(57)【要約】【課題】  容易に小型化を図ることができる角速度センサを提供することを目的とする。【解決手段】  角速度センサは、フレーム１１、梁１２、錘１３、ポスト構造１４を有する可動部構造体１と、可動部構造体１を挟み込むように配設された上部ガラス基板２および下部ガラス基板３から構成される。下部ガラス基板３には、錘１３と対向する面に駆動電極３１が設けられ、駆動電極３１と錘１３との間に静電力を作用させることにより、錘１３を振動させる。上部ガラス基板２には、錘１３と対向する面に検出電極２１〜２５が設けられ、検出電極２１〜２と錘１３との間の静電容量の変化に基づいて錘１３の姿勢変化を検出する。本実施の形態では、センサ部に設ける電極数を減らすことにより各電極の電位をセンサの外部へ引き出すための構造物を形成する領域の縮小化を図ることがきるため、センサの小型化を実現させることができる。【選択図】  図１
2008128879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有するフレームと、
錘と、
前記フレームに一端が固定され、前記中空部で前記錘を支持する梁と、
前記フレームに固定されて前記中空部を密閉する１対の基板と、
前記錘と対向して前記基板に配置された検出電極と、
前記錘と対向して前記基板に配置された駆動電極と、
前記駆動電極と前記錘の間に静電力を作用させることにより、前記錘を振動させる駆動手段と、
前記検出電極で検出される前記錘との間の静電容量の変化に基づいて、角速度を検出する角速度検出手段とを備え、
一方の基板には前記検出電極と駆動電極のうちの検出電極のみが配置され、他方の基板には前記検出電極と駆動電極のうちの駆動電極のみが配置されている
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
前記駆動電極の面積は、前記錘における前記駆動電極との対向面の面積以上である
ことを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記フレームの中空部は、方形の内周面により形成され、
前記検出電極または前記駆動電極の配線用に前記基板に形成された複数の貫通孔と、
前記フレームの内周面のうちの２つの面に沿って配列された、前記貫通孔を封止する複数のポスト構造と、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錘の姿勢変化に基づいて作用する角速度を検出する角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラの手ぶれ補正装置や車載用のエアバッグ装置、ロボットの姿勢制御装置などの広い分野において、物体に作用する力学量を検出するための力学量センサが用いられている。
力学量センサの１つに、物体の回転運動、即ち角速度を検出するジャイロと呼ばれる角速度センサがある。
ジャイロは、取り付け部位や回転の中心位置に関わらず作用する角速度を検出することができるセンサである。ジャイロは、その動作原理の違いによりいくつかの種類に分類され、振動体を用いたものは、振動式角速度センサと呼ばれている。
【０００３】
振動式角速度センサ（以下、角速度センサとする）は、可撓性を有する部材に支持された錘体を一定の周期で振動させ、発生するコリオリ力を検出することによって作用する角速度を検出する。
詳しくは、質量ｍの錘をｚ軸方向に速度ｖで振動させた状態で、ｘ軸またはｙ軸周りに角速度Ωが働くと、錘の中心部には、“Ｆ＝２ｍｖΩ”のコリオリ力Ｆが発生する。
そして、発生するコリオリ力Ｆの作用によりねじれが生じるため、錘は、振動方向と直交する面に対して傾く。
角速度センサは、この錘の傾きの方向、傾き量を検出し、これらの検出された値に基づいて錘に作用する角速度を算出する。
【０００４】
このような角速度センサにおいて、錘の傾きの方向や傾き量、即ち錘の姿勢変化を検出する方法の１つに、下記の非特許文献に提案されているような、おもりと検出電極間の静電容量の変化量を測定するものがある。このような角速度センサを静電容量検出型角速度センサという。
【非特許文献１】「ＳＯＩウェハを用いた多軸モーションセンサの基本特性」平成１６年度電気学会全国大会講演論文集、ｐ１９８
【０００５】
図５は、非特許文献１に示されている５軸モーションセンサの３次元構造と電極配置を示した図である。
