(57)【要約】【課題】  ２つの振動子の出来映えバラツキによって外部加速度に起因した出力が発生することを抑制できるようにする。【解決手段】  左側振動子３における左半分側に位置する駆動用の固定電極３０に対して印加する駆動電圧と、右側振動子４における右半分側に位置する駆動用の固定電極４０に対して印加する駆動電圧とを第１電圧として、該第１電圧を、直流成分がＡ［Ｖ］で交流成分がＢ［Ｖ］となるＡ±Ｂ［Ｖ］の電圧とする。また、左側振動子３における右半分側に位置する駆動用の固定電極３０に対して印加する駆動電圧と、右側振動子４における左半分側に位置する駆動用の固定電極４０に対して印加する駆動電圧とを第２電圧として、該第２電圧を、直流成分がＣ［Ｖ］で交流成分がＤ［Ｖ］となるＣ±Ｄ［Ｖ］の電圧とする。そして、第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とを異なる値とする。【選択図】        図２
2006071335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板（２）と、
前記支持基板（２）上において、前記支持基板（２）に支持されるように形成され、前記支持基板（２）における基板面と水平方向に変位可能となっている駆動用の可動電極（３１、４１）と角速度検出用の可動電極（３８、４８）とを有する可動部（３１、３４、３５、３６、３８、４１、４４、４５、４６、４８）と、
前記支持基板（２）上において、前記支持基板（２）に固定されて支持され、前記駆動用の可動電極（３１、４１）に対向する駆動用の固定電極（３０、４０）と、前記角速度検出用の可動電極（３８、４８）に対向する角速度検出用の固定電極（３７、４７）とを有する固定部（３０、３８、４０、４８）と、を備えた１対の左右振動子（３、４）を含み、
前記左右振動子（３、４）それぞれにおける前記駆動用の固定電極（３０、４０）と前記駆動用の可動電極（３１、４１）との間に駆動電圧を印加することにより、前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、４１、４４、）を前記支持基板（２）における前記基板面と水平な一方向に振動させると共に、
前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、４１、４４、）に対して角速度が印加されたときに、この角速度によって発生するコリオリ力によって前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、３６、３８、４１、４４、４６、４８）を前記振動方向と垂直な一方向に振動させることで、前記角速度検出用の可動電極（３８、４８）および固定電極（３７、４７）との間に形成される容量に基づいて、前記角速度を検出するように構成された角速度センサであって、
前記左側振動子（３）と前記右側振動子（４）は共に、これら左右振動子（３、４）を構成する各構成要素が左半分と右半分とで対称となる左右対称構造で構成されており、
前記左側振動子（３）における左半分側に位置する前記駆動用の固定電極（３０）に対して印加する前記駆動電圧と、前記右側振動子（４）における右半分側に位置する前記駆動用の固定電極（４０）に対して印加する前記駆動電圧とを第1電圧とすると、該第１電圧は、直流成分がＡ［Ｖ］で交流成分がＢ［Ｖ］となるＡ±Ｂ［Ｖ］の電圧であり、
前記左側振動子（３）における右半分側に位置する前記駆動用の固定電極（３０）に対して印加する前記駆動電圧と、前記右側振動子（４）における左半分側に位置する前記駆動用の固定電極（４０）に対して印加する前記駆動電圧とを第２電圧とすると、該第２電圧は、直流成分がＣ［Ｖ］で交流成分がＤ［Ｖ］となるＣ±Ｄ［Ｖ］の電圧であり、
前記第１電圧における交流成分となるＢ［Ｖ］と前記第２電圧における交流成分となるＤ［Ｖ］とは、互いに逆位相となっており、
前記第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と前記第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とが異なる値となっていることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項２】
前記第１電圧における直流成分となるＡ［Ｖ］と前記第２電圧における直流成分となるＣ［Ｖ］とが異なる値となっていることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記第１電圧における交流成分となるＢ［Ｖ］と前記第２電圧における交流成分となるＤ［Ｖ］とが異なる値となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
