(57)【要約】【課題】簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できるジャイロセンサーを提供する。【解決手段】第１駆動信号および前記第１駆動信号とは位相が１８０度異なる第２駆動信号を生成する第１信号生成部と、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて振動し、角速度に応じて変位する可動検出部と、前記可動検出部に対向して配置されている固定検出部と、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記固定検出部に印加する第２信号生成部と、を含む、ジャイロセンサー。【選択図】図１４
2018128336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動信号および前記第１駆動信号とは位相が１８０度異なる第２駆動信号を生成する第１信号生成部と、
前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて振動し、角速度に応じて変位する可動検出部と、
前記可動検出部に対向して配置されている固定検出部と、
前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記固定検出部に印加する第２信号生成部と、
を含む、ジャイロセンサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２信号生成部は、前記第１信号生成部から入力された前記第１駆動信号および前記第２駆動信号のうちのいずれかを選択する選択部を有する、ジャイロセンサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２信号生成部は、
入力された前記第１駆動信号および前記第２駆動信号のうちのいずれかの電圧を調整する電圧調整部を有する、ジャイロセンサー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
基板と、
前記基板に固定された第１固定駆動電極および第２固定駆動電極と、
前記第１固定駆動電極と前記第２固定駆動電極との間に配置されている可動駆動電極と、
前記可動駆動電極が接続されている振動体と、
を含み、
前記振動体は、前記第１固定駆動電極に前記第１駆動信号が印加され、かつ、前記第２固定駆動電極に前記第２駆動信号が印加されることで振動し、
前記可動検出部は、前記振動体に接続されている、ジャイロセンサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記可動検出部は、２つ設けられ、
前記固定検出部は、２つ設けられ、
２つの前記固定検出部のうちの一方の第１固定検出部は、２つの前記可動検出部のうちの一方の第１可動検出部に対向して配置され、
２つの前記固定検出部のうちの他方の第２固定検出部は、２つの前記可動検出部のうちの他方の第２可動検出部に対向して配置され、
前記第１可動検出部および前記第２可動検出部は、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて互いに逆位相で振動する、ジャイロセンサー。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２信号生成部は、２つ設けられ、
２つの前記第２信号生成部のうちの一方は、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記第１固定検出部に印加し、
２つの前記第２信号生成部のうちの他方は、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記第２固定検出部に印加する、ジャイロセンサー。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のジャイロセンサーを含む、電子機器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のジャイロセンサーを含む、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロセンサー、電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて角速度を検出するジャイロセンサーが開発されている。ジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途に急速に広がりつつある。
【０００３】
このようなジャイロセンサーでは、駆動振動に伴い検出振動が励起されてしまう場合がある（クアドラチャ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ））。
【０００４】
ジャイロセンサーにおいて、振動体の駆動振動は理想的には検出方向と垂直であり、角速度の入力がない限り振動体は検出方向には変位しない。しかしながら、製造プロセスにおいて生じる構造の非対称性等（例えば本来は正方形または長方形になるべき断面形状が平行四辺形等に形成される場合等）により、振動体が駆動振動する際に検出方向の変位成分が生じることがある（振動漏れ）。これをクアドラチャという。
【０００５】
また、ジャイロセンサーにおいて、振動体の駆動周波数と検出周波数とがわずかにずれている場合、振動体のクアドラチャによる振動は、共鳴現象により利得を得る（レゾナンスゲイン）。したがって、振動体のクアドラチャによる振動の振幅は大きくなり、その影響は無視できない。
【０００６】
ここで、共鳴現象とは、振動体に対して外部から振動が与えられるときに、与えられる振動が振動体の共振周波数に近づくにつれて、振幅が急激に増大する現象をいう。この共鳴によって得られる利得を、レゾナンスゲインという。すなわち、振動体のクアドラチャによる振動は、駆動振動と共鳴して増幅される。
【０００７】
例えば、特許文献１のジャイロセンサーでは、プルーフ・マスが検出電極の上方で前後に振動するときのプルーフ・マスの直交方向の運動（クアドラチャによる振動）を抑制するために、プルーフ・マスの直交方向の運動を静電的に補償する複数の直交方向ステアリング電圧部材を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のジャイロセンサーでは、複数の直交方向ステアリング電圧部材を設けなければならず、素子の構成が複雑化してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できるジャイロセンサーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記ジャイロセンサーを含む電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【００１２】
［適用例１］
本適用例に係るジャイロセンサーは、
第１駆動信号および前記第１駆動信号とは位相が１８０度異なる第２駆動信号を生成する第１信号生成部と、
前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて振動し、角速度に応じて変位する可動検出部と、
前記可動検出部に対向して配置されている固定検出部と、
前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記固定検出部に印加する第２信号生成部と、
を含む。
【００１３】
このようなジャイロセンサーでは、第２信号生成部が固定検出部に第１駆動信号または第２駆動信号と同じ位相の信号を印加することにより、可動検出部のクアドラチャによる振動を抑制できる。さらに、このようなジャイロセンサーでは、例えば可動検出部のクアドラチャによる振動を抑制するための電極などの部材を追加することなくクアドラチャによる振動を抑制できる。よって、このようなジャイロセンサーでは、簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できる。
【００１４】
［適用例２］
本適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記第２信号生成部は、前記第１信号生成部から入力された前記第１駆動信号および前記第２駆動信号のうちのいずれかを選択する選択部を有していてもよい。
【００１５】
このようなジャイロセンサーでは、可動検出部のクアドラチャによる振動のパターンに応じて、クアドラチャによる振動を抑制するための信号を生成することができる。
【００１６】
［適用例３］