図５に示すように、非特許文献１に示されている５軸モーションセンサは、３枚の基板から構成され、中段の基板に錘（Ｓｉおもり）が形成されている。
非特許文献１に示されている５軸モーションセンサでは、１８０°位相をずらした駆動波形（駆動信号）を上段および下段のガラス基板に設けられた駆動電極に印加することによって、錘を上下方向（一次振動方向）に振動させている。
そして、上段および下段のガラス基板にそれぞれ４個ずつ設けられた検出電極、即ち、８個の検出電極を用いて、錘の姿勢変化の検出を行うように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように非特許文献１に記載のセンサでは、上段および下段のガラス基板に計１０個もの電極が設けられている。そのため、各電極の電位をセンサの外部へ引き出すためのスルーホールやポスト構造（Ｓｉ電極）も少なくとも１０個は必要となる。
このように、非特許文献１に記載のセンサでは、多くのスルーホールやポスト構造を設けなければならないため、センサの小型化を図ることが困難であった。
そこで本発明は、容易に小型化を図ることができる角速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、中空部を有するフレームと、錘と、前記フレームに一端が固定され、前記中空部で前記錘を支持する梁と、前記フレームに固定されて前記中空部を密閉する１対の基板と、前記錘と対向して前記基板に配置された検出電極と、前記錘と対向して前記基板に配置された駆動電極と、前記駆動電極と前記錘の間に静電力を作用させることにより、前記錘を振動させる駆動手段と、前記検出電極で検出される前記錘との間の静電容量の変化に基づいて、角速度を検出する角速度検出手段とを備え、一方の基板には前記検出電極と駆動電極のうちの検出電極のみが配置され、他方の基板には前記検出電極と駆動電極のうちの駆動電極のみが配置されていることにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の角速度センサにおいて、前記駆動電極の面積は、前記錘における前記駆動電極との対向面の面積以上であることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の角速度センサにおいて、前記フレームの中空部は、方形の内周面により形成され、前記検出電極または前記駆動電極の配線用に前記基板に形成された複数の貫通孔と、前記フレームの内周面のうちの２つの面に沿って配列された、前記貫通孔を封止する複数のポスト構造と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フレームの中空部を密封する一方の基板にのみ駆動電極を設け、他方の基板にのみ検出電極を設けることにより、配設される電極数の低減化を図ることができる。これにより、各電極の電位をセンサの外部へ引き出すための構造物を形成する領域の縮小化を図ることがきるため、角速度センサの小型化を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
物体に働く角速度を、梁１２で支持された錘１３（質量体）の姿勢変化に基づいて検出する角速度センサである。
角速度センサは、フレーム１１、梁１２、錘１３、ポスト構造１４を有する可動部構造体１と、可動部構造体１を挟み込むように配設された上部ガラス基板２および下部ガラス基板３から構成される。
錘１３の周部には、錘１３を可動状態に保持するための可動ギャップ（可動隙間）が設けられている。上部ガラス基板２および下部ガラス基板３は、可動ギャップを封止するようにフレーム１１に固定されている。
下部ガラス基板３には、錘１３と対向する面に駆動電極３１が設けられている。そして、角速度センサは、駆動電極３１と錘１３との間に静電力を作用させることにより、錘１３を振動させる。
なお、駆動電極３１の電位は、ポスト構造１４を介して上部ガラス基板２のビアホール４１ｃからセンサ部の外に設けられている制御部へ引き出される。
【００１０】
上部ガラス基板２には、錘１３と対向する面に検出電極２１〜２５が設けられている。そして、角速度センサは、検出電極２１〜２５と錘１３との間の静電容量の変化、即ち、検出電極２１〜２５と錘１３との間隔（ギャップ長）の変化に基づいて錘１３の姿勢変化を検出する。