支持基板（２）と、
前記支持基板（２）上において、前記支持基板（２）に支持されるように形成され、前記支持基板（２）における基板面と水平方向に変位可能となっている駆動用の可動電極（３１、４１）と角速度検出用の可動電極（３８、４８）とを有する可動部（３１、３４、３５、３６、３８、４１、４４、４５、４６、４８）と、
前記支持基板（２）上において、前記支持基板（２）に固定されて支持され、前記駆動用の可動電極（３１、４１）に対向する駆動用の固定電極（３０、４０）と、前記角速度検出用の可動電極（３８、４８）に対向する角速度検出用の固定電極（３７、４７）とを有する固定部（３０、３８、４０、４８）と、を備えた１対の左右振動子（３、４）を含み、
前記左右振動子（３、４）それぞれにおける前記駆動用の固定電極（３０、４０）と前記駆動用の可動電極（３１、４１）との間に駆動電圧を印加することにより、前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、４１、４４、）を前記支持基板（２）における前記基板面と水平な一方向に振動させると共に、
前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、４１、４４、）に対して角速度が印加されたときに、この角速度によって発生するコリオリ力によって前記可動部の少なくとも一部（３１、３４、３６、３８、４１、４４、４６、４８）を前記振動方向と垂直な一方向に振動させることで、前記角速度検出用の可動電極（３８、４８）および固定電極（３７、４７）との間に形成される容量に基づいて、前記角速度を検出する角速度センサの駆動方法であって、
前記左側振動子（３）と前記右側振動子（４）とを共に、これら左右振動子（３、４）を構成する各構成要素が左半分と右半分とで対称となる左右対称構造で構成し、
前記左側振動子（３）における左半分側に位置する前記駆動用の固定電極（３０）に対して印加する前記駆動電圧と、前記右側振動子（４）における右半分側に位置する前記駆動用の固定電極（４０）に対して印加する前記駆動電圧とを第1電圧として、該第１電圧を、直流成分がＡ［Ｖ］で交流成分がＢ［Ｖ］となるＡ±Ｂ［Ｖ］の電圧とし、
前記左側振動子（３）における右半分側に位置する前記駆動用の固定電極（３０）に対して印加する前記駆動電圧と、前記右側振動子（４）における左半分側に位置する前記駆動用の固定電極（４０）に対して印加する前記駆動電圧とを第２電圧として、該第２電圧を、直流成分がＣ［Ｖ］で交流成分がＤ［Ｖ］となるＣ±Ｄ［Ｖ］の電圧とし、
前記第１電圧における交流成分となるＢ［Ｖ］と前記第２電圧における交流成分となるＤ［Ｖ］とを互いに逆位相として、
前記第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と前記第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とを異なる値とすることを特徴とする角速度センサの駆動方法。
【請求項５】
前記第１電圧における直流成分となるＡ［Ｖ］と前記第２電圧における直流成分となるＣ［Ｖ］とを異なる値とすることを特徴とする請求項４に記載の角速度センサの駆動方法。
【請求項６】
前記第１電圧における交流成分となるＢ［Ｖ］と前記第２電圧における交流成分となるＤ［Ｖ］とを異なる値とすることを特徴とする請求項４または５に記載の角速度センサの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板上において、互いに対向するように可動電極および固定電極を設け、角速度の印加に伴う可動電極と固定電極との間の距離変化に基づいて、印加された角速度を検出する角速度センサおよびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電駆動・容量検出型マイクロジャイロセンサ等の角速度センサでは、角速度検出時に駆動用の固定電極および可動電極の間に駆動用電圧を印加することで電位差を発生させ、可動部を支持基板の基板面と水平な一方向に振動させている。このとき、角速度が印加されると、可動部に備えられた角速度検出用の可動電極と固定電極との間の間隔が印加された角速度に応じて変わることから、この間隔の変化による容量変化に基づいて、角速度に応じた出力を発生させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、角速度だけではなく、外部からの加速度に対しても各電極間の間隔が変わってしまい、この間隔の変化による容量変化も出力されることになる。この出力は本来角速度を検出すべきジャイロセンサにとってはノイズとなる。
