(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）に対して固定された固定部（２０、１００）と、
駆動錘（３１、３２、１２２）および検出錘（３１、３２、１２１）を有する可動部（３０、１２０）と、
前記駆動錘を前記基板の平面と平行な平面上において移動可能としつつ前記固定部に対して支持する駆動梁（４２、１１４）、および、前記検出錘を前記基板の平面と平行な平面上において移動可能としつつ前記固定部に対して支持する検出梁（４１、１１３）を有する梁部（４０、１１０）と、を備え、
前記駆動錘を前記基板の平面上における一方向に駆動振動させ、角速度の印加に伴って前記検出錘が前記基板の平面上において前記一方向に対する垂直方向にも振動することに基づき角速度検出を行う振動型角速度センサであって、
前記駆動梁に配置され、前記駆動錘を駆動振動させる圧電膜にて構成される駆動用薄膜（５１ｂ）を含む駆動部（５１、１３１）と、
前記検出梁に配置され、前記角速度の印加に伴う前記検出梁の変位を検出する検出素子（５３、１３３）と、
前記駆動梁に配置され、前記駆動錘が前記基板の平面に対する法線方向に移動する不要振動を抑制する振動を発生させる圧電膜にて構成される制御用薄膜（５２ｂ）を含む制御部（５２、１３２）と、を備え、
前記固定部、前記可動部および前記梁部は、前記基板に備えられる半導体層（１２）をパターニングすることにより形成されており、
前記駆動部は、前記半導体層の上に下層電極（５１ａ）と前記駆動用薄膜および上層電極（５１ｃ）が積層された構成とされ、前記下層電極と前記上層電極との間に駆動用電圧が印加されることで前記駆動用薄膜を変形させて前記駆動錘を駆動振動させ、
前記制御部は、前記半導体層の上に下層電極（５２ａ）と前記制御用薄膜および上層電極（５２ｃ）が積層された構成とされ、前記下層電極と前記上層電極との間に制御用電圧が印加されることで前記制御用薄膜を変形させて前記不要振動を抑制する振動を発生させ、 
さらに、前記駆動部は、前記駆動振動の方向に対する垂直方向に沿って、２本が所定距離を空けて平行に前記駆動梁に延設されており、
前記制御部は、２本の前記駆動部の間において、前記駆動振動の方向に対する垂直方向に沿って前記駆動梁に延設されていることを特徴とする振動型角速度センサ。
【請求項２】
前記検出素子は、前記半導体層の上に下層電極（５３ａ）と圧電膜にて構成される検出用薄膜（５３ｂ）および上層電極（５２ｃ）が積層された構成とされ、前記角速度の印加による前記検出用薄膜の変位に伴う前記下層電極と前記上層電極との間の電気信号の変化によって前記角速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の振動型角速度センサ。
【請求項３】
前記検出素子は、前記不要振動による前記検出用薄膜の変位に伴う前記電気信号の変化によって前記不要振動も検出することを特徴とする請求項２に記載の振動型角速度センサ。
【請求項４】
前記検出素子は、前記半導体層の表層部に形成されたピエゾ抵抗によって構成され、前記角速度の印加による前記ピエゾ抵抗の抵抗値変化によって前記角速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の振動型角速度センサ。
【請求項５】
前記検出素子は、前記検出梁に備えられた櫛歯電極と、検出用固定部として前記検出梁に設けた櫛歯電極と対向する櫛歯電極を備えた容量センサであることを特徴とする請求項１に記載の振動型角速度センサ。
【請求項６】
前記固定部を中心として、前記駆動振動の方向と同方向の両側において前記駆動錘と前記検出錘を兼ねる駆動兼検出用錘（３１、３２）が配置され、
前記検出梁（４１）は、前記固定部を中心として、前記駆動振動の方向に対する垂直な方向の両側に延設され、
前記駆動梁（４２）は、前記駆動兼検出用錘を中心として、前記駆動振動の方向に対する垂直な方向の両側に延設され、
前記検出梁のうち前記固定部と反対側および前記駆動梁のうち前記駆動兼検出用錘と反対側が直線状の支持部材（４３）に連結されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
【請求項７】
前記梁部（１１０）は、前記固定部に固定された支持梁（１１１）を有し、
前記支持梁を挟んで前記固定部と反対側には前記駆動振動の方向に延設された直線状の支持部材（１１２）が備えられ、