検出電極２１〜２５の電位もまた、上部ガラス基板２に設けられたビアホール２６ｂ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを介して、制御部へ引き出される。
また、錘１３の電位は、フレーム１１からポスト構造１４ａ、ビアホール４１ａを介して、制御部へ引き出される。
なお、ポスト構造１４は、ビアホール４１ａ〜ｈの貫通孔（スルーホール）を封止する機能を有している。
【００１１】
本実施の形態では、上部ガラス基板２にのみ検出電極２１〜２５を配設し、下部ガラス基板３にのみ駆動電極３１を配設するように構成されている。
そのため、錘１３を１つの駆動電極３１で振動させることができるため、従来のように極性を反転させる回路が不要となる。
駆動電極３１の形成領域が、従来のように他の電極（検出電極など）によって制限されないため、駆動電極３１の有効面積を拡大することができる。
また、センサ部に設ける電極数を減らすことにより各電極の電位をセンサの外部へ引き出すための構造物（ポスト構造など）を形成する領域の縮小化を図ることがきるため、角速度センサの小型化を実現させることができる。
【００１２】
（２）実施形態の詳細
本実施の形態に係る角速度センサは、可動部の姿勢変化を電気信号として検出するセンサ部と、検出された電気信号を処理する信号処理部（制御部）を備えている。
図１は、本実施の形態に係る角速度センサにおけるセンサ部の概略構造を示した斜視図である。
なお、図１では、角速度センサの構造をわかりやすく表現するために、各層の構造を離して表現しているが、実際は、各層が積層した状態で構成されている。
図１に示すように、角速度センサは、可動部構造体１が上部ガラス基板２および下部ガラス基板３によって上下方向から挟み込まれた３層構造となっている。
角速度センサを構成する基板における各層の積層方向と同一方向を上下方向、即ちｚ軸（方向）と定義する。そして、このｚ軸と直交し、かつ互いの軸と直交する軸をｘ軸（方向）およびｙ軸（方向）と定義する。つまり、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、それぞれ互いに直交する３軸となる。
【００１３】
図２（ａ）は、可動部構造体１を上部ガラス基板２側から見た平面図を示す。
図に示すように、可動部構造体１は、半導体基板（詳しくはシリコン基板）をエッチングすることによって形成されたフレーム１１、梁１２、錘１３およびポスト構造１４ａ〜ｈにより構成されている。
可動部構造体１を形成するための半導体基板の加工は、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術を用いて行う。例えば、プラズマによる深いトレンチエッチングを施すＤ−ＲＩＥ（ディープ−リアクティブ・イオン・エッチング）技術を利用して行う。
【００１４】
フレーム１１は、錘１３を囲むように可動部構造体１の周縁部に設けられた固定部であり、可動部構造体１の枠組みを構成する。
フレーム１１は、４つの周壁から構成され、対面（対向）する周壁同士が平行に配置されている。フレーム１１は、相隣る周壁面が全て直角に交わる中空直方体であり、その内部（内側）に設けられた中空部に錘１３が配置されている。
梁１２は、錘１３の中心から放射方向に（フレーム１１の方向に）十字方向に延びる４つの帯状の薄部材であり、可撓性を有している。
錘１３は、中央部に位置する角柱状の錘部１３０、この錘部１３０の４隅にそれぞれバランスを保って配設された角柱状の錘部１３１〜１３４から構成されている。なお、錘部１３０〜１３４は、連続した固体として一体に形成されている。
錘１３は、４つの梁１２によってフレーム１１に固定された質量体である。錘１３は、梁１２の作用によって、外部から加わる力により振動させたり、捩れる動きが可能となっている。錘１３は、導電性を有し、その側面は可動電極として機能する。
【００１５】
ポスト構造１４ａ〜ｈは、フレーム１１の中空部に配設された角柱状の部材であり、フレーム１１を構成する周壁の１辺に沿ってポスト構造１４ａ〜ｄが配列されている。
そして、ポスト構造１４ａ〜ｄが配列されている周壁と対面（対向）する周壁に沿って、ポスト構造１４ｅ〜ｈが配列されている。