本適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記第２信号生成部は、
入力された前記第１駆動信号および前記第２駆動信号のうちのいずれかの電圧を調整する電圧調整部を有していてもよい。
【００１７】
このようなジャイロセンサーでは、第１駆動信号または第２駆動信号と同じ位相の信号であって、所望の大きさの振幅を有する信号を生成することができる。
【００１８】
［適用例４］
本適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
基板と、
前記基板に固定された第１固定駆動電極および第２固定駆動電極と、
前記第１固定駆動電極と前記第２固定駆動電極との間に配置されている可動駆動電極と、
前記可動駆動電極が接続されている振動体と、
を含み、
前記振動体は、前記第１固定駆動電極に前記第１駆動信号が印加され、かつ、前記第２固定駆動電極に前記第２駆動信号が印加されることで振動し、
前記可動検出部は、前記振動体に接続されていてもよい。
【００１９】
このようなジャイロセンサーでは、可動検出部と固定検出部との間の容量変化に基づく信号から角速度を求めることができる。
【００２０】
［適用例５］
本適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記可動検出部は、２つ設けられ、
前記固定検出部は、２つ設けられ、
２つの前記固定検出部のうちの一方の第１固定検出部は、２つの前記可動検出部のうちの一方の第１可動検出部に対向して配置され、
２つの前記固定検出部のうちの他方の第２固定検出部は、２つの前記可動検出部のうちの他方の第２可動検出部に対向して配置され、
前記第１可動検出部および前記第２可動検出部は、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて互いに逆位相で振動してもよい。
【００２１】
このようなジャイロセンサーでは、第１固定検出部からの検出信号と第２固定検出部からの検出信号とを差動増幅することができるため、コリオリ信号を精度よく検出できる。
【００２２】
［適用例６］
本適用例に係るジャイロセンサーにおいて、
前記第２信号生成部は、２つ設けられ、
２つの前記第２信号生成部のうちの一方は、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記第１固定検出部に印加し、
２つの前記第２信号生成部のうちの他方は、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同じ位相の信号を生成して前記第２固定検出部に印加してもよい。
【００２３】
このようなジャイロセンサーでは、２つの可動検出部を備えている場合であっても、簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できる。
【００２４】
［適用例７］
本適用例に係る電子機器は、
上記のいずれかのジャイロセンサーを含む。
【００２５】
このような電子機器では、簡易な構成でクアドラチャの影響を低減できるジャイロセンサーを含むことができる。
【００２６】
［適用例８］
本適用例に係る移動体は、
上記のいずれかのジャイロセンサーを含む。
【００２７】
このような移動体では、簡易な構成でクアドラチャの影響を低減できるジャイロセンサーを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】センサーデバイスを模式的に示す平面図。
【図２】センサーデバイスを模式的に示す断面図。
【図３】センサーデバイスを模式的に示す断面図。
【図４】検出用フラップ板のクアドラチャによる振動の一例を示すグラフ。
【図５】センサーデバイスの動作を説明するための図。
【図６】センサーデバイスの動作を説明するための図。
【図７】検出用フラップ板のクアドラチャによる振動の様子を説明するための図。
【図８】検出用フラップ板のクアドラチャによる振動の様子を説明するための図。
【図９】検出用フラップ板のクアドラチャによる振動の様子を説明するための図。
【図１０】固定検出電極に与えられる信号を示すグラフ。
【図１１】検出用フラップ板の振動の一例を示すグラフ。
【図１２】検出用フラップ板の振動の様子を説明するための図。
【図１３】検出用フラップ板の振動の様子を説明するための図。
【図１４】本実施形態に係るジャイロセンサーの機能ブロック図。
【図１５】本実施形態の変形例に係るジャイロセンサーの機能ブロック図。
【図１６】本実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。
【図１７】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を模式的に示す図。
【図１８】電子機器の一例である携帯機器の外観の一例を模式的に示す図。
【図１９】本実施形態の移動体の一例を模式的に示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３０】
１．  第１実施形態
１．１．  センサーデバイス
まず、本実施形態に係るジャイロセンサー１００に含まれるセンサーデバイス１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るジャイロセンサー１００に含まれるセンサーデバイス１を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係るジャイロセンサー１００に含まれるセンサーデバイス１を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、本実施形態に係るジャイロセンサー１００に含まれるセンサーデバイス１を模式的に示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、図１〜図３では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００３１】
センサーデバイス１は、図１〜図３に示すように、基板１０と、蓋体２０と、機能素子１０２と、を含む。なお、便宜上、図１では、基板１０および蓋体２０を省略している。
【００３２】
基板１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基板１０は、第１面１２と、第１面１２と反対方向を向く第２面１４と、を有している。第１面１２には、凹部１６が設けられている。凹部１６は、キャビティー２を構成している。凹部１６の底面（凹部１６を規定する基板１０の面）１７には、ポスト部１８が設けられている。ポスト部１８は、機能素子１０２を支持するための部材である。
【００３３】
蓋体２０は、基板１０上に（基板１０の＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体２０の材質は、例えば、シリコンである。蓋体２０は、基板１０の第１面１２に接合されている。基板１０と蓋体２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体２０に凹部が形成されており、該凹部は、キャビティー２を構成している。
【００３４】
なお、基板１０と蓋体２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（ガラスペースト）による接合でもよいし、半田による接合でもよい。または、基板１０および蓋体２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶接合させることにより、基板１０と蓋体２０とを接合させてもよい。
【００３５】
機能素子１０２は、基板１０の第１面１２側に設けられている。機能素子１０２は、例
えば、陽極接合や直接接合によって、基板１０に接合されている。機能素子１０２は、基板１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に収容されている。キャビティー２は、減圧状態であることが望ましい。これにより、機能素子１０２の振動が空気粘性によって減衰することを抑制できる。
【００３６】
機能素子１０２は、２つの構造体１１２（第１構造体１１２ａ、第２構造体１１２ｂ）を有している。２つの構造体１１２は、図１に示すように、Ｙ軸に平行な仮想直線αに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【００３７】