前記検出梁（１１３）は、前記支持部材を挟んで前記固定部と反対側に、前記駆動振動の方向に対する垂直な方向に延設されていると共に、前記支持部材と反対側の端部において前記検出錘（１２１）が連結されており、
前記駆動梁（４２）は、前記支持部材を挟んで前記固定部と反対側に、前記駆動振動の方向に対する垂直な方向に延設されていると共に、前記支持部材と反対側の端部において前記駆動錘（１２２）が連結されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、振動型の角速度センサが提案されている。この角速度センサでは、角速度センサに備えられる可動部の駆動振動や検出振動方向がｘｙ平面上である場合において、ｚ軸方向への不要振動が発生したときに、検出信号に不要振動に起因する不要信号が含まれることから、これを補正するようにしている。具体的には、可動部に補正電極を形成し、この補正電極によって検出信号に含まれる不要信号と逆位相の補正信号を取り出し、検出信号に対して付加することで、不要信号を減衰するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５９０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載されているように、不要振動は、本来可動部を振動させたい方向以外の方向に振動するものであり、この不要振動によって検出信号にノイズが付加され、振動型角速度センサの検出精度を低下させている。特許文献１に示されるように、補正電極によって逆位相の補正信号を取り出して検出信号から不要信号を減衰することができたとしても、不要振動を抑制することができないため、不要振動自体を抑制することが望まれる。
【０００５】
また、従来では、可動部の剛性向上や周波数設計によって不要振動が生じ難くなるようにすることも行われているが、不要振動の方向や大きさが変わるような場合、つまりゆらぎを持つ場合には対応できない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、可動部の不要振動を抑制し、検出精度を向上させることが可能な振動型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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明における振動型角速度センサでは、基板（１）に対して固定された固定部（２０、１００）と、駆動錘（３１、３２、１２２）および検出錘（３１、３２、１２１）とを有する可動部（３０、１２０）と、駆動錘を基板の平面と平行な平面上において移動可能としつつ固定部に対して支持する駆動梁（４２、１１４）、および、検出錘を基板の平面と平行な平面上において移動可能としつつ固定部に対して支持する検出梁（４１、１１３）を有する梁部（４０、１１０）と、を備え、駆動錘を基板の平面上における一方向に駆動振動させ、角速度の印加に伴って検出錘が基板の平面上において一方向に対する垂直方向にも振動することに基づき角速度検出を行う。
【０００８】
このような振動型角速度センサにおいて、駆動梁に配置され、駆動錘を駆動振動させる圧電膜にて構成される駆動用薄膜（５１ｂ）を含む駆動部（５１、１３１）と、検出梁に配置され、角速度の印加に伴う検出梁の変位を検出する検出素子（５３、１３３）と、駆動梁に配置され、駆動錘が基板の平面に対する法線方向に移動する不要振動を抑制する振動を発生させる圧電膜にて構成される制御用薄膜（５２ｂ）を含む制御部（５２、１３２）と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成において、駆動錘および駆動梁を駆動振動させている際に、駆動錘が基板の平面に対する法線方向に移動する不要振動が発生すると、不要振動によって検出梁が変位するため、それを検出素子で検出することができる。そして、この不要振動に応じて、制御部を駆動することで、その不要振動を抑制する方向、例えば基板の平面に対する法線方向において不要振動と逆位相の振動を発生させることで、不要振動を打ち消す。これにより、不要振動を抑制することが可能となる。そして、このように不要振動をフィードバックし、不要振動を打ち消すように制御部を駆動して振動を発生させることができることから、不要振動の方向や大きさが変わったとしても、それに対応することも可能となる。