ポスト構造１４の両端面（両端部）は、それぞれ上部ガラス基板２および下部ガラス基板３と接合されている。
なお、ポスト構造１４ａ〜ｈは、フレーム１１、梁１２および錘１３と同様に半導体基板をエッチングすることによって形成するようにしても、また、別部材を用いて形成するようにしてもよい。
【００１６】
図１に示すように、下部ガラス基板３の上面（可動部構造体１との対向面）には、錘１３と対向する部位に方形の駆動電極３１が設けられている。
また、下部ガラス基板３には、この駆動電極３１電位を角速度センサの外部に取り出す（引き出す）ための中継部として機能する電極パッド３２が設けられている。
ポスト構造１４ｃは、電極パッド３２と電気的にコンタクトをとった状態で下部ガラス基板３と接合されている。
なお、駆動電極３１と電極パッド３２とは、導電パターンによって接続されている。
【００１７】
図２（ｂ）は、上部ガラス基板２の下面部を示した平面図である。
なお、図２（ｂ）は、説明の煩雑化を避けるため、上部ガラス基板２の外側（上面側）から見た透過図を示す。
図２（ｂ）に示すように、上部ガラス基板２の下面（可動部構造体１との対向面）には、錘部１３１と対向する部位に検出電極２１、錘部１３２と対向する部位に検出電極２２、錘部１３３と対向する部位に検出電極２３、錘部１３４と対向する部位に検出電極２４が設けられている。
さらに、上部ガラス基板２の下面には、錘部１３０と対向する部位を中心として十字方向に延びる検出電極２５が設けられている。
【００１８】
また、上部ガラス基板２には、これらの検出電極２１〜２５の電位、フレーム１１の電位、駆動電極３１の電位を角速度センサの外部に取り出すための中継部として機能する電極パッド２６ａ〜ｈが設けられている。
電極パッド２６ａおよび電極パッド２６ｈは、上部ガラス基板２と可動部構造体１を接合した状態において、フレーム１１の一部と電気的に接続（導通）するように構成されている。即ち、電極パッド２６ａおよび電極パッド２６ｈは、フレーム１１との接合領域に渡って形成されている。
ポスト構造１４ａ〜ｈは、電極パッド２６ａ〜ｈと電気的にコンタクトをとった状態で上部ガラス基板２と接合されている。
なお、検出電極２１と電極パッド２６ｂ、検出電極２２と電極パッド２６ｄ、検出電極２３と電極パッド２６ｅ、検出電極２４と電極パッド２６ｇ、検出電極２５と電極パッド２６ｆは、それぞれ導電パターンによって接続されている。
【００１９】
また、図１に示すように、上部ガラス基板２には、センサ部の信号を外部へ引き出すためのビアホール（Ｖｉａ−ｈｏｌｅ）４１ａ〜ｈが設けられている。
ビアホール４１ａ、４１ｈは、それぞれ電極パッド２６ａ、２６ｈを介して、錘１３の電位を角速度センサの外部に取り出す引き出し電極である。
ビアホール４１ｂ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｇは、それぞれ電極パッド２６ｂ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｇを介して、検出電極２１〜２４の電位を角速度センサの外部に取り出す引き出し電極である。
ビアホール４１ｃは、電極パッド２６ｃ、ポスト構造１４ｃ、電極パッド３２を介して、駆動電極３１の電位を角速度センサの外部に取り出す引き出し電極である。
ビアホール４１ｆは、電極パッド２６ｆを介して、検出電極２５の電位を角速度センサの外部に取り出す引き出し電極である。
【００２０】
図３（ａ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ部におけるセンサ部の断面を示した図である。
図に示すように、ビアホール４１ｃは、上部ガラス基板２上の電極パッド２６ｃの配設部分に設けられたスルーホールと、スルーホールの内壁および底面に沿って形成された導電膜によって構成されている。なお、他のビアホールも同様の構成を有している。
スルーホールは、上部ガラス基板２の外側から内側に向かって、即ち、電極パッド２６ｃの配置面に向かって開口面積が小径となるテーパー形状の貫通孔である。
また、スルーホール内部に設けられた導電膜は、可動部構造体１（ポスト構造１４ｃ）と上部ガラス基板２を接合した際に、確実に電極パッド２６ｃと電気的コンタクト（導通）がとれるように構成されている。
【００２１】
