数の差分に応じた制御信号を基準電位調整回路６４に送る。
【００４３】
基準電位調整回路６４は周波数比較器６３から受け取った制御信号に応じてモニタ信号ＣＶ変換部６１、センス信号ＣＶ変換部６２の基準電位を変更する。
【００４４】
駆動回路５１０はＰＬＬ（phase locked loop）５１１、ＡＧＣ（auto gain control）５１２、ドライブ駆動回路５１３を有する。
【００４５】
ＰＬＬ５１１はモニタ信号ＣＶ変換部６１から受け取ったモニタ信号６５の位相を検知し、モニタ信号と位相が同期した制御信号を生成する。
【００４６】
ＡＧＣ５１２はモニタ信号６５の振幅を検知し、角速度センサ素子１０が所定の振幅で振動するように駆動信号の振幅を制御する制御信号をドライブ駆動回路５１３に送る。
【００４７】
ドライブ駆動回路５１３はＡＧＣ５１２から受け取った制御信号に応じてドライブ電圧の振幅を制御し、駆動電極３５を通して角速度センサ素子１０にドライブ電圧を印加する。
【００４８】
検出回路５２０は検波回路５２１、センス信号制御回路５２２、センス駆動回路５２３、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５２４、出力回路５２５を有する。
【００４９】
検波回路５２１はセンス信号ＣＶ変換部６２から受け取ったセンス信号６６に対して、ＰＬＬ５１１で生成されたモニタ信号と位相が同期した制御信号に従って同期検波を行う。
【００５０】
センス信号制御回路５２２は検波回路５２１で同期検波を行った検波後信号を角速度量に換算し、得られた角速度量から角速度センサ素子１０の検出振動を抑制させるようにセンス駆動信号の振幅を制御する制御信号を生成する。
【００５１】
センス駆動回路５２３はセンス信号制御回路５２２から受け取った制御信号に応じてセンス駆動電圧の振幅を制御し、センス駆動電極３７を通して角速度センサ素子１０にセンス駆動電圧を印加する。
【００５２】
ＬＰＦ５２４はセンス信号制御回路５２２で得られた角速度量をローパスフィルタに通すことで、検知した角速度量を所望の周波数帯域のみを有する角速度信号に変換する。
【００５３】
出力回路５２５はＬＰＦ５２４で得られた角速度信号に対して出力形式の変換を行い、センサ信号として外部へ出力する。
【００５４】
図６は、角速度センサ素子に基準電位を供給する回路（基準電位供給回路６０）を示すブロック図である。
【００５５】
基準電位供給回路６０はモニタ信号ＣＶ変換部６１、センス信号ＣＶ変換部６２、周波数比較器６３、基準電位調整回路６４から成り、モニタ信号ＣＶ変換部６１はＣＶ変換回路６１ａ、差動増幅回路６１ｂを有している。
【００５６】
ＣＶ変換回路６１ａはモニタ電極３４と櫛歯部との間に生じた静電容量の変化を検知し、モニタ容量を容量変化に応じた電圧値に変換する。ＣＶ変換回路６１ａは増幅器６１ａ１、増幅器６１ａ２、を有する。増幅器６１ａ１及び増幅器６１ａ２の非反転入力端子（図中の＋の端子）は基準電位調整回路６４と電気的に接続される。増幅器６１ａ１の反転入力端子はモニタ電極３４ｂに接続される。増幅器６１ａ２の反転入力端子はモニタ電極３４ａに接続される。
【００５７】
差動増幅回路６１ｂはＣＶ変換回路６１ａから出力された互いに逆相となる電圧を所定の倍率に差動増幅を行い、モニタ信号６５として出力する。
【００５８】
センス信号ＣＶ変換部６２はＣＶ変換回路６２ａ、差動増幅回路６２ｂを有している。
【００５９】
ＣＶ変換回路６２ａはセンス電極３６と櫛歯部との間に生じた静電容量の変化を検知し、センス容量を容量変化に応じた電圧値に変換する。ＣＶ変換回路６２ａは増幅器６２ａ１、増幅器６２ａ２、を有する。増幅器６２ａ１及び増幅器６２ａ２の非反転入力端子（図中の＋の端子）は基準電位調整回路６４と電気的に接続される。増幅器６２ａ１の反転入力端子はセンス電極３６ｄに接続される。増幅器６２ａ２の反転入力端子はセンス電極３６ｃに接続される。
【００６０】
差動増幅回路６１ｂはＣＶ変換回路６１ａから出力された互いに逆相となる電圧を所定の倍率に差動増幅を行い、センス信号６６として出力する。
【００６１】
周波数比較器６３はモニタ信号６５とセンス信号６６の周波数を比較し、周波数の差分に応じた制御信号を生成し、基準電位調整回路６４に送る。
【００６２】
基準電位調整回路６４は倍率が可変となる増幅器（図中の可変利得増幅器６４ａ、可変利得増幅器６４ｂ）で構成され、周波数比較器６３から受け取った制御信号に応じて倍率を変更することで、モニタ基準電位６７とセンス基準電位６８をそれぞれ独立に制御する。
【００６３】
モニタ基準電位６７が変化すると、イマジナリーショートの特性により、ＣＶ変換回路６１ａのもう一方の入力であるモニタ電極３４がモニタ基準電位６７と同電位となる。このとき、モニタ電極３４と櫛歯部との電位差が変化することとなり、静電力の変化が発生する。この静電力の変化を制御することで錘部のＹ軸方向の振動周波数の調整が可能となる。
【００６４】