【００１０】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる振動型角速度センサの上面図である。
【図２】図１に示す振動型角速度センサの斜視図である。
【図３】図１におけるIII−III’断面図である。
【図４】図１におけるIV−IV’断面図である。
【図５】図１に示す振動型角速度センサの駆動振動時の様子を示した上面図である。
【図６】図１に示す振動型角速度センサの角速度印加時の様子を示した上面図である。
【図７】固定部２０および駆動兼検出用錘３１、３２を通過する断面において、（ａ）は不要振動が発生していないときの様子を示した図、（ｂ）は不要振動が発生しているときの様子を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる振動型角速度センサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態で説明する振動型角速度センサ（ジャイロセンサ）は、物理量として角速度を検出するためのセンサであり、例えば車両の上下方向に平行な中心線周りの回転角速度の検出に用いられるが、勿論、振動型角速度センサを車両用以外に適用することもできる。
【００１４】
以下、図１〜図７を参照して、本実施形態にかかる振動型角速度センサについて説明する。
【００１５】
振動型角速度センサは、図１中のｘｙ平面が車両水平方向に向けられ、ｚ軸方向が車両の上下方向と一致するようにして車両に搭載される。振動型角速度センサは、板状の基板１０を用いて形成されている。本実施形態では、基板１０は、支持基板１１と半導体層１２とで犠牲層となる埋込酸化膜１３を挟み込んだ構造とされたＳＯＩ（Silicon on insulator）基板にて構成されている。この基板１０の平面の一方向がｘ軸、この平面上におけるｘ軸に対する垂直方向がｙ軸、この平面の法線方向かつｘ軸およびｙ軸に対する垂直方向がｚ軸となり、この基板１０の平面がｘｙ平面と平行な平面をなしている。このような基板１０を用いて振動型角速度センサが構成されており、図２に示すように、例えば半導体層１２側をセンサ構造体のパターンにエッチングしたのち埋込酸化膜１３を部分的に除去し、センサ構造体の一部をリリースすることで構成されている。なお、図中では支持基板１１を簡略化して記載してあるが、実際には平面板状で構成されている。また、図２は断面図ではないが、図を見やすくするために、支持基板１１および埋込酸化膜１３にハッチングを示してある。
【００１６】
半導体層１２は、固定部２０と可動部３０および梁部４０とにパターニングされている。固定部２０は、図２に示すように、少なくともその裏面の一部に埋込酸化膜１３が残されており、支持基板１１からリリースされることなく、埋込酸化膜１３を介して支持基板１１に固定された状態とされている。可動部３０および梁部４０は、振動型角速度センサにおける振動子を構成するものである。可動部３０は、その裏面側において埋込酸化膜１３が除去されており、支持基板１１からリリースされている。梁部４０は、可動部３０を支持すると共に角速度検出を行うために可動部３０をｘ軸方向およびｙ軸方向において変位させるものである。これら固定部２０と可動部３０および梁部４０の具体的な構造を説明する。
【００１７】
固定部２０は、可動部３０を支持すると共に、図示しないが駆動用電圧の印加用のパッドや角速度検出に用いられる検出信号の取り出し用のパッドが形成される部分である。本実施形態では、これら各機能を１つの固定部２０によって実現しているが、例えば可動部３０を支持するための支持用固定部、駆動用電圧が印加される駆動用固定部、角速度検出に用いられる検出用固定部に分割した構成とされても良い。その場合、例えば図１に示した固定部２０を支持固定部とし、支持固定部に連結されるように駆動用固定部と検出用固定部を備え、駆動用固定部に駆動用電圧の印加用のパッドを備えると共に検出用固定部に検出信号取り出し用のパッドを備えればよい。
【００１８】
具体的には、固定部２０は、例えば上面形状が四角形で構成されており、相対する二辺の中央部に梁部４０における後述する検出梁４１が連結された構造とされている。固定部２０の下方には埋込酸化膜１３が残されており、埋込酸化膜１３を介して固定部２０が支持基板１１に固定されている。
【００１９】