また、図３（ａ）に示すように、梁１２および錘１３の上面（上部ガラス基板２との対向面）と上部ガラス基板２との間には、錘１３を可動にするための可動隙間１８が形成されている。上部ガラス基板２は、この可動隙間１８を封止するように接合されている。
梁１２の下面（下部ガラス基板３との対向面）および錘１３の底面即ち下面（下部ガラス基板３との対向面）と下部ガラス基板３との間、さらに錘１３の周部においても、錘１３を可動にするための可動隙間１９が形成されている。下部ガラス基板３は、この可動隙間１９を封止するように接合されている。
なお、可動隙間１８、１９は、より真空に近い状態となっている。このように、センサ部内を真空状態とすることにより、錘１３が動作する際の空気抵抗を低減することができ、角速度センサの検出感度（検出精度）を向上させることができる。
【００２２】
また、本実施の形態に係る角速度センサでは、シリコン基板を用いて可動部構造体１を形成しているが、可動部構造体１の形成部材はこれに限られるものではない。例えば、シリコン基板の中間層に酸化膜を埋め込んだＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）基板を用いて形成してもよい。
ＳＯＩ基板を利用した場合、中間の酸化膜層が梁１２や錘１３を加工する際のエッチング処理において、エッチング遮断層（ストップ層）として機能するため、厚み方向に対する加工精度を向上させることができる。
なお、ＳＯＩ基板を用いて可動部構造体１を形成する場合には、ＳＯＩ基板における支持層を用いて錘１３を形成し、一方の活性層を用いて梁１２を形成する。
【００２３】
本実施の形態に係る角速度センサでは、上部ガラス基板２とフレーム１１、および、下部ガラス基板３とフレーム１１は、それぞれ陽極接合によって接合されている。
陽極接合とは、ガラス基板（上部ガラス基板２、下部ガラス基板３）側に陰極電圧を与え、ガラス−シリコン間の静電引力を利用して接合する接合方法である。
なお、ガラス基板と可動部構造体１との接合方法は、陽極接合に限定されるものではない。例えば、接合面に金属を積層させて接合する共晶接合等を用いるようにしてもよい。
【００２４】
このような陽極接合や共晶接合等を用いてフレーム１１と下部ガラス基板３を接合する際には、位置合わせの誤差の範囲（アライメント精度の範囲）において、接合位置がずれる可能性がある。
図４（ａ）は、従来の角速度センサにおける、基板接合時の位置ずれが生じた際の駆動電極３１’と錘１３’との位置関係を示した図である。
また、図４（ｂ）は、本実施の形態に係る角速度センサにおける、基板接合時の位置ずれが生じた際の駆動電極３１’と錘１３との位置関係を示した図である。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、上述した非特許文献１で提案されているような従来の角速度センサでは、駆動電極３１’と検出電極２１’〜２４’を片側の基板上に混在させているため、駆動電極３１’の面積、即ち、錘１３’の振動駆動に有効な電極の面積を広く確保することができなかった。
そのため、従来の角速度センサでは、基板接合時の位置ずれ（アライメントずれ）、即ち錘１３’と駆動電極３１’との対向ずれが生じた場合、図４（ａ）に示すように、錘１３’と有効な駆動電極３１’との間でバランスをとることができなくなる。これにより、適切な状態で錘１３’を振動させることができず、結果として、角速度センサの精度が低下してしまうおそれがあった。
【００２６】
一方、本実施の形態に係る角速度センサでは、検出電極２１〜２５と、駆動電極３１とを異なる基板上に設けることにより、駆動電極３１の形状やサイズが、従来のように、検出電極２１〜２５による制限を受けることがない。そのため、駆動電極３１を従来のものより大きく（広く）設けることが可能となる。
これにより、図４（ｂ）に示すように、基板接合時の位置ずれが生じた場合であっても、錘１３における駆動電極３１との対向面を、駆動電極３１でカバーすることができるため、適切な状態で錘１３を振動させることができる。
図４（ｂ）に示すように、錘１３における駆動電極３１との対向面の全領域を、駆動電極３１でカバーするために、駆動電極３１の外形は、錘１３における駆動電極３１との対向面の外形より、予測（想定）されるアライメントずれ量の分大きく形成することが望ましい。
【００２７】