【０００４】
このため、従来では、この外部加速度出力を小さくするために、同一形状の振動子２つを並べて逆相で駆動し、その２つの振動子の容量変化の差動出力をとることにより、外部加速度出力をキャンセルして角速度出力だけを得るという方法を採用していた。
【特許文献１】特開平１１−３２６３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この方法では十分なキャンセル効果が得られず、外部加速度に起因する出力を発生させてしまうことが確認された。この原因は、左右振動子の出来映えのバラツキにより、駆動共振周波数に差が存在するためである。
【０００６】
例えば、図５に示されるように、左右振動子それぞれの駆動共振周波数（振幅比がピーク点となる周波数）に差が存在する場合、実際に振動子を駆動する振動周波数としては、左右振動子それぞれの駆動共振周波数の中間周波数が用いられる。これは、左右振動子それぞれの振幅比を足し合わせた値が最も大きくなる周波数が振振動周波数とされるためである。このため、左右振動子の振動周波数が各々の駆動共振周波数からずれることになり、振振動周波数での左右振動子における重心の運動イメージは、図６の丸印で示されるように、最も振動が大きくなった位置に対してずれる。
【０００７】
このため、以下のような理由により、上記のように十分なキャンセル効果が得られなくなる。図７に、左右振動子の出来映えのバラツキがあった場合の作動状態を示し、この図に基づいて、その理由について説明する。
【０００８】
まず、振動子に加速度が印加されていない状態について考える。左右振動子の出来映えにバラツキがある場合には、ある任意の時間における駆動電極の重なり、つまりオーバラップ量に差が発生する。例えば、図７（ａ）に示されるように、左側の振動子の方が右側の振動子よりも重なりが大きくなる。なお、このとき、駆動電極により、上下方向に発生させられる静電力に関しては、バランスした状態となる。
【０００９】
そして、左右振動子の検出方向に加速度が印加され、図７（ｂ）に示されるように駆動電極間の間隔が変化すると、上下の静電力がアンバランスになる。このため、左右振動子の検出方向の加振力に差が発生する。具体的には、各振動子に発生する加振力は、次式で示され、駆動電極の重なりに応じて大きさが異なることになる。なお、次式中の電位差とは、駆動電極間の電位差を意味しており、従来では、直流成分がＶ１、交流成分がＶ２となる電圧を交流成分を逆相とした状態で駆動電極間に印加している。
【００１０】
（数１）
加振力∝（駆動電極の重なり）／ギャップ・電位差２
このように、左右振動子それぞれの加振力に差が生じると、左右振動子の振動軌跡の変化に差が生じることになる。例えば、図８に示す左右振動子の振動軌跡の模式図から判るように、左右振動子それぞれの振動軌跡が加速度が印加されていない時（図中破線）には左右対称であったのに、加速度が印加された時（図中太線）には左右非対称となる。このため、左右振動子の容量変化の差動出力が変化し、外部加速度出力を十分にキャンセルできず、加速度に起因する出力を発生させてしまうのである。
【００１１】
これが外部加速度に起因した出力を発生させる原因である。この外部加速度に起因した出力を小さくすることは重要な課題であり、この問題を解決する方法が望まれている。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、２つの振動子の差動出力によって外部加速度に起因した出力を抑制する容量型の角速度センサに関し、２つの振動子の出来映えバラツキによって外部加速度に起因した出力が発生することを抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、左側振動子（３）における左半分側に位置する駆動用の固定電極（３０）に対して印加する駆動電圧と、右側振動子（４）における右半分側に位置する駆動用の固定電極（４０）に対して印加する駆動電圧とを第１電圧として、該第１電圧は、直流成分がＡ［Ｖ］で交流成分がＢ［Ｖ］となるＡ±Ｂ［Ｖ］の電圧であり、
左側振動子（３）における右半分側に位置する駆動用の固定電極（３０）に対して印加する駆動電圧と、右側振動子（４）における左半分側に位置する駆動用の固定電極（４０）に対して印加する駆動電圧とを第２電圧として、該第２電圧は、直流成分がＣ［Ｖ］で交流成分がＤ［Ｖ］となるＣ±Ｄ［Ｖ］の電圧であり、
第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とが異なる値となっていることを特徴としている。
【００１４】