可動部３０は、角速度印加に応じて変位する部分であり、駆動用電圧の印加によって駆動振動させられる駆動用錘と駆動振動時に角速度が印加されたときにその角速度に応じて振動させられる検出用錘とを有した構成とされる。本実施形態の場合、可動部３０として、駆動用錘と検出用錘の役割を同じ錘によって担う駆動兼検出用錘３１、３２が備えられている。駆動兼検出用錘３１、３２は、ｘ軸方向において、固定部２０を挟んだ両側に配置されており、固定部２０から等間隔の場所に配置されている。各駆動兼検出用錘３１、３２は、同寸法（同質量）で構成され、本実施形態の場合、上面形状が四角形で構成されている。そして、各駆動兼検出用錘３１、３２は、それぞれ相対する二辺において梁部４０に備えられる後述する駆動梁４２に連結させられることで、両持ち支持されている。各駆動兼検出用錘３１、３２の下方においては、埋込酸化膜１３が除去されており、支持基板１１から各駆動兼検出用錘３１、３２がリリースされている。このため、各駆動兼検出用錘３１、３２は、駆動梁４２の変形によってｘ軸方向に駆動振動可能とされ、角速度印加の際には駆動梁４２などの変形によってｙ軸方向を含む固定部２０を中心とした回転方向へも振動可能とされている。
【００２０】
梁部４０は、検出梁４１と、駆動梁４２および支持部材４３を有した構成とされている。
【００２１】
検出梁４１は、固定部２０と支持部材４３とを連結するｙ軸方向に延設された直線状の梁とされている。検出梁４１のｘ軸方向の寸法は、ｚ軸方向の寸法よりも薄くされており、ｘ軸方向に変形可能とされている。
【００２２】
駆動梁４２は、駆動兼検出用錘３１、３２と支持部材４３とを連結するｙ軸方向、つまり検出梁４１と平行な方向に延設された直線状の梁とされている。各駆動兼検出用錘３１、３２に備えられた駆動梁４２から検出梁４１までは等距離とされている。駆動梁４２のｘ軸方向の寸法も、ｚ軸方向の寸法よりも薄くされており、ｘ軸方向に変形可能とされている。これにより、駆動兼検出用錘３１、３２をｘｙ平面状において変位可能としている。
【００２３】
支持部材４３は、ｘ軸方向に延設された直線状の部材とされ、支持部材４３の中心位置において検出梁４１が連結されており、両端位置において各駆動梁４２が連結されている。支持部材４３は、ｙ軸方向の寸法が検出梁４１や駆動梁４２におけるｘ軸方向の寸法よりも大きくされている。このため、駆動振動時には駆動梁４２が主に変形し、角速度印加時には検出梁４１および駆動梁４２が主に変形するようになっている。
【００２４】
このような構造により、駆動梁４２と支持部材４３および駆動兼検出用錘３１、３２によって上面形状が四角形の枠体が構成され、その内側に検出梁４１および固定部２０が配置された振動型角速度センサが構成されている。
【００２５】
さらに、駆動梁４２には、図１および図３に示すように駆動部５１が形成されていると共に制御部５２が形成されており、検出梁４１には、図４に示すように、振動検出部５３が形成されている。これら駆動部５１、制御部５２および振動検出部５３が外部に備えられた図示しない制御装置に電気的に接続されることで、振動型角速度センサの駆動が行われるようになっている。
【００２６】
駆動部５１は、図１に示すように、各駆動梁４２のうち支持部材４３との連結部近傍に備えられており、各場所に２本ずつ所定距離を空けて配置され、ｙ軸方向に延設されている。図３に示すように、駆動部５１は、駆動梁４２を構成する半導体層１２の表面に下層電極５１ａと駆動用薄膜５１ｂおよび上層電極５１ｃが順に積層された構造とされている。下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃは、例えばＡｌ電極などによって構成されている。これら下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃは、図１に示した支持部材４３および検出梁４１を経て固定部２０まで引き出された配線部５１ｄ、５１ｅを通じて、図示しない駆動用電圧の印加用のパッドやＧＮＤ接続用のパッドに接続されている。また、駆動用薄膜５１ｂは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜によって構成されている。
【００２７】