例えば、陽極接合によりフレーム１１と下部ガラス基板３を接合した場合、接合時のアライメントずれにより、錘１３と駆動電極３１が中心位置において最大２０μｍずれる可能性がある場合には、駆動電極３１を錘１３の外形寸法より３０μｍ程度大きく形成する。
このように、駆動電極３１の形状（サイズ）を接合時のずれを考慮して一回り大きく設定することにより、振動バランスを崩すことなく垂直に、即ち、一次振動の直線性を保持しながら錘１３を振動駆動させることができる。
なお、駆動電極３１は、錘１３における駆動電極３１との対向面より大きく設けることに限定されるものではない。
例えば、錘１３の外形に沿った形状であっても、錘１３の外形より若干小さく形成されていても、従来の角速度センサにおける駆動電極３１’よりも大きい形状であればよい。
【００２８】
次に、上述した構成のセンサ部を有する角速度センサにおける角速度の検出動作について説明する。
角速度センサは、下部ガラス基板３の駆動電極３１と錘１３との間に交流電圧を印加し、両者間に作用する静電力により錘１３を上下（ｚ軸方向）に振動させる。
錘１３を振動させるために印加する交流電圧の周波数、即ち錘１３の振動周波数は、錘１３が共振振動する３ｋＨｚ程度の共振周波数ｆに設定されている。
このように、錘１３を共振周波数ｆで振動させることにより、錘１３の大きな変位量を得ることができる。
【００２９】
本実施の形態では、可動部構造体１の電位、即ち錘１３の電位が接地（ＧＮＤ）レベルに設定されている。
また、本実施の形態では、検出電極２５と錘１３との間の静電容量の変化に基づく錘１３のｚ軸方向の位置情報を参照しながら錘１３の駆動制御を行う。
速度ｖで振動している質量ｍの錘１３の周りに角速度Ωが加わると、錘１３の中心には、“Ｆ＝２ｍｖΩ”のコリオリ力Ｆが、錘１３の運動方向に対して直交する方向に発生する。
このコリオリ力Ｆが発生すると、錘１３にねじれが加わり錘１３の姿勢が変化する。即ち、錘１３の振動の運動方向と直交する面に対して、錘１３が傾く。
【００３０】
図３（ｂ）は、錘１３の姿勢が変化した状態を示した図である。
角速度センサでは、錘１３の姿勢の変化（傾き、ねじれ量）を検出することによって、作用する角速度の向きや大きさを検出するように構成されている。
錘１３の姿勢の変化は、上部ガラス基板２に設けられた検出電極２１〜２４と、可動電極として機能する錘１３の上面（上部ガラス基板２との対向面）との間の静電容量の変化を検出することによって行う。
つまり、検出電極２１〜２４と錘１３における可動電極との距離の変化を検出することによって錘１３の各軸方向における姿勢の変化を検出する。
【００３１】
電極間の静電容量は、静電容量／電圧変換（Ｃ／Ｖ変換）回路を用いて電気的に検出することができる。このＣ／Ｖ変換回路は、センサ部の外部に設けられた信号処理部（制御部）に形成されている。
なお、センサ部と信号処理部とは、ビアホール４１ａ〜ｈから引き出された配線により接続されている。
信号処理部では、検出された錘１３の姿勢の変化（傾斜方向、傾斜度合い等）に基づいて発生したコリオリ力Ｆを検出する。
そして、検出されたコリオリ力Ｆに基づいて、角速度Ωを算出（導出）する。つまり、錘１３の姿勢の変化量を角速度に変換する。
変換された角速度、詳しくは、作用する角速度の向きおよび大きさを示す信号は、角速度センサに設けられた端子から出力信号として出力される。
【００３２】
なお、上述した本実施の形態では、検出電極２５と錘１３との間の静電容量の変化に基づいて錘１３のｚ軸方向（振動方向）の姿勢変化を検出するように構成されている。
しかしながら、錘１３のｚ軸方向の姿勢変化の検出方法はこれに限定されるものではない。
例えば、駆動電極３１を検出電極と兼用することにより、錘１３のｚ軸方向の姿勢変化を検出するようにしてもよい。
また、例えば、検出電極２１〜２４と錘１３との間の静電容量の総和の変化に基づいて、錘１３のｚ軸方向の姿勢変化を検出するようにしてもよい。
但し、検出電極２５を用いずに錘１３のｚ軸方向の姿勢変化を検出する際には、別途専用の検出回路が必要となる。
このように、検出電極２５を用いずに錘１３のｚ軸方向の姿勢変化を検出する方式を採用した場合には、図２（ｂ）に示す検出電極２５の形成領域にまで、検出電極２１〜２４の形成領域を拡大させることができる。これにより、錘１３のｘ軸及びｙ軸方向における姿勢の変化を検出感度を向上させることができる。