このように、第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とが異なる値となるようにすることにより、ある任意の時間における検出振動の方向への静電気力による加振力を調整することができ、加速度が印加された際における可動部の検出振動の方向への変位量を揃えることが可能となる。
【００１５】
これにより、外部加速度出力を十分にキャンセルすることが可能となり、加速度に起因する出力が極力小さくなるように抑制することができる。
【００１６】
具体的には、請求項２に示すように、第１電圧における直流成分となるＡ［Ｖ］と第２電圧における直流成分となるＣ［Ｖ］とを異なる値とするか、もしくは、請求項３に示されるように、第１電圧における交流成分となるＢ［Ｖ］と第２電圧における交流成分となるＤ［Ｖ］とを異なる値とする。
【００１７】
請求項４ないし６に記載の発明は、請求項１ないし３に示した角速度センサにおける駆動方法に関するものである。これら各請求項に記載の発明は、請求項１ないし３に記載の発明を方法の形式で示したものであり、請求項１ないし３と同様の効果を得ることができる。このように、本発明は、角速度センサという物の発明として捉えられるだけでなく、方法という形態で捉えられるものでもある。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した容量型の角速度センサとしての静電駆動・容量検出型マイクロジャイロセンサ（以下、単にジャイロセンサと省略する）の模式図を図１に示すと共に、図２にジャイロセンサにおける駆動電圧の印加状態を示す。また、図３に、図１のＡ−Ａ断面図を示す。以下、これらの図を参照して、本実施形態のジャイロセンサについて説明する。
【００２１】
図１に示すように、ジャイロセンサ１は、半導体からなる支持基板２上において、２つの振動子３、４を備えて構成されている。図１における紙面左側の振動子が左側振動子３、紙面右側の振動子が右側振動子４であり、これら各振動子３、４が左右対称構造で構成されている。
【００２２】
以下、左右振動子３、４の構造について説明するが、各振動子３、４の構造は全く同じであるため、ここでは左側振動子３の構造に関して説明し、右側振動子４の構造に関しては省略する。
【００２３】
左側振動子３は、駆動用の固定電極３０および可動電極３１、振動検出用の固定電極３２および可動電極３３、錘部３４、検出梁３５、駆動梁３６、角速度検出用の固定電極３７および可動電極３８を有し、これら各構成要素が枠部３９によって囲まれた構成となっている。そして、これら各構成要素が紙面左半分と右半分とで対称となる左右対称構造で構成されている。これら各構成要素のうち、駆動用の固定電極３０、駆動振動検出用の固定電極３２、角速度検出用の固定電極３７および枠部３９は、支持基板２に対して固定された固定部に相当するものである。また、駆動用の可動電極３１、振動検出用の可動電極３３、錘部３４、検出梁３５、駆動梁３６および角速度検出用の可動電極３８は、支持基板２の基板面に平行な方向に対して動くことができる可動部に相当するものである。
【００２４】
駆動用の固定電極３０は、左側振動子３の略中央位置において、上下２つずつ、合計４つ備えられている。各固定電極３０は、図３に示されるように支持基板２に対して固定されるように支持されている、図１に示されるように枠部３９より内側において二股に別れた形状とされている。そして、二股に別れた各部に、基体部３０ａと櫛歯部３０ｂが備えられた構成となっている。基体部３０ａは、紙面上下方向を長手方向として左側振動子３の中央部に向けて延設されており、櫛歯部３０ｂは、基体部３０ａの一側面において基体部３０ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。また、各固定電極３０は、枠部３９に備えられた駆動用パッド３０ｃに電気的に接続されており、この駆動用パッド３０ｃを通じて、駆動用電圧が印加されるようになっている。
【００２５】
駆動用の可動電極３１は、左側振動子３の略中央位置において、駆動用の固定電極３０の各基体部３０ａと対向するように、上下４つずつ、合計８つ備えられている。この駆動用の可動電極３１は、図２に示されるように支持基板２に対してフローティング状態とされ、図１に示されるように錘部３４と一体化されている。各可動電極３１は、基体部３１ａと櫛歯部３１ｂを備えた構成となっている。基体部３１ａは、紙面上下方向を長手方向として錘部３４から左側振動子３の上下に向けて延設されており、櫛歯部３１ｂは、基体部３１ａの一側面、具体的には固定電極３０における櫛歯部３０ｂと対向する面において基体部３１ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。このため、各可動電極３１の櫛歯部３１ｂと各固定電極３０の櫛歯部３０ｂとが、所定間隔を空けて交互に配置された状態となっている。