構造体１１２は、固定部３０と、駆動バネ部３２と、振動体３４と、可動駆動電極３６と、固定駆動電極３８（第１固定駆動電極）、固定駆動電極３９（第２固定駆動電極）と、検出用フラップ板４０と、梁部４２と、可動検出電極４４（可動検出部の一例）と、固定検出電極４６（固定検出部の一例）と、を有している。駆動バネ部３２、振動体３４、可動駆動電極３６、検出用フラップ板４０、梁部４２、および可動検出電極４４は、基板１０と離間している。
【００３８】
固定部３０は、基板１０に固定されている。固定部３０は、例えば、陽極接合によって基板１０の第１面１２に接合されている。固定部３０は、例えば、１つの構造体１１２に対して、４つ設けられている。図示の例では、構造体１１２ａ，１１２ｂは、第１構造体１１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部３０と第２構造体１１２ｂの−Ｘ軸側の固定部３０とを、共通の固定部としている。共通の固定部３０は、例えば、ポスト部１８上に設けられている。
【００３９】
駆動バネ部３２は、固定部３０と振動体３４とを連結している。駆動バネ部３２は、複数の梁部３３によって構成されている。梁部３３は、固定部３０の数に対応して、複数設けられている。梁部３３は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出している。梁部３３は（駆動バネ部３２は）、振動体３４の振動方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【００４０】
振動体３４は、例えば、平面視において、矩形の枠体である。振動体３４のＸ軸方向の側面（例えばＸ軸に平行な垂線を持つ側面）は、駆動バネ部３２と接続されている。振動体３４は、可動駆動電極３６および固定駆動電極３８，３９によって、Ｘ軸方向に振動することができる。振動体３４には、可動駆動電極３６、駆動バネ部３２（梁部３３）、および梁部４２が接続されている。
【００４１】
可動駆動電極３６は、振動体３４に接続されている。図示の例では、可動駆動電極３６は、１つの構造体１１２に対して４つ設けられ、２つの可動駆動電極３６は、振動体３４の＋Ｙ軸方向側に位置し、他の２つの可動駆動電極３６は、振動体３４の−Ｙ軸方向側に位置している。可動駆動電極３６は、図１に示すように、振動体３４からＹ軸方向に延出している幹部と、該幹部からＸ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯状の形状を有していてもよい。
【００４２】
固定駆動電極３８，３９は、基板１０に固定されている。固定駆動電極３８，３９は、例えば、陽極接合によって基板１０の第１面１２に接合されている。固定駆動電極３８，３９は、可動駆動電極３６と対向して設けられ、固定駆動電極３８，３９間に可動駆動電極３６が配置されている。図１に示すように、可動駆動電極３６が櫛歯状の形状を有する場合、固定駆動電極３８，３９は、可動駆動電極３６に対応した櫛歯状の形状を有していてもよい。可動駆動電極３６および固定駆動電極３８，３９は、振動体３４を振動させるための電極である。
【００４３】
検出用フラップ板４０は、梁部４２を介して、振動体３４に接続されている（支持されている）。検出用フラップ板４０のＸ軸方向の側面（例えばＸ軸に平行な垂線を持つ側面）は、梁部４２と接続されている。検出用フラップ板４０は、平面視において、枠状の振動体３４の内側に設けられている。検出用フラップ板４０は、板状の形状を有している。図示の例では、平面視において、検出用フラップ板４０の形状は、矩形である。
【００４４】
梁部４２は、振動体３４と検出用フラップ板４０とを連結している。図示の例では、梁部４２は、１つの構造体１１２において、２つ設けられている。１つの構造体１１２において、２つの梁部４２と、検出用フラップ板４０の、２つの梁部４２に挟まれた部分とは、回転軸部４１を構成している。回転軸部４１は、回転軸Ｑを有し、ねじり変形することができる。このねじり変形により、検出用フラップ板４０をＺ軸方向に変位させることができる。すなわち、検出用フラップ板４０は、回転軸Ｑを有して（回転軸Ｑの一部を有して）Ｚ軸方向に（基板１０の厚さ方向に）変位可能である。図示の例では、回転軸Ｑは、Ｘ軸と平行である。
【００４５】
可動検出電極４４は、検出用フラップ板４０に設けられている。可動検出電極４４は、検出用フラップ板４０のうち、平面視において固定検出電極４６と重なっている部分である。可動検出電極４４は、固定検出電極４６との間に静電容量を形成する。
【００４６】
固定部３０、駆動バネ部３２、振動体３４、可動駆動電極３６、検出用フラップ板４０、梁部４２、および可動検出電極４４は、一体に設けられている。固定部３０、駆動バネ部３２、振動体３４、可動駆動電極３６、固定駆動電極３８，３９、検出用フラップ板４０、梁部４２、および可動検出電極４４の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【００４７】
固定検出電極４６は、基板１０に固定されている。固定検出電極４６は、基板１０に（凹部１６の底面１７に）設けられている。図示の例では、平面視において、固定検出電極４６の形状は、矩形である。固定検出電極４６は、検出用フラップ板４０に対向して配置されている。固定検出電極４６は、検出用フラップ板４０との間に静電容量を形成するように配置されている。
【００４８】
固定検出電極４６の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）である。固定検出電極４６としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定検出電極４６上に存在する異物等を、基板１０の第２面１４側から、容易に視認することができる。
【００４９】
１．２．  センサーデバイスの動作
次に、センサーデバイス１の動作について説明する。
【００５０】
可動駆動電極３６と固定駆動電極３８，３９との間に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、可動駆動電極３６と固定駆動電極３８，３９との間に静電力を発生させることができる。これにより、振動体３４をＸ軸方向に振動させることができる。このとき、駆動バネ部３２はＸ軸方向に伸縮する。
【００５１】
具体的には、可動駆動電極３６に、一定のバイアス電圧Ｖｄｃを与える。さらに、図示しない駆動配線を介して固定駆動電極３８には第１駆動信号Ｖ１を印加する。また、図示しない駆動配線を介して固定駆動電極３９には第２駆動信号Ｖ２を印加する。第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２は同じ周波数を持つ交流電圧であり、第２駆動信号Ｖ２は第１駆動信号Ｖ１と位相が１８０度異なっている。第１駆動信号Ｖ１と第２駆動信号Ｖ２は、例えば、同じ電位を基準とし、互いに振幅が等しい交流電圧である。
【００５２】
図１に示すように、第１構造体１１２ａでは、固定駆動電極３８は、可動駆動電極３６の−Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極３９は、可動駆動電極３６の＋Ｘ軸方向側に配置されている。第２構造体１１２ｂでは、固定駆動電極３８は、可動駆動電極３６の＋Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極３９は、可動駆動電極３６の−Ｘ軸方向側に配置されている。そのため、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２によって、第１構造体１１２ａの振動体３４と第２構造体１１２ｂの振動体３４とを、互いに逆位相（すなわち位相が１８０度ずれた状態）でかつ所定の周波数でＸ軸に沿って振動させることができる。
【００５３】
このように、振動体３４は、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２に応じてＸ軸方向に振動する。そのため、振動体３４に接続されている可動検出電極４４も、振動体３４と同様に、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２に応じてＸ軸方向に振動する。具体的には、第１構造体１１２ａの可動検出電極４４（第１可動検出部の一例）と第２構造体１１２ｂの可動検出電極４４（第２可動検出部の一例）とは、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２に応じて、互いに逆位相で振動する。
【００５４】