このような構成において、下層電極５１ａと上層電極５１ｃとの間に電位差を発生させることで、これらの間に挟まれた駆動用薄膜５１ｂを変位させ、駆動梁４２を強制振動させることで駆動兼検出用錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させる。例えば、各駆動梁４２のｘ軸方向の両端側に１本ずつ駆動部５１を備えるようにし、一方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを圧縮応力で変位させると共に他方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを引張応力で変位させる。このような電圧印加を各駆動部５１に対して交互に繰り返し行うことで、駆動兼検出用錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させている。
【００２８】
制御部５２は、図１および図３に示すように、各駆動梁４２のうち支持部材４３との連結部近傍に備えられており、当該場所に２本ずつ配置された駆動部５１の間において、各駆動部５１から所定距離空けて配置され、ｙ軸方向に延設されている。図３に示すように、制御部５２は、駆動梁４２を構成する半導体層１２の表面に下層電極５２ａと制御用薄膜５２ｂおよび上層電極５２ｃが順に積層された構造とされている。下層電極５２ａおよび上層電極５２ｃや制御用薄膜５２ｂは、それぞれ、駆動部５１を構成する下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃや駆動用薄膜５１ｂと同様の構成とされている。下層電極５２ａおよび上層電極５２ｃは、図１に示した支持部材４３および検出梁４１を経て固定部２０まで引き出された配線部５２ｄ、５２ｅを通じて、図示しない制御用電圧の印加用のパッドやＧＮＤ接続用のパッドに接続されている。
【００２９】
このような構成において、下層電極５２ａと上層電極５２ｃとの間に電位差を発生させることで、これらの間に挟まれた制御用薄膜５２ｂを変位させ、駆動梁４２に対して所望の振動を印加できる。これにより、駆動兼検出用錘３１、３２の振動を制御でき、不要振動を抑制する振動を印加することが可能となっている。
【００３０】
振動検出部５３は、図１および図４に示すように、検出梁４１のうちの固定部２０との連結部近傍に備えられており、検出梁４１におけるｘ軸方向の両側それぞれに設けられ、ｙ軸方向に延設されている。図４に示すように、振動検出部５３は、検出梁４１を構成する半導体層１２の表面に下層電極５３ａと検出用薄膜５３ｂおよび上層電極５３ｃが順に積層された構造とされている。下層電極５３ａおよび上層電極５３ｃや検出用薄膜５３ｂは、それぞれ、振動検出部５３を構成する下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃや駆動用薄膜５１ｂと同様の構成とされている。下層電極５３ａおよび上層電極５３ｃは、図１に示した固定部２０まで引き出された配線部５３ｄ、５３ｅを通じて、図示しない検出信号出力用のパッドに接続されている。
【００３１】
このような構成では、角速度の印加に伴って検出梁４１が変位すると、それに伴って検出用薄膜５３ｂが変形する。これにより、例えば下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号（定電圧駆動の場合の電流値、定電流駆動の場合の電流値）が変化することから、それを角速度を示す検出信号として図示しない検出信号出力用のパッドを通じて外部に出力している。
【００３２】
また、振動検出部５３では、不要振動の検出も行っている。角速度検出において、駆動兼検出用錘３１、３２は基本的にｘｙ平面上において振動させられることになり、ｚ軸方向への振動は不要振動となる。このような不要振動が発生した場合にも、検出梁４１が変位することから、それに起因して下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号（定電圧駆動の場合の電流値、定電流駆動の場合の電流値）が変化する。それを不要振動を示す検出信号として図示しないパッドを通じて外部に出力している。
【００３３】
なお、角速度が印加されたときの振動と不要振動とは振動の位相が異なっていることから、電気信号の変化の位相に基づいて、角速度印加時に対応する振動か不要振動かを確認することができる。これにより、電気信号の変化が角速度印加によるものであるか不要振動によるものであるかを判別できる。