【００２６】
駆動振動検出用の固定電極３２は、駆動用の固定電極３０および可動電極３１よりも外側の位置において、上下２つずつ、合計４つ備えられている。各固定電極３２は、図２に示されるように支持基板２に対して固定されるように支持されている。そして、各固定電極３２は、基体部３２ａと櫛歯部３２ｂを備えて構成されている。基体部３２ａは、紙面上下方向を長手方向として左側振動子３の中央部に向けて延設されており、櫛歯部３２ｂは、基体部３２ａの先端部の一側面において基体部３２ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。また、各固定電極３２は、枠部３９に備えられた振動検出用パッド３２ｃに電気的に接続されており、この振動検出用パッド３２ｃを通じて、固定電極３２の電位を測ることができるようになっている。
【００２７】
駆動振動検出用の可動電極３３は、錘部３４の両側に配置され、駆動振動検出用の固定電極３２の各基体部３２ａと対向するように、上下２つずつ、合計４つ備えられている。各可動電極３３は、図２に示されるように支持基板２に対してフローティング状態とされ、図１に示されるように錘部３４と一体化されている。各可動電極３３は、基体部３３ａと櫛歯部３３ｂを備えた構成となっている。基体部３３ａは、紙面上下方向を長手方向として錘部３４から左側振動子３の上下に向けて延設されており、櫛歯部３３ｂは、基体部３３ａの一側面、具体的には固定電極３２における櫛歯部３２ｂと対向する面において基体部３３ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。このため、各可動電極３３の櫛歯部３３ｂと各固定電極３２の櫛歯部３２ｂとが、所定間隔を空けて交互に配置された状態となっている。
【００２８】
錘部３４は、駆動用の各固定電極３０の間に配置されている。この錘部３４は、紙面左右方向を長手方向として延設されており、支持基板２に対してフローティング状態とされている。
【００２９】
検出梁３５は、左側振動子３における略四隅に配置されている。この検出梁３５は、支持基板２に対する片持梁とされ、枠部３９側から延設された支持部３５ｂによって支持基板２に支持されている。これにより、可動部を構成する各要素が支持基板２に対して支持されている。この検出梁３５は、支持部３５ｂを介して角速度検出用のパッド３５ａと電気的に接続されている。この角速度検出用のパッド３５ａを通じて、駆動用の可動電極３１、駆動振動検出用の可動電極３３、および、角速度検出用の可動電極３８に対して所定電圧が印加できるようになっている。
【００３０】
駆動梁３６は、振動検出用の可動電極３３と角速度検出用の可動電極３８とを接続するもので、紙面上下方向を長手方向とする複数本の梁部を備えて構成されている。そして、複数本の梁部によって紙面左右方向に振動検出用の可動電極３３を移動させられるようになっている。このため、振動検出用の可動電極３３と一体化された錘部３４、さらにはこの錘部３４と一体化された駆動用の可動電極３１が紙面左右方向に移動できるようになっている。
【００３１】
角速度検出用の固定電極３７は、左側振動子３における左右両側において、上下２つずつ、合計４つ備えられている。各固定電極３７は、図２に示されるように支持基板２に対して固定されるように支持されている。そして、各固定電極３７は、基体部３７ａと櫛歯部３７ｂを備えて構成されている。基体部３７ａは、紙面上下方向を長手方向として左側振動子３の中央部に向けて延設されており、櫛歯部３７ｂは、基体部３７ａの一側面において基体部３７ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。また、各固定電極３７は、枠部３９に備えられた角速度検出用パッド３７ｃに電気的に接続されており、この角速度検出用パッド３７ｃを通じて、角速度検出用の固定電極３７の電位が測れるようになっている。
【００３２】
角速度検出用の可動電極３８は、錘部３４の両側において、角速度検出用の各固定電極３７と対向するように１つずつ配置され、合計２つ備えられている。各可動電極３８は、図２に示されるように支持基板２に対してフローティング状態とされ、図１に示されるように錘部３４や駆動梁３６等と一体化されている。各可動電極３８は、基体部３８ａと櫛歯部３８ｂを備えた構成となっている。基体部３８ａは、紙面上下方向を長手方向として枠部３９における上側位置から下側位置に至るように延設されており、櫛歯部３８ｂは、基体部３８ａの一側面、具体的には固定電極３７における櫛歯部３７ｂと対向する面において基体部３８ａの長手方向と垂直な方向に複数本突き出した状態で設けられている。このため、各可動電極３８の櫛歯部３８ｂと各固定電極３７の櫛歯部３７ｂとが、所定間隔を空けて交互に配置された状態となっている。