振動体３４が上記の振動（駆動振動）を行っている状態で、センサーデバイス１にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が働く。これにより、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０と、第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０とは、Ｚ軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。検出用フラップ板４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す（検出振動）。
【００５５】
検出用フラップ板４０がＺ軸方向に変位することにより、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の距離が変化する。そのため、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の静電容量が変化する。可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。
【００５６】
センサーデバイス１では、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に電圧を印加することにより、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の静電容量の変化量を検出することができる。
【００５７】
具体的には、可動検出電極４４には、一定のバイアス電圧Ｖｄｃを与える。また、固定検出電極４６には、グランド電圧（基準電圧）Ｖｇｎｄ、または定電位を与える。これにより、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の静電容量の変化量を検出することができる。
【００５８】
また、固定検出電極４６には、グランド電圧Ｖｇｎｄに加えて、補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられる。
【００５９】
固定検出電極４６に与えられる補償信号Ｖｃｏｍｐは、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２と同じ周波数の交流電圧である。補償信号Ｖｃｏｍｐは、後述するように、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる２つの振動パターンに応じて、第１駆動信号Ｖ１と同じ位相の交流電圧である場合と、第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の交流電圧である場合と、がある。固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐを与えることにより、クアドラチャの影響を低減できる。以下、補償信号Ｖｃｏｍｐについて説明する。
【００６０】
まず、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合の第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０の動作について説明する。なお、以下では、センサーデバイス１に角速度が加わっていないものとする。
【００６１】
図４は、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合の、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動（検出用フラップ板４０の自由端のＺ軸方向の変位ｄ）の一例を示すグラフである。
【００６２】
図５および図６は、センサーデバイス１の動作を説明するための図である。なお、図５は時刻ｔ１でのセンサーデバイス１の動作の様子し、図６は時刻ｔ３でのセンサーデバイス１の動作の様子を示している。
【００６３】
図７〜図９は、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合の、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動の様子を説明するための図である。なお、図７は時刻ｔ１での検出用フラップ板４０の状態を示し、図８は時刻ｔ２での検出用フラップ板４０の状態を示し、図９は時刻ｔ３での検出用フラップ板４０の状態を示している。
【００６４】
時刻ｔ１において、固定駆動電極３８に第１駆動信号Ｖ１＝Ｖ１ｔ１が印加され、固定駆動電極３９に第２駆動信号Ｖ２＝Ｖ２ｔ１が印加される（ただしＶ１ｔ１＜Ｖ２ｔ１）。これにより、図５に示すように、第１構造体１１２ａの振動体３４は−Ｘ軸方向に移動し、第２構造体１１２ｂの振動体３４は＋Ｘ軸方向に移動する。このとき、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０は、図７に示すように、クアドラチャによりＺ軸方向に−ｄｑｕａｄ−ｄ０だけ変位する。
【００６５】
なお、変位ｄ＝ｄｑｕａｄは、検出用フラップ板４０のクアドラチャによるＺ軸方向の変位（振幅）の大きさである。また、変位ｄ＝ｄ０は、検出用フラップ板４０の初期状態（クアドラチャによる振動が励起されていない状態）のＺ軸方向の変位の大きさである。すなわち、変位ｄ＝ｄ０は、図８に示す時刻ｔ２における検出用フラップ板４０のＺ軸方向の変位の大きさである。
【００６６】
時刻ｔ３において、固定駆動電極３８に第１駆動信号Ｖ１＝Ｖ１ｔ３が印加され、固定駆動電極３９に第２駆動信号Ｖ２＝Ｖ２ｔ３が印加される（ただしＶ１ｔ３＞Ｖ２ｔ３）。これにより、図６に示すように、第１構造体１１２ａの振動体３４は＋Ｘ軸方向に移動し、第２構造体１１２ｂの振動体３４は−Ｘ軸方向に移動する。このとき、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０は、図９に示すように、クアドラチャによりＺ軸方向にｄｑｕａｄ−ｄ０だけ変位する。
【００６７】
次に、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられた場合の第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０の動作について説明する。
【００６８】
図１０は、第１構造体１１２ａの固定検出電極４６に与えられる電圧Ｖｇｎｄ＋Ｖｃｏｍｐと、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に与えられる電圧Ｖｄｃ−（Ｖｇｎｄ＋Ｖｃｏｍｐ）と、を示すグラフである。図１１は、第１構造体１１２ａの固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられた場合の、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０の振動の一例を示すグラフである。図１２および図１３は、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられた場合の、検出用フラップ板４０の振動の様子を説明するための図である。なお、図１２は時刻ｔ１での検出用フラップ板４０の状態を示し、図１３は時刻ｔ３での検出用フラップ板４０の状態を示している。
【００６９】
図１０に示す例では、補償信号Ｖｃｏｍｐは、第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の交流電圧である。固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられることにより、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間には、電圧Ｖｄｃ−（Ｖｇｎｄ＋Ｖｃｏｍｐ）が与えられる。
【００７０】
時刻ｔ１において、図５に示すように、第１構造体１１２ａの振動体３４は−Ｘ軸方向に移動し、第２構造体１１２ｂの振動体３４は＋Ｘ軸方向に移動する。このとき、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０は、図１２に示すように、Ｚ軸方向に−ｄｑｕａｄ−ｄ０＋ｄｃｏｍｐだけ変位する。すなわち、検出用フラップ板４０のクアドラチャによるＺ軸方向の変位（振幅）が＋ｄｃｏｍｐ（ただしｄｃｏｍｐ＞０）だけ抑制される。これは、時刻ｔ１において、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に与えられる電圧Ｖｄｃ−（Ｖｇｎｄ＋Ｖｃｏｍｐ）が、補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合の電圧Ｖｄｃ−Ｖｇｎｄよりも小さくなるためである。すなわち、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられることにより、時刻ｔ１において、補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合と比べて、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に働く静電力（静電引力）が小さくなるためである。