【００３４】
以上のようにして、本実施形態にかかる振動型角速度センサが構成されている。次に、このように構成される振動型角速度センサの作動について説明する。
【００３５】
まず、図３に示すように、駆動梁４２に備えられた駆動部５１に対して駆動用電圧の印加を行う。具体的には、下層電極５１ａと上層電極５１ｃとの間に電位差を発生させることで、これらの間に挟まれた駆動用薄膜５１ｂを変位させる。そして、２本並んで設けられた２つの駆動部５１のうち、一方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを圧縮応力で変位させると共に他方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを引張応力で変位させる。このような電圧印加を各駆動部５１に対して交互に繰り返し行うことで、駆動兼検出用錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させる。これにより、図５に示すように、駆動梁４２によって両持ち支持された駆動兼検出用錘３１、３２が固定部２０を挟んでｘ軸方向において互いに逆方向に移動させられる駆動モードとなる。つまり、駆動兼検出用錘３１、３２が共に固定部２０が近づく状態と遠ざかる状態とが繰り返されるモードとなる。
【００３６】
この駆動振動が行われているときに、振動型角速度センサに対して角速度、つまり固定部２０を中心軸としたｘ軸周りの振動が印加されると、図６に示すように駆動兼検出用錘３１、３２がｙ軸方向を含む固定部２０を中心とした回転方向へも振動する検出モードとなる。したがって、検出梁４１も変位し、この検出梁４１の変位に伴って、振動検出部５３に備えられた検出用薄膜５３ｂが変形する。これにより、例えば下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号が変化し、この電気信号が外部に備えられる図示しない制御装置などに入力されることで、発生した角速度を検出することが可能となる。
【００３７】
このような動作を行うに際し、例えば振動型角速度センサ以外の部分から伝わる振動（車両振動など）、軸配向ズレ、加工の非対称性、結晶欠陥の存在の有無など、何らかの原因でｚ軸方向への不要振動が発生することがある。例えば、図７（ａ）に示すように、不要振動が発生していない通常の状態であれば、駆動兼検出用錘３１、３２が固定部２０を挟んでｘ軸方向に対称的に振動するのみであり、ｚ軸方向への移動がない。これに対して、図７（ｂ）に示すように、不要振動が発生した状態だと、駆動兼検出用錘３１、３２がｚ軸方向へも移動する。
【００３８】
その場合、ｚ軸方向への不要振動によって検出梁４１が変位し、それに起因して下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号が変化する。それが不要振動を示す検出信号として外部に備えられた図示しない制御装置に入力される。このため、制御装置では、不要振動を検出し、制御部５２を駆動することで、その不要振動を抑制する方向、例えばｚ軸方向において不要振動と逆位相の振動を発生させることで、不要振動を打ち消す。これにより、不要振動を抑制することが可能となる。そして、このように不要振動をフィードバックし、不要振動を打ち消すように制御部５２を駆動して振動を発生させることができることから、不要振動の方向や大きさが変わったとしても、それに対応することも可能となる。
【００３９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して振動型角速度センサの形状を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４０】
図８に示す本実施形態の振動型角速度センサも、支持基板１１の上に埋込酸化膜１３を介して形成された半導体層１２をパターニングし、固定部１００、梁部１１０および可動部１２０などを形成することによって製造される。具体的には、本実施形態の振動型角速度センサは次のように構成されている。
【００４１】
上面形状が四角形状の固定部１００の一辺から片持ちの支持梁１１１が形成されており、この支持梁１１１に対して垂直方向に支持部材１１２が延設されている。具体的には、支持部材１１２の中央位置において、支持梁１１１が連結されている。そして、支持部材１１２を挟んで支持梁１１１と反対側には検出梁１１３が形成され、その先端に検出錘１２１が備えられていると共に、支持部材１１２の両端において支持梁１１１と同方向に駆動梁１１４が形成され、その先端に駆動錘１２２が備えられている。