【００３３】
枠部３９は、左右振動子３、４を囲むように構成されたもので、図２に示されるように支持基板２に固定されている。この枠部３９は、パッド３９ａを介して一定電位に保持されるようになっている。このような構成により、本実施形態のジャイロセンサ１が構成されている。
【００３４】
なお、右側振動子４に関しては、左側振動子３と全く同じ構成となっており、それぞれ、以下の対応関係となっている。駆動用の固定電極３０および可動電極３１は、固定電極４０および可動電極４１に対応する。振動検出用の固定電極３２および可動電極３３は、固定電極４２および可動電極４３に対応する。錘部３４は、錘部４４に対応し、検出梁３５は、検出梁４５に対応する。駆動梁３６は、駆動梁３６に対応し、角速度検出用の可動電極３７および固定電極３８は、可動電極４７および固定電極４８に対応する。そして、枠部３９は、枠部４９に対応する。また、右側振動子４の各部を構成する基体部４０ａや櫛歯部４０ｂなどの詳細構成に関しても、図中において、左側振動子３に関して付した参照符号の３０番代のものを４０番代に変更したものとして示してある。
【００３５】
次に、本実施形態のジャイロセンサ１の駆動方法について説明する。
【００３６】
本実施形態のジャイロセンサ１は、駆動用の固定電極３０が電気的に接続された駆動用パッド３０ｃに対して所望の駆動電圧を印加することによって駆動される。具体的には、図２に示されるように、左側振動子３における４つの駆動用の固定電極３０のうち紙面左半分側に位置する２つと、右側振動子４における４つの駆動用の固定電極４０のうち紙面右半分側に位置する２つに対して、第１の電源５から第１電圧としてＡ±Ｂ［Ｖ］を印加する。また、左側振動子３における４つの駆動用の固定電極３０のうち紙面右半分側に位置する２つと、右側振動子４における４つの駆動用の固定電極４０のうち紙面左半分側に位置する２つに対して、第２の電源６から第２電圧としてＣ±Ｄ［Ｖ］の電圧を印加する。
【００３７】
ここでいう第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］および第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］とは、交流成分となる定電圧Ａ、Ｃに対して周期的に変化する交流成分となる電圧Ｂ、Ｄを加算もしくは減算した電圧値という意味である。ただし、交流成分となる電圧Ｂの±の符号と、交流成分となる電圧Ｄの±の符号は、相反の関係となっており、周期が１８０度ずれた互いに逆相の電圧となっている。そして、これら第１電圧となるＡ±Ｂ［Ｖ］と第２電圧となるＣ±Ｄ［Ｖ］において、Ａ≠ＣもしくはＢ≠Ｄの関係が成り立っており、少なくとも直流成分と交流成分の一方が異なる値となっている。
【００３８】
このような駆動電圧が駆動用パッド３０ｃ、４０ｃに印加されると、駆動電圧の交流成分の周期的な変動に伴って、駆動用の固定電極３０、４０と可動電極３１、４１との間に形成される容量による静電引力が発生する。これにより、駆動梁３７、４７が撓み、錘部３４、４４と共に駆動用の可動電極３１、４１等が紙面左方向もしくは右方向に振動させられる。そして、駆動電圧の交流成分の周期変化に伴って錘部３４、４４と共に駆動用の可動電極３１、４１等が紙面左右方向に周期的に振動する。駆動電圧の交流成分が互いに逆相となっているため、左右の振動子は互いに逆方向へと振動する。
【００３９】
このとき、この周期的な振動に応じて振動検出用の固定電極３２、４２における櫛歯部３２ｂ、４２ｂと可動電極３２、４２における櫛歯部３２ｂ、４２ｂとのオーバラップ量が変動することから、これらによって形成される容量が変化する。この容量変化を固定電極３２、４２が接続された振動検出用のパッド３２ｃ、４２ｃの電位から測定することで、周期的な振動の大きさをモニタリングすることが可能となる。このため、周期的な振動の大きさが所望の値となるように、周期的な振動の大きさに合わせて駆動電圧をフィードバック制御する。
【００４０】
この状態において、角速度が入力されると、コリオリ力が発生し、検出梁３５、４５の撓みにより、錘部３４、４４および角速度検出用の可動部３８、４８などが紙面上下方向に振動する。
【００４１】
これにより、角速度検出用の可動電極３８、４８に備えられた櫛歯部３８ｂ、４８ｂと角速度検出用の固定電極３７、４７に備えられた櫛歯部３７ｂ、４７ｂとの間の間隔が変化し、これらによって形成される容量が変化する。
【００４２】
この容量の変化に伴って角速度検出用の固定電極３７、４７の電位が変化するため、この電位を測定することにより、角速度を検出することが可能となる。
【００４３】
続いて、本実施形態のジャイロセンサ１による効果について説明する。