【００７１】
時刻ｔ３において、図６に示すように、第１構造体１１２ａの振動体３４は＋Ｘ軸方向に移動し、第２構造体１１２ｂの振動体３４は−Ｘ軸方向に移動する。このとき、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０は、図１３に示すように、Ｚ軸方向にｄｑｕａｄ−ｄ０−ｄｃｏｍｐだけ変位する。すなわち、検出用フラップ板４０のクアドラチャによるＺ軸方向の変位が−ｄｃｏｍｐだけ抑制される。これは、時刻ｔ３において、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に与えられる電圧Ｖｄｃ−（Ｖｇｎｄ＋Ｖｃｏｍｐ）が、補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合の電圧Ｖｄｃ−Ｖｇｎｄよりも大きくなるためである。すなわち、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられることにより、時刻ｔ３において、補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合と比べて、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間に働く静電力（静電引力）が大きくなるためである。
【００７２】
したがって、固定検出電極４６に第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐを与えることにより、図１１に示すように、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。このように、固定検出電極４６に、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動（図４参照）とは逆位相の駆動信号と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐ（図１０参照）を与えることにより、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。
【００７３】
センサーデバイス１では、検出用フラップ板４０の共振周波数（検出周波数）と振動体３４の共振周波数（駆動周波数）とは、わずかにずれている。そのため、固定検出電極４６に第２駆動信号Ｖ２と同じ周波数（すなわち駆動周波数と同じ周波数）の補償信号Ｖｃｏｍｐを与えると、共鳴現象により静電力はレゾナンスゲイン倍される。したがって、小さな補償信号Ｖｃｏｍｐで検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。
【００７４】
なお、共鳴現象とは、検出用フラップ板４０に対して、外部から振動が与えられるときに、与えられる振動が検出用フラップ板４０の共振周波数に近づくにつれて、検出用フラップ板４０の振動の振幅が急激に増大する現象をいう。この共鳴によって得られる利得を、レゾナンスゲインと呼ぶ。本実施形態では、この共鳴現象を利用することにより、共鳴現象を利用しない場合と比べて、補償信号Ｖｃｏｍｐの大きさ（電圧振幅）を小さくできる。
【００７５】
固定検出電極４６から出力される検出信号（交流電流）は、センサーデバイス１に働くコリオリ力に基づく角速度成分であるコリオリ信号と、センサーデバイス１の駆動振動に基づく自己振動成分（クアドラチャ）に基づくクアドラチャ信号（漏れ信号）と、を含む。固定検出電極４６から出力される検出信号に含まれるクアドラチャ信号とコリオリ信号とは位相が９０度ずれている。そのため、コリオリ信号を検出するときには、可動検出電
極４４と固定検出電極４６との間には、Ｖｅｆｆ＝Ｖｄｃ−Ｖｇｎｄ（図１０参照）が与えられた状態となる。したがって、固定検出電極４６に補償信号Ｖｃｏｍｐを与えても、角速度の検出に与える影響は小さい。また、例えば、固定検出電極４６から出力される検出信号から、補償信号Ｖｃｏｍｐによる信号を取り除くことも容易である。
【００７６】
上記では、第１構造体１１２ａの振動体３４が−Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が−Ｚ軸方向に変位し、振動体３４が＋Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が＋Ｚ軸方向に変位する場合（第１の振動パターン）について説明した。なお、検出用フラップ板４０は、クアドラチャにより、この逆の動きをする場合もある。すなわち、第１構造体１１２ａの振動体３４が−Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が＋Ｚ軸方向に変位し、振動体３４が＋Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が−Ｚ軸方向に変位する場合（第２の振動パターン）がある。これは、製造プロセスにおけるセンサーデバイス１の構造の非対称性は一様でなく、素子ごとにその構造の非対称性が異なるためである。
【００７７】
第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０がクアドラチャにより第２の振動パターンで振動する場合、第１構造体１１２ａの固定検出電極４６に与えられる補償信号Ｖｃｏｍｐは、第１駆動信号Ｖ１と同じ位相の交流電圧である。
【００７８】
また、上記では、第１構造体１１２ａの固定検出電極４６に与えられる補償信号Ｖｃｏｍｐについて説明したが、第２構造体１１２ｂの固定検出電極４６についても同様に補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられる。これにより、第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。
【００７９】
例えば、第２構造体１１２ｂの振動体３４が＋Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が−Ｚ軸方向に変位し、第２構造体１１２ｂの振動体３４が−Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が＋Ｚ軸方向に変位する場合、第２構造体１１２ｂの固定検出電極４６に与えられる補償信号Ｖｃｏｍｐは、第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の交流電圧である。
【００８０】
また、第２構造体１１２ｂの振動体３４が＋Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が＋Ｚ軸方向に変位し、第２構造体１１２ｂの振動体３４が−Ｘ軸方向に移動した場合に検出用フラップ板４０が−Ｚ軸方向に変位する場合、第２構造体１１２ｂの固定検出電極４６に与えられる補償信号Ｖｃｏｍｐは、第１駆動信号Ｖ１と同じ位相の交流電圧である。
【００８１】
１．３．  センサーデバイスの製造方法
次に、センサーデバイス１の製造方法について説明する。
【００８２】
まず、ガラス基板を準備し、当該ガラス基板をパターニングして凹部１６およびポスト部１８を形成して基板１０を形成する。
【００８３】
次に、凹部１６の底面１７に固定検出電極４６を形成する。次に、基板１０の第１面１２に、陽極接合によりシリコン基板を接合し、当該シリコン基板を研削して薄膜化した後、所定の形状にパターニングして、機能素子１０２を形成する。以上の工程により、固定部３０、駆動バネ部３２、振動体３４、可動駆動電極３６、固定駆動電極３８，３９、検出用フラップ板４０、梁部４２、可動検出電極４４、および固定検出電極４６を有する機能素子１０２を形成することができる。
【００８４】
次に、基板１０と蓋体２０とを接合（例えば陽極接合）して、基板１０と蓋体２０とに
よって形成されるキャビティー２に、機能素子１０２を収容する。
【００８５】
以上の工程により、センサーデバイス１を製造することができる。
【００８６】
１．４．  ジャイロセンサーの構成
次に、ジャイロセンサー１００の構成について、図面を参照しながら説明する。図１４は、ジャイロセンサー１００の機能ブロック図である。
【００８７】