センス基準電位６８が変化すると、イマジナリーショートの特性により、ＣＶ変換回路６２ａのもう一方の入力であるセンス電極３６がセンス基準電位６８と同電位となる。このとき、センス電極３６と櫛歯部との電位差が変化することとなり、静電力の変化が発生する。この静電力の変化を制御することで錘部のＸ軸方向の振動周波数の調整が可能となる。
【００６５】
ここで周波数比較器６３はモニタ信号６５とセンス信号６６の周波数が常に一致するように周波数を比較し、制御信号を生成するように動作させることで、角速度センサ素子１０のＸ軸方向とＹ軸方向の振動周波数が常に一致するように制御を行う。その結果、角速度検出時における角速度センサ素子１０のＸ軸方向の振動効率が上がることとなり、高精度な角速度の検出が可能となる。
【００６６】
図７は、角速度センサ素子１０を備える角速度センサ７０の模式図である。
【００６７】
角速度センサ７０は、角速度センサ素子１０、キャップ７２、回路基板７６、及びパッケージ７８を備える。
【００６８】
角速度センサ素子１０は、上蓋１２と下蓋１４との間に挟まれる。角速度センサ素子１０の一部は上蓋１２から露出し、この露出した部分に電極１０ａが設けられている。角速度センサ素子１０は、回路基板７６の上に配置され、回路基板７６の電極７６ａとボンディングワイヤなどを用いて電気的に接続される。
【００６９】
回路基板７６は、駆動回路、検出回路および基準電位供給回路を有する。
【００７０】
パッケージ７８は、角速度センサ素子１０、及び回路基板７６を収容する。パッケージ７８は、例えば、セラミックパッケージである。但しこれに限らず、パッケージ７８はＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）でもよい。
【００７１】
キャップ７２は、パッケージ７８を封止する。キャップ７２は、例えば、板状の部材である。但しこれに限らず、角速度センサ素子１０及び回路基板７６をモールドする樹脂でもよい。
【００７２】
なお、本実施形態に係る技術をモニタ電極３４、駆動電極３５、センス電極３６及び錘部２４を有する角速度センサ素子１０を備える角速度センサ７０の制御方法であると説明する事もできる。そしてこの制御方法は、第１〜第４ステップを含むものである。第１ステップは、モニタ電極からの信号をＣＶ変換する。第２ステップは、センス電極からの信号をＣＶ変換する。第３ステップは、第１ステップでＣＶ変換した信号と第２ステップでＣＶ変換した信号とを比較する。第４ステップは、第３ステップで得られた比較結果を元に前記モニタ電極から及び／又は前記センス電極に供給する信号を変化させる。ここで、第４ステップは、前記モニタ電極に供給する信号と、前記センス電極に供給する信号と、を互いに独立して変化させるステップである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本開示のセンサは、高精度であるので、例えば、自動車の制御等に用いるセンサとして有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  角速度センサ素子
１０ａ  電極
１２  上蓋
１４  下蓋
１６ａ、１６ｂ  レバー
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ  可動部
２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ１、２２ｄ１、２２ｅ１、２２ｆ１、２２ｇ１、２２ｈ１  櫛歯部
２４、２４ａ、２４ｂ  錘部
２８  バネ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  固定部
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  モニタ電極
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  駆動電極
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ  センス電極
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ  センス駆動電極
６０  基準電位供給回路
６１  モニタ信号ＣＶ変換部
６１ａ、６２ａ  ＣＶ変換回路
６１ａ１、６１ａ２、６２ａ１、６２ａ２  増幅器
６１ｂ、６２ｂ  差動増幅回路
６２  センス信号ＣＶ変換部
６３  周波数比較器
６４  基準電位調整回路
６４ａ、６４ｂ  可変利得増幅器
７０  角速度センサ
７２  キャップ
７６  回路基板
７６ａ  電極
７８  パッケージ
５１０  駆動回路
５１１  ＰＬＬ
５１２  ＡＧＣ
５１３  ドライブ駆動回路
５２０  検出回路
５２１  検波回路
５２２  センス信号制御回路
５２３  センス駆動回路
５２４  ＬＰＦ
５２５  出力回路
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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