【００４２】
これらのうち、固定部１００は第１実施形態における固定部２０と対応するものである。支持部材１１２、検出梁１１３および駆動梁１１４は、第１実施形態における支持部材４３、検出梁１０２および検出梁４１にそれぞれ対応していて同様の役割を果たし、支持梁１１１と共に梁部１１０を構成している。検出錘１２１と駆動錘１２２は可動部１２０を構成するものである。これらを別体で構成しているが、駆動兼検出用錘３１、３２の役割を別々に行う。
【００４３】
なお、支持梁１１１は、支持部材１１２を介して検出梁１１３や検出錘１２１および駆動梁１１４や駆動錘１２２を支持するものであり、固定部１００に固定されている。
【００４４】
また、各種配線については図示していないが、駆動梁１１４には駆動部１３１が形成されていると共に制御部１３２が形成されており、検出梁１１３には振動検出部１３３が形成されている。これら駆動部１３１、制御部１３２および振動検出部１３３は、第１実施形態における駆動部５１、制御部５２および振動検出部５３と同様の役割を果たす。
【００４５】
このように、可動部１２０および梁部１１０が固定部１００に片持ち支持される構造の振動型角速度センサにおいても、駆動部５１、振動検出部５３に加えて制御部５２を備えた構造とすることができる。このような構成としても、制御部５２を用いて不要振動を抑制することが可能であり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００４７】
例えば、上記各実施形態では、振動検出部５３、１３３を検出する検出素子として、駆動部５１、１３１や制御部５２、１３２と同様の圧電膜を用いた構造のものを用いている。しかしながら、圧電膜を用いた構造以外にも、検出梁４１、１１３の変位を電気信号として取り出すことができる検出素子であれば、他の検出素子を用いても良い。例えば、検出梁４１、１１３を構成する半導体層１２にピエゾ抵抗（ゲージ抵抗）を構成し、このピエゾ抵抗を検出素子としても良い。例えば、半導体層１２の表層部にｐ+型層もしくはｎ+型層を形成することで、ピエゾ抵抗とすることができる。
【００４８】
また、検出梁４１、１１３に櫛歯電極を設けると共に、検出用固定部として検出梁４１、１１３に設けた櫛歯電極と対向する櫛歯電極を備えた容量センサを検出素子とし、各櫛歯電極の間に構成される容量の変化を電気信号として取り出すようにしても良い。
【００４９】
また、上記各実施形態では、振動検出部５３、１３３によって、角速度が印加されたときに振動と不要振動の両方を検出できる形態としたが、これらを別々の構成により検出できるようにしても良い。さらに、検出梁４１、１１３にも制御部５２、１１４と同様の制御部を備え、検出梁４１、１１３に不要振動が印加されたときに、その不要振動を抑制することもできる。
【００５０】
また、上記実施形態では、検出梁４１、１１３や駆動梁４２、１１４のうち支持部材４３、１１２の近傍にのみ、駆動部５１、１３１、制御部５２、１３２、振動検出部５３、１３３を備えた構造とした。これについても単なる一例を示したに過ぎず、例えば検出梁４１、１１３や駆動梁４２、１１４の全域にこれらを設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１０          基板
２０、１００  固定部
３０、１２０  可動部
３１          駆動兼検出用錘
４０、１１０  梁部
４１、１１３  検出梁
４２、１１４  駆動梁
５１、１３１  駆動部
５２、１３２  制御部
５３、１３３  振動検出部
１２１        検出錘
１２２        駆動錘
【図１】
0006330501.tif 000002
【図２】
0006330501.tif 000003
【図３】
0006330501.tif 000004
【図４】
0006330501.tif 000005
【図５】
0006330501.tif 000006
【図６】
0006330501.tif 000007
【図７】
0006330501.tif 000008
【図８】
0006330501.tif 000009