ジャイロセンサー１００は、上記のセンサーデバイス１と、駆動回路１１０（第１信号生成部の一例）と、検出回路１２０と、バイアス電圧印加部１３０と、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂ（第２信号生成部の一例）と、を含んで構成されている。
【００８８】
駆動回路１１０は、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２を生成し、固定駆動電極３８に第１駆動信号Ｖ１を出力し、固定駆動電極３９に第２駆動信号Ｖ２を出力する。駆動回路１１０は、例えば、振動体３４の振動状態を検出するモニター電極（図示せず）からの信号に基づいて駆動信号Ｖ１，Ｖ２を生成し、固定駆動電極３８，３９に駆動信号Ｖ１，Ｖ２を出力してもよい。駆動回路１１０は、駆動信号Ｖ１，Ｖ２を出力してセンサーデバイス１を駆動し、センサーデバイス１からのフィードバック信号を受けてセンサーデバイス１を励振させてもよい。
【００８９】
検出回路１２０は、増幅回路１２２と、同期検波回路１２４と、フィルター回路１２６と、増幅回路１２８と、を含んで構成されている。
【００９０】
第１構造体１１２ａの固定検出電極４６（「固定検出電極４６Ａ」ともいう）から出力される検出信号および第２構造体１１２ｂの固定検出電極４６（「固定検出電極４６Ｂ」ともいう）から出力される検出信号は、コリオリ信号とクアドラチャ信号とを含む。検出回路１２０は、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂから出力される信号からコリオリ信号を抽出する。
【００９１】
センサーデバイス１の振動体３４が振動すると、容量変化に基づく電流が固定検出電極４６Ａ，４６Ｂから出力され、増幅回路１２２に入力される。増幅回路１２２は、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂから出力された容量変化に基づく電流を電圧に変換して増幅し、交流電圧信号として同期検波回路１２４に出力する。増幅回路１２２は、例えば、Ｑ／Ｖ変換器（チャージアンプ）を含んで構成されている。
【００９２】
同期検波回路１２４は、例えば、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂからの信号を、上述したモニター電極（図示せず）からの信号に基づいて同期検波してコリオリ信号を抽出する。同期検波回路１２４で抽出されたコリオリ信号は、フィルター回路１２６に入力される。
【００９３】
フィルター回路１２６は、コリオリ信号から高周波成分を除去して直流電圧信号に変換するローパスフィルターで構成されている。フィルター回路１２６は、出力信号を増幅回路１２８に出力する。
【００９４】
増幅回路１２８は、入力される信号を増幅して、角速度に基づく電圧信号を出力する。
【００９５】
バイアス電圧印加部１３０は、振動体３４にバイアス電圧Ｖｄｃを印加する。バイアス電圧印加部１３０は、固定部３０を介して振動体３４にバイアス電圧Ｖｄｃを印加する。振動体３４は、可動駆動電極３６および可動検出電極４４（検出用フラップ板４０）と一体構造であるため、可動駆動電極３６および可動検出電極４４にもバイアス電圧Ｖｄｃが印加される。
【００９６】
補償信号生成回路１４０Ａは、第１駆動信号Ｖ１または第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の信号（補償信号Ｖｃｏｍｐ）を生成して、固定検出電極４６Ａに印加する。補償信号生成回路１４０Ａは、選択回路１４２（選択部の一例）と、電圧調整回路１４４（電圧調整部の一例）と、を含んで構成されている。
【００９７】
選択回路１４２は、駆動回路１１０から入力された第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２のうちのいずれかを選択する。
【００９８】
上述したように、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動は、２つの振動パターンある。そして、補償信号Ｖｃｏｍｐは、この２つの振動パターンに応じて、第１駆動信号Ｖ１と同じ位相であるか、第２駆動信号Ｖ２と同じ位相であるかが決まる。
【００９９】
例えば、あらかじめ検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動がどちらの振動パターンであるかを検査することで、補償信号Ｖｃｏｍｐの位相を第１駆動信号Ｖ１の位相と同じにするのか、それとも第２駆動信号Ｖ２の位相と同じにするのかを決定できる。この検査の結果に基づいて、選択回路１４２は、駆動回路１１０から入力された第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２のうちのいずれかを選択した状態に制御される。
【０１００】
電圧調整回路１４４は、選択回路１４２から入力された第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２のうちのいずれかの電圧を調整して第１駆動信号Ｖ１または第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の信号（補償信号Ｖｃｏｍｐ）を生成する。以下、選択回路１４２で第１駆動信号Ｖ１が選択された場合について説明する。
【０１０１】
電圧調整回路１４４は、例えば、選択回路１４２で第１駆動信号Ｖ１が選択された場合、第１駆動信号Ｖ１の電圧（振幅）を調整して補償信号Ｖｃｏｍｐを生成する。電圧調整回路１４４は、例えば、第１駆動信号Ｖ１を所定の減衰率で減衰させて補償信号Ｖｃｏｍｐを生成する。補償信号Ｖｃｏｍｐの大きさ（電圧振幅）は、所望するジャイロセンサー１００の性能に応じて適宜設定可能である。補償信号Ｖｃｏｍｐの大きさ（電圧振幅）は、例えば、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動の振幅が所定の振幅以下（好ましくは振幅がゼロ）になるような大きさに設定される。
【０１０２】
電圧調整回路１４４は、固定検出電極４６Ａに、グランド電圧Ｖｇｎｄを基準として、補償信号Ｖｃｏｍｐを印加する。
【０１０３】
補償信号生成回路１４０Ｂは、補償信号生成回路１４０Ａと同様に、第１駆動信号Ｖ１または第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の信号（補償信号Ｖｃｏｍｐ）を生成して、固定検出電極４６Ｂに印加する。補償信号生成回路１４０Ｂは、選択回路１４２と、電圧調整回路１４４と、を含んで構成されている。補償信号生成回路１４０Ｂの構成は、上述した補償信号生成回路１４０Ａの構成と同様でありその説明を省略する。
【０１０４】
ここで、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合、検出用フラップ板４０はクアドラチャにより振動する（図４参照）。このクアドラチャによる振動の振幅は、コリオリ力による振動の振幅に比べて、非常に大きい（例えば１ｄｐｓ（ｄｅｇｒｅｅ／ｓｅｃ）時の数千倍〜数万倍以上になることもある）。そのため、検出信号に含まれるクアドラチャ信号が大きくなってしまい、検出回路１２０の初段の増幅回路１２２で信号が飽和してしまう場合がある。
【０１０５】
これに対して、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに補償信号Ｖｃｏｍｐを与えた場合、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。そのため、検出信号に含まれ
るクアドラチャ信号を小さくすることができ（またはクアドラチャ信号を無くすことができ）、増幅回路１２２における信号飽和を起こりにくくすることができる。
【０１０６】
なお、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに補償信号Ｖｃｏｍｐを与えた場合、検出信号には固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに補償信号Ｖｃｏｍｐを与えたことによる信号が含まれる。しかしながら、補償信号Ｖｃｏｍｐを与えたことにより検出信号に含まれる信号の大きさは、例えば補償信号Ｖｃｏｍｐが与えられていない場合に検出信号に含まれるクアドラチャ信号に比べて、極めて小さい。これは、上述したように、共鳴現象を利用することにより補償信号Ｖｃｏｍｐの大きさ（電圧振幅）を小さくできるためである。したがって、固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに補償信号Ｖｃｏｍｐを与えても、増幅回路１２２の信号飽和は起こりにくい。