【００４４】
本実施形態では、上述したように、第１電圧としてＡ±Ｂ［Ｖ］、第２電圧としてＣ±Ｄ［Ｖ］を採用し、これらがＡ≠ＣもしくはＢ≠Ｄの関係が成り立つように、第１電圧と第２電圧がアンバランスなものとしている。
【００４５】
これら第１電圧と第２電圧は、例えばジャイロセンサ１の製造時に設定されるもので、左側振動子３と右側振動子４との出来映えのバラツキに応じて、その値が決まる。これについて、図４を参照して説明する。
【００４６】
図４は、左右振動子３、４の振動軌跡の模式図を示したもので、図４（ａ）は、第１電圧と第２電圧とを同じもの（例えば、共にＡ±Ｂ［Ｖ］）とした場合の振動軌跡、図４（ｂ）は、第１電圧と第２電圧を本実施形態のようにした場合の振動軌跡を示している。
【００４７】
振動子の検出方向に加速度が加わっていなかったときから加速度が加わった状態になったとき、図４（ａ）に示されるように左右振動子３、４の変位量が揃う。
【００４８】
これは、ある任意の時間における検出方向、つまり紙面上下方向への加振力を調整することで、加速度が印加された際における可動部（錘部３４、４４や各可動電極等）の紙面上下方向への変位量を揃えることが可能となるためである。
【００４９】
すなわち、上述したように、各振動子３、４に発生する紙面上下方向への加振力は、次式で表される。
【００５０】
（数２）
加振力∝（駆動電極の重なり）／ギャップ・電位差２
そして、駆動電極に相当する駆動用の固定電極３０および可動電極３１における重なりとギャップが左右振動子３、４の出来映えのバラツキに起因するものである。このため、加振力を決定する３つ目のパラメータとなる電位差、つまり固定電極３０および可動電極３１の間の電位差を調整することで、左右振動子３、４の変位量が揃うように加振力をバランスさせられる。
【００５１】
したがって、加速度が印加された時、加速度が印加される前と左右振動子３、４の変位量が揃い、左右振動子３、４の容量変化の差動出力の変動が無くなる。このため、外部加速度出力を十分にキャンセルすることが可能となり、加速度に起因する出力が極力小さくなるように抑制することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のジャイロセンサ１によれば、外部加速度出力を十分にキャンセルすることが可能となり、加速度に起因する出力が極力小さくなるように抑制することができる。これにより、センサ精度を向上させることが可能となる。
【００５３】
（他の実施形態）
上記実施形態で示したジャイロセンサ１の構造は、単なる一例であり、一般的に知られている他の構造などに本発明を適用しても良い。また、図１中において、各固定電極や各可動電極に備えられた櫛歯部の数は模式的なものであり、もちろん、図示された数に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるジャイロセンサの模式図である。
【図２】図１に示すジャイロセンサにおける駆動電圧の印加の様子を示した模式図である。
【図３】図１に示すジャイロセンサのＡ−Ａ断面図である。
【図４】左右振動子の振動軌跡の模式図を示したもので、（ａ）は、第１電圧と第２電圧とを同じもの（例えば、共にＡ±Ｂ［Ｖ］）とした場合の振動軌跡を示した図、（ｂ）は、第１電圧と第２電圧を異なるものとした場合の振動軌跡を示した図である。
【図５】左右振動子の出来映えのバラツキにより、駆動共振周波数に位相差を説明するための左右振動子の出力波形図である。
【図６】左右振動子における重心の運動イメージを示した模式図である。
【図７】左右振動子の出来映えのバラツキがあった場合の作動状態を示す模式図である。
【図８】左右振動子の振動軌跡の模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ジャイロセンサ、２…支持基板、３…左側振動子、４…右側振動子、３０、４０…駆動用の固定電極、３１、４１…駆動用の可動電極、３２、４２…振動検出用の固定電極、３３、４３…振動検出用の可動電極、３４、４４…錘部、３５、４５…検出梁、３６、４６…駆動梁、３７、４７…角速度検出用の固定電極、３８、４８…角速度検出用の可動電極、３９、４９…枠部３９。
【図１】
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【図２】
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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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