【００３３】
従来の角速度センサでは、上部ガラス基板と下部ガラス基板の両方に駆動電極を設け、位相を１８０°ずらした駆動信号（駆動波形）を各駆動電極に印加することによって、錘を振動させていた。
しかしながら、本実施の形態によれば、駆動電極３１を下部ガラス基板３にのみ配置することによって、錘１３を振動させるための電極数を減らすことができる。
電極数を減らすことにより、駆動信号を生成するための回路数を減らすことができ、センサの小型化、消費電力の低減化を図ることができる。例えば、位相を１８０°ずらした駆動信号を生成する回路、即ち極性を反転させる回路が不要となる。
【００３４】
本実施の形態では、錘１３の駆動用の電極だけでなく、錘１３の検出用の電極の配置数も従来のセンサより減らした構成となっている。
そのため、センサ部から取り出す信号数、即ち、引き出し配線数を減らすことができ、これにより、信号をセンサ部の外へ引き出す際に必要となるポスト構造１４ａ〜ｈの数量を減らすことができるため、角速度センサの小型化を図ることができる。
本実施の形態では、ポスト構造１４ａ〜ｈの数量を従来のセンサより少なくすることができるため、これらのポスト構造１４ａ〜ｈ全てを、一組（一対）の対向するフレーム１１の周壁に沿って配列することができ、センサ部の幅方向の縮小化を容易に図ることができる。
なお、ポスト構造１４ａ〜ｈの配列位置は、一組（一対）の対向するフレーム１１の周壁に限定されるものではなく、フレーム１１の内部に形成された方形の中空部を形成する４つの面のうちの２つの面に沿って配列されていればよい。
例えば、隣接するフレーム１１の２つの周壁に沿ってポスト構造１４ａ〜ｈを配列するようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、検出電極２１〜２５と、駆動電極３１とが別の基板上に設けられているため、駆動電極３１の面積を従来のものより大きく（広く）確保することができる。即ち、駆動電極３１の有効面積をより広く確保することができるため、錘１３の振動駆動の安定化を図ることができる。
さらに、本実施の形態に示すように、駆動電極３１の外形を、錘１３における駆動電極３１との対向面の外形より接合の際の位置ずれ見込み量分大きく形成することにより、フレーム１１と下部ガラス基板３を接合する際に、位置ずれが生じた場合であっても、錘１３をバランスよく駆動することができる。これにより、角速度感度の直線性を保持できるため、角速度センサの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態に係る角速度センサにおけるセンサ部の概略構造を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は可動部構造体を上部ガラス基板側から見た平面図を示し、（ｂ）は上部ガラス基板の下面部を示した平面図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ部におけるセンサ部の断面を示した図であり、（ｂ）は錘１３の姿勢が変化した状態におけるセンサ部の断面を示した図である。
【図４】（ａ）は従来の角速度センサにおける、基板接合時の位置ずれが生じた際の駆動電極と錘との位置関係を示した図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る角速度センサにおける、基板接合時の位置ずれが生じた際の駆動電極と錘との位置関係を示した図である。
【図５】非特許文献１に示されている５軸モーションセンサの３次元構造と電極配置を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    可動部構造体
２    上部ガラス基板
３    下部ガラス基板
１１  フレーム
１２  梁
１３  錘
１４ａ〜ｈ  ポスト構造
２１〜２５  検出電極
２６ａ〜ｈ  電極パッド
３１  駆動電極
３２  電極パッド
４１ａ〜ｈ  ビアホール
１３０〜１３４  錘部
【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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