【０１０７】
ジャイロセンサー１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０８】
ジャイロセンサー１００では、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂは、第１駆動信号Ｖ１または第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐを生成して固定検出電極４６Ａ，４６Ｂに印加する。そのため、ジャイロセンサー１００では、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制できる。したがって、クアドラチャの影響を低減できる。また、ジャイロセンサー１００では、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動を抑制するための電極などの部材を追加することなくクアドラチャによる振動を抑制できる。よって、ジャイロセンサー１００では、簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できる。
【０１０９】
検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動には、上述したように、２つの振動パターンある。ジャイロセンサー１００では、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂは、駆動回路１１０から入力された第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２のうちのいずれかを選択する選択回路１４２を有する。そのため、ジャイロセンサー１００では、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動のパターンに応じて、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂで補償信号Ｖｃｏｍｐを生成することができる。したがって、検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動がどちらの振動パターンであっても、クアドラチャの影響を低減できる。
【０１１０】
ジャイロセンサー１００では、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂは、選択回路１４２から入力された第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２のうちのいずれかの電圧を調整する電圧調整回路１４４を有する。そのため、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂでは、入力された第１駆動信号Ｖ１または第２駆動信号Ｖ２と同じ位相であって、所望の大きさ（電圧振幅）を有する補償信号Ｖｃｏｍｐを生成することができる。
【０１１１】
ジャイロセンサー１００では、振動体３４は、固定駆動電極３８に第１駆動信号Ｖ１が印加され、かつ、固定駆動電極３９に第２駆動信号Ｖ２が印加されることで、Ｘ軸方向に振動し、可動検出電極４４は振動体３４に接続され角速度に応じてＺ軸方向に変位する。そのため、ジャイロセンサー１００では、可動検出電極４４と固定検出電極４６との間の容量変化に基づく電流からＹ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。
【０１１２】
ジャイロセンサー１００では、可動検出電極４４は２つ設けられ、固定検出電極４６は２つ設けられている。また、２つの固定検出電極４６のうちの一方の固定検出電極４６Ａ（第１固定検出部の一例）は、２つの可動検出電極４４のうちの一方の第１構造体１１２ａの可動検出電極４４に対向して配置されている。また、２つの固定検出電極４６のうちの他方の固定検出電極４６Ｂ（第２固定検出部の一例）は、２つの可動検出電極４４のうちの他方の第２構造体１１２ｂの可動検出電極４４に対向して配置されている。また、第
１構造体１１２ａの可動検出電極４４および第２構造体１１２ｂの可動検出電極４４は、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２に応じて互いに逆位相で振動する。そのため、ジャイロセンサー１００では、固定検出電極４６Ａからの検出信号と固定検出電極４６Ｂからの検出信号とを差動増幅することができるため、コリオリ信号を精度よく検出できる。
【０１１３】
ジャイロセンサー１００では、２つの補償信号生成回路（補償信号生成回路１４０Ａおよび補償信号生成回路１４０Ｂ）が設けられている。また、補償信号生成回路１４０Ａ（２つの補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂのうちの一方）は、補償信号Ｖｃｏｍｐを生成して、固定検出電極４６Ａに印加する。また、補償信号生成回路１４０Ｂ（２つの補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂのうちの他方）は、補償信号Ｖｃｏｍｐを生成して、固定検出電極４６Ｂに印加する。そのため、ジャイロセンサー１００では、２つの検出用フラップ板４０（可動検出電極４４）を備えている場合であっても、簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できる。
【０１１４】
なお、上記では、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２が互いに逆位相の正弦波である例について説明したが、第１駆動信号Ｖ１および第２駆動信号Ｖ２は、互いに逆位相の矩形波であってもよい。この場合、補償信号Ｖｃｏｍｐは、正弦波であってもよいし、矩形波であってもよい。
【０１１５】
また、上記では、センサーデバイス１が、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出するジャイロセンサーである例について説明したが、センサーデバイス１がＺ軸まわりの角速度を検出するセンサーデバイスであってもよい。Ｚ軸まわりの角速度を検出するセンサーデバイス１では、例えば、振動体３４がＸ軸方向に振動を行っている状態で、センサーデバイス１にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、可動検出電極がＹ軸方向に変位する。このようなセンサーデバイス１を含むジャイロセンサー１００において、可動検出電極に対向する固定検出電極に、駆動信号と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐを印加することで、クアドラチャの影響を低減できる。
【０１１６】
１．５．  ジャイロセンサーの変形例
次に、本実施形態の変形例に係るジャイロセンサーについて、図面を参照しながら説明する。図１５は、本実施形態の変形例に係るジャイロセンサー２００の機能ブロック図である。以下、本変形例に係るジャイロセンサー２００において、上述したジャイロセンサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
上述したジャイロセンサー１００では、図１４に示すように、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂが選択回路１４２を含んで構成されていた。これに対して、ジャイロセンサー２００では、図１５に示すように、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂは選択回路１４２を含んでいない。
【０１１８】
本変形例では、センサーデバイス１として、あらかじめ第１構造体１１２ａおよび第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第１の振動パターンのものを準備する。そのため、補償信号生成回路１４０Ａには、駆動回路１１０から第２駆動信号Ｖ２が入力され、補償信号生成回路１４０Ｂには、駆動回路１１０から第１駆動信号Ｖ１が入力される。
【０１１９】
補償信号生成回路１４０Ａでは、電圧調整回路１４４が入力された第２駆動信号Ｖ２の電圧を調整して第２駆動信号Ｖ２と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐを生成する。補償信号生成回路１４０Ａは、生成した補償信号Ｖｃｏｍｐを固定検出電極４６Ａに印加する。同
様に、補償信号生成回路１４０Ｂは、電圧調整回路１４４において入力された第１駆動信号Ｖ１の電圧を調整して第１駆動信号Ｖ１と同じ位相の補償信号Ｖｃｏｍｐを生成する。補償信号生成回路１４０Ｂは、生成した補償信号Ｖｃｏｍｐを固定検出電極４６Ｂに印加する。
【０１２０】
なお、センサーデバイス１として、あらかじめ第１構造体１１２ａおよび第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第２の振動パターンのものを準備してもよい。この場合、図示はしないが、補償信号生成回路１４０Ａには第１駆動信号Ｖ１が入力され、補償信号生成回路１４０Ｂには第２駆動信号Ｖ２が入力される。
【０１２１】
また、センサーデバイス１として、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第１の振動パターンであり、第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第２の振動パターンであるものを準備してもよい。また、センサーデバイス１として、第１構造体１１２ａの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第２の振動パターンであり、第２構造体１１２ｂの検出用フラップ板４０のクアドラチャによる振動が第１の振動パターンであるものを準備してもよい。これらの場合も同様に、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂには、振動パターンに応じた駆動信号Ｖ１，Ｖ２が入力される。
【０１２２】
本変形例に係るジャイロセンサー２００では、補償信号生成回路１４０Ａ，１４０Ｂが選択回路１４２を含んでいないため、より簡易な構成で、クアドラチャの影響を低減できる。
【０１２３】
２．  電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。図１６は、本実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
【０１２４】
電子機器１０００は、本発明に係るジャイロセンサーを含む。以下では、本発明に係るジャイロセンサーとして、ジャイロセンサー１００を含む場合について説明する。
【０１２５】
電子機器１０００は、さらに、演算処理装置（ＣＰＵ）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５０、通信部１０６０、表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１６の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１２６】
演算処理装置１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置１０２０は、ジャイロセンサー１００の出力信号や、操作部１０３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０１２７】
操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置１０２０に出力する。
【０１２８】
ＲＯＭ１０４０は、演算処理装置１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０１２９】
ＲＡＭ１０５０は、演算処理装置１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読み出されたプログラムやデータ、ジャイロセンサー１００から入力されたデータ、
操作部１０３０から入力されたデータ、演算処理装置１０２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１３０】
通信部１０６０は、演算処理装置１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１３１】
表示部１０７０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等により構成される表示装置であり、演算処理装置１０２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１３２】
このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、デジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１３３】
図１７は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０３０としてボタンを、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。
【０１３４】
図１８は、電子機器１０００の一例である腕装着型の携帯機器（ウェアラブル機器）の外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１３５】
また、電子機器１０００である携帯機器は、例えば、ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサーを備え、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することができる。
【０１３６】
３．  移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図１９は、本実施形態に係る移動体１１００として、自動車を模式的に示す上面図である。
【０１３７】
本実施形態に係る移動体は、本発明に係るジャイロセンサーを含む。以下では、本発明に係るジャイロセンサーとして、ジャイロセンサー１００を含む移動体について説明する。
【０１３８】
本実施形態に係る移動体１１００は、さらに、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー１１２０、コントローラー１１３０、コントローラー１１４０、バッテリー１１５０およびバックアップ用バッ
テリー１１６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体１１００は、図１２に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１３９】
このような移動体１１００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１４０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１４１】
一例として、本実施形態では、検出用フラップ板は梁部４２により片持ち支持されているが、これ以外に、検出用フラップ板４０が例えば４箇所にて弾性体で振動体３４に支持され、検出用フラップ板４０の主面がＸ−Ｙ面に沿った状態でＺ軸方向に変位可能な形態であってもよい。
【０１４２】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４３】
１…センサーデバイス、２…キャビティー、１０…基板、１２…第１面、１４…第２面、１６…凹部、１７…底面、１８…ポスト部、２０…蓋体、３０…固定部、３２…駆動バネ部、３３…梁部、３４…振動体、３６…可動駆動電極、３８…固定駆動電極、３９…固定駆動電極、４０…検出用フラップ板、４１…回転軸部、４２…梁部、４４…可動検出電極、４６…固定検出電極、４６Ａ…固定検出電極、４６Ｂ…固定検出電極、１００…ジャイロセンサー、１０２…機能素子、１１０…駆動回路、１１２…構造体、１１２ａ…第１構造体、１１２ｂ…第２構造体、１２０…検出回路、１２２…増幅回路、１２４…同期検波回路、１２６…フィルター回路、１２８…増幅回路、１３０…バイアス電圧印加部、１４０Ａ…補償信号生成回路、１４０Ｂ…補償信号生成回路、１４２…選択回路、１４４…電圧調整回路、２００…ジャイロセンサー、１０００…電子機器、１０２０…演算処理装置、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７０…表示部、１１００…移動体、１１２０…コントローラー、１１３０…コントローラー、１１４０…コントローラー、１１５０…バッテリー、１１６０…バックアップ用バッテリー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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